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0引言

“流體力學”課程是工科專業的一門重要的專業基礎課，綜合了張量、場論、復變函數、數值方法等數學知識，在水利、土木、建筑和熱能等工程技術領域中都涉及許多流體力學問題。目前許多高校教師在講授該門課程時還是采用傳統的以教師為主導的單向傳授方式，課堂中注重基本概念的講解和公式的推導，課堂教學與實驗教學環節聯系較弱，導致學生學習過程中對所學知識點理解不夠深刻，逐漸失去了學習興趣。因此此次教學模式改革提出以工程實例為導向，在授課中采用工程案例分析、增加實踐環節和第二課堂等綜合形式教學模式，培養學生的學習熱情，調動學生積極性，提高學生分析問題和解決問題的能力。

1教學改革思路

第一，由于在流體力學教學過程中，知識點比較抽象，學生難理解。因此，打破以往“滿堂灌”式授課方式，針對某些重要知識點，首先教師課前布置任務，學生初步了解課堂內容，培養學生的發現問題和主觀學習能力。在授課過程中，教師針對課堂講授的內容，運用多媒體教學方式，向學生展示圖片、視頻、動畫等信息，比傳統方式更直觀、更容易被學生接受，與傳統板書教學方式相結合，優勢互補，尤其對于推導繁瑣公式，教師運用多媒體方式可以強化學生的理解。并且，教師應注重理論聯系實際，通過工程案例分析和討論等方法，講授某些特定知識點對應的工程問題，培養學生學習流體力學課程的興趣，激發了學習的主觀能動性，加深學生對該課程內容的理解和認識，激發學生學習熱情，培養學生分析流體力學問題和建立相應模型和分析計算的能力。學生通過工程案例分析，可以理解不同流態流體所對應的工程背景及其理論基礎，利用課堂所學理論知識總結其流動規律。課中針對某重要知識點，教師布置相關綜合訓練內容，學生自主完成綜合報告，在此過程中學生能夠充分理解相關知識點，建立知識體系，掌握該知識點在實際工程中應用，并能夠在實際生產生活中合理運用該知識點。另外，對于某些特殊的知識點，教師還可以從學生的生活經驗出發，列舉生活中的流體力學問題，聯系生活進行講授，具體內容為：

第二，通過理論與實踐相結合的方式，在保證課堂教學的基礎上，采用多種形式的實踐活動，增加實驗教學環節。實驗教學是理論與實踐相結合，是培養學生創新能力和工程實踐能力的重要環節，鞏固所學基礎理論，能夠幫助學生更好地理解理論知識，培養學生實踐動手能力。在學校工科專業，實驗教學顯得尤為重要。在實驗的教學過程中，為使學生更好地掌握重點和難點，加深學生對實驗操作技能的掌握，采用“教”、“學”、“做”相結合的教學方法，以精講多練為主。在實驗操作之前，讓學生理解實驗流程中的每一步驟，培養學生發現問題和解決問題的能力，對知識的重點和難點有進一步的理解。此外，在實驗教學環節中，重視培養學生創新能力，鼓勵學生創新，為學生提供創新空間。學生通過工程流體力學實驗，直觀明了地觀察不同流態的流動現象，量測不同流態的流動參數，分析其流動特點，再與理論相結合總結流動規律，培養學生的學習興趣，激發學生學習的主觀能動性與創新性，為學生將來更好地投入工程實際奠定基A。

第三，采用工程性質形式的試題幫助學生掌握知識點及其應用。同時，授課時增加課堂對話、采用互動式教學方法，及時了解學生掌握情況并對課程教學內容進行調整。另外，開設理論學習和實踐操作的第二課堂，充分調動學生學習的積極性，并加大課外作業量，使學生通過作業消化課堂教學內容，每次作業批改結束后，通過習題課幫助學生辨析原理理解的誤區、概念混淆之處等習題中出現的問題。任課教師定期進行教學研討，對教學中的難點、重點進行討論，群策群力，尋求好的解決方法。平時注意收集教學中的難點、重點問題，組織老師進行研究，在教學研討時集中交流。

2教學組織過程

2.1課堂講授

以學生為中心，以教師為導學、助學為主，利用工程案例分析、生活實例和小組討論等形式，激發學生學習參與熱情與積極性。課前布置工程案例分析，學生自行查閱資料，課堂上分組討論，引導學生提出問題、分析問題、解決問題，培養學生主動獲取已有知識和創造新知識的能力。以工程問題為主線，提出與之相互對應的課程內容，進而解釋課程內容的性質、原理以及適用條件，總結解決此類工程問題的方法和規律，使得學生對于知識點內容的理解更加生動具體。

2.2增加實踐環節

本專業流體力學課程共64學時，此次教學模式改革準備通過理論與實踐相結合的方式，融入實踐教學環節。傳統體系中實驗環節為輔助教學部分，各實驗互相獨立，綜合性不強，造成學生被動學習，學生學習積極性較差。目前學校擁有兩個流體力學實驗室，不僅可以開展流體力學基礎演示實驗，學生還可以動手參與伯努利方程實驗、畢托管測速實驗等相關實驗。在實驗操作過程中，結合工程中流體流動問題，學生能夠更加直觀明了地觀察到流體處于不同工程問題中所對應的流動現象和規律，量測不同流態的流動參數，進而結合課堂講授的內容驗證實踐結果。同時，教師應為學生留有一定空間，學生可以在充分理解所需知識內容的基礎之上，開展創新型實驗設備的設計，這一過程充分調動學生科學研究熱情，突出培養學生創新意識，教師引導學生提出問題并解決問題，培養學生科學嚴謹的邏輯思維及創新能力。

2.3第二課堂

流體力學課程包括流體靜力學、流體運動學和流體動力學三大部分，課程講述內容較多。針對這種知識內容多而學時短的情況，此次課程建設增加理論第二課堂和實踐第二課堂。對于理論學習第二課堂，學生可通過微信或QQ等網絡通訊工具，隨時給授課教師留言或在線溝通，說明不懂的知識點，教師可以在網上給予學生詳細的解答，既利用了課余時間答疑，又為同學提供了方便，同時又解決了課程學時的限制，極大地調動學生學習的積極性。實踐第二課堂主要體現在實驗室全天開放制度，在保證學生一定數量的前提下，學生可提前預約做實驗。這樣學生就有充足的時間來完成實驗過程，既豐富了學生的課余生活，又充分地培養了學生自己動手的能力。

2.4增加綜合訓練

針對重點章節知識點，如伯努利方程、N-S方程等，結合工程案例，教師布置綜合訓練任務。學生通過上網、借閱相關書籍，獲取相關資料并獨立深入學習分析，再與小組成員討論，集思廣益，進而理解工程案例中方程應用原理，并與所學理論知識相聯系，掌握相關知識點及模型建立方法，集中答辯匯報所學知識內容和實驗數據。通過綜合訓練，學生可以構建相關知識體系，并聯系工程實際，將其融會貫通，真正實現“理論聯系實際”。在此過程中，也培養了學生團隊合作、人際交往、自主探究、分析問題、解決問題及應用實踐的能力。

2.5考核方式改革

對于流體力學課程考核方式，應注重教學過程中的質量控制，主要采取課堂考核、實驗考核和期末考核相結合的形式，加大平時成績所占比重，課堂考核主要包括工程案例分析大作業、課堂考試、出勤和課堂提問等形式；實驗考核以培養學生動手能力為主，重點考核學生的實踐操作能力和創新能力，如能設計出工程方面的創新型實驗裝置可以加分；期末考試就是學生的卷面成績。

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流體力學是工程技術專業的基礎課程，其課程性質決定了其課堂教學的內容理論性知識多、記憶量大，比較枯燥。學生在進行學習的過程中，容易產生乏味感和懈怠感，導致流體力學的課堂效果不佳，學生對知識點的掌握情況不好等問題。在課堂上學生無法做到全神貫注地學習和理解，也就使學生無法做到對知識點的有效掌握，就會使學生的學習興趣下降。特別是流體力學與其他學科和行業都有一定的聯系，學生在學習過程中如果不能理解所學的知識點，對其在其他相關學科中的學習也有一定的阻礙。由于流體力學是一門基礎性學科，學生在進行學習時，其基本的任務是要將流體力學的理論知識與重點深入地理解和掌握，但學生往往忽視了基礎知識以及理論知識的重要性，過分地關注在例如方程推導等內容上，使學生的學習出現斷層，無法做到整體的理解和掌握。針對這些問題，教師可以在課堂中進行一定的改革和變化。首先，教師可以在每日上課前對本次課程所要講解的內容進行引導。通過精彩的引言，將本次課程所講的內容與前后知識點相結合，使學生能夠得到具有極大吸引力以及趣味性的課堂形式。在進行講解過程中可以將流體力學知識與生活中的自然現象以及科學原理進行闡釋，從生活中帶入，使學生產生共鳴，進而做到有效的學習。而在課堂結束后，為了保證學生的學習效果，檢查學生的記憶效果，則可以為學生進行別致的課后作業，在課后作業的幫助下，使學生能夠有效地記憶知識點和概念，使學生能夠改善知識點掌握不良的情況，為學生在其他學科的學習中增添助力。而教師在教學過程中，對學生的引導也十分重要。學生在學習過程中，容易出現學習內容理解偏頗、學習方法不當以及學習的重點掌握不明等問題，這時教師應對學生進行積極有效的引導，特別是在概念的記憶方面，引導學生以記憶概念為主的學習方法，防止學生過分追求解題而導致的知識點記憶斷層。教師在每章節的教學后，應對學生進行一定的復習教學與指導，幫助學生明確每一章節的重要內容，并對學生的知識理解做到有效的掌握和補充。

二、多媒體教學與傳統教學相結合

多媒體教學作為當前較為先進的教學方式，對豐富教學內容，增添教學形式都有重要的地位和作用。多媒體教學目前也成為流體力學教學過程中重要的教學形式之一。多媒體教學與傳統教學不同的地方在于，教師不需要在課堂上利用板書進行教學內容的展示和講解，在教學過程中，能夠加快教師的教學進度，使學生能夠輕松地完成繁重的教學任務，并通過多媒體教學形式，在較為復雜且理解性較強的知識點的學習過程中，能夠通過動畫、圖像、視頻以及聲音等內容進行輔講解，使學生更好地理解所要掌握的內容。但多媒體教學也存在著一定的缺陷，例如在多媒體教學的模式下，教師不需要通過板書進行講解和推導，學生理解和記憶的時間短，無法保證所有學生都能夠做到對所講知識有效地理解和掌握，而多媒體教學在師生互動方面也存在一定的缺陷，學生與教師的互動減少，教師則無法通過學生的反饋調整教學的進度和速度，使學生在高壓高速的課堂氛圍下進行學習，長時間就會造成學生注意力不集中，教學效果大打折扣。可見，多媒體教學與傳統教學，在教學過程中缺一不可。可以通過對二者的結合，將多媒體教學與傳統教學的優勢與劣勢互補，以做到最有效最積極的課堂教學形式和效果。

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1引言

“流體力學”作為理工科的一門專業基礎課和必修課，它的重要性是眾所周知的，作為力學分支，其在安全工程專業有著廣泛的應用，與泄漏、火災、爆炸、通風等有著密切的關系，是后續工業通風、消防工程等專業課程學習的重要基礎。近年來流體力學學科發生深刻變化，對流體運動認識加深，測量手段更為先進，對流體運動分析和處理的能力空前強大，與工程應用結合更加緊密。然而“流體力學”這門課程概念抽象、數學公式多，在以往課程教學過程中更多重視理論知識的傳授，人才培養過程中存在著過分偏重理論知識學習，缺乏對學生工程能力的培養等不足之處。因此，本文借鑒國際流行的CDIO工程教育理念，擬對安全工程專業“流體力學”課程進行教學改革，使理論知識服務于后續的安全知識學習及工作實際，將知識教育和能力培養有機地結合起來，增強學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，使學生專業理論知識的學習真正地更好地融入之后的安全工作中。

2CDIO工程教育理念

CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Imple-ment）和運行（Operate）的簡稱。“C”構思指系統性的構想、思考，明確產業需求。“D”設計是把將要被實現的計劃通過視覺的形式描述出來的活動過程；“I”實施是執行、施行實際的行為，指把設計轉變為產品的過程；“O”運行是指產品實現之后（即實施之后）使用其來達到想要的價值的過程。從構思、設計、實施到運行的全過程就是產品的整個生命周期，用它來代表工程的范疇[1]。CDIO教育模式提倡培養具有較高專業理論水平和符合產業需求的綜合性應用能力并重的高等工程教育專業學生，這種模式在安全工程專業領域具有一定的借鑒意義[2]。CDIO強調在系統和產品構思、設計、實施、運行的真實工程實踐環境中培養學生的工程能力，通過引導學生以主動的、實踐的、知識之間有機聯系的方式培養學生的工程能力，使學生在創新思維能力、終生學習能力、團隊合作能力和工程實踐能力等方面得到全面的訓練和提高。

3基于CDIO理念的流體力學課程實施

3.1優化教學內容

在教學時，教材的選取是非常重要的，首先要選擇一本好的教材，然后圍繞教材的內容，進行全方位的內容設計。湖南工學院安全工程專業選用的教材為蔡增基、龍天渝主編的《流體力學泵與風機》，該教材詳細介紹了流體力學及泵與風機的基礎知識，并配有豐富的習題供學生課后練習鞏固，另圍繞教學大綱，每章設置了思考題。但教材內容多是從供熱通風空調類專業角度出發，內容較多。按照安全專業職業能力與素質需求為導向，結合我校安全工程專業對該課程課時安排較少，學生文科生多，理科基礎薄弱的特點、安全工程專業需求及其與后續專業課程之間的關系，課程教學內容分為四部分：（1）流體靜力學。掌握流體平衡的規律，對其中與安全工程關系不大的小節進行刪除。（2）流體動力學。研究流體在運動狀態時，作用于流體上的力與運動要素之間的關系，以及流體的運動特征與能量轉換等。（3）有關流體靜力學和流體動力學在生產和生活中的應用，如孔口與管嘴恒定流、管道恒定流等。注重與工業通風、消防、安全工程中常見的泄漏等問題相結合。（4）泵與風機工作原理及運行知識，重點掌握如何選擇泵與風機。由于課時有限，其他知識可通過學生自主學習來完成。內容設置注重培養學生的創新能力、學習能力和分析解決問題的能力，不因課時少而刪除其物理背景、力學建模和求解過程等方面的學習，只講授結果、計算公式、圖表等這種短視的做法培養出來的學生只是現成公式的計算機器，面對新的問題將束手無策，學生沒有創新能力，沒有利用所學知識解決實際問題的能力。只有掌握正確的基本概念和流體運動一般規律，才能認識特殊規律，才能有分析實際問題的能力，才能正確應用和處理流體力學商業軟件。

3.2轉變教學方法

在課堂教學中注重學生綜合思維、系統思維和工程能力的培養。結合傳統的教學方法，采用以問題學習的形式，要求學生基于問題學習。（1）首先要講授該門課程的性質及作用，讓學生掌握該課程在整個專業培養中的作用以及工程實踐中的具體應用價值，以及該課程與其他課程之間的關系，從而在學生的整體知識架構中建立起清晰的課程邏輯聯系[3]，培養學生的系統思維能力。（2）各知識點的教學過程采用啟發式教學法，先由老師設置問題，讓學生帶著問題進行學習；學完之后讓學生思考學了什么，有什么用；除了基本的教學過程外，在課程中設置一些小專題討論，培養學生分析問題、解決問題的能力。（3）傳統的教學模式由于缺乏對知識的應用，學生通常將通過考試作為學習目標而專注于記憶考試內容。因此在教學中注重相應知識點的講解的同時，注重對各知識點的應用和拓展，各知識點多方面地與安全工程專業相結合（如在講述孔口管嘴出留時與危險化學品物質泄漏進而導致火災、爆炸、中毒事故相結合；講述流動阻力時與工業通風管道設計、消防水管道設計相結合），強調其對專業的支撐作用，要求理論知識必須服務于安全工作實際，將知識教育和工程能力培養有機地結合起來。

3.3實驗教學改革

實驗環節是CDIO模式下教學環節的非常重要的組成部分，學生工程能力的培養和綜合應用能力的提高，有賴于此環節[4]。實驗教學方面通過建設流體力學實驗室，將實踐教學貫穿于學生的整個學習過程，實現對學生的動手實踐能力、技術應用能力、研究創新能力的培養。實驗模塊分為基礎驗證類實驗模塊、綜合性實驗模塊和開放性實驗模塊。基礎驗證類實驗主要包括雷諾實驗、能量守恒驗證實驗、沿程阻力實驗、局部阻力實驗、文丘里管實驗、流量計實驗、離心泵實驗等[5]。這些實驗過程簡單，能幫助學生更好地理解流體力學的基本原理和定律，但缺乏創造性，沒有與安全工程專業實際相結合。綜合性實驗如與工業通風課程相結合，設計一個通風除塵管道模型，學生通過流體力學知識制定實驗方案，使用儀器測量風速、壓強等相關參數計算通風阻力。讓學生把流體力學知識更好地與安全工程專業相結合，解決專業實際問題。綜合類型的實驗相對較復雜，采用團隊協作的方式，通過互相交流討論解決實驗過程中遇到的問題，發散思維，實驗結束后進行匯報，培養學生的團隊協作能力和溝通能力。開放性實驗模塊通過建設開放性實驗室，為學生參加各類學科競賽、科技創新活動、自主實驗、參與大學生研究性與創新性實驗項目、參與教師科研項目提供實踐平臺。如學生可進行計算機虛擬流體力學實驗、利用flunet軟件模擬火災發生時煙氣流動過程。開放性實驗可鍛煉學生創新能力。

4結論

1）安全工程專業“流體力學”課程作為一門學科基礎課，其教學改革應以專業能力需求為導向、學生能力培養為目標，引入CDIO理念進行教學改革，可提高學生創新思維能力、系統思維能力、和工程能力的培養，提高學生的工程意識及大工程觀。2）基于CDIO理念的“流體力學”課程教學改革應注重學生主體作用的發揮，以學生為主體、教師為主導，采用問題學習的形式進行教學，培養學生用基礎理論分析、解決實際問題的能力。3）在“流體力學”課程教學改革中，應注重實驗教學環節，實驗教學除了基本的基礎驗證類實驗外，組織學生做一些綜合性、設計性、開放性實驗，教學中注重學生團隊協作能力，人際交往能力和創新能力的培養。

參考文獻

[1]顧佩華,等.重新認識工程教育一國際CDIO培養模式與方法[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]張景鋼.基于CDIO的創新型安全工程培養方式研究[A]//安全科學理論與創新[C].鄭州:鄭州大學出版社,2016:92-96.

[3]趙慶賢,葛秀坤,畢海普,等.“變焦式”教學法在專業基礎課程教學中的應用[A]//第26屆全國高校安全工程專業學術年會論文集[C].北京:氣象出版社,2014:262-265.

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一、現狀及問題

流體力學課程具有非常強的科學性和系統性，有極強的理論性與實踐性，作為專業基礎課，為后續專業課學習提供理論基礎，這決定了這門課的教學目的既要使學生掌握基本理論知識， 又要使學生學會應用這些知識解決實際問題。

目前流體力學課程教學存在兩個極端：一是偏重于數學推導，忽視理論的物理意義闡述和工程實例的引入，教學內容枯燥無味，理論與實際脫鉤，學生只為學而學，沒有學習欲望； 二是偏重強調課程為專業服務，過多泛泛地講述案例，不深究理論基礎，沒有達到培養人才的教學目的。在教學課時一再壓縮情況下，

如何將流體力學課程內涵貫穿于理論學習、實踐訓練、創新精神、實際動手能力的培養整個學習過程，本文提出幾點看法。

二、教學研究

在教與學的關系上，最終目標是能真正調動學生、老師的積極性，保證教學的有效實施。

大學的流體力學課程進程快、信息量大，一環緊扣一環，有的知識點偏重基礎理論，有的偏重生活常識，還有的偏重工程應用。如何將枯燥的理論內容和實驗過程轉變為生動描述，使學生便于記憶、掌握，作者認為基于教師對教學內容深刻理解和深厚語言技巧，對于不同類型的知識點可采用相應方法進行教學。

1.用形象的教學方法，加深基礎理論的理解

流體力學是一門基礎課程，是后續許多專業課程的基礎，所以教學中要重視奠定扎實基礎，重視學生對物理現象的認識、物理概念的建立及規律分析，借助先進的教學手段，對加深基本理論的理解和掌握意義重大。

多媒體教學因其形象、生動、具體、直觀，越來越得到廣泛的使用，在流體力學課程中引入多媒體教學，可以將很難用語言描述的物理現象，如渦量和紊流等搬上屏幕，幫助學生建立清晰的物理概念，縮短認識過程，激發學生學習欲望，為教學質量提高提供了保障。如湍流這個流體力學中100多年來公認的難題，授課老師可以利用高速攝像儀拍攝的各種流體流動圖像和利用熱線風速儀采集的湍流脈動信號，向學生展示湍流的基本概念和理論。

2.用啟發式教學形式，加深與生活常識密切相關的知識點的理解

高等教育中采用直觀有趣的事例參與教學過程，較為少見，因為對于像流體力學這樣的基礎理論課，要列舉出與日常生活密切相關，且有一定深度的有趣事例，并不是一件容易的事。這就要求授課老師有深厚的理論基礎和責任心，采用啟發教學形式，依據學習過程的客觀規律，引導學生主動、積極、自覺地掌握知識，通過具體事例，使學生能充分意識到本課程對今后工作和學習的重要意義，激發其學習欲望。如講述某一理論時，可由日常生活中的有趣事例或歷史上的重大事件慢慢引入到理論機理。

另一方面，為了提高大學生的實踐能力和創新能力，授課老師可根據課程進度，開展各種級別的趣味課題。這些課題分為兩種類型：一種是修完流體力學課程的學生根據興趣，通過查閱相關資料后自擬研究課題，寫讀書筆記，采用頭腦風暴式課堂討論，并不斷解答分析問題，最終形成研究結論；另一類課題是授課老師自擬題目，供學生選擇，其討論過程與上面相同。學生通過參加這些趣味課題，鞏固了書本知識，實踐能力和創新能力得到了較大提高。

3.加強教學過程中的實驗環節

實驗是理論的搖籃，作為工科學校的大學生，其實驗能力的培養為其成為創新人才起著舉足輕重的作用。

在實驗過程中實現基本理論與工程應用有機結合，豐富了教學內容， 提高了學生學習積極性，增強了學生的感性認識，大大提高學生對本門課程的興趣。實驗課要注重培養學生的動手能力，培養學生獨立操作能力。

另一方面，改革實驗課考核的方法，考核過程中增加師生間互動，由原來只看實驗結果，變成由授課老師和實驗教師共同對學生的操作能力、理解能力、創新能力進行全面考核。

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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：

[1]王發輝，桑俊勇，等.“流體力學”立體化教學體系的構建[J].中國電力教育，2009，（12）：102-103.

篇（6）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）48-0039-02

流體力學是一門研究流體的受力與運動規律的嚴密科學，是一門材料科學與工程專業中理論性和實踐性都較強的專業基礎課程。在流體力學的教學過程中，涉及到的數學公式很多，過程較為復雜。歷年來，學生們普遍認為流體力學課程枯燥無味，難以學懂，興趣不大，導致教學效果較差。分析材料科學與工程專業現狀可知，目前，該課程體系教學中存在著較大弊端：一方面，太偏重于數學推導與公式的理解，忽視了課程理論的物理意義與工程應用的有效結合；另一方面，忽視了課程的基礎作用，片面強調課程的專業性。為此，本文結合材料科學與工程專業的課程設置，對課程的教學環節進行了改革探索。課堂教學是提升學生認知的重要手段。筆者認為可以從以下幾個方面來提高流體力學的教學質量。

一、優化教學內容

縱觀材料科學與工程專業的流體力學課程體系，可將之分為基本理論知識、基本應用、實驗部分、與其他學科的交叉內容、工程實際應用等方面。在教學過程中，筆者認為采用模塊化教學方式能夠達到較好的效果。所謂模塊化教學是指根據學科或專業的不同需求選擇學習內容，將每個內容或環節定義為模塊。每個模塊的目標明確，針對性強，而且學時數相對較少，容易提高學生的學習效率。當然，各個模塊之間并不是孤立的，在教學實施過程中，模塊是相對獨立的，但從課程的整體架構上來說又是有機關聯的，步步為營，內容豐富，難度螺旋式上升，使整個流體力學課程具有較強的系統性和完整性。目前，國內材料科學與工程專業的流體力學課程體系基本按照如下形式貫穿：流體靜力學理想流體運動動力學實際流體運動：一元流體相似理論泵與風機。每部分的研究方法較為統一，所形成的體系由簡到繁、由易到難，并且很容易實現模塊化處理。例如在講授流體運動學基礎、動力學基礎時，可以先從實際流體流動的基本方程入手，使學生在本門課程開始就接觸到流體動力學的總的輪廓和最基本的理論方程，后面的理想流體動力學及一元流體動力學問題作為其特殊情況處理，將理想流體、一元流動的條件代入有關方程，即可得到理想流體、一元流動的動力學方程。建立的這種模塊體系具有由一般到特殊的特點，條理清楚。這樣一來，教師在講完一般形式的方程組后再來講具體一元流體動力學及理想流體動力學問題，就可略去大量的公式推導過程，節省了大量的課時，內容組織層次感較強，講起來重點更突出，教學過程卻相對簡化。

二、更新教材結構

同時，考慮到材料科學與工程專業的特色與應用范疇，非常有必要對教材內容進行優化處理，根據材料科學與工程的課堂要求，淡化一些理論推導過程，以工程應用為根本。從學生的學習規律來看，一般學生剛學習課程的時候積極性和重視程度都比較高，在學習時花費時間較長，但隨著課堂內容的推進，學生們的興趣減弱，教學內容和教學方法的改革與優化勢在必行。材料科學與工程專業的流體力學課程內容并不包括本領域的全部專業知識，主要講授流體流動的基本原理與基本思路，并側重于工程應用。因此，教材的選取要更具科學性，要根據專業特點和需要，結合學生興趣與學習層次，有針對性地選取講義，教材要更側重于基本原理與基本公式的講述與應用，做到簡單易懂，實用性較強。

三、激發學習興趣

在流體力學教學的開始，教師就應該緊緊抓住學生們的學習興趣，在緊扣教學計劃的基礎上，以當前熱點問題為引導，充分調動學生們的學習積極性。因此，在流體力學教學的過程中，如何將教學內容與工程實踐相結合，與熱點問題相結合，激發學生的學習興趣是提升教學效果的重要措施之一。比如在給學生上緒論課的時候，可以通過一些生動的圖片、視頻、動畫給學生形象地展示大自然與人類生活密切相關的流體力學現象，增強學生對流體力學的感性認識與興趣，如汽車為什么要做成流線型的；高爾夫球為什么在表面有很多坑；火箭為什么能夠上天；海岸為什么是弧形；戰斗機為什么頭部是尖的等。這些問題是日常生活中經常見到的，通過這些問題的設計與引導，可以讓學生們知道本課程的主要學習目標是什么，能解決什么樣的實際問題，讓學生們帶著疑問和興趣去學習，效果將事半功倍。

四、改革教學手段

目前，流體力學教學過程中教學手段較為豐富，但仍以板書和多媒體教學兩種方法為主。更多采用“多媒體為主，板書為輔”的方法。多媒體教學較為直觀、形象，所傳輸的信息量巨大。同時，伴隨著信息網絡化大形勢的進一步深化，網絡電子資源更加豐富，這樣大大縮短了教師們的備課時間。但這種方式也有不足之處，最主要表現在多媒體授課速度偏快，學生尚未形成知識結構體系就一帶而過，課堂上考慮的時間不足，很難形成師生之間的互動。相對而言，板書備課時間較長，課堂上書寫時間也較長，對于一些較難理解的內容，可以給學生們足夠的思考空間，并在課堂上按照既定授課思路進行，這樣能夠涵蓋較為瑣碎的知識點，易于形成師生間的“一問一答”式的互動關系。因此，在流體力學授課過程中宜采用二者結合的方式，對于系統性較差的知識點來說采用多媒體方式，而對于重點、難點內容則主要采用板書的形式，真正做到對該知識點的側重講解，疏而不漏。只有這樣才能使學生對課程既有充足的知識量，又有重點突出，進而提高學生的學習效率。

五、重視實驗與工程教學

流體力學課是一門與工程實踐結合緊密的學科。因此，在課程開展的過程中應該對實驗課與工程教學進行重點關注。實驗教學目前可以分為演示型和驗證型，但教學方法單一，限制了學生分析問題、解決問題的能力；同時，由于長期以來實驗教學從屬于理論教學，實驗教學與工程教學的課程建設與發展受到了嚴重制約。因此非常有必要對實驗與工程教學進行改革來適應目前高校的培養模式。首先，實驗與工程教學要注重同專業知識相結合。傳統的實驗教學較多適用于試驗臺環境下，是國家根據課程規劃以及人才的知識結構需要設立的，這嚴重阻礙了學生們與工程實踐的有效溝通，因此，可以針對學生所學專業逐步設立既符合本專業又具有工程背景的可操作性較強的實驗項目，用以適應學生對專業領域知識的理解與創新需求。其次，有效利用高校科研優勢，促進實驗與工程教學的發展。以學科為依托，實現科研與教學互補，將科研成果引入實驗教學，這樣可以開闊學生視野，激發學生的創新思維。第三，實現基礎實驗與個性實驗的互補。在基礎實驗訓練的基礎上，開展一些更具有研究性和綜合性的實驗，這樣對理論知識的學習有一個較為有利的補充，同時也可以鍛煉學生們實驗設計、整體規劃的能力，積極調動學生們的學習積極性。

參考文獻：

篇（7）

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

To Investigate the Effect of Improving the

Teaching of Engineering Fluid Mechanics

GUO Liping

（School of Petroleum Engineering， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang 163318）

Abstract The characteristics and teaching practical engineering fluid mechanics courses， combining the current teaching problems arise on how to improve teaching effectiveness programs were studied. Can take advantage of advanced research tools aided teaching to enhance students 'interest in learning， using a combination of multimedia and traditional teaching methods to improve classroom teaching through innovative practices to improve students' ability to apply knowledge and innovation.

Key words engineering fluid mechanics； teaching effects； teaching approach

1 工程流體力學教學現狀

1.1 課程難于學習

工程流體力學以高等數學、線性代數、大學物理、工程力學、工程熱力學等多門課程為基礎，通過本課程的學習培養學生具有初步對工程問題的簡化能力，具備一定的分析與計算能力，是學習有關后繼課程和從事專業技術工作的基礎。由于該課程中的理論推導部分應用了較多微積分、微分方程等數學知識，再加上大多數學生沒有實際的工程概念，在實際教學過程中，大部分學生反映：該課程的理論知識抽象、難于理解，概念和方程占的比例較多，對高等數學、線性代數知識要求較高，理論知識與工程實踐結合難度較大。①總而言之，在傳統的注入式教學模式下，對大部分學生來說，“工程流體力學”是一門非常不好學的課程。

1.2 理論知識與實際應用脫節

在大部分工科院校的工程流體力學課程教學中，課題主要教給學生講授本課程的基本概念、基本理論及公式推導，這些在教學實際過程及考核時基本都可以完成。這種指導思想下完成的教學效果是，學生可能只會對考核中出現的知識點做機械的符號記憶，如果在后續專業課的學習時或工程生產實際中，涉及到工程流體力學的相關知識，學生們會無從下手，找不到合適的解決問題的方法。

1.3 傳統教學方式的缺陷

傳統的板書教學模式已有悠久歷史，教學理論非常成熟，已經積累了大量的教學經驗。在傳統教學過程中，一般是通過教師的生動、形象的講述，學生相對易于接受，老師與學生之間也可以面對面地探討一些疑難問題。而對于工程流體力學這門課程而言，教學內容不可避免地會涉及到一些類似數學公式的推導，傳統的板書教學方式能夠留給學生更多的思考時間，同時，也能夠加深學生對公式推導過程的理解，加強記憶。由于傳統的教學模式主要是依靠粉筆與黑板的教學條件，教師是教學模式的主體，教師表達能力的好壞、知識的豐富程度嚴重影響教學效果，與此同時，教學效率也非常低下，在有限的學時，很難使教學內容豐富，由此也扼殺了學生創意的產生和個性的發揮。②

1.4 多媒體應用的弊端

多媒體是一種把文本、圖像、視頻、動畫和聲音等信息的媒體集成在一起，并通過計算機綜合處理和控制的一種信息技術。多媒體教學具有教學形象、生動、具體、信息量大、易于理解的優點。在各高等院校專業課的教學過程中得到了廣泛應用，給教學工作帶來了極大的方便。一方面，借助于多媒體教學不僅可以在一定程度上吸引學生的注意力，減輕教師板書的勞動量，另一方面是可以將一些復雜的、難于形象描述的流體流動現象和工程實際的圖像資料清晰地展現給學生，使教學內容直觀明了。同時，課堂氣氛動靜結合、增強互動性。與此同時也存在一些弊端：③由于大學課程教學內容進程快，信息容量大，一環緊扣一環，即使是傳統的教學模式下，在中、小學課堂上出現的活潑、互動的啟發式教學場面，在大學課堂教學時很難出現。

2 如何提高工程流體力學課程教學效果

2.1 充分利用先進的科研手段輔助教學

工程流體力學這一課程中涉及到的流場描述等知識點理論抽象、方程較多，僅借助于多媒體演示等手段教學，效果并不很好。如果將先進的科研手段輔助教學，例如將先進的激光粒子測速技術（PIV）應用到“工程流體力學”的教學過程中，④比如可應用拉格朗日描述流體流動和歐拉描述流體流動、紊流和層流流動的特點、圓管中流體紊流和層流軸向速度分布特征等相關章節中，借助于先進流體流動測試技術，能夠使學生對抽象的理論進行深刻的理解，同時可激發學生對課程內容進行深入探索、從事科學研究的興趣。

2.2 傳統教學方式與多媒體教學手段相結合

多媒體教學技術的發展并不意味著必須摒棄一切傳統的教學手段和方法，如果將傳統教學方式與多媒體教學手段相結合，揚長避短，發揮各自的優勢，提高課堂教學效果。對于工程流體力學這門工科專業基礎課程，在進行復雜的理論公式推導教學時，經驗證明：如果教師使用板書的教學方式，在黑板上一步一步推導，而不是使用多媒體，打出一系列的數學符號，這樣既可以給學生更多的思考時間，又能夠使學生理解公式推導過程，使學生的記憶加強。而對于一些基本概念和特定的流體流動現象，可以借助于多媒體教學手段，加深學生對基本概念和流體流動現象的理解與認識。

2.3 構建學生創新實踐操作平臺

工程流體力學是一門建立在實驗研究基礎上的學科，也是一門實驗科學。很多流體力學理論都是通過實驗研究建立起來的，一些理論分析得出的結論也需要實驗來證實，而實驗又必須在理論分析所得出結論的指導下進行。因此實驗是工程流體力學課程的必不可少部分，是非常重要的教學環節。它不但可以驗證理論研究結果，同時，在幫助學生學好工程流體力學這門課程的基礎上，培養學生進行科學探索、創新能力和獨立工作重要環節。雖然目前大多數高校都把實驗教學列為工程流體力學課程教學的一部分，貫穿于課程始終。但大多以驗證性實驗為主，實驗教學方法單調，又有師資力量、實驗課時和實驗設備等多種因素的制約，學生實際可選擇的范圍很小，在很大程度上限制了學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力，不能很好實現工程流體力學實驗教學的目的。因此，建立學生創新實踐操作平臺，在完成課程基礎理論驗證實驗的基礎上，結合不同專業學生知識體系和將要從事的領域，開設創新實驗，以此來激發學生的學習興趣，培養創新能力。

3 結束語

為提高工程流體力學課程的教學效果，可以通過利用先進的科研手段輔助教學來提高學生學習興趣，采用傳統教學與多媒體教學相結合方式進行“教”，通過學生創新實踐來提高學生對知識的應用能力和創新能力。

注釋

① 黃芬霞.石油工程專業流體力學課程的教學改革探討與實踐[J].考索?探微，2013.12（1）：231-232.

篇（8）

2.安徽理工大學材料科學與工程學院，安徽 淮南 232001）

【摘要】流體力學作為工科院校的一門專業基礎課程，其理論性強，內容豐富，知識點多，難度系數大，學生不易理解和接受。結合教學實踐與學生專業素養培養要求，從師資隊伍建設、教學大綱改革、緒論課講解和完善實驗教學環節等方面對專科教學中的流體力學課程改革進行了探討。

關鍵詞 流體力學；專科教學；課程改革

The Exploration on the Specialised Teaching of the Course of Hydromechanics

FANG Fei1.2LI You－bing2JI Min－min2

(1.Xinjiang Institute of Engineering,Department of Mechanical Engineering Urumqi, Urumqi Xinjiang 830092, China;

2.Anhui University of science and Technology, School of Materials Science and Engineering, Huainan Anhui 232001, China)

【Abstract】As a professional basic course in engineering colleges,hydromechanics is difficult for students because of its strong theory , rich content, more knowledge points and a large degree of difficulty coefficient.According to teaching practice and professionalism training requirements for students ,this paper explores the construction of the faculty, curriculum reform, teaching to introduction and improvement of the experiment teaching of the course of hydromechanics.

【Key words】Hydromechanics; Specialized teaching; Reform of teaching;

流體力學是一門綜合性的專業方向必修課，屬于專業基礎課。通過本課程使學生掌握流體平衡與運動的基本理論、基本知識和基本技能，為學生學習后續課程和掌握專業知識以及為今后解決工程實際問題奠定初步的流體力學理論基礎。本科壓縮型的專科生在理論知識掌握成熟度上不如本科生, 而實踐動手操作能力和到基層的吃苦敬業精神不如中專生。為了適應社會形式的發展和面臨教學對象的不同，專科教學中的流體力學課程改革勢在必行。為此，我們結合教學實踐與學生專業素養培養要求，認為可以從以下幾個方面進行課程教學改革。

1加強師資隊伍建設

流體力學課程目前的任課教師隊伍基本分為兩類，一類是專門研究流體的科研人員，另一類則是相關專業的專業課教師。而實踐反應出的問題是，這兩類教師在教學過程中都存在著各自的缺陷。前者本身確實有很堅實的理論基礎，但是缺乏對所授學生相應專業的了解，以至于在課堂上無法列舉出與學生所學專業相關的工程實踐實例，這必然導致學生無法學以致用，與后續專業課的學習脫節，在某種程度上可能造成學生認為學習該門課程是否必要。后者可以很好的彌補前者專業知識的匱乏，但是一般專業老師在自身學習流體力學的時候也是作為專業基礎課程來對待，因此對于基礎知識的掌握同樣存在著明顯的不足。對于任課教師的選擇，我們提出的建議是加強學科交叉。在學校邀請資深專家做學術報告和專題講座時，可以組織該專業所有任課老師都參加，加深他們對所授學生專業的了解，以便在課堂上講解時能結合專業實際，從而打造出一支理論基礎知識扎實，專業性強的師資隊伍。

2改革教學大綱內容

2.1模塊化教學內容

所謂模塊化，即將流體力學劃分為流體物理學性質、流體靜力學、流體動力學、理想流體動力學、 粘性流體動力學、 流動阻力相關計算、 壓縮氣體管路、 管路系統水力計算等幾個模塊。根據不同的專業要求, 進行不同的取舍和組合[3]。比如給排水專業可以將明渠流部分作為學習重點，而熱能動力專業則需要將氣體部分作為重點學習內容。由于教師在專業基礎課上有針對性的教學，學生在后續的專業課學習中就能輕松做到理論聯系實際，達到預期的教學效果。

2.2多樣化教學手段

積極推行多媒體技術與傳統的板書授課方法相結合的手段。隨著計算機科技的發展和普及，多媒體教學方法已經廣泛的應用在各種課堂教學中。同樣，通過多媒體演示功能，能夠生動、具體、形象、直觀的解決流體力學教學進程中的一些抽象的難點部分。但傳統教學方法的教學效果不能因此被忽視，尤其在理論分析、公式推導上，仍然是教師利用板書進行教學的方法占明顯優勢。教師通過傳統的教學方法，一方面能夠很好的把握課程節奏，與學生互動；另一方面也便于學生做好筆記，易于知識點的消化吸收。

2.3變更考核方式

目前我校的專科考核方式與本科一致，統一采用的都是閉卷考試成績占70%，考勤、作業、實驗占30%，而實際實驗部分只占了10%。但從專科學生的專業培養素養要求來看，既要重理論，又要重實踐。因此，對于流體力學這類專業基礎課的考核方式要做到兩手都要抓。我們建議的考核方式是閉卷考試成績占60%，實驗占30%，考勤、作業占10%。

3把握緒課講解

經過多年的教學總結，學生反饋回來的信息是流體力學難度太大，部分專業術語太抽象。甚至部分學生在還沒有開始學習的時候，就已經產生了退怯心里，這對接下來的學習極為不利，以至曠課的現象普遍。流體力學雖然理論性較強, 但卻是一門及其貼近生活的學科。然而緒論作為一本教材的概述，是學生最先接觸到的部分，是對教材整體內容的高度濃縮和概括，貫穿整個教學過程，更對學生的學習起到引領、提示和導向等作用，所以講好一堂緒論課至關重要。物質包括固液氣三項，而流體就占液體和氣體兩項，可見流體占據了我們生活中的大部分空間。教師在講課時，應側重于多列舉一些生活中的實例來說明流體力學基本理論知識及其應用。比如，我們每天呼吸的空氣，喝的水，都是流體；而我們能呼吸到新鮮的空氣，喝到水，這體現流體具有流動性的特點。另外教師在講授緒論課時，務必要介紹整本書的內容綱要，以實用為目的，以必須、夠用為度，以掌握概念、強化應用為原則，并列舉工程實際中可能遇到的需要用教材理論知識解決的問題。在此基礎上學生能對要學什么知識、能解決什么樣的問題做到心中有數，能積極調動學生的求知欲和學習的興趣。這樣的方式也可以用在后續課程講解上，教師在每堂課結束前留下懸疑，并隨著課程的進展逐步解開疑問，層層遞進，一邊解決問題一邊學習新的知識點，一舉兩得。

4完善實驗教學環節

專科學生畢業后一般都工作在相關專業的一線崗位，這就注重學生的實操能力。要做到理論與實際融會貫通，實驗課的教學環節不容忽視。傳統的實驗教學模式基本都是驗證實驗，以班級為單位，分組進行，部分實驗甚至只由老師進行演示，負面的抑制了學生的自主創新能力。當然，驗證實驗的開設非常必要，而且要與課程內容形成很好的銜接。但是除此之外，還應開展一些拓展學生發散能力和創新思維的實驗，讓很多有想法的學生自主實驗，激發他們的學習興趣，培養他們的創新思維。另外，教師要嚴格要求學生端正實驗態度，尊重實驗結果，讓其養成嚴謹的實驗習慣，才能對以后專業中的流體力學現象做出科學的定性分析及精確的定量計算，才能正確地解決工程中所遇到的流體力學方面的設計和計算問題。

5結束語

目前，隨著各本科院校逐年擴招，每年大批應屆畢業生流向社會，我國當前就業形勢普遍嚴峻。從技術可信度來講，用人單位會優先錄用本科生；從崗位穩定性的角度出發，用人單位則會優先錄用中專生，這一直是專科畢業生面臨的挑戰。本文從強化師資隊伍，改正教學方法，多種教學手段的有機結合以及實驗教學環節的完善等方面進行教學改革，以提高專科學生專業能力競爭力，適應人才市場的需求。

參考文獻

［1］邢國清.流體力學泵與風機[M].中國電力出版社,2009,2.

［2］張敏,李好學.流體力學教學初探[J].河南機電高等專科學校學報,2008(11):157-158.

篇（9）

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：

[1]張婷婷.情·知教學理論指導下的網絡課程之情感設計[J].現代教育技術，2008，18（10）：47-51.

[2]趙青.多媒體教學軟件的研究[J].中國現代教育裝備，2008，（2）：153-155.

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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).

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中圖分類號：642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）03-0030-02

“工程流體力學”課程是以高等數學、大學物理、工程力學、工程熱力學為基礎，集概念、公式、實際應用于一體的一門專業基礎課。該課程基本概念抽象，公式結構復雜，實際應用眾多，尤其在石油行業尤為突出。石油工業中的許多問題都要采用流體力學理論解決，諸如鉆井液循環壓力和流速的設計，套管強度的校核，采油過程中油井采出的流體在泵或井筒內的流動規律分析，地面管線的布設，管徑設計，管線強度的校核，壓差與流量之間關系的確定，輸液泵的選擇和安裝位置的確定，儲油罐強度的校核，油品裝卸時間的計算，油品和天然氣的計量，氣蝕和水擊等現象的預防等。解決這些問題，要求從事石油工程技術的科學工作者必須具備“工程流體力學”知識，以便在石油工程的建設和管理中更好地發揮作用。為了使學生能夠更好地學習掌握該課程的內容，教學環節尤為重要。對如何設計教學環節，本文主要從以下四個方面加以說明。

一、教學由多媒體與板書共同完成

教學板書是教師教學思路的整體反映，是教師在教學過程中引導學生學習，幫助學生理解和記憶，以及啟發學生思考的重要手段，是教學過程中不可缺少的組成部分。教學板書以文字、符號、圖表等手段將教學內容直接訴諸學生的視覺，豐富了學生的感知表象，有助于學生吸收和掌握知識信息。在授課過程中，筆者把學生對使用板書和多媒體的意見進行調查，90%的學生更傾向于使用板書教學。

由于“工程流體力學”課程，基本概念多、難理解，公式復雜難懂，采用板書邊寫邊講解，給學生留有足夠的時間去理解，去認知，接受起來更容易一些。但是流體本身運動復雜，沒有固定的形狀，在外力作用下，流體流動狀態、流動規律是什么樣的，在板書上表達起來可能不夠準確，不夠形象、逼真；而采用多媒體[1]，將其制作成圖片或動畫課件，則直觀明了，生動具體，給學生在視覺上以新穎的感覺，在頭腦里的印象會更深刻一些。比如：講工程流體力學的發展史，單純講授枯燥無味。此時，制作多媒體課件展示給大家， 比如弧線球也稱香蕉球，找一個足球明星踢弧線球的視頻放里面，邊放映邊講解，學生很感興趣，還學到了知識，同時也激發了學生的學習熱情，起到了很好的引導效果。

二、將計算流體動力學軟件融入到理論教學中

“工程流體力學”一般采用理論方法、實驗方法和數值計算三種方法研究，其中，數值計算就是使用計算流體動力學軟件計算[2]，是當今比較常用也比較流行的方法。計算流體動力學（簡稱CFD）是通過計算機數值計算和圖像顯示，對包含有流體流動和熱傳導等相關物理現象的系統所做的分析。CFD可以看作是在流動基本方程控制下對流動的數值模擬。通過這種數值模擬，可以得到極其復雜問題的流場內各個位置上基本物理量（如速度、壓力、溫度、濃度等）的分布，以及這些物理量隨時間的變化情況，確定漩渦分布特性、空化特性及脫流區等。CFD方法克服了理論方法和實驗方法的局限性，在計算機上實現一個特定的計算，就好像在計算機上做一次物理實驗。例如，機翼的繞流，通過計算機并將其結果在屏幕上顯示，就可以看到流場的各種細節；如激波的運動、強度、渦的生成與傳播、流動的分離、表面的壓力分布、受力大小及其隨時間的變化等。數值模擬可以形象地再現流動情景，與做實驗沒有區別。

目前，CFD軟件中比較著名的就是Fluent軟件。所以可以在教學中使用Fluent軟件模擬，給學生展示流動規律和流動結果。例如：馮?卡門渦街，不同形狀物體繞流使用Fluent進行模擬，既直觀又能清楚地展現流動規律，同時對流體本身產生無限的向往，對“工程流體力學”課程充滿了期待和興趣，為學生以后學習軟件打下了基礎。

三、實施雙語教學

隨著我國與世界的接軌，隨著世界一體化進程，迫切需要大量精通兩種以上語言的人才，作為一種培養國際化人才的有效手段，雙語教學勢在必行。高等教育作為教育的前沿陣地，也要同國際接軌。雙語教學本身就是我國高等教育國際化趨勢的客觀要求，對高校來講，可以加強國內高校和國外高校的教學合作，高校之間的合作項目越來越多，有助于國內外專業領域知識體系的統一和完善；對教師來說，可以促進國內高校教師同國外高校教師的學術交流，國內高校教師可從中了解到很多世界前沿知識，并有效地傳遞給學生；從學生自身來看，打破了語言障礙，學生能夠在專業技術領域內較好地將母語和英語這兩種語言之間根據交際對象和工作環境的需要進行切換，有效地開展交流與合作，并且多掌握一種語言，就多了一份生存的手段，多了一份了解外部先進世界的途徑，多一份機會。雙語教學不僅可以培養學生運用外語解決實際問題的能力，而且有利于學生學習、掌握、精通一門外語（主要是英語），能夠多一種思維方式，學會從多種角度，用不同觀點看問題，進而提升競爭能力，同時也為培養“復合型”人才奠定了基礎。

現今實施“雙語教學”，既符合與時俱進的要求，又能夠提升教學水平，這意味著在教學中實施“雙語教學”勢在必行。在“工程流體力學”專業基礎課教學中改變使用單純母語（漢語）的教學方式，將外語（主要是英語）運用于其教學的全過程之中，使之與母語教學互相融合、互相促進，既體現專業基礎課教學的特色和針對性的同時，又能夠全面提高學生的外語應用能力和綜合素質，使教學更好地適應新世紀人才培養目標的要求。在“工程流體力學”教學中推行雙語教學，使學生在雙語教學課堂中提高英語水平，學會用英語表達專業知識，繼而過渡到用英語去思維、求知、交流，以便熟練地用外語來解決實際問題。這種教學模式既符合經濟迅速發展對涉外人才基本素質的要求，也符合大學各專業交叉融合的發展方向，是教學改革的重要內容。

根據“工程流體力學”課程的特點，在其教學中可以使用綜合型教學模式。即對一些基本概念、基本理論，比較好理解的，可以采用浸入型；而對一些公式的推導，專業性比較強的，難于理解的采用過渡型。另外，將一些流體發展的歷史、實例用多媒體教學手段進行授課，達到直觀的效果。

四、注重實驗環節

“工程流體力學”也是一門實驗科學[3]。很多流體力學理論都是以實驗為基礎建立起來的，理論分析得出的結果需要通過實驗來驗證，而實驗的進行又需要用分析得出的理論來指導。因此，實驗是“工程流體力學”課程的重要組成部分，是必不可少的教學環節。它不僅是為了驗證理論，有助于學生學好流體力學，而且是培養學生進行科學研究、提高獨立工作和創新能力的重要環節。

隨著大學教育的普及，受教育的人數迅猛增長，而實驗教學設備與人數增長不成比例，導致教學和實驗的間隔周期較長，使得實驗前，有些學生并沒有做好充分的準備，并且缺乏必要的理論復習，對即將做的實驗相關知識沒概念，致使理論和實驗嚴重脫節，實驗效果不佳。但是對學生的考核僅僅是一份實驗報告，導致有些報告抄襲嚴重，甚至有些學生做實驗，看別人怎么做就怎么做。這樣，學生的動手能力、實踐能力怎么能培養出來？更不用說培養學生的創新能力和發散思維。實驗課是教學的必要環節，也是重要環節，不容忽視。

1.實驗前，回顧與實驗相關的知識點，讓學生在短時間內了解本次實驗和相關理論，這里的相關理論不是本實驗的結論，實驗結論應該由學生通過做實驗總結出來；也可以將本實驗過程錄制成一段視頻，讓學生提前看一下，熟悉一下實驗過程，視覺在人心中留的印象會更深刻一些，做到心中有數，這樣真正自己動手做實驗就不會茫然。

2.由于時間和設備的限制，實驗只能就某一種情況進行操作，對其他條件變化時會有什么樣的規律不能面面俱到，這時在實驗教學中應用計算流體動力學軟件演示也會收到很好的教學效果。所以，計算流體動力學軟件不僅在教學中，在實驗中的作用也是顯著的。

3.在實驗課教學改革的同時，實驗課考核的方法也應該相應地加以整改。通過純粹的書面實驗報告和出勤率進行考核，學生互相抄襲，敷衍了事，實驗做完后真正的原理還沒弄明白。為了避免此類情況的發生，一方面，考核每個學生親自動手做實驗，邊做實驗邊講解，不僅能夠鍛煉學生動手的實驗能力，語言表達能力相應地也有所提高，為此應該增加實驗教師的人數；另一方面，除了增加實驗課在最終成績的比例（10%）外，還要在期末試卷中增加實驗內容，以檢驗學生對實驗的理解能力和掌握情況。

為了使學生能夠更好地掌握“工程流體力學”課程的內容，教學需要改革，這就要求當代大學教師不斷地嘗試、不斷地探索新的教學模式，充分調動學生的學習熱情。本文針對“工程流體力學”這門專業基礎課程的特點，提出了幾點教學建議，希望對工作在一線的流體力學教師有點幫助。

參考文獻：