工程力学与流体力学篇1
【关键词】工程流体力学教学改革探讨
【中图分类号】G642【文献标识码】a【文章编号】1674－4810（2012）14－0056－02
工程流体力学主要研究的是流体静止和运动的力学规律及其在工程技术中的应用的学科，是热能与动力工程专业的重要的专业基础课。该课程不仅为学生学习后续的专业课提供了必备的基础理论知识，也为从事热能利用有关的专业技术人员进行专业技术工作和科学研究工作提供重要的理论基础。工程流体力学课程在理工科教学体系中具有重要地位，教师难教、学生难学已成为师生的共识。因此，新形势下积极思考和探索工程流体力学教学改革方法对改善课程的教学效果、提高学生的培养质量具有重要意义。
一工程流体力学“教与学”问题调研
通过对扬州大学能源与动力工程学院热能与动力工程专业和建筑环境与设备工程专业本科二年级的学生进行调研，从课程本身的特点、教师教和学生学的方面存在的问题及其对教学质量的影响进行了调查和探讨。
1．课程本身所具有的特点
工程流体力学课程包括理论教学和实验教学两方面的内容，课程涉及的知识面比较广泛，尤其对学生掌握经典力学和高等数学的要求较高。此外，工程流体力学课程本身研究对象是流体，研究对象不具有固定的形状、研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解。以上特点导致了工程流体力学课程教师难教、学生难学，教学效果不理想，并对后续课程的学习造成了不良影响。
2．学生“学”存在的问题
大学二年级的本科学生属于“90后”，独生子女占绝大多数，具有这一代孩子的共同特点，即个性张扬、自我意识很强、不太考虑别人，普遍缺乏基本的责任意识和责任感。他们在学习上表现出以下几方面特点：（1）习惯了小学、中学时代的被动式学习方式，即教师教什么就学什么，课堂不讲的就不学不看，缺乏一种积极的、自发的主动学习意识，不会自学，这一点是影响最大最深远的方面；（2）大学学习环境相对于中学来说自由了很多，学生自主支配的时间占多数，没有教师和家长的督促，学生的自制力不强，玩、逃课的现象严重；（3）课前不能提前预习课程内容，对于大学课堂授课知识量大的特点，学生跟不上教师的思路，容易造成听不懂、学不会的结果；（4）课下不认真复习当天学习内容，作业普遍存在抄袭现象。
3．教师“教”存在的问题
在当前大形势的影响下，教学考核制度“重科研，轻教学”的思想对教师的教学积极性具有很大影响。教师不能根据当今大学生的特点进行教学、调动学生的学习热情、激发学生的学习兴趣是造成教学效果不理想的主要原因，主要表现在以下几方面：（1）教师上课自己沉浸于“讲”课的过程中，单方面向学生“传授”知识，而不顾及学生“听”课的感受，忽视了教学过程中“教”与“学”之间的互动性。
这种教学方式造成的更大危害是逐渐使学生彻底丧失了学习的主动性和与教师交流的动力。在这种情况下，教师无法得到学生反馈的信息，进一步影响了教学水平的提高。（2）教学内容老旧，讲课内容局限于教材本身，没有或很少对课本知识进行扩展、结合现实生活中的实际现象进行举例说明，理论与实际脱节，导致学生不知道学习本门课程能够解决什么问题和如何解决问题的疑问。（3）过于依赖多媒体课件授课，板书很少，或者几乎就摒弃了板书。此外，课件的制作质量不高也是造成教学效果不理想的一个方面。
二教学改革的思考与建议
1．教材方面的思考与建议
工程流体力学课程教材的选取要根据本专业特点和要求、学生的层次，有针对性地选择教材。所以，选取的教材在内容组织上重点应侧重于基本原理、基本方法和基本公式的运用，力图做到概念准确、通俗易懂、内容均衡、学以致用。此外，任课教师根据科学的发展能够及时更新和补充最新的学科前沿知识，拓宽学生的知识面，启发和增强学生对本课程知识的理解，以及思考的兴趣。
2．兴趣是重要的前提
爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师。而老师则是点燃学生学习兴趣的火炬。如何激发学生的学习兴趣是关键。因此，在工程流体力学教学过程中，如何将教学内容与实际紧密联系起来，激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。通过视频、动画向学生展示自然界和人类生活密切相关的流体力学现象。如高尔夫球运动中，球体表面设计如此多的凹坑是为了起到什么作用；从汽车的发展历史看，车辆形状发生了很大的变化而其外形设计依据是什么；飞机的机翼能够产生升力托起沉重的机身，原理是什么等；以此来增强学生对流动现象的感性认识。通过在日常生活中可以直接看到或者感受到的现象的直观展示，学生可以知道本课程可以解决哪些实际问题，带着疑问和兴趣去学习，激发学生学习本课程的兴趣，相应的学生学习的积极性和主动性就被充分调动起来了。
3．“教”的改革实践
工程力学与流体力学篇2
关键词：工程流体力学；教学改革；探索与实践
Researchandpracticeofteachingreformmodeofengineeringfluidmechanics
LiXiaochuan，HuangXiangyong
Yangzhouuniversity，Yangzhou，225127，China
abstract：engineeringfluidmechanicsisthespecializedfundamentalcourseofthermalenergyandpowerengineering（tepe）specialty.accordingtopresentsituationinengineeringfluidmechanicsteaching，thenewwaysofteachingreformaboutthiscurriculumareputforwardinthispaperonthebasisofin—depthresearchandanalysisofthemainproblemsexistingintheteachingpractice.
Keywords：engineeringfluidmechanics；teachingreformmode；researchandpractice
工程流体力学是热能与动力工程专业重要的专业基础课，主要研究流体静止和运动的力学规律及其在工程技术中应用的学科。作为一门重要的专业基础课，本课程不仅为学生学习后续专业课提供必备的基础理论知识，也为从事热能利用的有关专业技术人员从事专业技术工作和科学研究工作提供重要的理论基础。工程流体力学课程在理工科教学体系中具有重要地位，由于多方面的原因导致课程的教学效果不是很理想，教师难“教”、学生难“学”已经成为师生的共识。因此，当前新形势下积极思考和探索工程流体力学教学改革方法对改善课程的教学效果、提高学生的培养质量具有重要意义。根据本学院学生的教学现状，从工程流体力学课程教学中“教”与“学”方面的改革进行一些思考和探索。
1教学中存在的主要问题分析
为了有针对性地提出工程流体力学课程的改革思路，笔者对本学院热能与动力工程专业和建筑环境与设备工程专业本科二年级的学生进行了调研，主要从课程本身的特点、教师“教”和学生“学”方面对教学质量的影响进行了调查、分析和总结。
1.1工程流体力学课程本身特点
工程流体力学课程包括理论教学和实验教学两方面的内容，课程涉及的知识面比较广泛，高等数学、大学物理、工程热力学等，尤其对学生掌握经典力学和高等数学的要求较高。此外，工程流体力学课程本身研究对象是流体，研究对象不具有固定的形状、研究理论比较抽象、经验公式繁多且推导过程复杂不易理解。以上特点导致了本课程教师难教、学生难学，教学效果不理想[1]。
1.2教师“教”的方面
从教师“教”的方法和手段来看，不能根据当今大学生的特点进行教学、调动学生的学习热情、激发学生的学习兴趣是造成教学效果不理想的主要原因，主要表现在以下几个方面：（1）教学方法单一、教学手段落后，教师上课自己沉浸于“讲”课的过程，单方面向学生“传授”知识，而不顾及学生“听”课的感受，忽视了教学过程中“教”与“学”之间的互动性。这种教学方式造成的危害是逐渐使学生丧失了学习的主动性和与教师交流的动力，在这种情况下，教师无法得到学生的反馈信息，从而影响教学水平的提高。（2）教学内容老旧，讲课内容局限于教材本身，没有或很少对课本知识进行扩展、结合现实生活中的实际现象进行举例说明，理论与实际脱节，导致学生不知道学习本门课程能够解决什么问题、如何解决问题的疑问。（3）过于依赖多媒体课件授课，板书很少或者摒弃板书。学生反映这种授课方式速度偏快，不利于对基础知识、公式等内容的理解和消化。此外，某些教师的课件仅仅是对板书的复制，课件的制作质量不高，无法体现多媒体教学的特点[2]。（4）学生课业繁重以及新校区位置偏远带来的交通不便，导致教师在课后几乎没有时间对学生进行指导。
1.3学生“学”的方面
通过调查发现，在学生“学”的方面存在以下问题：（1）学生普遍存在学习上怕吃苦、自制力较差、学习态度浮躁的现象。（2）在上课前不提前预习本次课程所讲述的内容。（3）课堂上不能集中思想认真听课，课下提不起兴趣认真复习、做作业。
2教学改革模式的探索与实践
工程力学与流体力学篇3
关键词：材料科学与工程专业；流体力学教学；实验教学
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2013）48-0039-02
流体力学是一门研究流体的受力与运动规律的严密科学，是一门材料科学与工程专业中理论性和实践性都较强的专业基础课程。在流体力学的教学过程中，涉及到的数学公式很多，过程较为复杂。历年来，学生们普遍认为流体力学课程枯燥无味，难以学懂，兴趣不大，导致教学效果较差。分析材料科学与工程专业现状可知，目前，该课程体系教学中存在着较大弊端：一方面，太偏重于数学推导与公式的理解，忽视了课程理论的物理意义与工程应用的有效结合；另一方面，忽视了课程的基础作用，片面强调课程的专业性。为此，本文结合材料科学与工程专业的课程设置，对课程的教学环节进行了改革探索。课堂教学是提升学生认知的重要手段。笔者认为可以从以下几个方面来提高流体力学的教学质量。
一、优化教学内容
纵观材料科学与工程专业的流体力学课程体系，可将之分为基本理论知识、基本应用、实验部分、与其他学科的交叉内容、工程实际应用等方面。在教学过程中，笔者认为采用模块化教学方式能够达到较好的效果。所谓模块化教学是指根据学科或专业的不同需求选择学习内容，将每个内容或环节定义为模块。每个模块的目标明确，针对性强，而且学时数相对较少，容易提高学生的学习效率。当然，各个模块之间并不是孤立的，在教学实施过程中，模块是相对独立的，但从课程的整体架构上来说又是有机关联的，步步为营，内容丰富，难度螺旋式上升，使整个流体力学课程具有较强的系统性和完整性。目前，国内材料科学与工程专业的流体力学课程体系基本按照如下形式贯穿：流体静力学理想流体运动动力学实际流体运动：一元流体相似理论泵与风机。每部分的研究方法较为统一，所形成的体系由简到繁、由易到难，并且很容易实现模块化处理。例如在讲授流体运动学基础、动力学基础时，可以先从实际流体流动的基本方程入手，使学生在本门课程开始就接触到流体动力学的总的轮廓和最基本的理论方程，后面的理想流体动力学及一元流体动力学问题作为其特殊情况处理，将理想流体、一元流动的条件代入有关方程，即可得到理想流体、一元流动的动力学方程。建立的这种模块体系具有由一般到特殊的特点，条理清楚。这样一来，教师在讲完一般形式的方程组后再来讲具体一元流体动力学及理想流体动力学问题，就可略去大量的公式推导过程，节省了大量的课时，内容组织层次感较强，讲起来重点更突出，教学过程却相对简化。
二、更新教材结构
同时，考虑到材料科学与工程专业的特色与应用范畴，非常有必要对教材内容进行优化处理，根据材料科学与工程的课堂要求，淡化一些理论推导过程，以工程应用为根本。从学生的学习规律来看，一般学生刚学习课程的时候积极性和重视程度都比较高，在学习时花费时间较长，但随着课堂内容的推进，学生们的兴趣减弱，教学内容和教学方法的改革与优化势在必行。材料科学与工程专业的流体力学课程内容并不包括本领域的全部专业知识，主要讲授流体流动的基本原理与基本思路，并侧重于工程应用。因此，教材的选取要更具科学性，要根据专业特点和需要，结合学生兴趣与学习层次，有针对性地选取讲义，教材要更侧重于基本原理与基本公式的讲述与应用，做到简单易懂，实用性较强。
三、激发学习兴趣
在流体力学教学的开始，教师就应该紧紧抓住学生们的学习兴趣，在紧扣教学计划的基础上，以当前热点问题为引导，充分调动学生们的学习积极性。因此，在流体力学教学的过程中，如何将教学内容与工程实践相结合，与热点问题相结合，激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。比如在给学生上绪论课的时候，可以通过一些生动的图片、视频、动画给学生形象地展示大自然与人类生活密切相关的流体力学现象，增强学生对流体力学的感性认识与兴趣，如汽车为什么要做成流线型的；高尔夫球为什么在表面有很多坑；火箭为什么能够上天；海岸为什么是弧形；战斗机为什么头部是尖的等。这些问题是日常生活中经常见到的，通过这些问题的设计与引导，可以让学生们知道本课程的主要学习目标是什么，能解决什么样的实际问题，让学生们带着疑问和兴趣去学习，效果将事半功倍。
四、改革教学手段
目前，流体力学教学过程中教学手段较为丰富，但仍以板书和多媒体教学两种方法为主。更多采用“多媒体为主，板书为辅”的方法。多媒体教学较为直观、形象，所传输的信息量巨大。同时，伴随着信息网络化大形势的进一步深化，网络电子资源更加丰富，这样大大缩短了教师们的备课时间。但这种方式也有不足之处，最主要表现在多媒体授课速度偏快，学生尚未形成知识结构体系就一带而过，课堂上考虑的时间不足，很难形成师生之间的互动。相对而言，板书备课时间较长，课堂上书写时间也较长，对于一些较难理解的内容，可以给学生们足够的思考空间，并在课堂上按照既定授课思路进行，这样能够涵盖较为琐碎的知识点，易于形成师生间的“一问一答”式的互动关系。因此，在流体力学授课过程中宜采用二者结合的方式，对于系统性较差的知识点来说采用多媒体方式，而对于重点、难点内容则主要采用板书的形式，真正做到对该知识点的侧重讲解，疏而不漏。只有这样才能使学生对课程既有充足的知识量，又有重点突出，进而提高学生的学习效率。
五、重视实验与工程教学
流体力学课是一门与工程实践结合紧密的学科。因此，在课程开展的过程中应该对实验课与工程教学进行重点关注。实验教学目前可以分为演示型和验证型，但教学方法单一，限制了学生分析问题、解决问题的能力；同时，由于长期以来实验教学从属于理论教学，实验教学与工程教学的课程建设与发展受到了严重制约。因此非常有必要对实验与工程教学进行改革来适应目前高校的培养模式。首先，实验与工程教学要注重同专业知识相结合。传统的实验教学较多适用于试验台环境下，是国家根据课程规划以及人才的知识结构需要设立的，这严重阻碍了学生们与工程实践的有效沟通，因此，可以针对学生所学专业逐步设立既符合本专业又具有工程背景的可操作性较强的实验项目，用以适应学生对专业领域知识的理解与创新需求。其次，有效利用高校科研优势，促进实验与工程教学的发展。以学科为依托，实现科研与教学互补，将科研成果引入实验教学，这样可以开阔学生视野，激发学生的创新思维。第三，实现基础实验与个性实验的互补。在基础实验训练的基础上，开展一些更具有研究性和综合性的实验，这样对理论知识的学习有一个较为有利的补充，同时也可以锻炼学生们实验设计、整体规划的能力，积极调动学生们的学习积极性。
参考文献：
[1]曾立云.流体力学课程教学方法研究[J].甘肃农业大学学报，2002，1（37）：123-125.
工程力学与流体力学篇4
关键词：过程装备与控制工程；力学课程；内容优化；教学方法
作者简介：孙铜生（1981-），男，安徽天长人，安徽工程大学机械与汽车工程学院，副教授。（安徽 芜湖 241000）
基金项目：本文系安徽工程大学教学研究项目“过程装备与控制工程专业力学基础课程教学研究与探索”（项目编号：2011xjy32）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：a 文章编号：1007-0079（2014）14-0110-02
我国的过程装备与控制工程专业始建于20世纪50年代，前身为化工设备与机械专业，由于其应用于加工制造流程性材料产品即过程工业中，且随着自动控制技术在化工机械中得到越来越广泛的应用，1998年经过教育部批准更名为过程装备与控制工程。该专业目标是培养从事过程装备与控制工程领域的工程设计、安装、检修与科研的应用型高级专门人才，专业基础课及专业主干课主要有：理论力学、材料力学、机械设计、机械原理、电工技术、电子技术、工程流体力学、工程热力学、化工原理、流体机械、化工设备设计、化工容器设计、过程装备控制技术、过程装备制造与检测、控制工程基础等，可见力学类课程在专业学习中起着重要的作用。
一、力学课程在过程装备与控制工程专业中的地位
过程装备根据制造方法不同可分为两类：一类以焊接为主要的制造手段，如塔器、换热器、锅炉等，称为过程设备；另一类以机械加工为主要的制造手段，如压缩机、离心机、泵等，称为过程机器。[1]过程设备一般都承受高温、高压，承压部件的设计与制造是过程设备的关键问题，故过程设备又是压力容器，压力容器又分为低压容器（0.1mpa≤p＜1.6mpa）、中压容器（1.6mpa≤p＜10mpa）、高压容器（10mpa≤p＜100mpa）、超高压容器（p≥100mpa）。为了过程装备能够正常工作，需要其具有一定强度、刚度及稳定性，如果装备的结构设计不合理或选材不当，就不能保证装备的正常及安全运行，同时还要满足经济性要求，这就对理论力学及材料力学提出了更高的要求。过程装备中既有以流体能量为原动力的动力机械如蒸汽轮机、内燃机等，又有以流体作为工作介质的工作机械比如泵、各种塔器、换热器、压缩机等，这些过程装备都是以流体静力学、运动学及动力学为基础的，故工程流体力学对过程装备的设计尤为重要。过程装备的主要目的是为了获得产品，从原材料到产品要经历一系列物理的或化学的反应，这些反应伴随着能量的转换，特别是热能与机械能的转换，而工程热力学的研究内容就是能量的转换规律、提高能量转化效率的途径及能源利用的经济性，故工程热力学是过程装备与控制工程专业的一门基础性课程。可见，力学类课程可为学生学习专业知识和从事本专业的科研、生产工作奠定必备的理论基础。
二、力学课程教学问题及内容优化
1.课程存在的问题
通过对开设过程装备与控制工程专业的部分院校走访及对各力学教材的分析，发现目前专业力学课程存在的主要问题有：
（1）基础课程和专业课程的衔接不好。比如在工程流体力学里讲述了流体动力学方程式及管中流动等，而在流体机械中这些基础知识重复出现；工程热力学中的压气机热力过程及制冷循环在流体机械中也有重复；理论力学中的摩擦在机械设计中也有相关内容，材料力学中的平板弯曲分析理论与过程设备设计中有关内容重复等；工程流体力学中的流体静力学基本方程式、流体在管中流体的连续方程式和能量方程式、流体粘性和牛顿定律、层流及湍流、流体流动的沿程阻力及局部阻力等内容均在化工原理中出现。
（2）力学课程之间也存在内容交叉。比如工程流体力学和工程热力学中都有关于气体和蒸汽的流动、定熵和绝热气流的基本方程式的章节，工程流体力学中的流体状态参数和工程热力学的工质状态参数内容重复；理论力学中的动量矩定理在工程流体力学中重复出现。
综上可见，目前力学基础课停留于教学计划中的自身建设，课程规划缺乏有机协调，课程结构需要进一步优化，避免重复建设和教学资源的浪费。
2.课程内容优化
由于理论力学是学习材料力学的基础，可将将理论力学和材料力学合并为工程力学，工程流体力学及工程热力学单独开设，将专业课中所需要的理论知识全部归并到力学课程中进行讲解，力学课程中的交叉内容按照先上课程先安排的规则进行调整，优化后的主要教学内容有：
（1）工程力学。[2]平面汇交力系；平面力偶系；平面一般力系；空间力系；点的运动及合成运动；钢体的基本运动和平面运动；质点的运动微分方程；刚体转动的微分方程；质点及质点系的动能定理；刚体的惯性力系；动量定理与动量矩定理；虚位移法；轴向拉伸与压缩；剪切的计算；圆轴的扭转；梁的弯曲内力、弯曲应力及弯曲变形的计算；第一、二、三、四强度理论；组合变形及强度计算；压杆稳定性计算。
（2）工程流体力学。[3]流体的基本参数及粘性；流体平衡的微分方程式；重力场中的流体平衡及流体的相对平衡；流体静压强的计算与测量；流体运动的连续方程式；流体运动的微分方程式；伯努利方程式；层流及湍流；管路的沿程阻力及局部阻力计算；薄壁孔出口流；厚壁孔出口流；平面缝隙流体；环形缝隙流动。
（3）工程热力学。[4]热力系统与热力学状态；功和热的概念；热力学第一定律；开口和闭口系统能量方程式；气体和蒸汽的比热容、热力学能、焓和熵；气体和蒸汽的基本热力过程；热力学第二定律；卡诺循环与卡诺定理；孤立系统熵增原理；压气机的热力过程；制冷循环；气体动力循环；蒸汽动力装置循环；实际气体性质及热力学表达式。
三、力学课程教学方法探索
1.理解记忆教学法
教学中发现学生学习过程中存在以下两个问题：
（1）部分同学觉得力学课程太难，书上随便哪一页都可以看到公式，一本书学下来接触的公式基本上都在几百个，便放弃了课程学习。
（2）部分同学认为既然力学就是公式的组合，那么平时上课不需要听讲，考试前把公式背一遍就可以了。其实这两种态度都是不可取的，力学课的公式虽多，但大多数公式都是基于一些基本的定理推导来的，只要理解这些定理的实质就能灵活应用，大多数的公式都可以通过简单的推理得来，所以在教学中要特别注意基本定理的讲解。比如工程热力学课程内容基本是建立在热力学第一定律和第二定律的基础上，在进行热力学第一定律讲解时，首先应从能量守恒原理讲起，能量不生不灭，热力系统存储能量的增量等于进入系统能量与离开系统能量的差值，而热力系统又分为开口系统和闭口系统，因此第一定律表达式有两种形式，难点在于开口系统表达式的推导，只要逐次分析进入系统的能量的组成、离开系统的能量组成及系统储存能量组成并用表达式表示，那么开口系统能量表达式就不难理解了。再如，工程力学中讲解如何提高梁抗弯能力的措施时，结合梁弯曲时的正应力强度条件。因此，不难理解如下措施：第一，选用合理的截面：由正应力强度条件可知，梁的抗弯能力还取决于抗弯截面系数。而材料的重量又取决于梁的截面积，因此可把抗弯截面系数除梁截面积作为一个衡量指标，以达到既提高强度，又节省材料的目的。第二，采用变截面梁：从正应力强度条件可以看出，横力弯曲时，梁的弯矩是随截面位置而变化的，位置不同弯矩的大小不同，在某个截面处弯矩最大，若设计成等截面的梁，只有最大弯矩所在截面处正应力达到许用应力值，材料强度得不到充分发挥。为了减少材料消耗、减轻重量，可把梁制成截面随截面位置变化的变截面梁。第三，适当布置载荷和支座位置：从正应力强度条件可以看出，在抗弯截面模量不变的情况下，最大弯矩越小，梁的承载能力越高，应合理地安排梁的支承及加载方式以降低最大弯矩值。
2.工程实践教学法
力学课程主要任务在于：通过对课程的学习，可提高学生力学基础理论水平，培养学生分析和处理问题的抽象能力和逻辑思维能力，为学生从事过程装备本专业的设计工作奠定必备的理论基础，同时可训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。因此在力学课程讲解过程中，要注重将力学知识和工程实例结合起来进行讲解。[5，6]一方面可以加深同学们对课程的认识，训练并提高从事设备设计工作的实践能力；另一方面可激发同学们的学习兴趣，从枯燥的公式推理中解脱出来，提高学习效率。例如，在进行逆向卡诺循环讲解时，逆向卡诺循环又分为制冷循环和热泵循环，通过理解记忆教学法推出制冷系数和供暖系数分别为：
（1）
（2）
这里，q1为工质向高温热源的放热量，q2为工质从低温热源的吸热量，t1为高温热源温度，t2为低温热源温度。这四个参数在理解时往往会混淆，为什么会从低温热源吸热向高温热源放热？为什么在同一个循环下会有制冷和供暖两种效应？为什么制冷系数用从低温热源的吸热量除循环净功而供暖系数却用向高温热源的放热量除循环净功呢？这里就可以引入空调的实例，夏天时把模式调到制冷上，空调就会吹出凉风，冬天时把模式调到供暖时，空调就会吹出暖风。夏天，室外比室内温度高，室外就是高温热源，室内是低温热源，制冷的原因就在于把室内（低温热源）的热量排向室外（高温热源），这就实现了从低温热源吸热向高温热源放热，同时室内制冷效果就在于从室内吸收的热量的多少，因此制冷系数把q2作为分子。冬天，室内比室外的温度高，室外就是低温热源，室内是高温热源，供暖的原因在于把室外（低温热源）的热量排向了室内（低温热源），同样实现了从低温热源吸热向高温热源放热，室内供暖的效果在于从室外吸收的热量的多少，所以供暖系数把q1作为分子。
3.知识串联教学法
过程装备的设计过程中往往需要把所学力学课程的知识进行综合，在一门力学授课课程中不能与其他力学课程独立，要注意将力学课程知识进行衔接，使同学们对力学课程形成一个整体思维，以便在今后能灵活应用并有机结合力学基本原理来解决工程实际问题。
例如，在工程流体力学中讲解流体静压强的方向性时，可将其与工程力学中的空间汇交力系知识进行串联，先分别把作用在微元四面体上的力向三个坐标方向进行投影，写出表面力方程为：
（3）
而微元体上的质量力为：
（4）
再根据空间汇交力系的平衡方程，表面力和质量力的合力在三个坐标方向的投影都为零，从而可得出在三个坐标方向的压强相等，也即流体静压强无方向性的结论。
四、结束语
力学课程在过程装备与控制工程专业建设中要引起足够重视，教学内容优化可避免重复教学，使学生在有限的课堂中能学习更多的专业知识，在教学过程中要不断探索教学方法，提高教学效果，营造良好的教学气氛，全面提高学生的综合素质。
参考文献：
[1]邹广华,刘强.过程装备制造与检测[m].北京:化学工业出版社,
2012.
[2]北京科技大学,东北大学.工程力学[m].北京:高等教育出版社,2010.
[3]张也影.流体力学[m].北京:高等教育出版社,2005.
[4]沈维道,童钧耕.工程热力学[m].北京:高等教育出版社,2010.
工程力学与流体力学篇5
关键词：卓越工程师教育培养计划；流体传动与控制专业；培养方案
作者简介：孙孟辉（1981-），男，河南宜阳人，南京工程学院机械工程学院，讲师；高佩川（1962-），男，辽宁本溪人，南京工程学院机械工程学院，副教授。（江苏 南京 211167）
基金项目：本文系全国教育科学规划教育部重点课题（项目编号：GKa103004）、中央教育科学研究所科研专项基金课题（项目编号：GY2010101）、南京工程学院2010年度校级高教研究课题“卓越工程师教育培养计划教学实践探索”的研究成果。
中图分类号：G640 文献标识码：a 文章编号：1007-0079（2012）01-0004-02
“卓越工程师教育培养计划”是我国目前开展的高等教育重大教学改革项目。与传统的高等教育培养机制有所不同，“卓越工程师教育培养计划”更注重专业的工程技术教育，着力提高学生的工程素质和工程实践能力，其目的在于培养具备较强的创新能力和工程技术素质的高质量工程技术人才[1]。
南京工程学院流体传动与控制专业是教育部第一批“卓越工程师教育培养计划”高校试点专业之一，已于2010年招入了卓越工程师计划班本科生。在制定该专业培养计划时，突出了应用能力和工程技术素质的培养，压缩了基础课的学时，在学生进入专业课学习阶段之后，加强了与企业的合作，同时在整个本科学习阶段渗透了专业课的学习，以期增强学生的工程素质和实际应用能力。
一、流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”的教学体系
流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”的教学体系包括理论教学体系和实践教学体系两部分。所设置的教学体系主要是通过课堂教学、工程设计项目、实习实践等教学环节来实现其培养目标，提高学生的知识、素质和能力[2]。
1.理论教学体系
理论教学体系由公共基础类课程、专业基础类课程、专业类课程和公共选修课程四个部分组成。其中公共基础类和专业基础类部分，主要完成流体传动与控制专业所涉及的学科基础知识。而专业类课程主要完成流体传动与控制专业的专业知识学习，通过此类课程的学习，使学生较好地掌握本专业的专业知识。理论教学课程体系以机械设计与制造为培养的平台基础，以机、电、液结合来整合相关课程群，各个教学节点、知识模块和各门课程之间的逻辑关系采用图1的形式表达。
在流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”理论教学体系中，较之原来的教学体系，公共基础课程有所压缩。主要是将英语、体育等课程进行了相关的调整，如果学生在大一即通过四六级英语考试，则可对此部分学生英语课时进行压缩和消减，而体育课程的部分学时可放在课外进行。对于公共基础平台课程，除了原有教学体系中的要求之外，更加注重了学生集体意识、团队协作等能力的培养，这些对于学生以后在工程实践中更好的同他人合作有很大的帮助。公共基础平台课程所节省出来的课时可以用来让学生提前进行专业课程的学习，有利于学生更深刻地对本专业有所认识，加强其工程应用能力。而对于专业基础类课程和专业类课程，较之原有教学体系增加了相应的学时，这样有利于学生更好地掌握专业知识，避免学生因专业课程学时过少而对专业知识掌握不够。
2.实践教学体系
流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”的实践教学体系主要是以“知识、能力、素质协调发展和能力培养不断线”为原则，着重培养学生的应用能力和工程技术素质。实践教学体系主要包括基础实践层次、工程认识实践层次、综合实践层次、创新实践四个方面，以及实习、实验、实训、课程设计、科技制作、毕业设计、创业计划、技术交流等八个环节。通过上述方面的学习和实践，逐步培养学生的工程能力、团队协作能力、信息查询能力以及交流能力等[3]。
在流体传动与控制专业的实践教学体系中，可在学生进行专业课程的学习之初，让学生进行专业应用情况调研，其目的主要是使学生在进入专业课程之前对流体传动与控制专业在工程实际中的应用情况有所了解，为更好地掌握所学专业知识打下基础。在调研过程中，将学生分组以培养学生的团体协作能力，分别有专任教师指导。指导教师负责各自所带小组专业应用情况调研的课程选题、实施以及疑难答疑工作，在课程实施期间定期对学生进行面对面的交流以及辅导。专业应用情况调研主要通过图书馆资料收集、到企业进行调研以及网上收集资料等途径和方式进行。最后，学生提交调研报告，并进行答辩，给出最终成绩。
实践教学不局限于单个课程，可针对某一类课程组联合进行。针对流体传动与控制专业，可组织进行元件设计与制造模块、流体传动模块、液压伺服控制模块等相关课程组的课程设计。在进行此类课程设计时，由相关课程教师共同进行指导，学生也分组进行课程设计，这样有利于学生将学到的专业知识进行系统地应用，避免在以后的工程应用中出现眼高手低的情况。
对于流体传动与控制专业毕业设计，“卓越工程师教育培养计划”中增加了企业的参与。在毕业设计选题时，结合企业、学校和学生三方的具体情况，进行毕业设计的选题。根据毕业实习的内容，在企业导师和校内导师的共同指导下在完成，可在学校完成，也可在企业完成。
二、流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”的企业培养方案
流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”的企业培养方案主要是通过学校与企业之间的合作，利用企业雄厚的工程实力，与学校合作共同提高学生的工程技术应用能力和工程实践能力[4]。通过学校和企业的联合培养，使得流体传动与控制专业的学生掌握液压与气动元件设计与制造、液压伺服控制技术、液压传动技术、气动技术等方向的工程实践知识，以及流体传动与控制技术在冶金、航空、航天、工程机械等领域的实际应用知识。在此过程中，学生在企业可将在学校学到的理论知识转化为实际应用，通过到企业现场实习去更深入地理解所学的理论知识，并掌握工程实际应用的能力。
参加流体传动与控制专业卓越工程师培养计划的学生，业余时间可利用南京工程学院博世力士乐机电一体化实验中心（国际合作共建）的资源，在专业教师指导下通过参加科研或科技创新来锻炼其工程实践能力。南京工程学院博世力士乐机电一体化实验中心是南京工程学院和博世力士乐公司联合共建的机、电、液一体化的实验中心。该中心的所有实验设备均为德国生产，是该公司的最前沿产品。学生通过在实验中心的工程实践，可掌握世界一流企业的液压、气动产品的性能、特点和应用，掌握机电、气、液、控制的综合运用，把握流体传动与控制专业的最前沿。
在学生进入专业课程学习之后，安排学生进入企业实习，通过实习全面了解液压与气动元件的设计和生产过程、液压与气动系统的设计过程、液压伺服控制系统的设计过程以及流体传动与控制专业的应用领域，培养学生专业应用流体传动与控制专业基础理论知识分析和解决实际工程问题的能力。目前，和南京工程学院流体传动与控制专业卓越工程师计划合作的企业有力士乐（中国）有限公司、上海立新液压有限公司、南京金城集团有限公司、南京液压机械制造有限公司等企业。学生在企业实习过程中，在参观企业并对企业有初步了解之后，由企业导师和学校指导教师联合对其进行培训。通过培训可使学生熟悉所实习企业的工作流程以及必备的专业知识，之后可让学生在企业导师的指导下参与公司的产品设计和开发，并最终撰写实习报告，由导师给出最终成绩。
三、流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”的双师结构教学团队
1.校内教师工程能力培养
“卓越工程师教育培养计划”注重学生工程能力的培养，因此任课教师的工程背景以及工程设计能力是保证卓越工程师培养计划成功与否的重要因素[5-6]。南京工程学院流体传动与控制教研室的教师大部分都具有丰富的工程实践经验，其中有些教师具有较深的工程背景。在指导学生的过程中，教师的工程实践经验得到了充分地发挥，使得学生在课堂教学的过程中通过教师的传授，接触到了生产第一线的现场知识，对于提高学生的工程能力有着积极的作用和意义。
在“卓越工程师教育培养计划”实施过程中，还应注重工程教育的师资建设，提高教师的工程设计能力。针对青年教师，可充分利用南京工程学院的校办产业以及产学研合作平台，来加强青年教师工程实践能力的培养。注重发挥老教师的传帮带作用，让工程经验丰富的老教师和青年教师共同合作进行卓越工程师计划的实施，在此过程中培养和提高青年教师的工程实践能力。在学生的企业实习培养过程中，让指导教师也参与到企业实习中去，通过教师和企业导师的联合培养，来达到既培养学生的工程实践能力，又提高教师工程实践经验的目的。同时，结合企业的发展需求，鼓励教师深入到企业独立承担或参与到企业的产业项目，培养教师的工程实际应用素质。
2.企业导师聘请方案
在流体传动与控制专业“卓越工程师教育培养计划”实施过程中，企业人员的参与对培养学生的工程实践能力有着不可替代的意义。在学生的实践教学和企业实习过程中，应聘请具有丰富工程实践经验的企业工程师参与到“卓越工程师教育培养计划”中来，聘请企业导师对学生的实践课程和企业实习进行指导。针对南京工程学院流体传动与控制专业卓越工程师计划，学校共聘请博世力士乐（中国）有限公司、上海立新液压有限公司等多家企业的数十位工程师作为企业导师，发放聘书并在卓越工程师计划实施过程中给与相应的报酬，让他们同校内教师一起合作指导学生的实践教学和企业实习。
四、结束语
南京工程学院流体传动与控制专业作为国内第一批“卓越工程师教育培养计划”高校试点专业，现已制订了完备的人才培养方案，该培养方案更加注重学生工程实践能力的培养。在理论教学体系中，对公共基础课程进行了适当的压缩，而增加了专业课程的学时数。在实践教学体系中，突出了工程实际应用的培养。同时，在本科阶段后期让学生到企业中参与企业的设计和研发，并通过学校教师和企业工程技术人员的联合指导，增强学生的工程应用能力。所制定的人才培养方案已在南京工程学院流体传动与控制专业卓越工程师计划的本科生中逐步实施，并初见成效。
参考文献：
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工程力学与流体力学篇6
[关键词]中职校；物流管理专业；理实一体化；教学模式
目前，随着我国物流产业的迅速发展，市场对理论知识与操作技能兼备的应用型、复合型、技术技能型物流人才的需求不断增长。作为以培育一线技术技能型人才为目标的中职校，必须及时回应市场及社会的需求，加快物流管理专业技术技能型人才培养模式的创新，实现学校和物流企业对人才需求的无缝对接。本文拟对以“做中学”、“学中做”、达到“教学做”一体化为特征的“理实一体化”教学模式，及其在中职校物流教学中的应用谈几点认识。
一、理实一体化教学模式的要义及价值
理实一体化通常是指理论与实践有机结合。李雄杰在《职业教育理实一化课程研究》中，对于“理实一体化”内涵作了更进一步的诠释，“充分利用现代教育技术，将理论、实验、实训等教学内容一体化设置；讲授、听课与实验、操作等教学形式一体化实施；教室、实验室与实训场地等教学条件一体化配置；知识、技能与素质等职业要求一体化训练；理论和实践交替进行，形象和抽象交错出现。由此形成融知识传授、能力培养、素质教育于一体的一体化教学模式。[1]
“理实一体化”作为一种教学理念的提出，其价值和意义在于它改变了长期以来在中职校教学过程中理论教学与实践教学相脱节的现象。它强调没有固定的先实后理或先理后实，而是理中有实、实中有理，突出学生动手能力和专业技能的培养，注重充分调动和激发学生学习兴趣，使抽象的理论教育和直观的实践教育能够无缝衔接。同时，“理实一体化”是集理论学习、现场观摩、技能训练于一体的教学模式。它既重视理论的学习、运用和指导作用，又突出对学生专业实践能力的培养，使学生能学以致用、理论联系实际。
在中职校大力推广以“做中学”、“学中做”、达到“教学做”一体化为特征的“理实一体化”教学模式，是中职业校坚持市场导向、需求导向、就业导向的具体体现，也是服务经济社会发展，培养中职校学生就业创业能力，提升职业教育质量与水平的客观要求。
（一）有利于激发学生的学习兴趣
中职学生普遍学习基础较差，学习兴趣不浓厚，不擅长抽象思维，而中职校的专业教材内容多数比较枯燥。在中职校物流管理教学中采用一体化教学模式，在教学过程中，以中职学生为本，根据学生的特性展开适应性教学，让“学生在真实的物流工作情境中获得对技术（或服务）工作的任务、过程和环境所进行的整体化感悟和反思，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观学习的统一”。[2]学生通过自己动手，完成工作任务，变被动学习为主动参与，容易获得成功的喜悦，树立自信心，从而不断激发他们的求知欲望和学习兴趣，让学生能在学中求乐、在乐中求学。
（二）有利于培养学生的职业能力
理实一体化教学模式将“理论与实践通过特定的载体有机融合在一起，发生理论和实践的‘化学反应’，通过手脑并用的‘做中学’和行动导向的理实一体化学习，学生不但学习专业技能和知识，而且能够经历工作过程获得职业意识和方法，通过合作学习学会沟通和交流”[3]不断培养和锻炼学生提出、分析和解决问题的能力，增强学生的实践能力，最终促进学生综合职业能力的提升。
（三）有利于提升师资队伍的整体水平
理实一体化教学模式对教师的要求、对教学环境的要求较高，实施难度较大。物流专业教师在采用理实一体化教学模式后，教师对物流课程的理解已远远不再只局限于课堂内容及其排列顺序，而是一个由教师、学生、课程资源与情境构成的生态系统，这就要求教师不仅要具备扎实的理论水平而且要拥有实际操作能力，在教学过程中促使教师要不断地去钻研教学方法，不断地去掌握新知识、新技术，才能开发出适合学生的理实一体化课程，来满足教学所需，从而不断提高教师的教学能力和教学水平。
二、理实一体化教学模式在中职物流管理专业教学中的实施对策
“物流专业主要面向与现代物流产业链相关联的企事业单位，培养在生产、服务第一线能从事运输、仓储、配送、国际货运、物流营销、物流信息处理等技能操作性工作，具有公民基本素养和职业生涯发展基础的中等应用型技能人才。”[4]物流专业是实践性很强的专业，物流课程所涉及的内容大多、且比较枯燥和抽象。在中职校物流管理专业课堂教学中采用理实一体化教学模式，不仅能够实现物流专业的理论教学和实践教学的有机融合，而且能够培养学生的专业技能和职业能力，不断提升学生的实践动手能力，努力满足物流市场的用人要求。
（一）以岗位职业能力为核心构建课程体系
物流管理专业理实一体化教学模式要求教师对物流专业课程体系进行重构和完善，要突出物流的职业定向性，根据物流岗位工作内容开设课程，根据物流市场变化适时调整教学内容，构建以职业活动为导向、以能力为本位的一体化课程体系。在课程体系设置方面，要充分考虑物流管理专业实践性和操作性强的特点，不同的专业课程对理论和实践的要求不同，要科学合理安排专业理论教学和实践教学的比例，适度提高实践教学比重，增加实验、实训、实习等实践教学环节，重视理论与实践教学的相互融合。比如在《仓储与配送作业实务》、《货运》、《运输作业实务》等专业课中采用一体化教学时，课程内容的设置上要根据不同的岗位设置要求确定实际和具体的工作任务，要具有明显的职业导向性，确定的目标性和过程属性。在课程内容设计方面，以职业能力为依据，要按照工作过程的顺序来讲授相关的课程内容，实现实践技能与理论知识的整合，以过程性操作为主、陈述性知识为辅，以习得实际应用的经验和技能为主、以理解适度够用的概念和原理为辅，将专项能力转化为综合实践能力，将职业能力落实到课程当中。
（二）以实践能力培养为核心改进教学形式
理实一体化教学模式的一个显著特点是教学形式的多样化。针对物流专业实践性强的特点，在教学中要提高学生在教学过程中的参与意识，为学生提供自主发展的时间和空间，重视做学一体，把项目式教学、案例教学、工作过程导向教学、交互式教学、启发式教学、角色扮演、情境教学等教学方法融入到教学过程中去，注重工作情境的模拟，借助实训场地、器材和模拟软件，充分利用网络、多媒体等现代化教学手段，增强教学内容的直观性，把抽象的知识具体化，使学生在活动中理解物流基本概念、企业物流运作和物流基本业务的处理流程，注重“教”与“学"的互动，充分调动学生的积极性，引导其对物流专业领域的有关知识进行主动探究，学以致用，使学生更好地掌握枯燥的理论知识，提高教学效果，不断提升学生解决和处理实际问题的综合能力。如，在《仓储与配送作业实务》教学中采用项目教学法，教师选取仓储认知、入库作业、在库作业、出库作业、配送认知、配送作业六个典型项目，通过前四个项目实现仓储作业能力，在前四个项目的基础上通过后两个项目实现配送作业能力。各项目以对应职业岗位的工作过程为主线，每个项目都包含若干任务，并对完成任务需要达到的知识、能力目标进行分析，并按照目标要求组织并实施教学，学生通过对典型项目的实施完成的过程中不断获取理论知识和实践知识，通过理论指导实践，实践强化理论，确保学生知识和能力的同时构建。
（三）以提升教学质量为核心加强物流实训室的建设
理实一体化教学中，实践课程的完成需要建立具有多功能和灵活性的物流综合模拟实训室。物流实训室作为实践教学组织的主要场所之一，为物流课堂教学提供了良好的设施服务。物流实训室的建设不能仅针对某些课程或某些环节的实践操作，应该根据物流企业的真实的工作环境，依据现代物流体系的核心理论和核心流程，结合物流企业对人才需求的专业性特点，在系统、全面地分析的基础上建设多功能的现代物流综合实训室。物流实训室为学生的观摩、学习、实践操作提供了实践平台，学生通过在实训室的动手操作，不仅加强了学生对物流理论知识的理解，而且不能提高自身的技能水平。
（四）以“双师型”队伍建设为核心构建高素质师资队伍
“双师型”师资队伍建设是理实一体化教学顺利实施和提高学生实践能力的直接保证，教师不仅要具备专业理论与职业教育理论，还要具备专业实践能力和职业教学能力，也就是说不但要具有物流管理理论知识，而且要具有物流企业、配送中心、生产企业等物流管理部门相关实际工作经验的“双师型”教师。理实一体化教学模式要求物流专业课教师在相关的课程领域进行过实践锻炼，如仓储模块的专业教师，需具有在物流企业仓储与配送部门的工作实践经验，掌握仓储与配送的整个作业流程。目前，有些中职校物流专业的“双师型”教师比例没有达标，学校要通过“外引内养”采用“培训、引进、聘请”等多种方式，打造一支既有较高的专业理论知识水平和教学经验，又具有实践技能和经验的复合型的“双师型”教师。学校要有计划地安排物流专业教师到物流企业进行专业实践，参与产学研结合，专业实践能力培训，提高专业应用技能，完善实践环节知识，不断提高教师的实践能力和科研能力。理实一体化教学的实施离不开企业兼职教师，尤其是实践性教育，中职学校的教师实践能力再强，也“强”不过工作在企业第一线的专家、首席工人和能工巧匠。因此，聘请企业专家、首席工人和能工巧匠到学校担任专、兼职教师，参与学校物流实践教学，不但能够对教学质量的提高起到举足轻重的作用，而且能够充实“双师型”教师队伍，提升师资队伍的专业化水平。
（五）以深化校企合作为核心推进工学结合
仅仅通过校内课堂教学实施理实一体化还是远远不够的，学校的物流实训中心建的再好，也与物流企业真实的工作环境是不一样的，职业学校真正的实训基地应该是在企业，企业执行的规范都是职业标准，学生的实训项目均是学生今后所从事的职业及工作岗位。企业作为最终的毕业生接纳者也需要介入进来，与校方进行多方位、深度的合作与交流。因此，中职学校要切实加强和物流企业之间的联系，建立紧密型的校企合作关系，建立订单式培养模式，充分利用企业资源建立分布于货运基地、仓储配送企业、商贸企业等的校外实训基地，有效利用企业的物流设施与设备，将某些实训室直接建立在企业，将培训课堂直接搬到企业操作现场，用最低的投入，实现教学效果最佳化，不断提高理实一体化教学的质量。同时，校企之间要建立互惠互利的长久合作机制，让企业共同参与学校人才培养计划制定和人才培养全过程，不断满足企业对物流人才的实际需求。学习模式也可采用“学―工―学―工”的工学结合的交替模式，即学生在学校学习一学期的理论知识后，第二学期到企业去实习，再接着回到学校学习，重点解决在物流企业实际工作中遇到的问题，查缺补漏，最后再投入到企业一线去检验上阶段的学习成果。
三、理实一体化教学模式应用中应注意的几个问题
理实一体化教学模式在教学中实现了理论和实践的相互结合，在很大程度上激发了学生的学习兴趣和求知欲望，提高了学生分析、解决物流管理中实际问题的能力，培养了学生自主学习和主动探究的能力。但在具体应用过程中，要注意处理好以下几个问题.
（一）科学设置“工”“学”比例
在理实一体化教学中，要科学合理地设置理论知识与实践操作的教学学时比例，要充分认识到理实一体化的工学结合实践教学不能简单地区分“学”多少学时、“工”多少学时，而是要根据课程开展的实际情况，进行工学比例的调整。在每一个教学单元的教学过程中，若以理论知识为主线，实践操作的主要作用是验证理论知识；若以实践操作为主线，理论知识为实践操作提供服务，以“做中学”实施课堂教学。同时，教师要认识到“工学”的主体是学生，教师要自觉从传统的注重传授知识转变为以教师为主导，学生为主体，引导学生学习和实践。
（二）教学内容要贴近企业实际
理实一体化教学是以培养学生的综合职业能力为目标，因此教师在设置教学内容时，要以理解企业的整体工作过程或经营过程为前提，工作过程知识自然成为学习领域课程方案的主要内容，同时也是设置物流专业课程的核心内容。因此，教师要根据物流企业实际情况，不断收集、挖掘物流企业真实的工作任务、项目，并结合学校实际教学环境的特点进行整合和优化，开发出能够调动学生学习、符合岗位实际的学习资源，实现教学内容与工作内容对接，教学环境与工作环境对接，提高学生综合职业能力和就业竞争力，促进学生完成从学校到企业的“过渡期”。
（三）评价要多元化并切实有效
评价是为了促进学生学习，因而单一的评价方式会使学生厌倦，所以我们在评价时要打破只关注结果而忽略过程的评定，建立一个以能力为本的包含自评、互评、教师评价的多元化评价体系。对于理实一体化课程的评价，仅仅有理论笔试考核是不够的，考核内容应该是理论考核与实践考核并重，并重视过程性考核与评价，即与理实一体化教学过程一样，将理论知识与实践操作有机结合起来考核，考核与评价重点在于学生的学习过程。理实一体化的教学模式也能可以参考物流企业的绩效考核方式，将物流企业制度引入教学管理中，如对工作任务完成出色的同学给予“职务”晋升的奖励等，改变传统的用分数来衡量学生学习水平的方式，真正以培养学生综合能力为中心，优化物流管理专业的教学质量，为社会输出优秀的物流人才。
参考文献
[1]李雄杰.职业教育理实一化课程研究[m].北京：北京师范大学出版社，2011，（15）
[2]李雄杰.职业教育理实一化课程研究[m].北京：北京师范大学出版社，2011，（17）
工程力学与流体力学篇7
关键词：化工物流方向；课程体系构建；典型工作
中图分类号：G712文献标识码：a
1物流管理专业（化工物流方向）课程体系构建实施背景
纵观全国，目前很多中职校为了迎合当地家长和学生的需求，都开设了物流专业，但是其专业建设基本上是沿用其他专业的学科建设模式和经验，导致课程体系存在许多问题。上海市利用2004～2007年这四年的时间，开发了中职学校多个专业的教学标准，其中包括物流专业。
上海化工物流产业园坐落于金山区，作为上海市重点推进建设的四个专业化物流基地之一，建成后将逐步实现与上海化工区的供需对接，形成生产业的集聚区，打造与世界一流化工区相匹配，集产业、市场、信息为一体的有影响力和辐射力的专业化工物流基地。化工物流基地的迅速发展导致化工物流人才需求行业范围扩大的状况。化工物流人才技能的培养需要专门化、系统化的学习，2009年在上海市教委的统一部署下，上海石化工业学校实施了专业结构调整和优化工作，物流服务与管理专业确定了错位发展战略，专业培养方向被定位为物流服务与管理专业——化工物流专门化方向。尽管物流专业错位发展战略得到了上海市教委肯定，但是专门化方向的课程体系、实施方案、课程标准等一系列后续工作尚未跟进，正是在这样的背景下，上海石化工业学校物流管理专业教师开始着手进行化工物流方向课程体系构建的探索。
2物流管理专业（化工物流方向）课程体系构建与课程开发工作过程
经过市场调研与人才培养论证后进入课程阶段，课程开发总体经过三个步骤：（1）开发专业技术课；（2）调整公共基础课、拓展课、第二课堂；（3）构建基于工作过程系统化的课程体系。
2.1开发专业技术课
开发专业技术课通过四个步骤三次转换，实现课程体系专业性与职业性的融合（见图1）。
2.1.1市场调研，进行实际专业岗位工作分析，提炼职业岗位能力并编制分析表，邀请行业企业专家论证
在确定开发化工物流专门化方向的前期，学校物流专业教师及学校招毕办（招生就业办公室）教师进行了前期的通过走访化工物流企业、利用暑假到化工物流企业认识实习、邀请企业专家加入学校办学指导委员会，邀请企业领导及一线班组人员到校与教师做交流讨论，组织已毕业在化工物流企业工作的历届毕业生到学校讲述他们实际工作情况等。通过以上多种方式的市场调研，学校物流教师将化工专业岗位工作按照化工物流管理流程，将实际工作中的各关联任务所需的技能进行归纳整合，形成具有职业特征、体现任务综合性、富有教学价值的理想工作，即提炼出岗位职责、具体工作任务、工作流程、工作对象、工作方法、使用工具、使用方法、劳动组织间的相互联系、知识能力素养要求等方面。
2.1.2校企合作团队开发典型工作任务，实现第一个转换，即实际工作向典型工作的转换，并行业企业专家论证
典型工作是指按照生产管理流程，将完成实际工作中的各关联任务所需的技能进行归纳整合，形成具有职业特征、体现任务综合性、富有教学价值的理想工作。
典型工作的开发应本着专业管理与应用能力递减原则，可以分三个层次：
（1）开发顶层典型工作群：具有设计规划与控制的综合能力。物流专业顶层工作群包括：如物流市场营销、国际物流货代与报关、物流财务管理、定制物流个性化方案等。
（2）开发中层典型工作群：具有运作、沟通管理的专向技能、专向能力。物流专业中层工作群包括：如编制配送计划并实施运输与线路的确定、仓储与配送作业、物流信息系统管理等。
（3）开发底层典型工作群：具有操作、服务、收集等基本能力基本技能。物流专业中层工作群包括：化工物流设施设备操作、化工商品养护与管理、物流方案执行与客户服务等。
2.1.3对“典型工作”进行教学加工，开发课程（解决课程如何来的问题），实现第二个转换即典型工作向课程的转换
教学加工应本着专业管理与应用能力递增的原则：首先，根据底层工作群设置底层课程，底层课程包括：信息技术基础、物流业务流程、物流数据录入；第二，根据中层工作群设置中层课程，中层课程包括：仓储作业实务、配送作业实务、集装箱作业实务、物流信息技术应用、外贸单证缮制、化工物流设备使用与维护、集装箱作业实务、物流信息技术应用；最后，根据顶层工作群设置顶层课程，顶层课程包括国际货运、物流软件操作、物流作业实训、HSe实训、顶岗实习。
2.1.4实现课程向学习情境的转换
学习情境是学习领域内的“小型”学习单元，它要在职业的工作任务和行动过程的背景下，按照学习领域的目标和内容，进行教学转换，它是具体的课程实施方案，是学习领域的具体化，以及与职业紧密相关的行动领域职业任务在教学中的反映。以上的课程根据完整思维及职业特征将大的教学目标分解为学习领域的主题学习单元即进行学习情境的设计，一个学习领域表现形式即由若干个学习情境构成。
2.2调整公共基础课，专业必修课、专业限选课
依据专业培养目标和专业技术课程要求设计公共基础课与专业技术课接口部分内容，包括体育、德育、语文、数学、英语、体育、信息技术基础。
专业课的构建原则要遵照职业成长规律与认知规律，由浅至深，从专业必修课——专业限选课——任选课。
2.3构建基于工作过程系统化的以能力为本位工学结合的课程体系（专家论证）
课程体系的设置要体现能力的基础性、连续性、支撑性和递增性。
2.3.1制定基于规格教育的课程群即公共基础课：包括体育、德育、语文、数学、英语、体育、信息技术基础等。
2.3.2制定专业课，包括：
（1）基于支撑与关联的课程：是关联性与支撑性的知识，主要用于培养学生基本技能和能力的课程群。包括化学工艺概论、物流地理、物流业务流程、危险化学品基础知识、物流实用英语、物流法律法规。
（2）制定基于功能的课程：是系统化应用知识，用于培养学生专项技能和能力的课程群。包括仓储作业实务、配送作业实务、物流信息技术应用、外贸单证缮制、物流数据录入、化工物流设备使用与维护、集装箱作业实务。
（3）制定基于经验到形成策略的课程：系统化应用知识、培养学生综合能力的课程群，包括国际货运、物流软件操作、物流作业实训、HSe实训等。
2.3.3制定专业拓展课包拓商务礼仪、顶岗实习等。
3条件保障
3.1师资条件
学校搭建了一个校企合作平台，邀请了众多企业包括多家化工物流企业加入学校的办学指导委员会，企业吸引学校学生实习、就业，学校邀请企业专家直接参与学校教学，教师利用寒暑假到企业参与到实际工作，专兼结合的“双师型”教学团队初步形成。一般而言，由校内专任教师讲授理论课，校外兼职教师教授操作实践课、或者企业制定科目。其中，共有专任教师8人，以富有教学经验的青年教师为主，全部物流教师都具有物流行业的职业资格，学校十分重视校企合作，共聘请到5位化工物流行业具有丰富实践经验的专家作为兼职教师，教师队伍实践能力强。
3.2实训室条件
实践教学是本专业培养技能型人才和实施“工学结合”特色教学的关键环节，主要通过校内实训室与校外实训基地相结合的方式，培养学生的实际操作技能，目前，物流管理（化工物流方向）专业即将建成的校内实训室9个：集装箱港区实训室、化工国际物流实训室、物流营销实训室、液态料收发实训室、化工运输模拟仿真实训室、化工物流仿真实训室、化工储运设备使用维护实训室、化工物流HSe实训项目、化工仓库操作管理实训室。在上述实训室里，学生可以按照化工物流岗位技能要求进行有针对性的技能训练。另外，一些有一定危险性和难以在校内完成的实践教学主要通过校外实训企业完成，目前，与专业紧密合作的化工物流企业有上海中石化工物流、金石化工物流、中外运、孚宝、华谊天原化工物流等企业，通过校企合作平台组织实践教学，提高实践课程开出率，增强实际操作能力，提高综合职业能力，使实践教学充分体现工作过程的完整性。
4体会与思考
目标所构建的物流管理专业（化工物流方向）课程体系开发与课程建设的基本思路是以企业调查为前提，加强专业建设；以岗位目标为基础，找准人才培养定位；以岗位能力要求为依据，确定教学内容；以工作项目和任务为载体，开发“理实一体化”的新课程；以技能为核心，整合对应知识；并在职业情境中把“学会做事”的工作标准落实为“把事做好”的教育标准。该课程体系经过教学实践及企业检验尚需时日，因此今后对所构建的课程体系的进一步完善，根据企业及学生实际情况，适时调整课程科目及内容，真正达到有利于学生知识、能力、素质协调发展，结构优化、内容先进、能适应岗位需求和将来发展需要。
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工程力学与流体力学篇8
关键词:多媒体教学;工程流体力学;教学效果
中图分类号:G642.0 文献标志码:a 文章编号:1673-291X(2010)03-0247-01
一、前言
随着计算机技术的普及和网络技术的迅速发展,多媒体教学已被高等院校广泛采用,并深受广大师生的欢迎。因此,利用多媒体教学手段开发学习资源,构建新的教学模式,达到最佳教学效果,成为国内外提高教学质量、改革教学方式的重要手段。
本文通过工程流体力学教学实践,探讨多媒体教学在授课过程中产生的效果。提出了在工程流体力学教学活动中将多媒体技术与传统教学手段相结合,活跃课堂气氛,提高学生学习的积极性和主动性。达到优化教学效果的目标。
二、传统教学模式的利与弊
传统教学模式历史悠久,教育理论成熟,已经积累了丰富的经验。在传统教学中,通过教师的形象、生动的讲述,学生易于接受,师生之间可以面对面地探讨疑难问题。对于工程流体力学而言,教学内容不可避免地会涉及到数学公式的推导,传统的板书教学方式即可以留给学生更多的思考时间,同时又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强记忆。然而传统式教学主要依靠粉笔与黑板的教学条件,是以教师为主体的教学模式,从而大大降低了教学效率,也扼杀了学生个性的发挥和创意的产生。
三、多媒体教学的特点
多媒体教学以其鲜明的教学特点,丰富的教学内容,形象生动的教学情景,在教学过程中发挥了重要的作用:
第一,激发学习兴趣,有利于提高课堂效率。兴趣是学生获取知识、拓宽视野、丰富心理活动最主要的推动力。多媒体技术综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动,激发学生的学习兴趣,从根本上改变了传统教学模式的单调性。而且多媒体教学可以充分发挥学生听觉、视觉等器官对信息的接收,对学生的眼、耳等器官进行多重刺激,从而活跃学生的思维,增强学生记忆力,提高课堂效率。第二,直观、易懂,有利于提高教学质量。流体力学是从力学的观点出发,主要研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用规律的科学,在日常生活和各种工程实际中具有广泛的应用领域,是动力工程和流体机械专业一门重要的专业基础课。与固体的运动规律相比,流体在运动过程中存在诸如激波、接触面间断、两相流体之间相互掺混等复杂现象。多媒体教学手段能够通过图片、动画和视频资料等直观、清晰地观看复杂的流动现象,使学生较容易地掌握相关内容,提高教学质量。第三,增加教学容量,节约空间和时间。工程流体力学研究内容较多,涉及范围较广,在有限的课时内传授给学生的信息量较大。传统教学中知识的传播主要靠教师的口授与黑板板书,在一定程度上限制了课堂信息的含量,多媒体教学充分地利用了电脑能够存贮大量信息的优势,授课的信息量明显增多,教学内容更加丰富,使学生在有限的时间内接收更多的知识,开阔了学生视野,增加课堂知识的容量,提高了教学的效率。
四、多媒体教学手段与传统教学方式相结合
多媒体教学的发展并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段,而是将多媒体教学与传统教学方式相结合,扬长避短,发挥各自的优势,更好地服务于教学工作。
工程流体力学教学内容主要包括两大部分,理论教学和流体力学实验教学。
工程流体力学理论教学部分包含大量流体力学的基本概念、基本方程和一些复杂的流动现象。例如在教学过程中,流体静力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书,这样既可以留给学生足够的思考时间,又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强学生的记忆能力。而对于某些基本概念和特定的流动现象,可以通过多媒体教学手段,加深学生对基本概念和流动现象的理解。
流体力学实验是流体力学教学中的重要组成部分之一,贯穿于课程始终。现行流体力学教学实验多为验证性实验,实验方法单一,同时,还受实验老师较少、实验课时有限以及设备等多种因素的影响,学生选择的范围极小,在很大程度上制约了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,不能很好地达到流体力学实验教学的要求。然而引入多媒体教学手段以后,学生可以灵活地改变实验条件,演示各种实验现象。
参考文献:
工程力学与流体力学篇9
关键词：水力学；连续性方程；对比分析；教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2014）51-0086-02
水力学是建立在流体力学基础之上的一门既有较强理论性又有较强工程实际意义的技术基础课程，广泛应用于水利、土木建筑、给排水、水文环境、地质勘探等专业。水力学课程的主要任务是研究水的平衡和机械运动规律及其工程应用，它具有理论性强、经验公式多，概念抽象，推导复杂，易混淆、理论紧密联系工程实际等特点。水力学与其他各门力学课程一样，一直以来都是学生认为最为难学的课程之一，它对高等数学、大学物理、工程力学以及综合分析问题的能力要求较高。作为水利等工科专业的技术基础课，水力学是学生专业能力形成与未来职业发展必不可少的依托，它不仅是后续专业课学习的理论基础，而且也是解决工程实例的技术依据。连续性方程是水力学三大基本方程之一，它总结和反映了水流运动过程中水流的过水断面面积与断面平均流速沿流程的变化规律，是解决水力学问题的重要公式。本文从质量守恒定律出发，针对流体的连续介质特性，分别从“微元体”与“元流”两个切入点推导连续性方程，并进行对比分析，为连续性方程的专题性教学改革探索提供参考。
一、连续性方程的“微元体”推导过程
连续性方程的“微元体”思想是依据连续介质假设把物质质量守恒定律用微分方程的形式表述的方程式。
1.连续性微分方程。在流场中取微小直角六面体空间为控制体，正交的三个边长dx、dy、dz，分别平行于x、y、z坐标轴（图1）。
2.连续性微分方程对总流的积分。设恒定总流，以过流断面及侧壁面围成的固定空间为控制体，体积为V（图2）。
式中a为体积V的封闭表面，上式u1的方向与da外法线方向相反，取负号。由此得到：v1a1=v2a2上式即为总流的连续性基本方程，式中v1、v2为总流的断面平均流速。
二、连续性方程的“元流”推导过程
1.微小流束（元流）的连续性方程。在采用“元流”思想推导连续性方程的过程中，取上游过流断面a1和下游过流断面a2之间的总流管作为控制体（图3），在恒定流、无流体流入或流出、连续介质等假定条件下，根据质量守恒定律，得“元流”连续性方程ρ1u1da1=ρ2u2da2；对不可压缩流体的定常流动，有ρ1=ρ2=ρ，得不可压缩流体“元流”连续性方程u1da1=u2da2。
2.总流的连续性方程。将微小流束（元流）连续性方程对过水断面a1及a2进行积分得：ρ1v1a1=ρ2v2a2上式表明可压缩流体做定常流动时，在单位时间内通过a1流入控制体的流体质量等于通过a2流出控制体的流体质量。对不可压缩流体，ρ为常数，则v1a1=v2a2。
三、讨论与分析
无论采用“微元体”思想还是“元流”思想推导连续性方程，都以质量守恒定律为基础。根据连续性方程的适用范围，推论如下：
1.有“固定边界域”的总流连续性方程：适用范围：恒定流、非恒定流、可压缩、不可压缩流体、理想流体、实际流体。
2.恒定总流连续性方程：适用范围：恒定流、可压缩、不可压缩流体、理想流体、实际流体。对于不可压缩流体，有v1a1=v2a2。
3.分叉不可压缩流体恒定总流连续性方程：v1a1=v2a2+v3a3。
针对连续性方程的不同推导过程，结合《水力学》课程教学目标和课程特点，制定的教改思路如下：（1）水力学教学宜采用由一元、二元到三元，由可压缩到不可压缩，由理想到粘性的系统化理论教学体系；（2）注重实践性教学改革探索；（3）吸取国内外水力学教材精华，拓宽学生的思维结构与知识体系；（4）在课堂上善于举实例说明问题；（5）正确处理好教学与科研的关系。
四、结论
本文就《水力学》中连续方程的推导进行了对比分析式教学改革探索，结论如下：
1.采用对比分析方法推导水力学基本方程式，可以达到授课的系统性和关联性，帮助学生真正理解、掌握和应用方程。
2.采用“微元体”或“元流”对比分析式的教学模式推导基本方程能开拓学生的学习思路，实现水力学教学方式创新性改革的目标。
参考文献：
[1]吕宏兴，裴国霞，杨玲霞.水力学[m].第二版.北京：中国农业出版社，2011.
[2]张志昌.水力学（上册）[m].北京：中国水利水电出版社，2011.
工程力学与流体力学篇10
关键词：能源与动力工程；实验教材；节能环保
一、引言
《能源与动力工程实验》作为能源与动力工程专业学生的实验参考用书，其既与本专业的基础理论紧密相关，又是一本独立的实验教材，其是本专业学生实验和工程实践能力培养的基础，在本专业的教学过程中占有重要的地位。
目前，能源与动力工程实验教材使用非常广泛。全国有上百所学校开设了能源与动力工程实验课程，每年有几万名大学生及相关工程技术人员都使用能源与动力工程实验教材，大部分学校只有临时内部讲义，并未有正式出版发行的教材，能源与动力工程实验教材的出版发行将受到很多高校及企业的青睐。武汉科技大学能源与动力工程专业自成立以来，三个班级共一百余名学生一直在使用本校教师编写的内部讲义，他们亦急需正式出版的教材。同时，此教材将涵盖冶金工程、材料学、矿物加工专业开设的冶金传输原理、热工基础、冶金炉原理等课程相对应的实验课。此教材的编写出版既能解决本校师生的燃眉之急，又能在其他高校及企业发挥重要作用。
目前，国内能源与动力工程专业的实验教材比较单一分散，如流体力学实验、传热学实验等，没有全面综合的实验教材。本教材涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程，以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容，同时增加了编者科研团队的科研成果。其主要目的是通过完成对一些理论的验证，增强学生的动手能力，让学生学会对实验数据的处理方法，巩固理论课程知识，培养学生辩证思维能力和逻辑推理能力，为今后其他专业课程的学习打好基础，也为毕业生今后从事与能源动力有关的工作提供一定的基础知识。
二、教材编写
1.工作基础
本教材的依托单位是武汉科技大学材料与冶金学院能源与动力工程系。该专业从2008年起开始招收本科生，目前该校的能源与动力工程专业毕业生就业前景良好，得到用人单位的一致好评。其下属的能源与动力工程实验室自成立以来，经过校、院、系教师的努力，已经成为集科研、教学于一体的实验室。目前实验室专职管理教师四名，实验室面积超过500平方米，拥有一百余台科研与教学设备，可进行热工检测、流体、热工、燃烧、炉窑等相关专业的实验。目前编者团队已经为本校能源与动力工程本科生、冶金工程本科生、矿物加工本科生的热工基础实验、热工综合实验、冶金基础实验、冶金炉原理实验、CaD技术等课程，共计56学时编写了教材，此教材也是在这些实验课的基础上编写的。
编写团队就实验教学问题先后承担了“热能与动力工程专业实验教学体系改革研究与实践”“跨学科宽口径节能环保型人才培养的改革与实践”等教学研究项目，对实验室及实验教学进行了系统的研究与建设。其已与国内知名大学取得紧密合作，此教材即是与东北大学共同编写完成的。
2.教材特色
目前国内能源与动力工程实验教材多偏重于汽轮机、锅炉、流体机械、空调制冷实验，适用于火力发电、发动机及汽车工程、流体机械及低温制冷专业方向。而我校设置的能源与动力工程专业是以冶金为背景的学科，偏重于冶金热能方向，其对专业实验有自己特殊的要求。本教材结合本校专业特色，同时注重与其他高校本专业的相同与相近，增加了编者科研团队的科研成果，使整合后的教材既能满足本校师生的需求，又可适用于其他高校及企业人员。
（1）结合专业特色，优化知识结构
在教学实践中，整合教学内容，拓宽专业口径，不仅可以作为能源与动力工程专业学生的重要专业基础课程应用教材，也可以作为其他冶金、流体、C械和暖通工程类专业本科生必修的专业基础课教材。本教材是在武汉科技大学《能源与动力工程实验》讲义的基础上重新编写出版的，其已在能源与动力工程专业以讲义形式试用了七年，从该校毕业的本专业及相关专业毕业生，都具备了热工、能源相关实验技能，在社会就业岗位上发挥了重要作用。
（2）简明、易读和突出实用性
本教材按照简明、易读和突出实用性的原则，归纳总结了能源动力类专业实验课程的内容，编写过程中注重对基本概念、基本理论的描述，始终贯彻理论联系实际、学以致用的原则；注重实践创新，结合开放实验的特点，力求教材内容符合学生的认识规律，便于学生独立操作。教材内容精练，符合教学特点，文字简明，深入浅出。为适应教学改革需要，教材针对部分教学内容进行整合，尤其适用于不同专业和不同教学内容的选择，便于教师的取舍。
（3）理论联系实际，体现学术价值
教材要有自主知识产权的内容，努力做到把本领域的最新科研成果引入实验教学中，不仅包括国内外知名学者的研究成果，也要体现编著者的科研成果。
3.编写方案
本书主要设置工程热力学实验、流体力学实验、传热学实验、燃料与燃烧实验、制冷原理实验、热工综合实验、流体综合实验等七章。每个章节包括2～8个不等的实验，涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程，以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容，还增加了编者科研团队的科研成果。每个实验下设实验目的、实验原理、实验装置、实验方法与步骤、实验数据及处理、实验分析与讨论、注意事项等部分，每个实验会略有调整。
三、结束语
能源与动力工程实验教材的编写是在武汉科技大学内部实验讲义的基础上编写的，已经得到七届师生的验证试用，培养的毕业生均得到用人单位的认可。本教材结合本校专业特色，同时注重与其他高校本专业的相同与相近，增加了编者科研团队的科研成果，使整合后的教材既能满足本校师生的需求又适用于其他高校及企业人员。
参考文献：
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