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Measurement in Fluid
Mechanics
2005, 354pp.
HardcoverUSD85.00
ISBN 978-0-521-81518-5
S.塔沃拉里斯 著
本書全面闡述流體力學中的各種測量方法，既有經典的方法，又有最新的技術，內容包括流量、壓力、速度、溫度和壁的切應力等參數的測量，以及流動可視化。書中涉及大量有關系統響應、測量的不確定性、信號分析、光學、流體力學儀器和實驗室實踐等基本素材，還有豐富的插圖，大量的參考文獻和100多個練習，是流體力學研究的有用工具。
全書分為兩部分含15章。第一部分一般概念，含第1~7章。第1章流動的性質和基本原理，論述流體力學的基本原理；第2章測量系統，介紹各種測量系統中所用的定義和概念；第3章測量的不確定性，討論測量的不確定性的定義和估計的方法；第4章信號調節、識別和分析，敘述信號調節、識別和統計處理所需的儀器操作和程序方面的基礎知識；第5章光學實驗的基礎，介紹光學測量所需的概念和基本知識；第6章流體力學的設備，匯集流體力學測量設備的基本元素，供讀者在設計時選擇參考；第7章走近完美的試驗，討論進行完美的試驗所需的一些因素。第二部分測量技術，含第8~15章。第8章流動壓力的測量，介紹在流體動力學試驗室測量壓力所用的相關設備；第9章流量的測量，闡述測量流量所用的一般儀器和技術；第10章流動的可視化技術，簡單介紹流動顯示技術的通用方法；第11章局部流動速度的測量，討論流動速度測量的幾種方法；第12章溫度的測量，闡述一般的溫度計和在流體力學研究中使用的其他測量溫度方法；第13章成分的測量，敘述混合流體中識別成分和相對比例的方法；第14章壁切應力的測量，簡述流體流動時，與流體接觸的表面上流體的切向力；第15章展望，指出實驗流體力學發展的方向。
本書自成一體，通俗易懂，可作為流體力學測量相關領域的大學生和研究生的教科書，也可供流體力學測量技術的工程師和科學家參考和閱讀。
吳永禮，研究員
(中國科學院力學研究所)
論文關鍵詞：流體力學；制冷與低溫工程；教學改革
目前，鄭州輕工業學院（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業已被評為國家級特色專業。為了加強制冷與低溫工程專業學生能力的培養，造就人才，有必要對制冷與低溫工程專業的教學進行全面的改革。
“流體力學”是制冷與低溫工程專業的一門重要的專業基礎課，主要分為流體靜力學和流體動力學，研究流體平衡、運動規律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實際應用的科學。由于流動現象和流動規律及其影響因素十分復雜，故其具有理論性強、概念抽象和公式較多、實際工程應用廣、對學生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點。加上學生對流體流動機理普遍缺乏感性認識，導致“流體力學”課程歷來被公認為是教師難教、學生難學難懂的課程之一。因此，迫切需要進行“流體力學”課程教學改革，使學生學好本門課程，提高課程教學質量，使學生能更深刻地理解和掌握專業理論知識，培養學生的綜合分析應用能力和創新能力，全面提高專業素質。
分析目前我院制冷與低溫工程專業“流體力學”課程教學的現狀，發現存在以下主要問題：首先，“流體力學”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學生普遍缺乏對流體力學問題的感性認識，學習興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導過程復雜，且大多涉及到“高等數學”的偏微分方程，另還涉及到“大學物理”、“理論力學”、“材料力學”等方面的知識，學生理解困難；另外，學生對所學的知識不能靈活應用。因此怎樣激發學生的學習興趣，選擇合適的教學模式組織教學，全面實現該課程教學目標，提高教學質量，是該課程教學亟待解決的問題。
一、改革教學方法
學好“流體力學”這門課對于制冷與低溫工程專業的學生來說至關重要。讓學生理解流體靜止和運動的規律及其影響因素，不僅能為學生學習后續的專業課程提供必要的理論基礎，也能為學生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導。怎樣才能讓學生學好這門課，筆者結合自己的教學經驗，認為可以從以下幾方面著手。
1.激發學生學習興趣
學生是學習的主體，而“流體力學”又是大家公認難學的課程，因此學生的學習積極性高低決定著“流體力學”這門課教學的成敗。
要提高學生學習“流體力學”的積極性，首先要上好“緒論”課。“緒論”課是學生接觸和了解“流體力學”這門課的窗口，也是教師的教學水平和教學方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學”課程教學的成功與否。通過“緒論”課讓學生對“流體力學”的發展及其廣泛的工程實際應用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學”知識和我們的生活及國家的建設密切相關，深刻理解“流體力學”知識在今后的學習和解決實際工程問題中的重要作用。
教師在講授一些理論知識之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實例或者先提一些問題來激發學生的學習興趣，啟發引導學生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運動有兩種方式——拉格朗日法和歐拉法時，可以將在座的學生和教室里的每個座位作為研究對象來進行類比，從而讓學生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學生帶著問題去學習，讓學生親身感受到參與教學活動是一件樂事、趣事，由愿學到愛學再到樂學。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學生學習的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學生的注意力，激發學生學習的主觀能動性，還可以使學生充分意識到本課程對今后學習和工作的重要意義，并且能加深學生對所學知識的理解和記憶，使學生分析問題和解決問題的能力得以提高。
另外，還應充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學生直觀了解各種流動現象，而不是停留在抽象層面，從而提高學生學習“流體力學”的興趣。
2.巧妙講解公式
為了定量地描述流動現象和分析流動機理，需要應用數學工具。學生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂數學，然而讀懂了數學不一定意味著明白了數學符號背后所代表的物理意義。“流體力學”教學實踐表明，學生從讀懂數學到理解流動問題的物理本質有一個過程。教師的一個重要任務就是做好各方面的工作，幫助學生完成從讀懂數學到理解流動的物理本質這一過程的轉變，進一步建立起科學的思維方式。
“流體力學”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續方程、動量方程、伯努利方程等理論知識時都有大量的公式，這些公式涉及一些高數、物理、力學方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學”的公式推導采用歐拉法，與物理及其他力學不同，學生的觀念不易改變，而且推導過程復雜，學生理解掌握很困難。如果過分強調“流體力學”知識的嚴密性和完整性，對每個公式的每個推導細節都逐一介紹，推導過程將會枯燥無味，學生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學生死記硬背，只能讓學生不知其所以然，當然也就不能真正用所學知識來解決實際問題了。
根據多年的教學經驗，筆者認為：“流體力學”中公式的講解應將重點放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應用限制上。首先對基本概念力爭講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點使學生明確公式的物理意義及公式中各項參數的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實際工程問題。最后應強調公式的應用范圍及應用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實際流體、流體是否可壓等），在具體運用時，要根據具體情況選用正確的形式。
3.充分利用作業
學習的最終目的是讓學生能夠獨立自主地解決實際工程問題。如果基本原理掌握了，接下來就是如何用這個原理去解決實際問題。課后作業是檢查學生對所學知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養學生分析、解決問題能力的一種方法。
首先應由學生獨立地完成一定量的課后練習題，這是“流體力學”學習過程的重要組成部分，解題過程實質就是利用“流體力學”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓練過程，課后習題可以幫助學生加深對基本概念和基本理論知識的理解。
然后再由教師通過習題課的方式，利用具有代表性的習題和一些學生普遍認為困難、出錯多的習題，講述流體力學原理在工程實例中的應用。在講解習題時，重在提供條理清晰的解題思路、詳細具體的解題步驟，使學生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧，以便在以后的學習工作中舉一反三、觸類旁通、學以致用。這一過程增強了學生對流動過程物理本質的理解，將物理問題與數學工具有機地結合起來，有助于學生對與專業相關聯的實際工程問題進行認真思考，有效的增強了學生分析并解決實際問題的能力。
二、改革教學手段
多媒體教學以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學特點，豐富的教學內容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。
多媒體教學在“流體力學”教學過程中發揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學”中那些難以用語言描述的流動圖像、抽象難懂的知識點，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線與跡線、層流、湍流等，通過圖片、動畫和視頻資料直觀形象地展現給學生，使其從感性認識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關內容，并使學生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時間寫板書表述的和不易通過板書表述的內容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習題等。采用多媒體教學，授課的信息量增多了，教學內容更豐富了，學生在有限的時間內接收的知識更多了，學生的學習興趣提高了，學生的思路拓寬了，教學質量也提高了。
多媒體教學的發展并不意味著要摒棄傳統的板書教學。有很多學生認為板書能讓他們有更多的時間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對基礎知識的理解和掌握。根據“流體力學”既有抽象復雜的流動機理又有大量的基本概念、基本方程的特點，在教學過程中應將多媒體教學與板書教學相結合，揚長避短，發揮各自的優勢，為教學工作更好地服務。如對某些特定的流動現象，可以通過多媒體教學，加深學生對流動現象和機理的理解。而對于較重要的公式及一些重點難點內容還是采用板書教學，例如流體力學基本方程的推導過程依然使用傳統教學中的板書，有利于學生集中注意力，讓學生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學生足夠的思考時間，又可加深學生對重要知識的理解，從而獲得良好的教學效果。
關鍵詞：流體力學；制冷與低溫工程；教學改革
作者簡介：尹雪梅（1979-），女，四川資中人，鄭州輕工業學院機電工程學院，講師；張文慧（1980-），女，河南焦作人，鄭州輕工業學院機電工程學院，講師。（河南鄭州450002）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）10-0098-02
目前，鄭州輕工業學院（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業已被評為國家級特色專業。為了加強制冷與低溫工程專業學生能力的培養，造就人才，有必要對制冷與低溫工程專業的教學進行全面的改革。
“流體力學”是制冷與低溫工程專業的一門重要的專業基礎課，主要分為流體靜力學和流體動力學，研究流體平衡、運動規律、流體和周圍物體之間的相互作用力及其實際應用的科學。由于流動現象和流動規律及其影響因素十分復雜，故其具有理論性強、概念抽象和公式較多、實際工程應用廣、對學生的綜合分析處理問題的能力要求較高等特點。[1]加上學生對流體流動機理普遍缺乏感性認識，導致“流體力學”課程歷來被公認為是教師難教、學生難學難懂的課程之一。[2]因此，迫切需要進行“流體力學”課程教學改革，使學生學好本門課程，提高課程教學質量，使學生能更深刻地理解和掌握專業理論知識，培養學生的綜合分析應用能力和創新能力，全面提高專業素質。
分析目前我院制冷與低溫工程專業“流體力學”課程教學的現狀，發現存在以下主要問題：首先，“流體力學”理論性強，概念多而抽象，難以理解，學生普遍缺乏對流體力學問題的感性認識，學習興趣不高；其次，課程中公式繁多，推導過程復雜，且大多涉及到“高等數學”的偏微分方程，另還涉及到“大學物理”、“理論力學”、“材料力學”等方面的知識，學生理解困難；另外，學生對所學的知識不能靈活應用。因此怎樣激發學生的學習興趣，選擇合適的教學模式組織教學，全面實現該課程教學目標，提高教學質量，是該課程教學亟待解決的問題。
一、改革教學方法
學好“流體力學”這門課對于制冷與低溫工程專業的學生來說至關重要。讓學生理解流體靜止和運動的規律及其影響因素，不僅能為學生學習后續的專業課程提供必要的理論基礎，也能為學生以后分析解決實際工程中的實際問題提供理論指導。怎樣才能讓學生學好這門課，筆者結合自己的教學經驗，認為可以從以下幾方面著手。
1.激發學生學習興趣
學生是學習的主體，而“流體力學”又是大家公認難學的課程，因此學生的學習積極性高低決定著“流體力學”這門課教學的成敗。
要提高學生學習“流體力學”的積極性，首先要上好“緒論”課。“緒論”課是學生接觸和了解“流體力學”這門課的窗口，也是教師的教學水平和教學方式的第一次展示，“緒論”課上得好不好直接影響到“流體力學”課程教學的成功與否。通過“緒論”課讓學生對“流體力學”的發展及其廣泛的工程實際應用有一個大致的了解，使他們充分意識到“流體力學”知識和我們的生活及國家的建設密切相關，深刻理解“流體力學”知識在今后的學習和解決實際工程問題中的重要作用。[3]
教師在講授一些理論知識之前，可先舉出很多貼近生活的有趣實例或者先提一些問題來激發學生的學習興趣，啟發引導學生積極地思考。例如在講液體的粘性之前，可以先問學生：在水中游得快還是在油中游得快？為什么？又如在描述流體運動有兩種方式――拉格朗日法和歐拉法時，可以將在座的學生和教室里的每個座位作為研究對象來進行類比，從而讓學生很容易的理解兩種方式。通過舉例和提問的方式，讓學生帶著問題去學習，讓學生親身感受到參與教學活動是一件樂事、趣事，由愿學到愛學再到樂學。實踐表明：列舉事例或提問的方式可以避免學生學習的枯燥感，活躍課堂氣氛，不僅可以吸引學生的注意力，激發學生學習的主觀能動性，還可以使學生充分意識到本課程對今后學習和工作的重要意義，并且能加深學生對所學知識的理解和記憶，使學生分析問題和解決問題的能力得以提高。
另外，還應充分利用多媒體，通過圖片、動畫讓學生直觀了解各種流動現象，而不是停留在抽象層面，從而提高學生學習“流體力學”的興趣。
2.巧妙講解公式
為了定量地描述流動現象和分析流動機理，需要應用數學工具。學生要真正理解基本概念、重要公式，首先就要讀懂數學，然而讀懂了數學不一定意味著明白了數學符號背后所代表的物理意義。“流體力學”教學實踐表明，學生從讀懂數學到理解流動問題的物理本質有一個過程。教師的一個重要任務就是做好各方面的工作，幫助學生完成從讀懂數學到理解流動的物理本質這一過程的轉變，進一步建立起科學的思維方式。
“流體力學”在分析介紹歐拉平衡微分方程、歐拉運動方程、連續方程、動量方程、伯努利方程等理論知識時都有大量的公式，這些公式涉及一些高數、物理、力學方面的知識，特別是大量的偏微分方程，加上“流體力學”的公式推導采用歐拉法，與物理及其他力學不同，學生的觀念不易改變，而且推導過程復雜，學生理解掌握很困難。如果過分強調“流體力學”知識的嚴密性和完整性，對每個公式的每個推導細節都逐一介紹，推導過程將會枯燥無味，學生只會被弄得糊里糊涂，興趣全無。而如果直接給出公式，讓學生死記硬背，只能讓學生不知其所以然，當然也就不能真正用所學知識來解決實際問題了。
根據多年的教學經驗，筆者認為：“流體力學”中公式的講解應將重點放在概念引入、理論模型建立的思想、基本原理和主要步驟以及公式的物理意義與應用限制上。首先對基本概念力爭講透，概念清楚了，公式的講解推演才有意義。然后重點使學生明確公式的物理意義及公式中各項參數的物理意義和幾何意義，只有真正理解了公式的物理意義，才能靈活使用公式解決實際工程問題。最后應強調公式的應用范圍及應用注意事項。由于流動的多樣性，“流體力學”中的很多方程都是在一定的條件下得到的，如伯努利方程就有多種形式（理想流體、實際流體、流體是否可壓等），在具體運用時，要根據具體情況選用正確的形式。
3.充分利用作業
學習的最終目的是讓學生能夠獨立自主地解決實際工程問題。如果基本原理掌握了，接下來就是如何用這個原理去解決實際問題。課后作業是檢查學生對所學知識理解、掌握程度的一種手段，同時也是培養學生分析、解決問題能力的一種方法。
首先應由學生獨立地完成一定量的課后練習題，這是“流體力學”學習過程的重要組成部分，解題過程實質就是利用“流體力學”的基本原理和基本方程分析和解決實際問題的一個訓練過程，課后習題可以幫助學生加深對基本概念和基本理論知識的理解。
然后再由教師通過習題課的方式，利用具有代表性的習題和一些學生普遍認為困難、出錯多的習題，講述流體力學原理在工程實例中的應用。在講解習題時，重在提供條理清晰的解題思路、詳細具體的解題步驟，使學生在此過程中掌握解決問題的正確方法和技巧，以便在以后的學習工作中舉一反三、觸類旁通、學以致用。這一過程增強了學生對流動過程物理本質的理解，將物理問題與數學工具有機地結合起來，有助于學生對與專業相關聯的實際工程問題進行認真思考，有效的增強了學生分析并解決實際問題的能力。
二、改革教學手段
多媒體教學以其形象、直觀、生動、具體、易于理解的教學特點，豐富的教學內容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。[4]
多媒體教學在“流體力學”教學過程中發揮著重要的作用。利用多媒體，可將“流體力學”中那些難以用語言描述的流動圖像、抽象難懂的知識點，如拉格朗日和歐拉法的描述，流線與跡線、層流、湍流等，通過圖片、動畫和視頻資料直觀形象地展現給學生，使其從感性認識開始建立清晰的物理概念，較容易地掌握相關內容，并使學生的邏輯思維、綜合分析能力得以提升。另外一些需占用大量時間寫板書表述的和不易通過板書表述的內容也可利用多媒體制作Power Point課件。如莫迪圖、水頭線、各種流場和一些典型的例題習題等。采用多媒體教學，授課的信息量增多了，教學內容更豐富了，學生在有限的時間內接收的知識更多了，學生的學習興趣提高了，學生的思路拓寬了，教學質量也提高了。
多媒體教學的發展并不意味著要摒棄傳統的板書教學。有很多學生認為板書能讓他們有更多的時間去思考消化一些抽象的東西，更有利于對基礎知識的理解和掌握。根據“流體力學”既有抽象復雜的流動機理又有大量的基本概念、基本方程的特點，在教學過程中應將多媒體教學與板書教學相結合，揚長避短，發揮各自的優勢，為教學工作更好地服務。如對某些特定的流動現象，可以通過多媒體教學，加深學生對流動現象和機理的理解。而對于較重要的公式及一些重點難點內容還是采用板書教學，例如流體力學基本方程的推導過程依然使用傳統教學中的板書，有利于學生集中注意力，讓學生更清楚地看清步驟、方法和解題思路。這樣既可留給學生足夠的思考時間，又可加深學生對重要知識的理解，從而獲得良好的教學效果。
三、 結束語
總之，高等教育教學改革，特別是專業課程的教學改革，是一個長期而艱巨的實踐過程。“流體力學”是制冷與低溫工程專業的一門重要的專業基礎課，在教學中要根據學校的具體情況改革教學方法和教學手段，借助現代教育技術與手段，充分調動學生的學習興趣，結合生活、生產、科研中的實際問題，進行深入淺出、生動活潑的講解，揭示問題的本質，向學生傳授治學方法，擴大學生的知識面，培養學生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，培養學生的創新精神，以取得更好的教學效果。
參考文獻：
[1]王偉.土木專業工程流體力學課程教學研究[J].山西建筑,2008,34(21).
[2]吳光林.《流體力學》課程教學改革的思考[J].科技信息(科學教研),2008,(14):172-173.
關鍵詞 工程流體力學 成人教育 教育對象 互動教學
中圖分類號：TB126-4 文獻標識碼：A
流體力學的研究對象包括液體和氣體兩大物質形態，流體力學的基本任務是建立描述流體運動的基本方程，確定流體經各種通道及繞流不同物體時速度、壓強的分布規律，探求能量轉換及各種損失的計算方法。在實際工程的許多領域里，流體力學一直起著十分重要的作用。就某種意義而言，也正是在流體力學的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進了這些工程領域的大力發展。工程流體力學是在闡述流體力學的基本理論基礎上，重點闡述和研究流體力學在工程上的應用，工程流體力學廣泛應用于動力、水利、機械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環境等眾多領域，是這些領域相關專業的主干技術基礎課程。
1教材與教學內容選取
“工程流體力學”教材種類繁多，但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經驗，根據各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達式推導過程的深度和難度、教材內容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學》（北京大學出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業的臨時教材。
“工程流體力學”的內容繁雜、學科綜合性強，流體力學內容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學歐拉方法的思路與物理及其它力學不同，學生理解、掌握起來有困難。鑒于成人教育對象數學基礎和力學基礎相對薄弱的特點，在授課中應盡量避免大量的數學公式的推導和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學內容，在講解動量定理、動能定理和質量守恒定理時，把輸運定理作為主要的公式推導工具，著重強調基本概念和基本原理的學習和掌握。
2授課目標及教學方法
2.1 明確教育目標的職業性和教育內容的實用性
成人教育是以提高社會從業人員的履職能力和適應職業變化能力為目標的教育，其教育內容與職業需求聯系緊密，以補充、改善成人的職業知識和技能為目的，實用性較強。
對于成人教育一定要明確教育目標的特點，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對象（以下稱為“成人”學生）的特點可以歸結為以下幾點：
（1）“成人”學生職業性強；
（2）“成人”學生都有固定的工作崗位，有著豐富的實踐經驗，在某些方面的認識和能力要強于授課老師；
（3）“成人”學生專業基礎課，例如數學和物理等的基礎知識比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導；
（4）“成人”學生渴望獲取知識，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實際問題的理論知識。
總之，授課內容的實用性是教學的關鍵問題之一，授課內容實用“成人”學生才愛聽，效果才好。
3教學手段和教學方法
3.1加強理論知識的講授
成人教育的對象多數為參加工作多年和未受過正規高等教育的成年人，即“成人”學生，他們又有著豐富的實踐經驗。從筆者實際函授授課的經驗來看， “成人”學生專業基礎課尤以高等數學的基礎最為薄弱，然而流體力學的主要工具就是數學。
3.2采用導學+啟發式方法授課
實行“導學式”教學模式。即，貫徹“學生為主體、教師為主導”的教學理念，在教學中實行啟發式教學，充分發揮現代教育技術在提高教學效率和教學質量方面的重要作用。所謂互動式教學，是在教學中教與學雙方交流、溝通、協商、探討，在彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點碰撞交融，激發教學雙方的主動性，拓展創造性思維，以達到提高教學效果的一種教學方式。這種講課的方式，不是老師一個人講，而是啟發學生思考。
“工程流體力學”基礎理論講解比較枯燥，為了提高教學效果，經常在課堂上提出問題和例題，鼓勵學生積極回答，激發學生的主觀能動性，從而加深理解。在教學中要把握“成人”學生的獨特特點：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經驗，對設備的結構和運行了如指掌，對設備處于非常規運行時有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。
4結語
針對熱能與動力工程專業“成人”學生的特點，對“工程流體力學”的教學進行了探討，使課程更適合“成人”學生的特點，擴大了他們的知識面，增強了其主動思考的能力。在今后的教學過程中要進一步探索新的教學方法和手段，不斷提高自身的綜合素質和專業理論知識，立足學校特色優勢，繼續努力進行“工程流體力學”課程的建設和探索，以期積累更多的經驗和取得更大的成績。
參考文獻
[1]陳卓如等.工程流體力學[M].北京：高等教學出版社，2006.
[2]楊建國，張兆營等.工程流體力學[M].北京：北京大學出版社，2010.
[3]孫恒朱，鴻梅，舒丹.“啟發―聯想式”教學方法在流體力學教學中的應用[J]. 中國電力教育.2010，（5）.
[4]黃裕華.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技術教育，2005，（7）.
【關鍵詞】專業認證流體力學教學改革考核方式
1.教學現狀及分析
流體力學是一門專業基礎課，其主要的先修課程有高等數學、大學物理、理論力學、材料力學等。由于流體力學對知識儲備要求高，研究對象又是不具固定形狀的流體，其理論教學比較抽象，因此教學現狀有以下幾個特點。課堂教學盡管采用多媒體方式，但流體力學的理論性太強，使得現有的多媒體教學課件形式單一，內容不夠豐富，導致教學仍以口授與板書為主，課堂互動性明顯不足，學生學習缺乏主動性、積極性；缺乏實踐性教學環節；缺少有效的師生溝通平臺。由于師生交流少，容易造成“教”、“學”分離，給課程的教學效果大打折扣。
2.考核現狀及分析
現階段流體力學的考核方式，大部分仍然采取30%的平時成績和70%期末考試成績。本課程包含大量的經驗公式及公式推導過程，對比近兩年的學生成績，目前該課程的考核方式并不理想。
3.改革措施
3.1教學改革措施
流體力學課程需要掌握的概念多、公式多，學生學習積極性不高，需要教師對課程不斷開展改革探索。為解決目前流體力學課堂教學中存在的問題，針對教學環節提出以下幾個改革方案。
3.1.1完善教學大綱
根據工程教育認證標準，應進一步修訂和完善教學大綱和教學計劃，優化學時分配。在保證《流體力學》基本概念、基本原理以及基本理論授課時間的基礎上對課程設計進行改革。比如，適當增加數學知識基礎；導入課程最好用動畫或者試驗吸引學生的注意力，提高學生學習的興趣；適當增加學生課后的作業，以討論性的分析和推導公式為主。
3.1.2增設案例及課堂討論環節
增加相關內容的案例，設置科學問題，然后分組討論，引導學生分析問題。以流體靜力學的基本公式為例，通過電視節目中模擬的桶裂實驗為引導，提出問題，留有懸念。然后通過公式推導理論驗證，最后給同學們討論的時間。另外，有條件的還可以專門設置一堂實驗課，課上分組展示并講解學生在課下自行設計的桶裂實驗。
3.2考核評價改革措施
增加平時考核的占比是課程改革的趨勢。根據專業認證的要求，增加平時的教學工作量，為學生準備與重點知識相關的小課題，增加課堂討論環節是一個新思路。根據課堂表現進行部分考核，提高學生平時考核成績。從而去除純記憶類題目，只考核綜合理解類和綜合應用類試題，適當增加期末考核難度，以督促學生平時注意積累。
3.3自編應用型教材
教材是學習的依據，作為機械類流體力學教材要體現理論與實際相結合，突出應用性。對于有經驗的教師，可以在總結多年知識積累和教學、科研成果的基礎上，結合相關流體力學書籍，撰寫屬于自己的機械類教材《流體力學》。自編教材對學生而言更實用，體現在以下幾點。一是自編教材主要以教學大綱為依據，整體上與課堂教學具備較高的統一性。內容編排按課堂教學節次循序漸進，學生自學時，邏輯和思路清晰，課上課下的自然銜接，更具有啟發性；二是可以根據課上學生的反應精簡方程式數學推導內容和過程，盡量將抽象概念形象化、簡單化和透徹化，使之通俗易懂。或者在課堂上減少推導過程，而在書中將推導過程編寫的更加詳細，甚至添加多種推導方法，便于自學；三是理論聯系實際，集教學與科研成果于一體，使得課堂內容具有較高的客觀性、有效性和科學性，如此更有利于解決實際問題，指導工程實踐和生產活動；四是豐富例題和習題，除計算題外還設有簡答題、選擇題等多種題型，并給出參考答案。
關鍵詞 應用型大學 流體力學 教學改 革CFD
應用型教育是以培養知識和能力全面發展，面向生產實踐一線的應用型人才為目標的高等教育。流體力學作為我校理論與應用力學專業的一門重要的專業基礎課，非常廣泛地應用在實際工程中，如管道水力計算以及城市管網設計等。流體力學基本概念多、公式復雜、內容抽象，有較強理論性和較強工程實際意義。然而作者在多年的流體力學教學過程中發現學生普遍感覺該課程比較枯燥難學，學習積極性不高，期末考試及格率較低，應用性不。因此，在我校向“應用型特色科技大學”轉型的大背景下，如何適應“應用型本科教育”的要求，是流體力學教學及實踐中必須面對的問題。
1目前，我校流體力學課程教學存在的問題
（1）教材內容設計偏重理論推導。目前我校使用的流體力學教材主要強調課程的完整性和系統性，偏重于理論推導，選用的例題和練習題的設計過于理想化，與實際應用相脫離，應用性設計不夠突出，偏重于介紹流體力學可以解決工程問題這一點，造成學生剛接觸工程問題時就手足無措，這與應用型大學的培養要求不相適應。
（2）課堂教學效果不好。作者在流體力學課堂教學中發現，通過緒論課的大量工程實例以及視頻教學能調動學生學習的積極性，開學初期，教學效果相對較好，而隨著課程的進行、課程難度的加深，學生的學習積極性越來越低。主要原因有：①學生對流體力學涉及的高等數學、理論力學等課程的知識掌握不盡如意；②流體力學理論性較強，公式推導多，與實際應用相脫節。
（3）缺乏計算流體力學仿真軟件實踐教學。計算流體力學（CFD）技術作為一種數值模擬方法，在實際工程中的應用越來越廣泛，借助CFD技術，可以得到流動細節，如速度、壓力、能量損失、湍動量、漩渦等，從而在產品結構設計和優化方面發揮重要的作用。這就要求技術人員掌握流體力學分析、數值模擬及優化設計的能力。而現階段我校的流體力學教學中并未引入CFD技術，僅安排了一次課來介紹計算流體力學的內容，且完全進行理論教學，學生學了一大堆理論公式，但拿到實際工程問題卻無從下手。
2教學目標和內容設計
針對上述問題，作者在結合本校“應用型特色科技大學”的發展方向下對流體力學課程課堂教學方式及實踐環節進行改革。從課程教學內容，教學方式方法，實踐環節等方面進行設計，解決學生學習興趣低，課堂教學效果較差，理論與應用相脫離的問題。同時，通過借助CFD豐富教學內容，增強實用性，使學生會用仿真軟件求解工程問題。具體改革內容：
2.1突出應用性教學
以培養應用型人才為教學目標，結合流體力學的課程特點，將教學內容分為基礎理論教學部分和考慮應用的專題教學部分。
基礎理論教學內容包括流體力學基本概念、基本原理和基本方程，這是應用的基礎，要求學生重點掌握。授課過程中強調對基本概念的理解和基本理論的應用，而弱化對方程的數學推導，但應明確方程的意義、適用條件以及如何應用方程解決實際問題。專題教學以實際工程問題為切入點，例如以均質液體對平壁和曲壁的總壓力為例，從為什么對平壁和曲壁總壓力進行計算（壓力容器，水壩，潛艇等結構安全），引申出相關知識點（平壁和曲壁總壓力的大小、作用點、壓力體等）和基本理論（流體靜力學基本方程、歐拉平衡方程等），以此加強學生解決實際工程問題的能力。
2.2課堂教學方法設計具有針對性
課堂教學方法也是影響教學效果的重要因素。傳統教學方法以教師主講為主，缺乏與學生的有效互動和交流，教學效果較差。本課程采用師生互動的方式進行教學，對理論教學部分采用教師主講和提問、學生回答的方式；對專題教學的課后練習，集中安排一次課進行分組上講臺匯報，學生自己當評委，自己打分，鍛煉學生主動思考和動手能力，增強對課程應用性的理解。同時，采用多媒體授課，圖片和視頻能形象直觀地表現文字和語言不能描述的現象，如雷諾實驗、卡門渦街等。在成績的構成上除課后作業和專題匯報外，還布置一個課外小任務一觀察生活中的流體力學，例如空調掛機安裝位置問題，讓學生發現生活中的流體力學現象，并結合課堂所學理論知識進行分析，增強學生發現問題、解決問題的能力。
2.3將CFD技術引入課堂教學
在理論教學和專題教學完成后將CFD技術應用于教學之中，做到數值仿真計算與理論推導相結合，增強流體力學的應用性。
（1）授課時對流體力學商用數值仿真軟件Fluent的操作步驟做簡要介紹，結合我校的數值仿真中心，完成代表性例題的數值分析計算，將數值仿真結果與理論解進行對比。
（2）將工程實際問題引入流體力學教學，提高學生面對具體問題的實際操作能力。每學期邀請兩位具有豐富工程實際問題經驗的校外人員來校給學生做一次報告，向學生介紹其建立工程問題的簡化模型和簡化過程，以及采用Fluent求解過程和結果，讓學生學會面對工程問題時準確建立力學模型的能力，同時開闊學生的視野，提高學習積極性。
3主要特色
（1）突出實用性。在流體力學課程教育中調整教學內容，添加CFD技術的實踐，同時邀請經驗豐富的校外人員進課堂，為學生講解企業中的實際問題，教會學生學以致用，學生通過課程教學掌握該工具之后能更好地跟進企業工作并提高就業質量。（2）主次明確。強調實用性的同時，也不完全放棄對公式推導能力的教學，采取理論聯與工程實際相結合的方式，在提高學習主動性的同時，增強對基礎理論的認知。
關鍵詞：流體力學；多媒體課件；學習理論
作者簡介：宿程遠（1981-），男，河北晉州人，廣西師范大學環境與資源學院，講師；黃智（1972-），男，壯族，廣西桂林人，廣西師范大學環境與資源學院，教授。（廣西 桂林 541004）
基金項目：本文系新世紀廣西高等教育教改工程項目（項目編號：2011JGB018）的研究成果。
中圖分類號：G642.1?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）34-0088-02
“流體力學”是環境工程專業一門重要的專業基礎課程。其主要任務是通過各教學環節運用各種教學手段和方法，使學生掌握流體運動的基本概念、基本原理、基本計算方法；培養學生分析、解決問題的能力和實驗技能，為學生學習后繼課程、從事工程技術工作和科學研究以及開拓新技術領域打下堅實的基礎。該課程具有較強的理論性和工程實際意義，具有理論不易掌握、概念和方程較多、對學生高等數學和物理知識要求較高等特點。在實際教學過程中，如果只借助于書本、教師的語言和板書這些方法難以實現良好的教學效果，學生也會因枯燥的理論及公式推導而產生厭學的現象。因此，本文提出了基于“情·知·感”理論的“流體力學”多媒體課件的制作與開發。
一、設計理念
本課題以“情·知·感”為支撐，以認知學習理論、建構主義學習理論、人本主義學習理論等學習理論為指導，將身邊問題、工程實例、教學科研成果等有機的融入到“流體力學”多媒體課件的制作和開發過程中，同時注意“流體力學”多媒體課件和實驗教學的有機結合，重視“流體力學”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學”教學提供了先進的手段，為加強學生的自主學習提供了現實可能，可以充分發揮學生學習的主動性，培養學生“樂學”、“會學”的能力；[1，2]同時向學生展示教學情境，使學生“聞其生、見其形、入其境”，更快、更準、更深地把握“流體力學”教學的重點和難點。
二、實施措施
1.“情”——以多種學習理論為指導
在設計制作“流體力學”多媒體課件時，充分運用多種學習理論為指導，制作出既適合學生自主學習，也適合“流體力學”課堂教學使用的多媒體課件。[3]
（1）基于認知學習理論的觀點，組織“流體力學”多媒體課件內容與目錄導航設計。制作“流體力學”多媒體課件時，將流體力學基本教學內容劃分為四個模塊：流體的物理性質及分析方法、流體靜力學、流體運動學和流體動力學。這種結構以圖示的方式在課件中顯示，使學生對課件內容形成清晰的概念，養成“流體力學”課程的思維圖式。學習流體力學的關鍵是理解和掌握核心的基本的概念、原理、態度和方法，抓住它們之間的聯系，形成一個有聯系的整體。如在講解等壓面時，可以將等壓面的基本概念、特征及應用緊密聯系在一起，形成一個有機的整體，以加深學生的認識。
（2）基于建構主義學習理論的觀點，在設計課件時，提供豐富的多媒體情境資源以支持學生的學習。在制作與開發“流體力學”多媒體課件時，將北京奧運會“水立方”水面擾動時產生的阻力情況、中央電視臺記錄片《水問》以及“神舟七號”飛船的資料等，以優美的文字、活靈活現的畫面、動聽的聲音進行展示，能使教師輕松地授課、學生愉快地學習。而且能夠將教學重點和難點化難為易，向學生展示教學情境、提供豐富感知、激發形象思維，使學生聞其聲、見其形、入其境，讓學生更快、更準、更深地把握教學的重點和難點，能夠起到很好的教學效果。
（3）基于人本主義學習理論，設計與表達流體力學知識的價值與文化。人本主義學習理論重視學生學習時的情感需求，主張教育的目的不只限于教授學生知識或謀生技能，更重要的是針對學生的情感需求，從而培養其健全的人格。[3]在“流體力學”多媒體課件制作中，增加其人文色彩、文化意味，以適時地向學生傳達人生哲理，開啟他們的心智。在緒論部分，可用古代的詩詞引出學生對流水的思索，“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅”，“問君能有幾多愁，恰似一江春水向東流”，“抽刀斷水水更流，舉杯消愁愁更愁”；在講授虹吸原理時，可向學生講述宋代蘇軾《東坡志林》卷四中，四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面的故事等，這樣我們的課堂教學就被賦予了靈氣。
（4）基于行為主義學習理論的觀點，在課件中設計練習模塊。在“流體力學”多媒體課件中設計練習模塊，以提供覆蓋重要知識點的習題及反饋。讓學生的學習有了一個循序漸進的過程，給學生留有思考余地。同時也突出了“流體力學”課件的交互性，將更能促進學生的橫向思維，延長課件的生命周期；同時設計了部分流體力學的英語題目，實現了雙語教學理念的滲透。
2.“知”——以“三引入”與“一結合”為指導
為了結合課程內容有效地實施素質教育，培養學生的興趣，激發學生的思維與創造力，在“流體力學”多媒體課件制作中強調“三引入”與“一結合”，以突出“流體力學”教學的寬泛性、時代性和應用性。[4]
（1）將身邊問題引入多媒體課件。在“流體力學”多媒體課件制作時，結合具體課程內容，設計具有新穎、獨特、能夠牢牢抓住學生注意力的問題，力爭做到在每一章的“流體力學”課件開講前都提出一個問題，啟發學生的思維，避免平鋪直敘地講授。同時在教學中注意收集身邊有趣的流體力學問題，比如一滴牛奶的流體力學問題，讓學生認識到其實流體力學離我們并不遙遠。
（2）將工程實例引入多媒體課件。為了將所學的理論與實際相結合，擴大學生的知識面，增加學生的學習興趣，增強學生運用流體力學知識解決問題的能力，可將工程實例引入多媒體課件。如在講授液體作用在平面上的總靜壓力和恒定總流動量方程時，補充三峽水壩的視頻，讓學生對恒定總流動量方程有更為深刻和直觀的認識。
（3）將教學科研成果引入多媒體課件。在多媒體課件制作時，適時地介紹一些教師的研究成果以及正在開展研究的工作，一方面可以調節課堂教學氣氛，另一方面也會極大地提高學生學好課程的積極性，讓學生對當前相關學科的熱點問題有一定的了解，從而引發學生的思考，激起他們對科研的濃厚興趣。正如張愛玲所說“出名要趁早”，對于學生科研素質的培養，也要趁早。
（4）注意多媒體課件和實驗教學的有機結合。實驗教學是學習流體力學不可缺少的重要環節，貫穿于課程始終。采用多媒體方式如錄像、Flas等增加演示性實驗，既豐富了實驗內容、擴展了學生視野，又可達到意想不到的教學效果。特別是在講解流體力學最重要的“伯努利方程”時，除了傳統的公式推導之外，可輔以實驗、Flash等多種教學手段，從而實現教學重點與難點的突破。
3.“感”——以美學理論為指導
教學是一種藝術，課件也應是教學與藝術的完美結合。要實現“流體力學”多媒體課件中科學性和藝術性的和諧統一，關鍵在于設計中美學的運用。[5]
（1）“流體力學”課件制作的簡約美。“流體力學”多媒體課件開發時，背景畫面的設計要做到：簡單大方，清新淡雅，不能分散學生的注意力；同時“流體力學”多媒體課件的文字內容應言簡意賅，簡明扼要。
（2）“流體力學”課件制作的和諧美。首先背景圖片應服務于課件內容，不能喧賓奪主，在色調處理上應保持統一性，不出現突躍；其次應根據各種字體的表現力，選擇一種與課件內容相和諧的字體；再次應選擇與背景色協調的文字顏色；最后應注意文字經投影儀投影后的效果。
（3）“流體力學”課件制作的立體美。圖像所表現的內容應圍繞課件內容展開，通俗易懂，可將水利工程、航天工程等工程圖面以及身邊的流體力學圖面有機的穿插到多媒體課件中，簡潔明快地使學生認識、理解和掌握主題。首先動畫設計在構圖上要做到布局合理，造型優美，以求達到最佳的視覺效果。其次動畫構圖要形象且具有鮮明的直觀效果，并符合學生的視覺規律，如在雷諾實驗、伯努利方程的講述中，應合理運用動畫技巧，以擴大課件的表現力。
三、結語
以“情·知·感”為支撐，以認知學習理論、建構主義學習理論、人本主義學習理論等學習理論為指導，將身邊問題、工程實例、教學科研成果等有機的融入到“流體力學”多媒體課件的制作和開發過程中，同時應注意“流體力學”多媒體課件和實驗教學的有機結合，重視“流體力學”多媒體課件制作的簡約美、和諧美與立體美。以“情·知·感”為支撐的多媒體課件的制作為“流體力學”教學提供了較為先進的手段，為加強學生的自主學習提供了現實可能，將充分發揮學生學習的主動性，培養學生“樂學”、“會學”的能力；同時向學生展示教學情境，提供豐富感知、激發形象思維，以促進“流體力學”教學。
參考文獻：
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[3]葉濤，劉傳明，章戰士.基于多種學習理論的多媒體課件設計實踐探討[J].中國醫學教育技術，2009，23（2）：157-159.
關鍵詞：流體力學；多元化；課堂教學模式
作者簡介：張明輝（1972-），女，河北滄州人，山東科技大學機械電子工程學院，副教授；陳慶光（1969-），男，山東臨沂人，山東科技大學機械電子工程學院，教授。（山東 青島 266590）
基金項目：本文系山東科技大學省級機械電子工程品牌專業建設項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0064-02
“流體力學”課程是我國高等院校工科各專業的一門主干專業基礎課。該課程是聯系前期“高等數學”、“理論力學”等基礎課程和后續專業課程的橋梁和紐帶，在學生能力培養和知識體系構建過程中起著“承上啟下”的作用。[1]當前的“流體力學”主要以經典理論或實驗內容為主，教材中包含大量的計算公式及理論推導，這就要求學生具備一定的高等數學知識及較高的綜合分析和處理問題能力。但由于大多工科學生數學知識相對薄弱，再加上學生自主學習的能力較差，導致教師難教、學生厭學成為較普遍的現象。如何提高學生的學習興趣，讓學生正確理解和掌握流體力學知識，使“流體力學”課程的教學水平邁上一個新臺階，是教育工作者的責任和使命。許多文獻[2][3]為了提高流體力學的教學效果，在課堂教學模式、教學手段、實驗教學等方面進行了探討和研究。通過多年來在“流體力學”教學中的若干思考和實踐，筆者提出了構建多元化教學模式的教學理念，即將啟發式教學、對比分析法教學貫穿課堂教學中，以加深學生對理論知識的感性認識。同時，為了適應個性化發展和高素質教育，培養學生創新能力，在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時，還要教會學生多視角、多層次的分析問題和解決問題。另外，為了提高教學效果，課堂教學中還運用多媒體技術作為輔助教學手段，工程圖片、計算機動畫和視頻素材等各種教育信息使得教學更加生動、直觀和多樣化，開闊了學生的視野，激發了學習興趣。
一、啟發式教學模式
啟發式教學就是讓學生充分運用他們擁有的知識和能力去正確比較、分析、綜合、判斷、概括、歸納和解決問題，探索結論。一方面可以使學生開動腦筋，積極思維，另一方面也能夠開發學生的智力，培養學生的能力。筆者在教學過程中將啟發式教學貫穿始終。例如，流體微團運動分析是流體力學中的一個難點問題，很多學生對微團運動過程中發生的角變形很困惑。為了讓學生更好地理解角變形的原因，筆者將矩形流體微團四個角點的速度全部寫出，如圖1所示。然后分別用紅筆標出C、D點和A、B兩點X方向速度的第三項，讓學生觀察兩者的差別，學生很快發現D點比C點、A點比B點在X方向的速度大，這勢必產生一個與垂直方向的夾角。接著，筆者又用藍色筆標出，C、B點和D、A兩點Y方向速度的第二項，讓學生觀察兩者的差別，學生很快發現B點比C點、A點比D點在Y方向的速度大，這勢必產生一個與水平方向的夾角。這樣，學生很自然就畫出了流體微團的角變形圖，如圖2所示。最后，筆者又把問題引申到三維，讓學生寫出其他兩個方向上的角變形公式。這樣學生在學習過程中，在理解和接受理論知識的基礎上，學會了發現、解決和總結。除了在分析問題時采用啟發式教學外，也可以啟發學生對所學的概念、理論、公式進行對比，在加深理解的同時找出它們的內在聯系和區別。譬如，在推導伯努利積分方程時先讓學生回憶流體靜力學基本方程。這樣學生很快發現兩者之間僅相差動能項。從而明白在流體靜力學中滿足勢能守恒，而在動力學中轉換為機械能守恒。通過對比分析，學生不但很容易地理解了伯努利方程的物理意義，也對靜力學基本方程加深了印象。
二、對比分析法教學
由于“流體力學”課程涉及的知識比較廣，如材料力學、大學物理、線性代數、工程熱力學、高等數學等多學科的知識，再加上“流體力學”比較抽象，理解起來相當困難。在教學中“流體力學”這門課教師難教，學生難學。為了便于學生掌握流體力學的概念和基本原理，在講授流體力學知識時，筆者經常采用對比分析教學法，讓學生通過思考與對比增強所學知識的連貫性，提高學習效果。由于流體力學是力學的分支，因此力學的定律也適用流體力學，但流體的特性決定了流體力學在與固體力學有千絲萬縷聯系的同時，又有它獨有的一些特性。所以，筆者在授課時會讓學生先回憶相關的固體力學知識，再將固體力學定律引申到流體力學當中，讓學生輕松地理解和掌握流體力學中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節時，筆者就會問學生：在理論力學中，如果物體處于平衡狀態應滿足什么樣的條件？學生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會引導學生流體力學的研究對象為流體質點，而流體質點在空間上是很小的，需要對微元體建立平衡方程。換句話說就是微元體要保持平衡，其所受的合外力也需要為零，由此就可得到流體靜平衡微分方程。這樣靜平衡微分方程的物理意義就很直觀地展現在學生面前。除了將流體力學和固體力學進行對比分析外，筆者還會將流體力學中的一些概念通過列表的方式進行對比，讓學生了解這些概念的異同點。比如，筆者在講到流體運動學這一章節時講解兩種描述流體運動的方法，就給出了表1。學生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和歐拉法各自的特點。通過對比分析法不但有助于學生理解和掌握流體力學知識，還能讓學生將所學知識融會貫通，提高分析問題、解決問題的能力。
三、多層次多視角分析問題
現代教育觀念認為，高等教育應當融知識的傳授和能力的培養于一體。[4]為了適應個性化發展和高素質教育，培養學生創新能力，在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時，還要教會學生多視角、多層次的分析問題和解決問題。為此，筆者除了講授基本方程、基本定理的推導，還會將問題進一步深化、演繹，將枯燥乏味的理論知識點進行歸納整合，建立學生的哲學思維觀。例如，在學習靜止流體對平面的總壓力這一節時要求學生能夠計算總壓力大小、方向和作用位置。講授首先從求解矩形水平面的總壓力入手，再延伸到求解矩形垂直面總壓力，再到求解矩形斜平面總壓力，最后求解任意平面的總壓力，如圖3所示。這種層層剝繭的講授讓學生不知不覺中掌握了求解總壓力的方法和技巧。逐層分析的方法教會了學生如何將一個復雜問題分解，然后再借助已有的知識進行求解，達到觸類旁通的效果。同時，為了讓學生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力，講授時又分別采用了解析法和壓力圖法進行求解。通過這一章節的學習，學生明白了解決許多工程問題可以從多個側面、多個視角分析，盡管采用的方法和理論不盡相同，但都可以獲得正確的結果，殊途同歸，增強了創新意識。
除了在教學過程中改變傳統的教學方法，構建多元化的課堂教學模式以外，為了提高教學效果，運用多媒體技術為基礎的立體化輔助教學手段也非常重要。隨著計算機技術的發展，工程實際圖片、動畫和視頻素材使各種教育信息的表達更加生動、直觀和多樣化，能很好地刺激學生的感官，激發學生學習的興趣，開闊學生的視野，可以收到純板書教學所無法達到的效果。因此，“流體力學”教學過程中對于難以理解的概念，如勢流與旋流、流線與跡線的概念、流場的演示、流態的判別和波的傳播、邊界層的形成等內容均利用計算機動畫給學生進行演示，起到了畫龍點睛的作用。
四、結束語
多元化課堂教學模式是一個先進的教學理念。本文提出的啟發式教學、對比分析和多視角教學模式將原本抽象的概念、復雜的理論推導直觀地展現在學生面前，讓學生在分析比較與思考中學會將固體力學遵循的原理定律融會貫通到流體力學中，尋求概念之間、知識點之間和章節之間內在的關聯性，舉一反三，把原本雜亂的概念形成清晰的知識體系。這種多元化的教學模式在很大程度上提高了學生的學習興趣和學習積極性，培養了學生分析、解決工程實際問題的能力，改善了教學效果。
參考文獻：
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【關鍵詞】工程流體力學 石油教學 學習 改革
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）12-0231-02
近幾年隨著后備儲量持續增長，我國的石油工業以前所未有的速度向前發展，這就要求石油工程技術人員必須掌握扎實先進的專業知識。石油工程專業有其自身濃郁的行業特點，其目標是培養能在石油工程領域從事油氣鉆井工程、采油工程、油藏工程、油氣儲運等方面人才。在油氣勘探開發儲存運輸過程中，存在廣泛而復雜的流體流動現象，所以工程流體力學一直以來都是石油工程專業的核心基礎課。
一、上好“緒論”課
“緒論”是教材的開篇之言，通常對全書有一個概括性的介紹。包括內容的設置、該學科的發展簡史、與相關學科的聯系和今后的發展方向及動態。在教學過程中，充分備課，形象生動地上好緒論課，使教師在后繼的教學工作中事半而功倍。總結多年的實踐經驗，講好“緒論”可從以下幾個方面對教學產生積極的作用和影響：1.可激發學生的學習興趣和求知欲。知之者不如好之者，好之者不如樂知者，三個層次呈遞進狀態，樂學是最高層次的學習熱情，濃厚的興趣能推動學生獨立進行探索性的學習，而且在學習中主動克服困難，排除干擾；2.可促使學生在學習過程中將流體知識運用到專業課中，使知識融會貫通，有利于加深對專業知識的理解；3.可幫助學生了解學科的前沿動態，吸收最新知識，有利于學生對個人求學生涯的整體規劃，優化職業生涯。
二、定位教材，擴展內容
很多工科院校都開設了工程流體力學，針對不同的專業，流體力學的學習側重點肯定不一樣，那么對于石油工程專業而言，流體力學知識服務于鉆井、采油，偏重于工程運用，所以在講授過程中不必要求學生熟練掌握每一個公式的推導過程，只需了解就可以，更多講解與專業相關的實際運用，那么教材的選擇就很重要了。廣泛閱讀流體教材，選擇與專業最匹配的教材是首要任務。目前市面上有很多版本內容不同的教材，在定位教材后，難免教材在編排上不是盡善盡美，那么就要對選定教材的內容進行適當的擴展，可以加深加寬知識體系，更有利于激發學生的學習熱情。
三、講究課堂內教學方法和手段
自工作來，對于教學方法和手段進行了不斷的摸索完善，工程流體力學側重于應用流體力學的基本原理、理論與方法研究，解決工程實際問題。研究方法也遵循“實踐-理論-實踐”的基本規律。在實際教學過程中，發現學生最大的問題在于――不知道怎么學，不是學不會，而是沒有找到適合這門課的學習方法。所以需要教師講究課堂教學方法，采用合適的教學手段，讓學生不至于感到知識晦澀難懂，繼而失去學習興趣。例如：每次上課前提問回答上次課的學習重點內容，集中學生的注意力，在此同時給了學生收拾情緒的時間，以利于新課的講授；在上課過程中對于有散發性的問題，可以采用提問的方式調動學生主動思考，并給予一定的獎勵；如果章節內容相對簡單易懂，可以促使學生自己上臺講授，一方面激發學生自主學通學透，另一方面建立學生強大的自信心。
四、積極收集反饋信息
一方面在課間與學生主動溝通，了解學生的思想動態，拉近與學生的距離，才能最廣化地獲得反饋信息，師生關系。另一方面及時布置練習，既要起到鞏固的作用，又要充分發現學生的學習難點，然后有的放矢的解決難題。要想獲得預期的效果，教師在布置作業前必須精心研究習題內容，布置有代表性的習題，既不重復也不遺漏，然后盡快批改作業，在知識遺忘的截止時間前糾正錯誤，使學生形成正確的知識結構。
五、善用多媒體工具
隨著科技越來越發達，原本的板書形式慢慢遠離學生的視線，取而代之的是多媒體教學，在充分享受信息化的同時，要考慮學生的接受能力與接受程度。目前學生普遍反映多媒體教學雖然信息量大，但對于較大的信息量，學生難以全部接受，更容易形成抵觸心理。在充分征求學生的意見后，得到的結論是：善用多媒體工具――用于展示圖片、動畫和教學影像。
將板書與多媒體合理地結合在一起，板書用于基礎知識的學習，多媒體展示流體復雜的流動狀態與工程實際運用，便于學生的理解接受，最大化地保持學生的學習熱情。
六、重視實驗課
目前，學生中普遍存在重理論輕實踐的心理，做實驗敷衍了事，寫實驗報告只用粘貼復制就可以了，無論數據合理與否，應付交差就完事了，數據不正常也不思考，實屬本末倒置。流體力學是一門以實驗為基礎的力學分支，實驗探究不僅是教學的內容，更是培養學生科學素養的手段。加強實驗教學有利于激發學生學習興趣、有利于培養學生動手能力、有利于概念的構建、有利于模型的建立、有利于定律的導出、有利于結論的檢驗、有利于創新能力的培養。特別是流體力學中很多經驗公式，都是大量做實驗總結出來的，所以實驗是理論的源泉。現在實驗課均是實驗教師演示給學生看，然后學生參照實驗指導書依葫蘆畫瓢做一遍，遇到問題依賴于教師，不主動思考，完全失去了做實驗的意義。
七、結論
工程流體力學是一門專業基礎課，對專業知識的學習有著至關重要的意義，對工程流體力學的教學思考是永無止境的，作為一線教師，要在工作中不斷摸索實踐，積累豐富的教學經驗，在教學中實踐改革，提高教學質量，使學習工程流體力學的過程充滿樂趣與動力。
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