導語：如何才能寫好一篇流體靜力學的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1、被西方稱為“物理學之父”的科學家是阿基米德。

2、阿基米德（公元前287年—公元前212年），偉大的古希臘哲學家、百科式科學家、數(shù)學家、物理學家、力學家，靜態(tài)力學和流體靜力學的奠基人，并且享有“力學之父”的美稱，阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大數(shù)學家。阿基米德曾說過：“給我一個支點，我就能撬起整個地球?！?/p>

3、阿基米德確立了靜力學和流體靜力學的基本原理。給出許多求幾何圖形重心，包括由一拋物線和其網(wǎng)平行弦線所圍成圖形的重心的方法。阿基米德證明物體在液體中所受浮力等于它所排開液體的重量，這一結(jié)果后被稱為阿基米德原理。他還給出正拋物旋轉(zhuǎn)體浮在液體中平衡穩(wěn)定的判據(jù)。阿基米德發(fā)明的機械有引水用的水螺旋，能牽動滿載大船的杠桿滑輪機械，能說明日食，月食現(xiàn)象的地球-月球-太陽運行模型。但他認為機械發(fā)明比純數(shù)學低級，因而沒寫這方面的著作。阿基米德還采用不斷分割法求橢球體、旋轉(zhuǎn)拋物體等的體積，這種方法已具有積分計算的雛形。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

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關(guān)鍵詞CDIO；流體力學；能力培養(yǎng)；教學改革

1引言

“流體力學”作為理工科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，它的重要性是眾所周知的，作為力學分支，其在安全工程專業(yè)有著廣泛的應用，與泄漏、火災、爆炸、通風等有著密切的關(guān)系，是后續(xù)工業(yè)通風、消防工程等專業(yè)課程學習的重要基礎(chǔ)。近年來流體力學學科發(fā)生深刻變化，對流體運動認識加深，測量手段更為先進，對流體運動分析和處理的能力空前強大，與工程應用結(jié)合更加緊密。然而“流體力學”這門課程概念抽象、數(shù)學公式多，在以往課程教學過程中更多重視理論知識的傳授，人才培養(yǎng)過程中存在著過分偏重理論知識學習，缺乏對學生工程能力的培養(yǎng)等不足之處。因此，本文借鑒國際流行的CDIO工程教育理念，擬對安全工程專業(yè)“流體力學”課程進行教學改革，使理論知識服務(wù)于后續(xù)的安全知識學習及工作實際，將知識教育和能力培養(yǎng)有機地結(jié)合起來，增強學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，使學生專業(yè)理論知識的學習真正地更好地融入之后的安全工作中。

2CDIO工程教育理念

CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Imple-ment）和運行（Operate）的簡稱?！癈”構(gòu)思指系統(tǒng)性的構(gòu)想、思考，明確產(chǎn)業(yè)需求?！癉”設(shè)計是把將要被實現(xiàn)的計劃通過視覺的形式描述出來的活動過程；“I”實施是執(zhí)行、施行實際的行為，指把設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程；“O”運行是指產(chǎn)品實現(xiàn)之后（即實施之后）使用其來達到想要的價值的過程。從構(gòu)思、設(shè)計、實施到運行的全過程就是產(chǎn)品的整個生命周期，用它來代表工程的范疇[1]。CDIO教育模式提倡培養(yǎng)具有較高專業(yè)理論水平和符合產(chǎn)業(yè)需求的綜合性應用能力并重的高等工程教育專業(yè)學生，這種模式在安全工程專業(yè)領(lǐng)域具有一定的借鑒意義[2]。CDIO強調(diào)在系統(tǒng)和產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行的真實工程實踐環(huán)境中培養(yǎng)學生的工程能力，通過引導學生以主動的、實踐的、知識之間有機聯(lián)系的方式培養(yǎng)學生的工程能力，使學生在創(chuàng)新思維能力、終生學習能力、團隊合作能力和工程實踐能力等方面得到全面的訓練和提高。

3基于CDIO理念的流體力學課程實施

3.1優(yōu)化教學內(nèi)容

在教學時，教材的選取是非常重要的，首先要選擇一本好的教材，然后圍繞教材的內(nèi)容，進行全方位的內(nèi)容設(shè)計。湖南工學院安全工程專業(yè)選用的教材為蔡增基、龍?zhí)煊逯骶幍摹读黧w力學泵與風機》，該教材詳細介紹了流體力學及泵與風機的基礎(chǔ)知識，并配有豐富的習題供學生課后練習鞏固，另圍繞教學大綱，每章設(shè)置了思考題。但教材內(nèi)容多是從供熱通風空調(diào)類專業(yè)角度出發(fā)，內(nèi)容較多。按照安全專業(yè)職業(yè)能力與素質(zhì)需求為導向，結(jié)合我校安全工程專業(yè)對該課程課時安排較少，學生文科生多，理科基礎(chǔ)薄弱的特點、安全工程專業(yè)需求及其與后續(xù)專業(yè)課程之間的關(guān)系，課程教學內(nèi)容分為四部分：（1）流體靜力學。掌握流體平衡的規(guī)律，對其中與安全工程關(guān)系不大的小節(jié)進行刪除。（2）流體動力學。研究流體在運動狀態(tài)時，作用于流體上的力與運動要素之間的關(guān)系，以及流體的運動特征與能量轉(zhuǎn)換等。（3）有關(guān)流體靜力學和流體動力學在生產(chǎn)和生活中的應用，如孔口與管嘴恒定流、管道恒定流等。注重與工業(yè)通風、消防、安全工程中常見的泄漏等問題相結(jié)合。（4）泵與風機工作原理及運行知識，重點掌握如何選擇泵與風機。由于課時有限，其他知識可通過學生自主學習來完成。內(nèi)容設(shè)置注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、學習能力和分析解決問題的能力，不因課時少而刪除其物理背景、力學建模和求解過程等方面的學習，只講授結(jié)果、計算公式、圖表等這種短視的做法培養(yǎng)出來的學生只是現(xiàn)成公式的計算機器，面對新的問題將束手無策，學生沒有創(chuàng)新能力，沒有利用所學知識解決實際問題的能力。只有掌握正確的基本概念和流體運動一般規(guī)律，才能認識特殊規(guī)律，才能有分析實際問題的能力，才能正確應用和處理流體力學商業(yè)軟件。

3.2轉(zhuǎn)變教學方法

在課堂教學中注重學生綜合思維、系統(tǒng)思維和工程能力的培養(yǎng)。結(jié)合傳統(tǒng)的教學方法，采用以問題學習的形式，要求學生基于問題學習。（1）首先要講授該門課程的性質(zhì)及作用，讓學生掌握該課程在整個專業(yè)培養(yǎng)中的作用以及工程實踐中的具體應用價值，以及該課程與其他課程之間的關(guān)系，從而在學生的整體知識架構(gòu)中建立起清晰的課程邏輯聯(lián)系[3]，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維能力。（2）各知識點的教學過程采用啟發(fā)式教學法，先由老師設(shè)置問題，讓學生帶著問題進行學習；學完之后讓學生思考學了什么，有什么用；除了基本的教學過程外，在課程中設(shè)置一些小專題討論，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。（3）傳統(tǒng)的教學模式由于缺乏對知識的應用，學生通常將通過考試作為學習目標而專注于記憶考試內(nèi)容。因此在教學中注重相應知識點的講解的同時，注重對各知識點的應用和拓展，各知識點多方面地與安全工程專業(yè)相結(jié)合（如在講述孔口管嘴出留時與危險化學品物質(zhì)泄漏進而導致火災、爆炸、中毒事故相結(jié)合；講述流動阻力時與工業(yè)通風管道設(shè)計、消防水管道設(shè)計相結(jié)合），強調(diào)其對專業(yè)的支撐作用，要求理論知識必須服務(wù)于安全工作實際，將知識教育和工程能力培養(yǎng)有機地結(jié)合起來。

3.3實驗教學改革

實驗環(huán)節(jié)是CDIO模式下教學環(huán)節(jié)的非常重要的組成部分，學生工程能力的培養(yǎng)和綜合應用能力的提高，有賴于此環(huán)節(jié)[4]。實驗教學方面通過建設(shè)流體力學實驗室，將實踐教學貫穿于學生的整個學習過程，實現(xiàn)對學生的動手實踐能力、技術(shù)應用能力、研究創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實驗模塊分為基礎(chǔ)驗證類實驗模塊、綜合性實驗模塊和開放性實驗模塊。基礎(chǔ)驗證類實驗主要包括雷諾實驗、能量守恒驗證實驗、沿程阻力實驗、局部阻力實驗、文丘里管實驗、流量計實驗、離心泵實驗等[5]。這些實驗過程簡單，能幫助學生更好地理解流體力學的基本原理和定律，但缺乏創(chuàng)造性，沒有與安全工程專業(yè)實際相結(jié)合。綜合性實驗如與工業(yè)通風課程相結(jié)合，設(shè)計一個通風除塵管道模型，學生通過流體力學知識制定實驗方案，使用儀器測量風速、壓強等相關(guān)參數(shù)計算通風阻力。讓學生把流體力學知識更好地與安全工程專業(yè)相結(jié)合，解決專業(yè)實際問題。綜合類型的實驗相對較復雜，采用團隊協(xié)作的方式，通過互相交流討論解決實驗過程中遇到的問題，發(fā)散思維，實驗結(jié)束后進行匯報，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。開放性實驗模塊通過建設(shè)開放性實驗室，為學生參加各類學科競賽、科技創(chuàng)新活動、自主實驗、參與大學生研究性與創(chuàng)新性實驗項目、參與教師科研項目提供實踐平臺。如學生可進行計算機虛擬流體力學實驗、利用flunet軟件模擬火災發(fā)生時煙氣流動過程。開放性實驗可鍛煉學生創(chuàng)新能力。

4結(jié)論

1）安全工程專業(yè)“流體力學”課程作為一門學科基礎(chǔ)課，其教學改革應以專業(yè)能力需求為導向、學生能力培養(yǎng)為目標，引入CDIO理念進行教學改革，可提高學生創(chuàng)新思維能力、系統(tǒng)思維能力、和工程能力的培養(yǎng)，提高學生的工程意識及大工程觀。2）基于CDIO理念的“流體力學”課程教學改革應注重學生主體作用的發(fā)揮，以學生為主體、教師為主導，采用問題學習的形式進行教學，培養(yǎng)學生用基礎(chǔ)理論分析、解決實際問題的能力。3）在“流體力學”課程教學改革中，應注重實驗教學環(huán)節(jié)，實驗教學除了基本的基礎(chǔ)驗證類實驗外，組織學生做一些綜合性、設(shè)計性、開放性實驗，教學中注重學生團隊協(xié)作能力，人際交往能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻

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[2]張景鋼.基于CDIO的創(chuàng)新型安全工程培養(yǎng)方式研究[A]//安全科學理論與創(chuàng)新[C].鄭州:鄭州大學出版社,2016:92-96.

[3]趙慶賢,葛秀坤,畢海普,等.“變焦式”教學法在專業(yè)基礎(chǔ)課程教學中的應用[A]//第26屆全國高校安全工程專業(yè)學術(shù)年會論文集[C].北京:氣象出版社,2014:262-265.

[4]王海江,彭靜,楊玲,等.CDIO模式下的信號處理課程群建設(shè)[A]//2009年中國高校通信類院系學術(shù)研討會文集[C].北京:電子工業(yè)出版社,2009:593-596.

篇3

關(guān)鍵詞：流體力學；制冷與低溫工程；教學改革

作者簡介：尹雪梅（1979-），女，四川資中人，鄭州輕工業(yè)學院機電工程學院，講師；張文慧（1980-），女，河南焦作人，鄭州輕工業(yè)學院機電工程學院，講師。（河南鄭州450002）

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0098-02

目前，鄭州輕工業(yè)學院（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評為國家級特色專業(yè)。為了加強制冷與低溫工程專業(yè)學生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對制冷與低溫工程專業(yè)的教學進行全面的改革。

“流體力學”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要分為流體靜力學和流體動力學，研究流體平衡、運動規(guī)律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實際應用的科學。由于流動現(xiàn)象和流動規(guī)律及其影響因素十分復雜，故其具有理論性強、概念抽象和公式較多、實際工程應用廣、對學生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點。[1]加上學生對流體流動機理普遍缺乏感性認識，導致“流體力學”課程歷來被公認為是教師難教、學生難學難懂的課程之一。[2]因此，迫切需要進行“流體力學”課程教學改革，使學生學好本門課程，提高課程教學質(zhì)量，使學生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)學生的綜合分析應用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。

分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學”課程教學的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下主要問題：首先，“流體力學”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學生普遍缺乏對流體力學問題的感性認識，學習興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導過程復雜，且大多涉及到“高等數(shù)學”的偏微分方程，另還涉及到“大學物理”、“理論力學”、“材料力學”等方面的知識，學生理解困難；另外，學生對所學的知識不能靈活應用。因此怎樣激發(fā)學生的學習興趣，選擇合適的教學模式組織教學，全面實現(xiàn)該課程教學目標，提高教學質(zhì)量，是該課程教學亟待解決的問題。

一、改革教學方法

學好“流體力學”這門課對于制冷與低溫工程專業(yè)的學生來說至關(guān)重要。讓學生理解流體靜止和運動的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學生學習后續(xù)的專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，也能為學生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導。怎樣才能讓學生學好這門課，筆者結(jié)合自己的教學經(jīng)驗，認為可以從以下幾方面著手。

1.激發(fā)學生學習興趣

學生是學習的主體，而“流體力學”又是大家公認難學的課程，因此學生的學習積極性高低決定著“流體力學”這門課教學的成敗。

要提高學生學習“流體力學”的積極性，首先要上好“緒論”課?！熬w論”課是學生接觸和了解“流體力學”這門課的窗口，也是教師的教學水平和教學方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學”課程教學的成功與否。通過“緒論”課讓學生對“流體力學”的發(fā)展及其廣泛的工程實際應用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學”知識和我們的生活及國家的建設(shè)密切相關(guān)，深刻理解“流體力學”知識在今后的學習和解決實際工程問題中的重要作用。[3]

教師在講授一些理論知識之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實例或者先提一些問題來激發(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)引導學生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運動有兩種方式――拉格朗日法和歐拉法時，可以將在座的學生和教室里的每個座位作為研究對象來進行類比，從而讓學生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學生帶著問題去學習，讓學生親身感受到參與教學活動是一件樂事、趣事，由愿學到愛學再到樂學。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學生學習的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學生的注意力，激發(fā)學生學習的主觀能動性，還可以使學生充分意識到本課程對今后學習和工作的重要意義，并且能加深學生對所學知識的理解和記憶，使學生分析問題和解決問題的能力得以提高。

另外，還應充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學生直觀了解各種流動現(xiàn)象，而不是停留在抽象層面，從而提高學生學習“流體力學”的興趣。

2.巧妙講解公式

為了定量地描述流動現(xiàn)象和分析流動機理，需要應用數(shù)學工具。學生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂數(shù)學，然而讀懂了數(shù)學不一定意味著明白了數(shù)學符號背后所代表的物理意義?！傲黧w力學”教學實踐表明，學生從讀懂數(shù)學到理解流動問題的物理本質(zhì)有一個過程。教師的一個重要任務(wù)就是做好各方面的工作，幫助學生完成從讀懂數(shù)學到理解流動的物理本質(zhì)這一過程的轉(zhuǎn)變，進一步建立起科學的思維方式。

“流體力學”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續(xù)方程、動量方程、伯努利方程等理論知識時都有大量的公式，這些公式涉及一些高數(shù)、物理、力學方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學”的公式推導采用歐拉法，與物理及其他力學不同，學生的觀念不易改變，而且推導過程復雜，學生理解掌握很困難。如果過分強調(diào)“流體力學”知識的嚴密性和完整性，對每個公式的每個推導細節(jié)都逐一介紹，推導過程將會枯燥無味，學生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學生死記硬背，只能讓學生不知其所以然，當然也就不能真正用所學知識來解決實際問題了。

根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，筆者認為：“流體力學”中公式的講解應將重點放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應用限制上。首先對基本概念力爭講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點使學生明確公式的物理意義及公式中各項參數(shù)的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實際工程問題。最后應強調(diào)公式的應用范圍及應用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實際流體、流體是否可壓等），在具體運用時，要根據(jù)具體情況選用正確的形式。

3.充分利用作業(yè)

學習的最終目的是讓學生能夠獨立自主地解決實際工程問題。如果基本原理掌握了，接下來就是如何用這個原理去解決實際問題。課后作業(yè)是檢查學生對所學知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養(yǎng)學生分析、解決問題能力的一種方法。

首先應由學生獨立地完成一定量的課后練習題，這是“流體力學”學習過程的重要組成部分，解題過程實質(zhì)就是利用“流體力學”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓練過程，課后習題可以幫助學生加深對基本概念和基本理論知識的理解。

然后再由教師通過習題課的方式，利用具有代表性的習題和一些學生普遍認為困難、出錯多的習題，講述流體力學原理在工程實例中的應用。在講解習題時，重在提供條理清晰的解題思路、詳細具體的解題步驟，使學生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧，以便在以后的學習工作中舉一反三、觸類旁通、學以致用。這一過程增強了學生對流動過程物理本質(zhì)的理解，將物理問題與數(shù)學工具有機地結(jié)合起來，有助于學生對與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的實際工程問題進行認真思考，有效的增強了學生分析并解決實際問題的能力。

二、改革教學手段

多媒體教學以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學特點，豐富的教學內(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。[4]

多媒體教學在“流體力學”教學過程中發(fā)揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學”中那些難以用語言描述的流動圖像、抽象難懂的知識點，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線與跡線、層流、湍流等，通過圖片、動畫和視頻資料直觀形象地展現(xiàn)給學生，使其從感性認識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關(guān)內(nèi)容，并使學生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時間寫板書表述的和不易通過板書表述的內(nèi)容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習題等。采用多媒體教學，授課的信息量增多了，教學內(nèi)容更豐富了，學生在有限的時間內(nèi)接收的知識更多了，學生的學習興趣提高了，學生的思路拓寬了，教學質(zhì)量也提高了。

多媒體教學的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)的板書教學。有很多學生認為板書能讓他們有更多的時間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對基礎(chǔ)知識的理解和掌握。根據(jù)“流體力學”既有抽象復雜的流動機理又有大量的基本概念、基本方程的特點，在教學過程中應將多媒體教學與板書教學相結(jié)合，揚長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為教學工作更好地服務(wù)。如對某些特定的流動現(xiàn)象，可以通過多媒體教學，加深學生對流動現(xiàn)象和機理的理解。而對于較重要的公式及一些重點難點內(nèi)容還是采用板書教學，例如流體力學基本方程的推導過程依然使用傳統(tǒng)教學中的板書，有利于學生集中注意力，讓學生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學生足夠的思考時間，又可加深學生對重要知識的理解，從而獲得良好的教學效果。

三、 結(jié)束語

總之，高等教育教學改革，特別是專業(yè)課程的教學改革，是一個長期而艱巨的實踐過程?！傲黧w力學”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學中要根據(jù)學校的具體情況改革教學方法和教學手段，借助現(xiàn)代教育技術(shù)與手段，充分調(diào)動學生的學習興趣，結(jié)合生活、生產(chǎn)、科研中的實際問題，進行深入淺出、生動活潑的講解，揭示問題的本質(zhì)，向?qū)W生傳授治學方法，擴大學生的知識面，培養(yǎng)學生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，以取得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]王偉.土木專業(yè)工程流體力學課程教學研究[J].山西建筑,2008,34(21).

[2]吳光林.《流體力學》課程教學改革的思考[J].科技信息(科學教研),2008,(14):172-173.