流体力学的应用范例

流体力学的应用范文1

关键词：计算；软件；流体力学教学

中图分类号：G2.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）11-0248-03

一、引言

英国著名教育学家J.K.Gilbert教授在其组织编著的“Visualization：Theory and Practice in Science Education”一书别强调：可视化技术在现代科学教育教学中的是一个亟待深入研究的问题[1]。Gilbert教授从认知模型的角度考虑了可视化在宏观、亚微观和符号层面认知中的作用，讨论了照片、示意图、图表等可视化技术在科学知识描述中的功能。本文在总结“流体力学”、“空气动力学”和“计算流体力学”教学内容以及“飞行器部件空气动力学”教学经验的基础上，结合参考文献[1]中的教学思想，系统探讨计算流体力学（CFD）可视化技术在流体力学课程教学中的应用。

CFD是采用计算机模拟流体流动及相关现象的一门科学，主要涉及物理、数值数学和计算机科学等学科。CFD的应用历史可追溯到上个世纪70年代，理论研究的历史则更早一些。随着计算机技术的发展，CFD所能求解问题越来越复杂，最早是求解简化方程控制的跨声速流动，到了80年代初就可以求解二维或三维的Euler方程，随后Navier-Stokes方程的求解也成为可能。经过本世纪近十年来的快速发展，CFD技术基本成熟，相应的软件被广泛的应用于航空、航天、汽车、船舶、生物、材料、气象、海洋以及石油工业等领域。

在应用需求的牵引下，目前大部分CFD软件都已经具有非常友好的人机交互界面，不仅能够以一定精度计算流体运动控制方程、模拟复杂的流体流动，更能够通过一定的可视化技术显示所计算流场的空间结构和时间演化特征。因此，流体力学本科与研究生教学中涉及的诸多基本概念、一般规律和关键问题等，都可以结合CFD软件进行直观而科学的探讨。

二、基本概念的解释

在传统的教科书中，流体力学中的基本概念，如流场、梯度、散度、旋度、流线、迹线、点源和偶极子等，常常采用一定的数学公式或抽象语言来描述，这对学生理解实际的流体流动问题是十分不利的。借助于CFD软件，上述概念可以采用云图、矢量图和等值面等十分直观的显示出来，下面举例来说明。

标量场可采用云图来显示，所谓云图就是采用不同的颜色对应不同的标量数值。图1所示为利用云图显示喷管流场中马赫数的分布情况，其中黑色到白色的渐变表示马赫数从0.1变化到5.0。由喷管内部流场中颜色的分布可以看出，喷管内部马赫数从左到右是一直增加的。这样一种显示方法不仅直观的显示了什么是流场，更从物理上说明了流场中马赫数的变化规律。

由于矢量既有大小又有方向，矢量场不能像标量场那样仅仅以颜色的变化来区分。在CFD中矢量一般用具有一定长度的箭头来表示，箭头的方向对应矢量的方向，箭头的长度代表矢量的大小。图2所示为喷管内部速度矢量场，由图可以看出流场中每个点处的速度相对大小和方向，很直观的表示了喷管内部气体逐渐加速的过程。图3所示为喷管内部流线，每条曲线表示定常流动条件下流体质点在喷管中的运动轨迹，同样直观的表现了喷管的流场结构。

在流体力学教学中经常会从简化的模型出发，讨论理想状态下的流动问题，如点源、偶极子等的流动。这种流场在现实中是不存在的，通过电磁学或其他方式类比来显示相应的结构往往也不够直观。借助于CFD软件则可以很容易地通过求解简化的控制方程，得到理想状态下的流场，然后通过可视化技术实现三维、动态的流动演示。随着CFD技术的越来越成熟，大部分流体力学教学中涉及的基本概念、假设等，均可以通过CFD可视化的方式展现给学生，改变传统教学方法，提高教学质量。

三、流体力学基本物理现象的演示

CFD软件是通过求解不同初、边值条件下的流动控制方程来研究流体运动特征，能够客观地反映流体运动的物理规律。因此，在流体力学教学中，很多关键物理现象，如边界层、激波、射流、混合层、卡门涡街等，也可以通过CFD技术进行分析，并通过可视化的方式展现给学生。

在流体粘性的作用下，绕流物体表面一般都会存在紧贴物面非常薄的一层区域，这层区域被称为边界层。边界层概念的提出是流体力学发展史上里程碑式的事件[3]，然而在流体力学教学中往往很难把边界层的重要性讲清楚。借助于CFD软件，可以直观地观察水流、气流中边界层的形成过程及其差别，通过显示边界层速度剖面的形状解释边界层如何影响流场结构，如图4所示。从图中可以很明显地看出壁面附近气流速度的降低，体现了气体的粘性效应在近壁附近的作用。

激波是超声速流动中广泛存在的流场结构[4]，采用CFD技术可以模拟各种类型的物体绕流，显示对应的正激波、斜激波和弓形激波等现象，从不同的角度加深学生对激波这一物理现象的理解。射流、混合层和卡门涡街同样可以通过适当的CFD技术模拟，甚至可以显示其中非常精细的流场结构。图5所示为混合层涡结构的CFD数值模拟结果，由图可以看出混合层流动的失稳过程，类似的数值模拟结果对流体力学专业高年级本科生和研究生教学是大有助益的。

四、流体力学应用问题分析

在流体力学专业的研究生教学中，常常会涉及生物流体力学、飞机空气动力学、环境流体力学、化工流体力学、汽车空气动力学等一系列应用流体力学课程。CFD软件在工业上的广泛应用为这些课程的教学提供了大量的素材。图6、图7和图8所示为鳗鱼[5]、高超声速飞行器和F1赛车绕流流场的CFD数值模拟结果，从中可以分析绕流物体的流动和受力特征，探索隐藏在背后的物理规律，加深学生对问题的理解。

五、小结

CFD软件在流体力学课程教学中有着非常广泛的应用前景，本文以具体实例展示了CFD软件在流体力学基本概念解释、基本物理现象演示和应用问题分析方面的关键作用。通过在教学中恰当的应CFD软件，可以有效地增强学生的学习兴趣，提高教学质量。

参考文献：

[1]J. K. Gilbert，M. Reiner，M，Nakhleh，Visualization：Theory and Practice in Science Education，Springer Science+Business Media B.V. 2008.

[2]J. H. Spurk，N. Aksel. Fluid Mechanics，Springer-Verlag Berlin Heidelberg，2008.

[3]G. E.A. Meier，K. R. Sreenivasan，IUTAM Symposium on One Hundred Years of Boundary Layer Research，Springer，2006.

流体力学的应用范文2

研究型教学模式 流体力学教学 创新人才

在科学高速发展的今天，创新人才的培养是国家赋予大学的神圣使命。大学教育要肩负起培养具有创新能力和创新精神高素质人才的伟大职责。积极倡导和开展研究型教学，是培养创新人才的重要途径，也是高等教育改革发展的重要方向。

一、国内外研究性教学的概况

在20世纪80年代兴起的高等教育改革运动中，为了培养创新性人才，国外研究性大学在教学中广泛采用基于问题的学习模式（problem-based learning，简称PBL），这种问题式学习是以问题为基础开展的学习和教学过程的一种教学模式。例如，美国的新墨西哥大学在医学院的教学中推行了PBL。在教学中要清掉学习和问题情境的设立，要求学生学习围绕复杂真实的任务和问题展开，从而激发学生的高水平的思维，鼓励学生自主性学习和探究，以及对学习内容和过程的反思。

在国内，清华大学以世界一流大学为参照，按照“厚基础、宽口径、强实践、重创新”的培养理念，强调文化素质教育的基础性作用；加强学科交叉与融合，大力推进按学科大类培养；将实践与研究融入教学过程，坚持实践教育不断线。为学校适应建设世界一流大学的目标要求，构建研究型大学人才培养体系，不断提高本科教育质量和办学效益，奠定了良好的基础。厦门大学人才基地对以点、线、面结合构建新型研究型教学模式进行了探索实践，提出研究型教学模式的实施必须有一支教学科研相结合的教师队伍和学科实力作支撑。

二、研究型教学模式的内涵

所谓研究型教学，是指教师以课程内容和学生的学识积累为基础，在教学过程中通过优化课程结构，建立一种基于研究探索的学习模式。将学习、研究、实践有机结合起来，充分发挥学生的主体作用，使学生能创造性地运用知识和能力，在主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中，自主地发现问题、研究问题和解决问题，体现始于问题、基于发现、凸显创造性特色的一种教学模式。

三、研究型教学模式的作用

以问题为取向的研究型教学模式，强调把学习放到复杂而有实际意义的问题中，让学生解决实际问题，而获得解决问题的方法，发掘解决问题和创新的能力，培养自主学习（self-directed learning）的能力。

（1）批判性思维的能力，可以对权威的知识发出这样质问，“这竟然没有错？”“这竟然没有办法？”

（2）分析和解决问题的能力，通过研究性教学可以让学生获得的不仅仅是知识，还有思想和方法。

（3）运用学习资源的能力，把握知识体系的整体结构，实现知识的交叉和融合。

（4）团队合作的能力，因为一些问题的解决往往一个人的力量是有限的，通过和其他人的通力合作能够更好的高效的把问题解决好。

。

（6）运用知识的能力，成为活到老学到老的人。通过研究型教学，学生学到的是方法，只要方法掌握了，各类问题通过一段时间的思考和知识的积累，总能找到解决的办法。

三、研究型教学模式在流体力学课堂的应用

1.计算流体力学的边界单元法的介绍

。

2.DQ方法的介绍

利用数值教学对传统的教学内容有所突破，在学生实现过程中，他们有了自主思考的过程，对物理现象的本质有了深刻的了解。

3.利用数学的符号软件来介绍水波理论

孤立波是一类比较特殊而又典型的非线性水波，它的数学表达可以有一个公式写出：

总之，研究型教学是一种新型的教学模式，作为承担高校教育的教育者，理应将这种教学模式应用到自己承担的课程中，使其发挥巨大的作用和潜力。将自己的研究理念和研究手段渗透给学生，做到在课堂上不光传授的是知识，还有更重要的思想和方法，这才是陪伴学生终身学习的法宝。对传统的大学课堂讲授教学模式的改革，对于提高大学生的创新精神和实践能力，培养社会急需的创新拔尖人才，实现全面建设创新型国家的宏伟目标具有重要意义。

参考文献：

[1]刘宝存.美国研究型大学基于问题的学习模式.中国高教研究.

[2]葛自明，阴其俊，钟，李元杰.工科大学物理研究型教学探索.高等理科教育,2007，（5）.

[3]夏国泽.船舶流体力学.华中科技大学出版社，2008.

流体力学的应用范文3

关键词：5S；流动献血车；体会

5S源自日本的一种家庭作业方式，后被应用到各企事业内部管理，现已被全世界广泛应用，被证实为较成功的一套现场管理模式，其主要内容包括整理（SEIRI）、整顿（SEITON）、清扫（SEISO）、清洁（SEIKETSU）、素养（SHITSUKE）等，由于此5项内容在日本的罗马发音中，均以“S”开头，故简称5S[1-3]。本科室尝试利用5S对流动采血车进行管理，取得了较好的效果，现将该5项内容的实施体会报告如下：

1 5S现场管理在献血车管理中的实施体会

1.11S：整理 整理是5S的第一步，其目的在于将现场的物品区分为需要的和不需要的，并保留需要的，清除不需要的。我们在实施中的主要步骤和体会为：（1）确定整理对象：为流动献血车上所有的采血物料和设备；（2） 分类整理对象：按是否需要区分为需要和不需要；（3）清除不需要的物品：如失效文件和表单、报废的设备等应彻底清除，并根据操作规程向相关部门办理手续；（4）需要物品的分类：根据物料和设备使用的频率、重要性等将相关物品分类以利于规定相关位置 ，方便采血工作需要；（5）检查和记录：采血工作日根据操作规程要求对现场物品进行检查，查看是否有缺漏，数量是否充足，并对使用情况进行记录。

1.22S：整顿 根据整理结果进一步进行整顿，其目的在于将现场所需物品定位和定量地放置，做好必要标识，我们在实施中的主要步骤和体会为：（1）划定区域：根据整理的结果进一步对物料存放，根据工作需要和物料的重要性等划分存放区域，力求符合流程需要，方面工作人员的操作；（2）明显标识：对相关区域所存放的物品应有明显标识，可采取划线或者粘贴文字标识等形式，一旦确定后，应严格按照要求存放，我科室流动采血车车型不同，但划分标准力求统一，以方便员工操作；（3）数量与定容的管理：根据操作规程和工作需要应对物品的数量进行管理，可减少物料的过量积压而造成空间的浪费，并降低物料过期的可能。

1.33S：清扫 清扫的目的在于清除工作场所的污渍，保持现场无垃圾、无灰尘的清洁状态，我们在实施中的主要步骤和体会为：（1）划分区域：通过整理和整顿后，根据生活区、工作区分为洁净区和污染区，对医疗废物要按相关规定操作；（2）岗位包干制度：根据各岗位物料和设备使用情况，实行各岗位的承包制度，如体检岗应负责血压仪、体重秤的清洁、采血岗负责消毒物品和采血称等物品的清洁和座椅套的更换、检验初筛岗负责采血检验初筛试剂盒干式生化仪的清洁、驾驶岗负责车体的清洁等，做到分工分明，以便于监督和管理。

1.44S：清洁 清洁的目的在于将整理、整顿、清扫规范化、制度化和标准化。员工要保持环境和个人卫生，维持现场任何时候整齐和洁净的状态，我们在实施中的主要体会需要制定有效的监督管理制度，并落实到具体细节，为促进员工积极性和主动性，采血小组可通过定期评比，对优胜者给予一定的鼓励和奖励。

1.55S：素养 素养管理旨在通过上述4个S的活动，培养整洁有序的良好习惯和心中不断对求完美的想法。自愿实施整理、整顿、清扫、清洁活动，养成讲礼仪、讲科学、有道德、守纪律等良好风尚。我们在实施中的主要步骤和体会为：（1）建立规范操作制度，使上述4个S成为员工操作的准绳，养成自觉保持清洁的良好习惯；（2）加强培训、教育，提高员工业务能力，提高认识态度，能主动积极地贯彻规范要求；（3）建立考核制度，形成争先创优的良好氛围。

2 讨论

在采供血系统中，外采部门的流动采血车是血液采集的主力军，直接关系血液的采集效率和血液质量。我科室通过对流动献血车试行5S现场管理模式后，收到了较好的效果：车体干净整洁，物料和设备摆放规范、合理和有序，适应工作流程；人员仪表整洁，精神面貌良好，工作积极性有明显提高；献血者满意度调查表结果提示，献血者对献血车环境、工作人员态度等满意度较以往明显提高；员工工作积极性较高，采血量同比有较大提高；科室定期自查和质量管理部门监督检查中，情况都较理想，员工执行5S已养成习惯性；员工质量意识明显提高，无差错出现。5S管理具有较好的现场管理氛围，执行较简单，显效也较快，也易于被员工接受和被执行，献血车管理的各要素能与5S管理紧密相关，有较好的操作性，值得推广与应用。

参考文献

[1]黄元元.5S现场管理[J].企业改革与管理，2004，1：52-53.

流体力学的应用范文4

关键词：优化采血流程；降低；护理不良事件

护理不良事件，是指特殊的、意外发生的事件，与常规不一致的护理和治疗。在采血操作中，采血标本错误、标本未及时送达导致过期等均属于护理不良事件。从2013年7月起，我院规范采血查对流程，取得了较满意的结果，现报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料 从2013年1月～12月在我院住院的患者960例。

1.2方法 随机抽取在我院的住院患者，2013年1月～6月的480例作为对照组，2013年7月～12月的480例作为试验组。试验组按照新的采血流程进行采血，对照组用旧的采血流程进行采血。最后观察两组的护理不良事件的发生率，比较哪个组的护理不良事件的发生率高。

1.3优化的采血流程

1.3.1医生下达医嘱，经办公班护士审核后，通知管床护士准备采血。

1.3.2管床护士打印抽血条码，如果有多个患者此时均要采血，则每次只打印1例患者的条码，并与办公护士一起核对是否与医嘱一致；如果查对无误，则准备采血管，将采血条码贴在采血管上，将1例患者的采血管，用小橡筋捆在一起；再将患者的采血管按床号次序放在分隔盒内，准备在治疗车上。

1.3.3携治疗车到床旁，从分隔盒中取出该患者的采血管，解开小橡筋，核对患者的手腕带，问患者或家属"患者叫什么名字"，对腕带、采血管上的条码及床头牌上的床号、姓名、住院号。将采血管放在治疗盘内。

13.4核对无误后，寻找血管，按规范消毒皮肤。再次核对患者的手腕带，问患者或家属"患者叫什么名字"，对腕带、采血条码及床头牌上的床号、姓名、住院号；再对采血管与检验项目是否一致。采静脉血的按静脉采血的注意事项进行操作，动脉采血的按动脉采血注意事项进行操作，注意标本采集的先后次序，防止标本凝集。

1.3.5采血过程中，每采集一个采血管，均要注意检查床号、姓名、住院号、采血管与检验项目是否一致。

1.3.6采集完毕，再次核对患者的手腕带，问患者或家属"患者叫什么名字"，对腕带、采血条码及床头牌上的床号、姓名、住院号；再对采血管与检验项目是否一致。经核对无误，将采血管用小橡筋套好，放在分隔盒内。

1.3.7按照此法采集下1例患者。

1.3.8采集完毕，到护士站，按床号逐个填写血标本传送登记本，将标本放在放在血标本传送箱内，通知护工送血。

1.3.9护工携标本传送本及传送箱到检验科送血标本。检验科工作人员接受标本后，核对检验项目是否与采血管一致以及标本质量后，在标本传送本上签字确认。

2结果

试验组发生护理不良事件1例，对照组发生14例，经统计学分析，两组护理不良事件的发生率差异有统计学意义，试验组方法优于对照组，见表1。

3讨论

3.1标本采集的原则是遵照医嘱、充分准备、严格查对、正确采集、及时送检[1]。采血操作时，要遵循以上原则。

3.2认真执行查对制度，规范执行采血流程。任何护理操作，都要认真执行查对制度，即"三查"[1]。规范的采血流程，就是在查对的基础制定的，按照规范的流程认真执行采血操作，不能随意简化任何一个步骤。

3.3严格执行标本传送制度。管床护士要对血标本负责到底，监督血标本送出并有检验科工作人员的签字，确保标本及时送检。检验科对标本的质量有督查义务。

3.4加强护士的责任心，培养护士的慎独精神。特别在无人监督的情况下，也要规范执行采血的流程。

3.5护理部和科室加大督查力度，不定期检查采血流程的规范执行情况，并做好记录。

4结论

优化的采血流程能降低因采血引起的护理不良事件的发生率，值得临床推广。

参考文献：

[1]李小寒，尚少梅.基础护理学[M].北京：人民卫生出版社，2012：327，413.

流体力学的应用范文5

关键词：流行病学；多媒体；案例教学

中图分类号：G2.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）25-0066-02

流行病学是一门古老而年轻的、发展十分迅速的学科，它不仅是预防医学中的主导学科，也是现代医学中一门重要的基础学科。在国内很多医学院校，流行病学不仅是公共卫生专业和预防医学专业学生的基础课程，也是非预防医学如临床医学、护理、口腔等专业学生的必修课程之一。[1]然而，非预防医学专业学生对流行病学不感兴趣是目前较为普遍的一个问题，对于预防医学专业的学生来说，也存在理解难、应用难的问题。案例教学法是一种利用案例引导教学活动，组织学生进行讨论和学习的教学方法。它把案例引入到课堂环节，以实例的形式向学生提供若干特定的情境，使学生有如亲身经历真实事件的感觉。同时引导学生综合运用所学知识，去分析、解决实际问题。这些案例实际、生动、富有吸引力，能够激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生主动学习、分析问题和解决问题的能力。除此之外，它还能培养学生的沟通、表达和创新能力。近年来，多媒体教学技术与模式被引入学校、引入课堂，成为深化课堂教学改革、提高教师课堂教学技艺水平和教学质量的重要工具[2]。本文利用多媒体的“多样性、交互性、集成性”等特点，针对教学重点和难点，结合经典的流行病学研究案例，制作形象生动、实践性强的多媒体课件，辅助流行病学理论教学的开展。经过教学应用证明，多媒体教学可在一定程度上弥补见（实）习课时不足的缺陷，达到活跃课堂气氛、激发学生学习兴趣、加深学生对理论知识的理解的目的。利用多媒体的特点设计教学课件。。在流行病学教学中，一些理论性较强的知识点仅靠讲解不容易解释清楚，如果结合教材、文献中的各种案例来进行讲解，再通过多媒体的图像、动画、声音的处理，使学生的多种感官同步接受信息的刺激，可激发学生的学习兴趣[3]。多媒体教学比传统教学花费的时间少，节约出来的时间可用来构建案例情景，尝试开展基于问题的教学法等教学模式的改革和探索，以锻炼学生自主学习的能力。

在流行病学中有很多概念和原理比较抽象，如果运用传统的教学方法讲解，不仅费时而且学生很难理解。例如在流行病学描述性研究这一章节中，教材中用了一系列统计指标列举了大量数据来描述三间分布，在授课时若照本宣科地讲解，学生必定觉得枯燥乏味、毫无兴趣，而通过多媒体课件，可以把这些数据和调查结果用一些图和表来进行讲解。。描述性研究、病例对照研究和队列研究是流行病学循序渐进的三个研究范畴，是从揭示疾病现象到找出原因并提供措施的一个过程，是流行病学教学内容的重要组成部分。在教学中不可避免地要讲解到相关的概念和定义，这时通常可以借助多媒体技术与案例教学法相结合，把晦涩难懂的理论融入到有代表性的案例中进行讲解，把研究方案的精髓和主线贯穿在相应的flash流程图中，把原来死板的原理通过动画灵活地表现出来。例如在讲解病例对照研究时，把英国Doll和Hill吸烟与肺癌关系的病例对照研究作为案例制作成多媒体课件，通过课件回顾该案例的设计思路及研究结果，这样使得学生在理解病例对照研究时更加容易，从而达到了很好的教学效果。。在随机对照试验中，教学的难点之一就是随机分组方法，在传统教学方式下，讲解随机分组让学生很难理解，从而不能很好地应用到以后的学习和工作中。针对这一问题，我们在讲解这一部分时采用动画的形式展现随机分组的过程，让学生切实感受到如何进行随机分组，在使其印象更加深刻方面起到了很好的教学效果。。

通过运用以上方法不仅大大提高了学生上课的积极性，同时也收到了很好的教学效果。但多媒体教学也存在一些不足。首先多媒体教学知识容量大，教师的授课速度较快，导致学生的思维难以跟上教师的教学进度，从而很容易使学生产生疲惫和厌烦情绪，反而达不到理解和掌握知识的效果。。因此我们在制作多媒体课件时应该慎重考虑其缺陷，避免应用后带来的不良影响。最后，我们在制作多媒体课件时，很难体现一些细小的知识点，因此，在给学生讲解的过程中应该注意此方面内容的讲解，尽量使授课内容更加全面。

总之，多媒体教学和案例教学的结合应根据教学目标、教学内容、教学对象等因素，恰当地选材，制订科学的教学方案，设计合理的课堂教学计划，充分调动学生的积极性、主动性，切实有效地与学生进行交流，从而不断提高教学水平。

参考文献：

[1]吴敏，陈清.临床医学生的流行病学教学[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2004，6（6）：582-584.

[2]朱海燕，于先清.多媒体技术在预防医学教学中的应用[J].现代医药卫生，2008，24（1）：154-155.

[3]陈卫刚，李睿.内科学教学中多媒体技术应用的利与弊[J].卫生职业教育，2006，24（24）：55-56.

流体力学的应用范文6

关键词：流体力学；教学改革；探讨

中图分类号：G2.0 文献标识码：A

流体力学是一门研究流体运动基本规律以及流体与物体之间的相互作用力的学科，它作为一门严密的且应用面很广的专业基础学科，是以数学、物理学为基础发展起来的，也是土木、机械、动力、水利、环境等学科的一门技术基础课程。改革开放以来，虽然各院校在该课程教学实践中都积累了丰富的经验并取得了不少成果，但是在该课程建设中仍存在着许多问题。论文结合教学现状，从学生兴趣培养、教学方法改革以及师资队伍建设三方面探讨提高流体力学教学水平的方法。

一、 流体力学教学现状

流体力学是一门主要研究流体平衡和运动规律及其实际应用的技术科学，具有理论性强、工程实际应用广、概念和方程较多且易混淆、对学生高等数学知识及综合分析和处理问题能力要求较高等特点。流体力学建立在理论、计算、实验三大技术手段之上，是化工、土木、机械等众多学科或专业的基础学科。另外，流体力学在环境工程设计和实际工程中也有着广泛的应用，是水处理设备设计与应用的必备知识，以及生态分析的重要理论基础。同时，流体力学是环境工程与其他学科体系沟通的桥梁，这个桥梁作用是其他基础课或专业课无法替代的，直接影响到环境工程学科体系的完善性。因此，提高流体力学课教学质量，使学生学好本门课程，培养学生分析问题的能力和创新能力，对流体力学课程教学进行改革以适应学科发展显得十分必要。

目前国内院校的流体力学课程教学过程大体可归纳为“课前预习、课堂教师讲授、实验室实验、课后教师评阅”的四段串行模式。实践证明，这种传统的教学模式在强化理论教学成果以及动手能力的培养方面效果比较显著，然而在创新意识培养方面却收效甚微。原因在于：①理论教学中注重经验理论与公式的讲解，而公式多且乏味，导致教师难教，学生难懂，课堂教学缺乏生动性。另外，本科流体力学理论教学模式多为填鸭式教育，对学生而言，流体力学课缺少客观体验，理论抽象，不易理解，而由此带来了一系列的问题是现在流体力学课程教学的主要障碍；②目前，大部分院校的流体力学实验教学多采用传统验证性实验，每一学生进行的实验完全相同，教师由实验报告的数据评定实验成绩。虽然实验有利于增进学生对理论知识的理解，但此手段不能激发学生的积极性，无法体现学生的主体性，也不能培养学生的创造性[1]。由于实验教学内容多数为验证性实验，在按既定的理论知识和实验方案实践的过程中，学生所得到的主要是从理论知识到实践成果的收获，而教师的作用主要是理论知识的传授，具体实验的演示、引导与纠错，甚至有时会耳提面命，因此学生作为学习主体的创造性很难有机会得到展示。

因此，采用一种有效的教学方法进行流体力学理论和实验教学的改革，激发学生的学习积极性和主动性，以提高流体力学课程教学质量，并对相关专业产生积极的影响，从而促进学生创新性的培养非常有必要。

二、 培养学生对逻辑思维的兴趣

学生对任何概念和公式的形成、理解有一个过程，而在流体力学中，这些概念、公式又较为抽象，要求学生具备较强的逻辑思维能力，因此，根据学生掌握知识的快慢，耐心引导学生进行逻辑思维，培养学生对逻辑思维的兴趣，使他们产生对逻辑推理的爱好，就成为教学中的关键。例如，流体力学中的三大方程――连续性方程、动量方程和能量方程需通过输运公式逐步推导而来，如此的教学安排便使知识较为系统、连贯、紧凑，并有利于认识各个方程的物理意义。而输运公式的推导由于逻辑性较强，讲授时就需要花费较多的学时和精力来理清逻辑思路，理解每一步推导中的物理含义和数学要领，使学生对输运公式有一个清晰准确地理解。最后，将输运公式中的物理量换成质量、动量、能量即可得出连续性方程、动量方程和能量方程，如此便形成了较为完整的逻辑演绎体系。此种方式不仅使理论教学更加清晰明了，而且会使学生对将要学习的知识接受产生极大兴趣，具有更加强烈的探索感和求知欲。

三、 教学方法探讨

教学方法作为联结教师和学生的重要纽带，在提高教学质量方面起着重要的保证作用。。

（1）重视绪论课的作用

部分教师认为绪论课仅是对流体力学的简单介绍，作用不大，所以对绪论的授课过程照本宣科、枯燥无味。其实绪论课对整个教学活动的成功与否起了至关重要的作用，它不仅是学生了解流体力学课程的窗口，也是教师教学水平的第一次展示。

讲授绪论课的较好方法是介绍流体力学的成就、发展方向、广阔前景及其在国民经济中的重要作用等。教师要注重讲解流体力学知识在工程中的应用，特别是教师自己承担的科研项目，以展示流体力学在科学和工程技术中所取得的辉煌成就[2]。例如，通过介绍流体力学理论在“神舟号”系列飞船上的广泛应用，使学生明白流体力学这门相对古老的学科还具有旺盛的生命力；通过介绍美国华盛顿州的塔科马悬索桥在1940年秋天的大风中倒塌的例子，说明在实际工程中忽视流体力学会造成巨大的灾难[3]。另外，流体力学的发展史对于激励学生的学习热情也有着非常重要的作用。在上课的同时，要善于借助互联网，及时的将一些重要理论的发展过程、重要研究成果展现在学生的面前[4]。

（2）从实例中引出教学内容

流体力学虽有概念多、逻辑性强、理论上较难理解的特点，但却与生活和生产实际密切相关。在具体教学内容的讲解过程中，穿插一些生活中的现象，并结合课本中的理论“双管齐下”，利用学生求趣、求新、求知的心理，引导学生学习并掌握教学内容。例如，在讲流体粘性时，比较水的粘性和油的粘性；在讲流体静力学知识时，可讲一些水库垮坝事件，主要是设计时有缺陷和施工存在着质量问题，不能承受水对壁面的静压力。另外，还可以进行一些相关事例的延伸，如是否建设三峡工程时流体力学专家的争论，通过分析得到的建设三峡工程必要性的结论等，使学生切实体会到学好流体力学的重要性[5]。利用这些鲜活的事例，使课堂教学更生动、更有意义。

（3）师生互动，培养良好学风

调动学生主动的学习，培养学生良好的学风，提高学生综合素质，是加强流体力学教学效果的重要条件。。在课堂上，多为学生提供随堂练习的机会，师生互相之间进行探讨和思考，针对练习中的问题讲解做题思路和方法，给予纠正和补充。这种授课模式充分调动了学生的主观能动性，课堂气氛活跃，有利于拓宽学生的思维深度，查漏补缺。学风对于任何一门课程教学的成功与否都起到了非常关键的作用，所以从第一堂课、第一次作业就要严格要求学生，对作业的批改做到一丝不苟，指出其作业中的各种问题并要求其修改。例如，要求学生对作业中的每道题，在解答时必须写出已知、求解，并画出相应图示，这些小细节可以帮助学生以简明的方式加深理解题意，取得了较好的效果。

（4）重视实验教学

流体力学按研究方法可以分为理论流体力学、实验流体力学和计算流体力学。实验流体力学是理论流体力学发展的基础，是计算流体力学的检验依据。因此，实验教学在流体力学教学中有着极其重要的地位。流体力学中的公式繁多，难以记忆，难以理解，通过实验可以加强学生对公式的感性认识，有助于学生深刻理解公式和概念的物理意义。例如，在讲解伯努利方程意义的时候，单从公式上讲解并不形象，通过能量方程实验，可以使学生非常直观的理解伯努利方程中每一项对应的意义。。

（5）传统教学方式和多媒体技术互补

过去，流体力学课程在教学手段上采用板书教学，这种方式能够在教师的书写和同步的讲解中促进学生的积极思维与参与意识，但对教学内容中比较抽象的概念、复杂的流动现象和流动规律，很难用语言和文字准确、形象地描述。多媒体教学最大的优点是形象、生动、具体、直观、易于理解且信息量大，但也有不能突出推导过程和思维、学生对知识的掌握比较肤浅的一些弊端。将传统教学方法和多媒体技术综合应用于教学过程是一种很好的方法，在讲授偏重于推导过程的内容时采用传统授课方式，而讲授直观形象的内容时采用多媒体教学方法，做到取长补短、优化组合，会获得较好的教学效果[7]。

四、师资队伍的建设

为适应素质教育的需要，教师不仅要掌握先进的教学手段，而且要努力研究实施素质教育的教学方法。在实际教学过程中，要灵活应用各种教学方法，并且要善于归纳总结教学经验，虚心向有经验的教师请教，同时要高度重视学生的反馈信息，不断调整自己的教学思路，只有这样才能逐步提高自己的教学水平。社会发展对教师的自身素质提出了更高的要求，教师要明确教学水平的提高和发展是一个毕生的过程，教师应该不断开阔视野，更新知识体系，才能形成对流体力学更深层次的理解和认识。

五、 结论

论文结合流体力学教学现状，从学生兴趣培养、教学方法改革及师资队伍建设三方面论述的教学方法，将教与学有机结合起来，使枯燥的流体力学课堂变得生动活泼，多方面激发学生的主动性、积极性及创造性。将上述方法运用于教学实践后发现，该方法能够有效的提高流体力学课程的教学效果。

参考文献

[1]梁丽珍，牛俊玲.互动式流体力学教学模式探索[J].化工时刊，2011（2）：66-67

[2]王发辉，桑俊勇，张丹.“流体力学”立体化教学体系的构建[J].电力教育，2009（12）：102-103

[3]邹惠芬，张培红，叶盛.流体力学多媒体教学的探讨[J].沈阳建筑大学学报（社会科学版），2008（4）：507-509

[4]潘良明，何川，陈红.流体力学立体教学法初探[J].中国电力教育，2008（11）：73-74.

[5]陈霞.流体力学教学方法的探讨和研究[J].科技文汇，2011（9）：104-108

[6]岳建芝，李刚.流体力学教学中的几点体会[J].科技信息，2009（29）：187