流体力学理论篇1
[关键词]齿轮泵径向力挠度变形
中图分类号：tH325文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）21-0148-02
CBGJ2齿轮泵结构简单，通过轮齿的啮合实现流体的位移传输，由两齿轮反向旋转产生的流体状态很复杂。复杂的流体流动，也要受物理守恒定律的支配，基本的守恒定律包括：质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律。如果流动包含有不同成分（组元）的混合或相互作用，系统还要遵守组分守恒定律，如果流动处于湍流状态，系统还要遵守附加的湍流输运方程。控制方程是这些守恒定律的数学描述。
在对齿轮泵内部流体进行分析计算之前，有必要对流体及流动的基本特性做一下简要的分析。粘性（viscocity）是流体内部发生相对运动而引起的内部相互作用，当流体的粘性较小，运动的相对速度也不大时，所产生的粘性应力比起其他类型的力可忽略不计，此时可以把它称为无粘流体，而对于有粘性的流体，则称为粘性流体。根据密度ρ是否为常数，流体分为可压（compressible）与不可压（incompressible）两大类，当密度ρ为常数时，流体为不可压流体，否则为可压流体。层流（laminar）和湍流（turbulence）是自然界中存在的两种主要的流体流动状态，其流动状态截然不同，分析理论也完全不同，在许多文献中，湍流也被译为紊流。层流是指流体在流动过程中两层之间没有相互掺杂的流动，规律性不明显，一般说来，湍流是普遍存在的，而层流则是属于个别情况。在一定的条件下，层流和紊流可以相互转化，随着流速的增加，层流将慢慢失去其稳定性，出现一定的波动，当速度继续增加，层流将转变为紊流状态。从试验的角度来讲，层流流动就是指流体流动的层与层之间相互没有任何相互干扰，层与层之间流动既没有质量的传递，也没有动量的传递；而湍流流动中层与层之间的流动相互有所干扰，而且相互干扰的力度还会随着流动的加剧而增大，层与层之间既存在质量的传递又存在动量和能量的传递。
采用商业软件Fluent对滑阀内部流场进行了三维数值模拟，分析其内部的流场特性，采用雷诺时均方程法，流动为三维瞬态、可压缩、考虑粘性假设的湍流流动，其控制方程如下式所示：
在控制方程的基础上，利用Simple算法对控制方程离散化处理，根据计算流体动力学连续性方程、动量方程、能量方程、以及人为加入的湍动能方程和湍流耗散率方程，获得流场中关于压力、速度、温度、、封闭方程组，通过对方程组的迭代求解可以获得整个流场的解析，这为更精确描述和模拟斜盘式轴向柱塞泵内部流场提供了理论基础。
CBGJ2齿轮泵采用浮动侧板式轴向间隙自动补偿技术，两个互相啮合的齿轮支承在前后滚动轴承里，侧板可在壳体内作轴向浮动，自动补偿工作原理。浮动侧板为8字形结构，侧板内端面为粉末铜冶金密封面，并开耳型高压油槽扩大高压区降低齿轮轴径向力，外端面与高压油槽对应开补偿力油槽。
齿轮泵工作时，压油腔中的高压油通过侧板上的通油孔引至侧板外端面，作用在由耳型密封圈与补偿力凹槽形成的封闭油腔内形成补偿力Fy，该补偿力大小与齿轮泵工作压力成正比。齿轮端面的油液作用在侧板内端面形成反推力Ff，该反推力大小同样与齿轮泵工作压力成正比。补偿力与反推力的合力将侧板压向齿轮端面，保证在各种工作压力下，侧板能够自动压紧在齿轮端面，并且在侧板磨损后能够自动补偿。
根据对CBGJ2齿轮泵结构的建立齿轮泵内部流体结构模型由高压油槽、卸荷槽、泵体、出油口、吸油口等部分组成。
中高压齿轮泵内流体的压力分布是浮动侧板实现轴向力平衡的关键所在。齿轮泵的轴向间隙问题理论计算，是在浮动轴套（侧板）受力分析的基础上，通过其内侧油膜挤压力、困油力、工作油压力和其外侧补偿力等的计算，构建出浮动轴套（侧板）轴向的动力学模型，其计算过程比较复杂。
以CBGJ2齿轮泵结构参数为研究对象，利用三维建模软件建立齿轮泵流体模型，然后运用CFD技术对其进行数值模拟，得到齿轮泵内流体压力的分布情况，进一步进行齿轮泵主从动齿轮轴径向力分析及其挠度变形对圆柱棍子轴承滚子凸度的影响。运用CFD技术，通过有计划的改变参数，找到使侧板平衡的更好的参数值，也就能找到减少侧板磨损的优化设计方案，为其结构设计提供指导。CFD软件仿真模型相对于实地测试，速度更快，操作更方便，调整更容易，能提高侧板受力平衡分析的效率。
将CBGJ2齿轮泵流体模型导入CFD软件pumplinx，对其进行网格划分、边界条件设置以及输出结果设置。其中，网格划分及边界条件的设置过程略去。主从动齿轮轴径向力的计算主要是由齿轮泵高压区和过渡区压力值决定。仿真输出选取的八个测试点的压力分别对应齿轮泵高压区和过渡区的压力值。设定好检测点后，在选中几何体中的“体”的基础上，设定“结果”选框下的变量为“压力”，动画显示中压力范围：“min”设置为“0”，“max”设置为“2.5e+7”，即可完成设置。
通过本文对CBGJ2齿轮泵结构特点的分析，运用三维建模软件建立CBGJ2齿轮泵内部流体模型。利用CFD技术对其进行数值模拟仿真分析，通过压力测试点的设置及仿真数据的处理得到齿轮泵内流体压力的分布情况，为进一步进行齿轮泵主从动齿轮轴径向力分析及其挠度变形对圆柱棍子轴承滚子凸度的影响提供了条件和基础。
参考文献
[1]何存兴，林建亚.液压元件[m].北京：机械工业出版社，1988年：115-150.
流体力学理论篇2
[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）
流体力学理论篇3
关键词：工程流体力学;教学改革;教学方式;实验
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）45-0143-02
流体力学，是力学的一个分支，主要研究流体的力学运动规律和应用，涉及能源、化工、水利、海洋、航空、冶金等领域。流体力学是一门不断发展、不断完善的学科，目前的分支主要包括工程流体力学、理论流体力学、水动力学、气体动力学、粘性流体力学、多相流体力学、渗流力学、电磁流体力学、计算流体力学、实验流体力学、非牛顿流体力学等等。工程流体力学主要针对能源、环境、采矿、化工、机械等工科专业开设，课程的侧重点亦有所不同，主要偏重于实际工业过程的应用，趋向于解决工程中出现的实际问题，很多学者在工程流体力学的教学改革方面做了相应的探讨[1-4]。
一、工程流体力学课程概况
1.课程内容和特点。工程流体力学是一门基础性的课程，是力学的一个分支，课程主要着眼于工程和工业上的流动现象、流体理论和流体输送的动力学过程。课程本身预备知识较多，需要具备高等数学、理论力学等学科的预备知识，同时还要有热力学等学科方面的知识。课程研究的对象为流体，具有流动变形的特点，在研究和应用过程中需要着眼于欧拉空间，这与学生先前所学力学中的思维方式不同。
工程流体力学目前的教学内容包括流体的主要物理性质、流体静力学、一元流体动力学、能量损失、孔口管嘴管路流动、气体射流、不可压缩流体动力学基础、绕流运动、一元气体动力学基础和相似性原理和因次分析等。
2.教学过程中普遍存在的问题。流体力学有很强的理论性和实用性，学好流体力学对打好专业基础有着重要的意义。笔者对所授专业的学生和授课教师进行了调研，并结合自身的授课经验对教学过程中存在的问题作了如下总结：
对互联网过度依赖。信息技术的发展和网络设备的普及，使得在短时间内获得大量的信息或实时获得信息成为可能。近年来，学生过度依赖因特网，获得知识的途径简洁化，可以随时通过网络轻易获得答案或者解释，跳过了对课程（或问题）思考和总结的过程，将知识碎片化，难以建立系统的知识体系。手机的网络化对课堂授课有重大影响，如流体力学教学过程中引入流体概念的时候会提出“什么是流体”的问题，一些学生会回答“在剪切力作用下不断发生形变的物体”，这明显不是自己思考和总结的结果，而是拿出手机在网络上搜索的答案，因为此时学生还没有这个总结的能力。问答过程中本是提供了一个反思和想象的空间，而这样的结果反而成为问答本身的过程，这样很难培养学生独立制定计划、预测事态和独立进行解决问题的能力，而培养能力恰恰是教育的重要环节。
缺乏追求真理的态度，创新不足。应试教育的影响深远，以考试成绩自评学习效果的认识根深蒂固，这种应试心理导致了对真理追求的缺乏。流体力学是理论性和应用性较强的课程，流体力学发展至今仍有较多未解决的理论问题，如湍流的机理和描述等。在讲授和课下讨论过程中，学生往往缺少怀疑态度。目前工程流体力学的教材较多，教师往往指定授课教材，学生认为考试内容超不出教材，导致课堂上做笔记的比例低，课下学习被动，对所留作业不认真思考，遇到问题不主动查阅资料，只限于书本，甚至抄袭布置的作业。
理论性较强的知识点教学难度大。课程中不可压缩流体动力学基础、绕流运动、一元气体动力学基础和相似性原理和因次分析这个章节理论性较强，学生接受效果不好，分析原因主要是因为教学过程涉及高等数学、牛顿力学，得出的结果均是以偏微分的形式表示出来（如n-S方程），甚至有些概念是以偏微分方程定义（如有旋流动），学生理解起来相对有难度，而且得出的方程没有后续的应用和解析，致使理解抽象。
实验性教学环节达不到教学预期目标。流体力学是在实验的基础上发展起来的学科，目前学科中一些机理的研究尚未成熟，如湍流理论等。一些理论是基于实验而得出的结论或公式，属于唯象理论，缺少严密的推导和论证，如总流伯努利方程中沿程阻力系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度k/d之间关系的经验公式。经验公式的理解和接受需要实验的背景知识和实验的结合才能达到较好的教学效果。在实验教学过程中，学生不能主动学习和思考，不能更好地理解实验的意义。
二、教学手段和方法应对
课程讲授过程中，可以通过适当的教学手段和方法激发同学的学习积极性。在信息时代的大背景下，如何更好地应用网络和有效地激发学生创新意识是教育改革的重要课题，认清新形势下学生所处的环境，采用有效的教学手段和方法，对教学过程有重要意义。
1.复合的课堂教学方式。复合的教学方式往往能够达到较好的教学目的。在教学过程中，教师可以用图形、流程和动画等形式演示，将抽象的知识形象化、零散的知识系统化，同时，要重视板书这一教学手段。多媒体教学，可以传递较大的信息量，尤其在图、表、流程、实验动画演示给学生提供直观的演示和讲解，但在理论推导方面达不到教学效果，学生普遍反映过快。讲课提纲、重要概念、严谨理论推导部分应在板书中体现。如具备条件可在上课期间抽出几分钟做一个简单的小实验或者放映一些科学短片以提出问题。如在讲解尼古拉兹实验时，推导之间的关系和实验思路以板书的形式展现，而对于实验装置、流程和结果的图表化要以动画和流程图等形式在多媒体中表现出来，突出了实验过程的层次，学生在听课过程中就不会出现“只在此山中，云深不知处”。
2.强调基本概念。流体力学有其独特的框架本学科是建立在连续介质力学假设条件下的知识体系，连续介质的概念就必须明确，流体运动的定律较多，在抽象为数学模型时需要模化，此时提出了相当的假设条件，如理想流体、恒定流、均匀流和不可压缩流体等，这些假设贯穿于各个章节，需要准确把握其概念。另外一些基本概念容易理解错误，如相对压强概念：以当地同高程大气压为零起始点的压强，如果理解成以大气压为零起点的压强，那么在理解气体伯努利方程时就会出现问题。
3.工程和研究背景的重要性。在学习流体力学之前，学生接触的大部分知识都是经典固体力学范畴。描述流体运动的方法分为拉格朗日法和欧拉法，由于流体的流动特性，在工程流体力学范畴基本上都是用欧拉法描述的，因此，明确欧拉法和拉格朗日法的特性非常重要。学生经验公式的接受出现问题，如尼古拉兹实验，这里要着重说明其历史背景，在什么样的情况下作此实验，实验的目的是什么，如何去做，得出什么结论，都要交代清楚，不然突如其来的结论和经验公式学生有些茫然不知。另外，针对不同专业的学生，所讲授内容要及时调整，所举工程实例尽量与授课对象专业相近。
4.突出研究手段，增加综合性和设计性实验。研究手段的突出，使学生对知识的创造过程有进一步了解，进而开拓视野，积极思考。流体力学是从实验发展起来的学科，因此，在教学中要突出实验在流体力学中的地位，增加实验学时，尤其是综合性实验和设计性实验平台[5]。流体力学中有较多的偏微分方程形式的数学模型和公式，这部分内容无论是在老师讲授还是在学生理解上都较为抽象，应用已学高等数学知识不能求解这些数学模型，学生理解起来非常困难，因此介绍计算流体力学（CFD）的研究方法显得非常重要。计算机的出现和发展对CFD技术的普及和发展起了巨大的作用，各种CFD商业软件的研发和集成使CFD技术的应用更加简单化，学习运用计算机工具解决工程问题已经成为一种常规手段[6]。另外应用解析方法理论分析也是流体力学研究过程中非常重要的手段。
5.及时更新教学内容，掌握学科前沿，激发学生的学习兴趣。工程流体力学是面向部分工科专业的基础课，在实际工作中有广泛的应用，仅仅限于教材的讲解或者限于学科内的讲解，使学生只见树木，不见森林。不同的专业，教学内容的侧重点不同，如采矿专业在教学中教师要更多地结合矿井通风方向去讲授，建环专业教学中要更多地结合通风、燃气输配等方向去讲授，尽可能讲解一些前沿的工程，开阔学生视野，注入新的思想。学生的关注点是与时代背景相关的，授课内容也要与时俱进。
三、结束语
总之，工程流体力学是很多学科的专业基础课，要求学生要打好扎实的基础，但从学生掌握程度来看，仍达不到教学要求，需对其进一步改革尝试。针对目前的教学模式，教师要充分利用复合的教育技术与手段，结合现代的网络资源信息，及时更新知识，掌握学科前沿。教学过程不是一成不变的，了解不同时期授课对象的思想变化，激发学生的学习兴趣，讲清楚知识的来龙去脉，揭示问题的本质，给学生创造独立思考问题、解析问题、解决问题的空间，培养学生的创新意识，从而取得更好的教学效果。
参考文献：
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[2]董庆伟.《工程流体力学》课程教学改革的实践[J].中国现代教育装备，2008，（12）：78-80.
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[4]黄芬霞.《工程流体力学》教学改革的探索[J].吉林教育，2009，（13）：46.
流体力学理论篇4
摘要工程流体力学在工程中广泛应用，本文对工程流体力学的背景，发展，内容，应用，分支和前景做了简单介绍。
关键词工程流体力学发展史内容应用发展前景
一、背景
在人类历史上，面对河道决堤，洪期到来，人类束手无策的案例数不胜数，还有河田的干旱，河运交通的堵塞给人类带来的不便也是不计其数。但是随着人类文明的发展，人类开始对河水治理，桥梁建造，农业灌溉，河水航运等有了较多的需求，人类同时也就对水流运动的规律有了较多的需求和经验。但是要合理自如的控制和运用流体，人类就需要一个比较系统的学科理论去指导，于是工程流体力学的诞生已经迫在眉睫。
二、发展史
中国史上的大禹治水，李冰父子建立的都江堰，就是对水认识的萌芽，古罗马人也在早期就建立起了比较完善的供水管道系统。但是对流体力学一个比较科学的认识还是要在公元前250年左右古希腊伟大的科学家阿基米德写的《论浮体》后，这本书对流体运动做了一个比较科学的总结，可以算得上是流体力学的鼻祖了。很遗憾的是在接下来的很长一段时间内，因为种种原因，流体力学并没有得到进一步发展。直到16世纪以后，西方资本主义国家的生产力的迅速发展和资本主义制度的不断完善，以及政府对科学事业的政策和资金的鼓励，这才给各科学以及流体力学发展创造了良好的环境。
17世纪，人类伟大的科学家牛顿对流体有了初步比较深入的研究，他通过不断试验提出了牛顿内摩擦定律，黏性运动的流体符合牛顿摩擦定律。接着拉格朗日和欧拉提出了描述流体运动的二种方法拉格朗日法和欧拉法，拉格朗日法着眼于流体个支点的运动情况，研究各质点的运动历程，最后综合来获得总体情况，欧拉法责只着眼于流体经过流场中各空间点时的运动情况。然后有普朗特的混合长度理论，法国皮托发明了测流速的皮托管，达朗贝尔利用这些得出了流体中运动的物体阻力于速度有平方关系。欧拉总结出了欧拉运动微分方程(z+p/ρg+u*u/2g=C)，伯努利又对管道流体做了多次试验得出了经典的伯努力方程（p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度；z为铅垂高度；g为重力加速度。），它是能量守恒和转换定律在工程流体力学中的具体体现。19世纪以后，随着生产力的进一步发展，尤其是航空方面的运用，导致古典流体力学和实验流体力学的日益结合，逐渐形成了理论与实践并重的现代流体力学。随后流体力学进入新的阶段。
三、研究内容及应用
工程流体力学是一门研究工程中气体和液体运动规律的一门学科，他是基础力学的一个分支，它主要是以牛顿运动定律和质量守恒定律为基础的。流体力学有三个基本及假设：质量守恒，动量守恒，连续体假设。
流体力学广泛应用在航天，石油和天然气开采，地下水的开发利用，武器的爆炸，沙漠迁移等等，但是工程流体力学基本是指在工程中的应用，包括城市的生活和工业用水，水厂修建水塔，这些就需要计算好各水井的布置位置，水管直径，长度，动力，途径等等。另外在桥梁上，就需要对河水各个数据的掌握，以便对桥梁涵洞，配筋的设计。还有就是在高层建筑中，我们也要运用到空气动力学研究风荷载对建筑物的影响。在通风内燃机等的设计中，还要计算好空气流动规律，以便控制空气流量，燃气输送，降尘降温等留力学问题。我国的三峡大坝，葛洲坝等各大水利枢纽工程就是流体力学的宏伟体现。还有我国近年来航天工程中对流体力学的运用也是淋漓尽致。
四、研究方法
工程流体力学研究方法同一般科学研究方法大同小异，主要还是归结在现场观测，实验总结，建立理论，数值计算等。由于流体力学理论的不健全性，实验总结和现场观测尤为重要，流体力学应建立比较完善的观测站，另外还需要建立足够实验室去不断实验，不断模拟实践得出总结性结论。
五、流体力学分支
近几十年来，流体力学科学随着现代化生产建设的飞速发展和近代科学技术的不断进步，研究的范围越来越广，新的科学分支不断涌现出来，比如计算流体力学，随机流体力学，环境流体力学，能源流体力学，工业流体力学等等。
六、发展前景
从人类开始接触认识流体力学到现在的2千多年，特别是20世纪以来工程流体力学得到了广泛的应用和飞速的发展。人类已经可以用现有的理论体系去解决生活中的绝大多数问题。但是人类对流体力学并没有完全了解，比如一些复杂的流体运动人类还是无法用系统科学的理论去解释，只能凭靠经验去解决许多问题，所以流体力学有很大的发展前景流体力学还需要我们去完善它的理论基础以及提出新的理论。
参考文献：
[1]禹华谦.工程流体力学.西南交大出版社.
流体力学理论篇5
关键词：流体力学教学改革互动启发式教学
中图分类号：G424文献标识码：a文章编号：1673-9795（2014）02（b）-0030-02
近年来，作为在新的历史时期全面推进我国高校人才培养模式改革的重要举措，中国矿业大学（北京）大力开展全面建设研究型本科教育教学体系，加强学生创新能力的培养，落实“创新教学环节”的教学改革研究。“创新教学环节”由创新方法类课程、创新实践活动组成。包括科研导论课、科研技能实践、以及大学生创新训练项目等等。然而，大学本科生在校的大多数学习时间还是以课堂为主，如何对课堂教学进行改革，以适应研究型本科教育教学体系的需要，是本文探讨的问题。
1流体力学课程的指导思想及定位
流体力学是工程力学专业的核心基础课程，为后续课程提供必要的基础知识和应用工具。因此，牢固掌握流体力学课程的基本内容，熟练运用该课程的基本方法，透彻理解其基本思想，是打开力学专业阶段学习的关键。对于流体力学这门课的普遍认识是，老师们难教，学生们难学。究其原因，是因为学生在中学没有接触过流体方面的知识，是“懵懂无知”的状态；而到了大学，一开始就要接触流体的性质、模型、运动学和动力学的概念，是“被动接受”的状态。这对于大学生来说势必会感觉很难，从上课听不懂，习题不会做到上课不想听，习题抄答案，形成恶性循环，而教师的灌输式教学更使得这门课预期达到的教学目标难以实现。学生的基础没有打好，对于后续课程的学习势必产生不良影响。如何使学生在学习过程中既能独立思考，又能积极响应教师的互动提示，进行有效的互动，这是提高教学效果的关键所在。
以学生为主体、教师为主导的互动式教学思想[1]在教学工作中逐步得到巩固和落实，在教学方法的改革上取得了可喜成绩。但是，要真正实现“教以学为本”[2]，还需要不断在教学思想、教学方法、课堂结构等诸多方面进行创新性的探索与研究。作者近年来一直从事流体力学课程的教学工作，对如何让学生学好这门课进行了一定的研究。作者认为，启发式教学[3]对于流体力学难教、难学这一问题是一有益的解决方案。通过在课堂上与学生互动以及在适当的时候对学生进行启发，能够改变流体力学课堂沉闷，学生不想听讲的氛围，同时对培养学生的力学修养与力学能力大有裨益。教师在教学过程中切实重视、真正确立学生在学习过程中的主体地位，通过学生自悟、质疑、写练的同时，加强学生主体之间的信息交流，以及教师的适时点拨启导，构建“互动启发式”这一课堂教学结构体系，能更好地让学生学会学习，逐步提高学习修养。
作者针对上述问题，参考了国内外教学资料，结合多年教学经验，并以工程力学08级的“流体力学”教学为研究对象，成立了“岩爆研究大学生创新小组”。小组成员利用课余时间，参加重点实验室的科研活动，在北京市学会第17届学术年会上了表了三篇论文[4～6]。小组成员的学习热情、学习成绩、研究水平得到了很大的提高。由此可见“互动启发式”教学适应教学改革的需要。“互动启发式”教学方式改变了过去那种学生被动接受的状况，它要求教师的教学必须以调动学生的积极性为主，学生是主动的参与教学，而不是被动的去记忆。作者在教学中发现，互动启发式教学方式是教师学生“双赢”的教学方式，它促进了师生间的情感交流，调节了课堂气氛，是符合大学教学大纲的新选择。
2流体力学的基础性、前沿性和时代性
《流体力学》课程是计算流体力学、多相流动、非牛顿流体力学的基础性理论。同时，本门课程对于许多理论性较强的学科，如工程热力学、传热学、应用数学、应用物理学、流固耦合、渗流力学等，都是必不可少的基础理论课。《流体力学》课程中的许多专题：如边界层理论、湍流、涡动力学、水波动力学、气体动力学等都是发展迅速的前沿学科。当前，随着环境和资源探测要求的增长与技术进步，出现了许多或以流体力学为基础、或与流体力学相交叉的新学科，如CCS（碳固存）、煤岩中的瓦斯流动、多场耦合、多相流及非牛顿流体力学；特别是随着高超音速飞行器和运载工具、超静音潜艇、以及现代武器系统的发展，为流体力学学科提出了更多的新问题，也为学习《流体力学》的学生提供了广阔的发展空间。
3流体力学教学改革的尝试和成效
在教学中努力践行“研究型学习”[7]与“创新型人才”[8]的培养。开展“互动启发式”教学法改革，培养学生积极思考、研究型学习、创新型思维的能力。在平时成绩考核中，增加了“研究报告”一项，指导并鼓励学生针对书中的重点、难点问题进行深入研究，在创新教育理念与研究性教学相融合上做出了有益的实践。
3.1教学方式的改革
《流体力学》课程的特点是：理论性很强，对学生的数学基础要求较高。例如，除了需要了解一般张量变换和指标运算的规则外，还需要了解张量场论、曲线坐标系下的张量微分学、微分几何中关于点、线、面间的拓扑关系；以及由Gaussian定理、Stokes定理、标量势、矢量势、Helmholtz张量分解定理、向量场的梯度来表示流体力学的求解域，需要了解它们的几何意义以及在流场几何描述中的应用。另外，在对不同流动现象的偏微分方程定解问题的求解中，需要讲解有关的数学物理方法的背景知识，如解波动方程的行波法、求解涡旋场中的格林函数法等。仅采用ppt教学，难以表达在定理推导或偏微方程求解中的思辨、引证与推理过程。
因此，将传统“板书式”教学与现代教育技术相结合，各种方法互为补充，探索启发式教学法的创新，采用了以下的教学方法与教学手段：
（1）对于建立流体力学基本方程组或偏微分程求解过程中的数学推导，采用板书讲解为主，ppt为辅的教学方法。由于多数学生的张量场论与张量微分学的基础较薄弱，在从这些定理出发建立流体力学基本方程的教学中，需要进行较长时间的数学推导，很容易造成学生的疲劳。采用传统的“问-答”为主的“启发式”教学法，往往得到“启发”的只是部分基础较好的同学，多数学生很少能主动响应，容易形成流体力学“难以学懂”的印象。
针对上述问题，创造性地设计了“互动启发式”教学法。所谓“互动启发式”教学，就是在设置启发问题过程中，对被启发对象的思维过程施加以强烈的影响，激发学生深入思考的方法。具体是，在理论学习、定理推导、或典型例题讲解过程中，由老师首先进行提纲式讲解，针对教材中的重点且难点问题，要求学生进行一定时间（5～7min）的课堂练习作业，启发学生提出问题。最后，再由老师进行板书讲解的“讲解―学生练习-提问―再讲解”的课堂教学过程。
“互动启发式”教学法实施的关键，是由教师对讲解的问题进行纲要式分析，给出主要思路并交待相关背景知识，对其中的关键问题设置疑问点；在学生进行5～7分钟的课堂练习过程中进行巡查，发现学生遇到的难点并适时提问，最后，有重点地进行分析与讲解。在这一过程中，给学生提供了一个独立思考的机会、创造了一个平等、自由的提问环境，使学生可以毫无顾虑地与老师交流，也便于老师及时发现问题。老师在学生达到思维临界点时的讲解，学生的印象深刻，可以达到事半功倍的效果。
（2）对于流体力课程中应用型专题和涉及实际物理现象较多的章节，采用ppt或录像为主的现代化教学方法。这样，可以在有限的课时内，在使学生充分掌握书中的理论知识的同时，对相关的物理现象有感性认识，加深对理论知识理解，以激发学生的科学探索精神，提高学生的学习兴趣。为此，通过课程建设，编制了实验录像。实验录像介绍流体力学理论的背景知识，如有关流体粘性、压缩性、静力学实验、伯努利方程实验、雷诺实验、边界层流动等，利用ppt等现代化教学方法在课堂教学中加以运用。
（3）耐心、细致的课后辅导。对于在课堂上提出问题的学生，无论问题对错、难易，在回答问题前，首先用“这是一个很好的问题，……”“你的问题很重要，……”等加以鼓励，然后再回答问题；对勤于思考的同学加以表扬。
（4）改革考试的形式和内容，促进教学质量的提高。教学实践中，对期末考试进行改革：平时成绩定量化计分制；要求每位同学选择教科书中的一个专门问题进行研究，提交一份专题研究报告；在期末考试卷面成绩出题中与评分中，强调解题的分析过程。通过上述方法，在考试内容上，将知识测试与创新能力测试相结合。
3.2教学改革效果
自我校工程力学专业开设《流体力学》课程以来，作者一直致力于以创新型人才培养、研究型学习方法建立为目标的教学改革，在不断提高自身理论水平的同时，提出了“互动启发式”教学方法并在教学实践中加以运用。学校教学督导组的资深老师多次听课，都给予了很高的评价。在授课中注重板书推演、思辨清晰、严谨、通俗易懂，在课后热情辅导同学们的学习与创新研究活动。作者的授课及辅导受到同学们的广泛欢迎。
4课程特色
力学专业《流体力学》课程理论性强、对张量分析、场论、数学物理方法与特殊函数等数学基础知识要求高。作者在不断提高自身的理论水平、积极开展教学研究与改革的基础上，形成了以下课程特色：
（1）在建立流体力学基本方程组与求解流场数学模型过程中，板书推演思辨清晰、严谨、通俗易懂，对所需的张量、场论、数学物理方法背景知识可进行详细分析或精讲。为使理论分析连续、易于启发学生的思维，撰写了近60万字的背课笔记/授课讲义，在板书推导中，多数情况下可以脱稿讲解。
（2）采用“互动启发式”教学方法，在课堂上形成与学生间的良好互动，启发学生的自主思维、深入思考，以达到深入理解复杂数学、力学理论的目标。“互动启发式”教学方法不断充实完善，形成了包括课堂的即时启发教学、平时的考察辅导与期末考试互相支持的系统方法。为研究型学习与创新型人才培养提供了有力保障。该方法得到了越来越多的认同。工程力学系的同仁，如黎立云教授、祝捷副教授等老师都采用了“互动启发式”教学法，并形成了自己的特色，取得了很好的教学效果。
（3）强调“研究型”学习方法。在平时的作业中，要求学生将每一道习题当作一个“模型科学问题”，以论证与推演过程是否合理来评价学生作业的优良等级。对学生的作业认真评分并计入平时成绩。允许作业成绩不理想的同学可以重作，重新评分。另外，要求学生在课程结束前，选择书中的问题提交一个研究报告，老师给予辅导、评分，并计入平时成绩。以上措施在培养学生的研究型学习方法上起到了十分重要的作用。
（4）积极引导、支持学生开展创新科研活动。指导学生针对教学中的重点和难点开展解题方法、教学方法的研究，并将结果撰写成研究报告或教改论文。在授课期间，对有学生要求给予科研的学术指导，总是热情响应。
5流体力学教学工作的展望
（1）继续充实、完善习题库、多媒体课件、实验录像等教学资源，实现优质教学资源共享。
（2）以创新型人才培养、研究型学习方法为目标，继续开展教学方法的研究，不断完善“互动启发式”教学方法的内涵。
（3）现有的力学专业《流体力学》教材或深度不够、或难于自学。准备在多年流体力学教学积淀与撰写的讲义的基础上，出版一部通俗易懂、学术水平高、具有矿业特色的流体力学教材。
（4）目前的张量分析、场论的教材大都比较抽象，受众较少。准备集自己多年在微分几何、张量与场论理论的学习心得，在撰写的讲义基础上，出版一部侧重于讲解张量、场论主要定理几何意义及其在流场描述应用的学术论著，作为力学专业《流体力学》课程的参考教材。
（5）跟踪国际上最新研究成果、发表高水平科研与教改论文，提高自身素质，促进教学水平的提高。
6结语
用“互动启发式教学”法进行教学，不但能使学生顺利地接受新知识，而且教给学生利用已有的知识通过归纳总结去认识新知识的一种有效的学习方法，这就给了学生一双点石成金的手。同时，由于采用对比、比喻等方法，引进一些生动活泼、通俗易懂、典型直观的事例，不仅使教学双边活动有声有色，而且在重温旧课时轻松愉快的认识和掌握深奥、抽象、复杂的概念和规律，起到事半功倍的效果。“互动启发式教学”是传授知识、启迪思维提高教学质量的重要手段，是一种行之有效的、科学的教学方法。
总而言之，作为大学教师，为了改革传统的教学模式，必须在了解自己学生的基础上采取相应的教学策略和教学方式。互动启发式教学方式克服了传统教学方式的不足，调动了学生的积极性和主动参与性，它是大学教学改革的必然要求，应该坚持并努力完善这种教学方式，使教学真正做到学以致用。
参考文献
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[4]胡安琪，宫伟力.湍射流理论与红外热成像及数值模拟研究[C]//北京力学会第17届学术年会论文集.2011：43-44.
[5]陈滔，杜帅，冯旭伟，等.软岩巷道的变形过程红外热像的混沌分析[C]//北京力学会第17届学术年会论文集.2011：496-498.
[6]宫伟力，冯旭伟，胡安琪，等.岩爆瓦斯渗流真三轴物理模拟实验研究[C]//北京力学会第17届学术年会论文集.2011：246-247.
流体力学理论篇6
关键词：行业类高校；高等流体力学；电力特色
作者简介：张莉（1973-），女，河南商丘人，上海电力学院能源与机械工程学院，教授；李永光（1957-），男，湖南长沙人，上海电力学院科研处处长，教授。（上海200090）
基金项目：本文系上海电力学院研究生学位课程建设项目（项目编号：YKJ-2012004）的研究成果。
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）04-0086-02
2007年，上海电力学院（以下简称“我校”）热能工程二级学科首次招生，“高等流体力学”首次开课，授课人数20余人，随后几年间授课人数逐年增长。2012年我校动力工程与工程热物理一级学科又增设了工程热物理、动力机械及工程两个二级学科，“高等流体力学”授课范围扩大的同时，授课人数也增加到60余人。但是鉴于我校研究生数量较少、研究生培养历史较短以及师资力量相对薄弱等方面的原因，课程教学的教材只能选用已有的教材。在组织教学内容的过程中发现，大多数教材普遍存在一些问题，如过于强调基本理论、对数学知识的要求偏高、工程应用方面涉猎很少，或者有些工程学科专业的相关研究生教材又往往缺乏理论深度，工程应用背景针对性强，有的强调高速气动、有的强调水动叶栅流动、有的强调涡动力学等等。鉴于此，作为行业类非重点高校，在“高等流体力学”课程的教学中有必要结合我校电力特色进行教学内容和教学模式的研究和探讨。
一、课程教材的调研
为了能更好地做好此次教学研究工作，课程组首先对高校相关研究生专业的“高等流体力学”教材进行了调研，分别对清华大学、西安交通大学、上海交通大学、浙江大学、东南大学、华中科技大学、华北电力大学、东北电力大学等国内若干所大学相关课程的教材及内容做了简单分析。
从调研情况看，所有高校都对流体力学的基本理论很重视，主要教学内容均包括了流动的基本概念和基本方程、流体运动学、势流理论、涡旋流动、理想流体流动、粘性流体流动等，目的是使研究生通过学习流体的运动规律，掌握研究流动的方法进而分析解决实际的工程流动问题。同时，各高校的教材和主要教学参考书还注重与自身学科研究方向的结合，课程的某些重点内容与培养方向相接轨，突出了自身的特色。通过调研发现，“高等流体力学”作为研究生学位课，其教学内容在注重理论基础的同时，还必须要与自身的相关学科研究方向相结合，在注重通用理论的基础上，形成自己的特色。
二、我校授课对象的情况分析
做好此次的教学研究工作，还必须对我校的授课对象有一个清楚的认识。目前，“高等流体力学”已列为本校工程热物理、热能工程、动力机械及工程三个二级学科的研究生学位课程。尽管上述三个二级学科涉及能源、动力、机械等宽广的工程领域，但结合我校的电力特色，这三个二级学科主要是为电力行业培养高级的专业人才，而在电力行业中流动现象多存在于流体机械、动力机械、换热设备、容器、管道等部件，因此，在教学内容上应在透彻讲解流体力学微分方程组的基础上，注重联系工程实际，偏重于讲解流体在上述部件中的流动以及与这些部件间的相互作用。
研究生生源的实际情况也是教学过程中需要考虑的因素。到目前为止，我校共招收6届研究生，通过向历届学生了解发现有以下情况存在：部分同学跨专业（如：数学专业、电力系统及其自动化专业、计算机与信息专业等）考入学校，本科阶段没有学习过“工程流体力学”课程；即使是研究生与本科专业背景相同的同学，他们也普遍认为”工程流体力学”较难，硕士入学考试时，大都不选考“工程流体力学”，这也使得他们可能在大三、甚至大二学完以后，再也没有系统地梳理过流体力学知识。由于各高校专业方向的侧重点不同，大部分同学对电力行业内的流体知识也不是特别了解；考入学校的学生多数为调剂生，入学成绩整体不高。这些情况都表明，我校硕士研究生入学时的流体力学知识基础相对比较薄弱，需要在授课过程中讲授深层次新知识的同时，及时地对基础知识进行回顾和提醒。
三、教学内容的组织
基于以上的调研和分析，课程组首先对教材进行了选取，对教学内容进行了组织。
1.教学目标的明确
“高等流体力学”是为工程热物理、热能工程以及动力机械与工程专业研究生设置的专业学位课程。根据专业人才培养的需要，结合长期本科教学的经验，确定了课程的教学目标：通过对流体力学的基本概念、基本方程、理想不可压缩流体的流动、粘性不可压缩流体的流动、层流边界层与紊流流动、理想可压缩流体等内容的学习，深化学生对流体力学基本内容的理解，提高学生的理论水平，为相关专业课程的学习、课题的研究及论文的撰写打好理论基础。
2.教材的选用
“高等流体力学”是动力工程及工程热物理学科的一门传统课程，有很多课程教材可供选用。通过调研比较，西安交通大学有关电力生产的学科研究方向与我校的研究方向比较吻合，其在“动力工程及工程热物理”一级学科中的学位课“高等流体力学”选择了西安交通大学出版社出版、张鸣远等编著的《高等流体力学》一书作为教材，课程组通过对该书内容的分析，也一致认为张鸣远等编著的《高等流体力学》比较适合我校侧重于电力人才培养的需求，因此决定选用该书作为本校“高等流体力学”课程的教材。与此同时，将调研中搜寻到的各有特点的教材作为参考书目推荐给学生供他们参考使用。
3.教学内容的组织
在进行“高等流体力学”课程教学内容的组织时，结合我校研究生培养方案和学科建设，既照顾到经典流体力学的通用知识，又重视课程知识的针对性、行业应用的特殊性、学生学习的兴趣以及与学校其他研究生课程的关联性。课程内容的组织主要从以下几个方面考虑：
（1）奠定扎实基础。“高等流体力学”是一门系统性、逻辑性较强的课程，作为硕士研究生的学位课，在加深学生对流动所伴随的物理现象的认识、概念的建立及规律分析的同时，还应努力加深学生学科知识分析和研究问题的基本思想和方法的理解和掌握，提高分析和解决流体力学问题的水平及能力。
（2）突出电力生产特色。针对我校研究生的专业背景和学科研究方向，强调本学科与电力生产流程和设备的结合，强化学生应用流体力学知识，认识并解决相关电力工程问题的能力。教学内容应注重理论与实践相结合，保持基础理论知识与工程应用知识的相对平衡。
（3）注重课程的关联性和完整性。在关联性方面，首先与本科阶段的教学内容要有恰当的分工和衔接，其次要避免与其他相关课程之间缺乏衔接；在自身内容体系的完整性方面，既要注意到对数学知识回顾和补充的必要性，又要对工程中不常见的复杂流动概念的介绍有所兼顾。
考虑以上几个方面，课程组将教学内容梳理成五部分，第一部分安排了“矢量运算分析”、“场论知识”的回顾以及曲线坐标、张量分析知识的补充；第二部分“流体力学的基本方程”主要介绍流体力学的基本概念，流体力学的控制方程组以及一些相关的重要定理；第三部分“理想不可压缩流体的流动”介绍平面势流，空间轴对称势流和理想流体中的旋涡运动，其中对平面势流里的复位势、叠加法、镜像法和保角变换法做重点讲解；第四部分“粘性不可压缩流体的流动”中介绍纳维―斯托克斯方程的精确解，小雷诺数流动，层流边界层流动和紊流，其中对工程中应用较多的层流边界层流动和紊流做重点讲解；第五部分“理想可压缩流体的流动”分别介绍一维流动和平面流动，其中对一维流动做重点讲解。
四、教学模式的探讨
学生的学习情况在不断地发生变化，这就需要教师不断根据实际情况，进行教学模式的探讨，充分调动学生学习的主动性和积极性，使他们在有限的学习时间中学习好内容繁多的“流体力学”。
1.教学方法
“高等流体力学”是一门基础课，基本概念和基础理论部分内容较多，涉及的公式推导也比较多，传统的“黑板板书”的教学手段对教学信息的处理和呈现都比较单一，造成学生对于传热学内容的理解和掌握有一定的难度。为此，课程组以教材为蓝本编制了电子课件，教学中采用板书与多媒体相结合的教学模式，突出传统板书中能够清晰讲解复杂理论推导的优点，充分利用多媒体教学信息量大、图像清晰生动的特点。经过一段时间的尝试，这种教学方法既达到了避免研究生在课堂上因长时间精力高度集中而产生疲劳的问题，又有利于他们理解并掌握复杂的流体力学基本理论的教学效果。
2.教学手段
尽管本课程以课堂讲授教学方式为主，但要避免“填鸭式”的讲授，要注重以启发式讲授为主的多种教学方法的综合应用，提高课堂教学的趣味性，以提高学生学习兴趣和主动性。课程组结合本科“工程流体力学”多年的教学经验，在教学过程中注意做到几个注重：注重物理概念与数学方法的有机结合，强调物理含义的数学表示以及数学内容的物理解释；既注意严格的理论推导，又注意叙述的深入浅出；注重教学思路，教学方法，在引进概念介绍方法时，突出解决问题的思维方法及推理要点；注重从与教材不同的角度或思路来讲述同一教材内容，以丰富学生思维和联想能力；注重引导学生围绕课程内容，发现问题、提出问题、解决问题，同时再结合课程组教师的科研积累，搜集并提炼出了大量与电力生产紧密关联的工程案例，通过案例的讨论和分析，增强学生学习理论知识的兴趣，提升课堂教学的互动效果，增强学生运用理论知识分析并解决工程实际问题的能力。
3.辅助教学
仅仅通过课堂上对教材的学习是远远不够的，还必须配套地做大量的习题，才能较好地使学生掌握具有理论性强、公式多、数理基础要求高的“高等流体力学”课程。考虑到我校研究生教学的特点，课程组根据教材的主要内容编写了典型习题集。习题集力图做到习题具有典型性，能够对应教学内容的各个知识点，学生通过习题的练习，能有效地掌握教材中的基本知识。此外，习题集中的习题也尽可能地结合电力生产中的流动问题，帮助学生对专业关联工程问题进行认识和思考，培养学生应用知识的能力。
4.课程考核
课程考核成绩应该能够较为客观地反映学生对课程的整体学习情况。为了全面地反映学生的全程学习过程和最终的学习效果，课程组经讨论明确了课程的总评成绩由平时成绩和期末考试成绩综合评定得出，平时成绩与期末考试成绩的分配比例是2∶8。平时成绩包含作业、考勤、课堂表现等几部分。期末考试采用笔试形式，考试试卷从建立的试卷库中随机抽取。
期末考试是课程考核的重头戏，为了提高学生的学习积极性，同时也为了增强教师的工作责任心，实行考、教分离是一个较好的督促办法。为此，2012年课程组根据课程的教学要求组织编写了试卷库。试卷库中的试题符合教学大纲的要求，内容丰富、形式多样、题型一致，试题表述清楚，要求明确，无偏题、怪题，难易得当，考核的知识点覆盖面宽，能考核学生掌握知识以及应用知识进行综合分析能力的情况。此次编写的试卷库共包含试卷6份，至少够三年使用，随着试卷库的使用，课程组还拟将对试卷库进行不断扩充。
五、结束语
“高等流体力学”的日常教学工作一个任重而道远，为了适应高等流体力学服务于日新月异的学科发展的需求，提高该学位课程的教学效果，更好地为本校研究生人才培养服务，课程组将把教学研究工作不断地持续进行下去，搜集最新最前沿的相关信息以补充教学内容，探讨教学模式以提高教学效果，及时对习题库和试卷题库进行更新。相信只要教师多花一点时间，多动一点脑筋，多找一些教育学生的切入点，因材施教，一定能取得好的教育效果。
参考文献：
[1]张鸣远.高等流体力学[m].西安：西安交通大学出版社，2006.
[2]董守平.高等流体力学[m].东营：中国石油大学出版社，2006.
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[5]周云龙.高等流体力学[m].北京：中国电力出版社，2008.
流体力学理论篇7
关键词：珠三角；物流管理；实践教学
随着近年来珠三角经济发展模式的转变和产业结构的升级，现代物流业对地方经济发展起着越来越重要的支撑和保障作用。现代物流业的快速发展引发了对物流管理人才的大量需求，据预测，广东省对专业物流人才需求量至少在20万以上。但目前广东省高校培养的物流人才与企业难以形成对接，主要原因是学校的培养目标与企业需求不一致。物流运作与管理具有很强的实践性，因此，教学中应特别强调理论与实践相结合，把重点放在对各种物流管理决策问题的解决以及物流原理的实际应用上。
目前，广东省已有30多所本科院校开设了物流管理专业或方向，但教学大多仍采取重理论、轻实践的教学方式。这种教学方式直接导致高校物流管理专业课程体系存在理论课程和理论课时安排过多，忽视实践教学环节，实践教学与理论教学安排结构不合理等问题。而且在实践教学中还存在不少问题，其中主要表现为实践教学多为具体的理论课程服务而没有形成体系且优化程度低、部分实践教学的培养目标不明确或教学内容与培养目标脱节、设计性的实践教学大多停留在理论上而结合企业实际少、教学模式单一且缺乏综合实践教学环节，使得学生主动性和创造性难以发挥。
1、应用型物流管理人才培养目标下的实践教学体系构建
应用型人才是指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型。应用型人才培养模式是以能力为中心，以培养技术应用型专门人才为目标的。应用型本科院校物流管理专业与研究型大学相比，其培养的人才应具备更强的实践性和应用性；与高职院校相比，其培养的人才应具有更为宽广的理论基础和可供广泛迁移的知识平台。应用型高校区别于研究型高校的一个重要标志便是其具有特色的实践教学模式，同时也是实现物流管理专业人才培养模式的最有效途径之一，通过建立合理的实践教学体系，来提高学生动手操作能力和解决实际问题能力。
根据物流管理专业培养目标，推进实践教学体系内部的整合与改革，注重各个教学环节的联系和融合，打破原有的以课程设置实验的做法，对实践教学进行调整和整合，既注意到各门课程的独立性，又考虑各门课程之间的连贯性及专业的系统性，进行分层次教学；并把附属于理论课程的实验内容抽出来，按照不同层次的总体方案进行建设。
实践教学的安排可分为4个阶段，从专业认知实习了解企业基本状况，到课程仿真实训模拟企业物流各环节运作流程、分析企业物流各子系统运营状况，再到综合运用物流专业课程知识以系统方法初步解决企业实际问题的综合课程设计，最后到以毕业实习(到企业顶岗实际操作)与毕业设计解决实际问题相结合的综合实训，形成由浅入深、由部分到综合的层次实践教学内容体系。同时，注重理论与实践教学体系的结合，精训：课内，加强课外，将培养和开发学生创造性思维能力和动手能力的原则具体落实在每门课程和每个教学环节中，让学生的个性设计充分的发挥，特别是自学能力、实践动手能力和创新能力。由此，逐步培养学生的基本职业能力、专业技术能力、综合实践能力以及实际工作能力(见图1)。
第一阶段，基础实践教学阶段。该阶段的主要任务是物流认知实习，可安排在专业基础课的开始阶段，目的是让学生掌握物流管理专业的基本理论和基本方法等。通过校内实训室物流相关模型展示与仿真，或者到物流相关企业参观、学习、听取企业相关知识讲座，让学生开拓视野，使其对物流活动过程有一个基本的了解，认识物流行业的现状，了解其发展趋势，使其在学习专业知识之前便对物流专业知识有一个比较全面的感性认识，培养学生的专业学习兴趣。
第二阶段，专业实践教学阶段。该阶段的主要任务是单项专业技能训练，可安排在专业主干课程学习阶段，目的是使实践教学成为理论教学的延伸，加深学生对相应理论的理解，并初步了解物流管理的主要工作内容。该层次的课程需要教师根据各理论课程教学重点模拟现场实际，设置相关实验背景，向学生提供可以进行分析与决策的实验环境，加深学生对相应原理的理解，让学生掌握加工、包装、装卸、运输、储存和配送等物流环节的组织和管理能力。应注意整合、优化已有的实训项目和实训内容，尽量按照物流流程以及教学的逻辑性与层次性来确定具体的实训项目，避免实训内容的重复。
第三阶段，综合实践教学阶段。该阶段的主要任务是综合专业技能训练，包括角色虚拟、角色实训、课外研学等，一般安排在大部分专业主干课程学完以后进行。每个综合型实验课程应涵盖若干门理论课程中的重要知识点，经过综合型实验课程的训练，可使学生对分属于各门理论课程中的知识点的内在联系有深刻的了解，提高其从事物流管理的职业适应能力。同时，还可培养学生收集和处理信息的能力、分析和解决实际问题的能力、团结协作和组织能力等。如利用eRp实训，采用情景教学模式，为每个学生设定企业角色，模拟企业运行，然后进行角色轮换，通过这种方式使学生了解整个企业运营过程，提高学生解决问题的综合能力，以及良好的团队精神与职业素养。再如运用物流企业管理模拟沙盘，让学生进行备货、运输、仓储、物料搬运、配送、订单履行、物流网络设计、存货管理、供应／需求计划、外包管理以及客户服务水平确定等战略、战术、运营层面的决策与实施，并通过讲演、小组研讨、个案研究、角色扮演、活动练习等多元化教学，让学生理解及掌握专业知识。
在该阶段，还应适当增加一些探索性的内容，针对一个实际问题，设计总体解决方案，实施其全过程。或开展大学生科研训练计划，3～5人组成研究团队，配备导师，自选题目或结合导师的研究课题选题，这对培养和训练学生的人际关系、责任心、团队合作精神等将起到很好的作用。教育部高校物流类专业指导委员会组织的全国大学生物流设计大赛，通过对来自于企业的真实案例的研究分析，可以培养和提高学生的研究水平和动手能力，学习企业经营的思维，激发创造能力。同时，通过大赛的现场答辩，对学生的口头和书面交流能力、应变能力、说服力、自信心等的培养和训练将有很大帮助。物流设计大赛尽可能要求大多数学生参加初赛，对初赛或复赛被淘汰的队伍，组织他们继续进行研究，可以作为课外研学获取学分。
第四阶段，毕业实习和毕业没计阶段。毕业实习与毕业设计是教学体系中一个重要综合性实践环节，是培养学生理论联系实际的学风和锻炼学生独立工作能力的有效手段，主要是培养学生运用所学基础理论、专业知识和基本技能，提高分析和解决物流相关实际问题及从事科学研究的基本能力；培养学生刻苦钻研、勇于攻坚的精神和认真负责、实事求是的科学态度，通过做毕业设计使学生受到理论联系实际、设计、科研等较为全面综合的训练。
这个阶段是在校外的实习就业基地直接参与物流企业的工作。此时实习的内容安排主要是将专业理论知识同物流企业实践进行有机结合，要求掌握物流企业实习岗位的职责、了解供应链上下游企业之间的关系、熟悉工作流程及操作要领、学会独立操作。目的是熟悉从业环境，学习如何应对内外环境的变化来正确处理物流管理各个环节的工作，同时为毕业设计收集资料，提供素材。
开展面向企业的毕业设计，使学生做毕业设计时处在真实的环境下实习，针对企业运作中急需解决的技术问题，或是学生今后工作相关的实际工程问题，促使学生将所学理论知识用于解决实际问题，培养实际操作能力，同时还可培养学生的团队协作精神、群体沟通技巧、组织管理能力和领导艺术水平，强化学生综合素质。用“双导师制”，由企业派专门技术人员对学生毕业设计内容进行指导，学校指导教师负责对毕业设计环节和设计质量把关以及教学常规管理。
2、实践教学体系的实施保障
2.1实验室建设。物流管理专业实践教学要以必备的硬件作为支撑，相对于其他管理类专业而言，物流管理专业更需要较大的资金投入。物流实验室建设要把握4个方面：实验室建设方向的确定，物流实训层次的设计，实训课程的设定，实验室物流设备和技术的选择、物流软件的选择。应建设一个综合性、开放性的实验室，可以作为物流管理专业学术交流与合作，开展物流管理理论与模拟实训教学、案例分析、实证研究及应用研究的平台。通过实验，学生们可以了解现代物流的运作模式和盈利模式，提升认知水平和专业素质。
2.2教学模式改革。改革传统的物流教学模式，提高学生在教学过程中的参与意识，提高学生在学习过程中的主体地位，把交互式教学、启发式教学、案例教学、模拟教学等教学方法融入到物流教学中。并引导学生自己设计物流方案，让学生进一步提升自己的能力。物流方案的设计需要运用综合物流知识，物流方案设计的好坏很能体现学生物流综合理论学习的程度。
2.3实践基地建设。有计划、有针对性地和企业保持经常的联系，加强校外实践教学基地的建设，进一步加强校企间的密切联系，探索校企联合办学的路子。企业既可为学生实习、实训提供平台，也可使企业借此了解学生，选择学生。学校可为企业员工提供培训，对企业的改造与再造提供解决方案，并可以考虑适当介入企业物流管理的决策过程，为企业的发展出谋划策。应充分发挥高校和企业各自的特长，形成教学、科研、企业三者之间的稳定的联系，借助区域地理优势实现资源分享，实现“双赢”。
2.4师资队伍建设。要打造出一支既具有很强专业理论知识，又具有实际管理经验的教师队伍，必须走校企联合的模式。学校可以分批分期委派物流专业的教师去各物流公司实训基地挂职锻炼，并及时轮岗，以更新教师的知识，保持最优良的师资。另外，学校可以聘请国内外的物流专家作为客座教授进行讲座或合作研究，使学生了解国内外物流管理新动态和新进展。此外，教师的科研要与教学结合起来，并把研究成果拿到企业去推广应用，并不断地充实到教学中去。
流体力学理论篇8
[关键词]物流管理课程案例教学设计运用思考
现代物流业作为一种先进的组织方式和管理技术,被认为是继劳动力和自然资源之后推动国民经济增长的“第三利润源”,已成为我国国民经济发展的重要产业和新的经济增长点。但与国际物流业相比,我国物流业还处于刚刚起步阶段,物流管理体制分散,整个社会的物流成本较高,物流管理人才奇缺。当然,物流专业的教学也处于摸索阶段,本文就如何运用案例教学法提升高职物流管理课程教学的效果谈一点粗浅的看法。
一、物流管理教学中运用案例教学法的现实意义
1.有助于帮助学生掌握物流管理的基本理论和基本方法。物流管理作为一门新课程,有很强的专业性和技术性,在教学过程中,既要用到许多专业的术语又要讲解许多物流管理的独特理论与设施,如jit、物料需求计划、集装箱、托盘、自动化立体仓库等内容,这些内容不但实践性较强,而且现代化程度要求较高。从目前物流管理的教学情况看,除了沿海城市的部分学校之外,其他学校的学生很少有机会参与现场实践。加之物流管理课程所涉及的较为深奥的经济学和管理学理论大多既抽象又枯燥无味,如abc分析法、帕累托定律,mrp等繁杂的定理和推导对于文化课基础较薄弱的高职生来说,既难理解又不好操作。遵循高职理论课“必需、够用”的原则,教师只有将国内外鲜活的应用物流管理理论的成功案例引入课堂,则既能增加课堂的趣味性又能便于学生理解,达到事半功倍的效果。通过将复杂的物流理论运用到具体案例中进行理解,便于引导学生随时关注企业供应链管理过程中出现的新问题,新做法,提高他们掌握和运用现代物流学基本理论和方法的水平。
2.有助于提高学生运用所学知识的能力。当前,中国物流业发展迅猛,新情况、新问题层出不穷,但物流管理教学尚处于起步阶段,有关物流的教材和学习资料五花八门,缺乏权威性。教师只有随时关注物流行业动态,及时将国内外物流企业先进的管理经验和管理方法凝练成典型的案例充实到教材中去开展案例教学,才能使前沿理论与实践相结合,使国际化与本土化相融汇。案例教学不仅帮助学生熟悉国内外流通活动中的物流业务,系统掌握物流管理相关知识和技能,而且通过案例教学的全过程提高学生的综合能力。通过收集案例材料,培养学生的自我发展能力;通过对案例材料的整理和优化设计,能够培养学生权衡利弊,围绕主题取舍材料以及综合运用与分析的能力;通过讨论与争辩,能够帮助学生在发现问题、分析问题和解决问题的过程中,提高运用所学知识的能力。
3.有助于强化教学效果。从物流管理专业学生的角度看,由于其专业性质决定了理论学习多于实践操作,因此容易对枯燥乏味的理论教学产生厌烦情绪,通过开展案例教学,可将物流企业的管理场景呈现在学生面前,使学生以当事人的身份,探寻物流企业成败得失的经验和教训,可以调节课堂气氛,丰富课堂教学内容,增强教师授课的趣味性和吸引力,加强教师与学生、学生与学生之间的交流与沟通。从而实现融会贯通,达到理论与实践相结合的目的。同时,案例教学还可以帮助教师主动吸纳现代教育理论,通过自觉地提升自我反思能力,提高教师的专业水平,从而提升学校的办学水平。
4.有助于提升学生的综合素质。在案例教学中,学习主要是在热烈的讨论与争辩中进行的,教师退居幕后,让学生主动参与讨论,使自己的观点接受挑战,有利于锻炼学生解决问题和分析问题的能力。其最突出的优点是学生在学习过程中扮演了更为积极主动的角色,通过对具体事例的分析来促进学习,让学生投入到事先安排好的一系列精巧设计的案例讨论中,从归纳的角度而不是从演绎的角度展开某一专题的学习,通过学生共同努力,互相交流,通力合作,完成案例教学任务,有利于培养学生的团队精神和组织责任感。
二、物流管理教学中案例教学法的设计与运用
1.以典型的工作任务为导向选好案例。典型的工作任务分析、行动领域转化、学习情境设计是目前高职教学发展的趋势。在学习了物流管理过程中运输、储存、装卸搬运、配送、流通加工、包装和信息处理等方面的典型工作任务之后,教师可以创设教学情景,然后与学生一起借助图书馆、网络资源和校内外实训基地搜集和整理物流案例的材料,然后围绕着课程总体教学目标所传授的基本理论和方法选择和编写案例,在案例的选择和编写过程中应遵循典型性、新颖性、适用性的原则。最后的案例设计应尽可能地发挥学生的主观能动性,首先把全班学生划分成若干个任务小组,然后将案例以专题的形式分配给任务小组,并采取有效的激励机制鼓励每个小组尽量借助现代化的教学手段将所承担的案例专题设计得形象逼真并图文并茂,以吸引其他小组成员及教师的兴趣,教师只提出建设性的意见和指导思想,把握住大方向,大框架,其余的细节由学生来组织和策划,以激发学生的创造性和主动性,提高案例教学的效果。
2.以引导和策划为主体当好导演。一堂成功的案例教学课也离不开一个优秀的组织者。针对学生被动接受知识的依赖心理,为激发其学习的积极性,教师应遵循以学生为主体的原则,激励和启发学生自主分析,敢于大胆思维。可将所选择的会计案例提前发给学生,要求学生事先阅读案例,通过查阅资料,对案例所设计的知识点认真理解,并对案例所提出的问题形成自己的想法。为使案例教学更具有开发性,在案例教学过程中,教师的作用在于以“导演”的身份对学生的思维误区进行引导。把课堂讨论变成锻炼学生思维能力、分析判断能力、决策能力、口头表达能力,以及善于吸取别人意见能力的实验室。针对学生普遍缺乏社会实践背景的实际,在条件允许的情况下,教师还可以带领学生深入到物流企业,进行现场观摩教学,从而增强学生的感性认识,加深其对基本理论和基本方法的理解。
3.以展示与讨论为主体当好配角。案例教学没有固定的模式,它既可以是正面地帮助学生在整个讨论中积极参与发言,锻炼和提高他们掌握并运用理论知识的能力、口头表达和应变能力,以及团队组织能力和合作精神。也可以是反面地通过故意设置陷阱,让学生通过分析讨论来拓宽思路,达成共识。在案例教学过程中,教师作为幕后导演,是配角的身份,因而不能随意地发表个人意见,评价学生的见解,以免影响学生的思路与结论。经过精心设计的案例由任务小组成员在课堂中通过多媒体边展示边讲解,调动大家的兴趣,从而诱导学生自主发言并展开讨论,作为教师要努力营造自由交流、民主讨论的气氛和环境,使学生成为案例讨论的主角,即使学生分析判断有误,教师也不必立即纠正,可采取故意提问等方式进行引导,帮助学生自觉地加以修正。
4.以考核和评价相结合当好裁判。在案例讨论结束后,教师应及时采取小组自评、同学互评,老师总评相结合的方式,对案例分析讨论中所运用的理论知识,讨论难点、重点、需要深入思考之处,做出恰如其分的总结和评价。并将每一个案例小组成员在参与讨论中的表现纳入考核范围,督促学生重视并积极做好课前准备、课中讨论和课后总结的撰写等工作。通过建立完善的考评机制,调动学生全员参与的积极性,提高学生提出问题、思考问题、分析解决问题的能力,从而达到掌握知识的目的。
三、对物流管理案例教学的几点思考
1.整合资源,建立教学案例库。实施案例教学,要运用大量的教学案例,因此案例的选取非常重要,一方面应以国内背景和现实经济环境相适应,选取那些具有理论性、典型性和针对性的案例。另一方面也可以参考西方国家成熟的物流管理教学经验,借鉴和吸收他们优秀的教学案例。由于每位教师所收集的案例具有一定的局限性和片面性,因此各院校应积极筹划,建立适合本院教学特点的物流管理案例库,通过推广和运用案例库,可以强化教学效果,增强教学资源的共享率。
2.提高教师自身素质,主动适应案例教学需要。案例教学作为教学方式的一种改革,首先面对挑战的不是学生,而是教师。实施案例教学,要求教师必须提高三方面的能力。一是掌握渊博的理论知识和丰富的教学与实践经验,具备有规划、有目标的提高自身的组织案例教学的能力。二是能够站在学科研究的前沿,掌握最新的经济学动态,具备理论和实践的贯通、融合能力。三是能及时分析和解决教学过程中学生发现的新问题,对学生的分析方法和结论加以客观的、科学的评判和引导,具备较强的应变和判断能力。
3.配合运用多媒体设施,提高教学效率。将高效的教学方法与先进的教学手段结合起来是提高教学质量的最佳途径。在物流管理案例教学中,适当引入多媒体教学手段,将声音、动态图象与案例讨论充分结合起来,一方面能加大信息输出量,另一方面也能调动学生的学习积极性,提高学习效率。这就要求学校在重视硬件建设,投入建设计算机实验室、多媒体教室等基础设施的同时,也要重视软件建设,通过健全考核评价体系,提高教师熟练运用多媒体教学的能力,从而不断优化教学效果。
参考文献:
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流体力学理论篇9
[关键词]教学效果流体力学专题讨论学习兴趣
[中图分类号]G642.0[文献标识码]a[文章编号]2095-3437（2013）09-0106-03
一、流体力学教学的特点
高等教育不仅是知识的传授，更为重要的是能力的培养。能力的培养不仅包括学习知识的能力，还包括将所学知识灵活加以运用，解决实际问题的能力。这些能力的培养很难依靠传统的教学手段来获得，需要不断探索新型的课程教学体系。[1]
流体力学作为一门既具有基础课程性质又具有鲜明专业技术特点的课程，是实践上述教学思想的理想平台。[2]流体力学以牛顿运动定律、质量守恒定律和热力学基本定律为基础，研究在力的作用下流体的状态，流体与固壁、流体与流体、流体与其他运动形态间的相互作用，是力学的重要分支之一。一方面，流体力学与每个人的日常生活紧密相连；另一方面，流体力学覆盖了众多理工科专业领域，它所衍生出的研究方法正在向金融、管理等领域渗透，成为兼具深厚研究底蕴与前沿研究方向的学科。
二、一般工科院校流体力学教学的特点及存在的主要问题
以西安建筑科技大学为例，流体力学课程定位为建筑环境与设备工程、给水排水工程、环境工程、环境科学及土木工程等专业的主干课程，是进一步学习工程热力学、传热学、河流动力学、流体输配管网及其他专业课程的基础，对后续专业课教学起着非常重要的作用。长期以来，因概念抽象、学生缺乏工程概念和工程背景，使得流体力学课程既难教也难学，要想让学生将学到的知识与相关的实际问题结合起来尤为困难。
尽管流体力学具有悠久的历史，丰富的内涵和外延，但是作为专业基础课，流体力学为专业课服务的定位极大地限制了课程的教学时间。在学生素质参差不齐的情况下，使得培养学生扎实的基础和拓宽知识面两方面不能兼顾，顾此失彼。这一问题的存在不但限制了学生学习的积极性，也不利于培养学生在工程中分析问题和解决问题的能力。因此有必要对这一问题进行研究，找到解决问题的方法，改善流体力学教学的效果。
三、流体力学专题讨论的教学形式
对流体力学教学途径的探索和改革一直在开展，其中提高学生学习的兴趣是改善教学效果的核心，而专题讨论是有效的手段之一。现阶段，不同学校的专题研讨具有以下特点：第一，内容不局限于书本知识，而是更接近学术前沿，甚至是尚未完全成熟的理论；第二，讨论专题不同但都保持一致的风格，既需要学生独立思考，形成自己独特的见解，又需要小团队的协作精神；第三，研讨内容的选择更多地考虑了人的因素，讨论题目大都是基于任课教师和学生的兴趣。
哈佛大学率先在专题讨论的教学模式上进行了尝试。他们采用专门的新生研讨课的形式，由教授直接面向一年级新生开设，至今已有50余年的历史。通过新生研讨课，学生的学习热情得到提高，更为重要的是它为学生提供了浓厚的学术气氛。一般情况下，新生研讨课每年的主题都会发生变化或完全不同，而为了保证教授和学生之间的充分交流，学生人数一般会有所限制。
其他院校也有在不同课程中开展专题讨论课的教学实践。清华大学从2003年起就开始由流体力学的知名学者为新生开设了“智能流体及应用”的研讨课，得到了新生的普遍欢迎和好评。麻省理工学院从1986年开始尝试，每门研讨课的学生为8至10人，每年有800至900名新生参加，主要在大一、大二学生中进行。加州伯克利分校的流体力学新生研讨课则着眼于生活，更加注重应用，具有鲜明的特色。中国科学院力学研究所主要以流体力学史和经典流体力学问题的课前讨论为主，面向硕士和博士研究生。这些尝试都证明新颖的教学形式可以提高学生的兴趣，使学生带着问题进入正式课程的学习，增加学生学习的积极性，对学生具有非常正面的影响。
四、流体力学小专题讨论的实施、效果分析及后续工作
在借鉴国外高校和国内知名院校经验的基础上，我们开展了课前小专题讨论提高流体力学教学效果的改革尝试。这一方式已在西安建筑科技大学环境与市政工程学院的不同专业进行了尝试，其中在环境工程专业开展了两轮尝试，其余专业各开展了一轮尝试。目前已汇总了学生的研讨论题50余份，在此基础上对实施过程进行分析，得到一些有益的结果，下面从小组人数、内容选择、时间安排、讨论形式、成绩评定及教师作用五个方面进行阐述。
讨论小组中学生的组成、人数是实施这一举措的关键。在实施过程中我们尝试了以自由组合、按学号分组等方法组建讨论小组，每个小组学生的人数通常按照总课时和班级总人数来确定，每个组员分工负责、各司其职，例如分别负责资料收集、ppt制作和讲解工作。根据上述原则，在不同的班级中，小组的成员人数在1至4人间变化。从讨论效果可以看到，确定小组成员的人数是专题讨论中的关键环节。当小组人数较少时，一般选题不够深入，ppt的质量略显粗糙；而当小组人数较多时，专题讨论质量会上升，但会导致部分学生的参与流于形式。此外，讨论课初始阶段学生的示范作用非常重要，当这一阶段专题讨论的质量非常高时，往往能带动和影响后续学生专题讨论的质量，反之则起到不良的示范作用，因此很有必要在最初的实施过程里加以重点引导。在有多个行政班的情况下，还可以考虑穿插安排，在各个专业班级之间形成无形的竞争关系，这可以在一定程度上提高学生参与的积极性。
专题讨论的时间安排在课前5～10分钟为宜。这一安排的主要出发点是在不影响整体教学进度的情况下，将小规模的专题讨论有机地融入课堂教学，而不需要额外安排时间，这是我们区别于以往其他院校专题讨论课的最主要的方面。小专题讨论以清楚阐述一个主题为原则，避免过大的论题造成时间的拖沓。学生课前预先准备好演示所需的硬件条件，可以有效提高时间的利用率。按照一次课2×50分钟计算，每次10分钟的小专题讨论所占用的时间完全可以通过其他环节的调整获得，不影响教学计划的正常进行。
考虑到学生的知识面和授课进程，在讨论内容方面以流体力学范围内目标明确的小专题或流体力学史及流体力学经典问题为主。后者的选择主要是考虑到课程初期学生对流体力学没有认识或认识比较粗浅，可以通过国内外人物介绍和经典问题进行一段时间的过渡。在课程的中后期，学生的论题选题大都具有明确的针对性和时代气息。从现有的选题来看，学生的选题非常灵活和广泛，典型论题包括绿茵场上的流体力学、拳头大的雨滴见过没有、水旋石球、汽车阻力、高尔夫球效应等。选题内容与教材衔接紧密，其中有关边界层绕流阻力问题所占比例最大，约为40%，其次依次为流体力学史、伯努利方程、湍流及虹吸现象等。需要特别指出的是，在实施过程中需要对工程问题与科学问题加以区分引导，这主要是考虑到工科院校学生对工程问题的关注程度较高，而忽略了基础科学问题，教师有意识地引导将有助于弥补这一缺陷。
讨论通过ppt的形式进行展示，学生讲解后回答其他同学提出的简短问题。在条件许可的情况下，多媒体的运用可以使得其他学生更好地接受所讲述的内容，而且有助于锻炼学生凝练问题和阐述问题的能力，为他们提供展示能力的机会。尽管如此，多媒体讲述并不是唯一的选择，实物演示和提问式互动都可以很好地提升问题的阐述效果。例如，在讲述纸飞机的问题中，由于学生课前准备充分，将讲述中所提到的九种纸飞机的叠法都以实物的形式呈现在课堂上，并分发到其他同学手中，依据实物讲解其中纸飞机的稳定性、飞行距离等性能，效果突出。解答其他同学提出的问题是互相学习的过程，目前这一环节在实际讨论中因为时间受限而不能过度展开，需要在今后的实施过程中加以改进。
教师的定位是这一举措中的又一关键环节。任课教师通常需要对论题进行点评和拓展，并依据小专题讨论的总体效果将其计入平时成绩。教师在本方法中的引导尤为关键，这就要求教师具有较为宽广的知识面，要详细了解流体力学的发展史。教师应在平时不断学习和积累相关的知识，加强对有关前沿内容的跟踪和了解，并能够积极地在基本的教学任务之外主动参与到本环节中来。同时，在教学中对所讨论中涉及的内容进行再次强调，引导学生参与到课堂教学中来，提高他们学习的主动性。另外，讨论课也为师生之间的交流提供了一个平台，有利于加强师生间的沟通。最后，尽管学生对于讨论课的热情与讨论课的成绩评定没有直接的关联，但是计入平时成绩仍是必要的手段。
五、结论与讨论
流体力学作为物理学和力学的一部分，理论内涵丰富，同时又兼具工程问题的典型特点，是不同专业后续课程的基础，它的研究方法和研究思想具有很大的普遍性，研究内容也在不断地更新和发展。
通过引入小专题讨论的形式，增强了学生学习流体力学课程的积极性，强化了学生创造性思维和能力的培养，使得学生在跨出校门或进入更高层次学习阶段时具备很好的起点。从教学效果来看，该方法可以使学生更好地领会课程核心的内容，加深对伯努利方程、边界层扰流阻力等重点、难点内容的理解，扩展了知识面，了解流体力学在新能源、环境、纳米科技等新兴领域中的应用。在实施过程中，大部分学生都热情参与，表现出新时期大学生的特点。通过学生自选题、给定前沿问题或与专业相关的典型问题，可以使学生带着问题进入正式课程的学习，有效避免了直接接触复杂数学推导而带来的枯燥感。
小专题讨论方式仍有大量后续工作需要开展。首先，需要研究面向不同专业引入针对性小专题研讨的可能性，确定小专题讨论的合理规模、形式和不同专业的侧重点，形成具有继承性的教学传统。其次，在后续工作中，需要对专题讨论的素材进行整理，并针对部分学生继续培养其科研兴趣，或结合其他本科生教学活动，如本科生科研训练项目和大学生创新性实验计划等，继续对选题进行深入研究。最后，形成学生ppt课件集锦，供后续学生选题使用，或在课堂教学中进行相关引导。该方法的研究可以在有丰富内涵和历史的大课时专业基础课中加以推广，如大学物理、固体力学等。
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流体力学理论篇10
关键词：物流；教学现状；解决方案
目前我国的教育阶段大致分为学前教育，初等教育、中等教育、高等教育和继续教育。中等教育是指12至17岁期间在中等学校接受的教育。初中、普通高中、职业高中和技工院校均属于中等学校。众所周知，中等职业教育作为教育阶段殊教育群体，基于学生年龄小，思辨能力差，跟风性强，受教育基础低等因素考虑，教育管理难度相当大。但是作为教育阶段和职业阶段的交界阶段，其教育意义又是相当重大的。
新课标中规定，物流教学作为中职教育阶段的重点培育教程之一，在技工院校专业教育中占据着一席之地。随着经济的发展，物流业已成为衔接供应、生产、销售等的重要环节，也已成为国家及地方经济的新兴支柱产业和新的经济增长点。随着物流经济的快速发展，人才需求也相当之大，现代物流不仅是一个新兴的复合产业，而且是劳动密集型和技术密集型相结合的产业，在物流活动的每一个功能环节，运输、储存、包装、配送、流通加工、装卸搬运、信息处理等，都需要大量的操作技术人员。显而易见，这些基层操作人员培养的重任就落到了技工院校的肩上。社会需要的是理论知识和操作技能兼备的应用型、复合型、技能型人才，而当下培养的学生并不能达到此要求。如何完善技工院校的人才培养模式，构建物流专业课程体系，有效开展物流专业教学，这都是需要思考的问题。
技工院校的学生年龄大都在花季，个人整体素质参差不齐，文化基础薄弱，缺乏学习意识，自主学习能力不强，懒于思考，无良好的听课习惯，但是他们思想活跃，好奇心强，勇于接受新鲜事物，希望学到一技之长，便于就业。物流专业学生毕业之后主要从事服务型工作，他们所从事的工作大多技术含量不高，但要做到专业化、标准化难度颇大。另外学生就业具有基层化、多样化、小型化等特点。学生就业的工作岗位大多是单位中的基层岗位，所从事的工作岗位也是多种多样，行业分布广泛，有的与专业风马牛不相及，工作单位也是以小型民营和私企居多。所以，技工院校的人才培养应该以应用型人才为目标，培养具有一定的现代物流专业基础理论，能够直接胜任一线物流岗位工作技能的人才。
技工院校的教学模式也是沿袭传统的教学模式。首先，技工院校的理论教学体系尚待完善。目前专业课程设置，大多是按照物流的主要职能进行专业化的教学，但物流管理专业是一个应用性很强的综合性学科，岗位存在多元化，且不同的物流岗位对技能的要求相差较大。其次，实践教学环节较为薄弱。部分职业院校的物流管理专业课程以开设理论课程为主，实践课程流于形式。开设的理论课程大多有物流基础、第三方物流、供应链管理、仓储与配送管理、物流设施设备、、国际贸易与实务等，学生对专业知识的学习靠死记硬背，对理论知识缺乏感性认识，更谈不上深入理解、举一反三。再次，物流教学内容脱离或者滞后社会需求。由于目前各技工院校的物流专业建设还处于摸索阶段，对物流专业教育了解不深，对社会、企业的需求特点研究不足，不成熟，定位较为含糊。同时物流教学普遍以老师讲授为主，真正来自企业的具有丰富实践经验的实训教师很少，与实践有关的也仅仅是参观过物流企业，经过相关的短期培训，并未真正深入了解物流企业的经营模式及人才需求状况，因此教学内容并未真正贴近社会要求，不能满足企业需求。
因为物流专业传统教学模式存在很多问题，物流专业一体化教学势在必行。所谓一体化教学，简而言之就是为了使理论与实践更好地衔接，将理论教学与实践教学在单元教学时间里融为一体。其内涵主要是打破传统的学科体系和教学模式，根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源，体现能力本位的特点，实现以学生为中心。构建物流专业一体化的具体路径如下。
加强校企合作，强化实践环节
物流专业一体化教学模式，注重实践教学，需要各类实训基地与之相配套。由于经费投入较大，物流硬件设备占地多投资大，部分教学内容很难在校内建立实训室，仅靠职业院校一己之力往往是心有余而力不足，所以校企合作、校际合作成为弥补物流专业实践环节缺失的有效路径。技工院校可充分利用企业资源，建立校外实训基地，有效利用其物流设施与设备，将某些实验室建立在企业，将培训课堂搬到企业操作现场，用最低的投入，达至实现最实用的物流设施与设备及物流软件的效果。同时，探索学校与企业合作的最佳切入点，突破学校到企业寻求实习场所、企业到学校获得廉价劳动力的低层次合作，建立一种学校与企业互惠互利的长久合作机制。
重构课程体系，优化教学内容
物流管理专业一体化教学模式需重新建构专业课程体系，实现理论教学与实践教学一体化。物流专业教学涉及环节多，范围广，如果不分主次全盘讲授，则可能造成教学理论体系混乱，甚至失去专业培养特色。因此，在充分调研和以市场需求为导向的前提下，制定实施科学合理的专业课程体系，打造适应市场的岗位群模块化课程体系。可根据教学目标制定文化课程模块，专业通用模块（包括专业基础课程和专业核心课程）、专门方向模块的课程体系，构建三大能力模块，即基础能力模块、职业拓展能力模块和专业能力模块。
壮大师资力量，培育双师教师
教学质量是教学工作的生命线，保证和提升教学质量关系到技工院校的生存乃至发展，而教师及其教学水平则成为影响教学质量的重要因素之一，因此，提高物流专业教学质量的关键环节在于建立一支数量适当、结构合理、业务精良的师资队伍。一体化教学模式需要一批既具有物流管理理论知识，又具有物流管理部门相关实际工作经验的双师教师。一体化教学模式要求各专业课教师在自己所带课程相关领域进行实践锻炼，如仓储模块的任课教师，需具有在物流企业仓储与配送部门的工作实践经验，实际掌握仓储与配送的整个作业流程。而对物流理论知识丰富的在校教师而言，可分期、分批赴合作企业顶岗实习，以此增加在校老师的实际岗位能力，实现教师的理论水平与实际岗位能力的无缝对接。同时，技工院校还应聘请企业内的管理人员以及专业技术人员面对面为学生讲课，参与技工院校物流管理专业建设方案以及专业学生培养方案的研讨，加强职业院校的师资力量。