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篇1
文章編號：1671-489X（2014）06-0112-02
1 引言
流體力學是高校工科專業的基礎理論課程，流體力學實驗對于流體力學的課程教學起到十分重要的作用。國內90%左右的工科高校都采用浙江大學力學基地所研制的流體力學實驗儀器。為了直觀流動現象，流體力學實驗裝置多數采用透明的有機玻璃材料，非常容易損壞，而且裝置體積大，占用了實驗室內較大的空間。北方地區高校為了避免水結冰，裝置脹裂，每年冬季會將大量的實驗用水放掉，水資源浪費嚴重。通過改進使用血壓測量計，將人體血液循環和血壓測量相結合開發流體靜力學演示實驗，創新教學方式，提高實驗效率，增強教學質量，服務社會公益，可以取得良好的教學效果和社會公益效果。
血壓的測量原理 如圖1所示，在測量血壓時，在手臂上束緊袖帶1，袖帶1通過一根橡膠管2與一個小型氣泵3（通過反復捏擠給氣袋充氣）相連，通過氣泵給袖袋充氣而不斷擠壓手臂上的動脈，這時用聽診器4可以聽到血管中由于血液流動對管壁沖擊而發出的聲音；然后不斷束緊袖帶1來擠壓手臂上的血管，當壓力達到一定程度時，手臂上大動脈的血液流動將會完全停止，這時聽診器4聽不到原來有規律的脈搏聲；然后通過橡皮管2上的一個閥門慢慢把臂帶中的空氣釋放出來，袖帶對手臂大動脈的壓力也會慢慢降低，當下降到一定程度時大動脈中的血液又開始恢復流動，聽診器中就又可以聽到脈搏聲。此時血液對動脈壁的壓力和臂帶對手臂的壓力值是相等的，是心肌收縮時血液對動脈的壓力，稱收縮壓；當放出更多的空氣，臂帶的壓力進一步減少，當壓力降到某點，臂帶對于血管的壓力不會對肱動脈內血液的流動產生影響，此時的壓力稱為為舒張壓。在將人體血液循環系統應用到流體力學的實驗中時，應盡量保持血管的正常流通狀態，而不會因為測量的過程中外界的壓力作用而改變血管的形狀。因此，要使血管內的血液保持舒張壓的流通狀態，利用血壓計對人體血液循環系統進行流體力學實驗。
血壓測量與流體靜力學實驗 血壓的測量過程簡單方便，作為一種人體健康的檢查手段，醫生乃至普通人只需按照上述操作讀出水銀柱的高度即可知血壓是否正常，而且人體血液循環系統具有類似于實際管路流通的流體運動特點的組成結構，借助血壓測量計來實現流體力學的實驗驗證，具有簡單方便而且高效的優勢。本文探討的是：在大學工學專業流體力學課程教學活動中如何利用血壓的測量過程解讀流體力學知識。
??公式P=P0+ρgh是流體靜力學方程的延伸形式，是平衡（靜止和相對靜止）流體中壓力分布的普遍規律，也是流體靜力學最基本的實驗內容。但在流體力學教學中講課與實驗是不同的，通常實驗滯后于課程。因此，公式的解讀讓學生感覺枯燥、片面且印象不深，難以產生理想的教學效果。為此，借助血壓測量計來實現流體力學的實驗驗證，對血壓測量過程進行拓展，設計了圖2所示的基于人體血壓測量的流體靜力學演示實驗。圖2中所示的實驗裝置主要有：由袖帶1、小型氣泵2及其他測量裝置組成的血壓計3，在連接血壓計的橡膠管上連接另一條橡膠管并與玻璃導管4連接，接觸處安有閥門5，導管分別與兩個U型玻璃管6、7相連接，共同固定在帶有相同均勻刻度的木板8上，U型管中裝有密度不同的液體（如酒精、水等），其次是聽診器9。
在實驗過程中，按照上述方法對人體的血壓進行測量，待調整為舒張壓后打開閥門5，即可看到血壓計3、U型管6與U型管7有著不同的液柱高度差h。按照等壓原理，所測的部位血液作用于血管的壓力與袖帶內氣體的壓力大小是相同的，袖帶外壓力通過氣體進行傳輸，一直傳輸到U型管中測量液體的表面。此時作用于三只U型管液體表面的氣壓P（即所測血壓）是相同的，對U型管左側液體施加壓力，液體通過U型管向右側流動，U型管右端與空氣相連，使得U型管中右側液柱高度高于左側，形成高度差h。此時所測量的血壓值P等于標準大氣壓P0與高度為h的測量液柱的壓強ρgh之和，即：P=P0+ρgh。其中，ρ為液柱密度，g為重力加速度。因此，U型管中液體的密度不同，液柱高度h也不同，以此對流體靜力學方程進行了很好的實驗驗證。
2 結論
本文首次提出以“人體血液循環”作為流體力學實驗系統，對血壓儀進行拓展，開展實驗，實驗設備簡單，實驗操作易行；可以很好地實現跟隨課堂教學，提高課堂的學習效率，加深學生的對流體力學的理解和認識，增強學生的學習興趣，實現更高水平的教學。同時在創新實驗的過程中學習到的流體力學知識得以強化，以生動形象的方式為流體力學教學服務。作為一種全新的工科流體力學實驗教學模式，基于血液循環的流體力學實驗教學資源還有待進一步拓展。
參考文獻
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篇2
民辦高職院校的學生入學成績較差、自主學習的能力較差。很多學生對流體力學現象認識模糊，學生普遍感覺流體力學概念抽象，難以理解，對“流體力學”產生畏難情緒和厭學現象，學習積極性不高。2011年，江蘇省高職院校招生實行注冊入學，更意味著生源素質的良莠不齊，這對工科專業的民辦高職院校的“流體力學”課程教學是個嚴峻的挑戰。
一、民辦高職院校學生的特點
1.入學成績較差
民辦高職院校在高等院校中處于較低的地位，這尤其體現在招生中，往往是錄取批次的最后一批。這就意味著入學的學生往往入學成績較差，從這幾年金肯職業技術學院（以下簡稱“我校”）的錄取成績來看，從90分～330分都有，大多是在180分左右。因此民辦高職院校的學生往往數學物理基礎較差，計算能力較差，影響他們對工科課程的學習。
2.自主學習的能力較差
從和學生的交流情況來看，學生在課后很少主動學習、看相關的書籍，甚至連作業都有不能按時保質完成的時候。
二、如何調動學生學習“流體力學”的主觀能動性
民辦高職院校和公辦本科院校以及公辦高職院校有很大的區別，使得在“流體力學”課程教學中不能照搬上述公辦院校的方法，而要根據民辦高職院校的特點來實行教學。
陶行知在《中國教育改造》中指出：“大凡選擇職業科目之標準，不在適與不適，而在最適與非最適。所謂最適者有二，一曰才能，二曰興味。才能足以樂業?！睂W習最有興趣的專業，因其興趣，才會有樂趣，才會安于學習。托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣?！睂γ褶k高職院校的學生更應注重興趣的培養。
1.教學內容優化，降低難度
（1）教學內容精簡，理論夠用為度。鑒于高職院校學生的特點，再結合高職專業所實現的目標——技能性人才，根據各專業的側重點，對教學內容進行優化。理論難度夠用為度，不求理論的系統性和完整性。以給排水工程專業為例，流體靜力學經優化后，保留靜壓強及其特性、靜力學基本方程的應用、平面和曲面的靜水總壓力的內容，側重基本概念、基本定律和方程式，取消了平衡微分方程的內容。對我校學生而言，難以聽懂，不如加強基本知識的介紹，如能透徹理解，對工作和生活更有用。
（2）教學內容體現職業特點。應該在教學內容中體現本專業的專業內容。對于面向給排水工程專業開設的“流體力學”課程，其專業和自來水、污水的運輸和輸送緊密相關，都離不開管、泵的設計與使用，這就涉及到流體力學的許多方面。例如，分析流體在管道內的流動規律、壓力、阻力、流速和輸量的關系時，應向學生指出此處知識點的學習是為了根據流動規律和各參數關系來設計管徑、校核管材強度、布置管線以及選擇泵的大小和類型、設計泵的安裝位置等，把知識點融入到職業特點中，編成例題進行講解。有些概念和理論是學生首次在“流體力學”里學到的，并且會貫穿到整個專業知識的學習過程中，例如雷諾數、水頭損失、沿程水損等，所以，對于此類知識的反復強調也是非常必要的。把“流體力學”和“泵與風機”、“管道工程”、“水處理工程”等專業課聯系在一起，相關知識點能做到心中有數，為以后專業知識的學習打下堅實的基礎。優化內容的同時，也不同程度地降低了學習內容的難度，這在客觀上為提高學生的學習積極性鋪平了道路。
2.活躍教學課堂氣氛，營造輕松的學習環境
（1）用重大事件激發學生學習“流體力學”的自覺性、主動性和積極性。在教學中適當地穿插講述一些有關的重大事故、重大災害和重大建設項目（統稱“重大事件”），對于學生認識現在的學習與未來工作之間的關系、提高學習自覺性、培養熱愛專業的思想和嚴謹的科學作風很有幫助，同時也有助于活躍課堂氣氛。
在講授“流體靜力學”這一章節內容時，可舉1993年青海溝后水庫垮壩事件。1993年8月27日夜間，庫容為330萬m3的青海省海南藏族自治州溝后水庫在庫水位低于設計水位0.75m3的情況下突然垮壩失事，造成288人死亡，40人失蹤，直接經濟損失1.53億元。水利部專家組調查認定，溝后水庫在設計上有缺陷，施工中又存在嚴重質量問題，運行管理工作薄弱，這次垮壩屬于重大責任事故。結合流體靜力學講述這一事件時指出：不管在什么崗位，責任心和專業技術素質也許會關系到千百人生命財產的安全。
（2）用工程或生活實例讓學生感受到科學很奇妙，身邊處處有科學。興趣是學習的最大動力，教師應該讓學生直觀形象地了解流體力學的廣泛應用性以及內容的趣味性，將與日常生活或生產實際有關的例子介紹給學生?！傲黧w力學”的理論性較強，公式較多，學生理解比較困難。如果教師在課程的講解過程中，多穿插一些實際生活中的現象，與課本中的理論結合起來講，一定會大大提高學習興趣，使學生更好地熟記和應用知識。在靜力學章節的學習過程中，可舉“人能下潛多深？”的例子，幫助理解靜力學基本方程。小時候經常玩的一個游戲——吹紙條。拿出一個小紙條，讓它自然下垂。沿水平方向在它上面吹氣，紙條就會飄起，這是由于流動氣體的壓強小。而解釋流動氣體壓強為什么小，要借助伯努利方程來解釋。“站臺安全線的由來”，“神奇的香蕉球”是如何踢出來的？這也要用伯努利方程來解釋。身邊的科學無處不在，只要仔細觀察，便能從中領悟到許多道理。
從奇妙的魚缸、小鳥喝水的杯子到飲水機的原理，介紹靜力學基本方程的應用及等壓面的概念。簡單的原理，小小的發明，卻給生活帶來極大的方便，這就是創造發明的價值所在。
（3）增加語言的藝術性，讓枯燥的流體力學變得優美和富有哲理。子曰：“學而時習之，不亦悅乎？”學習應該是快樂輕松的事。從幼兒園到小學，都倡導素質教育、快樂教育。高等教育也應該貫徹這一思想，學習才能持久。
傳統的課堂教學極容易枯燥乏味，使學生聽課索然無味，這必將不利于教學質量的提高。如果我們的授課語言優美，講述形象生動，把美的氣息、哲理的意味注入“流體力學”的教學，使學生學得輕松、自由，甚至浪漫，營造出輕松、快樂的學習氛圍。
在緒論中，可以談談流體力學中的人文文化。水與空氣都是流體的典型代表，是一切生命不可缺少的物質，自古至今人們對它的了解、探索和應用創造了豐富的文化物質成果?！俺烨Ю锴迩?，水隨天去秋無際”。秋風，天水一色，是大自然的美景，也是流體的流動現象。它們賦予我們靈感，承載著我們的喜怒哀樂。古圣人喜歡從哲理上描述水性，歌頌水德。老子說“智者樂水，仁者樂山”。老子的名言是“上善若水”。通過此類講述，使流體力學增加美的氣息，使力學融入人文，既說明我們的生活與其息息相關，又輕松了課堂氣氛。
在講授粘性流體流動存在著兩種流態時，可以借用古代文學中相關的名句，如描述湍流的有李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，描述層流的則有“半畝方塘一鑒開，天光云影共徘徊”等佳句。這樣可以幫助學生建立對流態十分形象而深刻的印象，從而有助于學生理解、掌握相關知識。
在教學過程中，還可穿插著向學生介紹定律知識背景的形成過程，以及相關科學家的工作，讓學生領悟科學思想，輕松接受相關知識?！芭ｎD粘性定律”是牛頓對流體力學的主要貢獻之一，是流體力學教學的重點內容。我們不僅僅要教給學生科學知識的本身，還應重視如何使學生感悟科學精神。此時穿插介紹牛頓的哲學思想和科學方法。牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛星運動規律，同地上重力下墜的現象統一起來，實現了天上人間的統一，這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。
3.突出實驗教學的特殊地位，讓學生樂在其中
突出實驗教學的特殊地位，使教學貼近實際，貼近生活。通過演示實驗、學生驗證性實驗、競賽型的設計性實驗、實驗錄像、照片、仿真實驗教學等多種方式貫穿教學的全過程，讓學生看到各類實驗最深刻、真實的一面，從而豐富學生的經驗，增強學生的見識，培養職業意識和實踐能力。
（1）開發課堂演示教具和演示實驗。開發一系列課堂教學演示教具，可以使學生耳目一新，課堂氣氛變得活躍起來。課堂演示教具和演示實驗的使用，必須簡單易行，價廉物美，且能解決教學問題，這對民辦高職院校的教師提出了較高的要求。講授表面張力和毛細管現象時，可演示毛巾浸濕的現象，順帶告訴學生如何在無人時給花草自動滴灌的方法；演示移液管移液凹面的現象時，告訴學生如何讀數，如何避免毛細管現象引起的誤差，同時可教學生化學實驗操作的細節。講述“流體靜力學”章節時，演示倒扣水杯的實驗，讓枯燥的方程變得形象，易于理解。從廢棄飲水機上拆下的“聰明頭”，介紹靜力學基本方程的實際應用。這些教具都非常簡單，也易于獲得，甚至無需額外花錢，學生也非常感興趣。
（2）應用多媒體教學演示。并不是所有的教學內容都能找到適合課堂演示的案例。隨著多媒體在教學中應用的普及，一些復雜的演示實驗和昂貴的演示教具可以通過多媒體教學來實現。如雷諾實驗、水躍實驗、水擊現象，在生產實踐中所應用的各種堰，都可一一演示，遠勝貧乏的語言描述。
（3）用設計性實驗讓學生參與其中，樂在其中。設計性實驗圍繞職業特色專題，依據學生的實際情況而設，如：“自動虹吸管的改進與應用”。指導教師根據學生對所學知識的掌握及興趣度，將他們分成幾個不同的實驗小組，然后指導和協助學生自己設計實驗方案，動手組裝，最后依據實驗結果給出實驗成績。
該實驗教學模式的優勢體現在以下幾個方面：激發學生的求知欲望和培養學生的創造能力；加深學生對理論知識的理解并向外延展；節省高校實驗室資金投入。
篇3
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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篇4
《流體力學》是工科專業的一門基礎課程，在各工程領域也有著非常廣泛的應用[1-3]。通過對流體力學的學習掌握就可以為后續專業課的學習奠定堅實的基礎，而在實地教學中卻存在諸多問題。因為大部分本科生以前接觸的力學都是簡單的固體力學，研究的是看得見摸得著的事物。而流體力學著重研究流體的靜止及運動狀態的規律，研究流體的質量守恒、能量守恒及動量守恒三大定律及其應用，對數學學習要求較高，課程中的概念較抽象、公式較復雜[4]，使很多學生難以理解其知識點，難以把握學習的要領，進而容易遺忘或者產生厭學情緒。因此，根據安全工程專業特點，對流體力學課程教學內容和教學方法等進行改革是非常必要的。
1課程教學特點及現狀
《流體力學》是安全工程專業的一門學科基礎必修課程，是一門多學科交叉融合的課程，涉及數學、物理學、力學等，理論性和工程實用性都較強。課程的研究對象為流體，區別于固體的主要特點是易流動，課程中的許多概念較為抽象，且方程的推導需要運用數學的方法，對學生運用數學知識分析問題的能力要求較高，總體來說，學生學習難度較大。目前，《流體力學》的課堂教學以理論知識講解為主，習題練習為輔，要求學生數學基礎、理解能力、邏輯思維能力較好，課上認真聽講，課后及時復習鞏固。但是學生的學習主動性和積極性不高，課程作業的完成質量不高，只是單一的應付考試。
2課程改革探討
為提高學生的學習效果，適應新形勢下應用型人才的培養目標，培養學生嚴謹、認真的學習態度，培養學生分析及解決流體力學問題的能力，及運用流體力學方法進行科學研究的基本能力，并為后續專業課程的學習打下良好的基礎。本文擬從教學內容、教學方法、考核形式三個方面對《流體力學》課程進行改革。
2.1教學內容
根據《流體力學》在安全工程專業中的課程定位，將流體力學的內容分為流體靜力學、流體動力學基礎、流動阻力及能力損失、管路流動、相似原理及因次分析等五大模塊。課程內容圍繞流體靜止、運動兩個狀態及力學的三大方程展開，由淺入深。培養學生的工科思想及意識，能夠對安全工程專業的流體力學問題進行分析。
2.2教學方法
整合傳統和現代教學手段，采用不同的教學方式，如課堂教學與網絡輔助教學相結合，將相關的習題解答方法及課堂練習同步至超星在線課堂，給學生課后復習鞏固提供資料，并通過網絡資源及時進行解答；多媒體教學與板書結合，將復雜的流體流動過程以多媒體動畫的形式展現出來，讓學生更直觀的了解某種現象，增加對理論知識的理解和掌握；增加課堂習題練習及講解，注重師生互動，注重理論練習實際，在課堂組織教學中通過師生互動調動學生學習積極性，并通過該環節了解學生課堂知識的掌握情況，及時調整講授方法。
2.3考核方式
篇5
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
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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?！皯眯吞厣萍即髮W”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
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《流體力學》是研究流體所遵循的宏觀運動規律以及流體和周圍物體之間的相互作用規律的科學，它建立在現場觀測、實驗室模擬、經典理論分析、數值計算基礎上，具有嚴謹的理論性、原理的抽象性、概念多、方程推導繁雜等特點，對學生具備高等數學知識及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對流體力學理論的感性認識，都有某種程度的畏懼感，導致教師難教、學生難懂成為較普遍的現象。
我校機械設計制造及自動化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環境工程、礦物加工工程、建筑環境與設備工程、工程力學等專業的學生都須具備不同程度的流體力學知識和技能，它是各專業后續課程如：液壓傳動、水力學、流體機械、空氣調節、傳熱學等課程的基礎。
為此，作者通過教學實踐，就多樣化的教學方法、更新的教學內容、引入高科技的教學手段等方面進行探討，以期提高《流體力學》的教學質量。
二、以傳統課堂教學為主
《流體力學》的課程體系分為基本理論、基本應用和專門課題三大知識模塊，它要求學生具備扎實的微積分知識、力學知識等。學生在接觸流體力學課程伊始，對抽象的理論理解速度慢，對枯燥的公式及其推導過程容易厭煩，因而《流體力學》的教學應該以傳統教學方法為主。因為在傳統的課堂教學中，學生獲取知識主要是聽教師講課，通過板書教師細致耐心地闡述概念、推導公式、突出重點、強調難點，以學生容易接受的講課速度，留給學生更多的思考和消化的時間，再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動，會達到很好的教學效果。
(一)結合實例，講清楚基本概念
流體力學的概念多、現象多，且很多概念和現象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實例對這些抽象的概念進行講解，例如在講授描述流體運動的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時，學生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時筆者以城市公共交通部門統計客運量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時刻（站點）上下車人數，此法類似于拉格朗日法的質點跟蹤，它與跡線的定義對應；②在每一公交站點安排記錄員，記錄不同時刻經過該站點車輛的上下車人數，此法等同于歐拉法，與流線的定義對應。
在講解伯努利方程原理的時候，例舉1912年“豪克”號鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號遠洋輪相撞的船吸現象，讓學生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關，流速越大，壓強越?。环粗嗳?。
概念是公式推演的基石，沒有準確的概念，后續的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實例來闡述抽象的概念及其之間的內部聯系和區別，教師易教、學生易懂，將會達到事半功倍的效果。
（二）以用為度，重點突出理論公式的應用
伯努利方程是能量守恒定律在流體力學中的具體應用，是流體靜力學和流體動力學的基礎，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時候，先從容易理解的靜力學平衡微分方程推導開始，強調公式所依據的原理是牛頓第二定律，假設條件是平衡、理想、靜止的流體，重點引導學生如何理解公式各項的幾何意義和物理含義，掌握公式的實際應用。這樣學習到后面的動力學伯努利方程時，先易后難、循序漸進，學生就覺得不會那么深奧。在講解相對平衡的流體壓強分布規律時，就要求學生必須掌握推導過程，因為它在解決一般平衡流體內部的壓強分布規律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續性方程和動量方程的學習，只強調記住結論和理解公式中各個物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導給學生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點突出。
不可否認，依靠粉筆與黑板的教學條件、以教師為主體的傳統教學模式，教學形式單一，教學手段不先進，教學效率不高，適應不了課程教學學時少、受教育學生數增加的情況。
三、以現代化的教學手段為輔
當前以計算機多媒體技術為主的現代化教學手段已經普遍地應用于高校的教學中。制作教學用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學有力的輔助教學手段，可以在有限的時間內，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內容及有關背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學習者，將流體力學中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發學生學習興趣，使得學生能夠從感性認識開始，逐步上升到理性認識，進而能夠達到運用知識解決問題的能力。
結合流體力學精品課程的建設，教學團隊制作了流體力學多媒體電子教案，并在教學過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學效果。在設計與制作多媒體課件時，遵循課堂教學的基本規律，既發揮傳統板書教學中容易帶動學生思路、逐條在黑板上書寫的特點，在課件制作中根據講解的進度逐條展現公式條目等內容，同時又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動現象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現出來，幫助學生建立清晰的印象。教學團隊收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據的時候，制作了雷諾實驗的FLIASH素材，以動畫的形式向學生展示了流體流動的兩種不同狀態，以及流態判據—雷諾數與流動速度、管徑、流體種類有關系。運用多媒體輔助手段表達后，能夠幫助學生很好地理解課程的重、難點，提高教學效率。利用多媒體技術，還可以制作需占用大量時間板書和不易通過板書表述的內容，提高了教學效率。
多媒體教學的內容一定要做到提綱挈領、重點突出，有所為有所不為。多媒體技術沒有好壞之分，只有合理使用與不當使用之別。但是實踐應用中，發現有的教師完全拋棄以往的黑板式教學模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學重點；也有的教師忽略學生對課件內容理解消化的時間，致使學生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學效果。上述現象將會造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機灌”而已。
四、總結
流體力學作為一門專業基礎課程，其重要性不言而喻。傳統教學模式能夠將前后知識貫通，突出重點，化煩就簡、引入實例形象闡述概念原理，促進知識的系統化進程；多媒體教學能將難于理解的知識通過圖文、音像生動地顯現出來，幫助學生理解性記憶。借助于先進的教學手段，將多媒體輔助教學手段與傳統教學方法有機地結合起來，力求課堂教學的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學效果、提升教學質量。以上是筆者在流體力學教學實踐中的體會，愿與同行共同切磋。
基金項目：2009年安徽省教育廳《流體力學》精品課程
[參考文獻]
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一、前言
隨著計算機技術的普及和網絡技術的迅速發展,多媒體教學已被高等院校廣泛采用,并深受廣大師生的歡迎。因此,利用多媒體教學手段開發學習資源,構建新的教學模式,達到最佳教學效果,成為國內外提高教學質量、改革教學方式的重要手段。
本文通過工程流體力學教學實踐,探討多媒體教學在授課過程中產生的效果。提出了在工程流體力學教學活動中將多媒體技術與傳統教學手段相結合,活躍課堂氣氛,提高學生學習的積極性和主動性。達到優化教學效果的目標。
二、傳統教學模式的利與弊
傳統教學模式歷史悠久,教育理論成熟,已經積累了豐富的經驗。在傳統教學中,通過教師的形象、生動的講述,學生易于接受,師生之間可以面對面地探討疑難問題。對于工程流體力學而言,教學內容不可避免地會涉及到數學公式的推導,傳統的板書教學方式即可以留給學生更多的思考時間,同時又可以加深學生對公式推導過程的理解,加強記憶。然而傳統式教學主要依靠粉筆與黑板的教學條件,是以教師為主體的教學模式,從而大大降低了教學效率,也扼殺了學生個性的發揮和創意的產生。
三、多媒體教學的特點
多媒體教學以其鮮明的教學特點,豐富的教學內容,形象生動的教學情景,在教學過程中發揮了重要的作用:
第一,激發學習興趣,有利于提高課堂效率。興趣是學生獲取知識、拓寬視野、豐富心理活動最主要的推動力。多媒體技術綜合應用文字、圖片、動畫和視頻等資料來進行教學活動,激發學生的學習興趣,從根本上改變了傳統教學模式的單調性。而且多媒體教學可以充分發揮學生聽覺、視覺等器官對信息的接收,對學生的眼、耳等器官進行多重刺激,從而活躍學生的思維,增強學生記憶力,提高課堂效率。第二,直觀、易懂,有利于提高教學質量。流體力學是從力學的觀點出發,主要研究流體所遵循的宏觀運動規律以及流體和周圍物體之間的相互作用規律的科學,在日常生活和各種工程實際中具有廣泛的應用領域,是動力工程和流體機械專業一門重要的專業基礎課。與固體的運動規律相比,流體在運動過程中存在諸如激波、接觸面間斷、兩相流體之間相互摻混等復雜現象。
多媒體教學手段能夠通過圖片、動畫和視頻資料等直觀、清晰地觀看復雜的流動現象,使學生較容易地掌握相關內容,提高教學質量。第三,增加教學容量,節約空間和時間。工程流體力學研究內容較多,涉及范圍較廣,在有限的課時內傳授給學生的信息量較大。傳統教學中知識的傳播主要靠教師的口授與黑板板書,在一定程度上限制了課堂信息的含量,多媒體教學充分地利用了電腦能夠存貯大量信息的優勢,授課的信息量明顯增多,教學內容更加豐富,使學生在有限的時間內接收更多的知識,開闊了學生視野,增加課堂知識的容量,提高了教學的效率。
四、多媒體教學手段與傳統教學方式相結合
多媒體教學的發展并不意味著摒棄一切傳統的教學方法和手段,而是將多媒體教學與傳統教學方式相結合,揚長避短,發揮各自的優勢,更好地服務于教學工作。
工程流體力學教學內容主要包括兩大部分,理論教學和流體力學實驗教學。
工程流體力學理論教學部分包含大量流體力學的基本概念、基本方程和一些復雜的流動現象。例如在教學過程中,流體靜力學基本方程的推導過程依然使用傳統教學中的板書,這樣既可以留給學生足夠的思考時間,又可以加深學生對公式推導過程的理解,加強學生的記憶能力。而對于某些基本概念和特定的流動現象,可以通過多媒體教學手段,加深學生對基本概念和流動現象的理解。
流體力學實驗是流體力學教學中的重要組成部分之一,貫穿于課程始終?，F行流體力學教學實驗多為驗證性實驗,實驗方法單一,同時,還受實驗老師較少、實驗課時有限以及設備等多種因素的影響,學生選擇的范圍極小,在很大程度上制約了學生思考問題、分析問題、解決問題的能力,不能很好地達到流體力學實驗教學的要求。然而引入多媒體教學手段以后,學生可以靈活地改變實驗條件,演示各種實驗現象。
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(一)一講工藝流程
熟悉學生所在崗位的工藝流程是工業實習的重要內容之一,也是六講的最主要和最基礎的內容之一。我們指導學生先通過教材、工廠相應工段工藝流程圖示和計算機控制系統熟悉流程布置,進而按照本崗位設置目的,從進入本崗位物料的第一個加工設備開始,依照物料走向順序,了解流程安排。然后由本講的主講人為本團隊成員講解,并由各成員補充完善,擬安排兩個工作日完成。再由指導教師帶隊的考評組現場聽取主講人講解本崗位的工藝流程,團隊其他成員補充并回答考評組的提問。
(二)二講主要設備
該講目的是了解本崗位工藝流程中主要設備的材料、結構特點及其作用、各股物料的走向、操作條件的選取等信息。由于設備內部結構無法看到,如填料塔的填料種類、液體分布裝置、氣體分布裝置、填料支撐裝置等信息,需要聽取技術人員和工人師傅的講解。我們要求學生每天到崗首先要擦桌子、拖地和打開水,看似微不足道,但這個過程卻可以培養學生謙虛禮貌、不恥下問、美化工作環境的精神風貌,培養學生與技術人員和工人師傅的親近感,使后者樂于傳授知識和經驗?？疾旖M在聽取該講的過程中提出了一個看似文不對題的問題:你們崗位的師傅姓什么?遺憾的是竟然無人知曉。但自此之后,各組學生每到一個新崗位,了解工人師傅姓什么便成了慣例。
(三)三講流程對比
不同的廠家,相同的工段,有不同的生產流程,這些流程或與上下游生產工藝存在某些關聯、或采用了新技術成果、或因地制宜,各具特色。學生通過查閱資料、向技術人員咨詢等方式了解有哪些主要工藝流程,各有哪些優勢,哪一種技術最先進,操作最安全可靠,經濟上最合理有利,培養了學生的工程觀點和技術經濟觀點。例如,學生在開封晉開化工有限公司進行工業實習,發現該企業合成氨生產工藝凈化工段的原料氣精制方法,采用的是先甲醇化后甲烷化的“雙甲”工藝,而教材中介紹的是銅洗法、甲烷化法和液氮洗滌法。于是,我們要求學生調研本省以煤為原料的合成氨生產工藝中凈化工段采用的主要流程有哪些,并論證該企業凈化流程的合理性。學生們踴躍查文獻、看教材、熟悉計算機控制系統的工藝流程以及與車間技術員交流等,在得出答案的同時,也認識到企業要增產、降耗、提高經濟效益,并在同行業中占據有利市場地位和領先競爭優勢,必須不斷提升研發新技術、新工藝的能力。學生由此重視并準備在未來的就業崗位上積極參與技術創新。
(四)四講知識應用
觀察理論課教學中所學的流體輸送、過濾、傳熱、吸收、精餾、干燥等單元操作和各種反應器等知識在生產工藝流程中的應用。新的課程體系中學時數被大幅度壓縮,授課門數卻增加了,學生所學的專業基礎平臺課、專業任選課等是否在實踐中學有所用?這是學子們關注度高,教育領域經常探討的話題之一。在理論課教學活動中,個別學生沒有樹立正確的專業課學習目的,頻繁逃課,荒廢了學業。這一講讓學生了解到,經歷了這些年的工科教學改革,工科的課程設置日臻完善,并不是像個別媒體渲染的所謂理論教學與生產實踐相脫節。通過對照課堂理論教學在工業生產中的具體應用來說明理論課學習的重要性,比通過行政手段和批評教育有效得多。
(五)五講裝備探新
本團隊將觀察到和知道的新裝備等介紹給考評組。通過這一講,學生了解到不斷進行技術創新,樹立企業形象,提升企業實力,是企業生存、發展和創造經濟效益的不竭之源。例如,引起師生興趣的磁翻柱式液位計?；ぴ斫滩脑诮榻B流體靜力學方程的應用時,提及可將流體靜力學原理應用于液位測量、壓差或壓力測量以及計算液封高度等,而磁翻柱式液位計教材中并無介紹。學生們紛紛表示一定要盡快弄清其原理。于是,這一講向學生詳盡介紹了其原理、特點、應用范圍,還介紹了其系列產品如浮子式液位計、磁性偶合翻球式、磁性偶合翻板式,配套的帶上下限報警、帶指示器型、遠傳送裝置以及生產廠家等,現場為師生們上了生動的一課。生物法處理有機廢水、世界組織對治理氮氧化物污染的舉措等,也都引起了師生們的廣泛關注。
(六)六講合理化建議
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在船舶與海洋工程本科專業學生的培養計劃中，船舶流體力學是其中的專業基礎課程，包括流體的性質、流體靜力學、流體運動的描述和基本方程、伯努利方程、勢流理論、波浪理論、粘性流體力學、邊界層理論等，課程教學在一個學期，其內容非常復雜。一方面為了使學生更加全面地理解應用相關的知識，另一方面培養學生往應用型科技人才的方向發展，在船舶工程專業人才的培養模式上，我們應該改變原有的教學方式以適應時代要求和技術變遷，將任務化模式教學融入船舶流體力學的教學過程。我們在船舶流體力學這門本科課程的教學中，嘗試以任務化模式教學的形式，將數字化、實驗化的教學過程放到船舶流體力學教學課程的全過程中，以船舶流體力學的基本知識應用為向導布置任務化模塊課題，學生以小組的形式完成任務化模塊，在完成任務化模塊的過程中理解應用知識，并培養其知識的應用能力，實現從注重知識傳授向更加重視能力和素質培養的方向轉變。
一 目前船舶流體力學教學存在的問題
以欽州學院為例，船舶流體力學課程定位為船舶與海洋工程專業的主干課程，是進一步學習船舶原理等課程的基礎。長期以來，因概念抽象、學生數學基礎較差，使得流體力學課程既難教也難學，要想讓學生將學到的知識與相關的實際問題結合起來尤為困難。盡管流體力學具有悠久的歷史，豐富的內涵和外延，但是作為專業基礎課，船舶流體力學為專業課服務的定位極大地限制了課程的教學時間。在學生素質參差不齊的情況下，使得培養學生扎實的基礎和拓寬知識面兩方面不能兼顧，顧此失彼。這一問題的存在不但限制了學生學習的積極性，也不利于培養學生在工程中分析問題和解決問題的能力。因此有必要對這一問題進行研究，找到解決問題的方法，改善流體力學教學的效果。
二 以任務化模塊為導向的教學模式探索
對流體力學教學途徑的探索和改革一直在開展，其中提高學生學習的興趣是改善教學效果的核心，而任務化模塊是有效的手段之一。應用型科技大學的教育以培養企業需要的高素質應用型人才為目標，為適應船舶工業發展對人才的需求，本課程的教學方式基于專題化模塊為導向，采用講授、自學、討論、數字化工程訓練、總結等手段。本質就是結合船舶流體力學課程性質和鮮明特點，通過布置課程任務讓學生查找資料進行科學分析、研究和探索、小組討論、數字化工程操作等，最后讓學生理解所學知識。
1.任務化模塊的選取
任務化模塊主要是基于課本的基本知識，提出課程任務，課程任務的目標是讓學生在完成任務的過程中對基本知識可以有更深刻的認識，以及應用這些基本知識，提高學生的應用知識能力。所以在布置教學任務時應注意以下幾點：
第一，圍繞問題意識選取任務化模塊。圍繞問題意識，注重培養學生的探索精神。所謂問題意識，本質上就是一種尋根求源的探索精神、是一種革新的批判精神，問題意識是萌發創造思維的前提。古語說“心有靈犀一點通”，這里的“靈犀”其實就是問題，學生頭腦中時刻裝著問題，才能進人“日有所思，夜有所夢”的地步，才會產生靈感。就像受命鑒別皇冠的阿基米德那樣，在沐浴時受到浮力的啟發，而發現了浮力定律。
例如，在學習第三章流體的描述和基本方程時，我們可以提出：什么是流線、如何理解好動量方程等問題。這些圍繞問題意識提出的小問題就可以組成一個任務化模塊。
第二，圍繞工程意義選取任務化模塊。在應用型科技大學教育中，船舶流體力學這門課程應著力于提高學生工程素質和學生專業基礎知識為目標進行課題教學。
譬如，機翼理論是船舶流體力學的重點難點內容，部分概念抽象難懂，公式復雜，機翼理論對于船舶與海洋工程領域的重要性不言而喻，在螺旋槳的學習、高速船的學習等均需要機翼理論作為基礎。對類似極具實際工程意義的問題，肯定要布置任務化模塊。
2.任務化模塊的實施
在船舶流體力學的任務化模塊教學改革中應遵循理論教學和技能訓練相結合，走理論與工程實踐相結合的道路，所以之前的準備工作必須充分，并且依據教學內容設計出適合這門課程的任務方案。大致的任務化模塊實施流程如圖所示。
任務化模塊實施流程圖
第一，布置任務書。根據不同的教學內容分別設置不同的任務化模塊，根據上一節提出任務化模塊的方法，提出與本節知識相關的任務化模塊。
第二，學生攻克任務化模塊。學生根據任務書的要求，通過網絡收集相關資料、實驗室的硬件了解學習、數字化實驗室軟件的自學，結合所學相關知識完成任務化模塊并提交報告。
例如，在流體運動的描述和基本方程任務化模塊，讓學生利用網絡搜集與其相關的資料，以及參觀實驗室的流線實驗、動量方程實驗，將收集的資料制作成有豐富材料的PPT、報告、視頻等，總結說明各種情況下流體運動的特點、在實驗中如何體現動量方程等。
再比如，實施機翼理論任務化模塊時，學生組成任務攻克小組，利用網絡搜集與機翼理論相關的資料，以及學習FLUENT、Shipflow軟件，應用計算機輔助設計程序CATIA、AutoCAD軟件。曾經有學者提議將數字化軟件應用到教學中，但并沒有說明具體的措施。這里需要注意的是，學生可以通過學校網站上的微課視頻自學FLUENT、SHIPFLOW、CATIA、AutoCAD軟件，相關的微課視頻由教師提前錄制好放在網站上供學生點擊觀看，反復學習。最后讓學生使用FLUENT、SHIPFLOW軟件完成機翼的流體計算、利用計算機輔助設計程序CATIA、AutoCAD軟件畫出機翼三維圖。
第三，總結任務化模塊完成情況。根據學生完成任務化模塊的情況以及提交的報告進行總結。在總結中分析存在問題，對相關問題進行理論的補充學習，加強學生的理解。
第四，考核。通過任務化模塊的完成過程對學生的不同能力進行考核，考核階段就分為了基本素質考核、自學能力考核和應用能力考核?？己藢W生基本知識掌握情況、收集相關資料的情況，學生自學相關軟件的考核，對任務化模塊攻關的報告評價。
三 結語
通過任務化模式的教學改革使學生通過理論結合實踐的方式理解一門理論性極強的課程，并從培養應用型科技人才的角度出發，采用這樣創新的教學方法，使學生能真正地掌握一門專業知識，培養學生的學習興趣，提高教學質量。同時重視學生個體差異發展的特點，以攻克小組的形式互補長短，培養學生的團隊協作能力。這樣任務化教學模式應認真對待教學改革活動進程中出現的問題，所布置任務應有針對性，在整個過程中以學生為主導，貫穿于整個教學過程中。更加要注重教學活動的每一個細節，肯定學生每一步所取得的成績，以其調動學生主動學習的積極性。
參考文獻
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流體力學是宿遷學院土木工程專業的一門重要的專業基礎課。流體力學具有基本概念多、公式復雜、內容抽象等特點，是一門既有較強理論性又有較強工程實際意義的課程，因此，該課程既可以培養學生良好的邏輯思維能力和分析推理能力，又可以培養學生分析問題和解決問題的能力。然而學生的實際情況是由于在大學前兩年接觸最多的是固體力學，已形成一定的思維定式，而且由于精簡學時的原因很多流體力學課程中需要的高等數學知識沒有講解，到了大三一旦遇上流體力學這個新鮮事物，可能接受起來會碰到許多困難[1]。學生普遍感覺該課程枯燥乏味、難學，存在畏難、厭學情緒，期末考試不及格率較高。在學校提倡培養應用型人才的大背景下，有必要根據課程性質從提高教師教學水平和提高學生學習效果進行探討。
一、引導學生重視，激發學生的學習興趣
（一）強調課程的地位和重要性
教師除了說明流體力學在整個專業教學中的地位和作用外，還可補充說明它是注冊結構工程師基礎考試中公共基礎考試科目。此外，還可說明往年期末考試通過率的情況，以給學生適當加壓。當然，更重要的是還要說明該課程的學習方法，以幫助學生樹立信心。
（二）通過人物、工程實例及專業應用調動學生的學習興趣
“興趣是最好的教師，而教師則是點燃學生學習興趣的火炬”。如何調動學生的學習興趣是教師考慮的首要問題。在教學過程中可以穿插舉出古今中外的科學家、工程師生平事跡和工程實例以調動學生的學習興趣。如大禹采取疏壅導滯的方法治水三過家門而不入；理想流體力學奠基人歐拉16歲就獲得碩士學位，雙目失明后仍然從事科學研究直至去世當天還在進行科學研究等[2]。如兩千多年前李冰利用“深淘灘，低作堰”建造的都江堰；大約在同時期，古羅馬人建成了大規模的供水管道系統等。除此之外，還可以介紹流體力學在土木專業及其他專業的應用，如美國華盛頓州塔科馬大橋被大風摧毀、汽車“風阻”和飛機“音障”等事例。
（三）將CFD技術引入課堂調動學生興趣
計算流體動力學（簡稱CFD）技術日趨成熟，已經成為研究流體力學的一種重要方法。在流體力學教學過程中引入CFD技術，不但可以將理論性較強的內容形象化，加深學生對基礎理論的理解，而且可以開闊學生的眼界，激發學生的學習興趣和探索精神。如對歐拉法中流線的模擬、圓管中層流和湍流流速的分布、局部阻力損失的流場分析[3]。
二、教學內容的取舍和教學環節設計
（一）教學內容的取舍
流體力學知識面廣，內容繁多，在學時限制的條件下要結合專業教學要求合理取舍。對土木工程專業而言需要掌握的內容有：（1）流體物理性質；（2）流體靜力學；（3）流體運動學和流體動力學；（4）阻力損失；（5）管道流、明渠流及滲流。
1.重要問題的處理。首先，要從力學角度分析流體的流動性。流體與固體的主要區別在于流體的流動性，其根本原因是流體和固體對承受剪切力的表現。為了形象說明，可以引用“抽刀斷水水更流”的詩句[4]。當然，還需說明無論流體靜止還是運動均不能承受拉力。
其次，要理解連續介質假設的概念。微觀上，流體是由大量分子構成的，是離散的，不連續的，這給我們研究流體力學問題帶來了困難。連續介質假設認為流體是由內部無間隙的連續流體質點構成。這里要理解流體質點微觀上“充分大”、宏觀上“充分小”的含義。如此流體在空間上就變為連續的，可以借助高等數學的方法來研究。
2.公式推導的處理。流體力學學習過程中會遇到大量復雜的公式，特別是實際流體伯努力方程的推導讓人很難掌握。筆者在處理公式推導問題時強調公式推導的目的是讓學生學習一種思想，學習一種處理問題的方法，將精力集中在公式建立的基本原理和適用條件上，從思路上進行分析整理，淡化煩瑣的數學推導過程。這樣學生有了獨立思考的空間，教師也有了更多的時間來講解基本概念和基本方法。需要強調的是，流體力學中很多公式都是在一定條件下推導出的，因此其應用也是具有一定范圍的，公式的應用往往也有一定的技巧，如伯努力方程的“三選一列”。
（二）教學環節的設計
1.調整習題或考題構成，重視習題課。這里有兩個問題需要注意。一方面，流體力學習題歷來存在重計算、輕概念的現象，特別是考題如果全是計算題，就會形成無形的指揮棒。這就不利于學生從整體上掌握該課程的重點，習題或考題的題型應豐富，除了計算題之外，還應有填空、選擇、判斷、作圖、名詞解釋等考查基本概念的題目。另一方面，在精選題目時，要注意將理論教學和實際應用結合起來，如查找資料的技能培養。在流體力學的牛頓內摩擦定律、能量損失計算和管道流等部分很多數據都是要查有關工程手冊和圖表的[5]。
習題課是流體力學教學的重要環節，為了能夠在學時緊張的前提下開展習題課，教師必須重視習題選擇和習題評講兩個方面。一方面，教師應選擇具有代表性的題目，另一方面，習題講評應使學生從解題過程中獲得解決問題的思路、方法和技巧，達到觸類旁通的效果。
2.重視實驗教學，強化實踐環節。實驗教學是流體力學教學中的重要組成部分，通過實驗，不但可以加深學生對流體力學基本原理的理解，而且有助于培養學生的動手能力、獨立工作能力和創新能力。如通過水靜壓強試驗，學生明確了測壓管水頭的含義；通過雷諾實驗，學生加深了層流、湍流及臨界雷諾數的理解。當然，由于實驗室條件的限制，目前的實驗主要以驗證性居多，在條件許可的情況下應進行設計性實驗。
此外，每學期筆者都會布置一個任務，讓學生留意身邊感興趣的流體力學現象，然后根據課堂所學知識和個人理解撰寫論文，以此增強學生的實踐應用能力和培養其創新能力。
三、教學方法和手段的改進
（一）注重討論法與案例教學法的運用
1.討論式教學方法。教學活動應該是雙向的師生互動過程，不應是教師的一言堂。教師應創造和諧、輕松的課堂氣氛，鼓勵學生積極發言，表達自己的疑問、見解，激發學生的學習積極性和創造性。如在課堂上通過提問的方式回顧上次課的主要內容，通過“自學―提問―討論―總結”的方法學習新內容，在考慮學生接受能力的前提下，甚至可以讓學生來講一次課。如通過反證法證明流體靜壓強的方向，通過隔離體分析法證明流體靜壓強的大小。通過討論式的教學方法不但可以調動學生的學習積極性，樹立信心，而且還可以培養學生勤于思考、善于發現問題、分析問題、解決問題的能力。
2.案例式教學方法。通過將生活和工程案例引入課堂，不但可以增強學生的學習興趣，而且可以加深學生對理論知識的理解，提高學生運用所學理論知識解決實際問題的能力。生活案例有馬利奧特容器原理應用于點滴吊瓶和家用飲水機[6]、洗衣機為什么老翻衣服兜[7]、撈面條的學問等。工程案例如1993年青海省溝后水庫在低于設計水位0.75m的情況下突然垮壩的事故；三峽工程如何在最大流量10×104m3/s、水頭高達100m、最高流速高達45m/s的情況下不會產生巨大的破壞力等[8]。
（二）綜合運用各種教學手段
流體力學概念抽象、繁多，僅靠傳統的一塊黑板、一支粉筆不能激發學生的學習興趣。借助于多媒體技術，利用其形象、生動、直觀、易于理解并可加強記憶的優點，通過動畫、視頻資料、數值模擬等手段將復雜的流動現象展示給學生，可取得事半功倍的效果。但是，考慮到多媒體技術授課和傳統的授課方法各自的優缺點，結合流體力學課程特點，采用取其長而避其短、兩者兼顧而又兩者不棄的原則。
“教學有法，但無定法，貴在得法”。我們要不斷更新教學理念，努力提升自身的綜合素質，及時總結教學過程中出現的問題并加以改進，注重教學過程中的每一個環節，多管齊下，才能保證學生取得良好的教學效果。
參考文獻：
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二、在講解理論知識時，做到重點突出，避免降低學生的學習興趣
數學和力學之間的緊密關系在流體力學這一力學分支中得以充分體現，無論是連續性方程還是能量方程的推導，沒有扎實的數學功底，流體力學不可能得到很好的提高。只有掌握扎實的數學知識，在公式的推導過程中才不會感到枯燥；對于數學知識基礎差的同學很容易在老師的推導過程中產生厭煩心理，而漸漸失去學習流體力學的興趣，所以在學習流體力學時應備一本高等數學書。
有的教師過分強調知識的嚴密性和完整性，而忽略了學生的接受能力，把每個推導細節都逐一介紹，學生被弄得糊里糊涂、知難而退。有的教師直接給出公式，讓學生直接照背。筆者每次在講解理論公式之前，首先應強調本次公式推導的一般步驟和重點，用到了哪些數學知識，哪些推導步驟需要掌握的，哪些推導步驟是不太重要的，是只需要記住結論的。如果步驟不重要為什么還要講呢，因為講的是理論研究的方法――如何用數學等方法解決流體力學問題，目的是讓學生掌握一種處理問題的方法，拓寬學生思路，通過這些方法的介紹掌握定理的產生和適用條件，加深對定理的理解和記憶以及應用。比如說在講相對平衡的流體的壓強分布規律時，我首先告訴學生這個推導應該會，因為這個推導步驟在解決一般平衡流體內部的壓強分布規律和平衡流體對固體邊壁的作用力問題時非常有用；而在講動量方程時，強調記住結論并理解公式中各個物理量的含義。這樣做到重點突出，學生就會有的放矢的選擇性的集中注意力，避免了一個公式推導不理解而導致對整堂課的學習興趣的喪失。
三、多講一些實際生活中熟知的例子或重大事件，提高學生的學習興趣
采用直觀有趣的實例來激發學生的學習積極性，在初等教育和中等教育中用得較多，而在高等教育中則較為少見，一方面大學的課程專業性較強，對許多課程來講，列舉出與我們日常生活有關的具有一定深度的一些有趣實例來，并不是一件十分容易的事；另一方面，各門課程均存在著學習內容不斷加大而授課時數不斷減少的情況，很多教師不愿將寶貴的課堂時間用在列舉實例上來。
流體力學雖理論上比較難，卻與生活和生產實際密切相關，在課程的講解過程中，多穿插一些實際生活中的現象，與課本中的理論結合起來講，可大大提高學生的學習興趣。比如講流體的粘性時，比較水的粘性和糖漿的粘性，在講有旋運動時先講龍卷風的例子，通過分析現象，理解本質。可以講一些重大事件，如在講流體靜力學的知識前講解1 993年青海溝后水庫垮壩事件，造成288入死亡和40人失蹤，溝后水庫突然垮壩失事是由于在設計上有缺陷和施工存在質量問題造成的。還有三峽工程建還是不建所引起的爭論，流體力學專家的分析和參與討論決定三峽工程還是要建。這樣使學生感到學好流體力學的重要性和作為一個專業設計人員的應有的責任心。
四、采用多媒體技術與傳統的授課方法相結合的手段
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流體力學作為理工科院校的專業基礎課，國內的高等院校都十分重視。大部分院校在開出能量方程實驗、雷諾實驗等基礎型實驗以外，還開設了研究創新性實驗。如浙江大學國家力學實驗教學示范中心開設有西湖流場電擬實驗、沖排沙旋流器實驗設計與試驗、流量檢測與控制實驗、新型滲流實驗等，新開發綜合型、研究型和設計型教學實驗20多項。[1]哈工大依托力學學科的國防與航天特色，利用科研成果研制開發具有較高水準、融合多門基礎力學課程的綜合性、研究性實驗，形成了高起點、實踐性與設計性強、突出綜合能力與創新能力培養的實驗教學體系，為培養學生的綜合素質與創新能力提供了良好的平臺，建設了具有哈工大特色的力學創新實驗教學體系，研制開發研究性實驗項目3個[2]。同濟大學力學實驗中心有13 個全天開放的設計性、創新性開放性實驗項目，如：塔桅結構動、靜測試創新實驗，結構內部缺陷檢測開放實驗等[3]。河海大學力學實驗教學中心在學校支持下，從硬條件和軟資源兩方面為大學生創新活動提供服務平臺。其專門設有大學生力學創新制作室，為大學生課外制作活動提供工作用房，添置必要加工機械設備，如車床、銑床和鉗工臺等，為學生的模型制作提供條件[4]。
南京理工大學（簡稱南理工）流體力學實驗室結合本校的專業特點和現有資源，在開展研究創新性實踐教學方面也做了大量的工作。
一、基本情況
流體力學是南理工工科專業的基礎課，開設該課程的專業有工程力學、安全工程、特種能源工程與煙火技術、熱能與動力工程、建筑環境與設備工程、武器系統與發射工程、新能源技術、機械工程及自動化、交通工程、車輛工程等。課程大綱要求學生從實驗中觀察流體力學現象，驗證能量方程等，并掌握一些基本的流體力學測試技能，并對武器系統與發射工程等專業的學生提出了開展研究創新性實驗的要求。實驗室利用現有資源面向全校開出了大部分流體力學基礎性實驗，如流體靜力學實驗、伯努利方程實驗、動量定律實驗、畢托管測速實驗、雷諾實驗、文丘里流量計實驗、沿程水頭損失實驗、局部阻力系數實驗、孔口與管嘴出流實驗、流動演示實驗、流譜流線顯示、水擊綜合實驗、靜壓傳遞自動揚水實驗、虹吸原理實驗、空化機理實驗、紊動機理實驗和風洞測力實驗。這些實驗增強了學生對流體力學知識的理解和培養了學生的實踐能力，激發學生學習流體力學的興趣，培養學生的動手能力。同時開出了部分綜合性、設計性實驗項目，如低速翼型繞流流動特性實驗、風洞模型設計實驗等。同時，還積極開展本科生科研訓練與課外科技活動，開出一定比例的創新性實驗項目。如某飛行器外流場的并行數值仿真、某型有翼彈箭氣動特性計算、PXI總線在風洞測控系統中的應用研究、空壓機電氣控制設計等科研訓練項目。另外，實驗室還承擔了部分本科生和研究生的畢業設計實驗教學任務。
二、主要項目
南理工流體力學實驗室是江蘇省力學實驗教學示范中心的重要實驗室，師資力量雄厚，流體力學設備先進、齊全。設備主要有低速風洞、自由射流超跨音速風洞、亞跨超音速風洞、集群計算機和完整配套的流體力學試驗教學設備等。作為江蘇省首批力學實驗教學示范中心重點建設單位，經過學校本科一期、二期、三期建設后，實驗室在開出大量基礎型實驗、提高性實驗的基礎上，開出了部分前沿性創新性實驗項目。如某彈箭氣動布局與設計、翼型繞流流動特性實驗、高速風洞流場觀測與參數測試、高速風洞壓力分布實驗、某型彈箭氣動力測試實驗等。這些實驗項目充分利用現有資源優勢，并與科研工作緊密結合，對培養學生的創新意識有十分積極的意義。這些實驗要求有一定的空氣動力學知識，武器類專業的學生對這些實驗興趣濃厚。盡管由于加工經費較多，風洞運行成本較高，實驗開展受到一定影響，且由于風洞是大型科研貴重儀器設備，只有專職教師才能進行風洞運行操作，學生的動手能力培養方面受到一定制約，但是，在模型設計、氣動布局設計等方面，學生的設計能力和創新意識等能夠得到提高。所以，實驗室克服困難，充分利用風洞資源優勢，堅持積極開展流體力學研究創新性實踐教學活動。學校在流體力學研究創新性實驗項目建設中充分利用現有資源優勢，在現有實驗項目基礎上，結合科研任務，利用低速風洞和超音速風洞已經開出或計劃開出的研究創新性項目有：
① 風機翼型氣動特性研究。該實驗是為了適應南理工新能源專業教學需要而新開設的研究創新性實驗，目的在于研究不同翼型的氣動特性，為風機翼型選擇提供依據。
② 激光煙流法流動顯示實驗。該實驗主要用于低速繞流流譜分析、繞流流動機理研究，對學生觀察復雜流動現象、分析流動機理、理解深奧的流體力學理論知識有較大幫助。
③ 彩色紋影流動顯示實驗。該實驗用彩色紋影技術顯示復雜流場，讓學生了解超音速流場建立過程、超音速流場建立的條件和流場波系構成，學生運用光學知識進行流場顯示，提高其綜合實驗技能和分析能力。通過該實驗對看不見、摸不著的流場有了全新的認識。
④ PIV三維速度場測量與非定常復雜流動研究。該實驗目的在于讓學生了解先進的流體力學測量儀器，掌握三維速度場測量方法，開展非定常復雜流動研究工作。
⑤ 風洞天平校準技術研究。風洞天平是風洞實驗最重要的測量儀器之一，其精度直接影響到測量數據的可靠性、有效性。因此，對其進行高精度的校準十分重要，開展該研究有助于學生更好地了解風洞天平工作原理、掌握先進的校準技術，并提高學生軟件設計能力和開發能力。
⑥ 彈箭氣動布局設計實驗。該實驗的目的是提高學生氣動設計水平，培養學生彈箭氣動設計能力和創新能力。
⑦ 翼型氣動特性遙測與分析。該項目要求學生采用遙測技術對翼型氣動特性進行研究、設計。
三、教學效果
流體力學研究創新性實驗和教師科研任務結合起來，讓學生參與到科研工作中，培養了學生的創新意識、協作精神，教學效果顯著。如電氣專業和建環專業本科生鄭建、黃華和陳守信等3名學生組成團隊，進行了翼型氣動特性測試與分析研究，其共同完成的作品“翼型氣動特性遙測與分析” 獲全國挑戰杯競賽三等獎，“風洞試驗無線測壓裝置”獲實用新型專利。該次跨專業團隊科研訓練項目共分三個子課題，一個是翼型設計及風洞試驗子課題，第二個是氣動數值計算，另外一個是無線測試技術子課題。三個子課題之間必須相互協調才能順利完成，通過這次科研訓練，學生對成員之間協調配合的重要性有了深刻認識。
風洞實驗是部分學生特別感興趣的項目之一，學生對其實驗原理、實驗現象的分析有濃厚的興趣和研究探索的欲望，對飛行器受力分析、飛行控制和彈道計算也產生了了解、探索的欲望。因此，開設這些流體力學實驗，不但提高了學生的操作技能、綜合分析能力，還激發了學生學習相關課程的興趣，培養了學生研究、探索、創新的意識。
參考文獻：
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