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《工程流體力學(xué)》是工科專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科,是力學(xué)的一個(gè)重要分支,主要目的是為了將流體力學(xué)知識(shí)充分運(yùn)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中。工程流體力學(xué)的研究方法主要包括實(shí)驗(yàn)研究、理論分析以及數(shù)值計(jì)算等。其中實(shí)驗(yàn)研究主要是利用各種實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)流體現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)分析,總結(jié)出流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)測(cè),通常采用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析;理論分析主要是根據(jù)質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒等定律,加以數(shù)學(xué)分析的手段,對(duì)流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析研究;數(shù)值計(jì)算則是利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將流體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律表達(dá)出來(lái),從而獲得質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒的計(jì)算方程,這些方程組合在一起成為流體力學(xué)基本方程組。《工程流體力學(xué)》課程設(shè)置的根本目的是為了讓學(xué)生熟練地掌握流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律,將其運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中,以此來(lái)解決各種與流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題,但是長(zhǎng)久以來(lái)我們?cè)谡n堂教學(xué)中所強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)點(diǎn)的灌輸,學(xué)生進(jìn)行機(jī)械化的記憶,缺乏創(chuàng)新,因此需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)理念進(jìn)行徹底改變。
(一)幫助學(xué)生建立流體力學(xué)的思維方式
《工程流體力學(xué)》的教學(xué)大綱要求學(xué)生能夠了解及應(yīng)用流體力學(xué)的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律,掌握流體力學(xué)的理論研究方法。在傳統(tǒng)教學(xué)理念中,課堂教學(xué)過(guò)分注重基本概念、基本理論和計(jì)算方法的學(xué)習(xí),學(xué)生在應(yīng)試教育的環(huán)境中對(duì)書(shū)本上的知識(shí)進(jìn)行機(jī)械化的記憶,很大一部分學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的記憶僅僅是為了完成考核任務(wù),因此無(wú)法形成系統(tǒng)的知識(shí)體系,也無(wú)助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)的思維方式,使其在日后工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到關(guān)于流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題時(shí),無(wú)從下手。鑒于此,在現(xiàn)代教育理念下需要教師引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的流體力學(xué)知識(shí)體系,并學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的思維方式對(duì)流體力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行分析研究。
(二)提高學(xué)生綜合分析應(yīng)用能力
《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)不僅要求學(xué)生建立科學(xué)的思維方式,還需要具備對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的綜合分析和應(yīng)用能力。在傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響下,學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí),嚴(yán)重缺乏學(xué)習(xí)的積極性和熱情,對(duì)知識(shí)和計(jì)算公式的機(jī)械化記憶,無(wú)助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。因此需要在《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行自主總結(jié),通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的歸納總結(jié),形成鮮明形象的記憶;與此同時(shí)在課后練習(xí)中需要增加綜合性,促進(jìn)學(xué)生對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。
(三)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力
實(shí)驗(yàn)是《工程流體力學(xué)》教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分,通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)檢驗(yàn)一個(gè)理論或證實(shí)一種假設(shè)而進(jìn)行的一系列操作或活動(dòng),從而更加清晰地理解和認(rèn)識(shí)流體力學(xué)規(guī)律。通常實(shí)驗(yàn)要預(yù)設(shè)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康?rdquo;、“實(shí)驗(yàn)環(huán)境”,進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)操作”,最終以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的新聞形式發(fā)表“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下,學(xué)生只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,根本無(wú)法鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力,因此需要學(xué)生自主獨(dú)立的進(jìn)行試驗(yàn)操作,讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,確定實(shí)驗(yàn)方案,在實(shí)踐中不斷提高自己的操作和知識(shí)的運(yùn)用能力。
(四)充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位
傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)理念嚴(yán)重背離之處在于課堂教學(xué)活動(dòng)中,教師往往處于主導(dǎo)地位,而作為教學(xué)活動(dòng)關(guān)鍵核心的學(xué)生群體則成為了知識(shí)的被動(dòng)接受者,單方面機(jī)械地完成課堂教學(xué)任務(wù),無(wú)法真正達(dá)到教學(xué)的目的。這就要求,在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師必須時(shí)刻關(guān)注教學(xué)同步,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情,通過(guò)討論、提問(wèn)等方式,讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中,學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的方法。
二、啟發(fā)式教學(xué)的具體應(yīng)用
(一)啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)質(zhì)
啟發(fā)式教學(xué)源遠(yuǎn)流長(zhǎng),歷久彌新,“啟發(fā)”一詞最早源于古代教育家孔丘的“不憤不啟,不悱不發(fā)”。朱熹解釋說(shuō)“:憤者,心求通而未得之意;悱者,口欲言而未能之貌。啟,謂開(kāi)其意;發(fā),謂達(dá)其辭。”憤與悱是內(nèi)在心理狀態(tài)在外部容色言辭上的表現(xiàn)。就是說(shuō)在教學(xué)前務(wù)必先讓學(xué)生認(rèn)真思考,已經(jīng)思考相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間但還想不通,然后可以去啟發(fā)他;雖經(jīng)思考并已有所領(lǐng)會(huì),但未能以適當(dāng)?shù)难赞o表達(dá)出來(lái),此時(shí)可以去開(kāi)導(dǎo)他。在現(xiàn)代教育理念當(dāng)中,啟發(fā)式教學(xué)主要是指教學(xué)活動(dòng)中教師依據(jù)課程學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)自覺(jué)地掌握知識(shí)的教學(xué)方法。啟發(fā)式教學(xué)可以很好地詮釋教育學(xué)之間的關(guān)系,通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性和主動(dòng)性,啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考,發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力,并且通過(guò)教師的適當(dāng)引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。
(二)設(shè)置問(wèn)題情境
啟發(fā)式教學(xué)的關(guān)鍵在于設(shè)置問(wèn)題情境,同時(shí)也是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的一種有效方式。這就要求教師在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中有目的、有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)各種情境,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,讓學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行探索分析。在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生遇到任何疑問(wèn)都應(yīng)該及時(shí)提出,向同學(xué)和老師進(jìn)行探討。大量的教學(xué)實(shí)踐表明,提問(wèn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)的積極性,通過(guò)提問(wèn)鍛煉學(xué)生的探索欲和邏輯思維能力。學(xué)生在啟發(fā)式教學(xué)模式下還應(yīng)該增加主動(dòng)性,尋找自己的興趣點(diǎn),去鉆研。這樣學(xué)生才會(huì)有問(wèn)題意識(shí),可以提出問(wèn)題,而不是在別人背后去解答問(wèn)題。另外,設(shè)置問(wèn)題情境要與實(shí)際生活相融合。可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)生活或工作式的教學(xué)情境,讓學(xué)生真正感受到《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的多樣性以及前瞻性,通過(guò)不斷探索激發(fā)出學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)興趣以及好奇心。
(三)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性
在啟發(fā)式教學(xué)過(guò)程中,需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,讓學(xué)生真正意義上成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主導(dǎo)者。《工程流體力學(xué)》課程需要打破傳統(tǒng)應(yīng)試教育的束縛,讓學(xué)生的積極性和主動(dòng)性得到充分釋放。教師組織學(xué)生進(jìn)行討論時(shí),要注意學(xué)生的反映,激發(fā)起學(xué)生發(fā)的求知欲望,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)收集資料了解流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及這些規(guī)律在工程實(shí)際中的應(yīng)用,幫助他們對(duì)問(wèn)題的獨(dú)立思考。例如教師可以列舉一些流體力學(xué)在生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的實(shí)例,使學(xué)生了解流體處于平衡及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律,加強(qiáng)理論概念與現(xiàn)實(shí)生活的相互聯(lián)系。總之,只有主動(dòng)參與其中,學(xué)生才能對(duì)問(wèn)題有一個(gè)深入的了解,并且能夠切身地投入自身全部的精力想方設(shè)法去解決當(dāng)前所面臨的問(wèn)題,而教師則完全不用花費(fèi)大量的精力進(jìn)行講解,只需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹敢ぷ鳎箤W(xué)生的自學(xué)能力能夠充分發(fā)揮。實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手操作以及對(duì)知識(shí)運(yùn)用的最佳方式,借助實(shí)驗(yàn)也可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在問(wèn)題情境環(huán)節(jié)中,學(xué)生大膽假設(shè)和創(chuàng)新提問(wèn)以后,就需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行模擬分析,并得到結(jié)論。在安全的保障下,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在教師的引導(dǎo)下,自己動(dòng)手去做,積極探索。這樣會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)更有幫助,而這一過(guò)程會(huì)提高學(xué)生的研究熱情,也可以提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力。此外,在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生還可以自由組合進(jìn)行某一問(wèn)題的研究,當(dāng)假設(shè)足夠成立的情況下,通過(guò)查詢相關(guān)的文獻(xiàn)資料,并進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室去尋找答案。這樣一來(lái),學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)或者工作中,如果遇到問(wèn)題,就可以真正獨(dú)立地進(jìn)行思考和研究。
(四)建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍
建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍是啟發(fā)式教學(xué)實(shí)現(xiàn)的前提。而長(zhǎng)久以的來(lái)灌輸式教學(xué),讓教師成為課堂教學(xué)的主體,其高高在上的形象,讓不少學(xué)生產(chǎn)生畏懼感,這也使得學(xué)習(xí)氛圍過(guò)于凝重、刻板甚至拘束。因此在教學(xué)方式上需要打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛,改掉以往死氣乏味的課堂教學(xué),教師應(yīng)該是教學(xué)活動(dòng)的組織者和設(shè)計(jì)者,通過(guò)營(yíng)造出民主、和諧、愉悅的課堂氣氛等方式更好地幫助學(xué)生調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性和積極性,鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手,并且給學(xué)生提供更多的進(jìn)行流體力學(xué)討論研究的空間和機(jī)會(huì),讓學(xué)生在獨(dú)立思考、互相討論以及動(dòng)手操作中完成問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與解決過(guò)程。此外,教師還需要引導(dǎo)學(xué)生相互尊重、相互理解,課堂氣氛做到張弛有度。讓學(xué)生在合作交流中真正理解和掌握《工程流體力學(xué)》的理論知識(shí)和基本技能,使他們真正成為學(xué)習(xí)的主人。
三、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:工程流體力學(xué);課程體系;創(chuàng)新
Construction and improvement of course system on engineering fluid mechanics
Lan Yamei, Wang Shiming, Song Qiuhong, Liu Shuang
Shanghai Ocean University, Shanghai, 201306, China
Abstract: Combined with the working practice on construction process of engineering fluid mechanics, which is rated as Shanghai elite course, construction and improvement of course system is discussed on engineering fluid mechanics on Shanghai Ocean University. The main contents include teaching content, textbook publishing, improvement of experimental condition, training of innovation ability.
Key words: engineering fluid mechanics; course system; innovation
隨著我國(guó)海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我校在海洋學(xué)科和相關(guān)專業(yè)建設(shè)方面發(fā)展迅速,流體力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。流體力學(xué)是工科院校普遍開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,學(xué)科的滲透性很強(qiáng),與所有基礎(chǔ)和專業(yè)學(xué)科之間都有交叉,在學(xué)生知識(shí)能力培養(yǎng)和知識(shí)體系結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的作用。2013年,我校流體力學(xué)被評(píng)為上海市精品課程。在4年多的建設(shè)過(guò)程中,流體力學(xué)課題組先后承擔(dān)了校級(jí)、上海市級(jí)重點(diǎn)課程建設(shè)及重點(diǎn)教材建設(shè)等多項(xiàng)教改項(xiàng)目,堅(jiān)持以培養(yǎng)海洋工程創(chuàng)新型人才為目標(biāo),在流體力學(xué)教學(xué)體系的建設(shè)方面取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
1 結(jié)合海洋大學(xué)特點(diǎn),調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,完善課程體系
我校流體力學(xué)類(lèi)課程覆蓋海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)、海洋環(huán)境、海洋技術(shù)、熱能動(dòng)力工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專業(yè),每年選課學(xué)生超過(guò)700人。針對(duì)各個(gè)專業(yè)學(xué)生的不同需求,我們?cè)谡n程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容上都做了相應(yīng)的調(diào)整與完善。本課程在我校的定位是:以海洋學(xué)院的海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)、海洋環(huán)境、海洋技術(shù)、環(huán)境工程專業(yè)為重點(diǎn)的海洋類(lèi)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)主干課程;面向食品學(xué)院和生命學(xué)院的熱能動(dòng)力工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、環(huán)境科學(xué)專業(yè)的工程應(yīng)用類(lèi)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程,滿足工程學(xué)院的機(jī)制專業(yè)培養(yǎng)要求。以工程流體力學(xué)課程為龍頭,以培養(yǎng)海洋人才的創(chuàng)新能力為目標(biāo),完善優(yōu)化流體力學(xué)類(lèi)課程群的配置、學(xué)時(shí)安排,并完成所有課程新教學(xué)大綱的編寫(xiě)工作,逐步形成一個(gè)完整的課程體系,重點(diǎn)完成了實(shí)驗(yàn)課和仿真課程軟硬件的配套建設(shè),突出強(qiáng)調(diào)流體力學(xué)的應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)。根據(jù)工程實(shí)際需要,將流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)層次,即流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論、流體力學(xué)知識(shí)與進(jìn)展、流體力學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐。根據(jù)不同專業(yè)對(duì)流體力學(xué)知識(shí)的需要,設(shè)計(jì)了不同的模塊組合。如對(duì)海洋相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,增加了水波理論,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié);針對(duì)食品專業(yè)的需要,增加了氣體及熱力學(xué)類(lèi)內(nèi)容,并編寫(xiě)了多套相關(guān)自測(cè)題供學(xué)生選用;針對(duì)水產(chǎn)及生物類(lèi)專業(yè)的學(xué)生,為讓學(xué)生能夠更好地研究魚(yú)類(lèi)等的動(dòng)物習(xí)性,增加了數(shù)值仿真模擬,克服了以往過(guò)分重視理論知識(shí)的介紹,輕視其應(yīng)用的弊端。此外,還相繼開(kāi)出了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課、計(jì)算流體力學(xué)等。
2 出版多部教材,完善流體力學(xué)課程教材體系完備
2002年,《工程流體力學(xué)》教材被列為上海市教委普通高等學(xué)校教材重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,歷經(jīng)3年多的編寫(xiě)和有關(guān)專家的評(píng)審,我校教師編寫(xiě)的《工程流體力學(xué)》于2006年2月由上海交通大學(xué)出版社出版。該教材的最大特點(diǎn)是考慮到普通工科院校非力學(xué)專業(yè)學(xué)生的情況,尤其是一般工科專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)和專業(yè)需要,盡可能簡(jiǎn)化對(duì)公式、定理的數(shù)學(xué)推導(dǎo),注重對(duì)物理概念的闡明、理解和應(yīng)用,特別強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。2007年,《工程流體力學(xué)》教材被上海市教委評(píng)為優(yōu)秀教材三等獎(jiǎng),2008年獲上海海洋大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。2011年,我們對(duì)第一版教材部分章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了更新、充實(shí)和修訂,更加注重拓寬知識(shí)面和實(shí)際工程應(yīng)用。2012年9月,第二版《工程流體力學(xué)》及配套教材《工程流體力學(xué)習(xí)題解析》由上海交通大學(xué)出版社出版發(fā)行。2011年3月,由同濟(jì)大學(xué)出版社出版的《力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)―理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)》,其中的流體力學(xué)部分(第三大部分),重點(diǎn)強(qiáng)化課程體系中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),完善了流體力學(xué)課程的教材體系。我們還完成了流體力學(xué)試題庫(kù)建設(shè)工作,提高了試題質(zhì)量,真正做到了教考分離,為相關(guān)師生提供了豐富的教學(xué)資源庫(kù),促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。
早在2006年,我們就開(kāi)始了“流體力學(xué)研究型教學(xué)的改革與實(shí)踐”上海水產(chǎn)大學(xué)(2008年更名為上海海洋大學(xué))一般課題項(xiàng)目的研究工作;為配合新出版的教材,我們還申請(qǐng)了校級(jí)一般課程建設(shè)項(xiàng)目“工程流體力學(xué)(CAI課件)建設(shè)”,制作了與教材配套的、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的課件光盤(pán),課件共有700余張PPT,圖片色彩鮮明,其中插入的20多個(gè)原創(chuàng)動(dòng)畫(huà)形象生動(dòng)逼真,做到了工程流體力學(xué)電子教案光盤(pán)版與教材同步發(fā)行。
3 完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,形成完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
隨著我國(guó),特別是上海市海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我校海洋學(xué)科發(fā)展迅速。首先,為配合新開(kāi)設(shè)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課,添置了多種類(lèi)、多套數(shù)的多功能流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、動(dòng)量定理實(shí)驗(yàn)儀、空化實(shí)驗(yàn)儀等流體力學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,保證了高質(zhì)量完成流體力學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。根據(jù)購(gòu)置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,自行編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),明確了儀器設(shè)備的工作原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的具體步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和處理以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等內(nèi)容;為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多樣化,自行編制了工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示軟件,內(nèi)容形象直觀,使學(xué)生一目了然;合作研制了小型循環(huán)水槽及直流式風(fēng)洞,并配備了數(shù)據(jù)測(cè)試采集系統(tǒng),可進(jìn)行圓柱、翼型、浮標(biāo)、波能裝置等模型的流場(chǎng)顯示及水動(dòng)性能測(cè)試,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率得到了提高。針對(duì)個(gè)別專業(yè)的特殊需要,開(kāi)設(shè)了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課。實(shí)際的流體運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜,而流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是揭示流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段,為此,經(jīng)多方籌建,我校海洋環(huán)境專業(yè)于2009年開(kāi)設(shè)了流體力學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課,幫助學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論的理解,更好地用所學(xué)理論解決生產(chǎn)實(shí)際中的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)課共16學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括:能量方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、動(dòng)量定律實(shí)驗(yàn)、沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)、局部水頭損失實(shí)驗(yàn)、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)、管道測(cè)流量實(shí)驗(yàn)、流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)、虹吸實(shí)驗(yàn)及勢(shì)流疊加實(shí)驗(yàn)等。針對(duì)食品專業(yè)的需要,開(kāi)設(shè)了氣體及熱力學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)。
為了滿足海洋學(xué)科對(duì)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的更高要求,我們陸續(xù)建成了大型室內(nèi)動(dòng)力深水壓力桶,配備了數(shù)據(jù)測(cè)試采集系統(tǒng),可進(jìn)行圓柱、翼型、浮標(biāo)、波能裝置等模型的流場(chǎng)顯示及水動(dòng)性能測(cè)試。我校地處臨港,旁臨東海,學(xué)生參加各種海試試驗(yàn)方便。利用這些實(shí)驗(yàn)平臺(tái),相繼開(kāi)設(shè)了多種設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn),主要包括湍流、流體數(shù)值模擬計(jì)算應(yīng)用、波浪能發(fā)電裝置開(kāi)發(fā)等,對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用。
4 以科研促進(jìn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,構(gòu)建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系
近三年,教師發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇,SCI收錄4篇;課題組教師主持省部級(jí)及以上科研課題共20余項(xiàng),其中國(guó)家自然科學(xué)基金1項(xiàng),上海市自然科學(xué)基金2項(xiàng),農(nóng)業(yè)部專項(xiàng)3項(xiàng),海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金2項(xiàng),國(guó)家海洋局重大專項(xiàng)2項(xiàng),上海市教委創(chuàng)新項(xiàng)目2項(xiàng)。有20余名碩士研究生、多名本科生參與科研項(xiàng)目,學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力得到了培養(yǎng)與鍛煉。近年來(lái),學(xué)生在科研創(chuàng)新方面熱情很高。在全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中,2011年,我校羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青的“一種新型海洋波浪能發(fā)電裝置”獲得全國(guó)競(jìng)賽三等獎(jiǎng);2012年,曹星、陳功的“風(fēng)浪發(fā)電轉(zhuǎn)換機(jī)”獲得全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽上海賽區(qū)二等獎(jiǎng)。工程學(xué)院學(xué)生孫奇結(jié)合所學(xué)流體力學(xué)知識(shí),自主創(chuàng)業(yè),創(chuàng)立了上海鑫靚科技服務(wù)有限公司,開(kāi)辦節(jié)水高效汽車(chē)洗車(chē)業(yè)務(wù)服務(wù)師生。2011~2012年,學(xué)生成功申報(bào)市、校、院級(jí)涉及海洋工程方向的大學(xué)生創(chuàng)新性項(xiàng)目16項(xiàng)。在流體力學(xué)教師指導(dǎo)下,學(xué)生還獲得43項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專利,另有多項(xiàng)發(fā)明專利進(jìn)入實(shí)審階段。學(xué)生參加教師科研項(xiàng)目19項(xiàng),均取得了很好的成效。在我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中,海洋工程類(lèi)流體力學(xué)相關(guān)研究比例較高,特別是在大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)中心的組織下,我校成為上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì)的團(tuán)體會(huì)員單位,并在我校建立了上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì)學(xué)生分會(huì),流體力學(xué)的師生參與熱情較高。
5 結(jié)束語(yǔ)
工程流體力學(xué)是一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,它具有較強(qiáng)的理論性、抽象性和實(shí)踐性。筆者主要介紹了我校工程流體力學(xué)課程體系的建設(shè)與實(shí)踐,主要包括:多層次、多專業(yè)的課程體系構(gòu)建;先后出版了《工程流體力學(xué)》《工程流體力學(xué)習(xí)題解析》和《力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)―理論力學(xué)、材料學(xué)、流體力學(xué)》教材,流體力學(xué)課程教材充足;完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,形成完整的教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系;培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,構(gòu)建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系;以科研促進(jìn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,構(gòu)建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系,不斷培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力,提高創(chuàng)新能力,使學(xué)生真正掌握該課程的核心知識(shí),提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:雙語(yǔ)教學(xué);SPOC;教學(xué)模式;流體力學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)16-0249-02
一、引言
隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展,對(duì)復(fù)合型人才的需求越來(lái)越大,高等教育的國(guó)際化也逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)高校如何實(shí)現(xiàn)人才的國(guó)際化提高教育的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,引起廣泛的思考。雙語(yǔ)教學(xué)被認(rèn)為是高等教育國(guó)際化的重要內(nèi)容。流體力學(xué)課程是能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)及機(jī)械類(lèi)部分專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有較強(qiáng)的工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性,課程基礎(chǔ)知識(shí)與生產(chǎn)生活實(shí)際密切相關(guān),除流體力學(xué)的基本理論和方法講解外,還需注重實(shí)驗(yàn)測(cè)試、工程應(yīng)用等實(shí)踐教學(xué)。雙語(yǔ)教學(xué)可以使學(xué)生具備一定的專業(yè)英語(yǔ)技能,采用原版教材接觸國(guó)外最新的專業(yè)知識(shí),使在人才培養(yǎng)上與國(guó)際接軌成為可能。但是流體力學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)存在一些問(wèn)題,實(shí)踐教學(xué)部分如何體現(xiàn)雙語(yǔ)授課及其意義與價(jià)值,還需進(jìn)一步思考,流體力學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)模式仍處于探索階段。
二、流體力學(xué)課程雙語(yǔ)教學(xué)現(xiàn)狀
1.教學(xué)目標(biāo)不夠清晰。流體力學(xué)課程本身概念多、專有名詞多、流動(dòng)原理復(fù)雜,用中文教學(xué)時(shí)部分學(xué)生尚且不能很好地完成該課程的學(xué)習(xí),雙語(yǔ)教學(xué)時(shí)通常引進(jìn)原版的英語(yǔ)教材,學(xué)生英語(yǔ)水平參差不齊,對(duì)于英語(yǔ)水平不佳的學(xué)生來(lái)說(shuō),學(xué)習(xí)難度將進(jìn)一步提高,流體力學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)往往變成了專業(yè)外語(yǔ)課,專業(yè)詞匯及專業(yè)術(shù)語(yǔ)的解釋占據(jù)了課堂大部分的時(shí)間,忽視專業(yè)知識(shí)的講授,與雙語(yǔ)教學(xué)實(shí)施的初衷大相徑庭。
2.缺乏專職的雙語(yǔ)教學(xué)師資。雙語(yǔ)教師既要精通專業(yè)知識(shí),又要有較高的外語(yǔ)水平,能流利地應(yīng)用外語(yǔ)講授課程。目前,擔(dān)任雙語(yǔ)教學(xué)的教師主要是外語(yǔ)水平相對(duì)好的專業(yè)課教師,沒(méi)有受過(guò)系統(tǒng)的語(yǔ)言教學(xué)方面的訓(xùn)練,遇到突發(fā)事件時(shí),很難用英語(yǔ)準(zhǔn)確、充分地表達(dá)自己的想法。另外,承擔(dān)雙語(yǔ)課程的教師一般比較年輕,教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足,教學(xué)手段、教學(xué)方法和教學(xué)能力還需進(jìn)一步完善。
3.學(xué)生接受度不佳。雙語(yǔ)授課時(shí),通常是教師用英文向?qū)W生傳授知識(shí),學(xué)生始終是被動(dòng)地聽(tīng)講、被動(dòng)地接受英語(yǔ)和專業(yè)知識(shí),師生之間幾乎沒(méi)有互動(dòng),學(xué)生的英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)能力、英語(yǔ)應(yīng)用能力依然得不到鍛煉。雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中必然會(huì)涉及大量生僻的專業(yè)詞匯,學(xué)生很容易由于一些句子沒(méi)聽(tīng)懂,產(chǎn)生畏難情緒,影響課程雙語(yǔ)教學(xué)效果。
三、MOOC模式與SPOC模式
MOOC(Massive Open Online Course,大規(guī)模開(kāi)放式在線課程)模式將多種形式的數(shù)字化資源放在網(wǎng)上,學(xué)習(xí)者反復(fù)觀看教學(xué)視頻,理解課程講授的知識(shí)。將MOOC模式應(yīng)用到流體力學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)中,可以有效解決學(xué)習(xí)者由于英語(yǔ)水平不高而引起的學(xué)習(xí)困難的問(wèn)題。然而,MOOC模式下的教學(xué)活動(dòng)主要是以知識(shí)為中心的理解類(lèi)活動(dòng),個(gè)性化學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)體驗(yàn)缺失,虛擬實(shí)驗(yàn)無(wú)法替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)。流體力學(xué)課程除了要求學(xué)習(xí)者掌握基本知識(shí)點(diǎn)外,還要求學(xué)習(xí)者學(xué)會(huì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。MOOC模式下單一的線上教學(xué)不足以激發(fā)學(xué)生的熱情,課程完成率不高的缺點(diǎn)亦廣為詬病。流體力學(xué)課程雙語(yǔ)教學(xué)的目的在于在講授流體力學(xué)知識(shí)的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的英語(yǔ)應(yīng)用能力,學(xué)生若不能有效地完成課程學(xué)習(xí),則新教學(xué)模式的探索就顯得毫無(wú)意義。SPOC(Small Private Online Course)是小規(guī)模限制式在線課程,其受眾可以限制為在校大學(xué)生,設(shè)計(jì)和利用優(yōu)秀的MOOC資源,克服MOOC單一的線上學(xué)習(xí)的缺點(diǎn),實(shí)施混合式教學(xué),將MOOC之所長(zhǎng)與面對(duì)面教學(xué)融為一體,增加師生互動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高課程完成率和學(xué)習(xí)成績(jī)。因此,SPOC模式將更加適合流體力學(xué)雙語(yǔ)教學(xué),幫助教師與學(xué)生突破英語(yǔ)水平不高的限制,高效地完成流體力學(xué)知識(shí)的講解與學(xué)習(xí),同時(shí)提高教師與學(xué)生的英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)能力及英語(yǔ)應(yīng)用能力,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。
四、流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)教學(xué)資源
1.流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)課程教學(xué)視頻。眾所周知,看電影學(xué)英語(yǔ)是提高英語(yǔ)水平的一個(gè)好方法,通過(guò)視頻看情節(jié),重復(fù)聽(tīng)取單詞,更加容易了解單詞的發(fā)音及其用法,當(dāng)然還能學(xué)到更加地道的生活化語(yǔ)言。受這一方法的啟發(fā),引進(jìn)國(guó)外優(yōu)秀的流體力學(xué)MOOC資源,根據(jù)國(guó)內(nèi)大學(xué)生思維方式、知識(shí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化,編寫(xiě)雙語(yǔ)教材,精心制作流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)課程教學(xué)視頻,讓學(xué)生聽(tīng)英語(yǔ)學(xué)流體力學(xué)知識(shí)。
2.流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)視頻。流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)教學(xué)開(kāi)展3~4周后,學(xué)生對(duì)流體力學(xué)課程及專有詞匯有了一定了解,此時(shí)可以開(kāi)展流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)。雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)視頻僅提供流體力學(xué)專有詞匯的中文意思,要求學(xué)生逐漸適應(yīng)全英語(yǔ)教學(xué)。在視頻頁(yè)面顯示實(shí)驗(yàn)名稱,提供英文版實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)要求及思考題回答要求,這部分文本依然提供鼠標(biāo)取詞功能,幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)要求。流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)視頻可以不局限在本校流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室能開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn),可以是國(guó)外的實(shí)驗(yàn)裝置、先進(jìn)測(cè)量方法等的解說(shuō),讓學(xué)生了解學(xué)科的前沿知識(shí)。
五、教學(xué)過(guò)程
1.課堂教學(xué)。流體力學(xué)雙語(yǔ)課開(kāi)課前,教師將每次課的授課內(nèi)容、相應(yīng)的教材章節(jié)、相關(guān)的雙語(yǔ)課程教學(xué)視頻列表發(fā)放給學(xué)生,讓學(xué)生明確SPOC雙語(yǔ)教學(xué)模式下教與學(xué)雙方所需要的改變與努力,以期獲得良好的教學(xué)效果,同時(shí)師生共同提高英語(yǔ)應(yīng)用能力。課堂教學(xué)采用翻轉(zhuǎn)課堂的講學(xué)模式,要求學(xué)生課前觀看SPOC雙語(yǔ)課程教學(xué)視頻,理解視頻中的主要內(nèi)容,思考教師前一次課布置的討論主題。在課堂上,教師講評(píng)教學(xué)視頻中的重難點(diǎn),不再講解課程的全部?jī)?nèi)容,課前備課的精力不再集中在背熟講稿,而是更專注于主題的設(shè)置、問(wèn)題的解答及流體力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用方法,預(yù)估學(xué)生可能的回答內(nèi)容并準(zhǔn)備合理有度的評(píng)論。組織學(xué)生學(xué)習(xí)小組,一個(gè)自然班通常為30名學(xué)生,分成6組,每組5人,設(shè)小組長(zhǎng)1人。每次課教師針對(duì)重點(diǎn)與難點(diǎn)準(zhǔn)備30個(gè)問(wèn)題,基本從易到難設(shè)置,分成五輪問(wèn)答。每輪小組抽簽得到問(wèn)題,各小組派一名學(xué)生回答,若用英語(yǔ)回答正確得25分,用中文回答正確得20分,回答不完全正確,由教師酌情給分。每組各成員得分之和即是該學(xué)習(xí)小組的得分,多次平均后作為平時(shí)成績(jī)。
2.實(shí)踐教學(xué)。基于流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)視頻,實(shí)踐教學(xué)改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。按照原有的教學(xué)方式,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)講解后,學(xué)生立刻開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù),沒(méi)有時(shí)間深入思考實(shí)驗(yàn)相關(guān)流體力學(xué)知識(shí),很難將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)。在SPOC雙語(yǔ)教學(xué)模式下,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前先觀看相關(guān)視頻,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師拿出測(cè)試卡要求學(xué)生答題,全部正確后,學(xué)生才進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室采集數(shù)據(jù)。學(xué)生仍以課堂學(xué)習(xí)時(shí)的學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,采集并整理數(shù)據(jù),形成全英文的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)視頻要求每位學(xué)生均觀看,測(cè)試卡答題可由學(xué)習(xí)小組派代表完成測(cè)試,實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)等任務(wù)由學(xué)習(xí)小組自行安排分工,小組成員協(xié)同合作,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。在SPOC雙語(yǔ)教學(xué)模式下,要求學(xué)生觀看雙語(yǔ)實(shí)踐教學(xué)視頻8個(gè),學(xué)生學(xué)習(xí)小組根據(jù)各自的興趣愛(ài)好選擇2個(gè),完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集,整理分析形成英文實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及思考題準(zhǔn)確程度給分,兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)平均分為各學(xué)習(xí)小組的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。
六、課程考核
流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)教學(xué)采用多樣化的考核形式,最終成績(jī)由課堂平時(shí)成績(jī)(40%)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)(20%)、學(xué)習(xí)小組組長(zhǎng)打分(10%),學(xué)生自評(píng)分(10%)及期末考試成績(jī)(20%)組成。其中課堂平時(shí)成績(jī)及實(shí)驗(yàn)成績(jī)占60%,大幅降低了期末考試成績(jī)的所占百分比,鼓勵(lì)學(xué)生在平時(shí)認(rèn)真準(zhǔn)備雙語(yǔ)課程的學(xué)習(xí),真正做到學(xué)以致用。其次,課堂平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)均是以學(xué)習(xí)小組為單位給出的團(tuán)體得分,要想獲得好分?jǐn)?shù),各成員必須共同努力。學(xué)習(xí)小組組長(zhǎng)對(duì)各成員打分,占最終成績(jī)的10%。學(xué)生自評(píng)分是學(xué)生對(duì)自己的評(píng)價(jià),在學(xué)期結(jié)束時(shí)總結(jié)自己的學(xué)習(xí)成效,占最終成績(jī)的10%。期末考試試卷設(shè)置50%的英語(yǔ)題量,占最終成績(jī)的20%。
七、結(jié)語(yǔ)
流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)教學(xué)新模式的關(guān)鍵在于優(yōu)質(zhì)的SPOC視頻教學(xué)資源和師生之間的互動(dòng)配合,學(xué)習(xí)世界一流大學(xué)的教學(xué)視頻優(yōu)化SPOC教學(xué)資源,可以快速縮小與世界一流大學(xué)教育水平的差距,教師備課的重點(diǎn)由知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的深入理解與應(yīng)用,學(xué)生從被動(dòng)地接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)并嘗試應(yīng)用。并且,教師與學(xué)生的英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)能力、英語(yǔ)應(yīng)用能力都能得到鍛煉。在流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)教學(xué)模式下,教師有更多的時(shí)間準(zhǔn)備創(chuàng)新性的教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式組隊(duì)學(xué)習(xí),在課堂上與教師互動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí)的能力與創(chuàng)新能力。基于流體力學(xué)SPOC雙語(yǔ)教學(xué)模式,可以形成優(yōu)質(zhì)的雙語(yǔ)教學(xué)師資隊(duì)伍,培養(yǎng)學(xué)生具備創(chuàng)新精神、雙語(yǔ)溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作能力,滿足教育國(guó)際化的需要。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:計(jì)算流體力學(xué);求解;基本原理;化學(xué)工程;應(yīng)用
化學(xué)工程在我國(guó)具有較長(zhǎng)的研究與應(yīng)用歷程,并在實(shí)際的生產(chǎn)與生活中取得到巨大的應(yīng)用成效,不僅能夠供給正常的生活需求,同時(shí)根據(jù)新材料的開(kāi)發(fā),能夠滿足現(xiàn)代型環(huán)保材料的使用。在化學(xué)工程中,較多的反映環(huán)境和反應(yīng)機(jī)制都是在溶液中進(jìn)行的,具有質(zhì)量守恒和熱量守恒定律的應(yīng)用。而這種質(zhì)量與能量的關(guān)系正是計(jì)算流體力學(xué)的主要原理。通過(guò)對(duì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和原理的分析,能夠優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn),提高化學(xué)工程的生產(chǎn)效率。
1計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的基本原理
計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)稱CFD,是通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法來(lái)求解化工中幾何形狀空間內(nèi)的動(dòng)量、熱量、質(zhì)量方程等流動(dòng)主控方程,從而發(fā)現(xiàn)化工領(lǐng)域中各種流體的流動(dòng)現(xiàn)象和規(guī)律,其主要以化學(xué)方程式中的動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律及質(zhì)量守恒方程為基礎(chǔ)。一般情況下,計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值計(jì)算方法主要包括數(shù)值差分法、數(shù)值有限元法及數(shù)值有限體積法,其也是一門(mén)多門(mén)學(xué)科交叉的科目,計(jì)算流體力學(xué)不僅要掌握流體力學(xué)的知識(shí),也要掌握計(jì)算幾何學(xué)和數(shù)值分析等學(xué)科知識(shí),其涉及面廣。針對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的真實(shí)模擬,其主要目的是對(duì)流體流動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè),以獲得流體流動(dòng)的信息,從而有效控制化工領(lǐng)域中的流體流動(dòng)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,市場(chǎng)上也出現(xiàn)了計(jì)算流體力學(xué)軟件,其具有對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析、計(jì)算、預(yù)測(cè)的功能,計(jì)算流體力學(xué)軟件操作簡(jiǎn)單,界面直觀形象,有利于化學(xué)工程師對(duì)流體進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。
2計(jì)算流體力學(xué)砸你化學(xué)工程中的實(shí)際應(yīng)用
2.1在攪拌中的應(yīng)用分析
在攪拌的化學(xué)反應(yīng)中,反映介質(zhì)之間的流動(dòng)性比較復(fù)雜,依據(jù)傳統(tǒng)的計(jì)算形式根本無(wú)法解決,并在化學(xué)試劑在攪拌中存在不均勻擴(kuò)散的特點(diǎn),在湍流的形式中能量的分布狀況也存在著空間特點(diǎn)。若是依據(jù)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)得反映中物質(zhì)、能量和質(zhì)量的變化規(guī)律,其得出的結(jié)構(gòu)往往存在較差時(shí)效性,實(shí)驗(yàn)騙差加大。通過(guò)對(duì)二維計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用,能夠?qū)嚢柚辛黧w的形式進(jìn)行模擬,并進(jìn)行質(zhì)量、能量等數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。但是流體的變化,不僅與化學(xué)試劑的濃度、減半速度有關(guān),還與時(shí)間、容器的形狀等有著之間的聯(lián)系,需要建立三維空間模擬形式進(jìn)行計(jì)算流行力學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)和研究水平的提高,在通過(guò)借助多普勒激光測(cè)速儀后,已經(jīng)對(duì)三維計(jì)算形式有了較大的突破,這對(duì)于化工工程中原料的有效應(yīng)用和工程成本的減低具有促進(jìn)的作用,但是在三維計(jì)算流體力學(xué)中還存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不斷的完善。
2.2CFD在化學(xué)工程換熱器中的應(yīng)用分析
換熱器是化學(xué)工程中主要的應(yīng)用設(shè)備,通過(guò)管式等換熱器、板式換熱器、冷卻塔和再沸器等的應(yīng)用,能夠有效的控制化學(xué)試劑在反應(yīng)中的溫度變化。其中根據(jù)換熱器的形式不同,計(jì)算流體力學(xué)的方式也就不同。在管式換熱器中主要是通過(guò)流體湍流速度的改變,增加換熱速率的。在板式換熱器中是通過(guò)加大流體的接觸面積,提高換熱效率的。而在冷卻塔和再沸器中,熱量交換的形式更為復(fù)雜,但是卻群在重復(fù)性換熱的特點(diǎn),增加了換熱的時(shí)間,提高了換熱的效果。從總體上分析,計(jì)算流量力學(xué)中,需要對(duì)溫度變化、流體的速度變化、熱交換面積變化和時(shí)間變化進(jìn)行分析。通過(guò)CFD計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用,能夠計(jì)算出不同設(shè)備的熱交換效果,并根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求進(jìn)行換熱器的選擇使用。
2.3在精餾塔中的應(yīng)用
CFD已成為研究精餾塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)和傳質(zhì)的重要工具,通過(guò)CFD模擬可獲得塔內(nèi)氣液兩相微觀的流動(dòng)狀況。在板式塔板上的氣液傳質(zhì)方面,Vi-tankar等應(yīng)用低雷諾數(shù)的k-ε模型對(duì)鼓泡塔反應(yīng)器的持液量和速度分布進(jìn)行了模擬,在塔氣相負(fù)荷、塔徑、塔高和氣液系統(tǒng)的參數(shù)大范圍變化的情況下,模擬結(jié)果和現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。Vivek等以歐拉-歐拉方法為基礎(chǔ),充分考慮了塔壁對(duì)塔內(nèi)流體的影響,用CFD商用軟件FLUENT模擬計(jì)算了矩形鼓泡塔內(nèi)氣液相的分散性能,以及氣泡數(shù)量、大小和氣相速度之間的關(guān)系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一種用塔內(nèi)典型微型單元(REU)的流體力學(xué)性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)整塔的流體力學(xué)性質(zhì)的方法,對(duì)每一個(gè)單元用FLUENT進(jìn)行了模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)的主要能量損失來(lái)自于填料內(nèi)的流體噴濺和流體與塔壁之間的碰撞,且用此方法預(yù)測(cè)了整塔的壓降。Larachi等發(fā)現(xiàn)流體在REU的能量損失(包括流體在填料層與層之間碰撞、與填料壁的碰撞引起的能量損失等)以及流體返混現(xiàn)象是影響填料效率的主要因素,而它們都和填料的幾何性質(zhì)相關(guān),因此用CFD模擬計(jì)算了單相流在幾種形狀不同的填料中流動(dòng)產(chǎn)生的壓降,為改進(jìn)填料提供了理論依據(jù)。CFD模擬精餾塔內(nèi)流體流動(dòng)也存在一些不足,如CFD模擬規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動(dòng)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值還有一定的偏差。這是由于對(duì)于許多問(wèn)題所應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型還不夠精確,還需要加強(qiáng)流體力學(xué)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。
2.4CFD在化學(xué)反應(yīng)工程中的應(yīng)用研究
在化學(xué)反應(yīng)工程中,反應(yīng)物和生成物的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)器、溫度和壓力等有著較大的聯(lián)系,在實(shí)際的反應(yīng)中可以利用計(jì)算流體力學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取。但是這數(shù)據(jù)的獲取具有一定的溫度限制,當(dāng)反應(yīng)中溫度過(guò)大,就會(huì)造成分子的劇烈運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡的變化規(guī)律就會(huì)異常,在利用計(jì)算流體力學(xué)的模型計(jì)算中,計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際情況會(huì)發(fā)生較大的偏差。由于高溫中分子的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)速度難以獲取,在計(jì)算流體力學(xué)的實(shí)際計(jì)算中,就要借助FLUENT進(jìn)行三維建型,并利用測(cè)速反應(yīng)器進(jìn)行速度的測(cè)量,通過(guò)綜合的比較分析,利用限元法進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算。可以得出不同環(huán)境下的反應(yīng)器的流線、反應(yīng)器內(nèi)部的濃度梯度及溫度梯度。通過(guò)CFD軟件預(yù)測(cè)反應(yīng)器的速度、溫度及壓力場(chǎng),可以更進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)工程中的聚合過(guò)程,詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)中的操作參數(shù)。
3結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算流體力學(xué)對(duì)于化學(xué)工程的應(yīng)用具有實(shí)際意義,并在經(jīng)濟(jì)效益的提高上具有重要的價(jià)值,在近幾年,化學(xué)工程技術(shù)人員不斷的計(jì)算流體力學(xué)中展開(kāi)研究,以二維空間計(jì)算和模擬為基礎(chǔ),不斷的完善三維空間的流量計(jì)算,并得出了一系列的流體流動(dòng)規(guī)律。根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的廣泛應(yīng)用,在今后的化學(xué)工程發(fā)展中,應(yīng)加強(qiáng)此類(lèi)學(xué)科的教學(xué)與延伸,提供出更有效的反應(yīng)設(shè)備和工藝操作。
參考文獻(xiàn)
[1]余金偉,馮曉鋒.計(jì)算流體力學(xué)發(fā)展綜述[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2013(06).
關(guān)鍵詞:工程流體力學(xué);教學(xué)改革;大學(xué);專業(yè)基礎(chǔ)課
中圖分類(lèi)號(hào):642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-4107(2013)03-0030-02
“工程流體力學(xué)”課程是以高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)、工程熱力學(xué)為基礎(chǔ),集概念、公式、實(shí)際應(yīng)用于一體的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程基本概念抽象,公式結(jié)構(gòu)復(fù)雜,實(shí)際應(yīng)用眾多,尤其在石油行業(yè)尤為突出。石油工業(yè)中的許多問(wèn)題都要采用流體力學(xué)理論解決,諸如鉆井液循環(huán)壓力和流速的設(shè)計(jì),套管強(qiáng)度的校核,采油過(guò)程中油井采出的流體在泵或井筒內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律分析,地面管線的布設(shè),管徑設(shè)計(jì),管線強(qiáng)度的校核,壓差與流量之間關(guān)系的確定,輸液泵的選擇和安裝位置的確定,儲(chǔ)油罐強(qiáng)度的校核,油品裝卸時(shí)間的計(jì)算,油品和天然氣的計(jì)量,氣蝕和水擊等現(xiàn)象的預(yù)防等。解決這些問(wèn)題,要求從事石油工程技術(shù)的科學(xué)工作者必須具備“工程流體力學(xué)”知識(shí),以便在石油工程的建設(shè)和管理中更好地發(fā)揮作用。為了使學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)掌握該課程的內(nèi)容,教學(xué)環(huán)節(jié)尤為重要。對(duì)如何設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),本文主要從以下四個(gè)方面加以說(shuō)明。
一、教學(xué)由多媒體與板書(shū)共同完成
教學(xué)板書(shū)是教師教學(xué)思路的整體反映,是教師在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),幫助學(xué)生理解和記憶,以及啟發(fā)學(xué)生思考的重要手段,是教學(xué)過(guò)程中不可缺少的組成部分。教學(xué)板書(shū)以文字、符號(hào)、圖表等手段將教學(xué)內(nèi)容直接訴諸學(xué)生的視覺(jué),豐富了學(xué)生的感知表象,有助于學(xué)生吸收和掌握知識(shí)信息。在授課過(guò)程中,筆者把學(xué)生對(duì)使用板書(shū)和多媒體的意見(jiàn)進(jìn)行調(diào)查,90%的學(xué)生更傾向于使用板書(shū)教學(xué)。
由于“工程流體力學(xué)”課程,基本概念多、難理解,公式復(fù)雜難懂,采用板書(shū)邊寫(xiě)邊講解,給學(xué)生留有足夠的時(shí)間去理解,去認(rèn)知,接受起來(lái)更容易一些。但是流體本身運(yùn)動(dòng)復(fù)雜,沒(méi)有固定的形狀,在外力作用下,流體流動(dòng)狀態(tài)、流動(dòng)規(guī)律是什么樣的,在板書(shū)上表達(dá)起來(lái)可能不夠準(zhǔn)確,不夠形象、逼真;而采用多媒體[1],將其制作成圖片或動(dòng)畫(huà)課件,則直觀明了,生動(dòng)具體,給學(xué)生在視覺(jué)上以新穎的感覺(jué),在頭腦里的印象會(huì)更深刻一些。比如:講工程流體力學(xué)的發(fā)展史,單純講授枯燥無(wú)味。此時(shí),制作多媒體課件展示給大家, 比如弧線球也稱香蕉球,找一個(gè)足球明星踢弧線球的視頻放里面,邊放映邊講解,學(xué)生很感興趣,還學(xué)到了知識(shí),同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,起到了很好的引導(dǎo)效果。
二、將計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件融入到理論教學(xué)中
“工程流體力學(xué)”一般采用理論方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值計(jì)算三種方法研究,其中,數(shù)值計(jì)算就是使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件計(jì)算[2],是當(dāng)今比較常用也比較流行的方法。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(簡(jiǎn)稱CFD)是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示,對(duì)包含有流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。CFD可以看作是在流動(dòng)基本方程控制下對(duì)流動(dòng)的數(shù)值模擬。通過(guò)這種數(shù)值模擬,可以得到極其復(fù)雜問(wèn)題的流場(chǎng)內(nèi)各個(gè)位置上基本物理量(如速度、壓力、溫度、濃度等)的分布,以及這些物理量隨時(shí)間的變化情況,確定漩渦分布特性、空化特性及脫流區(qū)等。CFD方法克服了理論方法和實(shí)驗(yàn)方法的局限性,在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的計(jì)算,就好像在計(jì)算機(jī)上做一次物理實(shí)驗(yàn)。例如,機(jī)翼的繞流,通過(guò)計(jì)算機(jī)并將其結(jié)果在屏幕上顯示,就可以看到流場(chǎng)的各種細(xì)節(jié);如激波的運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)度、渦的生成與傳播、流動(dòng)的分離、表面的壓力分布、受力大小及其隨時(shí)間的變化等。數(shù)值模擬可以形象地再現(xiàn)流動(dòng)情景,與做實(shí)驗(yàn)沒(méi)有區(qū)別。
目前,CFD軟件中比較著名的就是Fluent軟件。所以可以在教學(xué)中使用Fluent軟件模擬,給學(xué)生展示流動(dòng)規(guī)律和流動(dòng)結(jié)果。例如:馮?卡門(mén)渦街,不同形狀物體繞流使用Fluent進(jìn)行模擬,既直觀又能清楚地展現(xiàn)流動(dòng)規(guī)律,同時(shí)對(duì)流體本身產(chǎn)生無(wú)限的向往,對(duì)“工程流體力學(xué)”課程充滿了期待和興趣,為學(xué)生以后學(xué)習(xí)軟件打下了基礎(chǔ)。
三、實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué)
隨著我國(guó)與世界的接軌,隨著世界一體化進(jìn)程,迫切需要大量精通兩種以上語(yǔ)言的人才,作為一種培養(yǎng)國(guó)際化人才的有效手段,雙語(yǔ)教學(xué)勢(shì)在必行。高等教育作為教育的前沿陣地,也要同國(guó)際接軌。雙語(yǔ)教學(xué)本身就是我國(guó)高等教育國(guó)際化趨勢(shì)的客觀要求,對(duì)高校來(lái)講,可以加強(qiáng)國(guó)內(nèi)高校和國(guó)外高校的教學(xué)合作,高校之間的合作項(xiàng)目越來(lái)越多,有助于國(guó)內(nèi)外專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)體系的統(tǒng)一和完善;對(duì)教師來(lái)說(shuō),可以促進(jìn)國(guó)內(nèi)高校教師同國(guó)外高校教師的學(xué)術(shù)交流,國(guó)內(nèi)高校教師可從中了解到很多世界前沿知識(shí),并有效地傳遞給學(xué)生;從學(xué)生自身來(lái)看,打破了語(yǔ)言障礙,學(xué)生能夠在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)較好地將母語(yǔ)和英語(yǔ)這兩種語(yǔ)言之間根據(jù)交際對(duì)象和工作環(huán)境的需要進(jìn)行切換,有效地開(kāi)展交流與合作,并且多掌握一種語(yǔ)言,就多了一份生存的手段,多了一份了解外部先進(jìn)世界的途徑,多一份機(jī)會(huì)。雙語(yǔ)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用外語(yǔ)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,而且有利于學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握、精通一門(mén)外語(yǔ)(主要是英語(yǔ)),能夠多一種思維方式,學(xué)會(huì)從多種角度,用不同觀點(diǎn)看問(wèn)題,進(jìn)而提升競(jìng)爭(zhēng)能力,同時(shí)也為培養(yǎng)“復(fù)合型”人才奠定了基礎(chǔ)。
現(xiàn)今實(shí)施“雙語(yǔ)教學(xué)”,既符合與時(shí)俱進(jìn)的要求,又能夠提升教學(xué)水平,這意味著在教學(xué)中實(shí)施“雙語(yǔ)教學(xué)”勢(shì)在必行。在“工程流體力學(xué)”專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中改變使用單純母語(yǔ)(漢語(yǔ))的教學(xué)方式,將外語(yǔ)(主要是英語(yǔ))運(yùn)用于其教學(xué)的全過(guò)程之中,使之與母語(yǔ)教學(xué)互相融合、互相促進(jìn),既體現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的特色和針對(duì)性的同時(shí),又能夠全面提高學(xué)生的外語(yǔ)應(yīng)用能力和綜合素質(zhì),使教學(xué)更好地適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。在“工程流體力學(xué)”教學(xué)中推行雙語(yǔ)教學(xué),使學(xué)生在雙語(yǔ)教學(xué)課堂中提高英語(yǔ)水平,學(xué)會(huì)用英語(yǔ)表達(dá)專業(yè)知識(shí),繼而過(guò)渡到用英語(yǔ)去思維、求知、交流,以便熟練地用外語(yǔ)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。這種教學(xué)模式既符合經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展對(duì)涉外人才基本素質(zhì)的要求,也符合大學(xué)各專業(yè)交叉融合的發(fā)展方向,是教學(xué)改革的重要內(nèi)容。
根據(jù)“工程流體力學(xué)”課程的特點(diǎn),在其教學(xué)中可以使用綜合型教學(xué)模式。即對(duì)一些基本概念、基本理論,比較好理解的,可以采用浸入型;而對(duì)一些公式的推導(dǎo),專業(yè)性比較強(qiáng)的,難于理解的采用過(guò)渡型。另外,將一些流體發(fā)展的歷史、實(shí)例用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行授課,達(dá)到直觀的效果。
四、注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
“工程流體力學(xué)”也是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)[3]。很多流體力學(xué)理論都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的,理論分析得出的結(jié)果需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證,而實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行又需要用分析得出的理論來(lái)指導(dǎo)。因此,實(shí)驗(yàn)是“工程流體力學(xué)”課程的重要組成部分,是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。它不僅是為了驗(yàn)證理論,有助于學(xué)生學(xué)好流體力學(xué),而且是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究、提高獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。
隨著大學(xué)教育的普及,受教育的人數(shù)迅猛增長(zhǎng),而實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備與人數(shù)增長(zhǎng)不成比例,導(dǎo)致教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的間隔周期較長(zhǎng),使得實(shí)驗(yàn)前,有些學(xué)生并沒(méi)有做好充分的準(zhǔn)備,并且缺乏必要的理論復(fù)習(xí),對(duì)即將做的實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)沒(méi)概念,致使理論和實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重脫節(jié),實(shí)驗(yàn)效果不佳。但是對(duì)學(xué)生的考核僅僅是一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告,導(dǎo)致有些報(bào)告抄襲嚴(yán)重,甚至有些學(xué)生做實(shí)驗(yàn),看別人怎么做就怎么做。這樣,學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力怎么能培養(yǎng)出來(lái)?更不用說(shuō)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)散思維。實(shí)驗(yàn)課是教學(xué)的必要環(huán)節(jié),也是重要環(huán)節(jié),不容忽視。
1.實(shí)驗(yàn)前,回顧與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)了解本次實(shí)驗(yàn)和相關(guān)理論,這里的相關(guān)理論不是本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)結(jié)論應(yīng)該由學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái);也可以將本實(shí)驗(yàn)過(guò)程錄制成一段視頻,讓學(xué)生提前看一下,熟悉一下實(shí)驗(yàn)過(guò)程,視覺(jué)在人心中留的印象會(huì)更深刻一些,做到心中有數(shù),這樣真正自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)就不會(huì)茫然。
2.由于時(shí)間和設(shè)備的限制,實(shí)驗(yàn)只能就某一種情況進(jìn)行操作,對(duì)其他條件變化時(shí)會(huì)有什么樣的規(guī)律不能面面俱到,這時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件演示也會(huì)收到很好的教學(xué)效果。所以,計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件不僅在教學(xué)中,在實(shí)驗(yàn)中的作用也是顯著的。
3.在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的同時(shí),實(shí)驗(yàn)課考核的方法也應(yīng)該相應(yīng)地加以整改。通過(guò)純粹的書(shū)面實(shí)驗(yàn)報(bào)告和出勤率進(jìn)行考核,學(xué)生互相抄襲,敷衍了事,實(shí)驗(yàn)做完后真正的原理還沒(méi)弄明白。為了避免此類(lèi)情況的發(fā)生,一方面,考核每個(gè)學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),邊做實(shí)驗(yàn)邊講解,不僅能夠鍛煉學(xué)生動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓZ(yǔ)言表達(dá)能力相應(yīng)地也有所提高,為此應(yīng)該增加實(shí)驗(yàn)教師的人數(shù);另一方面,除了增加實(shí)驗(yàn)課在最終成績(jī)的比例(10%)外,還要在期末試卷中增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解能力和掌握情況。
為了使學(xué)生能夠更好地掌握“工程流體力學(xué)”課程的內(nèi)容,教學(xué)需要改革,這就要求當(dāng)代大學(xué)教師不斷地嘗試、不斷地探索新的教學(xué)模式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。本文針對(duì)“工程流體力學(xué)”這門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn),提出了幾點(diǎn)教學(xué)建議,希望對(duì)工作在一線的流體力學(xué)教師有點(diǎn)幫助。
參考文獻(xiàn):
[1]于靖博,張文孝,李廣華.工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].裝備制造技術(shù),2011,(11).