流体力学理论及应用篇1
关键词应用型大学流体力学教学改革CFD
应用型教育是以培养知识和能力全面发展，面向生产实践一线的应用型人才为目标的高等教育。流体力学作为我校理论与应用力学专业的一门重要的专业基础课，非常广泛地应用在实际工程中，如管道水力计算以及城市管网设计等。流体力学基本概念多、公式复杂、内容抽象，有较强理论性和较强工程实际意义。然而作者在多年的流体力学教学过程中发现学生普遍感觉该课程比较枯燥难学，学习积极性不高，期末考试及格率较低，应用性不。因此，在我校向“应用型特色科技大学”转型的大背景下，如何适应“应用型本科教育”的要求，是流体力学教学及实践中必须面对的问题。
1目前，我校流体力学课程教学存在的问题
（1）教材内容设计偏重理论推导。目前我校使用的流体力学教材主要强调课程的完整性和系统性，偏重于理论推导，选用的例题和练习题的设计过于理想化，与实际应用相脱离，应用性设计不够突出，偏重于介绍流体力学可以解决工程问题这一点，造成学生刚接触工程问题时就手足无措，这与应用型大学的培养要求不相适应。
（2）课堂教学效果不好。作者在流体力学课堂教学中发现，通过绪论课的大量工程实例以及视频教学能调动学生学习的积极性，开学初期，教学效果相对较好，而随着课程的进行、课程难度的加深，学生的学习积极性越来越低。主要原因有：①学生对流体力学涉及的高等数学、理论力学等课程的知识掌握不尽如意；②流体力学理论性较强，公式推导多，与实际应用相脱节。
（3）缺乏计算流体力学仿真软件实践教学。计算流体力学（CFD）技术作为一种数值模拟方法，在实际工程中的应用越来越广泛，借助CFD技术，可以得到流动细节，如速度、压力、能量损失、湍动量、漩涡等，从而在产品结构设计和优化方面发挥重要的作用。这就要求技术人员掌握流体力学分析、数值模拟及优化设计的能力。而现阶段我校的流体力学教学中并未引入CFD技术，仅安排了一次课来介绍计算流体力学的内容，且完全进行理论教学，学生学了一大堆理论公式，但拿到实际工程问题却无从下手。
2教学目标和内容设计
针对上述问题，作者在结合本校“应用型特色科技大学”的发展方向下对流体力学课程课堂教学方式及实践环节进行改革。从课程教学内容，教学方式方法，实践环节等方面进行设计，解决学生学习兴趣低，课堂教学效果较差，理论与应用相脱离的问题。同时，通过借助CFD丰富教学内容，增强实用性，使学生会用仿真软件求解工程问题。具体改革内容：
2.1突出应用性教学
以培养应用型人才为教学目标，结合流体力学的课程特点，将教学内容分为基础理论教学部分和考虑应用的专题教学部分。
基础理论教学内容包括流体力学基本概念、基本原理和基本方程，这是应用的基础，要求学生重点掌握。授课过程中强调对基本概念的理解和基本理论的应用，而弱化对方程的数学推导，但应明确方程的意义、适用条件以及如何应用方程解决实际问题。专题教学以实际工程问题为切入点，例如以均质液体对平壁和曲壁的总压力为例，从为什么对平壁和曲壁总压力进行计算（压力容器，水坝，潜艇等结构安全），引申出相关知识点（平壁和曲壁总压力的大小、作用点、压力体等）和基本理论（流体静力学基本方程、欧拉平衡方程等），以此加强学生解决实际工程问题的能力。
2.2课堂教学方法设计具有针对性
课堂教学方法也是影响教学效果的重要因素。传统教学方法以教师主讲为主，缺乏与学生的有效互动和交流，教学效果较差。本课程采用师生互动的方式进行教学，对理论教学部分采用教师主讲和提问、学生回答的方式；对专题教学的课后练习，集中安排一次课进行分组上讲台汇报，学生自己当评委，自己打分，锻炼学生主动思考和动手能力，增强对课程应用性的理解。同时，采用多媒体授课，图片和视频能形象直观地表现文字和语言不能描述的现象，如雷诺实验、卡门涡街等。在成绩的构成上除课后作业和专题汇报外，还布置一个课外小任务一观察生活中的流体力学，例如空调挂机安装位置问题，让学生发现生活中的流体力学现象，并结合课堂所学理论知识进行分析，增强学生发现问题、解决问题的能力。
2.3将CFD技术引入课堂教学
在理论教学和专题教学完成后将CFD技术应用于教学之中，做到数值仿真计算与理论推导相结合，增强流体力学的应用性。
（1）授课时对流体力学商用数值仿真软件Fluent的操作步骤做简要介绍，结合我校的数值仿真中心，完成代表性例题的数值分析计算，将数值仿真结果与理论解进行对比。
（2）将工程实际问题引入流体力学教学，提高学生面对具体问题的实际操作能力。每学期邀请两位具有丰富工程实际问题经验的校外人员来校给学生做一次报告，向学生介绍其建立工程问题的简化模型和简化过程，以及采用Fluent求解过程和结果，让学生学会面对工程问题时准确建立力学模型的能力，同时开阔学生的视野，提高学习积极性。
3主要特色
（1）突出实用性。在流体力学课程教育中调整教学内容，添加CFD技术的实践，同时邀请经验丰富的校外人员进课堂，为学生讲解企业中的实际问题，教会学生学以致用，学生通过课程教学掌握该工具之后能更好地跟进企业工作并提高就业质量。（2）主次明确。强调实用性的同时，也不完全放弃对公式推导能力的教学，采取理论联与工程实际相结合的方式，在提高学习主动性的同时，增强对基础理论的认知。
流体力学理论及应用篇2
关键词：农业物料学理论教学实验教学一体化
农业物料学是应用近现代物理学理论、方法和技术来研究农业物料的物理特性，以及各个物理因子和生物特性相互作用的一门边缘性学科[1]。作为农业工程学科的基础，农业物料学已经成为农业高校农机化专业一门理论性和实践性并重的专业基础课程，主要培养学生掌握利用相关技术测试常见固体和液体农业物料物理特性的实验方法和原理。农业物料学涉及农学、生物学、机械力学、流体力学、电学、光学等多门学科的理论和技术，知识领域广，学科交叉，给该门课程的教学带来很大的挑战。为了更好地加强知识的理解、提高学习效率、进一步提高农业物料学的教学质量，结合教学内容和目标，对该课程进行理论与实验一体化教学模式的探索。
1.课程知识结构设计
1.1农业物料学研究对象及特征
农业物料学的研究对象是农业生产及农产品加工和处理所面对的植物物料和动物物料及其半成品和成品，如谷物种子、果蔬类、油类、肉、蛋、奶等，按存在状态可分为固体物料和液体物料。农业固体物料的结构形式表现出多样性，它们以块状、散粒体、粉状等规则或不规则的形式存在，它们的内在品质也具有很大的差异性，因材质的不同表现出不同的力学特性、电学特性和光学特性；农业液体物料作为连续介质，因其黏性不同而具有复杂的流动特性和流体动力学特性。
1.2理论模块设计
农业物料学所研究的内容是基于农业生产、加工、存储、运输、检测的机械装备和系统的设计需求，利用合适的技术和手段来研究各类农业物料基本物理参数、力学、光学及电学特性[2]。遵循主次分明、突出重点的原则，具体理论教学内容包括物料的基本物理参数（如形状、尺寸、体积、密度、孔隙度、表面积、比表面积、含水率等）的表达形式和测试方法、黏弹性物料的流变模型及应力松弛和蠕变理论、液体物料的黏度及液体物料流体阻力特性、散粒物料的内外摩擦力学特性及空气动力学特性、农业物料的换热理论及干燥理论、农业物料的介电特性和导电特性、农业物料的光学反射和透射理论等。
1.3实验模块设计
实验内容的设计在该教学模式中的作用尤为关键，通过实验课的实施，不仅使学生能够掌握典型农业物料物理特性的测试方法，同时是辅助学生理解和学习本课程理论知识的重要手段。为了达到此目的，实验内容须覆盖和融合本课程的理论要点。根据教学目标，结合理论教学内容，实验项目设置为谷物尺寸与硬度的测试，果蔬形状、体积和密度的测试，农业物料拉压流变实验，液体物料比重与黏度的测试，谷物种子空气动力学特性实验，散粒体物料休止角与内摩擦角的测定实验，谷物种子含水率测定实验，农业物料导热系数的测定，典型农业物料LCR电学参数测定，谷物考种实验、谷物营养成分光谱分析实验等。
2.理论实验一体化教学模式的实现
2.1理论实验一体化教学思想
传统的教学是将理论教学与实验教学分阶段进行，一般先在课堂讲授理论，后集中进行实验。这种教学模式容易导致理论和实验结合不紧密，实验对理论的反馈作用发挥不及时、不充分。尤其对于农业物料学理论知识体系繁多、学科跨度大，仅课堂讲解理解难度大。由于理论教学与实践性教学是一种相互加强与相互补充的关系[3，4]，通过构建理论实验一体化教学模式，将理论教学与实践教学融为一体，两者同步开展。按照“讲、听、做、学”的流程，教师首先提出本次课的教学任务和知识目标，对相关知识点进行讲授，讲授内容分为两部分，一部分为知识点的概念、原理等基础理论知识，另一部分是讲解基于这些理论知识的实验方法和步骤。学生在明确教学任务和知识目标后，有目的性地对所讲授的内容进行听记，接着按照实验方法有步骤地进行实验。实验过程中，教师要有计划、有目的地对实验关键环节涉及的理论原理、支撑技术进行提示和讲解；实验结束后，结合实验，以问题解答、讨论互动等形式对相关理论知识进行归纳、总结、再学习，进而加深理解，真正掌握和巩固知识点。
2.2理论与实验的融合性
为了实现农业物料学课程一体化教学过程中理论知识与实验的有效融合，实验内容的设置及教学过程设计非常关键。在本课程实验内容的设置中，谷物尺寸与硬度的测试实验和果蔬形状、体积和密度的测试实验对应农业物料基本物理参数的表达及测量理论；农业物料拉压流变实验、液体物料比重与黏度的测试实验对应黏弹性物料的流变模型及应力松弛和蠕变理论及液体物料的黏度及液体物料流体阻力特性知识；谷物种子空气动力学特性实验、散粒体物料休止角与内摩擦角的测定对应散粒物料的内、外摩擦力学特性及空气动力学特性理论；谷物种子水分测试实验（直接法）、农业物料导热系数的测定实验对应农业物料的换热理论及干燥理论；典型农业物料LCR电学参数测定、谷物种子水分测试实验（间接法）对应物料的介电特性和导电特性理论；谷物考种实验、谷物营养成分光谱分析实验则涵盖物料的光学反射和投射理论。
例如对于谷物种子含水率及其测定方法知识模块的学习，该模块的教学目的是要求学生掌握谷物种子含水率的基本概念、含水率的实验测定方法及其测定原理。谷物种子含水率的测定方法有两种：直接烘干法和间接测定法。针对两种方法，分别安排两个含水率测定实验：一个是红外加热烘干实验，另一个是基于介电常数的电子水分速测实验。第一个实验测定原理包含了红外线热效应理论、谷物干燥理论等知识；第二个实验测定原理包含了种子电特性理论中的含水率与介电常数知识。因此，该模块的教学中，按照“讲、听、做、学”的流程，在实验中渗入理论学习，在理论学习中见证其应用，两者相辅相成，既掌握了实验测定应用方法，又加深了对理论知识的理解渗透。
3.结语
针对农业物料学课程学科知识结构的特点，引入理论实验一体化教学模式可将理论性、实践性、开放性有机融合，打破常规理论课与实验课的界限，理论与实验形成互补、相互促进，实现教、学、做三位一体，有效启发、活跃学生的思维，促进师生互动沟通，一方面，有效提高了本门课程的教学质量，另一方面，培养了学生的学习知识的兴趣和积极主动的学习态度。
参考文献：
[1]周祖锷.农业物料学[m].北京：农业出版社，1994.
[2]姜瑞涉，王俊.农业物料物理特性及其应用[J].粮油加工与食品机械，2002（1）：35.
流体力学理论及应用篇3
论文关键词：流体力学；制冷与低温工程；教学改革
目前，郑州轻工业学院（以下简称“我院”）的制冷与低温工程专业已被评为部级特色专业。为了加强制冷与低温工程专业学生能力的培养，造就人才，有必要对制冷与低温工程专业的教学进行全面的改革。
“流体力学”是制冷与低温工程专业的一门重要的专业基础课，主要分为流体静力学和流体动力学，研究流体平衡、运动规律、流体和周围物体之间的相互作用力及其实际应用的科学。由于流动现象和流动规律及其影响因素十分复杂，故其具有理论性强、概念抽象和公式较多、实际工程应用广、对学生的综合分析处理问题的能力要求较高等特点。加上学生对流体流动机理普遍缺乏感性认识，导致“流体力学”课程历来被公认为是教师难教、学生难学难懂的课程之一。因此，迫切需要进行“流体力学”课程教学改革，使学生学好本门课程，提高课程教学质量，使学生能更深刻地理解和掌握专业理论知识，培养学生的综合分析应用能力和创新能力，全面提高专业素质。
分析目前我院制冷与低温工程专业“流体力学”课程教学的现状，发现存在以下主要问题：首先，“流体力学”理论性强，概念多而抽象，难以理解，学生普遍缺乏对流体力学问题的感性认识，学习兴趣不高；其次，课程中公式繁多，推导过程复杂，且大多涉及到“高等数学”的偏微分方程，另还涉及到“大学物理”、“理论力学”、“材料力学”等方面的知识，学生理解困难；另外，学生对所学的知识不能灵活应用。因此怎样激发学生的学习兴趣，选择合适的教学模式组织教学，全面实现该课程教学目标，提高教学质量，是该课程教学亟待解决的问题。
一、改革教学方法
学好“流体力学”这门课对于制冷与低温工程专业的学生来说至关重要。让学生理解流体静止和运动的规律及其影响因素，不仅能为学生学习后续的专业课程提供必要的理论基础，也能为学生以后分析解决实际工程中的实际问题提供理论指导。怎样才能让学生学好这门课，笔者结合自己的教学经验，认为可以从以下几方面着手。
1.激发学生学习兴趣
学生是学习的主体，而“流体力学”又是大家公认难学的课程，因此学生的学习积极性高低决定着“流体力学”这门课教学的成败。
要提高学生学习“流体力学”的积极性，首先要上好“绪论”课。“绪论”课是学生接触和了解“流体力学”这门课的窗口，也是教师的教学水平和教学方式的第一次展示，“绪论”课上得好不好直接影响到“流体力学”课程教学的成功与否。通过“绪论”课让学生对“流体力学”的发展及其广泛的工程实际应用有一个大致的了解，使他们充分意识到“流体力学”知识和我们的生活及国家的建设密切相关，深刻理解“流体力学”知识在今后的学习和解决实际工程问题中的重要作用。
教师在讲授一些理论知识之前，可先举出很多贴近生活的有趣实例或者先提一些问题来激发学生的学习兴趣，启发引导学生积极地思考。例如在讲液体的粘性之前，可以先问学生：在水中游得快还是在油中游得快？为什么？又如在描述流体运动有两种方式——拉格朗日法和欧拉法时，可以将在座的学生和教室里的每个座位作为研究对象来进行类比，从而让学生很容易的理解两种方式。通过举例和提问的方式，让学生带着问题去学习，让学生亲身感受到参与教学活动是一件乐事、趣事，由愿学到爱学再到乐学。实践表明：列举事例或提问的方式可以避免学生学习的枯燥感，活跃课堂气氛，不仅可以吸引学生的注意力，激发学生学习的主观能动性，还可以使学生充分意识到本课程对今后学习和工作的重要意义，并且能加深学生对所学知识的理解和记忆，使学生分析问题和解决问题的能力得以提高。
另外，还应充分利用多媒体，通过图片、动画让学生直观了解各种流动现象，而不是停留在抽象层面，从而提高学生学习“流体力学”的兴趣。
2.巧妙讲解公式
为了定量地描述流动现象和分析流动机理，需要应用数学工具。学生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要读懂数学，然而读懂了数学不一定意味着明白了数学符号背后所代表的物理意义。“流体力学”教学实践表明，学生从读懂数学到理解流动问题的物理本质有一个过程。教师的一个重要任务就是做好各方面的工作，帮助学生完成从读懂数学到理解流动的物理本质这一过程的转变，进一步建立起科学的思维方式。
“流体力学”在分析介绍欧拉平衡微分方程、欧拉运动方程、连续方程、动量方程、伯努利方程等理论知识时都有大量的公式，这些公式涉及一些高数、物理、力学方面的知识，特别是大量的偏微分方程，加上“流体力学”的公式推导采用欧拉法，与物理及其他力学不同，学生的观念不易改变，而且推导过程复杂，学生理解掌握很困难。如果过分强调“流体力学”知识的严密性和完整性，对每个公式的每个推导细节都逐一介绍，推导过程将会枯燥无味，学生只会被弄得糊里糊涂，兴趣全无。而如果直接给出公式，让学生死记硬背，只能让学生不知其所以然，当然也就不能真正用所学知识来解决实际问题了。
根据多年的教学经验，笔者认为：“流体力学”中公式的讲解应将重点放在概念引入、理论模型建立的思想、基本原理和主要步骤以及公式的物理意义与应用限制上。首先对基本概念力争讲透，概念清楚了，公式的讲解推演才有意义。然后重点使学生明确公式的物理意义及公式中各项参数的物理意义和几何意义，只有真正理解了公式的物理意义，才能灵活使用公式解决实际工程问题。最后应强调公式的应用范围及应用注意事项。由于流动的多样性，“流体力学”中的很多方程都是在一定的条件下得到的，如伯努利方程就有多种形式（理想流体、实际流体、流体是否可压等），在具体运用时，要根据具体情况选用正确的形式。
3.充分利用作业
学习的最终目的是让学生能够独立自主地解决实际工程问题。如果基本原理掌握了，接下来就是如何用这个原理去解决实际问题。课后作业是检查学生对所学知识理解、掌握程度的一种手段，同时也是培养学生分析、解决问题能力的一种方法。
首先应由学生独立地完成一定量的课后练习题，这是“流体力学”学习过程的重要组成部分，解题过程实质就是利用“流体力学”的基本原理和基本方程分析和解决实际问题的一个训练过程，课后习题可以帮助学生加深对基本概念和基本理论知识的理解。
然后再由教师通过习题课的方式，利用具有代表性的习题和一些学生普遍认为困难、出错多的习题，讲述流体力学原理在工程实例中的应用。在讲解习题时，重在提供条理清晰的解题思路、详细具体的解题步骤，使学生在此过程中掌握解决问题的正确方法和技巧，以便在以后的学习工作中举一反三、触类旁通、学以致用。这一过程增强了学生对流动过程物理本质的理解，将物理问题与数学工具有机地结合起来，有助于学生对与专业相关联的实际工程问题进行认真思考，有效的增强了学生分析并解决实际问题的能力。
二、改革教学手段
多媒体教学以其形象、直观、生动、具体、易于理解的教学特点，丰富的教学内容，被高等院校广泛采用，并深受广大师生的欢迎。
多媒体教学在“流体力学”教学过程中发挥着重要的作用。利用多媒体，可将“流体力学”中那些难以用语言描述的流动图像、抽象难懂的知识点，如拉格朗日和欧拉法的描述，流线与迹线、层流、湍流等，通过图片、动画和视频资料直观形象地展现给学生，使其从感性认识开始建立清晰的物理概念，较容易地掌握相关内容，并使学生的逻辑思维、综合分析能力得以提升。另外一些需占用大量时间写板书表述的和不易通过板书表述的内容也可利用多媒体制作powerpoint课件。如莫迪图、水头线、各种流场和一些典型的例题习题等。采用多媒体教学，授课的信息量增多了，教学内容更丰富了，学生在有限的时间内接收的知识更多了，学生的学习兴趣提高了，学生的思路拓宽了，教学质量也提高了。
多媒体教学的发展并不意味着要摒弃传统的板书教学。有很多学生认为板书能让他们有更多的时间去思考消化一些抽象的东西，更有利于对基础知识的理解和掌握。根据“流体力学”既有抽象复杂的流动机理又有大量的基本概念、基本方程的特点，在教学过程中应将多媒体教学与板书教学相结合，扬长避短，发挥各自的优势，为教学工作更好地服务。如对某些特定的流动现象，可以通过多媒体教学，加深学生对流动现象和机理的理解。而对于较重要的公式及一些重点难点内容还是采用板书教学，例如流体力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书，有利于学生集中注意力，让学生更清楚地看清步骤、方法和解题思路。这样既可留给学生足够的思考时间，又可加深学生对重要知识的理解，从而获得良好的教学效果。
流体力学理论及应用篇4
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.
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[4]王松岭.高等流体力学[m].北京：中国电力出版社，2011.
[5]周云龙.高等流体力学[m].北京：中国电力出版社，2008.
流体力学理论及应用篇5
关键词：电机及拖动基础；应用型专业；教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）41-0108-02
电机及拖动基础作为自动化专业及相关专业的一门基础性专业主干课程，在自动化、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化等专业的人才培养过程中发挥非常重要的作用。传统的教学过程及教学模式今生学生对相关理论知识的掌握，忽视了对学生创新能力的培养。在国家中长期教育改革和发展规划纲要中提出：我国正处在改革发展的关键阶段，经济发展方式加快转变，高等院校要优化结构办出特色，重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。为响应国家的高等教育改革政策，作者所在的高校作为湖南省首批进行应用型转型试点的两所高校之一，大力推进学校向应用技术方向转型发展。为响应学校号召，本文结合对自动化专业电机及拖动基础课程多年的教学经验，以培养具有创新意识的应用型人才为培养目标，发挥学生学习的主观能动性，培养学生解决工程实际问题的能力，对电机及拖动基础课程的教学内容、教学方法与手段进行改革研究。
一、电机及拖动基础课程特点分析
电机及拖动基础是我校自动化专业、建筑电气与智能化专业的专业基础课程，属于专业必修课程。在当前版本的人才培养方案中，其理论课时为50学时，实验课时22学时，理论与实验独立考核。从教学内容上看，该课程以《电路原理》、《大学物理》为先修课程，后续课程包括《计算机控制系统》、《运动控制系统》，电机及拖动基础课程涉及到电路原理、磁路理论、电磁力学等，授课内容多，教学内容中包含一些较为抽象的概念，如磁路基本原理、磁动势、电磁力、电磁感应、感应电动势等等，学生的理解难度大；课程内容包括电机学原理及电力拖动两大内容板块，相关内容的相互衔接较为松散。
二、调整优化理论教学内容，突出工程应用的课程教学体系
电机作为电能与机械能之间的转换设备，在当前的社会生产与生活中占有重要的地位，是现代化生产活动中最主要及最广泛使用的动力设备，在国家大力推进应用型专业教育的转型及重视对学生开展工程实践能力培养的基本方针下，根据用人企业的实际需求，结合学校对专业人才的培养目标，即培养能为地方经济建设服务的应用型高级工程技术人才，对课程的教学大纲进行修订。按照对专业人才的培养目标，对理论教学内容体系进行调整，对相关知识点进行分类，对教学内容授课时数及授课重点进行规划，突出对学生工程应用能力及实践能力的培养，实现与企业的需求及行业资格考试内容的合理衔接。如直流电机的原理与组成结构部分的教学，对于直流电机的绕组结构及分布内容进行压缩，只需要介绍磁极对数及极距两个基本物理概念；对直流电动机的转动原理进行较详细的分析，而对电枢反应及直流电机的换向等内容，不对其产生原因进行深入分析，而只简单介绍换向不良产生的危害，电枢反应的影响，将理论分析困难的内容进行压缩，突出对工程应用能力的培养。
在电机及拖动系统的整体教学内容中，包括直流电机基本原理、变压器基本原理、交流电机原理、交流电机拖动系统等内容。在常用的经典教材中，章节顺序按直流电机的结构及原理、变压器、交流电机的基本结构及原理、直流电机拖动系统、交流电机拖动系统等章节内容编排，在教学执行过程中，如遵循按章节顺序进行教学的常规思路，即先讲述直流电机结构及原理、变压器、交流电机的原理及结构，再讲述电机拖动系统的相关内容，则教学内容会出现衔接问题，学生在学完交流电机的结构及原理部分内容后，对直流电机的相关原理内容已经出现了部分遗忘的情况，此时再讲述直流电机拖动内容，需要安排不少的时间对前面的运行原理部分的内容进行复习。对教学内容及教学顺序进行合适的调整，将直流电机的拖动内容安排到直流电机的结构与原理之后，将交流电机的拖动内容安排到交流电机的基本原理之后进行讲授，将整个课程的教学内容分成三大板块，即直流电机及其拖动系统，变压器，交流电机及其拖动系统。在教学过程中，讲授了相关的电机原理之后即开始讲授电机拖动系统，通过相应的电机拖动系统的实际应用案例强化对电机结构及运行原理的理解。
随着电力电子变流技术的发展，交流电机目前占据电机应用领域的主导地位，直流电机因为体积大、价格高，其市场占比逐步降低，但在一些对调速性能要求高的场合具有不可替代性，结合当前电机及其拖动系统在行业中的应用状况，对电机及拖动系统课程的整体教学课时进行分配，突出交流电机及拖动系统在整个课程体系中的核心地位，适当对直流电机及拖动系统的部分不常用的理论内容如绕组分布等教学内容进行删减。
三、采用多种教学方法，教学过程中面向实际应用，提升教学效果
电机及拖动课程涉及到电学、磁学、动力学、热力学等多门学科，电机拖动系统与实践联系密切，其先修课程主要包括电路理论、大学物理，课程中抽象性的概念内容较多，为了提高学生学习的积极性及学习效率，在教学过程中需要用到多种教学方法，善于运用对比教学法，如电路与磁路理论的关联性强，并存在很强的对应关系，如表1所示，通过学生所熟悉的电路参数及欧姆定律，引导学生理解磁路的基本特性及磁路欧姆定律。
对重要及基础的概念，在讲述时既要做好基础知识的铺垫，又要做好知识点的凝练与归纳，要做到深入浅出，如直流电机的基本运行原理，涉及到能量的变换、电磁力学、运动力学等多个知识点，在电机的起动过程中，内部磁场、通电的电枢导体、电刷与换向片三个要素缺一不可。对知识点进行归纳时，根据电动机运行的三要素，总结出电机运行原理性口诀：电生磁；电磁生力；变磁生电。电生磁，即电机运行过程中，依靠励磁电流产生气隙磁动势，形成空载内部磁场（运行要素一）；电磁生力，指载流导体在磁场中受到电磁力的作用（运行要素二）；变磁生电，即电枢绕组内的磁通变化时在绕组内部产生感应电动势，完成电动机的能量转换任务（将电能转换为机械能）。结合电动机的电刷与换向器结构（运行要素三），归纳总结出电机在运行过程中的电磁关系及连续旋转的基本要素。在后续的教学过程中，对相关的知识点进行放射式展开，如励磁方式知识点的讲授，可先复习直流电机运行的三基本要素，指明内部磁场属于直流电机连续运行的三个基本条件之一，随后则可引出电机的励磁方式，指明内部磁场的必要性及内部磁场形成的技术手段，形成课程知识点的发散及串联。
将相关的工程应用案例情景引入到课堂中，通过对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，加深对基本原理和概念的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力。在电动机的运动方程平衡部分，有转矩平衡公式：te-tL=J■，在进行公式的深入分析之前，需要对电磁转矩、负载转矩及转速正方向的定义，并根据公式确定系统运动的平衡状态、过渡状态，随后引入负载转矩特性分析内容，对不同负载的转矩特性进行分析，按照恒转矩负载、通风机类负载、恒功率负载三类分析负载转矩与负载转速之间的关系，在分析过程中，对于不同的负载，可结合专业的实际情况引入对应的实际生产机械图片，增强学生对课程的兴趣。
在对电机的基本运行原理及调速知识有了一定掌握之后，教师可结合专业定位情况，挑选一些实际应用中的相关案例，使得学生加深对课程理论知识的理解，同时能应用所学知识，并在教师的引导下对相关专业知识进行创新应用。比如结合目前国内电动助力车及电动摩托车等旺盛的市场需求与销售情况，给学生提供一款用于电动摩托车的直流电机的铭牌数据，让学生根据铭牌数据回答问题：降低电枢电压时电动机的瞬时转速及电枢电流数据是多少？稳定后有何变化（负载不变）？直流电动机的调速方式怎样实现？调速过程中能量损耗及能量转换关系有何变化？通过回答上述问题，使学生学会应用相关知识分析解决实际工程问题。在此基础之上，可进一步拓展学生解决应用问题的能力，载人用的轻便电动自行车与主要用于载货运输用的“爬坡王”电动车的电机在选型上应该注重哪些方面的参数区别？对一些学习能力强的学生，则可继续引导：为了提升一次充电的行驶里程，可否将回馈制动应用于电动自行车？并指导其设计一些小型的验证性实验装置。通过以上的教学过程，将课程的理论教学与实际应用紧密联系，增加学生学习的兴趣，提升学生解决实际工程问题的能力。
四、结论
电机及拖动基础课程是自动化及相关专业的一门专业基础课，与实际应用联系紧密，为满足专业人才培养向应用型转型的需求，在新的培养体制下，将专业课程的教学内容进行有机整合，采用多种教学方法与手段，打造重点突出、与应用密切结合的课程内容体系，增强学生学习的兴趣，提升学生运用相关知识解决实际工程问题的能力，经过实际的教学试验，验证了改革的课程教学比常规教学效果显著提升。
参考文献：
[1]顾绳谷.电机及拖动基础（第四版）[m].北京，机械工业出版社，2013.
流体力学理论及应用篇6
关键词:农林院校大学物理高中物理内容比较与分析
1999年开始的新一轮基础教育课程改革的力度是空前的,在课程理念、课程目标、课程内容、课程实施方式上进行全方位整体改革。为适应21世纪技术化社会的需要,我国基础教育阶段的物理课程在课程设置和教学内容等方面进行了调整和更新,在内容上体现了时代性、基础性和选择性。在农林院校,物理课程所涉及的物理学知识内容而言,主要包括力、电、原子、热四部分。在知识的讲述上,农林院校的讲述方式是简单介绍物理学基本原理,然后就介绍物理理论知识在农林科技及日常科技中的应用、物理学在现代农业方面的应用,较少涉及公式的推导、数学计算等。
一、力学内容的比较和分析
农林院校大学物理课程力学部分讲述了流体力学、振动和波(机械振动、机械波、声波)。流体力学部分的主要内容有:液体的表面张力、液体的流动性质(液体的定常流动、连续性原理、伯努利方程)、液体的猫滞性质(牛顿勃滞定律、泊肃叶公式)、物体在猫滞液体中的流动(斯托克斯公式、雷诺数和流体相似率、离心分离技术)。振动和波的主要内容有:简谐振动的特征及描述、阻尼振动和受迫振动、简谐振动的合成、频谱、机械波的产生和传播、平面简谐波、惠更斯原理、声波、波的干涉、多普勒效应。此外,有些版本的教材如金仲辉(2000)、王海婴(2000)均讲述了牛顿力学和力学的基本定律,两个版本都讲述了质点运动状态的描述、牛顿三定律、力学相对性原理、力学的三个守恒定律、刚体的转动(简述)。除此之外,王海婴(2000)还讲述了非线性力学(线性和非线性力学系统的特点、两种确定性和两种随机性)、相对论力学(相对论运动学、狭义相对论动力学、广义相对论)。刁岗(2001)对于力学基础知识没有专门介绍,在固体一章中涉及应变与应力、杆的弯曲等力学知识。高中物理共同必修中,没有讲述流体力学方面的知识,但是学生在初中物理中学习过浮力、压强、压力方面的知识,高中物理课程涉及的力学基础知识,以及力的应用方面的知识,学生对于流体力学部分的学习应该不会有什么困难。振动和波这部分涉及的知识内容同工科大学物理大致相同,农林学院校对于声波的讲述有所加强。这部分内容的学习同样是以牛顿力学为基础的。
二、电磁学内容的比较和分析
农林院校大学物理电磁学部分涉及的物理学基础知识同工科院校基本一致,但是,在叙述上更精炼和简单,内容更侧重于物理知识在生物学、医学中的应用,如静电场的应用(静电场处理种子、电晕放电处理种子、人工诱发闪电的应用、静电喷农药和静电人工授粉)、磁的应用(磁场处理、磁性肥料、磁化水、磁法检验)、电磁波在农业上的应用、电容器与细胞电容、生物组织的电阻等,以及基尔霍夫定律及应用、直流电的医学应用。基尔霍夫第一定律的物理背景是电荷守恒定律,基尔霍夫第二定律可以在高中全电路欧姆定律的基础上引申得出。农林院校大学物理电磁学部分同高中物理课程的编排思想是一致的,涉及的电磁学知识提供了学生进一步学习所需要的物理学基础知识。
三、光学内容的比较和分析
农林院校大学物理光学部分涉及光的干涉、衍射、偏振,光的吸收与散射等知识内容,在讲述物理基础知识时,更加侧重于在生物学中的应用,如薄膜干涉的应用、夫琅禾费圆孔衍射与生物显微镜、激光在现代农业和生物学中的作用、生物体发光的性质和实际应用、生物学研究中常用的光学仪器(光学显微镜、分光光度计、特种生物显微镜、电子显微镜)等。由此看到,农林院校大学物理光学部分同高中物理的编排思想基本是一致的,高中物理课程涉及的光学、原子物理的知识提供了学生进一步学习所需要的物理学基础知识。
四、量子物理基础知识内容的比较和分析
农林院校量子物理基础知识部分涉及的内容主要有:第一,光的量子性(黑体辐射定律、光电效应实验规律、爱因斯坦光子理论、爱因斯坦光电效应方程、光电效应的应用、光的波粒二象性);第二,量子力学初步(德布罗意波、不确定关系、薛定愕方程、势阱和势垒、氢原子光谱的规律性、泡利不相容原理、能量最小原理);第三,光谱分析(原子光谱、分子光谱、X射线谱及其应用);第四,激光的原理和应用医学院校大学物理该部分讲述了原子物理和量子力学基础知识,原子物理中介绍了X射线(X射线的产生、X射线的强度和硬度、X射线谱、X射线的性质、X射线衍射、X射线的衰减规律、X射线的医学应用)、原子核和放射性(原子核的角动量和磁矩、原子核的稳定性、放射性核素的衰变种类和衰变规律、射线与物质的相互作用、电离辐射防护、放射性核素在医学上的应用)。量子力学基础讲述了玻尔的氢原子理论、德布罗意假设、物质波的统计解释、不确定关系、波函数、薛定愕方程、势阱与势垒、原子结构理论(四个量子数、原子的壳层结构、分子结构)。此外,还介绍了相对论基础(狭义相对论、广义相对论)和混沌动力学基础知识。高中物理对于相对论与量子物理的知识作了初步的介绍,使学生对此有一个感性的认识,而农林院校大学物理对于这部分内容的讲述,是在高中物理已有知识基础上的提高和扩展。高中物理涉及的激光、放射性同位素、核反应方程、衰变、半衰期、结合能、核裂变、链式反应、核聚变等知识,侧重于从应用的角度展开物理知识,这同农林院校大学物理基本是一致的。
五、热学内容的比较和分析
流体力学理论及应用篇7
关键词工科研究生课程多元专题讲座式教学方法
abstracttheteachingmodelof"multisubjectlecture"，whichcangivefullplaytotheroleofteachersandstudents.taking"advancedfluidmechanics"asanexample，thispaperexpoundstheteachingthoughtandprocessof"multisubjectlecture"teachingmode，andhighlightsthenewideasintheteachingcontent，teachingmethodsandevaluationsystem.andtheanalysisofthe"multiplelecture"teachingmodeinthecourseneedtopayattentiontotheproblemsintheimplementation，inordertoimprovetheteachingqualityofengineeringgraduatestudentscurriculumrelatedaspectsputforwardopinions，soastocarryoutthecultivationofpostgraduates'creativethinkingandscientificresearchabilityandoverallquality.
Keywordscourseofengineeringgraduatestudents；multisubjectlecture；teachingmethods
“专题讲座式”教学模式指在遵守课程指导性教学大纲的前提下，把教学内容按照一定的标准分成若干部分（即几个专题），然后分配给不同学科背景且从事学科教学的教师，将每个部分视为独立的专题来备课和授课，共同完成一门课程教学任务的一种教学方法。①②以教学计划为根本，将学科要点与学生的实际思维相结合，对当前的热点难点问题以及学科前沿领域的相关问题进行指导分析。近年来，“专题讲座式”教学模式在思想政治理论课程中有较为成功的应用。周莲芳针对南京师范大学研究生思想政治理论课课程建设的实践，探索并构建了“专题讲座型”的研究生思想政治理论课教学模式，通过科学设计教学专题，取得了显著的成效。③王同起在“中国近代现代史纲要”中设置专题讲座，发现采取专题讲座的形式能够激发学生的学习兴趣，提高了教学时效。④袁建萍详细分析了影响专题讲座课吸引力的因素和环节，研究J为教师必须掌握“专题讲座”教学备课讲课的方法和艺术，以采取相应措施，提高讲座课的吸引力。⑤
对于绝大多数工科研究生课程，知识体系庞杂，头绪繁多，概念相对比较抽象。譬如申请者所承担的研究生《高等流体力学》教学，要求学生不仅需要掌握流体力学的思维特点，还要学会处理实际中有关流体力学的问题，对将来涉及到的流体力学问题奠定理论基础，以便应用到学科课题等方面的研究工作，⑥学生普遍反映课程难度较大，尤其是对于数理基础相对薄弱的工科研究生，现行的教学内容比较晦涩难懂。客观而言，在高等流体力学的教学中，存在一些问题，即过于强调基本理论的内容，对数学知识的要求也相对较高，但对于解决工程实际方面的应用，讲解的内容较少，尤其是在工程实际问题中，如何应用基本理论去分析和解决这一内容却几乎空白，不利于形成良好的教学效果。具体到笔者所在的北京理工大学机械学院的学生，目前选用的教材和教学内容强调高等流体力学中势流理论、理想流体流动等方面，与自身科研的课题的联系比较有限，学习兴趣也难以调动起来。如果在课程设置中采用“多元专题讲座”这一非常规的教学方法，根据选课学生不同的学科背景以及需求，结合教材和学科发展选定几个主要专题（如高速水动力学、气动叶栅流动、湍流燃烧等），进行专题讲座，并将工程实践内容引入课堂，不仅扩展了学生的知识面，使其更好地了解理论知识应用于工程实际的方法；也可以提高学生的积极性，为将来在相关课题研究或工程应用中奠定良好的基础。
关于如何有效地调动学生的学习热情，需要讲座教师在深入浅出的理论阐述中加以生动丰富的工程实践解说。⑦对于“多元专题讲座”的授课方式，往往需要不止一位授课教师，每位授课教师在对应的专题方向已经进行了长期、系统的钻研。“专题讲座”教学模式合理的将教师的科研与教学工作有效的结合了起来。⑧要成为一名优秀的教师，必须不断学习，不断丰富自我知识。只有达到厚积薄发，游刃有余的境界，教师才能授人以渔。苏联教育家苏霍姆林斯基说：只有把自己知识的百分之一用于课堂讲授就够了的教师才是真正的教师。随着社会的不断进步，科技的快速发展，大学教育应该紧跟科技的脚步，因此教师需要不断学习，不断了解与研究领域相关的各方面最新的科学知识，在提高自己，紧跟时代步伐的同时，可以进行知识的积累，深入了解所教学科。进行相关的科学研究，可以使教师更加直接、全面的获取学科前沿知识。⑨因此在教学中，可以站在学科的前沿，从更高的层次对本专业的知识体系进行把握；同时可以在教学中对本专业的研究成果进行介绍，着眼于现代科技的发展，对所教学内容进行一定程度的深化，使教师的科研能力与教学能力相辅相成，同时将科研成果不断转化为教学成果。采取“专题讲座型”教学模式，教师可以结合自己的研究方向，自主选择教学内容，并在教学中引入自己的科研成果，可以很好的提高教师的主动性和积极性，同时也更好地展现了教师的个人人格魅力，实施更有效的教学。随着教师主动性的提高以及教学内容与科研相结合的方式，教师对教学内容的理解更加透彻，教学质量会随之上升。YZ[
因此，“多元专题讲座式”研究生课程教学模式，有助于充分发挥教师与学生的双主体作用。不仅很大程度上提高了教师的主动性与积极性，也提升了学生学习的兴趣，使学生真正了解并参与到课程研究中去，适应了学生的个性发展，并满足了社会对研究生的根本需求，真正体现以学生发展为本的理念，提高了研究生课程教学质量。但在“多元专题讲座式”教学模式的具体实施过程中，还亟待提出适合工科研究生课程教学内容、方法以及课程考评体系，分析提高专题讲座课程吸引力的因素和环节，提出基于“多元专题讲座”教学模式的课程综合评价方式。\]
1工科研究生课程“多元专题讲座式”教学模式实施方法
1.1教学内容的选择
开展“多元专题讲座”教学模式，首先需要分析不同学科背景研究生对教学内容的需求与选择，我们以“高等流体力学”教学为例，通过调查研究法和统计分析法，提出适合于北京理工大学热能与动力工程专业研究生的“多元专题讲座”教学模式。
根据课程特点，“高等流体力学”的授课内容由以下三部分组成，分别为：流体力学理论教学、流体力学实验教学、计算流体力学（CFD）教学。在课前，根据选课学生的学术背景和研究方向，通过调研、调查问卷、座谈会等方式，实证分析在“多元专题讲座”教学模式下，学生对课程内容设置的需求。
在理论教学方面，以研究生创新教材《高等工程流体力学》为依托，将教材章节的教学内容归纳为四个专题，分别为：《流体力学基本方程》、《理想不可压缩流体的流动》、《粘性不可压缩流体的流动》、《理想可压缩流体的流动》。这一部分是学习的基础。
在验教学方面，将以选课学生的学科背景和研究期间的实际需要，结合北京理工大学机械学院热能与动力工程系研究方向，拟开展两到三个专题，分别为：《流体测试技术》、《复杂多相流动实验研究》、《发动机湍流燃烧可视化实验研究》。
在计算流体力学（CFD）教学方面，将着重贴近目前机械与动力能源领域前沿问题，开展四到五个专题，分别为：《叶轮机械与流体动力学》、《空化和超空化流动现象的研究》、《燃料与空气的匹配与流动控制》、《航行器喷水推进及其水动力学特性研究》。
上述专题内容的设置，主要考虑以下两点：（1）所设专题应基本涵盖本课程的内容体系，可以满足教材编写的初衷；（2）基于机车学院的学科背景，增设了贴近机械与动力能源领域前沿问题的新专题，弥补了教材较为陈旧，偏重理论的不足。两者结合，在确保教学内容没有偏离总体教学目的的同时，又有所探索和创新。
1.2教学方法的创新
（1）流体力学理论教学：流体力学理论体系严密，从流体静力学、运动学、理想流体动力学、粘性流体动力学，到专题内容如旋涡理论、势流理论、波浪理论、边界层理论、机翼理论、相似理论以及管内流动问题等。在这部分的四个专题中，将由教学经验丰富、基础理论扎实的教师主讲。在课程的讲解中，力求严密而又不失流体力学的系统性，要求学生掌握坚实的流体力学理论基础，同时采用启发、讨论的方式将有关流动概念以身边常见的流动问题，引导学生深入学习内容的问题实质。针对工科研究生的学习，所创新的教学特点为：一方面应该对流体力学基本微分方程组进行深入讲解，另一方面应注重理论与实际相结合，应用基本理论解决各类流体力学的实际问题。在教学内容方面，针对本科生所学的相关内容，需要有恰当的铺垫和引用，使学生可以更好的理解内容，避免不必要的重复。
（2）流体力学实验教学：在重视课堂理论教学的基础上，拟在实验教学方面进行了大胆改革，将流体力学的实验课程分成四个层次：流动显示的形象教学、直接测量的定量方法、创新实验的设计与开展、实验结果的综合分析四个层次，积极发挥不同层次、不同学科背景学生的学习积极性，还可以让学生尽早接触工程实际、扩展学生思维、训练学生分析问题和解决问题的能力。在这部分的两到三个专题中，将由实验经验丰富的教师主讲，高年级的博士研究生配合相关实验的进行和研究。
（3）计算流体力学（CFD）教学：计算流体力学对于机械与动力专业的研究生而言，是一门非常重要的课程，这门课程是学生后续科研、工作中必要的工具。该课程特点基础理论部分抽象，不易理解，对计算机绘图方面要求较高，也需要较好的软件操作能力，对于学生学习来说，有一定的难度。在这部分的四到五个专题中，将由精于CFD研究的中青年教师主讲，力求理论与实际应用结合紧密，将抽象的概念与具体问题相结合，让学生学会解决问题的方法。在“专题讲座”教学中，探索案例式、研讨式、实践教学等多种途径、多种媒体有机结合的“立体化”教学模式，该种模式有利于启发研究生的创新思维能力，提高科研实践水平，对研究生综合素质的培养起到促进作用，有利于研究生个性的发展。
1.3考核方式的改革
在“多元专题讲座”课程考核中，实行多角度综合评价的方式。学生最终成绩由“文献综述”、“提问讨论等课堂表现”、“课程大作业”等部分综合构成。文献综述反映了学生对课程专业知识的理解深度；提问、讨论等课堂发言体现了学生对所学内容的理解和深入思考，以及反映出该生的课堂参与度；“课程大作业”体现了学生对课堂所学知识的应用程度。这种“多元立体式”的评价方式可以对学生进行客观科学的评价，正视并且尊重学生的个体差异，从多方面的综合素质对学生进行鼓励和肯定。相比于传统的仅对考察信息记忆总量的考核方式，更加科学客观。
2工科研究生课程“多元专题讲座式”教学中需注意的问题
在工科研究生课程“多元专题讲座式”教学中，一方面需要对课程的基本原理进行讲解，另一方面要将现代计算技术的新发展引入教学中，重点讲解其对解决实际问题的应用。在教学实施过程中，根据笔者的实践和体会，需要注意以下几个问题：
（1）坚持教学与科研相结合方式在教学中的应用：创造能力人才的培养，必须将教学与科研有机结合起来。教师通过对相关学科进行科研探究，能进一步加深对本学科的理解和认识，更新教学手段，丰富知识结构，从而激发学生对学习和研究的热情。“专题教学”将科研与教学工作有效的结合起来，如何寻求两者的最佳搭配效果，及时将科研成果转化为教学内容，是课程设计与实施过程中一个重要的问题。
（2）加强影响专题讲座课吸引力因素和环节的分析：采用“专题讲座式”教学模式对授课教师的要求更加严格，除了拥有丰富的专业知识并不断学习该领域的前沿科学，还必须不断提高备课讲课的方法和艺术，了解提高课程吸引力的因素和环节。
（3）加强“多元专题讲座式”教学团队的建设：在专题教学中，课堂教学目标是力求达到研究生课程的科学性、知识性、现实性和趣味性的有机统一。所以任课教师不仅要具备深厚的知识理论内涵，还要在科研中不断丰富与时俱进的创新精神。如何形成年龄结构合理、理论功底硬、学科平台高、有创新精神的研究生课程教学团队，也是教学中需要解决的关键问题。
3结束语
将“多元专题讲座式”研究生思课程教学模式运用到工科研究生教学中，有助于调动教师教学积极性和学生学习积极性。更有助于培养学生的科研精神，提升其综合素质。教师教学内容、教学方法和考评体系的设计中，应加强学生对所学知识的理解和应用能力，为日后工程、科研和工作打下良好基础。
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基金项目：北京理工大学第十批教育教学改革研究课题
注释
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流体力学理论及应用篇8
关键词：物流管理；教学内容；课程体系
高职人才培养要为区域经济服务，教学内容与课程体系的特色主要体现在与地方经济的结合上。各地经济结构、产业布局、经济发展水平的差异导致对人才需求的类型、专业要求不同。如何满足地方经济发展对人才的特定要求，是当前高职院校课程改革必须正视的关键问题。本课题组在研究过程中，通过分析广西东盟自由贸易区建设对物流管理人才的需求结构，围绕人才培养目标，对高职物流管理专业教学内容、课程建设、教学方法以及实训教学等进行了积极的探索。
一、广西物流人才需求结构
为了解广西物流人才需求情况，明确广西物流人才需求结构，课题组自2004年开始跟踪调查广西历届物流管理毕业生的就业去向及具体工作岗位，同时利用指导学生毕业实习及寒暑假时间，坚持每年都对广西国际万通物流有限责任公司、超大、运德、玉柴、防港物流、翁式八达、世纪物流、海尔广西物流等企业的主营业务展开调研、跟踪关键业务流程，获得了大量的物流工作岗位任务的第一手资料。
通过对上述企业物流业务具体工作任务分析并结合中国东盟自由贸易区发展的需要，我们发现广西对物流人才需求的趋势主要呈现以下三个特点：
1 广西作为中国一东盟的“桥头堡”，具有国际物流业务背景的物流企业需要懂得国际贸易、国际运输和国际采购等国际物流领域的知识，从事第三方物流的中高级管理人才和操作性的应用人才。这类人才的特点是，具有较强的物流理论基础及实际操作能力，对现代物流的运作熟悉，计算机信息处理能力强，有较强外语基础，熟悉国际贸易中物流业的业务处理。
2 广西仍属于经济欠发达地区，制造业是广西的软肋，但中国东盟自由贸易区及北部湾经济开发开放区的建设为广西物流发展提供了千载难逢的良好机遇，加快传统物流企业向现代物流转型和加速发展第三方物流企业是广西现代物流发展的紧迫任务。因此，第三方物流人才的需求会占广西物流人才的大部分需求。这种人才的培养是围绕供应链管理为核心，培养懂得供应链管理的综合性管理人才，他们是集采购、生产制造、商贸、金融、运输、系统工程、信息技术与手段等多种知识和技能于一体，且具备对企业内外资源进行整合、对经营全过程进行管理的能力，这类物流管理人才具有技能型、应用型的特点。
3 广西由于经济欠发达，物流网络还未形成，物流企业布局也不够合理，目前还有很多从传统运输业、仓储业等发展起来的物流企业，还有众多新兴的中小型物流企业，这些企业起点较低，经营理念、经营思想比较落后，物流专业化程度很低，基础设施和装备水平落后，协作能力差，技术薄弱、信息化程度低，不能适用现代物流发展的需要，但恰恰是这些企业最渴望我们的学生去实习、工作，因为他们不但需要各种层次的物流人才给予他们全面指导，更需要一批具有专业理论知识及实际操作能力的物流人才充实他们的职工队伍。这类人才的特点是，除具有较强的专业理论知识及较强的动手能力外，还需要有更强的适应能力及一定的市场营销、开拓创新能力，高职教育应该为他们提供合格的物流人才。
二、根据广西物流人才需求结构调整专业培养目标、明确专业培养方向
1 重新设计培养目标。通过跟踪历届毕业生的就业岗位和各工作岗位应具备的知识、技能和能力，我们认为，高职物流管理专业的培养目标是培养有扎实的经济与管理理论基础，掌握信息技术方法与手段，具备使用现代信息技术开展物流活动的能力，从事现代物流运作与管理的应用型、复合型人才。这类人才应该有较宽的知识面和较强的适应性。具体来说，应从以下四方面考虑：(1)以培养物流企业第一线的物流技术应用、物流管理与服务的各类应用型人才为宗旨；(2)以物流企业的实际工作岗位群所需要的能力和基本素质为主线；(3)以培养学生的创业能力和开拓创新精神为重点；(4)学生毕业后，经过短期培训可以胜任基层物流管理岗位，通过三至五年的实践，绝大部分能够胜任中层的物流管理岗位。
2 根据培养目标细分专业方向。一是以国际货物运输、货运、报关与报捡为核心的国际物流专业方向；二是以运输管理(含集装箱运输)为核心的第三方物流公司经营专业方向；三是以仓储与配送为核心的物流仓储与配送管理专业方向。
三、基于物流职业岗位工作过程需要，构建“层次一模块”化的课程体系
高职教育强调知识和能力的结合，而且以能力培养为主，我们在设置课程和教学内容时，构建了以职业技能为核心的“层次―模块”结构的课程体系。这一课程体系由核心层、支持层、基础层、特色层4个层次课程组成：
1 核心层。核心层由“核心技术课”和“职业技能课”两大模块组成，其内容是按照物流职业岗位群共有的基础技术和基本技能整合而成，作为教学和实训的中心内容，并在时间上、师资上予以优先保证。
核心技术课模块课程涵盖该专业对应职业岗位群需要的最基本、最主要的知识和技术，教学上侧重于技术原理、技术方法的讲授。设立5―6门核心技术课程，保证学生有足够的时间和条件学好这些课程，掌握本专业必备的知识和技术，确保学生有一技之长。这些课程包括《运输管理实务》、《仓储与配送管理》、《物流设施与设备》、《国际货运》、《供应链管理》、《物流服务营销》；职业技能课模块是强化培养学生的动手能力、操作技能的课程，重在职业基本技能，如《办公自动化》、《物流企业经营模拟实训》、《配送中心模拟实训》即属于此类课程。这一模块的课程强调职训、实训、实验、上机等实用性操作训练，以满足第一线应用技术人才的实际需要。
2 支持层。针对职业所需，在对专业技术知识教学的基础上，开设职业考证、职业培训、专业实践等课程，以强化操作能力训练。为此，围绕着核心层，我们设计了“专业技术”“职业考证”及“职业方向”等模块的支持层。
专业技术模块是指各专业除了核心层以外需要开设的专业技术课。这是对核心技术课程所需专业知识的强化、拓宽和补充，以使学生进一步深入理解本专业的核心技术课，强化技术操作，以熟练和丰富技术操作经验。如《物流法规》、《物流地理》、《物流概论》、《货物学》、《物流学》等。职业考证模块旨在保证职业资格的获取，落实双证制度。这一模块重视职业技能的考核，将职业考证的相关课程尽可能融入培养计划之中，由经验丰富的教师指导，从而有利于学生取得相应的职业资格证书，如驾驶证，助理物流师、货代、报关从业资格证等。职业方向课模块以当前职业岗位的需求为依据，
在第三学期开始按照学生的学习兴趣和基础对他们进行分流。此模块侧重对学生进行有针对性的专项培训，以适应多层次岗位的需要。如《国际贸易实务》、《集装箱运输实务》、《国际货运》、《第三方物流企业管理》、《报关实务》、《生产运作与管理》、《越南语基础》等。
3 基础层。基础层课程主要为学生提供必备的科学、人文、身心等方面的基础知识，重视培育学生的人文素养和科学素养，是职业高校区别职业中专的重要标志之一。基础层课程主要包括《经济数学》、《应用写作》、英语、思想政治理论课、体育等课程。基础层的课程设置以“必需、够用”为原则。
4 特色层。包括过程性课程、心理健康和职业指导课、选修课三大模块。过程性课程模块是在“以学生为主体”的理念指导下，为给学生提供更多的自学的机会、动手的机会、表达的机会、创作的机会而开设的过程性特色课程。如《现代物流技术》、《物流企业经营管理》、《物流保险学》、《物流规划设计》、《连锁经营原理与实务》、《商品采购》等。职业指导和心理健康教育模块包括《职业生涯规划》、《心理学》、《礼仪与公关》等三门课程。主要目的是提升学生综合职业竞争力，提高生活品味。选修课模块以人文课程为主，兼有科技、管理、文体类等课程，为学生多方面个性发展提供帮助。
“层次一模块”结构的课程体系特点是：各层各模块均紧紧围绕职业技能这个核心，突出这个核心，再按核心课程的需要逐层服务于核心，形成了一个围绕核心环环相扣的课程总体结构。这种结构由内到外依次体现出“职业技术核心”、“动手能力优先”和“注重人文和科技素养”的高职课程的设计原则，贯彻了从高职学生发展实际出发，“以学生为主体”的教育理念。
四、围绕物流职业技术核心，探索物流人才培养模式
通过充分的调查研究以及根据学校的办学特色和资源条件，围绕物流职业技术核心，我们在校内建立了仓储配送模拟实训中心、南宁海尔备件中心的同时，先后与海尔物流、防城港物流、万通国际物流、广西超大、运德等数十家企业共同构建实施校企合作双赢的校外实习、实训基地，形成了“理论一实训一理论一顶岗一就业”的工学结合培养模式(见图1)。这种模式可以促进理论教学与实践教学有机地融为一体，有效实现学校教育和企业顶岗实践的无缝链接。
五、采用理论与实践一体化的教学手段
物流管理是一个技术性、操作性极强的专业，为了实现培养目标，使学生掌握从事物流管理职业领域必须的知识，具备从事物流管理工作所应有的能力，构建理论实践一体化的教学环境，对核心技术课程采用理论实践一体化的教学手段是关键环节。以笔者负责的省级精品课程《仓储与配送管理》为例，课程内容以仓储、配送的实际工作过程为主线，通过对企业实际需求的调研和分析，按企业在实际工作过程的需求设计教学模块，按照具体工作任务来组织教学，使学生在完成教学模块的过程中提高仓储、配送业务处理的能力。如针对配送中心的分拣岗位，设计的教学、实训流程见图2。
在该环节的教学过程中，首先安排学生到校企共建单位海尔南宁备件中心作业现场，让学生仔细观察配送中心的空间布局及整个作业流程细节，细心体会不同作业环节的关键控制点。然后回到课堂由学生结合所学理论知识进行讨论，列出理论知识在海尔南宁备件中心被运用的情况并描述海尔的分拣业务处理流程及操作要点。接下来要求学生针对模拟客户订单制定一份详细的分拣方案，最后将分拣方案在校内物流配送模拟实训室中通过岗位角色模拟，按业务流程进行模拟实训。类似的按工作任务驱动的教学方法，将教学内容贯穿在工作任务完成的过程中，学生通过认识工作任务来认识和理解自己将来的工作岗位，通过完成工作任务体会工作所需要的知识点和技能点，在培养学生良好职业素质的同时，增强了学生的紧迫感，激发了学习积极性、主动性，学生直观感受到了学习的有用性。
流体力学理论及应用篇9
[关键词]物流信息系统实践教学方案模块化设计
一、引言
随着信息技术的发展，物流信息系统逐渐被物流企业作为一种必备的业务工具，所需人才也必须是既懂现代信息管理又懂物流实际操作的复合型人才。许多学校由于条件限制，采用验证模拟性实验多，综合性实验少，缺乏真正的物流信息商务操作，严重影响了物流信息系统人才的培养质量。所以，如何强化实践教学环节，大力加强实践教学内容与方式的改革，通过模块互动方式打造物流信息系统实践教学方案，将理论与实践有机地结合在一起，逐步地培养学生分析解决问题的能力、创新思维能力、实践动手能力。
二、教学内容分析及课程定位
物流信息系统是一门综合交叉学科，它以经济学、管理学、电子信息技术、计算机网络等为基础，涉及面广，实践性强。学生通过学习，须掌握物流管理信息系统的基础知识、信息技术、物流信息系统开发管理及实务操作。课程内容包括：物流、信息基础、管理信息系统的结构、物流设备、物流自动化、信息系统化、自动识别及采集技术与设备、自动存取和分拣系统、生产物流信息系统；第三方物流信息系统；公共物流信息系统平台；物流信息系统的开发方法、规划程序及方法；物流信息系统管理内容、模式和运行管理方法；数据库技术、eDi、GiS和GpS等内容。一方面，作为一门综合交叉学科，要求非计算机专业的学生通过一门课程来全面系统掌握其理论知识和操作技能是非常困难的。另一方面，传统的教学方法也不能满足当今信息化环境下的主流技术和操作技能，要求教师授课时考虑到教学的科学性和前瞻性，面向企业需要，培养学生操作能力为目标进行教学，从而提升学生的学习兴趣和创新能力。
因此，课题组将课程定位为：教学内容要面向企业应用为目的，理论联系实际，以企业业务流程需求为引导，结合学生专业培养目标和学生个性发展方向，激发学生学习兴趣和专业创新能力，学生能够用企业的角度规划适应其战略目标的信息系统和熟练的系统操作技能。
三、教学策略与教学模式设计
1.设计思路。随着现代教学技术在教学过程中的推广和普及，学生的学习方式和学习习惯也随着发生变化，教师也应探究有利于培养自主学习能力的教学策略和教学模式，提升学生的创新精神和实践能力。现代的教学方法要求改变传统的课堂讲授式为启发引导式，追求教与学的协作化，赋予学生学习的主动性。结合多年的教学研究，课题组摸索出一定的教学模式和方法，具体做法是：采用模块互动、网络和多媒体、小组讨论、与企业协作等等多种教学手段，使学生提高主动参与、自主学习的意识，推动学生实践能力和创新精神的全面提高。
2.实践教学方案的模块化设计。为了提高学生实践技能，充分利用各种实践教学资源，解决现实中的实践教学不足的问题，本课题采用基于认知、验证、虚拟、实境等环节的实践教学方案，构建的实践模块，内容包括：块任务、能力指标和知识要素，如表1。
3.实践模块设计的灵活性和分散性。根据教学需要可以调用其中任一模块来支持理论教学，同时通过理论教学又进一步完善和体现实践模块功能，达到实践-理论-实践的良性循环，二者相互支持和促进，彼此互动，使学生理论学习和能力训练有机结合。物流信息系统模块化实践教学方案的实施，是基于科学合理的理论课程方案，充分体现理论模块够用、实践模块适用要求，以能力提升和素质培养为中心，全面提高学生实践应用能力和创新能力。根据灵活性和分散性需求，针对不同专业开设有物流管理课程，为了满足不同专业对物流理论和实践的需要，学生根据教学要求可以必修或选修一个或多个实践项目。课题组提出了如下的实践教学模块与理论模块互动设计，如下页表2。
四、实践模块化教学方案的实施
本方案采用以物流信息理论和实践相结合为指导思想，以服务专业为宗旨，统筹安排实践性教学内容，增加综合化程度，形成系列化、层次性教学环节，并注重各环节之间的连贯与支撑，循序渐进、螺旋式上升地实施实践教学。每个理论教学模块之中均有若干次实践教学，使掌握知识与培养能力同步进行，理论与实践结合，对形成职业能力有较好的支撑及促进作用。课题组与贵州某软件公司合作，参与企业不定期的现场实践，并邀请该企业网络工程师到学院给学生授课，介绍先进的知识和经验。使教学内容与职业能力紧密结合，缩短学生上岗适应时间。通过该模块的实践，不但使学生形成对计算机网络、企业管理、物流信息系统的感性认知，并且还具备使用计算机及网络的能力，掌握信息系统规划技术，同时还将受到严格的管理类专业基础知识实践训练。
1.实践模块一和模块二定位为基础模块。基础模块要求在课程的分散实践教学过程中，要将分散的理论知识点做到与实践一一对应，以实对虚，引导学生完成与之相关的实践操作，使学生在操作的基础上，更好地理解和掌握知识，做到理论与实践不脱节。
2.实践模块二至八定位为业务模块。业务模块以物流理论知识为基础，通过公司提供的物流系统，生动地体现物流信息系统在企业的应用，而不是向学生强制性灌输高深的专业理论。通过相应的业务软件系统，避免传统教学的枯燥和难以理解，让学生身临其境，真实体验，达到提高学习效率的同时也培养学生的动手动脑能力，激发学生的学习潜能。使学生能了解一般的业务及管理知识，熟悉最基本的业务操作流程，对物流信息系统环境有一个深入的认识，为将来到企业岗位打下起码应有的一般商务技能。
3.实践模块与毕业实习相结合。通过学校和企业共建的有针对性的实践教学平台，形成学校、企业、学生的长期合作、相互支持的实践教学资源环境。这有利于将企业实践与专业技能训练紧密结合，让学生把所学的知识技能运用到实际工作中去，使之在实践中得到有效的检验。同时培养学生专业实践技能、分析解决问题能力和创新创业的意识，最终实现知识技能与企业实践无缝对接，为毕业论文（设计）提供素材，为今后学生职业拓展或创业打下坚实基础。
五、方案特色与创新
为了进一步消化理解物流信息系统课程中的理论知识，我院在理论教学中，采用上述实践教学方案，使学生及时将理论知识与实践相结合。在教学过程中重视实践教学环节，强调学生实践技能培养，已成为比较突出的办学特色。
具体从以下三方面进行改革与创新：
1.培养学生创新能力。可采用组建项目团队或模拟公司进行创新实验。在业务模块中，相当于给学生构建了一个创新能力的实践模块。即指根据教师指导或学生自己提出的设想在虚拟环境或实验室中进行开发和创新，让他们自己去摸索设计思路、分析系统结构、总结原有系统的不足并提出改进意见。通过创新实践过程，使学生主动思维，提升学生的创新意识与能力。
2.校企优势互补，进行课程置换与整合。按照专业人才培养目标，将企业的培训体系纳入到专业的教学体系当中，综合高校教学与企业培训的优势，进行课程置换与整合，使教学内容同企业的岗位需求密切结合，缩小人才培养的效果与市场需求之间的距离，学生未出校门即体验到了企业的氛围，完成了理论到实践的跨越。通过校企互动，确保物流人才的培养紧跟市场需求，提高毕业生就业竞争力。
3.校企合作开发和编写教材，建立具有自身特色的课程和教材体系。理论知识的课程内容体系采用提出问题与解决问题等多种方案方法来构建，而技术应用性较强的课程内容体系采用工作过程或行业、企业标准以及相关的职业要求的方法构建，使学生具备一定的整体实践经验。通过课程置换与整合这种校企合作教学模式后，开设的物流信息系统课程获得了学生的大力支持，学生的学习积极性有了很大的提高，技术水平和实际工作能力也得到了较大幅度的提升。
4.基于方案具有专业性和分散性特点，各实践模块拓展为其他专业的选修和科研模块。学生可以根据自己的兴趣选择一至两个专业实践模块，完成相应的实验操作和系统设计，它属于创新应用的实践教学层次。其实践内容主要是虚拟操作的分析性、研究性、设计性的实践训练，是为进一步提高学生综合运用所学知识从事具体专业活动的能力。教师的实践能力也得到充分的提高，在实践教学进程时，教师自己设计实践教学内容与实施方案，尤其是在各模块实施过程中，教师加强了与实践基地及企业管理人员的联系与交流，共同制定实践环节教学计划与教学实施方案，全程参与学生实践环节教学，教师的实践能力也得到很大提高。
六、结束语
该实践教学方案可以使学生对物流信息系统与管理的实践能力得到充分锻炼。实践环节内容丰富、形式多样，课程实施灵活机动，系统性强，使学生置身理论与实践交替互动的氛围中，把学到的理论知识与实际问题结合起来，不仅具备了从事系统操作的基本知识与能力，而且拥有了爱岗敬业的热情和乐观态度，树立了创新意识，增强了上岗自信心。在该实践教学方案中，始终贯穿物流信息系统模块化设计，互动式实施，体现了先进的实践教学模式。创建社会需求与学校教育、技能培养与岗位要求相结合的专业实践教学方案，必将有利于培养学生的综合能力，也能为我国物流信息管理课程或相关专业实施开放式实践教学，提供有益参考。
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流体力学理论及应用篇10
[关键词]卓越工程师计划流体机械测试技术教学内容和方法教学实验改革措施
[中图分类号]tH311[文献标识码]a[文章编号]2095-3437（2015）07-0108-03
0引言
2010年教育部实施的“卓越工程师教育培养计划”是面向工业界、面向世界、面向未来的工程教育改革，该计划突出了工科人才的工程实践能力与创新能力的培养。[1][2][3][4]兰州理工大学流体机械及工程专业是我国最早的水力机械专业，始建于1954年的哈尔滨工业大学，1965年该专业整建制（包括水泵、水轮机实验室）迁至兰州理工大学（原甘肃工业大学），原有水轮机、水泵、液压3个专业化方向，现在已发展为流体机械、流体传动、流体测控、水利水电和新能源5个方向。2007-2012年分别获评教育部“部级特色专业”、“‘卓越工程师计划’实施专业”和“专业综合改革试点专业”3项教学质量工程，与沈阳鼓风机集团股份有限公司共建实践教学基地获评部级工程实践教育中心，1998-2014年连续4轮获省级重点学科，拥有省级精品课程4门、省级实验教学示范中心1个、省级工程技术中心5个。该专业从起始阶段起就是典型的产品设计专业，涉及耗能占全国各行各业25%的泵产品与发电占全国总发电量22%的水轮机产品，虽然专业面向归口行业较单一，专业对应行业产品却广泛应用到全国各行各业，具有“小专业、大市场、专业地位特殊”的特点。
“流体机械测试技术”是卓越工程师培养的一门重要的专业基础课程，是一门既有一定理论又有很强应用性的课。卓越工程师培养采用“3+1”模式，即学生在学校完成累计3年时间的学习任务，在企业完成累计1年时间的学习和实践任务，其培养计划的课程体系已发生了很大变化。如何将卓越工程师教育培养融入教学环节，尤其是实践教学环节，需适时地在该课程教学过程中进行改革和探索。
一、课程教学环节存在难点
结合“流体机械测试技术”课程教学内容、卓越班的培养目标及要求[5][6]，目前该课程教学环节存在以下几个难点：
（1）“流体机械测试技术”课程的知识框架及课时数如图1所示。基础部分各章内容相互独立，而应用部分是以水泵与水轮机为被测对象，涵盖了基础部分各章知识点，是理论与实践的具体结合。教学难点在于在保持理论框架完整的基础上，为了突出工程应用的要求，如何将基础部分与应用部分有机结合。
（2）该课程突出泵与水轮机这一专业对象，具有很强的针对性和实践性，其教学难点是如何将以解决实际测试问题为目标的教学理念贯穿于课堂教学、实验教学和企业教学过程中。
（3）该课程涉及水泵的性能实验、汽蚀性能实验、串联性能实验、并联性能实验、振动与噪声测量和水轮机能量实验，这些实验项目虽属单独设课的“流体机械实验”课程的教学内容，但也是本课程教学工作的落脚点，易发生脱离实践教理论、学理论的现象。
二、把握课程教学的核心，突出工程应用要求[7][8][9][10][11]
“流体机械测试技术”理论学时数为32课时，在课堂中追求大而全的教学目标显然是不现实的。为了贯彻以解决实际测试问题为目标的教学理念，围绕泵与水轮机的能量性能实验和空蚀性能实验，提出该课程核心教学内容是压力、流量、转速、转矩及功率5大参数的测量原理及方法。压力测量教学重点是弹性式压力计和压力传感器的工作原理及使用技巧。流量测量教学重点是涡轮流量计、电磁流量计和时差法超声波流量计的工作原理及其流量方程式描述的物理意义、3种流量计结构区别及其前后直管段长度的安装要求。关于转速、转矩及功率测量一章，教学重点是光电式转速传感器、磁电式转速传感器、磁电相位差式转速转矩传感器、电阻应变式转矩传感器的工作原理及使用方法。
在教学过程中，教师应在讲清楚各类仪表基本工作原理的基础上，注重基础部分与应用部分的有机结合，充分发挥自身在长期的科研和教学中积累的测试经验，通过一些测试实例，强化学生对各章知识点的综合应用能力，让学生体会到所学知识的具体应用对象，有利于学生掌握理论知识，也为后续的实验教学与就业打下了扎实的基础理论功底。例如以实测水泵扬程为例，让学生学会根据水泵实验台精度要求和被测泵扬程，选择泵进出口压力传感器的量程及精度;应用流体静力学基础理论，解决测点液体压力、压力计读数和测点至压力计中心的垂直高度之间的关系问题。例如以实测水泵输入功率为例，对电测法测量水泵输入功率，让学生掌握其实质是测三相异步电动机输入功率，现场观摩功率表接线方法，掌握功率表常数与电动机输入功率的计算方法，并能根据电动机特性曲线计算泵输入功率;对扭矩法测量水泵输入功率，它是在水泵与电动机之间安装转速转矩传感器来测量泵输入功率，并配有一台扭矩仪显示泵的转速、扭矩和功率。通过测试现场教学，使学生学会转速转矩传感器“清零”方法，加深理解转速、扭矩和功率之间的关系，并能根据水泵配套电动机功率及转速选择转速转矩传感器。在理论教学过程中，引入大量工程测试实例，解决了基础部分与应用部分有机结合的问题。这样，既能保证学生掌握完备的流体机械测试理论体系，满足学生进一步深造的需求，又能使学生有机会接触到更多的应用实例，更利于学生理论联系实际，学以致用，形成了以提高学生动手能力、培养学生工程意识为主线的教学特色，而这一特色与卓越工程师的培养目标相一致。
三、采用问题式教学法，引导学生转变角色
“流体机械测试技术”课程涉及较多的其他学科专业基础知识，在教学过程中，仅侧重课本内容讲授，学生在课堂学习过程中很难快速全面地把自身储备的知识与新学知识做到融会贯通和综合应用，从而使学生在课程学习过程中产生茫然的学习状态，有些学生甚至产生厌学心理，这将使整个课程的教与学过程变得非常艰难，以至于课程的教学质量严重下滑。因此提出“提出问题――解决问题的理论基础――测试技术知识的运用――解决问题”的教学模式，其实质是将理论教学与工程实践相结合，让学生体会到所学知识的具体应用对象。对每一节课，在正式授课前，教师应利用多媒体展示本节的教学重点、思考题与计算题。因学生带着问题学习，在教学过程中，教师更应注重以身边的生活实例和工程案例设疑式地启发学生，有目的地引导学生对思考题与计算题中所涉及的测试技术基本原理和技术展开积极讨论，让学生成为教学过程的主体。问题式教学法能使学生对教学内容产生强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣，调动学生的学习积极性和培养学生自主思考、分析和解决问题的能力，逐步培养其理论联系实际的能力和创造性思维能力，其工程意识和创新能力势必会有所提高。
四、实验教学改革
实验课是验证理论、应用理论和锻炼学生动手能力的重要环节。[12][13][14]随着该课程理论教学的不断改革与进步，实验教学的内容、学时和时间安排也应进行相应的改革，其主要改革措施有：（1）单独开设24学时的“流体机械专业实验”课程，理论课和实验课分别设置，实验教学不再附属于理论课教学，克服了实验课教学学时偏少、理论课和实验课相互挤占学时的现象。（2）在已开设的水泵性能实验、水泵汽蚀性能实验、水泵振动测量、噪声测量、水轮能量实验的基础上，利用自主研发的自循环多功能离心泵教学实验台，增开泵的串联性能实验和并联性能实验。（3）增加实验学时数。调整后实验学时数见表2。（4）任课教师与实验教师联合制订实验计划及每组学生数，一般每组学生数不超过6人，要求学生在规定时间段内完成相应的实验项目，便于上级部门监督检查实验教学质量及进程。（5）为了强化理论教学和实验教学的效果，学校要求任课教师承担一定工作量的实验教学任务。
表2流体机械专业实验项目及学时数
■
“流体机械专业实验”课程开设的实验项目属多参数测量的综合性实验，涵盖了“流体机械测试技术”课程所有章节知识点，因此实验教学采用以练为主、讲练结合的方法，通过实验前预习、实验现场讲解和实际测试工作等教学环节，使每个学生在切实感受到每个测试环节的同时，对测试过程有一个系统的认识，并且掌握测试装置的工作原理、各参数测量原理及技巧，培养学生团队协作能力和组织测试工作的能力。实验项目测试完毕后，在实验课内要求学生应用eXCeL软件计算数据、绘图、数据拟合并得出经验公式。这种教学方法解决了学生不认真学习实验指导书和实验报告相互抄袭的问题。通过上述严格训练，使学生在掌握本学科基本的实验技术和方法的同时，又学会了eXCeL软件的使用，更有利于掌握理论知识，激发学生的学习兴趣，发挥学生主体性，变“要我学”为“我要学”，有效地培养了学生的工程意识、组织测试工作能力和创新能力，为学生就业打下了坚实的基础。
五、结束语
“流体机械测试技术”是卓越工程师培养的一门重要的专业基础课程，该课程与实验仪器仪表、企业实验台精密结合，其教学更应注重基础理论和实践相结合。让科研和工程实际经验丰富的教师承担该课程的教学任务，是提高其教学效果的关键因素之一。文中结合本校流体机械及工程专业的教学特点和培养特色，从教学的内容和方法、实验教学方面介绍了该课程改革的一些措施，以促进课堂教学效果的提高和学生实践应用能力的培养，推进卓越工程师教育培养计划在具体教学环节中的实施。卓越工程师教育培养目标明确，其专业课程在企业和学校学习时间安排、教学内容和方法上仍需进一步研究与优化。
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