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流体力学教程范例(12篇)

来源:收集 时间:2024-02-07 手机浏览

流体力学教程范文1篇1

[关键词]嵌入式系统;流程再造;开放实验

[中图分类号]G420[文献标识码]A[论文编号]1009-8097(2011)01-153-03

引言

嵌入式技术在国内发展迅速,企业对嵌入式人才的需求也与日俱增。根据华清远见在“2009-2010年中国嵌入式开发从业人员调查报告”中的调查显示:约有83%的企业目前紧缺嵌入式开发方面的人才。在嵌入式人才的巨大需求下,近年来国内许多理工科高等院校普遍开设了嵌入式系统相关课程,但由于嵌入式系统涉及计算机技术、电子技术、微电子技术等领域的多门课程,因此在课程内容、教学方法、实践方式上很多院校的方案还不是很成熟。笔者结合多年的嵌入式系统教学经验,借鉴“流程再造”思想,从用人单位的角度出发,以培养学生创新意识和培养嵌入式应用型人才为牵引,对嵌入式系统教学进行了改革与创新。实践证明,本文提出的再造方案能提高学生的实践能力,能培养学生的创新意识,具有一定的参考意义。

一大学流程再造理论简介

流程再造(BusinessProcessRe-engineering,BPR)最早由哈佛大学迈克尔・哈默教授在《哈佛商业评论》一书中提出,他指出“再造:不是自动化,而是重新开始”闭。BPR的主要流程包括:(1)对原有流程进行全面的分析,发现其存在的问题;(2)设计新的流程改进方案,并进行评估;(3)制定与流程改进方案相配套的组织结构、资源配置和业务规范等方面的改进规划,形成系统的企业再造方案;(4)组织实施与持续改善。

在国内,河海大学的杜栋教授于2001年首次提出将BPR移植到大学之中,探讨了大学流程再造的基本理论,并将其运用到教学内容与课程体系改革中。随后,2004年严明提出了大学外语教学流程再造:2009年黄淑敏、张文丰对教育信息化背景下大学流程再造理论进行了研究:2010年游鑫提出了流程再造在计算机基础课程教学中的应用。流程再造思想被越来越多的引入到教学中来,优化教学过程和教学管理。

本文所提出的“流程再造”是以进一步优化教学内容和教学管理体系,以提高学生的应用能力和培养学生的创新思想为目的,对教学流程和教学体系进行根本性重新设计和改造,以实现课程体系的调整和教学效果优化。流程再造不同于教学改革中对细枝末节的修改。

二目前嵌入式教学中存在的问题

作为新兴的课程体系,嵌入式系统理论教学和实验教学还不完善,仍在不断探索,但就目前的教学情况来看,存在如下几个问题:

1重理论,轻实践

嵌入式系统课程是实践性很强的课程,需要大量的实践环节进行支撑。而目前的实践环节相对较少,不能给学生提供足够的实践机会。

2教学内容一刀切,不符合不同专业学生的学习要求

嵌入式系统课程涉及的专业较多,包括计算机专业、电子专业、自动化专业、机械专业等,不同专业的学生学习的侧重点是不同的。很多院校使用统一的培养模式,不利于不同专业学生和不同能力学生的差异化发展。

3实践环节形式单一

很多院校嵌入式系统的实践环节主要是课内实验,形式比较单一,而且以验证性实验为主,综合性实验和设计性实验相对较少,不利于学生个性发挥和综合能力培养。

4教学手段落后

虽然大部分院校都使用多媒体教学,但是在教室中以教师为主体的授课模式对于实践环节很强的嵌入式系统课程来说已不再适应。

三嵌入式教学流程再造模型

嵌入式教学流程再造是指对教学流程重新设计,使其符合制定的目标,使教学效果更加优化。本文的嵌入式教学流程再造模型使用文献提出的流程再造步骤进行设计,并进行了适当调整,如图1所示。

1流程再造目标体系

嵌入式系统教学流程再造的目标有两个:

(1)从用人单位出发,培养学生的自学能力、动手能力和知识应用能力。

学生进入企业后用到的知识未必是在学校中学习过的知识,因此要求学生要有较强的自学能力。另外,学生的动手应用能力也是用人单位看重的,企业的操作模式实际上是任务模式,只注重结果和时间,只有较强的动手实践能力才能在短时间内完成企业的任务。

(2)培养学生的创新意识和创新能力。

只有创新才能发展,要给学生提供足够的创新空间,通过多种途径培养学生的创新能力。

2流程再造工作内容

嵌入式教学流程再造主要涉及如下几个方面的内容:

(1)课程结构再造

课程结构再造主要是在现有嵌入式系统课程体系中适当增加实践环节。同时,针对不同专业的特点制定课程体系。

(2)教学组织形式再造

开展“多元化”的教学形式。教学不仅仅局限于课堂教学,实践环节也不仅仅局限于课内实验,通过教学组织形式再造,为学生提供灵活的学习形式。

(3)学生学习方式再造

避免目前“填鸭式”教学,从以教师为中心的兴趣引导,逐渐过渡到以学生为中心的自主创新。加大学生自主学习能力的培养力度,培养学生团体合作能力。

(4)教学评价体系再造

灵活设置教学评价体系,以学分为突破口,评价重心向评价学生应用能力方向转移,逐步建立有助于研究型学习和应用能力培养的考核体系和激励机制。

3流程方案设计

(1)课程结构再造方案

嵌入式系统课程实践环节很强,因此在课程结构调整中适当增加了实践环节的学时数,同时增加综合性实验和设计性实验的比例。表1为针对计算机专业主要嵌入式课程实验环节调整情况,表格中数字为调整前和调整后的实验学时数。

从表1可以看出,课程结构再造后实验环节明显加强,综合性、设计性实验的比例也有所加大,这有利于提高学生动手能力,能提供给学生更多独立设计、思考的空间,有利于创新思维的培养。同时对不同的专业课程结构也进行调整,例如,在电子专业和控制专业中,单片机和ARM体系结构等硬件课程适当进行加强,而操作系统和嵌入式软件设计等软件课程适当减弱,以适应本专业学生的特点。

(2)教学组织形式再造方案

针对目前教学组织形式单一的状况,从如下几个方面进行了再造:

1)多元化教学形式

传统的教学方式以“教师中心,教材中心,课堂中心”的“三中心”为理论核心,强调教师的主导作用,这种教学模式不利于学生创新能力的培养。为此,需要重新构建教学形式:

A)任务式教学模式

任务式教学模式指教师布置学习任务,由学生自己去查资料,发挥自己的能动性和想象空间,最终完成任务。这种教学模式可以提高学生独立解决问题的能力,学生有很大的

发挥空间。

B)实验室教学,边学边练模式

在实验室进行授课,学生可以边学习边操作,这样有助于学生对知识的理解。

2)进行分层立体培养

以课内实验作为实践环节的主体相对单一和薄弱,根据不同学生层次和实践环节多样性要求,对嵌入式系统实践环节实行分层立体培养。实践能力再造培养体系如图2所示。其中,必修部分继承了原培养体系,作为基本要求,体现了教学的系统性与知识的完整性。新增选修部分,作为学生基本实践能力基础上的进一步提高,根据学生的不同需求、不同能力自行选择参与。从“开放实验”到“项目立项”、“学科竞赛”,难度逐渐加大,指导及经费投入也逐步增大。难度梯度设计使得不同能力同学的创新潜能都能得到激发施展,有利于优秀人才的选拔。经费投入梯度设计使得有限的经费投入能产生更高水平的成果。

新设计的流程既考虑到创新实践能力培养的广泛性,以难度较低的开放性实验吸引更多的同学参与,也考虑到让少部分创新能力强的同学有充分的能力施展空间。

(3)学生学习方式再造方案

在任务式教学模式驱动下,培养学生独立学习的能力,真正以学生为主体,教师起指导作用。在学生独立学习中不断引导学生相互学习,形成合作学习。

(4)教学评价体系再造方案

根据嵌入式系统注重实践的特性,考查方式可以综合笔试、平时作业、实验测试、大作业或论文的成绩。这些方面按比例综合评价学生的学习效果。另外,对于参加开放实验、企业实习、项目立项和学科竞赛的同学根据其最终完成情况,适当进行加分或学分奖励。例如,对于在企业实习或项目中表现突出的同学给予优秀成绩;在学科竞赛中获得省级或部级奖的同学给予一定学分奖励。

4方案评估

方案评估流程主要是对再造流程进行评估,看是否产生了良好的效果。通过对以上教学组织、培养体系等再造方案的实施,取得了很好的效果。自2009年起,嵌入式系统实验室空闲时间累计开放900学时,有35名同学获得省级以上学科竞赛奖项,有15名同学获得校级或者省级科技立项,约有85%的同学参加了开放实验。新的嵌入式教学组织、培养体系方案给学生带来了更多实践机会,为学生提供了更多独立学习、独立思考的空间,培养了学生的创新精神。

四结束语

本文以培养学生应用能力和创新精神为出发点,基于BPR思想对嵌入式系统教学流程进行了再造,再造内容包括教学组织模式、培养体系结构、教学评价机制等。通过对新的再造流程方案的实施,证明了方案的有效性。作为新兴的课程,嵌入式系统的教学需要更长时间的研究和探索,各个院校应根据本校学生特点制定相应的教学方式和教学培养体系,以培养更多符合社会需求的嵌入式人才。

参考文献

[1]李宁,宋薇,库少平,项目化嵌入式教学方法研究[J],单片机与嵌入式系统,2010,(2):5-8

[2]HAMMERM,CHAMPYJ.ReengineeringtheCorporation:AManifestoforBusinessRevolution[M].NewYork,NY:HarperCollins,1993

[3]杜栋,童伟。大学流程再造(UPR)的研究与实施[J]黑龙江教育,2009,(3):73-74

[4]严明,大学外语教学流程再造[J]黑龙江教育,2004,(12):26-27

[5]黄淑敏,张文丰,教育信息化背景下大学流程再造理论研究[J]黑龙江教育,2009,(2):23-25

[6]游鑫,流程再造在计算机基础课程教学中的应用[J]教育教学研究,201o'6(5):128―129

流体力学教程范文

关键词:教学改革;研究生教学;教学内容;软件平台

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2013)31-0038-02

一、历史与现状

《计算流体动力学及其应用》是能源动力方向硕士和博士研究生的一门学科基础课程。自上世纪90年代开设以来,前后经历了三次大的变革。在1995—2000年期间,课程名为《叶轮机械的数值模拟计算》,只针对能源动力学院流体机械专业方向的研究生开设;自2001年起,课程改名为《计算流体动力学及其应用》,面向能源动力一级学科及其下属各二级学科的研究生,并成为能源动力学科方向研究生的一门基础课程;2006年以前,课程授课内容以计算流体动力学方面的原理和方法为主,选课学生主要为能源动力学科方向的研究生;从2006年开始,为适应广大研究生的选课需要,我们对教学内容进行了适当调整,辅以CFD商用软件的实例和应用,以期实现理论性与实践性并重的教学理念,并将课程面向全校研究生开放。随着计算机技术的飞速发展,计算流体动力学的应用日益广泛。众所周知,计算机硬件水平的提升,将相应地促进CFD商用软件功能更加强大,应用更加广泛,最终使得CFD商用软件得到了前所未有的发展。同时,随着研究生招生规模的扩大,使得选修《计算流体动力学及其应用》课程的研究生人数大增,从上个世纪90年代的十几个学生,到现在的一百多个学生,而且涉及众多学科,比如船海、化工、建筑、电气、交通、材料、光电等。《计算流体动力学及其应用》课程的历史与现状在一定程度上给我们将要进行的教学改革提出了新的要求,同时也为我们指明了课程建设的新方向,值得我们深入思考,并付之于实践。

二、课程定位

《计算流体动力学及其应用》作为一门研究生的学科基础课程,我们在进行改革之前,应该首先考虑它的定位。华中科技大学作为一所教育部的“985”和“211”的高校,一直以“研究型”大学著称。学校对于研究生的培养非常重视,导师为每一位研究生制定了详细的培养计划,课程的选修均有所考量。基于选修《计算流体动力学及其应用》课程的研究生人数众多,涉及的院系广泛,经任课教师讨论,申请学校研究生院同意,决定将该课程定位为高水平研究生课程。所谓高水平研究生课程,初步确立的含义为,高水平的学者,采用高水平的教材,以先进灵活的形式教授课程,旨在培养学生坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识。高水平课程在内容上应该具有基础性、专业性和前沿性,前沿性可以体现在任课教师结合自己的科研实践,在讲授中融入一些与课程相关的前沿内容。

三、教改实践

基于高水平研究生课程这样一个定位,我们开始着手进行课程的教学改革,具体内容包括:组建教学团队、改革教学内容、建设实践教学平台。首先,组建一支高水平、高素质的教学团队。教学团队由三位教师组成,他们均具有博士学位,高级职称。其中,课程负责人张师帅副教授,长期从事计算流体动力学及其应用方面的教学及研究工作,自2006年起,一直担任该课程的主讲教师;任课教师郭照立教授,是目前国内计算流体动力学方面的顶尖学者,国家杰出青年基金获得者,并具有较高的国际知名度。郭教授团队在国内外权威学术刊物和会议上发表科学论文100余篇,SCI收录90余篇,SCI引用1200余次;任课教师陈胜副教授是一位青年学者,在格子Boltzmann算法研究方面颇有建树。将《计算流体动力学及其应用》课程建设成一门高水平研究生课程,得到了教学团队中每一位教师的支持,大家一致赞同经常开展教学交流,学习先进的教学方法和教学手段,进一步提高教学效果。其次,我们对教学内容进行了改革。教学团队根据选课研究生人数众多,涉及的学科方向广泛,重新制定了《计算流体动力学及其应用》课程的教学大纲,确保讲授内容的基础性、专业性和前沿性。课程主要内容包括:控制方程的离散化方法、流场的求解计算方法、湍流模型及其应用、网格生成与计算技术、复杂流动的介观模型和数值方法、格子Boltzmann算法及其应用、经典CFD软件的基本用法等。而对于控制方程的离散化方法,将重点介绍有限差分法和有限体积法;对于流场的求解计算方法,将重点介绍SIMPLE及其系列算法;对于湍流模型及其应用,将重点介绍k-ε模型及其应用;对于网格生成与计算技术,将重点介绍结构网格和非结构网格的生成方法以及并行计算方法。同时,还将邀请国内外计算流体动力学方面的专家学者前来开展专题讲座。对《计算流体动力学及其应用》课程进行教学改革是全体任课教师的共同愿望,大家积极讨论,并提出在现有教材的基础上,编写具有自己特色的教材等建议。在改革教学内容的同时,教学团队还利用学院现有的条件,建立“计算流体动力学”软件平台,该平台拥有高性能的计算工作站,可以开展并行计算、直接数值模拟等大型计算研究,为研究生开展离散方法、网格生成方法、计算方法以及复杂流动模型等研究工作创造了良好条件,同时也为对计算流体动力学方面的前沿研究课题感兴趣的大学本科生开展创新性研究工作提供了良好条件。与此同时,该平台还拥有多种商用CFD软件,比如FLUENT、CFX、STAR-CD、PHOENICS、Flo-EFD等,成为广大研究生开展自主学习、自主实践、相互交流的优良场所。还可以根据研究生的需求,安排任课教师不定期地通过软件平台为学生解惑答疑,引导研究生探索创新,提高学术水平。

众所周知,研究生学术水平的高低是一所大学学术水平的反映,更是一个国家科技创新能力的反映。研究生不仅需要扎实掌握专业基础知识,更需要具有较强的创新意识和创新能力。目前,高等学校在培养研究生创新能力、提高研究生学术水平方面还有待加强。为此,本文提出了通过对《计算流体动力学及其应用》课程进行教学改革,并将之建设成具有基础性、专业性和前沿性的高水平课程,进一步培养研究生的创新能力,提高研究生的学术水平。同时,本文对实践过程中的一些具体措施和经验进行了探讨。

参考文献:

[1]吴新颖.论研究生教育的课程设置[J].科技导报,2004,(2):40-42.

[2]李学艺,钟佩思.机械类全日制专业学位研究生教育探索[J].中国电力教育,2013,(1):22-23.

[3]李静波,柴育玲.研究生教育创新模式研究[J].教育理论与实践,2010,(5):10-11.

[4]别敦荣,万卫.学术性学位与专业学位研究生培养模式的特性比较[J].研究生教育研究,2011,(4):77-80.

[5]姚聪莉.我国研究生教育质量透析[J].高等理科教育,2006,(5):50-54.

流体力学教程范文篇3

一、当前教学过程中存在的问题

1.学生学习兴趣不高

提到力学,多数学生会觉得很难,这种先入为主的感觉会使学生对这门课程产生很大的抵触情绪,不愿意学。再加上同时开设的工程热力学和传热学等重要的专业基础理论课,越发加重了学生的学习任务。另外,流体力学课程习题量大,需要学生花费大量课余时间复习和做题,就更加影响学生对这门课的学习兴趣。因此如何帮助学生克服对本课程的畏难情绪,激发他们学习流体力学的兴趣,是提高教学质量的首要因素,也是教学改革的目标之一。

2.教学方式单一,课堂气氛死板

现在是信息社会,对人才的要求很高,这就要求教师在教学过程中按照“厚基础、宽口径、高素质”的目标[2]进行专业人才的培养,这对传统的黑板加粉笔的教学方式是一种挑战。另一方面,随着课时与学分制的挂钩,学时被普遍压缩,这也给课堂教学带来很大的压力。众所周知,传统的教学方式把很多时间用在了绘图和板书上,无形中缩减了教与学的时间,教师要想在规定的时间内完成教学大纲规定的教学内容,就必须加快讲课节奏,删减授课内容,或者占用习题课或实验课的时间,这些都将导致这门课程的信息量不够,而且学生也没有机会及时消化所学的理论知识,更谈不上举一反三了。同时,“一言堂”式的教学方法使得课堂气氛死板,学生对课程的学习兴趣锐减,也影响了教学质量。

3.理论教学与实验教学的脱节

在流体力学的教学过程中,实验环节起着不可替代的作用。实验教学不仅可以培养学生的动手能力,帮助学生更好的理解理论知识,而且可以启发学生对理论知识的创新性应用[3],很多学校不重视实验课的教学,实验教学完全放在理论教学之后甚至放在考试之后集中完成,大大降低了实验教学的作用。

二、课程教学改革的基本内容

1.传统教学方式与多媒体相结合

在现在的流体力学教学中,黑板加粉笔的教学方式是很多高校教师仍然采用的教学方式。这种方式对于公式的推导、例题的计算效果很好,但是在流体力学的教学中需要辅以很多图片,如果全用板书来讲,必然花费很多时间。传统的教学方法无法满足教师在教学中的信息量,当然也不能完全脱离板书,毕竟公式的推导,例题和习题的讲解用板书的效果要优于多媒体。在讲绪论部分内容时可以介绍流体力学的发展史及流体力学在现实生活和工程实践中应用的实例,如果单纯用板书讲,会很枯燥,达不到启发学生学习兴趣的目的,如果辅以多媒体,结合图片、短片、动画来讲就会有很好的效果。所以笔者认为,应当将传统的教学方式与多媒体教学方式很好的结合起来。

2.理论知识与专业知识相结合

流体力学这门课程不仅理论性很强,而且和工程实践结合的非常紧密。该课程是后继专业课程的重要理论基础,所以将相关专业知识穿插在流体力学课程中进行介绍有很多好处。首先,可以帮助学生加深对专业的理解。流体力学课一般在第五学期开设,此时学生已结束公共基础课的学习,开始了专业基础课和专业课的学习。调查表明很多学生此时对专业还处在迷茫的状态,不知道建环专业具体是做什么的,自己将来能干什么。在流体力学课程的教学中采用理论知识与专业知识有机结合进行讲解的授课方式可以帮助学生在学习理论知识的同时加深对专业的了解。再者,学生了解了专业也就有了学习的方向和动力,自然有助于提高学生对流体力学课程的学习兴趣。比如在讲授流体的热胀性时,介绍采暖系统膨胀水箱的作用及系统膨胀水量的计算方法,使学生既掌握了液体热胀性的计算公式,又了解了自然循环采暖系统的基本原理。再比如,在讲授伯努利方程的应用时,可以介绍水泵扬程的计算方法和建环专业水泵的适用场合,使学生明白水泵是建环专业最重要的设备之一。在学生学习管网计算基础这部分内容时,可以结合采暖系统和给排水系统或消防给水系统同时学习,毕竟这些系统在北方城市是到处可见的。在介绍气体射流知识的时候可以结合空调房间的气流组织进行介绍等等。

3.理论流体力学、计算流体力学与实验流体力学在教学中的结合

研究流体力学方法有理论分析的方法、数值分析的方法和实验研究的方法,在流体运动规律的研究中,三种方法相辅相成。但是在教学中,我们往往更多的是强调理论的重要性,而忽视了计算流体力学和实验流体力学对理论学习的帮助。应当充分将计算流体力学和实验流体力学的部分补充进来,这样才会使整个课程内容丰满,也可以扩宽学生的知识面,培养其解决问题的能力。

(1)理论流体力学与计算流体力学相结合

随着计算机技术的迅猛发展和数值计算技术的不断提高,计算流体力学(CFD—ComputationalFluidDynamics)技术得到了空前的发展,CFD技术可以在短时间内模拟流场内的温度、速度和压力的分布情况,可以较好地模拟流体的流动过程和传热过程以及污染物的扩散过程等,因此被广泛应用在各行各业。建环专业涉及大量与流动相关的问题,因此也不例外。可以用CFD技术模拟空调房间的气流组织和温度分布,模拟水和空气在管道内的流动情况,模拟火灾时建筑内烟气的流动规律。在CFD领域,目前世界上最具有代表性的计算商用软件有PHOENICS(英国)、CFX(美国)、FLUENT(美国)、STAR-CD(日本),这些软件均采用经典的流体理论和通用流体计算程序作为模型的核心,并提供丰富的计算方法处理湍流流动,具有强大的前后处理功能。这些新技术的发展对流体力学课程的教学提出了新的要求。在流体力学的教学过程中除了重点讲授理论流体力学的知识外,应当增加计算流体力学的知识,一方面可以增加信息量,拓宽学生的知识面,为进一步的学习和今后的发展奠定扎实的基础,另一方面可以用CFD技术模拟简单的流动规律和流动现象,帮助学生加深对流体理论知识的理解,起到相互促进的作用。图1是用CFD技术模拟的简单流动现象,(a)图验证了圆管中的层流运动,证明断面流速为旋转抛物面。(b)图给出了流体经过弯管时的断面压强分布规律,充分说明了离心力的作用是弯管中产生涡旋的主要原因。可以将这些模拟结果通过多媒体展示给学生,让他们在掌握理论的同时增加感性的认识,可以很好的提高学生的学习兴趣。图1只是两个简单的例子,流体力学中有很多例子可以通过数值计算和模拟穿插在教学过程中,得到很好的效果。

(2)授课与实验的有机结合

与流体力学课程相结合的有8个主要实验,分别是能量方程实验、总水头线实验、动量方程实验、毕托管实验、雷诺实验、沿程阻力系数和局部阻力系数测定实验以及孔口出流实验。另外还有诸如流线、绕流等演示实验。应当将这些实验的教学进度与理论的教学进度很好地结合,任课教师和实验教师共同指导,与学生形成很好的互动,及时启发和引导学生进行实验,充分启发学生对理论知识的创造性理解,同时锻炼其动手能力。实践证明这样做不仅可以提高学生的兴趣,还可以有意识的培养其观察流体现象的能力和分析解决问题的能力。

流体力学教程范文篇4

关键词:高职物流管理专业课程教学改革

中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1003-9082(2014)04-0085-01

随着现代物流业的高速发展,特别是电子商务推动下的第三方物流迅猛发展,高素质技能型物流人才需求量的急剧增加。现在为了适应社会的需要,一些职业技术学院顺应社会发展需要,设置了高职物流专业或在管理类专业开设物流课程,开展物流人才的职业技术教育。但物流教育教学培养模式研究的滞后与现代物流业的急速发展存在着较大的差距,特别是高职物流专业的教学总体上尚处于实践与探索阶段,很多方面还不够成熟和完善,因此必须进行改革和创新。

一、明确高职物流管理专业人才培养目标定位

明确高职物流管理专业人才培养目标定位,是做好高职物流专业课程的教学工作的前提。只有定位明确才能使高职院校有针对性地实施培养计划,使教师能按具体的目标组织教学。高职院校培养物流管理专业人才,应注意把握两点:一是要面向物流管理第一线,培养实用性和操作性物流人才。二是要结合现代物流实践和理论的最新发展,不断创新,要适应现代物流发展趋势。因此在课程设置方面不断跟踪新知识、新专业的发展,为学生及时开展新的课程和内容,又要注意新的操作方法和技能的涌现,不断为学生提供新技术和新技能的训练,由培养纯学科型专业人才向培养综合性的职业技能型人才转化。

二、加强物流专业课程研究和教材建设

高职物流专业的课程结构要突出应用性和实践性。教学内容要突出物流基础理论知识应用和实践能力的培养。要在广泛进行社会调查的基础上,聘请物流企业等用人单位参与课程体系的设计。要以适应社会需求为目标,以物流机械操作能力和物流业务管理能力为核心去优化课程设计。物流基础课以应用为目的,以必需、够用为度;物流专业课加强针对性和实用性,要让学生具备可持续发展能力。

在具体实施中,我校根据我国物流职业岗位职业资格认证体系较为完备的现状,在专业课程的设置上,根据物流专业人才培养目标,按照物流相关职业资格证书考试大纲的要求,以专业核心能力和综合素质的构建为主线对课程内容进行整合。高职物流专业的教材是物流专业课程体系的核心,是进行物流专业教学工作,提高教学质量的重要保证。要贯彻“双证沟通”的精神,突出物流职业技能的培养与训练。除必有文字教材以外,还应有实物教材、电子网络教材等。高职物流专业的教材要紧跟物流行业的发展趋势,并有一定的超前性;各门教材内容要统筹安排,综合平衡,避免内容重叠。

三、建设具有“双师素质”的物流教学队伍

教师的教学水平直接影响到高职物流专业的教学质量。建设一支数量适当、结构合理、业务精良的物流专业师资队伍,是办好高职物流专业的关键。物流专业的师资队伍包括管理、贸易、营销、运输管理、电子商务、金融、法律等方面的教师,他们互相取长补短,发挥整体优势。目前,各职业技术学院物流专业普遍缺乏“双师素质”的教师。现有的大多是从经济学、机械工程、管理、营销和运输管理等专业转型的,普遍缺乏系统的物流知识。近年来,虽然有一部分物流专业的本科生充实到高职物流教师队伍中,但他们又缺乏物流机械操作技能和物流业务管理能力。因此,要加大物流“双师素质”教师的培养力度。

我校以全面提高物流学课程建设教师整体素质为核心,坚持引进与培养并重,造就一批具有较高技能的“双师型”实践性教学师资队伍。一方面可通过让理论知识较系统的在校教师分期、分批到企业顶岗实习,掌握本专业的技能,在实践中成长;另一方面也可以根据需要聘请一部分在企业生产管理一线的工程技术和管理人员,担任兼职教师,参与专业建设、教材编写、授课、作讲座和指导实训环节,从而逐步建立起一支适应我校物流专业教育、专兼职教师相结合、校内校外互补、理论与实践相结合的新型师资队伍,以提高物流学课程的教学水平。

四、不断创新适应高职特点的专业课程教学方法

更新培养理念,加强素质教育在物流学课程教学过程中,教师要树立培养物流人才素质教育的思想,在吸收国外先进的物流理论和最新成果的基础上,树立知识和能力相结合、以能力培养为重点的教学思想和教学观念,充分发挥学生的主体作用,让学生在主动学习的过程中,学会思考,在思考的过程中勤于实践,通过不断地进行观察、联想、分析、比较、归纳、推理和总结,去领悟物流知识的真谛,去尝试用系统的观点、方法解决一些现实问题,培养探索精神。同时还要加强物流人才的终身学习能力、为人处事能力、社会适应能力、心理承受能力等多种能力的培养和职业道德修养,提高学生的综合素质,以适应社会的发展。

五、改革考试方式以完善考核体制

要真正体现物流课程教学过程中理论与实践相结合的特色,提升教学质量,必须完成考核体制从分数评价向能力评价的转换,把考试和教学结合起来,变单一的考评学生死记硬背知识的能力,转为考评学生运用知识创造性地分析问题、解决问题的能力。课程的考核成绩由理论成绩、实践成绩和平时成绩三部分来进行综合测评,除笔试外,还采取了口试、案例分析、实习作业和现场测试、操作等多种考试形式,并适当加大了实践考核成绩的权重,引导学生重视实践,从而真正提高了课程的学习效果。

高职类院校的教学处于不断的改革完善中。高职人才培养模式的基本特性之一是以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系,基础理论教学以应用为目的,以必需够用为度,专业课加强针对性、实用性。在高职物流专业的教学改革探索中,我们没有脱离这一特性,所做的教改工作,也是坚持专业实际需要和教学实际要求,主旨为完善学生专业知识体系,提高老师教学质量。

参考文献

[1]郭时宜:浅谈高职院校物流法律法规教学[J];商场现代化;2012年26期.

[2]方巍巍:高职物流管理专业实践教学方法初探[J];科技经济市场;2012年05期.

流体力学教程范文篇5

(海军工程大学,湖北武汉430033)

摘要:教学资源库建设是提高教学质量的一项基础性工程。针对流体力学课程特点和建设目标,阐述了加强资源库建设的必要性与重要性。结合一线教学实践经验,融入现代教育技术理念,提出了资源库建设的内容、重点、方法与途径。实践表明,教学资源库的建设对提升教学效果和人才培养质量有着重要的促进作用,并可为进一步建设国家精品课程和国家精品资源共享课奠定基础。

关键词:流体力学;教学资源库;建设

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1002-4107(2015)09-0026-03

收稿日期:2015-03-05

作者简介:张志宏(1964—),男,江西赣州人,海军工程大学理学院力学系教授,主要从事船舶水动力学、超空泡多相流和流固耦合力学研究。

基金项目:海军工程大学教学改革课题“流体力学教学资源库建设”(训教字2011—43号);海军工程大学教学改革课题“流体力学立体化教材建设”(训研字2014—3号)

流体力学的应用范围广,它与航海、航空、航天、能源、动力、机械、化工、船舶、兵器、水利、环境、建筑等专业密切相关,目前在许多高等院校中都开设有这门课程。但是,流体力学与高等数学、大学物理等基础课程不同,它作为专业基础课或专业课,目前各高校还没有相对集中统一的教材,也没有普遍配套的教学资源,不同专业对流体力学的内容需求有很大的不同,因而课程内容和教学时数差异性较大(通常在30—90学时之间)[1]。由于流体力学运用的数学知识多,涉及的流动现象抽象复杂,在教学中师生们普遍反映这门课程“教师难教,学生难学”。作为大学教师,负有传道、授业、解惑之责,而课堂教学是面对学生最直接、最有效的一种方式。在教学内容多、教学时数少的情况下,建设和应用好基于课堂教学需要的课程资源库,并充分利用现代化的教育技术手段,可以弥补传统教学模式带来的不足,大大提高课堂教学效果和教学效率。

根据教育部教育信息化技术标准委员会的定义,教育资源可以概括成三大类型[2]:(1)课程素材类教学资

源,主要包括文本、图形/图像、音频、视频和动画等多媒体素材。(2)课程集成类教学资源,主要包括电子课件、试题试卷、练习测试、问题解答、典型案例等成品素材。(3)网络课程,主要包括网络教学内容以及网络教学支撑环境等平台。作为课堂教学需要,课程资源库的建设重点应该是素材类教学资源和集成类教学资源,而素材类和集成类教学资源的建设也可为进一步的网络课程建设奠定基础。这里以基于课堂教学需要的流体力学课程资源库建设为切入点,阐述了加强教学资源库建设的必要性与重要性,并提出了资源库建设的内容、重点、方法与途径。

一、教学资源库建设的意义

(一)课程教学自身的内在需要

教学资源库建设应根据课程不同特点有针对性地进行。流体力学研究的对象是流体,其有别于固体的特殊性在于易变形和易流动性。流体力学的研究方法大多采用欧拉法,其着眼点是研究流体流过的区域即“场”上的流体物理量的变化,与大家熟知的针对固体运动的物理学或固体力学的研究方法不同。由于流体力学的上述特点,因而出现了许多新概念和新现象。例如定常、非定常,流线、迹线,层流、湍流,有旋、无旋,边界层、涡街,自由涡、下洗等许多概念在课堂上颇费口舌,介绍了半天学生往往还在云里雾里,难于理解。许多流动现象通常看不见、摸不着,教学内容抽象枯燥、晦涩难懂,采用传统教学方法,学生难于建立清晰的流动概念,因而学习存在畏难和抵触情绪,缺乏进一步学习的兴趣和动力。

没有清晰的流动概念就无法提炼出合理的数学模型,势必影响到学生对相关知识点和课程内容的学习。而利用流场显示、小动画、虚拟仿真等方法获得的图形图像及视频等多媒体素材,在教学过程中只需播放几分钟甚至几秒钟,就能让学生加深理解、茅塞顿开,使课堂教学效果产生质的飞跃。采用多媒体的特写、慢镜、定格、细化、放大等技术再现流动现象,聚焦流动细节,使枯燥乏味的流动过程变得新颖有趣,既形象又清晰,提升了学生的感性认识和认知能力,一些流动画面甚至使学生终生难忘。因此,建设符合现代教育技术特点的资源库是流体力学课程教学的内在需要。

目前,国家精品资源共享课是各高校课程建设关注的焦点与核心。教育部要求各高校在国家精品课程建设的基础上,进一步转型升级为国家精品资源共享课。可见要建设高水平的国家精品课程和资源共享课,也要以加强教学资源库的建设作为有力支撑。

(二)提高课堂教学质量的需要

提高教学质量需要高质量的教学资源库素材。教学资源在课堂上使用方便,能够突破时空的限制,在课程组成员之间具有高度的共享性、可重复性和可扩展性。教学资源具有形式的多样性,以其精美的画面、优美的音乐、逼真的动画和图像,图文声并茂,极具表现力。在教学活动中,善于使用教学资源库素材,可以使教学信息传递速度明显加快。在教学时数有限的条件下,通过将精彩素材引入课堂,以丰富的背景材料支持教学内容,教师可以传授更多的知识。

例如,在讲述边界层分离时,需要探究边界层分离的必要条件是存在逆压梯度和壁面粘滞作用。采用基于实验室拍摄的流动视频进行教学,首先可以观察圆球驻点前方的来流,虽然存在逆压梯度,但边界层并未发生分离;其次观察顺来流方向放置的薄平板附近的流动,也可发现虽然存在壁面粘滞作用,但边界层也未发生分离,可见仅有逆压梯度或壁面粘滞作用边界层并不分离;但当在圆球驻点前方顺来流方向放置薄平板时,可以观察到在平板和圆球连接处的附近流动发生了边界层分离,从而说明了逆压梯度和壁面粘滞的共同作用是边界层分离的必要条件。进一步学生可能会问,逆压梯度和壁面粘滞作用是不是边界层分离的充分条件呢?通过流线体的绕流视频可以发现,在流线体的尾部表面,虽然也存在逆压梯度和壁面粘滞作用,但边界层并不分离,而当流线体长度不变、中间部位增厚逐渐过渡到钝体绕流时,由于钝体尾部表面逆压梯度增加,出现了边界层分离现象,所以可以说明逆压梯度和壁面粘滞作用只是边界层分离的必要条件而不是充分条件。

在流体力学课程中,类似的流动现象还有很多,以前大多采用板书、图片等静态的讲授方式,讲授效果并不理想,而现在将丰富的流动视频引入课堂,相当于将实验室搬进了教室,不仅使学生有身临其境、眼见为实的现场感,而且大大节省了讲授时间,提高了教学效率和效果。由此可见,教学有法,教无定法,贵在得法。教学实践表明,基于课堂教学的流体力学资源库建设与应用是提高教学质量的有效方法。

二、教学资源库建设的内容与重点

根据课程教学需要,将流体力学教学资源库建设内容分成“原始资源库”和“成品资源库”两大部分[3-4]。原始资源库内含文本库、图片库、动画库、视频库、音频库等原始素材。成品资源库内含PPT电子教案、例题习题库、试卷库、典型案例库、网络课程等成品素材,可以直接用于教学。前期以原始资源库的素材收集和建设为主,后期以成品资源库的素材整合和二次开发为主。后期建设需要通过教师的大量劳动进行再加工、再创造,因而是教学资源库建设的重点。

建成的原始素材库内容主要包括五个方面:(1)基于课程知识点的教学素材库建设。包括流体粘性、压缩性、流线、湍流等课程所有知识点。(2)基于课程自然现象的教学素材库建设。包括大雁成人字形飞行、龙卷风的形成与演化等自然现象。(3)基于课程相关的流体工程教学素材库建设。包括螺旋桨穴蚀、水击、球鼻首减阻等工程案例。(4)基于课程最新科研成果的教学素材库建设。包括舰船水压场、超空泡流、水下滑翔机等最新科研进展。(5)基于课程科学家相关事迹的教学素材库建设。包括欧拉、普朗特、冯卡门等科学研究的思想与方法。

建成的成品素材库内容主要包括四个方面:(1)课程PPT电子教案的建设。包括融合原始素材、进行二次开发、符合教师教学要求的所有课件。(2)课程概念题库的建设。包括体现课程知识点、重难点便于学生学习、复习、考核的重要概念。(3)课程例题习题库的建设。包括反映课程重要理论、方程、定理的便于教学双方使用的例题习题。(4)课程试题或试卷库的建设。包括覆盖课程主要内容、难易适度、便于对学生学习做出评价的试题试卷。

三、教学资源库建设的途径

(一)成立教学资源库建设小组

在课程建设牵引的基础上,以先进的教学理念为指导,以现代教育技术为依托,以提高人才培养质量为目的,以服务课程教学为重点,以课程组全体教师为主体,以课程资源的系统性、完整性为基本要求,立足课程特点和需求实际,注重课程资源的适用性和易用性,分工协作,群策群力,共同建设。

成立课程教学资源库建设小组,建设人员包括课程组全体教师。课程负责人、资深教授主要负责顶层设计和规划,提出资源库建设的框架与方案,对建设内容进行审核和验收。骨干教师主要负责成品素材的二次开发、分类、筛选、优化与建设,对原始素材与课程内容进行深层次整合。青年教师主要负责原始素材的收集、整理和初次开发与建设。

(二)采用多种手段建设原始素材库

通过收集整理、购买引进、自主开发等多种方式,建设原始素材库。

将搜集国外著名大学的教学专题片、开放课程和国内高等院校国家精品课程的流体力学素材作为首选,全方位获取各种免费公共教学资源。例如,现在可以在互联网上免费获取世界著名流体力学专家在实验室拍摄的流动演示专题视频,包括斯坦福大学S.J.Kline教授讲授的“流场显示”,宾夕法尼亚州立大学J.L.Lumley教授讲授的“流体力学中的欧拉和拉格朗日方法”,麻省理工学院A.H.Shapiro教授讲授的“涡量”、“压力场和流体的加速度”,剑桥大学S.G.Taylor教授讲授的“低雷诺数流动”,哈佛大学F.Abernathy教授讲授的“边界层基础”和A.E.Bryson教授讲授的“流体中的波”,加利福尼亚理工学院D.Coles教授讲授的“可压缩流体的槽道流动”,哥伦比亚大学R.W.Stewart教授讲授的“湍流”等。这些专题片概念清晰、流动形象、内容精湛,是非常珍贵的流体力学教学资源。国内在教育部主导推动下建设有国家精品课程资源网,汇集了上海交通大学、浙江大学、华中科技大学、西安交通大学等高校的流体力学精品课程视频素材,也可供浏览、下载和借鉴。

互联网是获取免费资源素材的主渠道,但需注意注明链接出处,同时只用于教育用途而非商业目的。此外,资源的建设应处理好购买引进和自主开发的关系,若开发的难度大,但购买价格合理的话,可适当购买。依托课程建设、实验室建设和教改项目等投入的经费,可以对国内外的教学软件或研发单位制作的教学电子资源或教材出版中附带的光盘教学资源等采用购买方式有选择的补充。例如,清华大学李玉柱教授编写的“流体力学电子教案”,上海交通大学丁祖荣教授编写的“流体力学多媒体电子教案”、“流体力学网络课程”,浙江大学毛根海教授编写的“工程流体力学网络课程”等数字化教学资源,已由高等教育出版社出版发行。最后,对课程的关键素材,如无法免费获得或购置成本昂贵,可采取自主研发方式,制作原创素材,进行定制开发。海军工程大学曾在自己设计研制的流动循环显示水槽中,拍摄过《涡街》《粘性阻力与升力》《流场显示》等专题录像片,在教学过程中取得了很好的教学效果。自主开发的好处是可以锻炼教学队伍,制作的素材更能符合需求实际,而且拥有所研发素材的自主产权,可以在高校之间进行自由交流,实现资源互换共享。

(三)按照先进教学理念建设成品素材库

按照学科性、适用性、易用性原则循序渐进地建设成品素材库。成品素材库建设必须体现课程需求,并与课程标准、所用教材、讲授内容、学时安排等紧密结合起来。原始素材可以搜集很多,但质量参差不齐。有些原始素材概念定义不同,文字大小不一,公式符号有异,图像分辨率差异性很大,因而不能简单堆积、生搬硬套。在建设成品素材库的过程中,应该紧紧围绕课程的内容、知识点、重难点、特点和需求进行分类、整合、优化和二次开发,既要考虑有利于教师突破教学的重点与难点,又要考虑有利于学生的认知促进以及学习兴趣和动机的维持,使得所建成的成品资源库能够直接用于教学,支持教学,并能使教师快捷地找到所需要的资源,以实现教学的最优化。

在成品素材库的建设中,我们将“身边的流体力学现象、流动的工程实际、最新的科研成果、科学研究的思想方法”等原始素材融入PPT电子教案,在课堂教学中取到了事半功倍的效果[5]。引入身边的流体力学现象,有利于激发学生的学习兴趣,使课堂教学生动有趣。引入流动的工程实际,可以增强学习的针对性和有效性,搭起理论和实践的桥梁。引入最新的科研成果,可以拓展学生视野,培养学生的创新精神和实践能力。引入科学家的生平事迹,可以激励学生热爱科学事业,并在潜移默化中掌握科学的研究方法。建成的知识点库、概念题库、例题习题库、PPT电子教案等,不仅可为教师提供便利的教学资源,而且也可适时提供给学生学习和复习使用。建成的试题库紧密结合课程标准和考试要求,包括概念、选择、计算和应用等内容,能够自由组卷或固定搭配出卷,可为考教分离、客观评价教学效果提供有利条件。

(四)立足课堂教学完善课程资源库

资源库的建设的目的在于应用。既要发挥课程组所有成员建设资源库的积极性,更要发挥这些成员应用于课堂教学并不断完善资源库的积极性。教学资源库的建设是一个动态过程,在建设和使用资源库时,需要坚持开放、共建、共享原则,形成资源建设共同体。开放就是资源要能方便地进行修改、重组和利用;共建就是要求课程组的全体教师参与建设,任务分解到人;共享就是要将建成的资源库素材,全部提供课程组教师免费使用。此外,建成的教学资源库在使用时,还需结合教师自身特点和不同的施训对象,进行个性化打造和优化。

建设教学资源库需要付出辛勤的劳动,只有通过发挥课程组全体教师共建的力量,才能让每一位教师都共享丰富的教学素材,从而达到整体提高教学质量的目的。通过教学资源共建共享、课堂教学实践不断完善和定期经验交流机制,激发课程组全体教师不断参与教学资源动态更新与建设的积极性,使教学资源库处于持续使用与发展的良好状态之中。

参考文献:

[1]教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会.高等学校理工科非力学专业力学基础课程教学基本要求[Z].北京:高等教育出版社,2012:4.

[2]余胜泉.教育资源建设技术规范[EB/OL].国家教育技术标准化委员会.[2015-03-01].http://celtsc.edu.cn.

[3]范钦珊,李绯,倪如慧等.工程力学课程教学资源库的建设[J].中国大学教学,2004,(4).

流体力学教程范文篇6

论文摘要:“工程流体力学”作为能源学科的专业基础课,在本科生整个培养体系中起着举足轻重的作用,是一个很重要的教学环节。现结合成人教育对象的特殊性对“工程流体力学”课程在成教热能专业中的教学进行了探讨,综合考虑教育对象和本课程的特点对教学内容进行了补充和修正。并结合实践经验,在教学中采用互动教学的方法,以学生为主体,通过自主学习,让学生结合自己的现场经验在课堂上“讲授”,然后对教学效果进行评价,最后由老师精讲。以期达到理论与实践、专业与课程的统一。

流体力学的研究对象包括液体和气体两大物质形态,流体力学的基本任务是建立描述流体运动的基本方程,确定流体经各种通道及绕流不同物体时速度、压强的分布规律,探求能量转换及各种损失的计算方法,并解决流体与限制其流动的固体壁之间的相互作用问题。[1]在实际工程的许多领域里,流体力学一直起着十分重要的作用。无论是水利工程、动力工程、航空工程,还是化学工程、机械工程等都在日益广泛地应用着流体力学。就某种意义而言,也正是在流体力学的研究工作不断取得成就的前提下,才促进了这些工程领域的大力发展。工程流体力学是在阐述流体力学的基本理论的基础上,重点阐述和研究流体力学在工程上的应用,工程流体力学广泛应用于动力、水利、机械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、气象、环境等众多领域,是这些领域相关专业的主干技术基础课程。

一、教材与教学内容选取

“工程流体力学”教材种类繁多,[2]但是目前为止还没有一本针对能源类本科成人教育《工程流体力学》教材,笔者通过对多种教材的研读,以及往年成教上课的经验,根据各教材所涵盖的基本理论,及描述流体特性表达式推导过程的深度和难度、教材内容的广度,最终选用杨建国等人编著的《工程流体力学》(北京大学出版社,2010年1月第1版)作为成教热能专业的临时教材。

“工程流体力学”的内容繁杂、学科综合性强,流体力学内容很抽象,偏微分方程几乎贯穿全部课程。流体力学欧拉方法的思路与物理及其他力学不同,学生理解、掌握起来有困难。[3]鉴于成人教育对象数学基础和力学基础相对薄弱的特点,在授课中应尽量避免大量的数学公式的推导和微元的受力分析,把第七章相似原理与量纲分析作为自学内容,在讲解动量定理、动能定理和质量守恒定理时,把输运定理作为主要的公式推导工具,着重强调基本概念和基本原理的学习和掌握。

二、授课目标及教学方法

1.明确教育目标的职业性和教育内容的实用性

成人教育是以提高社会从业人员的履职能力和适应职业变化能力为目标的教育,其教育内容与职业需求联系紧密,以补充、改善成人的职业知识和技能为目的,实用性较强。[4]

对于成人教育一定要明确教育目标的特点,做到有的放矢,才能起到事半功倍的效果。成人教育对象(以下称为“成人”学生)的特点可以归结为以下几点:

第一,“成人”学生职业性强;

第二,“成人”学生都有固定的工作岗位,有着丰富的实践经验,在某些方面的认识和能力要强于授课老师;

第三,“成人”学生专业基础课,例如数学和物理等的基础知识比较薄弱,很难理解深度较高、难以理解的原理和公式推导;

第四,“成人”学生渴望获取知识,尤其是能帮助其解释工作中遇到的实际问题的理论知识;

第五,“成人”学生一般工作繁重,上课时间一般是挤出来的,因此课堂授课的效率尤为重要;

第六,“成人”学生学习目的性很强,对于不相关的内容很少去涉猎,因此造成了知识面相对狭窄,从而增加了授课的难度;

第七,“成人”学生的自主学习能力强,这跟现在在校大学生的自主学习能力差形成了鲜明的对比。

因此,要时刻谨记以上七条“成人”学生的特点,在教学中要时刻把握住“成人”学生的职业性,并注意授课内容的实用性。在教学学时有限的情况下,在提高教育目标理论水平基础上,使其掌握并能运用这些理论分析在生产实践中遇到的各种实际问题,提高预判生产中出现重大问题的能力,对于某些技术人员,应使其具备流体设备及机械系统和装置的设计、运行管理的工程技术能力。技术人员经过理论知识的强化学习,再加上自身实践经验,最终可成为基础扎实、知识面宽、有较强实践能力和创新意识的复合型人才。

如何增强授课内容的实用性是授课的关键问题之一,因为授课对象是能源类“成人”学生,因此笔者认为授课内容应该结合世界目前面临的重大问题:能源危机和环境污染,也就是国家的重大政策——节能减排。当今世界能源越来越紧张,污染越来越严重,而且世界的大气污染形势和应对政策一直在变化,因此在授课中适度加入相关节能减排的内容,使“成人”学生了解世界,尤其是我国大气污染的严峻性,树立节能环保意识。增加我国最新政策和法规的讲解,如“十一五”期间的烟气脱硫;在“十二五”期间,我国将对氮氧化物进行总量控制等,以及解决这些问题所用到的必备知识之一就是流体力学。例如要想取得好的脱硫除氮的效果,就要把握烟气的流动,研究烟气流动正是流体力学的责任。我国的科技水平迅速提高,需要让学生了解污染物控制的发展趋势,如哪些理论问题仍需深入研究,哪些技术是当今热点,使“成人”学生在未来的学习研究和工作中容易找准方向。就笔者以往的授课经验,“成人”学生大多为热能专业的学生,而且大多来自发电厂或与发电厂相关的单位,他们对烟气脱硫设备比较熟悉,有可能在今后的工作中参与脱硫塔设计或运行,因此将该部分作为本课程的一个重点。通过大量图片、动画和视频讲解各种常用烟气脱硫中气体流动的特点,加入影响脱硫效果的设计思路和方法,主要是讲解烟气流动的流场、流线、流型的相关概念及理论,使“成人”学生系统掌握烟气脱硫技术中流体力学的作用。

总之,授课内容的实用性是教学的关键问题之一,授课内容实用“成人”学生才爱听,效果才好。

2.教学手段和教学方法

(1)加强理论知识的讲授。成人教育的对象多数为参加工作多年和未受过正规高等教育的成年人,即“成人”学生,他们又有着丰富的实践经验。“成人”学生虽然专业经验丰富,但是专业理论相对薄弱,尤其是专业基础知识比较薄弱,用现在本科教育的术语讲,就是专业基础课不过关。从笔者实际函授授课的经验来看,“成人”学生专业基础课尤以高等数学的基础最为薄弱,然而流体力学的主要工具就是数学。转贴于

因此,要加强理论知识的讲授,对一些概念和基本理论要细讲精讲,为了提高他们的理解和记忆,在授课中多用一些现实生活中生动形象的实例,并加入一些图片和视频。例如在讲授流体的概念时,可以用“给他一点阳光他就灿烂,给他一点山花他就烂漫”这样朗朗上口的词句来形象说明流体的流动性;在讲授流线和迹线时,可以引用唐代大诗人王维写下的千古流传的名句“大漠孤烟直,长河落日圆”来形象地说明迹线的概念。这样既提高了学生的学习兴趣又加深了印象。此外,还可以在授课中适当插入一些图片和视频,来激发他们学习的兴趣。

(2)采用导学+启发式方法授课。实行“导学式”教学模式。即,贯彻“学生为主体、教师为主导”的教学理念,[5]在教学中实行启发式教学,充分发挥现代教育技术在提高教学效率和教学质量方面的重要作用。凭作者多年的授课经验可知,单纯采用教师讲、学生听的课堂教学模式,即使加入大量实例,教学效果仍然较差,所以讲授中进行启发互动式教学。所谓互动式教学,是在教学中教与学双方交流、沟通、协商、探讨,在彼此平等、彼此倾听、彼此接纳、彼此坦诚的基础上,通过理性说服甚至辩论,不同观点碰撞交融,激发教学双方的主动性,拓展创造性思维,以达到提高教学效果的一种教学方式。这种讲课的方式,不是老师一个人讲,而是启发学生思考。[6]

“工程流体力学”基础理论讲解比较枯燥,为了提高教学效果,经常在课堂上提出问题和例题,鼓励学生积极回答,并展开讨论,激发学生的主观能动性,从而加深理解。在教学中要把握“成人”学生的独特特点:那就是有自己固定的工作岗位,有着丰富的工作经验,对设备的结构和运行了如指掌,对设备处于非常规运行时有自己的处理方法,但是为什么这么处理他们并不清楚。例如,笔者在宁夏灵武电厂进行调研时,一个空冷岛运行专工在说到如何预测和解决空冷机组夏季出力不足的问题时,他们的经验就是大量喷水,但是他们不知道造成此现象的原因,也不清楚最佳的喷水量,也不知道雾化质量的重要性。因此在授课中就要充分发挥“成人”学生实践经验丰富的特点,让他们提出问题,然后通过自学解决问题并把自己的内容在课堂上“讲授”,教师对结果加以评论,并指出这些方法的优缺点,提高学生的创新意识;接下来精讲教材中的理论知识以及补充内容,并配以图片、动画、视频,鼓励学生思考,进行可行性分析,指出它们的优势和缺陷,并再次简要讲解相关理论,使学生的短时记忆转化为长时记忆。

(3)考核方式。由于成人教育不同于一般高校,因此采用平时成绩、期末考试成绩各占一定比例的考核方式,最终合理地给出学生的期末总成绩。平时成绩包括学生考勤、课堂讲授和问题回答情况、课下作业尤其是资料搜集情况、实验等,对整个教学过程中表现突出的学生,提高他们的平时成绩。

三、实验教学

“工程流体力学”课程的理论性和实践性都比较强,很多理论知识需要通过实验去理解、消化。因此实验教学是提高学生对知识掌握情况的必备环节。

实验教学主要的目的是通过直观的现象来理解课本知识,本课程精心选择了如下五个实验。

1.伯努利方程实验

观察液体在管道中流动时能量守恒和转换的物理现象、测绘玻璃水管管路上测压管水头线及总水头线。

2.流速和流量的测定实验

了解文丘里流量计及毕托管的测速原理。

3.雷诺实验

观察各种流态、测定流态与雷诺数的关系、观察层流时管道断面流速分布。

4.沿程阻力损失实验

加深了解圆管层流和紊流的沿程阻力损失随平均流速变化的规律。

5.局部阻力损失实验

对圆管突扩局部阻力系数的经验公式和突缩局部阻力系数的经验公式进行实验验证与分析。

四、结语

针对热能与动力工程专业“成人”学生的特点,对“工程流体力学”的教学进行了探讨,使课程更适合“成人”学生的特点,扩大了他们的知识面,增强了其主动思考的能力,丰富、深化了“成人”学生的理论知识,也为成人“工程流体力学”教学探索出有益手段。在今后的教学过程中要进一步探索新的教学方法和手段,学习和借鉴优秀教师的教学成果,不断提高自身的综合素质和专业理论知识,立足学校特色优势,继续努力进行“工程流体力学”课程的建设和探索,以期积累更多的经验和取得更大的成绩。

参考文献

[1]陈卓如,等.工程流体力学[M].北京:高等教学出版社,2006.

[2]杨建国,张兆营,等.工程流体力学[M].北京:北京大学出版社,2010.

[3孙恒朱,鸿梅,舒丹.“启发—联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J].中国电力教育.2010,(5).

[4]黄裕华.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技术教育,2005,(7).

流体力学教程范文篇7

教育模式在从应试教育向素质教育转换的过程中,如何去把握课堂上教师的“教”与学生的“学”之间的关系,己成为教育界同仁们共同关注的问题。教育的最终目的是让学生在掌握前人积累的丰富知识及经验的基础上,不断发展和创新。前苏联著名教育家苏霍姆林斯基说:“只有能够去激发学生进行自我教育能力的教育才是真正的教育”[1]。现代社会信息瞬息万变,教育者除教授知识外,更重要的是教给学生获取知识的方法和激发学生的学习兴趣,由学生主动去学习适合自己特点的课程。因此,学校的任务是研究如何向学生提供最好的服务,提供可以自由探索、自主学习的学习环境,改变“以教师为主体”的传统教学模式,在先进的教育科学理念的指引下,充分发挥现代化教育技术手段的作用,管理教学,组织教学,实施“以学生为主体”的教学模式。

一“以学生为主体”教学方式的内涵

“以学生为主体”的教学理论,目的是让学生亲身经历知识的获得过程,体验成功的喜悦,培养学生的独立性、自主性、创造性。教师应该注重培养学生的参与意识,为学生探究知识创设物理情境,激发学生的创造潜能。在传统的教学中,教师是知识的拥有者、传授者,是教学过程中的绝对“权威”,学生则是“容器”,教师讲课的主要教学手段和方法是如何将知识输送到所谓的“容器”中去[2]。整个课堂上教师是主导者,是核心人物,而学生则是服从者;课堂是教师讲,学生听;教师写,学生记。教学中,学生完全处于被动状态,主要依靠教师在进行消极地学习。该方法严重影响了学生创造力和想象力的发挥,不利于提高学生学习知识的兴趣和运用所学知识的能力,这是与培养学生的创造性、自主性、独立性教育目标背道而驰的。教师应是整个教学活动的设计者、组织者,应该扮演引导者和参与者的角色,学生才是教学活动的主体。因此,教师应该在把握住“以学生为主体”的教育模式的内涵的基础上,努力为学生创造一种探究学习的气氛或情境,让学生根据探究的目标进行探索、甚至猜测,由学生通过自己的努力去获得最后的结论,让学生真正成为整个教学活动中的主体。当然了,“以学生为主体”的教学理论并不意味着教师的指导没有必要,教师不仅要帮助学生营造一个良好的学习气氛,更重要的是,教师在教学中应起引导和导向的作用。让学生独立自主地进行探究和学习当然重要,但是,为保证学生的探究和学习活动顺利进行下去,教师的有效引导也是非常必要的。

二计算流体力学课程的特点

计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,以下简称为CFD)是通过计算机数值计算和图像显示的方法,在时间和空间上通过数值解来定量的描述流场,从而达到对物理问题研究的目的的一门课程。CFD可以作为一种研究工具去形象的展示流场的内部结构,从机理的角度解释相应流动的特点;也可以作为一种设计工具对产品的性能进行预测,从而达到节省研发成本的目的。总之,CFD在现代生活和工业生产中的很多方面已表现出了巨大的作用[3]。

计算流体力学是流体力学的一个分支,它不仅是一种有效的关于流动和传热问题的研究手段,而且在几十年的发展中,又自成体系而成为一门独立的学科。CFD是建立在流体力学的基础之上的,它的主要目的是求解微分方程,所以要学好这门课程,就要很好的掌握计算方法、偏微分方程的数值求解等课程的基本知识,同时,还要有很好的物理问题抽像简化能力及对结果的各种处理分析能力,正是由于CFD课程的这种多学科交叉基础的特点,所以将其设置为研究生课程,也正因为如此,大部分学生在学习该课程时,常感到该课程的理论性强、概念抽象、公式推导复杂等诸多难点。

三硕士研究生阶段的教学特点

硕士研究生阶段专业课与本科专业课相比有深、广、新、专等特点,同时还要更高层次地体现素质教育的特点。所谓深,是指研究生课程应对该课程所涉及到的领域具有更深的论证、探讨与描述,以使学生对本学科有更深层次的理解。所谓广,是指研究生课程所涉及的内容应比相应的本科生课程涉及更广泛的领域,特别是与本学科的交叉领域。所谓新,是指研究生课程的内容应主要反应该领域科学技术的最新成果、最新的理论、观点与研究方法。所谓专,是指与本科生相比,研究生教育具有更强的专业性,是为科研、教育、企业、政府、社会等各个部门培养实用的高级专业人才。研究生专业课的内容除了应具有上述特点之外还必须在更高层次上体现素质教育的特点,研究生的专业课教学必须在所有细节上都渗入素质教育的思想,使学生能够在自我培养、知识创新、思想表述、学术交流、协作精神、竞争意识等方面都有所提高。硕士研究生专业课程的教学内容不应该全部都是完全成熟了的经典的理论与方法,而是要让学生了解本领域正在发展着的、有争议的、探索性的观点、假说、设计思想、研究思路、实验方法,等等。这就要求学生具有自主的、批判与选择的能动性;具有能够发现问题,研究问题和解决问题的能力;具有将所学内容进行能动比较,融汇贯通和总结提高的能力;具有将所选定的研究方向和现有条件相结合并归纳与提炼出研究课题的能力。

硕士研究生一般都经过了完整的本科四年教育,大多数为本专业或相关专业的优秀毕业生。他们大都较好地掌握了学习方法,特别是自学方法,并已养成了刻苦钻研的习惯。这一群体不但已初步掌握了本专业的最基本的理论基础、基本概念,还掌握了在这一领域工作的基本方法与基本原则。具有了在本领域进行科学技术研究或工程设计的基本素质。同时,这一群体的成员都经历过严格的毕业论文或毕业设计的工作与答辩过程,具有一定的独立分析问题、解决问题的能力。因此,硕士研究生到了专业课学习阶段,已具备了“学生主体”模式的教学条件。

四在教学和考试中应体现“以学生为主体”

研究生阶段的教学不同于本科阶段及其之前阶段的教学方式,前者以“研”为主,后者则以“学”为主,所以研究生教学应以研究为导向,以创新或者说研究成果的数量和质量为评判优劣的标准。

1教学方法的改变

培养研究生检索文献和自主学习的能力是实施“以学生为主体”教学方式的第一步。文献检索是研究生从事科学研究的最重要环节。科学研究是具有连续性和继承性的,尤其是对刚从事研究性学习的学生,查找文献资料,掌握某一研究领域的发展现状及动态是进行研究性学习的第一步,这一步进行得好坏直接关系到以后一系列的研究活动。因此,在计算流体力学课程的学习中,教师可通过布置“文献检索”作业,让学生根据自己的兴趣爱好或课题方向查阅最新的中文或外文文献,写出此方向的文献综述;并鼓励学生整理成科技论文向国内外相关科技刊物投稿,并争取发表。研究生通过这样的学习锻炼,能提高他们的文献检索和总结提炼的能力,可为他们将来进行科研和撰写毕业论文奠定一定的基础。

开展课题研讨活动,培养研究生解决问题的实际能力及口头汇报能力是实施“以学生为主体”教学方式的关键。为达到此目的,教师在教学中可以将3~4名研究生分为一个讨论小组,为每个小组布置不同的研究课题,让学生们在认真研究和理解文献的基础上,找出具体的切入点深入研究,并在课堂上分批次的汇报各自小组的研究内容,包括物理问题的简化,数学模型的建立,具体的求解过程及参数设置,以及结果的详细分析及讨论。在课堂上,每个研究生还可有选择性地汇报各自文献检索结果的综述,把自己感兴趣的和有深刻理解的专题进行讲解,其他的学生也可以现场提问,这样,研究生在汇报和回答提问的过程中,他们的理解能力和表达能力也都同时得到了锻炼.

2考核方式的改变

在选修课的学习中,如果仍然采取传统的闭卷考试作为课程考评方式的话,就很难看到创新的教学改革手段体现在研究生身上的效果,因此,在课程的考核方法上应大胆改革,比如考核内容和成绩可如此规定:在100分的总成绩中,报告占50分。其中,对理论和方法的理解是否全面、准确和深刻占30分;讲述是否清晰和是否引人入胜占10分;讲解过程是否结合现代化媒体手段(如POWerpOINT,FLASH)占10分,同时对积极提问和踊跃发言者适当加分;文献检索作业占10分,对检索较多外文文献的学生,如文献内容新颖,且紧跟科技发展的,可给予加分,而少交或迟交作业者则酌情扣分;FLUENT软件实例计算作业占20分,要求有详细的前处理网络模型和详细的结果处理分析,并且对总结成科技论文在优秀刊物上发表者给予加分;期末论文投稿占20分,要求按标准科技论文格式书写,内容要详实、全面和观点独到,并以优秀篇数和刊物水平作为加分依据[4]。以上课程考核措施的制定,都是以调动研究生学习计算流体力学课程的积极性为首要前提,旨在提高他们的科技论文写作能力和解决流动传热实际问题的能力。

总之,“以学生为主体”的教学模式的实施是一个长期的、循序渐进的过程。在此过程中,势必会出现诸如教学内容更新、教学进度和学时调整等一系列新问题,这就要求任课教师要具有坚定不移的决心和高度负责的责任心,要以提高研究生的竞争力和生命力为己任,要不断创新、开拓和探索更加有效的教学手段和方法。另一方面,各级领导应该鼓励和支持对研究生课程的改革,研究生教学管理部门应承认并奖励教师在实施教学改革中增加的学时数量,在政策和经济上给予支持,创造有利于实施教学改革的环境和氛围,从而使之得到不断的深入和完善。

参考文献

[1]杨梅.关于“以学生为主体”教学方法的探讨[J].铜仁师范高等专科学校学报,2005,7(3):67-68.

[2]陈德平,倪文.硕士研究生专业课教学中的“学生主体”模式认识与实践[J].中国冶金教育,200(5):65-68.

流体力学教程范文1篇8

关键字:物流专业课程;工作过程系统化;教学改革

中国分类号:H319

一、前言

目前,广西地方政府正在积极筹划发展现代物流产业,把物流作为经济发展的支柱产业和新的经济增长点。把北部湾打造成“承东、启西、联南”最为便捷的出海通道。中职物流教育作为培养物流生产管理第一线技能应用型人才,承担着为社会物流行业输送不同岗位技能人才的重任。

二、基于工作过程系统化的物流专业课程开发与实践的意义

虽然目前中职学校物流专业在培养目标和专业课程内容设置上一直在不断的积极探索和改革,但始终存在工学不能较好结合、学生职业技能不能得到较好训练的现象,未能形成一个能满足社会需要的专业课程体系结构,物流专业课程的建设、改革仍然是教学改革的重点和难点。

基于工作过程系统化的专业课程开发是中职院校课程建设的一种新的模式,是通过企业调研,把握职业岗位所需要的知识、素质、能力,形成课程内容设置与职业岗位能力要求对应和衔接的课程体系构建的过程,有助于知识、能力的对接,工学的结合。同时,课程的结构的调整和改革,能够满足社会对于人才的需求,拓宽学生的就业渠道。

三、基于工作过程系统化的中职物流专业课程开发与实践思路

(一)工作过程系统化思想

“工作过程系统化”的理论认为,课程设计必须建立在符合职业情境的工作分析基础之上,这就意味着教学环节必须与学生未来岗位工作职业环境相吻合,涉及师生角色的转换和学生实践参与度的提高。专业教育可以通过创造仿真的工作环境和教学工厂,让学生在真实的工作环境中学习,使学生从专业技能、问题分析到现场管理等方面得到锻炼。

(二)基于工作过程系统化的中职物流课程开发与实践的思路

1、课程内容设计。物流专业是一个复合型专业,涉及技术、经济、贸易、管理等学科,物流的职业岗位内涵也非常丰富。但是目前物流专业课程内容理论多而实践少,所培养的学生动手能力差,不能较好适应企业岗位需要。因此,课程内容的设计应体现能力本位,以岗位需要和职业标准为依据,基于物流企业工作流程进行系统化设计,打破原有的以理论为主的内容结构,重构教学内容,以工作任务为中心整合相应的知识、技能,实现理论与实践的统一,培养学生在工作过程中做出判断并采取行动的综合职业能力。

2、教学方法设计。以行动为导向选择教学方法,将学生的课堂主体作用发挥出来。每一种方法应与工作任务相适应,融“教、学、做”于一体,集理论、实训操作于一体,完成项目任务。通过这些方法使学生在课堂的能够做中学,学中做,教师在学习过程中起着组织者与协调人的作用,让学生通过独立地获取信息、独立地制定计划、独立地实施计划、独立地评估计划,掌握职业技能和专业知识。

3、教学活动组织设计。以工作过程为主线,以完成任务为目标,教学活动组织由易而难,结合物流教学工厂和实训场所,配以相应的教学方法,在不同的教学场地,建立工作任务与知识、技能的联系,再现企业工作情境,激发学生的学习兴趣,完成工作任务,为学生提供体验完整工作过程的机会,逐步实现从学习者到工作者的角色转换,满足学生职业生涯发展的需求。

四、基于工作过程系统化的中职物流课程开发与实践的具体做法

1、通过企业调研,归纳物流岗位典型工作任务。结合国家发展改革示范校物流专业建设的需要,我校通过对广西物资贸易储运有限责任公司、广西顺丰速递有限公司、广西桂华物流有限公司等第三方物流企业调研,了解这些物流企业的公司概况、组织机构、业务范围、作业流程、岗位以及对知识能力的要求、相应的职业资格等。

2、进行工作任务分析,提炼岗位职业能力。工作任务分析是对物流所对应的职业中需要完成的任务进行分解的过程。确定每个工作项目的具体工作任务,并将完成任务应掌握的职业能力提炼出来,形成了物流岗位职业能力分析表,体现企业实践与理论知识的融合,也是进一步设计课程内容的基础。

3、确定学习内容。以物流企业中仓储和配送作为基础工作任务,根据工作流程设计商品入库、在库、出库以及配送作业的操作环节,实现了职业能力向课程内容的转换。这些课程的内容遵循了职业成长与认知的规律,来自于真实的企业环境,体现了岗位的职业能力要求,更有针对性。

4、进行学习情境的设计。在教学中,将每一个情境划分为若干学习子单元,进行每一个单元的教学教案设计、任务书、工作单设计,然后采用灵活的教学方法组织教学,最后以笔试或口试方式进行学生自评、互评、教师评价、企业评价,完成单元教学目标。

5、形成精品课程。从满足物流领域岗位需求出发,物流品牌课程建设紧紧围绕工学结合特点设计,打破过去传统的理论与实践分离的教学模式,构建精品课程的教学做考一体化教学模式,建立集图形、文字、视频、音频、网络资源于一体的教学资源库,实现教学资源的服务与共享。

五、基于工作过程系统化的中职物流课程开发与实践的创新

(一)学校教育与企业岗位的对接

课程开发从企业调研入手,基于物流活动的工作过程和岗位能力要求,确定物流各学习领域内容和相应学习领域的学习情境,每一个学习情境在内容安排上都体现了企业完整工作过程,进一步通过单元教案设计、工作任务书设计和多元化的考核评价方法,使学生所学与物流企业岗位需求对接。

(二)形成多样的教学方法和考核手段

每个学习单元的教学设计注重采取任务驱动、角色扮演等新颖多样的课堂教学方法,让学生在模拟的工作情境和实训情境中,掌握物流的业务流程和操作方法,实现课程教学目标。对学生的考核手段也呈现出灵活性和多元性,采用理论与实际操作相结合,教学工厂实训、校内实训与校外实践报告相结合、结果评价与过程评价相结合等多种考核方法,有利于促进学生的物流管理综合能力培养和健康人格的发展。

(三)工学的有机结合

在课程的教学情境中,以真实企业为载体设计教学内容,教学活动成为企业活动的再现,寓教学于实际场景中,融合教学工厂,校内校外实训室,通过实践教学的实施和操作,及时总结和升华,实现教、学、做一体化。

流体力学教程范文篇9

论文摘要:根据环境工程专业特点,分析了该专业技术基础课“工程流体力学”和主干专业课“水污染控制工程”在教学中存在的问题,文章从教学内容、教学模式、师资配置、考核方式四个方面提出了“工程流体力学”和“水污染控制工程”教学改革思路。

论文关键词:环境工程专业;工程流体力学;水污染控制工程;教学改革

“工程流体力学”是研究流体(液体、气体)处于平衡状态和流动状态时的力学规律、流体与固体之间的相互作用及其在工程技术中应用的一门科学,是力学的一个独立分支,有其自身的理论体系,其基础理论主要由三部分组成:流体静力学、流体运动学和流体动力学。“水污染控制工程”是关于控制水体污染途径以及各种废水处理方法(包括物理处理方法、化学处理方法、生物处理方法等)的基本理论、工作原理及设计计算的一门科学。“工程流体力学”是环境工程专业的重要技术基础课,“水污染控制工程”是环境工程专业的核心专业课,这两门课程在环境工程专业本科教学中有着举足轻重的作用,同时两者之间也存在着重要的相互理论关系。

“工程流体力学”是水利、环境、能源、土木、机械、动力等学科的一门技术基础课程,该课程的教学内容纷繁丰富,其特点是理论性和综合性比较强,概念抽象,难于理解。“水污染控制工程”课程内容与“工程流体力学”内容结合相对比较紧密,如城市排水沟道系统、各种污水处理构筑物等的设计计算,以及在构筑物中的生化反应、化学絮凝反应中水力条件的控制等均是工程流体力学理论知识在水污染控制工程中的实际应用。目前,在环境工程专业教学方面,“工程流体力学”和“水污染控制工程”课程正面临着比较尴尬的局面:一方面课程内容趋于复杂和广泛;另一方面在课时量逐渐压缩的情况下,“工程流体力学”和“水污染控制工程”教学内容没有起到应有的相互衔接,教学内容彼此脱离。由此形成环境工程专业“工程流体力学”教学内容与专业课衔接不够,在教学过程中学生感到内容枯燥,概念抽象;而在“水污染控制工程”教学过程中,学生感到工程流体力学基础理论知识不扎实,不能够熟练应用工程流体力学基础理论解决水污染控制工程方面的实际问题。

针对目前环境工程专业课程设置及教学内容的状况,本文从教学内容、教学模式、师资配置、考核方式四个方面提出“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学改革,提高教学质量,培养学生综合能力。

一、改革教学内容

对“工程流体力学”教学内容进行改革,结合环境工程专业特点,重构环境工程专业的“工程流体力学”课程,对该课程中的主要内容进行优化设计,紧密结合后续专业课“水污染控制工程”的内容进行改编,为“水污染控制工程”的讲授奠定基础理论知识。“工程流体力学”教学内容主要包括理论教学和实践性教学两部分,其中在理论教学内容部分,如“工程流体力学”中涉及到的流体粘滞性、流体内摩擦定律等内容,结合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流态所需要的雷诺数内容为实例进行教学内容改革;“流体静力学”中绝对压强、相对压强、真空度等概念、理论在水污染控制工程中虹吸滤池、脉冲澄清池以及沉淀池、污泥浓缩池重力式排泥所需要的静水头压力等实际工程中的应用为实例进行教学内容改革;流体运动学中基本理论对“水污染控制工程”中的数学模式的建立为实例进行教学内容改革;“流体动力学”中压力损失理论在水污染控制工程中的水力计算,水射器理论在水污染控制工程中的计量作用、加药作用、射流曝气作用为实例进行教学内容改革等。其次,“工程流体力学”实践性教学内容部分,改革传统的实验教学内容,除验证性实验之外,增加工程应用性实验,如文丘里流量计、三角堰流量计、巴氏计量槽、毕托管测速仪、虹吸管、孔口与管嘴的工程应用等内容,既加强了动手操作能力,也培养了学生将基础理论知识转化为现实生产力的综合分析与应用能力,不仅使教学内容丰富,也提高了学生学习的热情和积极性。

对“水污染控制工程”教学内容进行改革包括理论教学内容改革和实践性教学内容改革,强调“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的应用。在理论教学内容方面,“水污染控制工程”中的污水沟道系统水力计算、水处理构筑物中水力参数的确定、污水在构筑物中的最佳流态、各水处理构筑物之间高程布置、混合反应池中搅拌强度的确定、过滤池中配水系统的设计及其滤速确定等一系列涉及工程流体力学问题的相关内容进行必要教学改革,加强学生对“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的工程应用有一个更清晰的认识,理解“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的重要性,使学生既掌握了“水污染控制工程”应用设计方法、设计原则、计算方法等知识,也加强了学生对“工程流体力学”基础知识在水污染控制实际工程的应用。在实践性教学内容方面,加强工程性应用实验教学内容,从不同的工业企业和居民生活区采集不同的废水水样,根据化验所得废水水质,确定所采用的处理技术和处理工艺,并通过实验验证在各种废水处理工艺中所选择的工程流体力学水力参数,基于“工程流体力学”基础理论知识分析废水处理工艺水力参数的合理性。

二、改革教学模式

“工程流体力学”特点是理论性、综合性、系统性较强,概念抽象、逻辑结构严谨。目前传统的教学模式基本上是教师讲、学生听,“授—受”型单一模式,尽管在学的过程中采用了多种形式的多媒体教学方式,但仍没有改变学生在学习过程中的被动地位,学生缺乏主动性和实践性。改革传统教学模式,实施探究式、启发式、开放式的创新教学模式,结合水污染控制工程中的实际问题,以工程实例为背景,应用工程流体力学基础知识解决实际工程问题,诱导学生积极思考,在教学过程中形成教学互动,调动学生学习的主动性和参与性。根据教学内容性质,“工程流体力学”教学内容可以分为基础理论和实际工程应用两个部分。在流体静力学、流体运动学和流体动力学三个基础理论部分,采用形象化的多媒体演示、软件模拟、小型实验相结合探究式、启发式教学模式,鼓励学生课堂讨论;在实际工程应用教学部分,如孔口管嘴、有压管流和明渠流部分,以水污染控制工程中的工程实例为背景,采用适量的实际工程图片,丰富教学信息量,刺激学生的感官,激发学生的学习兴趣,拓宽学生的思路,开阔学生的视野,可以使枯燥、乏味的内容变得趣味盎然,使抽象、晦涩的内容变得直观生动。

“水污染控制工程”特点是实践性、工程应用性强,因为不同的废水水质达到处理要求所采用的处理技术、处理工艺不同;即便相同的废水水质,如果污水量不同,所采用的处理工艺也不同;一个废水处理工程,即废水水质、水量数据相同,也可以采用不同的处理技术和处理工艺,工程流体力学参数的选择是确定不同废水处理技术、工艺的主要影响因素之一。因此,在“水污染控制工程”的教学过程中,改革传统教学模式,实施探究式、启发式、开放式的实践教学模式,以工程实例为背景,通过开放性的实践性实验正确选择工程流体力学参数,并通过实验研究对参数的选择、废水处理效果等进行科学验证。通过工程实例和实践性教学改革,使学生既对废水处理工程设计过程有一个清晰的思路,又能达到举一反三的效果。

三、优化师资配置

师资队伍优化,一靠资源,二靠制度,师资队伍优化也是一个相对的渐进过程,优化的标准和措施与所处时代、社会背景及其自身所处发展阶段和学科特色有关。环境工程专业特点要求师资队伍结构合理、质量可靠。“工程流体力学”与“水污染控制工程”是本专业的主要技术基础课和主干专业课,两门课程在讲授过程中存在着千丝万缕的必然联系,这就对师资配置和师资队伍建设提出了更高的要求。首先,建立高质量的师资队伍,定期或不定期对教师进行专业培训和实践工程训练,要求讲授“工程流体力学”和“水污染控制工程”两门课程的教师对两个学科均有一定的研究,或者承担一定量研究科研工作,洞悉当前“工程流体力学”和“水污染控制工程”发展的最新前沿理论和技术;其次,在师资配置方面,要求讲授“工程流体力学”的教师对“水污染控制工程”有一定的研究或承担相关科研项目,讲授“水污染控制工程”的教师对“工程流体力学”有扎实的理论研究或承担相关的科研项目;第三,建立教师研讨会制度,讲授“工程流体力学”的和讲授“水污染控制工程”的教师定期或不定期举行教学研讨会,避免两门课程的讲授内容出现彼此分裂现象。如果在师资配置中,讲授“工程流体力学”的教师毕业于力学专业,即使讲授“工程流体力学”的教师对力学有很高的造诣,对该门课程的讲授有声有色,但如果该教师对环境工程专业“水污染控制工程”专业理论知识或实践工程知之甚少,那么在教学过程中,必然不能够将“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学内容相结合,对环境工程专业学生来说,这样的师资配置,必定不是最优化的师资配置。

四、改革考核方式

流体力学教程范文篇10

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.

[2]董守平.高等流体力学[M].东营:中国石油大学出版社,2006.

[3]王献孚.高等流体力学[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.

[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.

流体力学教程范文篇11

关键词:物流管理体系研究

中图分类号:G642.3文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.041

1实践课程论综述

实践课程论要以实践为基础,以真善美为基本价值取向,这样的课程哲学就是实践课程论。课程哲学有两种不同看法,其中一种是建筑学的逻辑,在课程结构和组织上,认为需要先打好理论基础,然后再运用其进行具体技能和实践,学科知识处于优先地位,实践知识和实践能力居后,它是对学科知识的验证和体验。

从这些内容来看,实践课程是通过理论和实践相互渗透,使学生具备实践能力,具体实践环境的工作能力,掌握科学的研究方法。这类课程的编制,不仅要遵循逻辑关系和认知关系相统一的原则,而且要围绕职业实践和社会活动来进行。实践课程的实施,要采用实践的教学模式,充分开发实践教育资源,让学生参与社会实践。在课程评价上不仅要重“知”,更要看“行”,还要看参与实践活动的态度、情感和能力。

2实践课程体系开发原则和主要内容

本文根据实践课程论和生物学的课程哲学理论基础,运用罗伯特・M・戴尔蒙德的课程体系设计方法进行应用型快递物流管理实践课程体系设计。

2.1实践课程体系开发原则

第一,开放性。以开放的视野来进行实践课程体系设计,课程资源不仅源自校内实践教学平台,更要从学科、专业所依赖的行业实践环境和行业发展方向获取资源。

第二,整合性。从学生实践活动的态度、情感和能力形成职业操守、素养及技能出发,进行课程资源的整合与配置,设计各类适应上述目标的课程形态,颠覆了传统课程形态。

第三,全程性。即将课程体系的外延扩大至课程内与课程外、学期内与学期外、在读期间与实习期、职业定位和毕业设计。

第四,和谐性。以“认知”、“好知”、“乐知”为认识层次,提高学生发现问题、分析问题与解决问题的主动性和能力,密切学生职业生活与生产实际的关系,从而提高学生学习的兴趣,达到学以致用的目的。

第五,系统性。遵循认识规律和教育规律,运用系统科学的方法,结合快递物流专业特点,根据实践教学活动各环节的地位、作用及相互联系,系统地构建实践课程体系。

2.2实践课程体系开发主要内容

快递物流管理专业是物流管理的一个分支,是一门实践性和技术应用性极强的学科,快递物流业对于快递物流设施和快递物流信息新技术的应用和创新是快递物流行业发展的关键。

快递物流行业实践教学生态系统中的“环境、教师、学生、教材”四个要素中,教师和学生是实践课程的主体和创造者,其中学生是实践性课程的中心,在具体开发时实践教材具有很大的灵活性和变通性,可以根据不同学习情境的需要进行选择和取舍。剔除大一大二公共基础和专业基础的实践课程,本文根据将快递物流关键工作环节“转运中心”、“客服中心”、“配送中心”(以下简称“三个中心”)管理所需的技术应用能力、运营管理能力、应用创新能力来开发和设计在大三大四来完成的实践课程体系,达到建设快递物流管理的理想运营状态,实现快件分拣自动化、装卸搬运机械化、快件识别条码化和数据传输信息化,形成快件收派终端网络、中转运输网络和信息服务网络三网一体的立体运营体系,见图1。

图1快递物流“三网一体”立体运营体系

3应用型本科快递物流管理实践教学目标与实践能力的分解

快递物流管理学科的建立依赖于管理学、经济学、信息管理学、系统科学等已经成熟的学科,学科本身对于成熟理论的应用要求极强。培养具有从事快递物流业工作能力和良好身心素质的学生,具备扎实的管理学、经济学、信息管理专业知识,掌握现代管理技术和方法,让学生在“产学研三维”实践教学平台(见图2)上体验快递物流管理技术应用、运营管理、应用创新等实践教学,适应现代快递物流业发展的需要,这就是快递物流管理实践教学的主要目标。

图2“产学研三维”快递物流实践教学平台

快递物流管理专业课程定位于培养学生运用快递物流管理知识和现代信息技术发现、分析和解决问题的能力。从总体来看,在“产学研三维”实践教学平台上实践和理论之间相互衔接,相互促进,从而保证学生形成合理的知识结构并逐步提高应用物流设施设备、信息技术和信息管理系统实践能力的层次、丰富其实践教学的维度。

根据现代课程论思想,结合快递物流行业背景、特色与演变趋势,我们对“快递物流管理”专业实践课程体系做初步设计。为有利于实践课程体系的结构化设计,我们围绕快递物流设施设备、现代管理技术、信息技术等的应用特性,从技术应用能力、运营管理能力和应用创新能力三个特征维度对实践能力进行了分析和分解,如图3。

图3快递物流实践教学能力分解图

第一,“技术应用能力”是指学生对在“三个中心”中的快递物流管理所需的各种设施设备、信息技术、信息管理系统技术等的建设和高效应用能力,是应用型人才必备的职业能力。

第二,“运营管理能力”是指学生根据现代管理技术要求对“三个中心”进行自动化、标准化、流程化管理的建设和规范能力,是应用型快递物流管理人才的核心管理能力。

第三,“应用创新能力”是指学生根据最优原则对“三个中心”的运营管理,对现有技术的创新应用能力、实践中技术开发能力和对新技术的快速响应能力,是应用型人才可持续发展的重要标志之一。

4应用型本科快递物流管理实践课程体系框架

在对应用型本科快递物流实践课程体系的开发过程中,本文暂不对公共基础和专业基础的实践教学进行开发设计,主要解决快递物流“三个中心”的实践教学内容的选择和组织两个方面的问题。

4.1实践教学内容选择

我们在“三维”实践教学平台上对实践教学中的“三个中心”为课程模块的高效经营管理要求为主要切入面,根据实践能力的分解图对“技术应用能力”、“运营管理能力”、“应用创新能力”三个“能力层次”的多个“应用能力点”进行教学内容选择,见表1。

表1应用型本科快递物流实践教学核心教学内容

4.2实践教学内容的组织与课程设置

我们规划了应用型本科快递物流实践课程体系的框架结构,对于该实践课程体系在组织和设置上有如下构想:

第一,在课程与学时数上,以三维实践平台的三个平台为基础建立实践“课程模块”,以“能力层次”为基础设置课程,并根据多个“应用能力点”梯度模式,设置了7个课内实践、7个课程设计,外加专业长、短期校内外实习,毕业设计和多个课外的开放实践。

第二,在课程性质上,属于核心或主流技术领域的教学内容,采用课内实践和课外实践的方式,是核心课程;属于能力扩展或提高的教学内容,采用课外的开放实践和课程设计,是综合课程。通过“课程模块”、“能力层次”、“应用能力点”对实践课程与教学内容体系的完善,促进三维“产学研联动”实践教学平台的合理利用,加快促进“三维一体”立体运营体系快递物流应用型人才培养模式的形成。

第三,在课程形式上,分成课内实践、课外实践、开放实践和课程设计实践四大类。涉及技术应用能力的教学内容,采用与理论与实践教学相互渗透的课内和课外实践形式。涉及运营管理能力、应用创新能力的教学内容,依托课程设计、专业实习、毕业设计和开放实践等独立设置的实践教学环节。其中,开放实践不占计划学时的课外教学活动,除了不受课内计划学时总数的限制外,采用实体经营活动和社会服务活动,进行开放实践、项目开发等多种形式的实践教学活动,在内容上可适应技术的最新变化进行灵活调整与扩充,学生可根据自己的兴趣、特长或未来职业定位自由选择不同的技术应用、运营管理、等范围内的各个主题,是技术应用、运营管理、创新能力培养的良好载体。

5应用型本科快递物流管理实践课程体系实施保障

实践课程体系的有效实施需要三维实践教学平台中各平台的正常运转保障实践教学课时量;需结合实践教学环境开发有效实践教学教材;实践教学需要教师具备对快递物流各种设施设备和信息技术实践工作经验及创新应用技术的能力;实践课程具体内容的开发;快递物流实践课程体系需要有完善的实践教学体系保障,如实践教学的有效评估、有效的实践教学方法、有效的实践教学质量监控、完善的实践教学管理都是对实践教学的有效促进,才能有效保障实践课程体系的教学效果,达到实践和理论相互渗透的实践教学目标,让实践艺术更加具有生命力和创造力。

参考文献:

[1]王成林,张旭凤.物流实践教学[M].中国物资出版社,2010.

[2]中华人民共和国教育部.普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)[Z].教高[2004]21号.

[3]教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[Z].教高[2007]1号.

作者简介:黄静,海口经济学院海南快递物流发展研究中心,海南海口570203

流体力学教程范文

关键词:农林高校;热工基础及流体力学;课程教学;实践创新

当前,在“绿色发展理念”深入人心的时代背景下,农林类高校迎来了很好的历史发展机遇;同时社会和企业对农林类专业人才的需求更加重视质量,对人才的知识深度、广度和对专业基础课、专业特色课核心知识的实践运用能力,均提出了更高要求。提高机械设计制造及其自动化专业学生林业装备系统总体及其子系统技术的掌握程度,拓展学生在林业装备系统上运用专业基础课、专业特色课中核心知识的科研能力,是农林类高教工作者面临的共同课题[4]。

1课程教学剖析

1.1课程内容

“热工基础及流体力学”这门课程是机械设计制造及其自动化专业的一门综合性专业基础课,是后续液压与气体传动、泵与风机、林业机械等专业及特色专业课的重要基础。课程目标包括:掌握工质的热力学性质、热力学第一定律、第二定律、热工转换的规律和理想气体的热力学过程,学会基本的理论分析与计算方法;通过对热量传递的三种基本方式、导热基本理论、对流换热基本规律、黑体辐射基本定律等内容的学习,使学生具备对基本的传热学问题进行分析和总结的能力;掌握流体的主要物理性质和流体静力学的基本理论知识,学会流体上的作用力分析,能够推导流体动力学方程的连续性方程和伯努利方程,针对黏性流体,能对管内流动状态进行判断;能够对“传热学”“工程流体力学”的实验结果进行分析和解释,通过实验数据综合分析工程中的现象及问题,并得到合理有效的结论。总体来看,本课程讲授内容包括工程热力学、传热学以及工程流体力学三大板块的内容,是在高等数学、大学物理、理论力学、材料力学的基础上进行深化学习,拓展到实际的工程问题,所以本课程不仅理论性强,而且工程应用性也很强;与机械设计制造及其自动化专业其他课程相比,该课程涵盖了本应三门独立开设的课程内容,知识难点聚集、微积分公式众多、三大知识板块思维跨度大、学生融会贯通掌握难。但是,学生对课程内容的掌握程度直接影响后续专业特色课程的学习情况。

1.2教学思路

目前,本课程总学时为48学时,理论授课42学时,实验授课6学时。三大板块的教学内容多,理论授课课时较少,矛盾突出:(1)学生由固体学科切换到流体学科的学习需要较长适应期;(2)课程中较多章节内容抽象,且涉及大量公式推导及专业的概念铺垫,加之为了跟上教学进度教学内容更新较快,学生普遍反映课程难度较大;(3)教学内容和后续专业及特色专业课内容衔接性不够紧密;(4)从内容的充实性和课程的结构上来看,“热工基础及流体力学”这门课程的教学内容已经满足要求,但是对接林业机械领域最新技术,强化学生创新思维方面,当前的课程建构仍无能为力;(5)由于本课程的学习不涉及具体的机械装备系统,使得同学们对本课程在专业中的地位认知不足,学习积极性欠佳,这些现状使得提升教学效果难度较大。针对上述课程特点及教学现状,结合农林类高校“机械设计制造及其自动化”专业的实际情况,制定了如下教学思路:(1)授课时,使学生从机电系统、固体力学等学科的思维中切换出来,将空间观测法跟同学们探讨透彻,基于空间观测法开展“热工基础及流体力学”的课程教学。(2)在教学大纲中删除过于抽象、应用面较窄的教学内容,深入讲解与后续“液压与气体传动”“泵与风机”“林业机械”等课程关联度较深的内容,为专业及特色专业课的学习做好扎实铺垫。(3)结合在林业机械领域与“热工基础及流体力学”紧密关联的科研经历,探索寓教学于科研、科研反哺教学的授课模式,强化同学们对“热工基础及流体力学”在“机械设计制造及其自动化”专业里占有重要地位的基础认知,显著提升同门们自愿学习、自主学习的热情。(4)注重思维方式、终身学习意识的培养。教学过程中注重切入问题角度的讲解,使得同学们在明白问题的同时更养成学习思考问题方法的习惯;从固体学科到流体学科是一个较大的跨越,在跨越的过程中,使同学们树立终身学习意识,为以后培养同学们提出、解决林业机械领域学科前沿性、热点性问题的能力打下坚实基础。

2课程构建探讨

在“碳达峰、碳中和”的硬性发展要求及“绿水青山就是金山银山”的发展理念加速推进的浪潮之下,农林高校“机械设计制造及其自动化”专业的毕业生在高等教育系统中的地位不断提升,所以基础专业课程构建更需获得与之地位匹配的重视。一方面,基础专业课课程构建要体现基础知识的深度和广度;另一方面,内容要很好衔接并服务于核心专业课、特色专业课,为学生后期毕业设计、研究生科研深造做好铺垫。

2.1课程内容深度衔接核心专业课

“林业机械”是南京林业大学“机械设计制造及其自动化”专业的核心专业课,内容涵盖林业动力、整地、清理、苗圃、造林、抚育、保护、防火、采伐、采摘、智能化等机械。其中,和“热工基础及流体力学”专业基础课相关的包括动力、清理、保护、采摘等板块。林业动力机械(包括泵、风机)涉及“工程热力学”中热能和机械能之间的转化问题,同时也涉及“工程流体力学中”可压缩混合气体压强、温度变化和装置的动力匹配问题;林业清理机械涉及“工程流体力学中”不可压液态水在管道内部的流动,在雾化器内的流态分布、出口后雾化粒径分布等复杂多相流问题,如图1所示;林业保护机械中喷雾射程、喷雾穿透涉及“工程流体力学中”可压缩流体空气的外部流动及耦合风场、雾滴的多相流动问题,如图2所示;林业采摘机械中,基于负压的采摘系统涉及可压缩流体空气的管内流动问题。从衔接核心专业课的角度来看,一方面,农林类高校“热工基础及流体力学”这门专业基础课程应该深耕“工程热力学”和“工程流体力学”,而“工程流体力学”应该是重点中的重点;另一方面,也好兼顾课程内容的完整性,“传热学”也要适度调整。

2.2匹配三大板块关系,优化课程结构

建议协调、平衡三大板块的课时占比,同时明晰课程内容的内在逻辑关系,在此基础上进一步优化课程结构。在“工程热力学”(热能的间接应用)板块中,我们将实现热力学能向机械能转化的媒介称之为“工质”,媒介一般是“单一气体”或者“混合气体”,热力学第一定律、热力学第二定律、工质热力学性质及理想气体的热力过程等课程内容和专业核心课程林业机械吻合度较好。“工程流体力学”中,对流体的终结性定义是“抓不起来的物体”,一般性的定义是“气体和液体”的总称,但课程内容中流体基本概念的铺垫、流体静力学、流体运动学、流体动力学及黏性流体等课程内容都是基于不可压的液体,同为流体,但气体和液体的性质及研究重点相差甚远,“气体”这种流体相关课程内容的缺失为后续专业核心课程的学习带来很大知识结构缺陷。“传热学”(热能的直接应用)中,对导热、对流传热(混合传热,主要是流体和固体之间)、辐射传热的基本原理、工程应用等课程内容做了比较详细的讲解,但是后续专业核心课程对传热学中的知识需求很少,仅仅在脉动燃烧技术这一研究领域有所涉及。总体来看,不管是“工程热力学”中的“工质”,还是“工程流体力学”中的“气体”,再或者“对流换热”中的“流体”,其中“气体”是课程的“最大公约数”,也是和林业机械这一专业核心课程相关的“最大公约数”。鉴于此,“工程热力学”教学内容总体上可以维持不变,部分章节可以简化,不重要的知识点减少不必要的推导,侧重理论、公式概念的理解和应用,这样可省出一部分课时。总课时不变的情况下可以合理缩减“传热学”的课时,对辐射传热只做一般性介绍;考虑到相似原理在流体力学的试验研究中也有重要应用,可以在这里对相似准则进行深入讲解,省出较多课时。将“工程流体力学”放在最突出的位置,省出来的课时分配给这一部分;增加可压缩流体“漩涡势流理论”“相似理论中的量纲分析法”、包括气体动力学中“扰动在外空间流场中的传播”及“管内气体的流动”等内容,以匹配林业机械核心专业课。

2.3树立自主学习、终身学习意识

目前,流体力学板块中关于可压缩流体的课程内容匮乏,教学中会鼓励同学们在MOOC上寻找优秀资源进行线上学习,使同学们树立自主学习意识。通过工程流体力学板块,我们在体力学的范畴内将研究运动的方法由拉格朗日法提升到欧拉法,这是一个显著的改变,也是重要的进步,通过这一步,有助于培养同学们的终身学习意识。

结语