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1、“工程流体力学”课程在成教热能专业中的教学探讨 摘要：“工程流体力学”作为能源学科的专业基础课，在本科生整个培育体系中起着举足轻重的作用，是一个很重要的教学环节。现结合成人教化对象的特别性对“工程流体力学”课程在成教热能专业中的教学进行了探讨，综合考虑教化对象和本课程的特点对教学内容进行了补充和修正。并结合实践阅历，在教学中采纳互动教学的方法，以学生为主体，通过自主学习，让学生结合自己的现场阅历在课堂上“讲授”，然后对教学效果进行评价，最终由老师精讲。以期达到理论与实践、专业与课程的统一。 关键词：工程流体力学；成人教化；教化对象；互动教学 作者简介：张兆营（11014-），男，山东青州人，哈
2、尔滨工业高校（威海）汽车学院，讲师；郝晓文（11017-），男，山东济南人，哈尔滨工业高校（威海）汽车工程学院，讲师。（山东 威海 264209） 中图分类号：G734 文献标识码：A 文章编号：1017-0079（2022）19-0088-02 流体力学的探讨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
3、体与限制其流淌的固体壁之间的相互作用问题。1在实际工程的很多领域里，流体力学始终起着非常重要的作用。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探讨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，重点阐述和探讨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
4、科成人教化工程流体力学教材，笔者通过对多种教材的研读，以及往年成教上课的阅历，依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（北京高校出版社，2022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、驾驭起来有困难。3鉴于成人教化对象数学基础和力学基础相对薄弱的特点，在授课中应尽量避开大量的数学公式的推导和微元的受力分析，把第七章相像原理与量纲分析作为自学内容，在讲解动量定理、动能定
5、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驾驭。 二、授课目标及教学方法 1.明确教化目标的职业性和教化内容的好用性 成人教化是以提高社会从业人员的履职实力和适应职业改变实力为目标的教化，其教化内容与职业需求联系紧密，以补充、改善成人的职业学问和技能为目的，好用性较强。4 对于成人教化肯定要明确教化目标的特点，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教化对象（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； 其次，“成人”学生都有固定的工作岗位，有着丰富的实践阅历，在某些方面的相识和实力要强于授课老师； 第三，“成人
6、”学生专业基础课，例如数学和物理等的基础学问比较薄弱，很难理解深度较高、难以理解的原理和公式推导； 第四，“成人”学生渴望获得学问，尤其是能帮助其说明工作中遇到的实际问题的理论学问； 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，因此造成了学问面相对狭窄，从而增加了授课的难度； 第七，“成人”学生的自主学习实力强，这跟现在在校高校生的自主学习实力差形成了显明的对比。 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，并留意授课内容的好用性。在教学学时有限的状
7、况下，在提高教化目标理论水平基础上，使其驾驭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实力，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实力。技术人员经过理论学问的强化学习，再加上自身实践阅历，最终可成为基础扎实、学问面宽、有较强实践实力和创新意识的复合型人才。 如何增加授课内容的好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当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惊慌，污染越来越严峻，而且世界的大气污染形势和应对政策始终在改变
8、，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限制等，以及解决这些问题所用到的必备学问之一就是流体力学。例如要想取得好的脱硫除氮的效果，就要把握烟气的流淌，探讨烟气流淌正是流体力学的责任。我国的科技水平快速提高，须要让学生了解污染物限制的发展趋势，如哪些理论问题仍需深化探讨，哪些技术是当今热点，使“成人”学生在将来的学习探讨和工作中简单找准方向。就笔者以往的授课阅历，“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
9、关的单位，他们对烟气脱硫设备比较熟识，有可能在今后的工作中参加脱硫塔设计或运行，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淌的特点，加入影响脱硫效果的设计思路和方法，主要是讲解烟气流淌的流场、流线、流型的相关概念及理论，使“成人”学生系统驾驭烟气脱硫技术中流体力学的作用。 总之，授课内容的好用性是教学的关键问题之一，授课内容好用“成人”学生才爱听，效果才好。 2.教学手段和教学方法 （1）加强理论学问的讲授。成人教化的对象多数为参与工作多年和未受过正规高等教化的成年人，即“成人”学生，他们又有着丰富的实践阅历。“成人”学生虽然专业阅历丰富，但是专业理
10、论相对薄弱，尤其是专业基础学问比较薄弱，用现在本科教化的术语讲，就是专业基础课不过关。从笔者实际函授授课的阅历来看，“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。 因此，要加强理论学问的讲授，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“给他一点阳光他就绚丽，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淌性；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
11、习爱好又加深了印象。此外，还可以在授课中适当插入一些图片和视频，来激发他们学习的爱好。 （2）采纳导学+启发式方法授课。实行“导学式”教学模式。即，贯彻“学生为主体、老师为主导”的教学理念，5在教学中实行启发式教学，充分发挥现代教化技术在提高教学效率和教学质量方面的重要作用。凭作者多年的授课阅历可知，单纯采纳老师讲、学生听的课堂教学模式，即使加入大量实例，教学效果仍旧较差，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沟通、沟通、协商、探讨，在彼此同等、彼此倾听、彼此接纳、彼此坦诚的基础上，通过理性劝服甚至辩论，不同观点碰撞交融，激发教学双方的主动性，拓展创建性思维，以达到
12、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，而是启发学生思索。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，常常在课堂上提出问题和例题，激励学生主动回答，并绽开探讨，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，有着丰富的工作阅历，对设备的结构和运行了如指掌，对设备处于特别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晰。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料和解决空冷机组夏季出力不足的问题时，他们的阅历就是大量喷水，但是他们不知道造成此现象的缘由，也不清晰最佳的喷水量
13、，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”学生实践阅历丰富的特点，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”，老师对结果加以评论，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学问以及补充内容，并配以图片、动画、视频，激励学生思索，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。由于成人教化不同于一般高校，因此采纳平常成果、期末考试成果各占肯定比例的考核方式，最终合理地给出学生的期末总成果。平常成果包括学生考勤、课堂讲授和问题回答状况、课下作业尤其是资料搜集状况、试验等
14、，对整个教学过程中表现突出的学生，提高他们的平常成果。 三、试验教学 “工程流体力学”课程的理论性和实践性都比较强，许多理论学问须要通过试验去理解、消化。因此试验教学是提高学生对学问驾驭状况的必备环节。 试验教学主要的目的是通过直观的现象来理解课本学问，本课程细心选择了如下五个试验。 1.伯努利方程试验 视察液体在管道中流淌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.流速和流量的测定试验 了解文丘里流量计及毕托管的测速原理。 3.雷诺试验 视察各种流态、测定流态与雷诺数的关系、视察层流时管道断面流速分布。 4.沿程阻力损失试验 加深了解圆管层流和紊流的沿程阻力损
15、失随平均流速改变的规律。 5.局部阻力损失试验 对圆管突扩局部阻力系数的阅历公式和突缩局部阻力系数的阅历公式进行试验验证与分析。 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，扩大了他们的学问面，增加了其主动思索的实力，丰富、深化了“成人”学生的理论学问，也为成人“工程流体力学”教学探究出有益手段。在今后的教学过程中要进一步探究新的教学方法和手段，学习和借鉴优秀老师的教学成果，不断提高自身的综合素养和专业理论学问，立足学校特色优势，接着努力进行“工程流体力学”课程的建设和探究，以期积累更多的阅历和取得更大的成果。 参考文
16、献： 1陈卓如,等.工程流体力学M.北京:高等教学出版社,2022. 2杨建国,张兆营,等.工程流体力学M.北京:北京高校出版社,2022. 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.中国电力教化.2022,(5). 4黄裕华.成人教化要突出“成教化”特色J.福建信息技术教化,2022,(7). 5郭昊,刘沛清.“粘性流体力学”课程“导学式”教学模式初探J.世界教化信息.2022,(10). 6李晓晖,杨洋.“启发-互动式教学”在高校“企业文化”教学中的应用J.今日科苑.2022,(10). （责任编辑：刘辉） 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页