時間：2023-03-25 11:25:10
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論文摘要：根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)特點，分析了該專業(yè)技術基礎課“工程流體力學”和主干專業(yè)課“水污染控制工程”在教學中存在的問題，文章從教學內(nèi)容、教學模式、師資配置、考核方式四個方面提出了“工程流體力學”和“水污染控制工程”教學改革思路。
論文關鍵詞：環(huán)境工程專業(yè)；工程流體力學；水污染控制工程；教學改革
“工程流體力學”是研究流體（液體、氣體）處于平衡狀態(tài)和流動狀態(tài)時的力學規(guī)律、流體與固體之間的相互作用及其在工程技術中應用的一門科學，是力學的一個獨立分支，有其自身的理論體系，其基礎理論主要由三部分組成：流體靜力學、流體運動學和流體動力學。“水污染控制工程”是關于控制水體污染途徑以及各種廢水處理方法（包括物理處理方法、化學處理方法、生物處理方法等）的基本理論、工作原理及設計計算的一門科學?！肮こ塘黧w力學”是環(huán)境工程專業(yè)的重要技術基礎課，“水污染控制工程”是環(huán)境工程專業(yè)的核心專業(yè)課，這兩門課程在環(huán)境工程專業(yè)本科教學中有著舉足輕重的作用，同時兩者之間也存在著重要的相互理論關系。
“工程流體力學”是水利、環(huán)境、能源、土木、機械、動力等學科的一門技術基礎課程，該課程的教學內(nèi)容紛繁豐富，其特點是理論性和綜合性比較強，概念抽象，難于理解。“水污染控制工程”課程內(nèi)容與“工程流體力學”內(nèi)容結合相對比較緊密，如城市排水溝道系統(tǒng)、各種污水處理構筑物等的設計計算，以及在構筑物中的生化反應、化學絮凝反應中水力條件的控制等均是工程流體力學理論知識在水污染控制工程中的實際應用。目前，在環(huán)境工程專業(yè)教學方面，“工程流體力學”和“水污染控制工程”課程正面臨著比較尷尬的局面：一方面課程內(nèi)容趨于復雜和廣泛；另一方面在課時量逐漸壓縮的情況下，“工程流體力學”和“水污染控制工程”教學內(nèi)容沒有起到應有的相互銜接，教學內(nèi)容彼此脫離。由此形成環(huán)境工程專業(yè)“工程流體力學”教學內(nèi)容與專業(yè)課銜接不夠，在教學過程中學生感到內(nèi)容枯燥，概念抽象；而在“水污染控制工程”教學過程中，學生感到工程流體力學基礎理論知識不扎實，不能夠熟練應用工程流體力學基礎理論解決水污染控制工程方面的實際問題。
針對目前環(huán)境工程專業(yè)課程設置及教學內(nèi)容的狀況，本文從教學內(nèi)容、教學模式、師資配置、考核方式四個方面提出“工程流體力學”與“水污染控制工程”教學改革，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生綜合能力。
一、改革教學內(nèi)容
對“工程流體力學”教學內(nèi)容進行改革，結合環(huán)境工程專業(yè)特點，重構環(huán)境工程專業(yè)的“工程流體力學”課程，對該課程中的主要內(nèi)容進行優(yōu)化設計，緊密結合后續(xù)專業(yè)課“水污染控制工程”的內(nèi)容進行改編，為“水污染控制工程”的講授奠定基礎理論知識。“工程流體力學”教學內(nèi)容主要包括理論教學和實踐性教學兩部分，其中在理論教學內(nèi)容部分，如“工程流體力學”中涉及到的流體粘滯性、流體內(nèi)摩擦定律等內(nèi)容，結合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流態(tài)所需要的雷諾數(shù)內(nèi)容為實例進行教學內(nèi)容改革；“流體靜力學”中絕對壓強、相對壓強、真空度等概念、理論在水污染控制工程中虹吸濾池、脈沖澄清池以及沉淀池、污泥濃縮池重力式排泥所需要的靜水頭壓力等實際工程中的應用為實例進行教學內(nèi)容改革；流體運動學中基本理論對“水污染控制工程”中的數(shù)學模式的建立為實例進行教學內(nèi)容改革；“流體動力學”中壓力損失理論在水污染控制工程中的水力計算，水射器理論在水污染控制工程中的計量作用、加藥作用、射流曝氣作用為實例進行教學內(nèi)容改革等。其次，“工程流體力學”實踐性教學內(nèi)容部分，改革傳統(tǒng)的實驗教學內(nèi)容，除驗證性實驗之外，增加工程應用性實驗，如文丘里流量計、三角堰流量計、巴氏計量槽、畢托管測速儀、虹吸管、孔口與管嘴的工程應用等內(nèi)容，既加強了動手操作能力，也培養(yǎng)了學生將基礎理論知識轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的綜合分析與應用能力，不僅使教學內(nèi)容豐富，也提高了學生學習的熱情和積極性。
對“水污染控制工程”教學內(nèi)容進行改革包括理論教學內(nèi)容改革和實踐性教學內(nèi)容改革，強調(diào)“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的應用。在理論教學內(nèi)容方面，“水污染控制工程”中的污水溝道系統(tǒng)水力計算、水處理構筑物中水力參數(shù)的確定、污水在構筑物中的最佳流態(tài)、各水處理構筑物之間高程布置、混合反應池中攪拌強度的確定、過濾池中配水系統(tǒng)的設計及其濾速確定等一系列涉及工程流體力學問題的相關內(nèi)容進行必要教學改革，加強學生對“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的工程應用有一個更清晰的認識，理解“工程流體力學”基礎理論知識在水污染控制工程中的重要性，使學生既掌握了“水污染控制工程”應用設計方法、設計原則、計算方法等知識，也加強了學生對“工程流體力學”基礎知識在水污染控制實際工程的應用。在實踐性教學內(nèi)容方面，加強工程性應用實驗教學內(nèi)容，從不同的工業(yè)企業(yè)和居民生活區(qū)采集不同的廢水水樣，根據(jù)化驗所得廢水水質(zhì)，確定所采用的處理技術和處理工藝，并通過實驗驗證在各種廢水處理工藝中所選擇的工程流體力學水力參數(shù)，基于“工程流體力學”基礎理論知識分析廢水處理工藝水力參數(shù)的合理性。
二、改革教學模式
“工程流體力學”特點是理論性、綜合性、系統(tǒng)性較強，概念抽象、邏輯結構嚴謹。目前傳統(tǒng)的教學模式基本上是教師講、學生聽，“授—受”型單一模式，盡管在學的過程中采用了多種形式的多媒體教學方式，但仍沒有改變學生在學習過程中的被動地位，學生缺乏主動性和實踐性。改革傳統(tǒng)教學模式，實施探究式、啟發(fā)式、開放式的創(chuàng)新教學模式，結合水污染控制工程中的實際問題，以工程實例為背景，應用工程流體力學基礎知識解決實際工程問題，誘導學生積極思考，在教學過程中形成教學互動，調(diào)動學生學習的主動性和參與性。根據(jù)教學內(nèi)容性質(zhì)，“工程流體力學”教學內(nèi)容可以分為基礎理論和實際工程應用兩個部分。在流體靜力學、流體運動學和流體動力學三個基礎理論部分，采用形象化的多媒體演示、軟件模擬、小型實驗相結合探究式、啟發(fā)式教學模式，鼓勵學生課堂討論；在實際工程應用教學部分，如孔口管嘴、有壓管流和明渠流部分，以水污染控制工程中的工程實例為背景，采用適量的實際工程圖片，豐富教學信息量，刺激學生的感官，激發(fā)學生的學習興趣，拓寬學生的思路，開闊學生的視野，可以使枯燥、乏味的內(nèi)容變得趣味盎然，使抽象、晦澀的內(nèi)容變得直觀生動。
“水污染控制工程”特點是實踐性、工程應用性強，因為不同的廢水水質(zhì)達到處理要求所采用的處理技術、處理工藝不同；即便相同的廢水水質(zhì)，如果污水量不同，所采用的處理工藝也不同；一個廢水處理工程，即廢水水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)相同，也可以采用不同的處理技術和處理工藝，工程流體力學參數(shù)的選擇是確定不同廢水處理技術、工藝的主要影響因素之一。因此，在“水污染控制工程”的教學過程中，改革傳統(tǒng)教學模式，實施探究式、啟發(fā)式、開放式的實踐教學模式，以工程實例為背景，通過開放性的實踐性實驗正確選擇工程流體力學參數(shù)，并通過實驗研究對參數(shù)的選擇、廢水處理效果等進行科學驗證。通過工程實例和實踐性教學改革，使學生既對廢水處理工程設計過程有一個清晰的思路，又能達到舉一反三的效果。
三、優(yōu)化師資配置
師資隊伍優(yōu)化，一靠資源，二靠制度，師資隊伍優(yōu)化也是一個相對的漸進過程，優(yōu)化的標準和措施與所處時代、社會背景及其自身所處發(fā)展階段和學科特色有關。環(huán)境工程專業(yè)特點要求師資隊伍結構合理、質(zhì)量可靠?！肮こ塘黧w力學”與“水污染控制工程”是本專業(yè)的主要技術基礎課和主干專業(yè)課，兩門課程在講授過程中存在著千絲萬縷的必然聯(lián)系，這就對師資配置和師資隊伍建設提出了更高的要求。首先，建立高質(zhì)量的師資隊伍，定期或不定期對教師進行專業(yè)培訓和實踐工程訓練，要求講授“工程流體力學”和“水污染控制工程”兩門課程的教師對兩個學科均有一定的研究，或者承擔一定量研究科研工作，洞悉當前“工程流體力學”和“水污染控制工程”發(fā)展的最新前沿理論和技術；其次，在師資配置方面，要求講授“工程流體力學”的教師對“水污染控制工程”有一定的研究或承擔相關科研項目，講授“水污染控制工程”的教師對“工程流體力學”有扎實的理論研究或承擔相關的科研項目；第三，建立教師研討會制度，講授“工程流體力學”的和講授“水污染控制工程”的教師定期或不定期舉行教學研討會，避免兩門課程的講授內(nèi)容出現(xiàn)彼此分裂現(xiàn)象。如果在師資配置中，講授“工程流體力學”的教師畢業(yè)于力學專業(yè)，即使講授“工程流體力學”的教師對力學有很高的造詣，對該門課程的講授有聲有色，但如果該教師對環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”專業(yè)理論知識或?qū)嵺`工程知之甚少，那么在教學過程中，必然不能夠?qū)ⅰ肮こ塘黧w力學”與“水污染控制工程”教學內(nèi)容相結合，對環(huán)境工程專業(yè)學生來說，這樣的師資配置，必定不是最優(yōu)化的師資配置。
四、改革考核方式
論文關鍵詞：流體力學；制冷與低溫工程；教學改革
目前，鄭州輕工業(yè)學院（以下簡稱“我院”）的制冷與低溫工程專業(yè)已被評為國家級特色專業(yè)。為了加強制冷與低溫工程專業(yè)學生能力的培養(yǎng)，造就人才，有必要對制冷與低溫工程專業(yè)的教學進行全面的改革。
“流體力學”是制冷與低溫工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)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(guī)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(xiàn)象和流動規(guī)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。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。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(zhì)量，使學生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)學生的綜合分析應用能力和創(chuàng)新能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。
分析目前我院制冷與低溫工程專業(yè)“流體力學”課程教學的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)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(shù)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(fā)學生的學習興趣，選擇合適的教學模式組織教學，全面實現(xiàn)該課程教學目標，提高教學質(zhì)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(yè)的學生來說至關重要。讓學生理解流體靜止和運動的規(guī)律及其影響因素，不僅能為學生學習后續(xù)的專業(yè)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(jīng)驗，認為可以從以下幾方面著手。
1.激發(fā)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(fā)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。
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(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)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(fā)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(xiàn)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(xiàn)象和分析流動機理，需要應用數(shù)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(shù)學，然而讀懂了數(shù)學不一定意味著明白了數(shù)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(shù)學到理解流動問題的物理本質(zhì)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(shù)學到理解流動的物理本質(zhì)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(xù)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(shù)、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(diào)“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(jié)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(jù)多年的教學經(jīng)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(shù)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(diào)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(jù)具體情況選用正確的形式。
3.充分利用作業(yè)
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(yè)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(yǎng)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(zhì)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(zhì)的理解，將物理問題與數(shù)學工具有機地結合起來，有助于學生對與專業(yè)相關聯(lián)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(nèi)容，被高等院校廣泛采用，并深受廣大師生的歡迎。
多媒體教學在“流體力學”教學過程中發(fā)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(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(nèi)容更豐富了，學生在有限的時間內(nèi)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(zhì)量也提高了。
多媒體教學的發(fā)展并不意味著要摒棄傳統(tǒng)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(jù)“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(fā)揮各自的優(yōu)勢，為教學工作更好地服務。如對某些特定的流動現(xiàn)象，可以通過多媒體教學，加深學生對流動現(xiàn)象和機理的理解。而對于較重要的公式及一些重點難點內(nèi)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(tǒng)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。
關鍵詞：工程流體力學；課程體系；創(chuàng)新
Construction and improvement of course system on engineering fluid mechanics
Lan Yamei， Wang Shiming， Song Qiuhong， Liu Shuang
Shanghai Ocean University， Shanghai， 201306， China
Abstract： Combined with the working practice on construction process of engineering fluid mechanics， which is rated as Shanghai elite course， construction and improvement of course system is discussed on engineering fluid mechanics on Shanghai Ocean University. The main contents include teaching content， textbook publishing， improvement of experimental condition， training of innovation ability.
Key words： engineering fluid mechanics； course system； innovation
隨著我國海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟的發(fā)展，我校在海洋學科和相關專業(yè)建設方面發(fā)展迅速，流體力學知識的應用愈來愈廣泛。流體力學是工科院校普遍開設的專業(yè)基礎課程，學科的滲透性很強，與所有基礎和專業(yè)學科之間都有交叉，在學生知識能力培養(yǎng)和知識體系結構中起著承上啟下的作用。2013年，我校流體力學被評為上海市精品課程。在4年多的建設過程中，流體力學課題組先后承擔了校級、上海市級重點課程建設及重點教材建設等多項教改項目，堅持以培養(yǎng)海洋工程創(chuàng)新型人才為目標，在流體力學教學體系的建設方面取得了寶貴的經(jīng)驗。
1 結合海洋大學特點，調(diào)整教學內(nèi)容，完善課程體系
我校流體力學類課程覆蓋海洋漁業(yè)科學與技術、海洋環(huán)境、海洋技術、熱能動力工程、建筑環(huán)境與設備工程、環(huán)境工程、環(huán)境科學、機械設計制造及其自動化等專業(yè)，每年選課學生超過700人。針對各個專業(yè)學生的不同需求，我們在課程設置、教學內(nèi)容上都做了相應的調(diào)整與完善。本課程在我校的定位是：以海洋學院的海洋漁業(yè)科學與技術、海洋環(huán)境、海洋技術、環(huán)境工程專業(yè)為重點的海洋類本科生的專業(yè)基礎主干課程；面向食品學院和生命學院的熱能動力工程、建筑環(huán)境與設備工程、環(huán)境科學專業(yè)的工程應用類本科生的專業(yè)基礎平臺課程，滿足工程學院的機制專業(yè)培養(yǎng)要求。以工程流體力學課程為龍頭，以培養(yǎng)海洋人才的創(chuàng)新能力為目標，完善優(yōu)化流體力學類課程群的配置、學時安排，并完成所有課程新教學大綱的編寫工作，逐步形成一個完整的課程體系，重點完成了實驗課和仿真課程軟硬件的配套建設，突出強調(diào)流體力學的應用實踐環(huán)節(jié)。根據(jù)工程實際需要，將流體力學的教學內(nèi)容分為三個層次，即流體力學的基礎理論、流體力學知識與進展、流體力學應用與實踐。根據(jù)不同專業(yè)對流體力學知識的需要，設計了不同的模塊組合。如對海洋相關專業(yè)的學生，增加了水波理論，重點強調(diào)實驗實踐環(huán)節(jié)；針對食品專業(yè)的需要，增加了氣體及熱力學類內(nèi)容，并編寫了多套相關自測題供學生選用；針對水產(chǎn)及生物類專業(yè)的學生，為讓學生能夠更好地研究魚類等的動物習性，增加了數(shù)值仿真模擬，克服了以往過分重視理論知識的介紹，輕視其應用的弊端。此外，還相繼開出了流體力學獨立實驗課、計算流體力學等。
2 出版多部教材，完善流體力學課程教材體系完備
2002年，《工程流體力學》教材被列為上海市教委普通高等學校教材重點建設項目，歷經(jīng)3年多的編寫和有關專家的評審，我校教師編寫的《工程流體力學》于2006年2月由上海交通大學出版社出版。該教材的最大特點是考慮到普通工科院校非力學專業(yè)學生的情況，尤其是一般工科專業(yè)學生的基礎和專業(yè)需要，盡可能簡化對公式、定理的數(shù)學推導，注重對物理概念的闡明、理解和應用，特別強調(diào)知識的實際應用。2007年，《工程流體力學》教材被上海市教委評為優(yōu)秀教材三等獎，2008年獲上海海洋大學教學成果一等獎。2011年，我們對第一版教材部分章節(jié)的內(nèi)容進行了更新、充實和修訂，更加注重拓寬知識面和實際工程應用。2012年9月，第二版《工程流體力學》及配套教材《工程流體力學習題解析》由上海交通大學出版社出版發(fā)行。2011年3月，由同濟大學出版社出版的《力學基礎實驗指導―理論力學、材料力學、流體力學》，其中的流體力學部分（第三大部分），重點強化課程體系中的實驗環(huán)節(jié)，完善了流體力學課程的教材體系。我們還完成了流體力學試題庫建設工作，提高了試題質(zhì)量，真正做到了教考分離，為相關師生提供了豐富的教學資源庫，促進了教學質(zhì)量的提高。
早在2006年，我們就開始了“流體力學研究型教學的改革與實踐”上海水產(chǎn)大學（2008年更名為上海海洋大學）一般課題項目的研究工作；為配合新出版的教材，我們還申請了校級一般課程建設項目“工程流體力學（CAI課件）建設”，制作了與教材配套的、有自主知識產(chǎn)權的課件光盤，課件共有700余張PPT，圖片色彩鮮明，其中插入的20多個原創(chuàng)動畫形象生動逼真，做到了工程流體力學電子教案光盤版與教材同步發(fā)行。
3 完善實驗教學條件，形成完整的實驗教學體系
隨著我國，特別是上海市海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟的發(fā)展，我校海洋學科發(fā)展迅速。首先，為配合新開設的獨立實驗課，添置了多種類、多套數(shù)的多功能流體力學實驗裝置、動量定理實驗儀、空化實驗儀等流體力學常規(guī)實驗設備，保證了高質(zhì)量完成流體力學本科實驗教學任務。根據(jù)購置的實驗設備，自行編寫了實驗指導書，明確了儀器設備的工作原理、實驗過程的具體步驟、實驗結果的分析和處理以及實驗中的注意事項等內(nèi)容；為了實現(xiàn)實驗教學的多樣化，自行編制了工程流體力學實驗教學演示軟件，內(nèi)容形象直觀，使學生一目了然；合作研制了小型循環(huán)水槽及直流式風洞，并配備了數(shù)據(jù)測試采集系統(tǒng)，可進行圓柱、翼型、浮標、波能裝置等模型的流場顯示及水動性能測試，使實驗教學的質(zhì)量和效率得到了提高。針對個別專業(yè)的特殊需要，開設了流體力學獨立實驗課。實際的流體運動非常復雜，而流體力學實驗是揭示流體運動規(guī)律的一種重要手段，為此，經(jīng)多方籌建，我校海洋環(huán)境專業(yè)于2009年開設了流體力學獨立實驗課，幫助學生加深對所學理論的理解，更好地用所學理論解決生產(chǎn)實際中的問題。實驗課共16學時，實驗內(nèi)容主要包括：能量方程實驗、雷諾實驗、動量定律實驗、沿程水頭損失實驗、局部水頭損失實驗、畢托管測速實驗、管道測流量實驗、流動顯示實驗、虹吸實驗及勢流疊加實驗等。針對食品專業(yè)的需要，開設了氣體及熱力學類實驗。
為了滿足海洋學科對流體力學實驗的更高要求，我們陸續(xù)建成了大型室內(nèi)動力深水壓力桶，配備了數(shù)據(jù)測試采集系統(tǒng)，可進行圓柱、翼型、浮標、波能裝置等模型的流場顯示及水動性能測試。我校地處臨港，旁臨東海，學生參加各種海試試驗方便。利用這些實驗平臺，相繼開設了多種設計性、綜合性實驗，主要包括湍流、流體數(shù)值模擬計算應用、波浪能發(fā)電裝置開發(fā)等，對于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了至關重要的作用。
4 以科研促進教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，構建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系
近三年，教師發(fā)表學術論文40余篇，SCI收錄4篇；課題組教師主持省部級及以上科研課題共20余項，其中國家自然科學基金1項，上海市自然科學基金2項，農(nóng)業(yè)部專項3項，海洋工程國家重點實驗室開放基金2項，國家海洋局重大專項2項，上海市教委創(chuàng)新項目2項。有20余名碩士研究生、多名本科生參與科研項目，學生創(chuàng)新意識和能力得到了培養(yǎng)與鍛煉。近年來，學生在科研創(chuàng)新方面熱情很高。在全國“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽中，2011年，我校羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青的“一種新型海洋波浪能發(fā)電裝置”獲得全國競賽三等獎；2012年，曹星、陳功的“風浪發(fā)電轉換機”獲得全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽上海賽區(qū)二等獎。工程學院學生孫奇結合所學流體力學知識，自主創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)立了上海鑫靚科技服務有限公司，開辦節(jié)水高效汽車洗車業(yè)務服務師生。2011～2012年，學生成功申報市、校、院級涉及海洋工程方向的大學生創(chuàng)新性項目16項。在流體力學教師指導下，學生還獲得43項國家實用新型專利，另有多項發(fā)明專利進入實審階段。學生參加教師科研項目19項，均取得了很好的成效。在我校機械設計制造及其自動化專業(yè)本科學生的畢業(yè)設計題目中，海洋工程類流體力學相關研究比例較高，特別是在大學生科技創(chuàng)新活動中心的組織下，我校成為上海市船舶與海洋工程學會的團體會員單位，并在我校建立了上海市船舶與海洋工程學會學生分會，流體力學的師生參與熱情較高。
5 結束語
工程流體力學是一門非常重要的專業(yè)基礎課程，它具有較強的理論性、抽象性和實踐性。筆者主要介紹了我校工程流體力學課程體系的建設與實踐，主要包括：多層次、多專業(yè)的課程體系構建；先后出版了《工程流體力學》《工程流體力學習題解析》和《力學基礎實驗指導―理論力學、材料學、流體力學》教材，流體力學課程教材充足；完善實驗教學條件，形成完整的教學實驗體系；培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，構建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系；以科研促進教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，構建創(chuàng)新型培養(yǎng)體系，不斷培養(yǎng)學生的工程意識和工程實踐能力，提高創(chuàng)新能力，使學生真正掌握該課程的核心知識，提高分析問題和解決問題的能力。
參考文獻
[1] 徐文娟，趙存友，候清泉.《工程流體力學》精品課程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式設計與實踐[J].高教論壇，2009（2）：50-52.
[2] 陳國晶，趙存友，徐文娟.“工程流體力學”精品課程建設的研究與實踐[J].中國電力教育，2013（5）：105-106.
[3] 黃蔚雯，趙世明.打造職業(yè)特色鮮明的國家級精品課程[J].現(xiàn)代教育技術，2009，18（12）：125-127.
[4] 鄧輝，張志宏，顧建農(nóng).面向應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的流體力學實驗教學改革[J].實驗室科學，2013，16（5）：72-74，78.
[5] 王世明，宋秋紅，蘭雅梅.《工程流體力學》教學方法改革與研究[J].教育理論與教學研究，2012（4）：32-34.
[論文摘要]論文結合教學實踐，提出了以傳統(tǒng)教學模式為主、以現(xiàn)代化教學手段為輔的教學方法。結合實例講清楚基本概念，夠用為度重點突出理論公式的應用是常規(guī)教學應遵循的模式，并與多媒體輔助教學手段有機地結合起來，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，達到提高教學效果、提升教學質(zhì)量的目的。
一、前言
《流體力學》是研究流體所遵循的宏觀運動規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學，它建立在現(xiàn)場觀測、實驗室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計算基礎上，具有嚴謹?shù)睦碚撔?、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(shù)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(xiàn)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(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設備工程、工程力學等專業(yè)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(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動、水力學、流體機械、空氣調(diào)節(jié)、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(nèi)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(zhì)量。
二、以傳統(tǒng)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(tǒng)教學方法為主。因為在傳統(tǒng)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(diào)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(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)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(tǒng)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(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)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(jīng)過該站點車輛的上下車人數(shù)，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(xiàn)象，讓學生清楚掌握流體的壓強與它的流速有關，流速越大，壓強越小；反之亦然。
概念是公式推演的基石，沒有準確的概念，后續(xù)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(nèi)部聯(lián)系和區(qū)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(diào)公式所依據(jù)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(guī)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(nèi)部的壓強分布規(guī)律及其對固體壁面的作用力問題時非常重要。而對于連續(xù)性方程和動量方程的學習，只強調(diào)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(tǒng)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(shù)增加的情況。
三、以現(xiàn)代化的教學手段為輔
當前以計算機多媒體技術為主的現(xiàn)代化教學手段已經(jīng)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(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)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(fā)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(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)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(jù)講解的進度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)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(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)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(jù)的時候，制作了雷諾實驗的FLIASH素材，以動畫的形式向?qū)W生展示了流體流動的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)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(nèi)容，提高了教學效率。
多媒體教學的內(nèi)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(fā)現(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(xiàn)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(yè)基礎課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學模式能夠?qū)⑶昂笾R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(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)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(zhì)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]
[1]許賢良,王傳禮,張軍等．流體力學[M]．北京:國防工業(yè)出版社,2006．
[關鍵詞]工程流體力學 教學方法 改革 工程實踐
一、提煉課程核心思想、調(diào)整教學內(nèi)容
近幾年來，隨著我國及上海市海洋戰(zhàn)略布局和海洋經(jīng)濟的發(fā)展，上海海洋大學作為一所以海洋、水產(chǎn)和食品為特色的高校，在學科和專業(yè)建設方面取得了較大進步，《工程流體力學》作為一門專業(yè)基礎理論課，其地位愈來愈顯得重要。其中海洋學院、食品學院和工程學院幾十年來在本科和研究生教育中，一直將《工程流體力學》和《高等流體力學》作為一門相當重要的專業(yè)基礎課。特別是，工程學院的機制專業(yè)將《工程流體力學》作為該專業(yè)學生的一門必修課，隨著學校的發(fā)展，這門課程必將滲透到生命學院的水產(chǎn)、水生物、設施漁業(yè)、水環(huán)境等專業(yè)和方向中。目前根據(jù)已定的教學計劃，每學年有近650名學生學習這門課，由于各專業(yè)對其內(nèi)容眼球的不同，需要結合各專業(yè)的特點，提煉課程核心思想、調(diào)整教學內(nèi)容，通過不同的模塊組合，確實提高學生的學習興趣，促進教學質(zhì)量的提高。
上海海洋大學《工程流體力學》任課教師根據(jù)多年的教學大綱及要求編寫了“工程流體力學”教材，同時完成了配套教材的ppt電子教案，要求學生掌握流體力學的基本知識、原理和計算方法，主要包括：靜平衡微分方程、流體對固壁的總壓力、流體運動的描述、伯努利方程、動量（矩）方程、量綱分析、相似原理、繞流阻力等。在弄清概念，掌握理論的基礎上，能夠?qū)W會運用基本理論分析解決實際問題，并掌握基本的實驗技能，為從事專業(yè)工作、科研和其他專業(yè)課的學習打下基礎。為了便于學生的自主學習，又出版了配套教材的“工程流體力學習題解析”一書。同時根據(jù)實際工程需要，將《工程流體力學》的教學內(nèi)容分為3個層次，即流體力學的基礎理論、流體力學知識與進展、流體力學應用與實踐， 克服了以往過分重視理論知識的介紹，輕視其應用的弊端。此外，還相繼開出了流體力學獨立實驗課、計算流體力學等。
同時，根據(jù)不同專業(yè)的具體需求，在課程設置、教學內(nèi)容上都作了許多相應的調(diào)整。例如在全校新開了“工程流體力學的應用”課程，受到了學生們的歡迎，選修這門課的學生相當多，容量達95%以上。并設計了不同的模塊組合，對機械專業(yè)的學生，在已完成《工程流體力學》教材的二版修訂中，在第8章中增加了明渠流動內(nèi)容，增加了水波理論等內(nèi)容；針對食品專業(yè)的需要，增加了氣體及熱力學類內(nèi)容，并補充五套自測題供學生選用，確實提高了學生的學習興趣，并促進了教學質(zhì)量的提高。
二、改進教學手段，優(yōu)化教學過程，加強教學互動
由流體力學團隊編寫的《工程流體力學》教材，于2006年由上海交通大學出版社出版，同時出版了與之配套的“工程流體力學習題解析”，為了便于教師教學，同時制作了與本教材配套的制作精美、圖文并貌的CAI課件，生動地描述了流體力學的一些理論及現(xiàn)象，大大減輕了流體力學理論的學習難度，提高了學生學習的興趣和效率。這些系列教材的出版，對該課程的建設和質(zhì)量提升，起到了非常重要的作用。不但受到了本校學生的好評，同時還受到陜西理工大學、中國民航大學、浙江海洋學院及天津城市建設管理職業(yè)技術學院等許多學校的歡迎，這些學校對系列教材給予了充分肯定。圖書發(fā)行突破2萬本，出版方已無庫存。
充分利用網(wǎng)絡資源，將課堂理論教學教案、主講教師課堂教學的部分錄像進行網(wǎng)上共享，使用錄像片、流體力學演示實驗教學片、電子教材等多媒體教學手段，使學生感到難以接受的流動力學概念變得十分生動具體，加深對教材內(nèi)容的理解，提高教學質(zhì)量。使學生能夠隨時復習、預習相應的課堂教學內(nèi)容。同時充分利用上海海洋大學的E-Class網(wǎng)絡平臺，進行網(wǎng)絡實時習題、例題解答，以及課后答疑網(wǎng)絡資源及軟硬件的建設，形成師生交流的互動平臺，真正提高網(wǎng)絡教學的實用性。強調(diào)計算機在流體力學教學中的應用
在充分利用現(xiàn)代教學手段的同時，不能忽視傳統(tǒng)教學方法的作用。本課程采用多媒體與板書相結合的教學模式，充分利用多媒體教學信息量大,圖像清晰生動的特點, 結合傳統(tǒng)板書講解復雜理論推導的優(yōu)點，不僅直觀清晰，一目了然，而且對重點部分又能反復講解，以達到學生基本理解并具有一定想象能力。例如在講解研究流體運動的兩種方法：質(zhì)點法和空間點法時，多媒體上會出現(xiàn)公交車客流量觀察方法的動畫，使學生既易于分清這兩種方法的不同，同時又強調(diào)一個相同的目的。又如在講到流體的漩渦運動時，有龍卷風作強烈旋轉運動的畫面；講到伯努利方程時，有踢任意球進球門的畫面。理論教學上嚴謹，但是動畫及多媒體生動、形象，使得學生在學習時既不感到枯燥，同時又能加強對基本理論的理解。由于學生數(shù)很多，教學上采用大班課的形式（基本上每個教學班有近100名學生），多媒體教學發(fā)揮了很大的作用。它使繁冗的公式推導成為一個簡單的講解過程，將復雜的流體運動生動形象地表現(xiàn)出來，同時對重點和難點反復在黑板上演示講解。這兩個方法相輔相承，取得了很好的教學效果。這種授課方式既有利于避免研究生因長時間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞,又有利于他們理解并掌握復雜的流體力學基本理論。
2008年“工程流體力學”教材獲上海海洋大學教學成果一等獎。作為普通高校重點教材建設項目之一，2009年被上海市教委評為優(yōu)秀教材三等獎，2011年獲得上海市教委重點課程建設項目（滬教委高〔2011〕48號），極大地提高了上海海洋大學來在流體力學行業(yè)的影響力。
三、完善實驗教學條件，形成完整的教學實驗體系
在注重理論教學的同時，加強實驗教學環(huán)節(jié)，2011年3月由上海海洋大學主編的《力學基礎實驗指導-理論力學、材料力學、流體力學》，由同濟大學出版社正式出版發(fā)行，其中的流體力學部分（第三大部分），從根本上解決了實驗指導書與實驗儀器不配套的問題，有效提高了流體力學實驗教學質(zhì)量。2009年下半年新添置了多功能流體力學實驗裝置、動量定理實驗儀、流動圖形顯示儀、畢托管測速實驗儀、虹吸管實驗儀、勢流疊加儀、空化實驗儀等流體力學實驗設備，新開設了大量的設計型和創(chuàng)新型流體力學實驗，使學生、教師互動，用實驗數(shù)據(jù)來驗證理論，來觀察抽象的流體運動；用理論知識解釋一些流體現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象。這種教學手段提高了教學效果。同時在互動中，將有關科研上對于流體力學的一些熱點問題以討論的形式引入教學，充分地調(diào)動了學生的學習熱情。通過實驗驗證加強感性認識：在許多重點和難點的地方，基本上有配套的實驗，從實驗中學習，既能培養(yǎng)學生從實踐中發(fā)現(xiàn)問題并進行深入分析的思維習慣，激發(fā)他們的學習熱情，同時也是加強印象、加深理解、克服難點的手段之一。
針對個別專業(yè)的特殊需要，開設了流體力學獨立實驗課。實際的流體運動非常復雜，因此通過流體力學實驗是揭示流體運動規(guī)律的一種重要手段，為了幫助學生加深對所學理論的理解，更好的用所學理論解決生產(chǎn)實際中的問題，經(jīng)過多方籌建，2009年我校海洋環(huán)境專業(yè)開設流體力學獨立實驗課，共16學時，實驗內(nèi)容主要包括：能量方程實驗、雷諾實驗、動量定律實驗、沿程水頭損失實驗、局部水頭損失實驗、畢托管測速實驗、管道測流量實驗、流動顯示實驗、虹吸實驗及勢流疊加實驗等；針對食品專業(yè)的需要，開設了氣體及熱力學類實驗。
四、實現(xiàn)教學和科研的互動
在任課教師積極參加各類相關的學習與培訓的同時，強化任課教師的科研觀念，以科研帶動教學，以教學促進科研，進行有效的縱、橫向科研聯(lián)合。任課教師積極參與各類教學改革和科研項目，如深水網(wǎng)箱水動力研究、漁船螺旋槳軟件系統(tǒng)設計、人工魚礁流場分析、海洋結構物的流固偶合分析、海洋波浪能的研究開發(fā)等。通過這些項目的研究，加深了對流體力學在海洋科學中實際應用和最新進展的了解。在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，每年選作以流體力學基礎理論及其工程應用為畢業(yè)論文課題的本科學生20余人，研究生10人。取得多項教學改革和教學研究成果，并在生產(chǎn)實踐中得到應用，如流體力學團隊教師編制的“漁船螺旋槳系統(tǒng)設計軟件”獲得2007年上海海洋大學科技成果三等獎，該軟件目前已被濰坊柴油機廠、玉林柴油機廠等國內(nèi)主要柴油機生產(chǎn)廠家廣泛應用。我校工程學院羊曉晟、侯淑榮、馬利娜、沈小青同學的“一種新型海洋波浪能發(fā)電裝置”項目，參加2011年由、中國科協(xié)、教育部、全國學聯(lián)和地方政府共同主辦的、在大連理工大學舉行的第十二屆“挑戰(zhàn)杯”終審決賽，在全國1935所高校選送的16976件作品中突潁而出，獲得“全國競賽三等獎”。該項目由流體力學老師指導，并突破了波浪及流固耦合理論，極大地激發(fā)了學生對本課程的學習熱情。今后，本課程將在大學生科技創(chuàng)新中發(fā)揮更大的作用。
五、教學效果的考核
《工程流體力學》課程具有理論性強、公式多、數(shù)理基礎要求高的特點,為幫助學生的學習,僅僅通過教材講解還遠遠不夠,需要配套必要的習題。在現(xiàn)有基礎上，更新試題內(nèi)容，完善試題庫建設，考慮到我校研究生教學的特點, 團隊根據(jù)新編著教材的主要內(nèi)容, 以章節(jié)為單位,精心篩選和編寫了典型習題集,力圖做到其中的習題一定要具有典型性。習題的數(shù)量不能多,更不能類似和重復,學生通過習題練習,能有效地掌握教材中的基本知識。提高試題質(zhì)量，真正做到教考分離，促進教學質(zhì)量的提高。該試題庫具有以下功能：平臺提供自動組卷、手動組卷、互動組卷，條件設定靈活全面；試卷自動轉換成WORD文檔，方便打印輸出；自定義追加試題入庫，采用WORD文檔格式編輯批量入庫。
在考核中，平時成績、實驗課成績和期末成績比例為15%、20%和65%。實踐證明，該考核方法取得了很好的效果。
六、結語
總之，對于《工程流體力學》課程教學內(nèi)容改革的初步探索分析，可以促進教學觀念的改變，按此目標授課，對教師提出了更高的要求。同時，還可以促進教材建設、實驗室建設及其儀器設備的更新，提高學生的動手能力及科研能力，從而實現(xiàn)“學有所用”，“教學相長”。
高等教育教學改革，特別是專業(yè)基礎課程體系及教學內(nèi)容的改革，是一個系統(tǒng)和長期艱巨的實踐過程，專業(yè)教師任重而道遠。只要不斷努力和探索實踐，就可以開拓出一條符合各個專業(yè)需求的、更加富有成效的新途徑，取得更好的教改成果。
本文受“2011年度上海市教委重點課程建設項目（滬教委高〔2011〕48號）”資助
[參考文獻]
[1]袁恩熙.工程流體力學[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.
[2]James A.Fay.Introduction to Fluid Mechanics.Cambridge: MIT Press,1994
[3]Bruce R Munson, Donald F.Young and Theodore H.Okiish. Fundamentals of Fluid Mechanics,5th Edition, New Delhi:John Wiley &Sons,2002
[4]Robert W.Fox,Philip J.Pritchard and Alan T McDonald. Fluid Mechanics,7th Edition. Hoboken:John Wiley&Sons,2009
[5]Frank M.White.Fluid Mechanics,6th Edition.New York: McGraw-Hill,2008
[6]毛根海.應用流體力學.北京：高等教育出版社,2006
英文名稱：Journal of Experiments in Fluid Mechanics
主管單位：中國科學技術協(xié)會
主辦單位：中國空氣動力學會
出版周期：雙月刊
出版地址：四川省綿陽市
語
種：雙語
開
本：大16開
國際刊號：1672-9897
國內(nèi)刊號：11-5266/V
郵發(fā)代號：62-47
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1987
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
關鍵詞：行業(yè)類高校；高等流體力學；電力特色
作者簡介：張莉（1973-），女，河南商丘人，上海電力學院能源與機械工程學院，教授；李永光（1957-），男，湖南長沙人，上海電力學院科研處處長，教授。（上海 200090）
基金項目：本文系上海電力學院研究生學位課程建設項目（項目編號：YKJ-2012004）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）04-0086-02
2007年，上海電力學院（以下簡稱“我?！保崮芄こ潭墝W科首次招生，“高等流體力學”首次開課，授課人數(shù)20余人，隨后幾年間授課人數(shù)逐年增長。2012年我校動力工程與工程熱物理一級學科又增設了工程熱物理、動力機械及工程兩個二級學科，“高等流體力學”授課范圍擴大的同時，授課人數(shù)也增加到60余人。但是鑒于我校研究生數(shù)量較少、研究生培養(yǎng)歷史較短以及師資力量相對薄弱等方面的原因，課程教學的教材只能選用已有的教材。在組織教學內(nèi)容的過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教材普遍存在一些問題，如過于強調(diào)基本理論、對數(shù)學知識的要求偏高、工程應用方面涉獵很少，或者有些工程學科專業(yè)的相關研究生教材又往往缺乏理論深度，工程應用背景針對性強，有的強調(diào)高速氣動、有的強調(diào)水動葉柵流動、有的強調(diào)渦動力學等等。鑒于此，作為行業(yè)類非重點高校，在“高等流體力學”課程的教學中有必要結合我校電力特色進行教學內(nèi)容和教學模式的研究和探討。
一、課程教材的調(diào)研
為了能更好地做好此次教學研究工作，課程組首先對高校相關研究生專業(yè)的“高等流體力學”教材進行了調(diào)研，分別對清華大學、西安交通大學、上海交通大學、浙江大學、東南大學、華中科技大學、華北電力大學、東北電力大學等國內(nèi)若干所大學相關課程的教材及內(nèi)容做了簡單分析。
從調(diào)研情況看，所有高校都對流體力學的基本理論很重視，主要教學內(nèi)容均包括了流動的基本概念和基本方程、流體運動學、勢流理論、渦旋流動、理想流體流動、粘性流體流動等，目的是使研究生通過學習流體的運動規(guī)律，掌握研究流動的方法進而分析解決實際的工程流動問題。同時，各高校的教材和主要教學參考書還注重與自身學科研究方向的結合，課程的某些重點內(nèi)容與培養(yǎng)方向相接軌，突出了自身的特色。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“高等流體力學”作為研究生學位課，其教學內(nèi)容在注重理論基礎的同時，還必須要與自身的相關學科研究方向相結合，在注重通用理論的基礎上，形成自己的特色。
二、我校授課對象的情況分析
做好此次的教學研究工作，還必須對我校的授課對象有一個清楚的認識。目前，“高等流體力學”已列為本校工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程三個二級學科的研究生學位課程。盡管上述三個二級學科涉及能源、動力、機械等寬廣的工程領域，但結合我校的電力特色，這三個二級學科主要是為電力行業(yè)培養(yǎng)高級的專業(yè)人才，而在電力行業(yè)中流動現(xiàn)象多存在于流體機械、動力機械、換熱設備、容器、管道等部件，因此，在教學內(nèi)容上應在透徹講解流體力學微分方程組的基礎上，注重聯(lián)系工程實際，偏重于講解流體在上述部件中的流動以及與這些部件間的相互作用。
研究生生源的實際情況也是教學過程中需要考慮的因素。到目前為止，我校共招收6屆研究生，通過向歷屆學生了解發(fā)現(xiàn)有以下情況存在：部分同學跨專業(yè)（如：數(shù)學專業(yè)、電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)、計算機與信息專業(yè)等）考入學校，本科階段沒有學習過“工程流體力學”課程；即使是研究生與本科專業(yè)背景相同的同學，他們也普遍認為”工程流體力學”較難，碩士入學考試時，大都不選考“工程流體力學”，這也使得他們可能在大三、甚至大二學完以后，再也沒有系統(tǒng)地梳理過流體力學知識。由于各高校專業(yè)方向的側重點不同，大部分同學對電力行業(yè)內(nèi)的流體知識也不是特別了解；考入學校的學生多數(shù)為調(diào)劑生，入學成績整體不高。這些情況都表明，我校碩士研究生入學時的流體力學知識基礎相對比較薄弱，需要在授課過程中講授深層次新知識的同時，及時地對基礎知識進行回顧和提醒。
三、教學內(nèi)容的組織
基于以上的調(diào)研和分析，課程組首先對教材進行了選取，對教學內(nèi)容進行了組織。
1.教學目標的明確
“高等流體力學”是為工程熱物理、熱能工程以及動力機械與工程專業(yè)研究生設置的專業(yè)學位課程。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，結合長期本科教學的經(jīng)驗，確定了課程的教學目標：通過對流體力學的基本概念、基本方程、理想不可壓縮流體的流動、粘性不可壓縮流體的流動、層流邊界層與紊流流動、理想可壓縮流體等內(nèi)容的學習，深化學生對流體力學基本內(nèi)容的理解，提高學生的理論水平，為相關專業(yè)課程的學習、課題的研究及論文的撰寫打好理論基礎。
2.教材的選用
“高等流體力學”是動力工程及工程熱物理學科的一門傳統(tǒng)課程，有很多課程教材可供選用。通過調(diào)研比較，西安交通大學有關電力生產(chǎn)的學科研究方向與我校的研究方向比較吻合，其在“動力工程及工程熱物理”一級學科中的學位課 “高等流體力學”選擇了西安交通大學出版社出版、張鳴遠等編著的《高等流體力學》一書作為教材，課程組通過對該書內(nèi)容的分析，也一致認為張鳴遠等編著的《高等流體力學》比較適合我校側重于電力人才培養(yǎng)的需求，因此決定選用該書作為本校“高等流體力學”課程的教材。與此同時，將調(diào)研中搜尋到的各有特點的教材作為參考書目推薦給學生供他們參考使用。
3.教學內(nèi)容的組織
在進行“高等流體力學”課程教學內(nèi)容的組織時，結合我校研究生培養(yǎng)方案和學科建設，既照顧到經(jīng)典流體力學的通用知識，又重視課程知識的針對性、行業(yè)應用的特殊性、學生學習的興趣以及與學校其他研究生課程的關聯(lián)性。課程內(nèi)容的組織主要從以下幾個方面考慮：
（1）奠定扎實基礎?！案叩攘黧w力學”是一門系統(tǒng)性、邏輯性較強的課程，作為碩士研究生的學位課，在加深學生對流動所伴隨的物理現(xiàn)象的認識、概念的建立及規(guī)律分析的同時，還應努力加深學生學科知識分析和研究問題的基本思想和方法的理解和掌握，提高分析和解決流體力學問題的水平及能力。
（2）突出電力生產(chǎn)特色。針對我校研究生的專業(yè)背景和學科研究方向，強調(diào)本學科與電力生產(chǎn)流程和設備的結合，強化學生應用流體力學知識，認識并解決相關電力工程問題的能力。教學內(nèi)容應注重理論與實踐相結合，保持基礎理論知識與工程應用知識的相對平衡。
（3）注重課程的關聯(lián)性和完整性。在關聯(lián)性方面，首先與本科階段的教學內(nèi)容要有恰當?shù)姆止ず豌暯樱浯我苊馀c其他相關課程之間缺乏銜接；在自身內(nèi)容體系的完整性方面，既要注意到對數(shù)學知識回顧和補充的必要性，又要對工程中不常見的復雜流動概念的介紹有所兼顧。
考慮以上幾個方面，課程組將教學內(nèi)容梳理成五部分，第一部分安排了“矢量運算分析”、“場論知識”的回顧以及曲線坐標、張量分析知識的補充；第二部分“流體力學的基本方程”主要介紹流體力學的基本概念，流體力學的控制方程組以及一些相關的重要定理；第三部分“理想不可壓縮流體的流動”介紹平面勢流，空間軸對稱勢流和理想流體中的旋渦運動，其中對平面勢流里的復位勢、疊加法、鏡像法和保角變換法做重點講解；第四部分“粘性不可壓縮流體的流動”中介紹納維―斯托克斯方程的精確解，小雷諾數(shù)流動，層流邊界層流動和紊流，其中對工程中應用較多的層流邊界層流動和紊流做重點講解；第五部分“理想可壓縮流體的流動”分別介紹一維流動和平面流動，其中對一維流動做重點講解。
四、教學模式的探討
學生的學習情況在不斷地發(fā)生變化，這就需要教師不斷根據(jù)實際情況，進行教學模式的探討，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性，使他們在有限的學習時間中學習好內(nèi)容繁多的“流體力學”。
1.教學方法
“高等流體力學”是一門基礎課，基本概念和基礎理論部分內(nèi)容較多，涉及的公式推導也比較多，傳統(tǒng)的“黑板板書”的教學手段對教學信息的處理和呈現(xiàn)都比較單一，造成學生對于傳熱學內(nèi)容的理解和掌握有一定的難度。為此，課程組以教材為藍本編制了電子課件，教學中采用板書與多媒體相結合的教學模式，突出傳統(tǒng)板書中能夠清晰講解復雜理論推導的優(yōu)點，充分利用多媒體教學信息量大、圖像清晰生動的特點。經(jīng)過一段時間的嘗試，這種教學方法既達到了避免研究生在課堂上因長時間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞的問題，又有利于他們理解并掌握復雜的流體力學基本理論的教學效果。
2.教學手段
盡管本課程以課堂講授教學方式為主，但要避免“填鴨式”的講授，要注重以啟發(fā)式講授為主的多種教學方法的綜合應用，提高課堂教學的趣味性，以提高學生學習興趣和主動性。課程組結合本科“工程流體力學”多年的教學經(jīng)驗，在教學過程中注意做到幾個注重：注重物理概念與數(shù)學方法的有機結合，強調(diào)物理含義的數(shù)學表示以及數(shù)學內(nèi)容的物理解釋；既注意嚴格的理論推導，又注意敘述的深入淺出；注重教學思路，教學方法，在引進概念介紹方法時，突出解決問題的思維方法及推理要點；注重從與教材不同的角度或思路來講述同一教材內(nèi)容，以豐富學生思維和聯(lián)想能力；注重引導學生圍繞課程內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，同時再結合課程組教師的科研積累，搜集并提煉出了大量與電力生產(chǎn)緊密關聯(lián)的工程案例，通過案例的討論和分析，增強學生學習理論知識的興趣，提升課堂教學的互動效果，增強學生運用理論知識分析并解決工程實際問題的能力。
3.輔助教學
僅僅通過課堂上對教材的學習是遠遠不夠的，還必須配套地做大量的習題，才能較好地使學生掌握具有理論性強、公式多、數(shù)理基礎要求高的“高等流體力學”課程?？紤]到我校研究生教學的特點，課程組根據(jù)教材的主要內(nèi)容編寫了典型習題集。習題集力圖做到習題具有典型性，能夠?qū)虒W內(nèi)容的各個知識點，學生通過習題的練習，能有效地掌握教材中的基本知識。此外，習題集中的習題也盡可能地結合電力生產(chǎn)中的流動問題，幫助學生對專業(yè)關聯(lián)工程問題進行認識和思考，培養(yǎng)學生應用知識的能力。
4.課程考核
課程考核成績應該能夠較為客觀地反映學生對課程的整體學習情況。為了全面地反映學生的全程學習過程和最終的學習效果，課程組經(jīng)討論明確了課程的總評成績由平時成績和期末考試成績綜合評定得出，平時成績與期末考試成績的分配比例是2∶8。平時成績包含作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等幾部分。期末考試采用筆試形式，考試試卷從建立的試卷庫中隨機抽取。
期末考試是課程考核的重頭戲，為了提高學生的學習積極性，同時也為了增強教師的工作責任心，實行考、教分離是一個較好的督促辦法。為此，2012年課程組根據(jù)課程的教學要求組織編寫了試卷庫。試卷庫中的試題符合教學大綱的要求，內(nèi)容豐富、形式多樣、題型一致，試題表述清楚，要求明確，無偏題、怪題，難易得當，考核的知識點覆蓋面寬，能考核學生掌握知識以及應用知識進行綜合分析能力的情況。此次編寫的試卷庫共包含試卷6份，至少夠三年使用，隨著試卷庫的使用，課程組還擬將對試卷庫進行不斷擴充。
五、結束語
“高等流體力學”的日常教學工作一個任重而道遠，為了適應高等流體力學服務于日新月異的學科發(fā)展的需求，提高該學位課程的教學效果，更好地為本校研究生人才培養(yǎng)服務，課程組將把教學研究工作不斷地持續(xù)進行下去，搜集最新最前沿的相關信息以補充教學內(nèi)容，探討教學模式以提高教學效果，及時對習題庫和試卷題庫進行更新。相信只要教師多花一點時間，多動一點腦筋，多找一些教育學生的切入點，因材施教，一定能取得好的教育效果。
參考文獻：
[1]張鳴遠.高等流體力學[M].西安：西安交通大學出版社，2006.
[2]董守平.高等流體力學[M].東營：中國石油大學出版社，2006.
[3]王獻孚.高等流體力學[M].武漢：華中科技大學出版社，2006.
[4]王松嶺.高等流體力學[M].北京：中國電力出版社，2011.
[5]周云龍.高等流體力學[M].北京：中國電力出版社，2008.
關鍵詞：流體力學；課程建設；創(chuàng)新能力
作者簡介：李偉鋒（1976-），男，湖北麻城人，華東理工大學資源與環(huán)境工程學院，副教授；劉海峰（1971-），男，山東文登人，華東理工大學資源與環(huán)境工程學院，教授。（上海 200237）
基金項目：本文系2011年華東理工大學本科教育教學改革重點項目、華東理工大學《流體力學》精品課程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）13-0103-02
“為什么我們的學?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”這就是著名的“錢學森之問”?！板X學森之問”是關于中國教育事業(yè)發(fā)展的一道艱深命題，需要整個教育界乃至社會各界共同破解。錢老的話一針見血，既對我國高校人才培養(yǎng)中存在的創(chuàng)新性不足問題提出了尖銳批評，又對改革高校人才培養(yǎng)模式提出了殷切希望。[1]
為此，在黨的十報告中明確提出實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，指出科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。那么我國大學生的創(chuàng)新能力相對歐美發(fā)達國家為何比較薄弱？相比較而言，中國式教育比較注重學生掌握的“知識量”和解題能力，歐美發(fā)達國家教育更注重學生的獨立思維和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；中國教育側重于知識獲取和掌握，歐美發(fā)達國家教育側重于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這種教育的結果導致中國學生的知識量大、解題能力強，弱點在于不善于“質(zhì)疑”和“提問”，直接導致科技創(chuàng)新能力較差。這個問題的解決除了需要改革高等教育制度之外，也需要每個高校教育工作者共同去面對。
本文以華東理工大學“流體力學”課程建設為例，拋磚引玉，介紹如何通過課程改革，提升學生的創(chuàng)新能力。就“流體力學”課程而言，基本任務和要求是老師完成知識的講授，學生完成聽講、作業(yè)及考試。但是，這些要求對創(chuàng)新能力培養(yǎng)而言還遠遠不夠，為此對華東理工大學“流體力學”課程的授課內(nèi)容、授課方式以及創(chuàng)新實踐進行了改革和探索。
一、確立以人為本的教學改革思路
在我國古書中最早明確提出“以人為本”的是春秋時期齊國名相管仲。到了近現(xiàn)代，“以人為本思想”在國家執(zhí)政方略和企業(yè)管理等方面有了新內(nèi)涵和新發(fā)展。高等教育在教學上是以人為本，還是以知識為本？傳統(tǒng)的大學教育模式，忽視引導學生探索新的知識，忽視對學生進行創(chuàng)新教育；以教師為中心，沒有充分調(diào)動學生的積極性。我國目前仍有相當多的大學采用的是“我在上面講，你在下面記”的教學方式，這沒有把學生作為主體。因此課程改革的基本指導思想是要把以教師為中心轉變?yōu)橐詫W生為中心，教師是大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主導者，而大學生則是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主體。[2]
具體到“流體力學”課程內(nèi)容的改革，以人為本的思想表現(xiàn)為教師設身處地為學生著想：當今大學生需要什么樣的知識和能力？華東理工大學（以下簡稱“我校”）熱能工程專業(yè)的本科生，將來一部分成為熱能工程領域的工程師，一部分會進一步深造讀研或者攻博，成為科研工作者。對于這兩種學生，除了強化理論知識的學習和掌握之外，前者渴望了解流體力學在工程實踐中是如何應用的，如何讓書本上的流體力學知識成為將來工作中的工具和技能；后者渴望獲取流體力學的科學研究思路及方法，如何利用現(xiàn)有的流體力學知識開展創(chuàng)新性的科學研究等。為了解決學生的需求，依托我校煤氣化及能源化工教育部重點實驗室的科研優(yōu)勢，對“流體力學”課程的授課內(nèi)容進行了改革。授課過程中，除了基本的三大守恒定律（質(zhì)量、動量和能量）以及納維斯托克斯方程的講解外，還著重對流體力學在工程中的應用和科學研究進展進行補充講解。比如，我們加大了對流體力學的發(fā)展歷史和最新進展的講解，讓學生了解流體力學學科中哪些已解決，哪些尚未解決，困難在哪里？哪些老問題有了新進展和新思維？在理論性比較強的部分，通過展示本團隊在流體力學方面的研究成果，讓學生了解流體力學科學研究的基本方法和基本思路，引導學生參與科研和投身科學；在實踐性比較強的部分，通過展示本團隊在技術開發(fā)和技術轉讓建設的工業(yè)裝置上各個環(huán)節(jié)中流體力學知識是如何應用的，讓學生獲得直觀的感受，為他們將來走上工作崗位打下基礎。通過這些教學內(nèi)容的改革，學生普遍反映課程容量大、學有所用。
二、引入探究型授課方式
我國以往的教育體制在一個很長的時間里把人才培養(yǎng)的重點放到知識記憶和應試能力上，學生對知識被動地接受或吸收，因而學生的創(chuàng)新能力沒有得到有效的培養(yǎng)和鍛煉。因此，我國高等教育的重點應該放在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識上，大學教師在教授已有知識的同時，必須把創(chuàng)新理念傳達給學生，引導學生去創(chuàng)新。[3]在“流體力學”課程授課方式的改革中，重點在以下三個方面對學生的創(chuàng)新能力進行了引導和培養(yǎng)。
1.從教師提問轉變?yōu)閷W生提問
課堂提問是教師檢驗學生對講課接受程度的一個有效手段，能強迫學生集中精力進行思考，但是對學生來說是被動的。我們在授課中，鼓勵學生課堂提問和課間提問，也鼓勵學生課后采用電話、短信和郵件進行提問。提問的內(nèi)容可以是任何和流體力學相關的，對于這些提問，我們都給予詳細的解答。特別需要注意的是，對于學生的原創(chuàng)思維，哪怕是很幼稚或者明顯是錯誤的，教師也要予以肯定并進行委婉的引導。
2.引導發(fā)散性思維
“流體力學”課程的講授中，注重引導學生進行學科交叉和發(fā)散性思維，鼓勵學生運用流體力學的基本知識思考身邊的自然現(xiàn)象，比如河流、龍卷風、泥石流、沙塵暴和海嘯等，引導學生思考生物體內(nèi)的生物流體力學現(xiàn)象等。在講授流體尾流知識時，引導學生思考汽車、火車和飛機運動時的阻力形成的原因以及減小阻力的措施；在講到流體輸送機械和流體阻力時，從微觀角度引導學生思考我們身體內(nèi)血液和細胞液的輸送和流動；從宏觀角度引導學生思考自來水輸水管網(wǎng)的鋪設方式和阻力分布特點，進而讓大家思考我國正在實施的“西氣東輸”和“南水北調(diào)”等大工程的技術特點和難點。通過諸如此類的引導，學生深刻領會到流體力學知識不光是書本上枯燥的公式和推導，而是和自己的身體、生活、生產(chǎn)實踐以及國民經(jīng)濟的發(fā)展息息相關的。這些發(fā)散思維的引導，拓展了學生的視野，激發(fā)了他們學習和投身科研的熱情。
3.引導學生質(zhì)疑
大學生們思維方式中一個最大的問題就是對任何知識都喜歡抱著“非此即彼，非對即錯”以及“教科書中的知識就是真理”的觀念。殊不知，這些觀念是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大敵，科技創(chuàng)新需要一股質(zhì)疑知識、質(zhì)疑權威的觀念和勇氣。因此，在授課過程中，我們告訴學生有些流體力學知識也是不完善的，也在不斷發(fā)展和完善之中，需要包括在座的各位同學在內(nèi)的眾多科研工作者去繼承、去發(fā)展、去完善。比如，流體力學中的湍流是公認的世界級難題，在現(xiàn)階段還沒有完善的公式和理論，但是近年來在不斷發(fā)展和完善，通過這種存疑方式的教學，來引導學生挑戰(zhàn)權威和經(jīng)典的意識和勇氣。
三、全面實施創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)
提高大學生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新實踐是重要的一環(huán)，是創(chuàng)新能力培養(yǎng)從理論走向?qū)嵺`的關鍵。為了提高大學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，我校每年開展各種級別（校級、上海市級和國家級）大學生創(chuàng)新實驗計劃項目，并進行一定的經(jīng)費資助和跟蹤管理。為此，我們每年開展多項流體力學相關的各種級別的大學生創(chuàng)新實驗課題。這些課題分成兩種類型，一種是修完“流體力學”的學生根據(jù)興趣，通過查閱相關資料后自擬的課題；另一類是教師從承擔的各種科研項目中挑選流體力學相關的小課題來供學生進行雙向選擇。在整個項目的實施過程中，從資料的查閱到課題的立項，從項目組成員的組建到經(jīng)費的管理，從實驗裝置的搭建、實施到數(shù)據(jù)處理，從撰寫創(chuàng)新實踐論文到項目檢查和答辯，都是由學生來實施完成的，教師只起到指導和協(xié)助的作用。學校在項目的執(zhí)行過程中，主要起到監(jiān)督和管理的作用，比如項目的立項答辯和篩選、中期檢查和結題驗收答辯以及經(jīng)費使用的監(jiān)督等。在項目立項、中期檢查和結題驗收幾個環(huán)節(jié)都有嚴格的淘汰制，防止有的學生走過場、片面追求創(chuàng)新學分而不注重實效。通過實施這些創(chuàng)新實驗項目，學生鞏固了書本知識，更重要的是完成教學和科研的互動以及理論和實踐的結合，培養(yǎng)了學生思考問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，創(chuàng)新能力得到了較大提高。
四、結語
創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是擺在教育工作者面前的一項刻不容緩的系統(tǒng)工程，需要努力探索新的思路和舉措。在課程建設中，應貫徹學生是主體、教師是主導的教育思想，樹立知識、能力和創(chuàng)新三位一體的教育理念，構建注重培養(yǎng)學生科學思維、實踐能力和創(chuàng)新能力的新教學模式。教學過程中，應引入探究型學習模式，引導學生質(zhì)疑和提問，并使學生積極參與創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)。通過這些課程和教學方式的改革來綜合提高學生的創(chuàng)新能力，以培養(yǎng)適應新世紀我國現(xiàn)代化建設需要的具有創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)人才。
參考文獻：
[1]馬德秀.尋找人才培養(yǎng)模式突破 致力培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].中國高等教育，2006，（11）：19-21
[論文摘要]結合學習主體所處的時代環(huán)境變化和流體力學知識體系的學科跨度大以及對數(shù)學基礎知識要求很高的特點，分析了流體力學教學中存在的問題和難點，提出大量采用實驗模型和實例教學以加強流體流動現(xiàn)象的觀察理解對提高流體力學教學效果的必要性和重要性。
前言
流體無固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續(xù)存在，其變形便會隨時間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學的基本理論非常嚴密，描述流體流動現(xiàn)象的數(shù)學方程非常復雜，高度非線性[1]，因此學生對流體力學敬而遠之的現(xiàn)象比較嚴重。此外由于因特網(wǎng)及電子計算機的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長的學生接觸和感受實際發(fā)生的各種流體流動現(xiàn)象的機會大大減少，對自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學生在接受流體力學教育之前所受的應試教育的影響下[2]，學習只是為了在短時間內(nèi)對給出的試題做出接近正解的答案獲得高分，這種教育具有多大的意義，近年來許多學者從教育學的角度提出了疑問[2]。只有直面實際的流體流動現(xiàn)象，抓住問題的本質(zhì)，才能誕生真正的學問和研究。筆者基于對本科和研究生的流體學教學中存在的難點和問題，指出了重視流體流動現(xiàn)象的觀察和理解對提高流體力學的教學效果的必要性和重要性。
一、流體力學教學面臨的問題
（一）新形勢下學生所處的社會環(huán)境變化
學生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時間和機會大大超過了自己親自動手制作道具及模型的體感玩耍時間，通過體感玩耍接觸和觀察自然現(xiàn)象的機會大大減少。
因特網(wǎng)的普及使得在短時間內(nèi)獲得大量的信息或?qū)崟r獲得信息成為可能，近年來出現(xiàn)學生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠了紙質(zhì)圖書及相關文獻這些知識比較系統(tǒng)邏輯性也有保證的傳統(tǒng)信息載體。但因特網(wǎng)上除了正確的信息外，還有很多不準確甚至錯誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性，因此學生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識體系的。
手機在學生中的普及也使得學生們在實際問題時，不是自己獨立分析問題，找出問題發(fā)生的原因，而是直接利用手機詢問他人求得答案，這樣很難培養(yǎng)獨立制定計劃，對可能事態(tài)進行預測，獨立進行解決問題的能力。這恰恰是對一個未來走向社會成為一個優(yōu)秀的技術人員的必經(jīng)的磨礪之道。
（二）流體力學教學面臨的問題
流體流動的力學模型及其運動的物理意義難以理解[3]。流體粘性產(chǎn)生的模型與牛頓粘性定律之間的對應關系就是最好的一個例證。大多數(shù)學生雖然能夠使用牛頓粘性定律進行計算，但對運動的流體為何會產(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確，對于涉及到流體力學的某些技術或產(chǎn)品設計，只要懂得一定的計算即可，但是對于開發(fā)和設計全新的產(chǎn)品，如不能準確把握所涉及到的相關流體流動的物理本質(zhì)，有時會產(chǎn)生完全錯誤的設計結果。
流體的運動狀態(tài)繁多，流體力學融合領域廣，要求學生掌握更多的學科預備知識，尤其對數(shù)學知識的要求更高，使部分學生覺得流體力學是難以接近的一門課。同一流動現(xiàn)象常?？梢詮亩鄠€角度進行解釋，容易使學生產(chǎn)生混亂。比如對翼型的流體力學工作原理，可以從流體流動的動量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個方面進行解釋，解釋方法之多反而會使學生產(chǎn)生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個本質(zhì)，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認識上的混亂，將學到的知識條理化、系統(tǒng)化。
描述流體流動的數(shù)學方程高度非線性化，數(shù)學上求解比較困難。描述流體流動的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學解的唯一性的證明需要微分方程、偏微分方程、多元積分等很深的數(shù)學功底，但近年來學生的數(shù)學和力學基礎存在下降的趨勢。
學生在進入大學前所接受的應試教育的影響很大，以考試成績自評學習效果的認識根深蒂固[4]。實際的流體流動現(xiàn)象往往沒有單純的標準答案，有時甚至存在多個解，重要的是抓住流動現(xiàn)象的物理本質(zhì)，系統(tǒng)的理解流體力學的基本原理。
二、教學方法對應
解決上述問題的根本方法，筆者認為只有從流體力學教學上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學生準確的把握物理本質(zhì)。為此在流體力學課堂上，廣泛采用流體模型教學和實例教學，增加學生觀察理解各種流動現(xiàn)象的機會，喚起他們對本門課的興趣的同時，讓他們形成為探究流動現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)進行思考的習慣，這對解決流體力學教學所面臨的問題至關重要。
使用電吹風斜向上吹一個讓學生事先準備好的氣球模型，沒經(jīng)驗的學生會意外的發(fā)現(xiàn)氣球會向斜上方飄起。這一流體流動現(xiàn)象可從風從氣球上部通過時，由于氣球表面的影響風的流向會產(chǎn)生變化，也就是流線產(chǎn)生彎曲，根據(jù)風的動量變化必然產(chǎn)生使得氣球浮起的升力得到解釋，還可以從物體繞流邊界層效應得到解釋。從這一簡單的模型教學，還可以解釋飛機的機翼通過改變空氣的流向進而獲得升力的流體力學上的工作原理。
在一個裝滿水的塑料瓶內(nèi)分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個可移動桌面上，使桌面等直線加速運動，可發(fā)現(xiàn)鋼球運動較慢留在瓶底，而泡沫球運動較快停在瓶嘴附近。觀察這一個現(xiàn)象引導學生：泡沫球運動得較快是因為等加速運動瓶內(nèi)流體的靜壓在運動方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進方向的壓力大于等加速運動產(chǎn)生的慣性力，因此小球相對于塑料瓶向前運動；而作用于鋼球的前進方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進方向的靜壓力，因此鋼球相對于塑料瓶向后移動。這一模型教學比一般教科書上關于流體等加速直線運動流體的靜壓分布的例題更容易使學生抓住問題本質(zhì)，且能培養(yǎng)學生獨立思考之習慣，使學生體會到透過流體流動現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學基本規(guī)律的樂趣。
經(jīng)常使用立式洗衣機的人都知道，洗完衣服后，衣兜總要被翻過來，假如原來兜里裝有硬幣等硬物，也會被掏出來[5]。把這個實例在課堂上講出后，學生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學家、數(shù)學家、力學家及醫(yī)學家于一身的瑞士的大科學家的基本情況后，學生們頓時對這位科學家充滿了崇敬之情，通過大量這種實驗模型及實例教學，學生們對學習流體力學這門課更有了興趣和信心，教學效果的提高自不待言。
三、結語
本文詳盡的分析了計算機、因特網(wǎng)、手機等現(xiàn)代化通訊工具普及后對學生產(chǎn)生的影響，由于流體力學課程知識體系的特點，這種影響產(chǎn)生的負面問題很多，尤其是教授成長在應試教育體制下走入大學的學生，更需要轉換認識，改變教學觀念，在課堂教學中廣泛植入實驗模型教學和實例教學，讓學生直面實際存在的各種流體流動現(xiàn)象，通過實際的流體流動現(xiàn)象的觀察和理解，達到生動及形象的把握這些流動現(xiàn)象背后的流體力學的基本定理，有效提升教學效果的同時，通過簡單實驗模型的制作還可提高學生的動手能力，這對學生走向社會成為一個具有創(chuàng)造性思維能力、獨立思考的優(yōu)秀技術人員也是一個必不可少的雛形磨礪。
[參考文獻]
[1]黃衛(wèi)星.工程流體力學[M].北京:化學工業(yè)出版社，2008.
[2]李丹，楊斯瑞.應試教育與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)[J].繼續(xù)教育研究， 2009， 25(2): 180-185
[3]向文英，程光均.流體力學教學與實驗創(chuàng)新[J].重慶大學學報(社會科學版)，2003，18(4): 21-26.
