流体力学及其工程应用篇1
关键词：流体输配管网；建筑环境与设备工程；课程建设；教学方法
中图分类号：G642文献标志码：a文章编号：1005-2909（2013）01-0098-04
面对21世纪国际国内对人才的新要求和国家对本科专业的调整，原暖通、燃气、建筑设备3个本科专业通过教育教学改革，整合为建筑环境与设备工程专业。教学改革的关键问题之一，是从原3个专业近20门相互交叉、重叠的专业课中，凝练建筑环境与设备工程专业核心课程，组成新的课程体系。在全国高校建筑环境与设备工程专业指导委员会的指导下，重庆大学经过深入分析研究和广泛交流，承担了流体输配管网课程的创建任务。13年来，笔者所在的流体输配管网课程教学团队在课程内容体系、教学方法改革、教学资源建设等方面不断探索、实践，课程已建设为重庆市精品课程、全国土建学科教学指导委员会和重庆市推荐部级精品课程。在此，笔者希望抛砖引玉，集思广益，将课程建设推到一个新的高度。
一、课程在专业培养方案中的地位、作用及其与其他课程的关系
（一）课程在专业培养方案中的地位和作用
建筑环境与设备工程专业各种工程问题有两类：流体输配和热质交换，流体输配管网课程是建筑环境与设备工程专业的一门核心专业技术平台课程[1-2]，它建立在专业基础课程流体力学基础之上，主要讲述建筑环境与设备工程专业所涵盖的暖通空调工程、城市燃气工程、供热工程、冷热源工程、建筑给排水工程、建筑消防工程、工厂动力工程等工程中共同的流体输配原理、管网系统的设计与调控方法。学生通过本平台课程的学习，可理解流体输配管网在专业中的重要性，了解流体输配管网在各种工程中的作用及其与工程其它组成部分的相互关系，并通过生产实习、毕业设计等实践教学环节的配合，掌握管网系统设计计算、工况分析、调试和调节的基本理论和方法，形成初步的工程实践能力。
（二）与其他课程间的关系分析
与建筑环境与设备工程导论课程的关系。建筑环境与设备工程导论是必须的先修课程。学生通过建筑环境与设备工程导论课程的学习初步建立“工程”的基本概念，了解建筑环境与设备工程专业的作用，了解解决该专业工程问题的大致方法和途径，以及关于该专业工程系统组成的概略认识，帮助学生认识管网的基本构成、各构成的基本功能和相互关系，正确理解流体输配管网在该专业的重要性。
流体输配管网课程是暖通空调课程、燃气输配课程的先修课和平台课。这两门课程中包含的共通性的实现流体输送、分配的基本原理，管网设计与分析计算方法，流量、压力调控方法在流体输配管网课程教学中提前讲述。涉及到的上述理论知识可不必在其他课程中重复讲解，但需要讲清楚在不同工程问题中，流体输配管网的作用、承担的流体输配任务、基于工程具体特点对管网的特殊要求、与其他理论技术的联系，以及解决实际工程问题所需的综合方法。
与认识实习和生产实习的关系。认识实习实践环节应在课程开课之前设置，帮助学生认识流体输配管网的基本组成及各部分的功能。课程应在生产实习之前修完，生产实习环节最好安排工程管网系统运行调试，帮助学生巩固课程所学的理论知识，并通过理论与实践相结合，形成初步的管网工程运行调节与管理能力。
与毕业设计环节的关系。提供毕业设计开展管网设计水力计算、动力装置匹配、水力工况分析、工况调节方案制定的基本理论与方法。毕业设计提供学生应用上述相关理论解决实际问题的实际案例，使学生在实际应用中体会理论与方法的应用过程，在实践中形成计算与分析实际工程问题的能力。
二、课程教学内容的优化
（一）课程教学内容优化分析
教学内容的优化主要基于以下几方面。一是始终围绕课程属于本专业技术“平台”课程这一地位及其任务，提炼“共性”；二是围绕培养学生善于解决问题的实践能力的基本要求；三是及时吸纳本学科领域的学术研究、工程技术创新成果。经过十余年教学实践和三个版次部级规划教材、教学软件与学习辅导教材编写过程的探索，提出如下教学内容优化方案。
1.加强流体输配管网功能与作用的讲述
增加绪论部分，引导学生认识流体输配管网的任务、基本要求及在本专业中的重要性，并将第1章由原来的“流体输配管网类型与装置”改为“流体输配管网的功能与类型”，帮助学生理解“功能需求决定流体输配管网的类型和装置”。
2.加强流体输配管网共性的提炼
在流体输配管网的功能与构成、分类、管网之间的连接、管网水力特征与水力计算、泵（风机）与管网的匹配、管网水力工况分析与调节等方面努力提炼共性。将各种形形的管网归纳为开式与闭式、枝状与环状两大分类。在管网系统中应用能量平衡的原理，通过引入虚拟管道和虚拟闭合的概念，对各种枝状管网建立闭合回路能量方程，从而构建通用的管网水力计算、水力工况分析和管网调节理论。将管网的动力按照其特性分为重力作用力和压力两大类，并归纳出两类动力对管网流体驱动的共同性与不同点，及其对管网设计与运行的影响。
3.加强管网调节的内容
按调节的目标将管网调节分为初调节与需求工况变化调节两类，分析两类调节目标的共同点与不同点。按调节的措施将管网调节分为阀门调节与动力性能调节两类。分析两种调节措施对应功能部件——调节阀门和动力装置的固有特性及其在调节过程中的变化特征，归纳两类调节措施的优势、不足与适用场合。
4.加强案例分析在课程中的比重
在专业理论的教学中，用典型工程案例来反映抽象内容，能起到事半功倍的作用[3]。将案例及对案例的分析贯穿全部章节，并在课程主要理论体系的教学内容完成之后，增加一章，结合典型案例，系统分析、讲解如何应用课程理论与方法解决工程问题，使学生整体把握课程的基本概念、基本原理与理论体系。
（二）课程教学内容优化结果
优化后的教学内容按8章安排，各章节的内容如下。
第1章绪论，包括工程中的流体输配管网、流体输配管网在建筑环境与设备工程中的作用。第2章流体输配管网的功能与构成，包括气体输配管网的功能与装置、液体输配管网的功能与装置、相变流与多相流管网的功能与装置、流体输配管网的基本功能与基本构成、流体输配管网的基本类型。第3章流体输配管网的水力特征与水力计算，包括气体输配管网的水力特征、液体输配管网的水力特征、多相流管网的水力特征、流体输配管网的水力共性、流体输配管网水力计算的基本原理、枝状管网水力计算方法、枝状管网工程水力计算案例（选学内容）。第4章泵与风机的理论基础，包括离心式泵与风机的基本结构、离心式泵与风机的工作原理及性能参数、离心式泵与风机的基本方程——欧拉方程、泵与风机的损失与效率、泵与风机的性能曲线及叶型对性能的影响、相似律与比转数、其他常用泵与风机。第5章动力和调节装置与管网系统的匹配，包括管网系统中动力装置的工作状态点、单级动力源枝状管网动力装置的匹配、多级动力源枝状管网动力装置的匹配、调节阀的流量特性及其与管网系统的匹配，动力装置与管网系统匹配案例（选学内容）、节阀配置案例（选学内容）。第6章枝状管网水力工况分析与调节，包括管网系统的压力分布图、枝状管网水力工况分析方法、枝状管网水力工况调节、枝状管网水力工况分析与调节案例（选学内容）。第7章环状管网水力计算与水力工况分析，包括管网图及其矩阵表示、恒定流管网特性方程组及其求解方法、环状管网的水力计算与水力工况分析方法、环状管网的调节阀与动力装置的匹配、环状管网水力计算、水力工况分析与调节案例（选学内容）。第8章流体输配管网的工程应用案例（选学内容），包括城市热（冷）力管网案例、城市燃气管网案例、空调（采暖）冷（热）水输配管网案例、通风管网工程案例、建筑给排水管网工程案例、公共建筑流体输配管网节能工程案例。
课程宜安排的实验包括管网系统压力分布与特性曲线测定实验、动力装置性能测定实验、管网系统工况调节实验。
根据各学校和课程教师的具体情况，选择1个或以上实际工程进行全面案例剖析，主要从管网的功能要求、构成、布置原则和方法、水力特征、管网设计计算、实现管网功能和保障管网可靠运行的重要技术手段与装置匹配、管网的调试与调节方案、应用情况等方面展开。
按照教学计划，课程3学分，教学进程安排在第5学期，理论教学48～54学时，各章学时分配建议为：第1章1学时；第2章5学时；第3章6～10学时；第4-7章各6～8学时；第8章6学时。宜另安排课程实验3～4个，每个实验2学时。
三、课程的教学重点、难点及其教学处理方法
（一）教学重点
管网系统的型式及其附属装置的作用；管网系统的共性特性；气体、液体、多相管流水力特征、共性与特性；管网系统水力计算的基本原理和水力计算方法；不同类型管网、不同条件下的水力计算方法选择与步骤、共同点与区别；离心式泵与风机的基本方程、性能曲线、相似律及其应用；泵与风机在管网系统中的工作点、工况调节、性能曲线；管网系统动力装置（泵与风机）的选择与匹配；管网系统特性曲线的获得、影响因素及调整方法，管网系统的压力分布规律、压力分布图的绘制与应用；管网系统的水力工况分析方法，应用调节阀和动力装置进行管网调节的方法；管网图的有关概念，图的矩阵表示，恒定流管网特性方程组，环状管网的水力计算及水力工况分析方法，环状管网的水力计算及水力工况分析软件的使用方法。
（二）教学难点
认识各种管网的共性和特性；压力和重力综合作用下的气体管流水力特征；两相流不同于单相流管网的水力特性，三种两相流管网的共性和特性；均匀送风管道设计，从掌握一种液体管网的水力计算推广到掌握其它各种液体管网的水力计算；泵与风机的理论性能曲线、实际性能曲线、无因次性能曲线的工程意义和使用方法；泵与风机的系统效应及其对泵与风机选用的影响，泵与风机的理论性能曲线、在管网中的实际工作性能曲线、标准试验获得的性能曲线的区别与联系，工程应用中的要点；管网系统特性曲线、管网压力分布图的绘制、分析和应用；各类管网系统的定压、调压原理；调节阀的应用方法；网络理论及其在管网分析中的应用。
（三）重点、难点内容的教学处理方法
（1）紧密结合工程案例进行理论教学。课程基本理论与方法来源于工程实际，学习的目的也是为了应用这些理论和方法解决实际问题。因此，在教学中紧密结合工程实例，引出解决问题的方法，讲解相关理论的抽象过程及实际应用。结合案例讲解的基本原则是案例要典型、有代表性，讲解透彻，切忌罗列案例；同时又要引导学生分析不同类型管网的区别和联系，使学生逐步形成“触类旁通”的分析能力。
（2）注重充分联系先修课程和实践环节，联系已学的理论知识和感性认识储备。在教学过程中，注重讲解流体力学中的基础理论与该课程有关理论、方法之间的联系与区别。如流体力学中的能量方程、流动阻力的计算是针对一个流动段落的两个断面，而该课程将其扩展到管网中的任意回路。通过对比促进学生掌握该课程的重点、难点，使学生悟出流体力学基础理论的作用。
（3）加强实验环节教学，特别是综合性的实验环节，并要求学生对理论知识和自己动手获得的实验结果进行比较对照，加深理解。
（4）布置适当的与工程案例相结合的课后作业，使学生在完成作业的同时“体验”理论方法的应用过程，加深理解，并逐步掌握其应用方法。
四、对任课教师知识和能力的要求
具备坚实的流体力学、流体输配管网理论基础；了解专业全局和专业人才培养模式与规格要求，清楚专业课程体系及各门课程、各实践环节在人才培养方面的作用，掌握所承担的课程与其他课程或教学环节的衔接关系；具有丰富的工程实践经验，理解工程实践对人才能力的需求；具有新思想、新观念，了解学科前沿和发展动态，具有工程新技术研发经历和能力。
参考文献：
[1]付祥钊.建筑环境与设备工程专业本科教育设置平台课程的研究[J].高等建筑教育，2004，13（3）：58-60.
[2]肖勇全，张志刚，朱颖心，等.建筑环境与设备工程专业中平台课程体系构建与教学实践[J].高等建筑教育，2003，12（2）：39-42.
[3]朱颖心，石文星.对工科专业课程教学方法的思考[J].高等建筑教育，2011，20（5）：78-82.
Curriculumconstructionandteachingmethodsforfluidpipenetwork
XiaoYi-min，FUXiang-zhao
（FacultyofUrbanConstructionandenvironmentalengineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045，p.R.China）
流体力学及其工程应用篇2
[关键词]化学反应；工程教学；知识框架；方法衔接
[中图分类号]G642[文献标识码]a[文章编号]2095-3437（2016）08-0121-03
化学反应工程是化学工程的一个重要分支和组成部分，以化学反应过程和反应器为研究对象，旨在进行化工反应技术的开发、反应过程的优化和反应器的设计与优化，属于化学工程与工艺专业的核心课程。[1]本课程涉及物理化学、化工热力学、化工传递过程、优化与控制以及数学、物理等多领域的知识，是集综合性、工程性和理论性于一体的交叉性很强的一门学科。学生在学习本课程时，普遍感到理论抽象、数学推导繁琐、工程问题多，不少学生认为化学反应工程是大学中最难学习的课程之一。[2]甚至，很多学生在学完本课程之后，其思维仍停留在繁琐的计算公式中，不甚清楚所学知识的内在联系和具体应用。尽管已有很多关于化学反应工程的教学、教改论文，在教学内容、教学方法以及考核方法等方面提出很多有益的建议和措施，但是仍有必要进一步的对化学反应工程的内容进行一个系统的梳理，构建一个明确、系统的知识体系框架，对一些容易混淆的概念、知识点予以廓清，并针对部分知识难点的教学提出一些建设性处理方法。鉴于上述原因，笔者经过多年的教学实践，结合学生的反馈，获得一些体会，希望能与同仁们进行交流，提升本门课程的教学效果。
一、构建课程知识体系框架
由于化学反应工程具有内容多、公式多、计算繁琐的特点，很多大学生在学完本门课程后，留下的印象大多是大量、复杂的公式推导和计算，他们仍十分迷惑从这门课程中究竟学到了什么知识，所学知识有什么用？因此，在课堂教学时要力求避免纯粹的繁琐数学描述，着重进行基本概念、基本理论和工程观点的阐述。这就有必要构建一个清晰、明确的化学反应工程的知识体系，让学生清楚课程的核心目标以及不同章节知识点间的内在联系，并不过多的纠结于复杂的数学计算，方能化繁为简，更好的掌握本课程的知识。
图1画出了化学反应工程课程的知识体系框图，涵盖了课程的核心目标、研究对象及其间相互关系和主要章节内容。学习本课程的核心目标是能对化学反应过程进行正确分析，设计和优化反应器。基于此，还可开发新技术和设备，指导和解决反应过程开发中的放大问题，发展和完善反应工程学的理论和方法。工业化学反应总是在一定的反应器中进行，化学反应的特性（化学过程）和反应器的传递特性（物理过程）共同作用，影响到最终的反应结果。为了便于学习和研究，将反应特性和反应器传递特性分开来进行研究和阐述，在分别研究清楚之后，再进行综合。这就需要研究清楚两方面的内容：（1）化学反应特性，主要研究不考虑传递过程的本征动力学，属于每一个化学反应的个性，是影响反应结果的内因，不同的化学反应体系具有不同的动力学表达式。按照参加反应的物相划分，化学反应可分为均相反应和非均相反应。其中，均相反应的反应速率主要受催化剂、温度、浓度（压力）和溶剂特性的影响，在反应体系确定的情况下，其反应速率则可表示为温度（t）和浓度（C）的函数关系，即：-ri=f（t，C）。而非均相反应总是发生在相界面上，其本征化学反应过程涉及多个界面过程（如：气-固相催化反应包含表面吸附、表面反应和表面脱附三个串联过程），其反应速率除受上述因素影响外，还受到反应界面大小的影响，在催化剂确定的情况下，仍可表示为-ri=f（t，C）。本部分内容主要涉及均相反应动力学基础和非均相反应（多相催化催化）动力学基础两个章节。（2）反应器传递特性，主要是指反应器的热量、质量传递（在压力变化不大的情况下，一般不考虑动量传递）和返混特性，属于反应器的共性问题，是影响反应结果的工程因素――通过影响反应器内温度与浓度分布而改变反应结果。反应器按操作方式可以分为间歇式操作、连续操作和半连续操作。其中间隙式操作的所有流体质点具有同样的停留时间，而不存在返混问题；而连续操作的反应器根据返混的大小程度则可以分为完全不返混的平推流反应器（pFR）、完全返混的全混流反应器（CStR）以及介于二者之间的实际反应器。pFR和CStR中的流体流动状态是两种理想的极端情况，称为理想流动；而偏离上述两种理想情况的流体流动（不管是否由返混造成）则为非理想流动，对于非理想流动通常通过停留时间分布函数和停留时间分布密度函数，并借助于一定的流动模型来描述其流动特征。本部分内容主要分为理想流动（部分书也称之为均相反应过程）和非理想流动两个章节。
反应器的传递特性与其中发生何种反应无关，故可以通过冷模实验来研究大型反应器中的传递特征；而化学反应的本征反应动力学特性与反应器的尺寸、形式无关，则可以构建小型热态实验研究反应特性。这样就可以比较容易的分别研究清楚反应器的传递特性和化学反应特性。鉴于反应器的传递特性会改变反应器的温度场、浓度场，从而影响反应器内各质点的反应速率，进而又改变反应器内的温度、浓度分布，二者相互作用、相互影响，影响最终的反应结果。因此，需要综合考虑化学反应特性和反应器传递特性，通过数学模型法，联立物料衡算式、热量衡算式、动力学方程、动量衡算式和参数计算式，进行反应过程的分析（包括反应器的热稳定性），从而设计新的反应器或对现有反应器进行优化。本部分内容主要涉及均相反应器（含反应器热稳定性分析）和非均相反应器（主要包括固定床反应器、流化床反应器及多相流反应器）各章节。考虑到我校的化学反应工程教学课时为48学时，关于多流体相反应过程、聚合反应过程以及生化反应过程等章节的内容则不做课堂教学要求，感兴趣的同学可以自学。
二、注重方法
关于教学方法在很多教学论文[3][4][5]中已有较好的阐述，在这里主要针对本门课程一些难点抛砖引玉的介绍几个处理方法，希望有助于大学生学习和掌握相关内容，学会将所学知识进行移植、融会贯通。
（三）在化学反应工程中常常会涉及很多优化问题的求解问题
化学反应工程常常涉及串联反应中间产物为目标产物时的优化操作时间，循环反应器的最优循环比，CStR串联反应器的优化组合，以及CStR反应器的热稳定性等问题。优化问题求解实际上就是求解极值，惯用的手段就是推导出关键函数与关联操作变量的函数关系式，通过求导并令导数等于零即可求出最优操作条件。这是纯粹的数学问题，学生往往觉得抽象、难以理解，并容易因抽象的数学公式而产生厌学情绪。这时，将关键函数与关联操作变量在图上示意出其变化趋势，再结合关键函数的数学求导进行讲解就很容易被学生理解、接受了。
三、知识的衔接与应用
化学反应工程是一门集理论知识和工程应用于一身的课程，贯穿化学工程专业的大学三年级及其以后的整个大学生涯。在化工专业的课程设置和能力培养上必须注重知识的衔接和应用。我校的化学反应工程课程安排在大学第六学期，同步开设了化工专业实验，其中与本课程紧密相关的实验主要涉及反应器停留时间分布的测定（包括管式反应器流动特性测定、多釜串联返混性能测定）、多孔物质（催化剂）孔径分布及比表面积的测定、甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及其聚合反应速度的测定、活性炭吸附法脱除气体中的有机溶剂蒸汽、煤炭反应性的测定、固体流态化实验（含流化床干燥实验）、超细粉体（碳酸钙）的制备等（上述部分实验属于设计性的选做实验）。通过实验强化学生对非理想流动特征、反应器停留时间分布特征及其测定方法、反应速率测定方法、多孔介质上气体吸附特征及其应用、实际反应器等的认识和理解，并能初步创造性的运用所学理论知识进行反应器的操控和数据的处理。第六学期期末即进行为期3周的化工生产实习，其中2周主要在燕山石化的炼油厂和化工厂进行，现场重温各类实际化工反应器及其操控；1周在校内进行，可在新建的化工仿真实验室进行石油常减压蒸馏和催化裂化工段的仿真实习，熟悉各装置的操控、调节和事故分析、处理，增强工程分析和解决工程问题的能力。每年举办的全国大学生化工设计竞赛（自2007年开始举办，时间为每年的5月-8月）为化工类大学生提供了一个很好的培养和锻炼创新思维、工程设计与实践等多方面技能的实战平台。近五年来，我校化工专业学生均组队参赛，参赛人数比例逐年递增，今年的参赛人数达整个化工专业学生总人数（指化工专业三年级大学生，个别二年级优秀学生参与体验但不组队参赛）的65%。从2014开始，我校开始尝试将本年度的化工设计竞赛题目作为化工专业的专业综合设计题目，一改使用多年设计题目的陈旧感，紧追化工领域的当前热点，师生普遍反映效果良好。在化工设计竞赛中的一大核心即是反应器的设计和模拟，有助于夯实化学反应工程学科相关知识，并学以致用。课堂教学――专业实验――设计竞赛――专业综合设计这一系列教学实践活动保证了化学反应工程知识的强化、吸收和从学到用的衔接。
四、结束语
综上所述，对化学反应工程的教学除了常规的教学方法的改进外，尚需要从课程本身的特点出发，从第一堂课开始即要构建一个清晰、明确的课程知识体系，避免过多的纠结于复杂的数学计算过程。并且，在教和学的过程中巧妙的利用一些处理方法解决知识难点，起到融会贯通的作用。此外，教学院系在化工专业培养体系和课程设置上要适当注意专业知识内容的衔接和运用，力争做到学以致用，学以会用。
[注释]
[1]李宝霞.《化学反应工程》教学改革模式探讨[J].高教研究与实践，2012（4）：33-35.
[2]苟建霞，解胜利，贾冬梅.化学反应工程教学与改革[J].广西大学学报（自然科学版），2008（S1）：264-266.
[3]尹先清，李赓.化学反应工程教学方法探讨[J].长江大学学报（社会科学版），2010（5）：32-33.
流体力学及其工程应用篇3
关键词：高等流体力学；教学内容；教学方法；教学模式
中图分类号：G643文献标志码：a文章编号：1674-9324（2014）10-0192-03
近几年，计算流体力学与各种工程实际问题的结合越来越密切，已成为解决各种流体流动与传热问题的强有力工具，并已成功应用于建筑、环境、流体机械等技术科学领域。过去只能靠实验手段才能得到的某些结果，现在已可以借助于计算流体力学的手段来完成。在高等建筑院校的土木工程、环境科学与工程等学科中，因涉及大量的流体流动问题，因此，普遍开设了研究生课程――高等流体力学（计算流体力学）。
多年来，计算流体力学的教学内容主要是有限差分法、有限元法、离散化方法等，重点仍然是算法的数学基础、收敛性的证明及离散精度的讨论。在教学过程中发现学生对课程中涉及的大量数学推导感到乏味，课程学完后，如何采用计算流体力学方法对一个具体的流体流动问题进行模拟和分析，学生往往感到无从下手，并且难以正确采用计算流体力学的理论和方法解决工程实际问题，因此学生也不能学以致用。当前的研究生课程教学，不仅在分析问题的深度和广度上显得不足，在教学方法上也存在灵活性不足，互动性不够，缺乏新颖性等问题。因此，结合学科的发展特点对计算流体力学课程现有的教学内容、教学体系及教学方法进行改革，并进一步将计算流体力学理论与解决工程实际问题紧密联系在一起，培养和提高学生的学习能力和创新能力显得尤为必要。
我校研究生课程“高等流体力学”的教学内容紧密围绕计算流体力学的内容，课程组在重庆大学研究生重点课程和重庆市研究生重点课程教改项目“高等流体力学”的资助下，对教学体系、教学内容、教学方法等方面的改革做出了一些尝试，力图使其教学内容反映学科的特色，发挥计算流体力学本身应有的优势。此外，由于研究生课程教学学时有限、学生基础不均，因此，在教学过程中，合理选择教学内容、提高教学效率、拓展课程的专业视野、增强学生学习主动性，使得课程学习更好地服务于课题研究，是该课程必须考虑的几个主要环节。本文围绕高等流体力学课程教学改革进行了一些探讨，并提出了一些建议。
一、优化教学内容
计算流体力学（ComputationalFluidDynamics，简称CFD）已经超越了其传统的外延和内涵，不再仅仅是一些数学理论和概念，而正成为一门建立在经典流体力学与数值计算方法基础之上的新型独立学科。就CFD本质来讲，流体动力学是建立能准确描述具体流动过程的数学微分方程组，依据模拟几何模型和流动过程特点给予相应的边界条件，最后，联立求解方程组，得出一定精度的模拟结果[1]。CFD兼有理论性和实践性的双重特点。特别是随着计算机软硬件技术的发展和数值计算方法的日趋成熟，出现了基于现有流动理论的商用CFD软件，可以通过计算机数值计算和图像显示的方法，在时间和空间上定量描述流场的数值解，从而达到研究物理问题的目的。商用软件的出现为学生学习掌握计算流体力学提供了有力的辅助手段，但是计算流体力学所依赖的基本流体力学知识和数学基础仍然是非常重要的。因此，为顺应科学的发展和工程问题研究的需要，计算流体力学作为一门重要的研究生学位课程，在教学中既要注重理论知识讲解，还需拓展其实际应用范围。对于普通建筑工程类专业的研究生来讲，最关心的是如何用CFD手段来解决本研究领域的实际问题，所以关键是掌握计算流体力学关于建模、离散、湍流模型的选择、对流差分项的格式及时间积分格式的特点等内容；学会如何编制自己的CFD程序；如何使用现有的商用软件。
课程的教学目标，要求学生完成高等流体力学课程的学习后，必须掌握流体力学的分析推理方法，常见湍流计算模型以及相关软件（CFD）的使用，要具备利用高等流体力学知识分析和解决实际问题的能力。在课程内容方面的设计上，应注意内容的系统连贯和循序渐进，便于学生掌握基本理论和分析流体力学问题的基本方法。
优化的教学内容包括以下几个部分：①矢量场论；②流体力学基本概念及运动描述；③流体力学基本方程组及其求解；④湍流现象及湍流研究的基本方程；⑤粘性流体流动的数值分析方法；⑥离散化方法；⑦对流与扩散以及流场计算；⑧软件――CFX及其应用。其中，为了加深对流体力学的理性认识和理解，掌握流体力学中的思维特点和较综合的分析推理方法，使学生在理论修养和实际处理流体力学问题的能力上都有明显的提高，课程组教师在教学过程中，新增了离散化方法、对流与扩散以及流场计算和软件应用三个部分的内容。增加了CFD软件的实践教学环节，注重学生的对软件的使用操作的理解，使其学以致用。减少了势流计算、粘性流动解析解以及边界层理论这部分内容。加大了CFD应用程序这部分内容。
教材选用本校课程组编写的《高等流体力学》，帕坦卡编写的《传热与流体流动的数值方法》，和陶文铨编写的《数值传热学》；参考教材选用吴颂平翻译的《计算流体力学基础及其应用》，王福军编写的《计算流体动力学分析》，张兆顺著的《涡流大涡数值模拟的理论和应用》；实践教材选用孙纪宁编著的《anSYSCFX对流传热数值模拟基础应用教程》；此外，我们还建立了相关的学习网站，网站上有课程大纲、教学内容、学习辅助材料等。
课程学时数共45学时，采用“两段制模式”教学，即将计算流体力学课程分为既有关联、又相互独立的两部分。第一部分以基础知识为主，第二部分以应用为主。两部分独立讲授，第一部分着重讲述流体动力学基本方程、离散化特征、对流差分格式、边界条件的处理、紊流模型等，第二部分讲述流体流动仿真与CFD软件应用。授课对象为学术型硕士、专业型硕士，授课对象是掌握较强流体力学知识的学术型硕士研究生时，强化第一部分内容；授课对象是专业学位研究生时，则侧重第二部分内容。
二、丰富教学方法，注重自主学习能力
1.凝练教学内容，提升教学起点。为了使高等流体力学课程的知识更好地为建筑环境与设备工程、市政工程、环境工程等专业服务，需要对教学内容进行凝练。通过参阅其他理工科院校相关院系的教材和讲义，从中精选出适合专业需要的内容编写教材，并对某些不足进行改进，注重内容的系统性和连贯性，使之既能清晰反映高等流体力学的基本理论，又能结合上述几个专业的实际应用特点，与专业课进行有机衔接和整合。着重收集了与建筑土木工程相关的流体力学内容。
考虑到研究生的知识水平和知识结构与本科生有较大区别，并且多数学生已经掌握了工程流体力学的一些基础知识，选取的教学内容具有较高的起点，使学生在较高的层面上学会应用流体力学这个理论工具。
2.采用精讲多练的教学方法。教学方法由讲授、联想、解疑、归纳、作业这几个部分组成。其中讲授要抓住重点难点，由浅入深的讲解，由于课时较少，内容多，要求学生在上课前充分准备每一讲的内容。在课程教学中改变教师讲、学生听的习惯做法，使学生在课堂上积极思考、踊跃发言。
高等流体力学课程具有理论性强、数学推导能力要求高的特点；但是另一方面，其课时相对较少，为了解决内容深与课时少的矛盾，在授课方法上侧重于精讲多练。对关键的基础理论部分（如流体力学基本守恒方程的推导），安排较多的学时讲深讲透，使学生能够从本质上掌握流体力学这个理论工具。同时，课后安排与基本理论密切相关的习题和工程问题让学生加以训练，使学生加深对理论的理解和消化，同时提高应用理论工具解决实际问题的能力。
3.利用板书、多媒体技术、网络辅助教学相结合的教学手段。高等流体力学课程是一门理论性和应用性都很强的学科，授课手段不应一成不变。在公式推导过程中较多地采用板书的方式更符合学生的思维习惯；对于一些实际工程问题或自然中存在的流体力学现象，采用动画或视频的形式展示更加生动形象，可以帮助学生较快地建立感性认识，从而更好地理解复杂规律。同时，利用网络及时向学生提供教学资源，包括：课程大纲、授课教案、讲义、课后习题、国内外相关教材等资料，旨在给学生提供一个全面、简便、轻松的教学环境。
4.利用试验和CFD模拟加深学生对基本理论的理解。本课程利用学校和学院的实验设备资源，开设演示性实验、验证性试验和设计性试验。安排适量的CFD程序操作课程，并邀请国内外大型设计院人员讲解CFD软件，加深学生对流体力学工程应用的理解。此外，课题组任课教师所从事的科研活动，也给不少学生提供了实践的机会和场所。收集了与建筑土木工程相关的工程案例，通过案例讨论和分析，增强学生学习理论知识的兴趣，提升课程教学的互动效果，增强学生运用理论知识分析并解决工程实践问题的能力。
5.启动双语教学。为了便于学生快速准确地理解国际上关于本学科的新知识和先进技术，使学科技术更好的与国际接轨，我们在教学中逐渐开展了双语教学。考虑到学校的实际情况、学生英语水平参差不齐等问题，一开始就全部采用外语教学，势必会影响教学效果，因此在学生学习初期使用母语教学，然后逐渐地部分或全部使用第二语言（英语）进行教学。同时我们加强师资队伍建设，培养年轻的老师出国深造，能够更好地讲解国外原版的专业教材，使学生能够阅读相关技术知识的英文文献资料，在双语教学实践中并且结合工科专业特点，能熟练运用相关的英文编程工具和商业软件，能够应用英文处理和交流相关问题，拓展课程中的专业视野。
三、教学模式：互动式教学
保罗・佛莱雷说过：“没有了对话，就没有了交流；没有了交流，也就没有真正的教育。”[2]互动式教学可以提高学生的学习水平和协作能力，因此成为国际上大力推行的教学策略之一[3]。
相对于本科教育，研究生教学中更注重对学生独立解决实际问题能力的培养，所以在研究生课程教学中更应该采用互动式教学模式，可以更好地激发学生的创作力和培养独立思考能力。教学中改变一味地灌输，注重方法，突出学生的主体地位，发挥其主动性，积极开展讨论式、演讲式、辩论式、案例式等多种形式的教学方法，激发其主动思维、辨析、讨论的热情。我们在课程教学中设计了以小组为单位，针对实际工程问题，进行仿真案例计算。在教学中应当尽量将讲授的新知识转化为学生感兴趣的问题，使抽象的理论内容借助生动具体的案例和多媒体场景形象化；关注学生的个体差异，创造出能够调动学生积极性和学习兴趣的课堂氛围，使学生在宽松的环境中学习和探索。
四、结束语
在计算流体力学的教学实践中，作者把握《高等流体力学》中的重要思想方法，流体力学问题的本质，进行深入浅出、生动活泼的讲解。同时结合作者的科研项目、生活、生产中的实际问题，向学生传授治学方法，培养学生的自主学习能力和创新意识，通过近年的实践收到了良好的效果。
参考文献：
[1]翟建华.计算流体力学（CFD）的通用软件[J].河北科技大学学报，2005，26，（2）.
[2]保罗・佛莱雷.被压迫者教育学[m].上海：华东师范大学出版社，2001.
流体力学及其工程应用篇4
关键词：无机工业流程题；特点；价值
文章编号：1005C6629（2017）6C0082C04中图分类号：G633.8文献标识码：B
有专家将化学工业流程题表述为：根据化学课程与教学评价的要求，将化学工业实际流程、方法、技术和设备等要素，根据所要评价的学生的知识储备及其认识发展阶段水平进行简化处理，形成简洁明确且符合学生阅读理解基本能力的流程图，并根据该化学工业流程中所涉及的基本原理，设计出与化学课程及其评价目标相关的化学问题进行设问[1]。其实，化学工业流程题就是模拟、简化真实工业流程形成简洁的流程图形式，根据化学课程标准和考试说明要求，设计出符合学生认知的系列化学问题的一类试题。笔者对这类试题进行考察研究与思考，形成了以下基本认识。
1化学工业流程题的溯源
工业流程题主要涉及无机物制备较多，因而也被称作“无机工业流程题”。现在的工业流程题是在无机框图推断题的基础上发展而来。1995年以前的高考，无机框图推断题作为必考试题，它着重考查学生元素化合物相互转化和性质，在一定程度上说，这种试题对提升学生的分析、推理、知识建构等有一定作用。但是由于这类试题“人为编造”痕迹较重，出现了一些不符合真实生产原理的转化，一度为大家所诟病。
寻根溯源，化学工业流程试题在1996年首次出现在上海高考化学卷中，是关于“agno3的工业制备”。从2007年开始，工业流程题出现在广东卷和山东卷中；到2010年，全国有9套高考卷中使用工业流程题：京、粤、鲁、闽、皖、川、沪、苏、琼等；到2016年，理综高考或者慰聘呖季碇屑负醵际褂昧苏庵痔庑汀
笔者以两个单科卷地区：上海和江苏为例（如表1、表2），分析这两个地区使用工业流程题的情况。
20多年来，上海高考中工业流程题得到了绝大多数命题专家的肯定，从表1中显示仅有3年没有出现工业流程题，其呈现出以下几个基本特点：一是以无机物合成制备、提纯等为载体的情境占据90.5%（18次考试的21个试题中，无机情境占19题）；二是经典工业制备占据主要地位，甚至重复出现，如纯碱制备、胆矾制备、合成氨原料气制备等；三是与人们生产生活相关的重要生产资料成为主要情境载体，如净水剂、钾肥、自来水生产等。当然，可能由于命题组成员的变化，2003年、2012年和2015年工业流程题被其他相关题型取代。
表2显示了近11年江苏高考共考查20题，其表现出如下特点：一是每年工业流程题的题量较稳定，一般在1～3题左右，以2题为主，没有明显规律；二是从2006年开始涉及工业流程题，还是有机背景，2008年开始明确成为必考题型，作为过渡年份，还是保留了1条框图题，直到2012年不再出现框图这种形式；三是流程形式有所创新，2014年开始将流程表达成“环形图”形式；四是工业“三废”处理成为考查的重要载体，废气――硝酸工业尾气、废液――含碘废液、废渣――钡泥池和粉煤灰等，体现了绿色化学的思想；五是与元素化合物的核心知识联系紧密，重要金属――铁、铜、镁、铝等均有涉及，重要非金属――氯、硫、氮等均有考查。由表中也不难看出，阅读容量、情境来源、呈现形式也制约着命题的进一步创新。
2工业流程题的特点
2.1工业流程题的结构特点
工业流程题一般由三个部分构成：题头、流程、问题。题头部分由两个部分组成：原料背景和流程目标。在原料背景部分常常隐含原料的组成介绍，可利用物质、待分离或者除去的杂质等，流程目标中主要介绍所制备的目标产物的组成等。流程部分一般由三个部分构成（如图1）：原料的预处理、通过核心反应进行产物制备、物质的分离及提纯获得目标产物。在预处理环节中一般涉及基本预处理反应（酸浸、盐溶液浸取等）、初步分离（去除滤渣等）；在核心反应制备环节一般涉及核心转化反应、二次去除滤渣等；在物质分离及提纯环节一般涉及具体操作等。问题部分一般按照流程的逻辑顺序进行设问，设问内容主要是信息反应方程式书写、反应原理分析、提纯及分离的操作选择等。
2.2工业流程题的命题内容与立意特点
从知识点涉及的内容来看，主要有8个方面内容的运用：（1）化学反应速率与平衡理论的运用。涉及反应速率、原料的利用率、物质的稳定性等。（2）化学反应原理运用。氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写、复杂的复分解反应书写等。（3）实验条件控制的运用。如利用控制pH进行分离除杂，涉及溶度积常数的数据应用等。（4）化学反应中能量变化的运用。如反应中的热效应、化学能与电能相互转化等。（5）实验基本操作的运用。如除杂、分离、检验，蒸发、浓缩、结晶，过滤、洗涤、干燥等实验手段的选择。（6）物质转化和循环的运用。如资源的回收和利用、循环物质的确定等。（7）环境保护与绿色化学评价。如滤渣的处理等。（8）部分定量问题。如结合给定数据或图像，进行简单计算或判断，如反应物或生成物物质的量之间的关系等。
从试题整体立意看，主要有4个方面：（1）真情境。命题者以真实的化学工业生产为背景，通过对该工业流程背景的简化，再进行简约表述，编制成适合学生阅读的化学问题。充分体现了化学知识的应用性，让学生体会学有所用，充分认识“化学与人类的生产和生活密切相关，化学也正以其特有的价值影响或改变着人类的生产、生活和生存环境”。（2）新信息。为体现化学工业流程题的应用性，题干中一般介绍该工业产品在生活生产中的实际用途，或者最新的生产工艺，或者是新老工艺的优缺点比较等。在流程中，会经常出现一些化工术语，例如煅烧、粉碎、酸浸等。有时还会根据学生理解该工业流程或者答题需要，给出部分理化数据，例如相关物质的溶解度数据，金属阳离子沉淀的pH范围，不同温度或酸碱性下的物质性质表现等。（3）大融合。流程题就像是一个“大拼盘”，将高中化学主干知识有机融合，内容遍布高中化学教材的各模块，尤其突出的优点是能够考查学生“对某一个化学背景或流程进行多角度认识的能力”，能有效考查考生对物质性质、结构、转化原理及应用四要素之间的有机关联（如图2），问题设计有效融合了化学基本概念与理论、元素及其化合物、化学实验、化学计算等内容。（4）高效度。试题中涉及的化学工业情境部分来自于教材的加工，或者是最新工业合成或制备工艺，对任何考生均有陌生感，它比传统的无机推断题阅读量更大，对考生在短时间内综合运用四种能力解决问题的考查，有很高的效度。这四种能力是：阅读理解信息能力，筛选有价值信息能力，迅速进行知识关联能力，运用化学语言解答设问的能力。这种题型对指导一线教学，提升学生更高的化学素养有很强的导向性。
2.3工业流程题的解题特点
研究题型解题策略者从解题流程角度提出了“泛读、精读、标注、解答”的四流程法（如图3）。也有学者采用“物质线-实验线-生产线”的解题思路[2]。
在泛读试题时，题头部分介绍该生产线的原料以及生产目的，设问中常常隐含一些有价值的解题信息。因此，在解答题目前，要明确生产目的，要圈点有用信息（如原料的成分、杂质的组成、某些物质的特殊性质等），要整体浏览工业流程，要在重要环节进行适当转化和标注。
在精读流程时，要逐问解决，一般不要跳跃解题，因为试题设问有内在的逻辑顺序。
一是精读原料的预处理环节。题中所涉及的原料，主要是矿石、工业“三废”等。常见的预处理的方法有两种，方法一是高温煅烧、灼烧、焙烧，即在一定的温度下，在空气或者惰性气氛中，对样品进行热处理。其作用主要有：物质分解或被氧气氧化，原料物之间发生高温下的反应等。方法二是将原料中的某些组分转化成溶液中的离子。常设计的工艺有：水浸-让可溶物溶解，酸浸-让可溶于酸的物质溶解，碱浸-除去原料表面的油污，或者让可溶于碱的物质溶解，某些盐浸，如使用FeCl3溶液提供强氧化性的离子等。
二是精读核心化学反应以及产物的制备环节。认真解读主化学反应所涉及的反应物及生成物，由于所考查的化学方程式陌生度很高，但又在考纲规定和学生能力的范围内，考生根据所学的元素化合物知识，利用化学反应中物质转化的基本原理（氧化还原反应原理、复分解反应原理、基本酸碱理论等），由反应物推导出生成物，并结合电子守恒、电荷守恒和元素守恒规则，运用基本的配平原则与技巧，在正_表达化学式的前提下，即可正确写出陌生的化学方程式。陌生情境的化学方程式书写的一般步骤为（如图4）：物质分类联想确认反应类型依据规律判断生成物依据守恒进行配平补充完整相关介质写清反应条件和添加必要符号依据原理检查合理性。
五是绿色化学问题。化工生产需要考虑的实际问题很多，如原料的选取便捷性、设备的腐蚀和损耗、成本的核算等。从经济的角度考虑，如原料来源的广泛性、可再生性、生产条件对设备的要求等；从生产过程中副产物的产生考虑，包括废弃物的排放处理，通常涉及到“绿色化学”的思想，如副产物的循环利用、有毒物质的处理与排放等。
3工业流程题的价值思考
工业流程题有很好的价值导向，真实性化学工艺流程试题能将化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标有效整合，使选拔考试渗透人文教育，在发现问题和问题解决中感受愉悦，感悟真实化学问题及其解决之美，使解题的过程价值得以提升[3]，在今后一段时间内还将继续存在。但是，有3个问题必须关注：一是流程简约处理中的科学合理性问题；二是与中学既有知识与能力的匹配问题；三是流程题的表现形式问题。
因此，作为一种有存在价值的试题，除了要解决好上述三个问题外，也应反思此类试题的消极因素，如增加了考生的阅读负担（减少了化学思维的空间和时间），增加了教师平时训练中的试题命制负担（教师也模仿命题者的思路进行原创），增加了课外随意拓展的风险（有些教师引导更多学生进行文献阅读），增加了命题者遴选有效情境的难度等。基于此，笔者以为，立足教材情境，立足经典工业制备，立足中学生基本化学能力是未来此类试题必须坚持的命题方向。
参考文献：
[1]李剑淳.高中生解答化学工业流程题的错因分析及教学策略研究[D].武汉：华中师范大学硕士学位论文，2012：14～15.
流体力学及其工程应用篇5
关键词：工程流体力学；动量方程；科研能力培养
作者简介：韦鲁滨（1962-），男，江苏扬州人，中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，教授；曾鸣（1957-），男，重庆人，中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，教授。（北京100083）
基金项目：本文系中国矿业大学（北京）课程建设与教学改革项目（项目编号：K120304）的研究成果。
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）10-0085-01
“工程流体力学”涉及数学、力学、物理学内容和必要的工程背景。作为矿物加工、化工等学科的专业基础课，“工程流体力学”课程理论性强、概念多、公式烦杂、工程应用广，对学生综合运用知识和联系实际的能力要求较高，是后续专业课程学习、科学研究和工程应用的重要基础。因此，教师在传授课程知识点的同时，更要注重学生学习、综合运用以及科研实践能力的培养。
一、注重课程导论，激发求知兴趣
“工程流体力学”学时少、任务重，教师讲授课程导论时要确保学生在对课程有整体认识的基础上，激发他们对课程的求知欲望和学习兴趣，丰富学生的想象力。流体力学是研究流体运动及其作用的学科，从数学的角度看，流体力学是对有解方程在不同定解条件下的求解；从美学的角度看，流体力学将变化万千的流体世界，按照相对简单的数学规律给予描述，体现了客观世界的内在美与和谐；从物理和工程的角度看，流体力学是一个由一般到特殊，再由特殊到一般的过程，即对现实问题进行简化，提出方程并构造定解条件，应用实验法、解析法和数值模拟法等手段去寻求问题的答案，再回到所设定问题，根据所解的特定问题寻找带有普遍性的规律，从而指导进一步研究和实践的过程。这样的讲授能使学生从不同角度理解流体力学的美与价值。
引入学生感兴趣和当今工程领域的热点问题，分析流体力学知识在其中的应用。如运载火箭整流罩形状变化对火箭飞行过程的作用；鲨鱼皮泳衣对运动员游泳速度的影响等。通过相关问题的讨论，学生了解学习这门课以后，能够运用所学的相关知识解决实际生活和工程实践中的问题，从而增强学生发现问题与解决问题的能力，调动起学生学习的主动性与积极性。
二、注重深入浅出，促进消化吸收
“工程流体力学”的讲授过程要求内容深入浅出、浅显易懂，由静力学到动力学，由理想流体到粘性流体。学生在对简单知识充分了解和掌握的基础上能够更容易接受相关的扩展和推广的知识点。以恒定不可压缩流体的动量方程为例，具体说明深入浅出的授课过程：将问题简化，给出限定条件，即在恒定渐变流的过水断面上列方程；由动力守恒的角度给出质点系的动量方程；假设将流体看成系统，利用拉格朗日观点解释；结合不可压缩流体连续性方程得出：
（1）
其欧拉观点的物理解释为，作用于控制体上的合力等于单位时间流出控制体的动量减去流入控制体的动量；由物理解释可知其在渐变流过水断面，速度分布不均匀的情况下仍然成立；由恒定不可压缩流体总流动量方程对任意封闭管面的控制体均成立，可进一步推广为雷诺输运方程：
（2）
其中，p为任何物理量。
上述循序渐进的过程表明，先对问题进行适当简化，后逐渐由浅入深、层层推进，有助于学生对较难知识点的接收、理解和掌握。
三、注重物理解释，加强理解记忆
“工程流体力学”涉及的数学公式较多，授课过程中若过分强调数学推导会使得学生提不起兴趣且难于理解和记忆，注重相关公式的物理解释可以加强学生对公式的理解程度，便于记忆和应用。如，理想流体恒定元流的伯努利方程一般给出的是欧拉描述法解释，还可给出更为直观的拉格朗日描述法解释：重力作用下的恒定不可压缩理想流体，给定质点的机械能在流动过程中保持不变。
例如，“工程流体力学”中经常涉及的随体导数运算符号，除了解释位移加速度和当地加速度之外，还应将随体导数的应用范围自然延伸，拓展后的物理意义为：追踪观察场中的某一流体质点，单位时间内该质点的物理量在流动过程中的变化。随体导数物理意义可用于不可压缩流体连续性方程的导出，纠正了不可压缩流体密度为常数的错误认识。综上所述，物理解释无论是对学生理解概念和公式，还是对知识的进一步应用都具有较大促进作用。
四、注重详略得当，掌握重点知识
“工程流体力学”涉及范围广，知识点多，若面面俱到地将教材内容一并灌输给学生，会增加他们的学习负担，很难达到很好的教学效果。因此，要在整个教学过程中贯穿“少而精”的原则，对于那些学生已经学过或能够自学理解的内容安排课下自学，对于专业不相关的内容进行适当删减；要重点突出、究其实质，详略对比，使学生能够由此及彼，触类旁通。例如，《工程
流体力学》教材中密度、浮力、压力等知识点在普通物理的课程中已经有所涉及，完全可以安排学生自学；而流体运动的连续性方程、伯努利方程和动量方程作为研究流体运动的核心内容则需要多花精力，详细讲解。在学生已掌握核心内容基础上，知识点的进一步扩展和延伸可以通过对比方式给出，省去复杂的推导过程，使学生遇到相关问题时直接应用即可。例如，动量矩方程可以确定运动流体与边界之间的作用力位置，在介绍动量矩方程时可以简单地与动量方程对比得出，而无需进行过程推演，进而可知恒定不可压缩流体的动量矩方程，其物理意义为：
（3）
合力矩等于单位时间从控制体输出的流体动量矩减去向控制体内输入的流体动量矩。以上过程表明，对于重点知识的掌握有助于相关知识的拓展，因此要详略得当，使学生学习过程更轻松。
五、注重工程背景，培养科研能力
教师在授课过程中一方面要考虑学生对各个知识点掌握，另一方面还要培养学生综合运用知识以及科研和工程实践能力，以便学生在将来的学习和工作中能够学以致用。一个简单的水流经过喷管的过程就涉及伯努利方程、连续性方程和动量方程。因此，要想很好地掌握理论知识，解决实际问题，对工程流体力学知识的综合运用能力必不可少。“工程流体力学”作为矿物加工工程专业的专业课，在矿物分离过程中应用极其广泛，教师在授课过程中应结合选矿应用实例进行讲解，使学生在掌握理论知识的同时体会到在具体问题解决过程中如何分析和建模。例如，跳汰机可看作一个不等断面的连通管，其水流运动是周期性的非定常流，各点运动速度随位置和时间而变，且推动水流运动的源动力也不是恒定的，而是时间的函数；水力旋流器内流体速度切向速度可由强制涡和准自由涡描述，颗粒在水力旋流器离心力场的分离可从颗粒重力场中分离类比推演。通过理论结合实际的方式，培养学生实践中认识问题和解决问题的能力。
六、结束语
“工程流体力学”作为一门专业基础课，既有较强的理论性，又和工程实践紧密结合。因此学好这门课程对学生综合运用、科学研究、工程实践能力的培养都具有重要意义。教师在教学过程中，应充分做到内容、方法和手段相结合，培养学生学习和综合运用的能力，为将来从事科学研究和工程实践打下坚实基础。
参考文献：
[1]禹华谦.工程流体力学（水力学）[m].成都：西南交通大学出版社，2009.
流体力学及其工程应用篇6
关键词：体系化教学；可视化教学；计算流体力学
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2017）02-0150-02
流体力学是力学一个重要分支，是研究流体（液体和气体）的力学运动规律及其应用的学科。主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用和流动的规律。该课程大量地运用了高等数学、理论力学等知识，理论性及抽象性较强。而作为工科院校，相对于数学推导及公式严密性，更侧重于解决工程中出现的实际问题。因此我校本科石油工程专业开设了《工程流体力学》课程。将其作为大二下学期开设的专业基础课。《工程流体力学》对于学生进一步学习《油层物理》、《渗流力学》等专业课，有着重要的作用。
笔者从工作以来，一直从事《工程流体力学》的本科教学工作。在常规的《工程流体力学》教学过程中，采用以课堂教学（占85%左右）为主，实验（占15%左右）为辅的教学方法。在课堂教学部分，主要是介绍基本的概念、公式推导及具体应用。针对部分知识点，设置了实验课来提高学生的动手能力，并帮助学生更好地理解相应知识点。学生普遍反映，对于实验的理解度较高。但是实验课，对于人力、物力、财力都有一定的要求，为保证其有效开展，需要大量的投入。因此只能选择极少部分的内容展开实验。而在课堂教学过程中，特别是面对公式时，学生则感觉比较抽象，虽然已经学习了高等数学，明白了积分及导数的概念，但是对于其应用还没有认识。当这些内容出现时，有些不知所措，感觉既不容易记忆又不容易理解。此外，在学习流体力学以前，学生接触较多的力学是固体力学，习惯上用质点来分析问题；对于常伴左右的如空气、水等流体的分析，考虑得不多。因此，如何在有限的学时内，引导学生较好地学习这门课程，引发了笔者的思考。
一、体系化教学
石油工程领域涉及到的流体大多为液体，因此在教学过程中，省略了关于气体部分的内容。教材采用由袁恩熙主编，石油工业出版社出版的工程流体力学。主要包括九章的内容介绍，其中第一章，介绍了流体的概念、其同固体的区别、主要物理性质及作用在流体上的力。二到八章介绍牛顿流体，其中二、三、五章为基本方程式、理论的介绍，六、七、八章侧重于应用，第四章介绍因次分析和相似原理，通过实验模型探讨流动规律。前五章是后四章的理论基础，后四章是前五章的综合应用。因此，如果能够让学生明确、掌握前部分的基础，那对于后面的应用，相对较容易展开。通过基本方程式间的关系可以看到有学生非常熟悉的牛顿第二定律。而力和加速度的变化，得出了不同的微分方程式，进一步简化，得到相应的基本方程及伯努利方程。不同情况下，得到的微分方程式，基本方程式不完全相同，但是有类似之处。所以，在讲解时，首先着重介绍流体平衡微分方程，让学生理解并掌握该公式推到的过程及其物理意义。在此基础上再介绍第三章和第五章的理想和实际流体运动微分方程时，就会简单很多。同时，可以引导学生思考，情况改变时，微分方程式会如何变化，反复应用、强调，使学生尽可能好地理解这些内容。
在第三章流体运动学与动力学基础部分，除了介绍理想流体微分方程及理想流体伯努利方程外，还有几个很重要的方程――连续性方程及动量方程。这部分的脉络如图1所示。因为学生比较熟悉固体力学，经常用质点来考虑固体。而流体的研究方法，主要对应拉格良朋日法和欧拉法这两种方法。拉格朗日法即学生较为熟悉的质点系法，但是对于流体，单纯研究一个流体质点的运动，费时费力，且意义不大，因此，除波浪力学外，一般都用空间点法，即欧拉法进行研究分析。而学生曾经学习过的质量守恒、动量定律及动量矩定律，在流体力学中的表达形式，可以通过输运方程，完成由系统（质点）向控制体（空间点）的转化，而得到相应的连续性方程、动量方程及动量矩方程。这样，先前图1所示的脉络图介绍给学生，让学生在脑海中对所要学习的内容有一个总体的了解。将体系建立好，再去一步步丰富各知识点，有助于学生对要学习内容的架构。同时，这样的体系，也方便学生复习。
二、可视化教学
比较起单一、抽象的公式，图像立体具象，直观明了，说理生动，形式也更加吸引人。因此，如果能在教学过程中引入这些可视化素材，对教学将是非常有利的。对于一些通过实验设备，简单可观测的内容，自己录制或者通过网络搜索到相关视频。在介绍相关内容时，向学生展示。如在介绍黏度、旋度时，通过视频使学生加深认识。在流体力学的发展过程中，随着计算机技术的不断发展，除了传统的研究方法，如实验研究、理论分析等，还产生了一种新的研究方法――数值计算。计算机技术与流体力学的结合，形成的数值模拟方法即为计算流体力学。计算流体力学可以模拟流体流动，并主要通过图像或动画等可视化技术显示计算流场的空间结构与时间演化特征。使用计算流体力学对某些问题的进行研究、扩展介绍，较比呆板的公式、单纯的想象，更生动也更直观。例如在介绍局部水头损失时，讨论在几何条件、内部流体性质等其他条件均一致的情况下，突然扩大的管路和突然缩小的管路，哪一个局部损失大。大多数学生的回答为突然缩小的管路局部损失大于突然扩大的管路。原因为突然缩小的管路中，加粗部分阻挡了内容流体前进，导致能量损失较大。但实际上，应该是突然扩大的管路局部阻力损失大于突然缩小的管路，原因为前者产生的涡旋大于后者，而涡旋导致的能量损耗较大。单纯这样解释，仍然不够直观，计算流体力学的模拟结果很好地展示了这一现象。可以看出，突然扩大的管路，在扩大部分，形成很大的涡旋，而在模拟结果图像中，涡旋则很少，几乎没有。直观的图像使学生很容易理解，并且印象深刻。
三、结论
十三五规划中提出，使若干高校和一批学科达到或接近世界一流水平，培养一流人才。作为高校的一名教师，有责任也有义务认真教学，使学生更好地理解所学内容。通过体系化教学，使学生对所学课程建立整体认识，了解各部分内容间的关系，有利于学生自学及发散性思考。可视化教学作为辅助教学手段，可以使一些较抽象的问题比较直观地展示在学生面前，有助于学生对这一类问题的深刻理解，并激发学生学习兴趣。今后在将体系化和可视化教学应用到教学工作的同时，也将展开新的探索。
参考文献：
[1]赵玉新，刘伟.计算流体力学软件在流体力学专业教学中的应用[J].教育教学论坛，2016，（11）.
[2]张明辉，陈庆光.多层次教学模式在”流体力学”教学中的应用[J].专业课程建设，2014，（27）.
[3]谢翠丽，倪玲英.《工程流体力学》本科课程引入CFD教学的探讨[J].力学与实践，2013，（35）：91-93.
[4]于靖博，张文孝，李广华.工程流体力学课程教学改革与实践[J].装备制造技术，2011，（11）：205-207.
[5]徐春碧.《工程流体力学》教学改革研究[J].产业与科技论坛，2011，（10）：115-116.
ananalysisonteachingmethodof"engineeringFluidmechanics"
ZHUZhi-ying
（Departmentofpetroleumengineering，ChinaUniversityofpetroleum（Beijing），Beijing102249，China）
流体力学及其工程应用篇7
关键词：电子技术结合训练课程设计理念与思路教学目标教学项目设计教学建议
《电工技术基础》三年制中职电气技术应用专业的核心课程，而《电工技术综合训练》则是《电工技术基础》的重要组成模块，是本专业学生必修的一门重要的专业技术实训课程。
本课程作为电工基础课程的实践环节，目的是通过该环节的实训，一方面，进一步巩固电工基础课程所学理论知识，另一方面，使学生掌握一些最基本的维修电工技能，为今后进一步培养学生的维修电工操作技能及将来就业打下良好的基础。从具体内容来讲，通过学习本课程，学生应该掌握基本的安全用电常识、会使用常用电工工具、电工常用仪表，理解万用表的工作原理，并会制作结构简单的万用表，掌握正确的导线的连接与绝缘的恢复方法，掌握照明电路的安装及基本的室内配电及电气布线方法。
我校经过几年的探索和实践，发现采用项目教学法后，学生学习兴趣浓厚，尤其是选择合理的教学项目后，学生的学习主动性进一步提高，取得了良好的教学效果。以下就我校《电工技术综合训练》的教学项目的选择和实施作简单介绍。
一、课程设计理念与思路
1.课程设计理念
本课程标准以电气技术应用专业学生的就业为导向，根据行业专家对专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以本大类专业共同具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，以紧密结合本专业后续课程的教学及实用性为原则来选择教学内容，以通俗、简洁为原则组织教材的编写。教学过程中虽然以实践教学为主，但仍应注重理论环节的教学，整个课程的教学目标以培养学生最基本的电学素养为目标。
2.课程设计思路
本课程以提高学生全面素质为基础，以培养能力为重点。课程采用了模块化、课题化的设计方法，每个课题均采用了理论实践一体化的思路，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念；本课程在内容的选择上，能很好体现电工基础理论的实际应用，突出项目的“实用性”，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力；本课程的内容组织形式上强调学生的主体性，在每个模块实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，引起学生的注意，利于学生在任务驱动下，自主学习、自我实践。整个课程的教学应努力做到：降低难度，通俗易懂；讲究实用，注重能力；大胆改革，鼓励创新。
二、课程目标
通过本课程的实践和理论教学，使学生掌握以下电工基础知识及操作技能。
1.掌握安全用电常识，电工安全操作规程，电气设备安全运行相关知识，了解电气火灾的扑救方法及触电急救方法。
2.掌握测电笔、钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、扳手、螺丝刀、电工刀等常用电工工具的使用方法，了解新式电动工具、电烙铁的使用方法。
3.掌握用指针式万用表、数字式万用表测量直流电压、交流电压、直流电流、电阻等电量，会使用兆欧表测量大电阻，会使用钳形电流表测量交流电流。了解直流、交流电桥的用途，会测量小电阻。
4.理解万用表直流电压挡、直流电流挡、交流电压挡、电阻挡的工作原理，能正确识读或测量电阻及其他元件，完成一只结构简单的万用表的组装及调试工作。
5.掌握导线的分类及选用原则，剥线的几种方法，导线连接的几种方法，能熟练完成导线与接线桩、导线与导线的连接。
6.掌握照明电路中日光灯、白炽灯的选用原则，会用单联开关正确安装照明电路，会用双联开关正确安装两地控制照明电路，会安装日光灯照明电路。了解日光灯电路的工作原理，会维修日光灯电路中的简单故障。
7.了解家庭配电线路中常用的配电设备，设计并组装一个简单但完整的家庭供配电系统。
三、教学项目的设计
教学项目的选择是实现教学目标的关键。在选择时，应遵循以下几个原则。
？誗应包含教学目标，即知识目标及能力目标；
？誗应尽量接近实际应用；
？誗能充分实现学生能力培养的目标；
？誗项目难度适中，能充分调动学生的学习积极性，使学生学有所乐。
根据以上基本原则，我校设计实训教学项目如表一所示。
表一教学项目及教学目标
三、课程教学建议
1.学时分配建议
2.教学建议
（1）本课程主要适用于我校三年制电气技术应用专业。
（2）根据本课程的教学目标，本课程标准规定了学生必须掌握的基本知识、基本技能及实践训练项目。
（3）教学过程中，应重视学生基本实践操作能力的培养，增加学生的感性知识，通过实践来加深学生对电工基础知识的认识。
（4）重视创新能力的培养。
3.考核评价建议
（1）在考核内容上，以项目为考核的基本单元。
（2）在考核评价手段上，对于理论知识，可选择口试、笔试（开卷、闭卷）相结合的模式，但应注意尽量少进行笔试。对实践操作能力，使用技能考试的标准方法，即制定考核项目及评分细则，进行实践操作考试。
（3）重视学生学习过程的考核评价，对难以进行单独考核的项目教学内容，直接对其整个完成项目的过程进行评价即可。
（4）各项目的占本课程的分值比例如表二所示。
表二考核评价分值分配
四、教材开发选用与教学资源建设建议
1.教材开发选用建议
（1）根据专业人才培养方案的总体设计思想及本课程的教学目标要求选用合适的理论实践一体化或项目课程教材。
（2）根据三年制中职教学特点及专业人才培养方案和本课程标准，开发校本教材或编写部分教学讲义。
2.教学资源建设建议
（1）准备与安全用电、电工工具使用、电工仪表使用等有关的教学视频资料。
（2）通过教学实践，完善各项目考核的评分细则，使其不断趋于科学合理。
五、实验实训设备配置建议（按每班45名学生配置）
1.常用电工工具50套，mF-47型万用表50只，数字万用表25只。
2.兆欧表、钳形电流表、直流电桥各10套。
3.mF-30型万用表散件50套。
4.照明电路元件50套。
5.室内配电常用电器15套。
6.导线及其他常用电工材料若干。
流体力学及其工程应用篇8
电力电子技术广泛应用于各个行业。如工业生产中的交流调速、直流调速、感应加热、焊接、电解、电镀等;交通运输业的电力机车、轻轨、地铁、电动汽车等;电力行业的高压直流输电、无功补偿、电力滤波等;电子装置用的开关电源、UpS电源等;风光发电系统的最大功率跟踪、并网离网逆变器等;航空航天、核反应、家用电器等诸多领域都有电力电子技术的身影。显而易见，学好“电力电子技术”这门课程，对电气专业学生后续课程的学习和毕业后的工作是多么重要。
随着现代科学技术的飞速发展，知识更新越来越快，要求学生的知识面越来越宽，工程实践能力越来越强，所学的课程门数不断增加，必然导致各门课程的学时数不断压缩。如前所述，电力电子技术已经应用到各个领域，不断涌现出各种新型电力电子产品及电力电子装置，电力电子技术课程所包含的内容越来越多，所含的知识越来越丰富，原有的教学方式已不能满足二本院校电气工程及其自动化专业应用型本科人才培养目标的要求。“电力电子技术”课程教学改革的目的就是：怎样在有限的教学时间内，最大程度地提高学生的理论知识水平，拓宽学生的知识面，增强学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的科技创新意识，将理论知识与工程实践相结合，培养出符合现代社会需求的人才。
“电力电子技术”课程教学改革具体内容
根据笔者所在辽宁工业大学电气工程学院电气专业的招生与就业、师资力量、学生素质、实验设施及目前的实际教学情况，对“电力电子技术”课程教学的各个环节进行了适当的修改和调整，更加注重对学生电力电子技术理论知识的掌握和工程实践能力的培养。
修改人才培养方案
人才培养方案制定得是否合理，关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展，电类的各专业的界线越来越模糊，各学科相互交叉、相互渗透，电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此，对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业，而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科，是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带，是强电和弱电的有机结合。因此，在修改和调整人才培养方案和教学计划时，要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想，加大教学力度，要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性，以拓宽学生的知识面，提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。
教材内容的合理取舍
任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材，再参考其他的辅助教材，取长补短，主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验，注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识，还要注重工程实际的应用，要体现电力电子技术发展的新技术，也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁，使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。
主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外，还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况，注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用，注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择，还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UpS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况，以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。
课堂教学方式改革
教学过程中应以学生为主，教师为辅，避免一人堂和填鸭式教学方法，针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。
由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多，课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图，以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多，仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的，所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学，大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是，多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式，二者应该相互协调、相辅相成，各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析，可以充分利用多媒体的音容并茂的特点，使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程，如以flas的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等，使学生感到生动而有趣，使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解，还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷，更具亲和力，加强了教师与学生间的互动和情感交流。
总之，课堂教学十分重要，教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质，充分利用现代化教学手段及互联网资源，在有限的课堂教学时间内，最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。
改革实验教学环节
为了提高学生的工程实践能力，对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造，引进近几年内较为先进的电力电子实验设备，对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整，尽量减少简单的验证性实验，增大设计性和综合性实验的比例，根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。
我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验，囊括了aC/DC、DC/aC/、aC/aC、DC/DC四大电力变换所需的实验，如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识，还增设了开放性实验和创新性实验，加强了教师与学生间的知识交流，也使电力电子课程的实验教学延伸到课外，对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时，在我院的大学生电子挑战杯大赛中，部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关，提高了学生的电力电子技能。另外，我院每个学期举行教师实践技能大赛，有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关，大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。
将matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学
matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程，将matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合，在课堂上，利用matlab仿真软丰富友好的图形界面，使学生更直观地掌握所学的知识，也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合，是原有的实验操作的有益补充，同时又具备原有实验装置不具备的优点，如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真，既不担心元器件损坏，也没有任何危险，学生完全可以在无人指导的情况下，在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验，在此基础上再进行适当的真实性实验，这样不仅激发了学生的学习兴趣，更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力，会收到事半功倍的实训效果。
课程设计环节的改革
“电力电子技术”课程教学改革后，在课程教学的后期，增加了课程设计环节，由主讲教师布置该课程的设计任务，为避免雷同，每人一题，主要以电力电子技术的四大电力变换为核心，结合工程实际，根据给出的技术参数和技术指标，要求学生综合运用所学的相关知识，设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等，并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目，要求制作电路板和元器件焊接，并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真，最终以论文的形式完成课程设计，并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加，拓宽了学生的知识面，提高了学生独立分析问题、解决问题的能力，是理论与实践相结合的有益补充，同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。
毕业设计环节的改革
为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力，近几年来，在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中，除了到发电厂、变电所参观实习外，有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面，除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外，许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目，如感应加热电源、大功率开关电源、UpS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。
流体力学及其工程应用篇9
【关键词】过程管理；高校；学生干部；管理
一、过程管理方法及其特点
过程管理（managementbyprocess）的理论是现代组织管理最基本的概念之一，常见于企业的管理。其目的是通过精细化管理提高受控程度；通过流程的优化提高工作效率；通过制度或规范使隐性知识显性化；通过流程化管理提高资源合理配置程度；快速实现管理复制。此外，流程优化应该包括实时测评以及战略性测评，考察两者之间的关系，以作为流程改进和创新的基础。将企业过程管理移植到高校学生干部管理上，我们也会发现其在保持学生干部先进性及创新性上发挥出的巨大作用。
二、高校学生干部存在的问题
（一）高校学生干部发挥表率作用下降，责任意识下降。高校学生干部中，有部分对自身工作内容缺乏一定的认知，对自己所扮演的角色定位不清楚，在工作中的具体表现即为对工作的积极性差，责任感不强，不能有效的履行自己的职责。而由此引起的影响则是其榜样作用下降，无法起到模范带头作用，对学生干部集体造成不良影响。
（二）高校学生干部综合能力下降，业务素质能力有所下滑。高校学生干部囿于学业压力以及工作压力，对学生工作的关注度以及重视程度有所降低，导致其对于自身业务素质的培养以及对其综合素质的发展的重视度降低，由此反映到工作中的表现为学生干部作为活动的组织者和策划者，在活动的创意方面有所下降，以及面对突发性事件时，准备不够充分，应急能力较差，造成工作效率降低，工作质量下降等现象。
（三）学生干部服务意识降低，功利心增强。高校学生会应该充分发挥“三自”方针，应该让学生干部在自我服务方面树立正确的思想，同时，学生干部应该对自我服务的理念及方法有正确的认识与领会，目前很多学生干部在工作或竞选过程中功利心较重，工作不务实，无法全心全意投入到工作当中，无法做到全心全意为同学服务，使学生干部的形象在同学当中受损，学生干部工作的满意度逐渐降低。
三、过程管理在高校学生干部管理中的作用
（一）提高团队责任意识。通过对学生干部的精细化管理，即在工作进行的每一环节中，每名学生干部具体落实为每一细节工作的相关第一责任人，实行任职过程监督机制，完成工作后由部门或其他相关人员对其工作效果进行打分，当一定时期内所有工作完成后，进行总评，并对相关人员进行一定的奖励与惩罚，其中惩罚可相对严厉，由此逐渐提升学生干部的责任意识、自我管理意识，使其充分在工作中发挥自己的能力。而此机制如经过每一届的传承，则会自发的形成学生干部工作的激励力量，极大的提高学生工作的效果与创新性。
（二）提高团队凝聚力。过程管理的运用促使管理者和被管理者都必须具有高度责任感和管理能力，学生干部通过参与整个工作过程的管理，最终形成自己的思考并为参与活动的团队成员进行评价，有利于调动成员的参与活动的积极性，提高活动的参与度，使同学间互相监督，互相鼓励，共同奋斗，使学生干部真正成为具有战斗力和凝聚力的队伍。
（三）增强学生干部责任与主动意识。利用过程管理的方法，通过活动过程中部门成员内部的交流沟通以及相互监督，使全体成员更加充分的了解活动过程中应该具备的能力及条件，使学生干部认识到自己的任务的重要性与严肃性，也清楚自己在活动过程中应该扮演的角色，进而更加积极主动的去完成相关工作，通过过程管理调控，提高学生干部的责任意识与主动意识，进而提高学生干部整体的工作效率。
（四）增强服务意识。利用学生干部的过程管理，通过制度进行约束及引导，首先使学生干部树立做事踏实认真，勇于奉献，乐于服务的思想，从细节做起，鼓励服务性活动、公益性活动的开展，并结合具体的服务项目，利用高校资源提供相应的流程便利，并将其一定程度的融入过程考核当中，全方位的提高学生干部的服务水平及质量。
（五）提高学生干部能力。通过学生干部的过程管理，以制度督促，以奖惩鞭策，坚决利用学生干部培训提高学生干部的工作能力，将过程中出现的问题及时校正。加强学生干部的岗前培训，提升学生干部的综合素质，在活动中，将其表现纳入考核指标也在一定程度上鞭策学生干部不断学习提高，后期适时进行奖励，也有助于保持学生干部的工作热情，学生干部全方位能力，包括分析、组织、协调、应急等能力的提升，也有助于学生工作的全面有序发展。
四、过程管理在高校学生干部管理中的运用
（一）加强学生干部管理制度建设。类比过程管理中通过制度或规范使隐性知识显性化的要求，学生干部管理同样立足于制度建设的基础，首先加强制度的公开化透明化，并在制度中渗透过程控制与管理的理念，以此达到对活动中各个环节进行监督的目的。
（二）加强学生工作流程化设计。在过程管理中，应用适当的流程的优化，系统性规范活动流程及各级审批申报制度，从整体谋划工作，从过程优化工作，充分提高工作效率，使过程管理达到其在管理上的作用。
（三）将过程考核融入管理体系。过程管理即为将工作细致化，系统化，这也对学生干部的工作提出了更高的要求，最终过程中的表现，需要管理者合理使用考核办法，客观公正，多角度进行考核，同时，应当及时反馈考核结果，形成负反馈的过程管理调节方式，鞭策学生干部工作，形成学生干部弹性管理机制。
参考文献
[1]岳澎.流程型组织的构建研究[D].同济大学，2006.
[2]刘宇珊.目标管理在高校学生干部管理和教育中运用的探讨[J].吉林省教育学院学报，2013（6）.
[3]周宏星，彭波.高校学生干部管理考核体系初探[J].张家口职业技术学院学报，2013（2）.
流体力学及其工程应用篇10
关键词：就业方向；教学改革；自动化专业；电气工程
前言：
从我国长期的教学改革和发展上来看，将电气工程及其自动化作为就业发展方向，推进教育教学改革是非常重要的。在教育教学中应遵循市场规则，抓紧就业机遇，有针对性的塑造电气自动化专业，从电气工程学院这个主体教学上来看，高校重点的建设应在电气工程及其自动化上，而由于近些年来传统专业的不断变革，电气工程及其自动化专业已经不能满足当今社会用人单位的用人需要，需要以社会就业为导向，实施教学改革，塑造高素质的人才，本文则重点介绍目前电气工程及其自动化的认识和未来就业方向。
1.电气工程及其自动化的发展历史
电力技术的发明、电气工业的建立至今已有100余年的历史。自工业革命开始，人类便在一次次工业实践中，不断地学习使用电力为人类自己服务。多年的系统研究，终于逐步形成了电气工程的基础理论。电气工程的发展有以下几个里程碑意义的事件：1820年，安培发现了电磁效应。1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠定了后来发电机的理论基础。19世纪60年代，麦克斯韦建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。1873年，麦克斯韦完成了《电磁学通论》，奠定了广泛应用电磁技术的理论基础。1882年，爱迪生建成世界上第一座较正规的发电厂，完成了初步的电力工业技术体系。世界第一台三相交流发电机的建成，三相交流电的出现克服了原来直流供电容量小，距离短的缺点，开创了远方供电，电力拖动等各种用途的新局面。20世纪初，电力的生产应用已达到较高的水平，并具有相当的规模。从此，电力取代了蒸汽，使人类历史迈进了“电气化时代”。
2.对电气工程领域方向的特点及认识
电力系统具有如下特点：（1）电能的生产和使用是同时完成的；（2）过渡过程十分短暂；（3）电力系统有较强的地区性特点；（4）与国民经济关系密切。在我国，发电厂就分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂。
从最新的科学技术发展来看，电机的自动化性能如果能够大大提升，能够有效的和常温科研超导材料进行融合，那么就会使电气的电阻损耗率大大降低，这样不仅解决了电阻长时间的发热问题，又能够起到良好的降匦Ч，会使电机的效率大大提高。同时，更加重要的就是在临界的粗长强度和密度都很高的情况下，超导电机的绕组电流密度能够比常规的电机提高数十倍，大大提高了电机的功率密度，降低电机重量和体积。高电压与绝缘技术这一领域的技术水平要求很高，有“三强”，即：试验性强，理论性强，交叉性强。该学科的主要运用范围：建立有工频高电压、支流高电压、雷电冲击高电压、操作冲击高电压、冲击大电流以及高功率脉冲技术等装Z；测量用的有静电电压表、高压示波器、专用的分压器、分流器等。近年来，随着计算机和微电子技术的广泛应用，数字化测量技术和电器设备在线运行状态的再线监测、故障诊断技术得到了很大的发展。研究电工新技术可促进核能和可再生能源的应用发展，使之更快的在技术和经济上成熟起来，例如：核电发电、磁流体发电、风能发电、太阳能发电、其他新能源发电。电工新技术可以促进交通运输方面的磁悬浮列车、磁流体推进船、电动车的发展推进，医学上的超导核磁共振成像装Z的研究等。电力电子包含电力电子器件、变流电路和控制电路三部分。目前，电力电子技术有几个研究方向：高频开关电源技术：所有的信息系统与通信设备都需要使用开关电源，小到各种便携数码产品，还有现在时兴的各种平板电视，大到服务器系统、通信基站机房、及种种航空设施等；电力电子技术在电力系统中的应用：如各种谐波补偿、有源滤波装Z等，还有不断发展的不间断电源设备（UpS），电动汽车的驱动与控制系统，电机的节能驱动方面如各种变频器（包括变频空调），在当前能源短缺的状况下，太阳能、风能及各种再生能源的应用，电力电子技术是最关键的技术要素。
3.电气工程及其自动化的就业方向
电气工程及其自动化专业属于工科专业，并且与机械学科一样最具基础性。随着科学技术的发展，学科之间的交叉与融合更加密切，所以其他学科的发展更加需要电气专业的相关知识，因而，电工学课程已经普遍在各工科专业中开设，用以普及电气工程基础知识。而电气工程及其自动化是工科中历史最悠久的专业之一，并且我国与发达国家不同，电气工程及其自动化仍保有强大的生命力，随着工业化进程的前进，电气工程专业发展更为迅速，而电气工程及其自动化作为中心专业，人才需求便更加旺盛。
结束语：
综上所述，作为一门涉及到电子技术、计算机技术及其多项工科技术的多样化课程而言，电气工程及其自动化对于未来很多科技信息领域都有着长足的法扎你空间。但是从专业性上来说，还与人们日常生活中的通讯技术和微电子技术有着重要的联系，因此，作为电气工程及其自动化学科专业的学生来说，在未来的就业方向上应从这几方面进行研究，努力找到未来适合自己的就业发展方向。
参考文献：
[1]周勇.电气工程及其自动化存在的问题及解决措施[J].中国高新技术企业.2015（01）
[2]闫海东，程世伟.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].科技创新与应用.2015（06）
[3]乔新涵.电气工程及其自动化的发展及问题研究[J].科技创新导报.2015（02）