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一、《流体力学》课程特点
1.概念多,且其物理意义在不同使用场合中有不同的延伸
《流体力学》中基本概念和基本定律出现了大量概念。如压强的概念有绝对压强、相对压强、表压、真空度;如对流体的流场的概念有恒定流、非恒定流,均匀流、非均匀流,渐变流,急变流;能量守恒方程按流体的状态分有理想流体和实际流体的能量方程,按描述的空间有元流能量方程、总流能量方程;还有流体在管道中的流动损失可分为局部损失、沿程损失等。
2.公式多,难记忆
《流体力学》与工程实际关系密切,公式很多,而且对于不同的具体问题还有不同的表现形式。同一个公式在不同的应用背景和使用工况下,又有诸多表达形式。如水击压强的计算当阀门关闭的时间小于一个相长时称为直接水击,当阀门关闭时间大于一个相长时称为间接水击,在直接水击和间接水击两种不同的情况下水击压强的表达式不同。
3.内容多,难理解
归纳起来,《流体力学》主要包含以下几部分内容。
(1)流体静力学,包括流体静压强的定义及其应用,作用在物体表面上压力的计算。
(2)流体运动学,包括质量守恒,能量守恒,动量守恒在流体运动中的表达形式,运动学方程在实际工程中的应用:如孔口,管嘴出流和有压管流,明渠流和堰流,渗流。
(3)量纲分析和流体的相似原理
这三部分内容互相渗透,即每一部分内容不仅与知识紧密关联,又有自己相对独立的结构体系,同时也有不同的概念和计算公式,这使得学生往往学习中容易混淆,不能灵活应用。
二、《流体力学》课堂教学的一些体会
1.要在课堂上培养学生的学习兴趣
高职高专的学生是经本科院校扩招筛选后的“底层”人才,和本科院校学生相比,文化素质偏低,思想素质不高,学习缺乏积极性和主动性的学生占一大部分。因此,为了提高教学效果与学习效果,在课堂上应注意培养学生的学习兴趣。首先是启发学生的学习积极,一个学生有了强烈的学习动机,就会产生积极的学习态度,取得较好的学习效果。教师应该告诉学生,《流体力学》是专业基础理论课,是为专业课如供热工程、建筑给排水、给水工程等课程打基础。
2.课堂教学讲授方式的多样性
对于《流体力学》这样一门概念多、公式多、内容多,并且对于其中的很多内容都很抽象的课程来说,要提高教学质量、培养学生的科学思维能力,就必须采取一些非常的教学方法,具体来说,主要着眼于以下几点。
(1)理论联系实际,变“抽象”为“形象”
比如,讲解压强的不同形式时,可以结合实际工程中的水泵进出口安装的真空表和压力表来解释相对压强度 、表压、真空度,结合气体的热力学方程解释绝对压强;在讲解流体的粘性时可以以同学们熟悉的水和油漆为例,在相同的条件下水流速度的比油漆流速大,解释原因就是因为油漆的粘性比水的粘性大,从而引出粘性的概念。这些直观易懂的方法,使学生对《流体力学》既感兴趣又容易理解。因此,教师应当具有较丰富的工程实践经验,并能将实践与教学内容巧妙结合。
(2)注重以旧知识引出新知识,及时做好归纳总结
流体力学课程大部分内容前后衔接紧密,在每次上课前几分钟引导学生回顾与本次课新内容相联系的旧知识,循序渐进的引入本次上课的内容。比如在讲管嘴、孔口出流这一节内容时前,可以利用几分钟先回顾能量方程的表达式及方程中每一项的意义,然后再引入该方程的应用,进而引入本节课的主题。这样既达到复习的目的,又能减轻学生对新知识的畏惧心理。学生在轻松状态下接受新知识。在本次课结束前几分钟老师对本次课所有的内容加以总结概括,这样学生就不会感觉知识点太多太乱,在他们头脑中会形成一个清晰的知识链。
3.用先进的教学手段和传统教学方法相结合的教学模式
随着教育改革的逐渐深入及现代化科技在教学中广泛应用,多媒体教学在课堂教学中的地位越来越重要。多媒体技术利用灵活的图形、文字、声音动画,是学生对于学科的研究目标更明确,可更好地掌握课程学习的方法,加强对基本概念、基础理论的理解。它能在有限的学时下,节省如画图、抄写等大量的时间,使教师更好把握进度,把更多的时间用于讲解上。
在教学时,多媒体课件以生动、活泼的语言将抽象的东西具体化,并结合一些常见的具体实例进行分析。比如在讲能量方程时,学生由于还没有接触专业课,没见过水泵、空调系以及建筑给排水系统,因此理解起来有一定的难度。这时可以充分应用多媒体的动画效果,让学生直观地看到流体在这些系统中的运动。这样,教学内容更加形象具体,再进行理论分析和计算就显得得心应手,成效显著。
我们也应该看到,多媒体技术不是万能的。采用多媒体教学速度太快,由于高职高专的学生基础差,很难在快速下掌握像流体力学这样难度大的课程。还有,长时间用多媒体授课学生容易产生疲劳,厌学的情绪。通过多年的教学经验,笔者认为对于流体力学这门课应该采用先进的教学手段和传统教学方法相结合的教学模式,以传统教学模式为主,先进教学模式协助的方式效果比较好。
4.重视实验教学
实验教学具有直观性、实践性和客观性的特点,以实验作为主要手段的教学活动可以揭示自然科学现象,验证科学规律,探索未知发展科学。实验教学既可以培养学生的动手能力,也可以提高学生处理实验数据、分析实验误差的能力。实验室可以开设的实验有“静压强测量实验”、“能量方程实验”、“动量定理实验” 、“雷诺实验”、“文丘里流量计实验”、“毕托管测速实验”、“流体粘度测定实验”等。这些實验由于课时压缩,并不全部在教学内容之列,学生可以开辟第二课堂,利用课外时间。学生通过实验不仅可提高动手能力,而且实验教学能使学生加深理解课堂所学知识,如对层流、紊流的流动形态的理解。
三、结论
针对《流体力学》课程特点,在课堂教学中应注意激发学生的学习兴趣,在教学中注意讲授方式多样性,采用传统教学法为主,先进的教学手段为协助的教学模式,注意精讲多练,
每次课做好以旧引新和总结概括,加强理论与工程实际的有机结合,做好总结归纳等方法手段,对提高本课程的教学质量有显著效果。
1.概念多,且其物理意义在不同使用场合中有不同的延伸
《流体力学》中基本概念和基本定律出现了大量概念。如压强的概念有绝对压强、相对压强、表压、真空度;如对流体的流场的概念有恒定流、非恒定流,均匀流、非均匀流,渐变流,急变流;能量守恒方程按流体的状态分有理想流体和实际流体的能量方程,按描述的空间有元流能量方程、总流能量方程;还有流体在管道中的流动损失可分为局部损失、沿程损失等。
2.公式多,难记忆
《流体力学》与工程实际关系密切,公式很多,而且对于不同的具体问题还有不同的表现形式。同一个公式在不同的应用背景和使用工况下,又有诸多表达形式。如水击压强的计算当阀门关闭的时间小于一个相长时称为直接水击,当阀门关闭时间大于一个相长时称为间接水击,在直接水击和间接水击两种不同的情况下水击压强的表达式不同。
3.内容多,难理解
归纳起来,《流体力学》主要包含以下几部分内容。
(1)流体静力学,包括流体静压强的定义及其应用,作用在物体表面上压力的计算。
(2)流体运动学,包括质量守恒,能量守恒,动量守恒在流体运动中的表达形式,运动学方程在实际工程中的应用:如孔口,管嘴出流和有压管流,明渠流和堰流,渗流。
(3)量纲分析和流体的相似原理
这三部分内容互相渗透,即每一部分内容不仅与知识紧密关联,又有自己相对独立的结构体系,同时也有不同的概念和计算公式,这使得学生往往学习中容易混淆,不能灵活应用。
二、《流体力学》课堂教学的一些体会
1.要在课堂上培养学生的学习兴趣
高职高专的学生是经本科院校扩招筛选后的“底层”人才,和本科院校学生相比,文化素质偏低,思想素质不高,学习缺乏积极性和主动性的学生占一大部分。因此,为了提高教学效果与学习效果,在课堂上应注意培养学生的学习兴趣。首先是启发学生的学习积极,一个学生有了强烈的学习动机,就会产生积极的学习态度,取得较好的学习效果。教师应该告诉学生,《流体力学》是专业基础理论课,是为专业课如供热工程、建筑给排水、给水工程等课程打基础。
2.课堂教学讲授方式的多样性
对于《流体力学》这样一门概念多、公式多、内容多,并且对于其中的很多内容都很抽象的课程来说,要提高教学质量、培养学生的科学思维能力,就必须采取一些非常的教学方法,具体来说,主要着眼于以下几点。
(1)理论联系实际,变“抽象”为“形象”
比如,讲解压强的不同形式时,可以结合实际工程中的水泵进出口安装的真空表和压力表来解释相对压强度 、表压、真空度,结合气体的热力学方程解释绝对压强;在讲解流体的粘性时可以以同学们熟悉的水和油漆为例,在相同的条件下水流速度的比油漆流速大,解释原因就是因为油漆的粘性比水的粘性大,从而引出粘性的概念。这些直观易懂的方法,使学生对《流体力学》既感兴趣又容易理解。因此,教师应当具有较丰富的工程实践经验,并能将实践与教学内容巧妙结合。
(2)注重以旧知识引出新知识,及时做好归纳总结
流体力学课程大部分内容前后衔接紧密,在每次上课前几分钟引导学生回顾与本次课新内容相联系的旧知识,循序渐进的引入本次上课的内容。比如在讲管嘴、孔口出流这一节内容时前,可以利用几分钟先回顾能量方程的表达式及方程中每一项的意义,然后再引入该方程的应用,进而引入本节课的主题。这样既达到复习的目的,又能减轻学生对新知识的畏惧心理。学生在轻松状态下接受新知识。在本次课结束前几分钟老师对本次课所有的内容加以总结概括,这样学生就不会感觉知识点太多太乱,在他们头脑中会形成一个清晰的知识链。
3.用先进的教学手段和传统教学方法相结合的教学模式
随着教育改革的逐渐深入及现代化科技在教学中广泛应用,多媒体教学在课堂教学中的地位越来越重要。多媒体技术利用灵活的图形、文字、声音动画,是学生对于学科的研究目标更明确,可更好地掌握课程学习的方法,加强对基本概念、基础理论的理解。它能在有限的学时下,节省如画图、抄写等大量的时间,使教师更好把握进度,把更多的时间用于讲解上。
在教学时,多媒体课件以生动、活泼的语言将抽象的东西具体化,并结合一些常见的具体实例进行分析。比如在讲能量方程时,学生由于还没有接触专业课,没见过水泵、空调系以及建筑给排水系统,因此理解起来有一定的难度。这时可以充分应用多媒体的动画效果,让学生直观地看到流体在这些系统中的运动。这样,教学内容更加形象具体,再进行理论分析和计算就显得得心应手,成效显著。
我们也应该看到,多媒体技术不是万能的。采用多媒体教学速度太快,由于高职高专的学生基础差,很难在快速下掌握像流体力学这样难度大的课程。还有,长时间用多媒体授课学生容易产生疲劳,厌学的情绪。通过多年的教学经验,笔者认为对于流体力学这门课应该采用先进的教学手段和传统教学方法相结合的教学模式,以传统教学模式为主,先进教学模式协助的方式效果比较好。
4.重视实验教学
实验教学具有直观性、实践性和客观性的特点,以实验作为主要手段的教学活动可以揭示自然科学现象,验证科学规律,探索未知发展科学。实验教学既可以培养学生的动手能力,也可以提高学生处理实验数据、分析实验误差的能力。实验室可以开设的实验有“静压强测量实验”、“能量方程实验”、“动量定理实验” 、“雷诺实验”、“文丘里流量计实验”、“毕托管测速实验”、“流体粘度测定实验”等。这些實验由于课时压缩,并不全部在教学内容之列,学生可以开辟第二课堂,利用课外时间。学生通过实验不仅可提高动手能力,而且实验教学能使学生加深理解课堂所学知识,如对层流、紊流的流动形态的理解。
三、结论
针对《流体力学》课程特点,在课堂教学中应注意激发学生的学习兴趣,在教学中注意讲授方式多样性,采用传统教学法为主,先进的教学手段为协助的教学模式,注意精讲多练,
每次课做好以旧引新和总结概括,加强理论与工程实际的有机结合,做好总结归纳等方法手段,对提高本课程的教学质量有显著效果。