《流體力學(xué)》課程教學(xué)關(guān)鍵問題研究

陳偉嬌 喬春珍

摘要：分析了流體力學(xué)課程的特點(diǎn)及教學(xué)過程中存在的問題，提出了在教學(xué)過程中應(yīng)注重教學(xué)方法及教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際及綜合實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，并靈活應(yīng)用多媒體技術(shù)及仿真軟件激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率及教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）35-0188-02

一、引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，人們生活水平的逐步提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也越來越高。為保證室內(nèi)長(zhǎng)期保持著一個(gè)既舒適又安全的環(huán)境，需要對(duì)室內(nèi)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，需要通過各類相關(guān)建筑設(shè)備為建筑營(yíng)造一個(gè)合適的室內(nèi)空氣環(huán)境。這是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)學(xué)習(xí)和工作的重點(diǎn)任務(wù)。

北方工業(yè)大學(xué)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)自2007年設(shè)立以來，迄今為止已經(jīng)向社會(huì)輸送了近400名本科畢業(yè)生。從本科生的就業(yè)方向來看，學(xué)生主要從事建筑環(huán)境與能源供應(yīng)系統(tǒng)的工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理及與本專業(yè)相關(guān)的空調(diào)及能源設(shè)備的研發(fā)、技術(shù)支持及市場(chǎng)營(yíng)銷等方面的工作。

流體力學(xué)是主要研究流體平衡和流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及實(shí)際應(yīng)用的一門科學(xué)，是一門應(yīng)用比較廣的專業(yè)基礎(chǔ)課，在能源、動(dòng)力、機(jī)械等領(lǐng)域都有著非常重要的應(yīng)用。對(duì)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)來說，流體力學(xué)的應(yīng)用也非常廣泛。在與本專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)及研究中，熱量的輸配、空氣調(diào)節(jié)、燃?xì)獾墓?yīng)、工業(yè)建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)、除塵及凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算等都是以流體作為介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)的。因此，流體力學(xué)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)專業(yè)課程的核心基礎(chǔ)課程之一，在課程體系中具有重要的地位。

二、流體力學(xué)課程特點(diǎn)

流體力學(xué)課程的主要特點(diǎn)是：數(shù)學(xué)分量重，抽象概念及理論推導(dǎo)較多，實(shí)踐性強(qiáng)。在學(xué)習(xí)這門課時(shí)，如何弄清概念，掌握理論，學(xué)會(huì)運(yùn)用基本理論分析解決工程中的實(shí)際問題，是最重要的也是較困難的。因此，對(duì)于流體力學(xué)這門課程的教學(xué)，既要重視基本理論中的概念性、原理性的知識(shí)教育，又要重視實(shí)踐性的知識(shí)教育。實(shí)踐教學(xué)主要包括流體力學(xué)課程實(shí)驗(yàn)和與流體輸配相關(guān)的工程實(shí)例。通過課程實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У丶ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。通過工程實(shí)例的講解能增加學(xué)生對(duì)抽象事物與過程的理解與感受，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)和提高專業(yè)應(yīng)用能力，為學(xué)生今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯奠定良好的基礎(chǔ)。

三、流體力學(xué)課程教學(xué)關(guān)鍵問題

針對(duì)流體力學(xué)的課程教學(xué)，許多學(xué)者進(jìn)行了多方面的探討。安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院的馬進(jìn)偉等[1]提出在課程教學(xué)過程中采取案例教學(xué)以及提問—啟發(fā)—引導(dǎo)式學(xué)習(xí)措施，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；海軍工程大學(xué)理學(xué)院王沖[2]等在教學(xué)過程中采用了問題鏈的教學(xué)模式，教師將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一系列對(duì)于學(xué)生來說是未知的教學(xué)問題，并組織學(xué)生為解決教學(xué)問題而進(jìn)行活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識(shí)，提高了學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。

對(duì)于流體力學(xué)的課程教學(xué)，筆者從2009年至今已從事了9年流體力學(xué)及流體輸配管網(wǎng)的教學(xué)工作，通過對(duì)9年來流體力學(xué)教學(xué)工作的總結(jié)分析，筆者認(rèn)為流體力學(xué)的教學(xué)可從教學(xué)方法設(shè)計(jì)及教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)兩方面著手。

1.教學(xué)方法設(shè)計(jì)。流體力學(xué)的教學(xué)方法應(yīng)采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)與多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)形式。流體力學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、計(jì)算量大、有較復(fù)雜的理論推導(dǎo)。利用傳統(tǒng)的板書進(jìn)行煩瑣的公式推導(dǎo)需要花費(fèi)大量的課時(shí)，且效果不佳。利用多媒體技術(shù)，將復(fù)雜的推導(dǎo)過程用動(dòng)畫的形式展現(xiàn)出來，公式中復(fù)雜部分及推導(dǎo)過程中涉及的學(xué)習(xí)過的重要問題點(diǎn)可用鏈接加以提示、強(qiáng)調(diào)，這樣既節(jié)約了時(shí)間，又增強(qiáng)了學(xué)生的理解。

2.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。流體力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容涉及的知識(shí)比較復(fù)雜，有流體靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、管路流動(dòng)、氣體射流等多方面的內(nèi)容。如果教學(xué)過程中僅照本宣科，課程內(nèi)容過于枯燥，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。所以，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)方面，首先應(yīng)在教學(xué)過程中加入工程案例，如利用教學(xué)樓中抬頭可見的空調(diào)系統(tǒng)，以此為案例來介紹水管內(nèi)流動(dòng)及各項(xiàng)阻力的計(jì)算、矩形風(fēng)管的計(jì)算及氣體射流與室內(nèi)氣流組織的關(guān)系，理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，加深了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

課程實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程教學(xué)過程中必不可少的一項(xiàng)內(nèi)容。但在實(shí)際教學(xué)過程中，受課程學(xué)時(shí)的限制，無法大量安排教學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注重綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)并完成綜合實(shí)驗(yàn)，通過綜合實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及基本教學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)鍛煉了學(xué)生思考和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。另外，在教學(xué)過程中輔以仿真軟件的利用，既解決了課程實(shí)驗(yàn)不足的問題，又能將抽象的流體力學(xué)理論知識(shí)可視化，能有效加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解。

四、結(jié)論

流體力學(xué)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課，基于該課程的特點(diǎn)及教學(xué)過程中存在的問題，在教學(xué)過程中，應(yīng)注重教學(xué)方法及內(nèi)容的設(shè)計(jì)，將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際及綜合實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，并靈活應(yīng)用多媒體技術(shù)及仿真軟件激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率及教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬進(jìn)偉，胡寧，王晏平，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)流體力學(xué)教學(xué)方式的探索與思考[J]，江西建材，2017，（17）：267.

[2]王沖，顧建農(nóng)，鄢紅春.問題鏈教學(xué)模式在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].力學(xué)與實(shí)踐，2012，（3）：81-83.