比较教学法在工程流体力学实验教学中的应用

《工程流体力学》教学方法改革与研究[摘要]为了更好地发挥《工程流体力学》课程的基础教学作用，根据上海海洋大学《工程流体力学》课程开设的现状，以及国内一些知名高校开设本门课程的情况，本文总结了笔者所在的教研组多年来教授该课程的一些体会，通过对教学内容和教学方法手段进行改革，不断培养学生工程意识和工程实践能力，提高创新能力，才能使学生真正掌握该课程的核心知识，提高他们分析问题和解决问题的能力。

[关键词]工程流体力学教学方法改革工程实践一、提炼课程核心思想、调整教学内容近几年来，随着我国及上海市海洋战略布局和海洋经济的发展，上海海洋大学作为一所以海洋、水产和食品为特色的高校，在学科和专业建设方面取得了较大进步，《工程流体力学》作为一门专业基础理论课，其地位愈来愈显得重要。

其中海洋学院、食品学院和工程学院几十年来在本科和研究生教育中，一直将《工程流体力学》和《高等流体力学》作为一门相当重要的专业基础课。

特别是，工程学院的机制专业将《工程流体力学》作为该专业学生的一门必修课，随着学校的发展，这门课程必将渗透到生命学院的水产、水生物、设施渔业、水环境等专业和方向中。

目前根据已定的教学计划，每学年有近650名学生学习这门课，由于各专业对其内容眼球的不同，需要结合各专业的特点，提炼课程核心思想、调整教学内容，通过不同的模块组合，确实提高学生的学习兴趣，促进教学质量的提高。

上海海洋大学《工程流体力学》任课教师根据多年的教学大纲及要求编写了“工程流体力学”教材，同时完成了配套教材的ppt 电子教案，要求学生掌握流体力学的基本知识、原理和计算方法，主要包括：静平衡微分方程、流体对固壁的总压力、流体运动的描述、伯努利方程、动量（矩）方程、量纲分析、相似原理、绕流阻力等。

在弄清概念，掌握理论的基础上，能够学会运用基本理论分析解决实际问题，并掌握基本的实验技能，为从事专业工作、科研和其他专业课的学习打下基础。

为了便于学生的自主学习，又出版了配套教材的“工程流体力学习题解析”一书。

工程流体力学中的计算流体力学方法分析工程流体力学是应用流体力学原理和方法解决工程问题的学科。

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是工程流体力学中的一种重要的数值计算方法，它通过使用数学模型和计算机模拟来研究和解决流体力学问题。

计算流体力学方法在工程领域中具有广泛的应用，涵盖了空气动力学、水动力学、湍流、热传递等多个领域。

它可以帮助工程师和科学家预测流体的流动行为、优化设计和改进工艺，从而提高产品性能和工程效率。

计算流体力学方法的分析主要包括数值方法选择、模型设定和计算结果验证等方面。

首先，在选择数值方法时，我们可以根据问题的特点和计算资源的可用性来确定合适的方法。

常见的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。

在选择数值方法时，需要考虑精度、稳定性和计算效率等因素。

此外，还要根据流体力学方程的类型和边界条件的特点来选择适用的离散化格式，以确保计算结果的准确性和可靠性。

其次，在模型设定方面，我们需要根据具体的问题设定合适的数学模型和边界条件。

数学模型通常是一个或多个偏微分方程组，描述了流体力学问题的物理本质和流动行为。

根据所研究的问题类型，可以选择不同的数学模型，如Navier-Stokes 方程、雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)以及湍流模型等。

在设定边界条件时，需要考虑流体与固体的接触面、入口和出口的流动特性、边界层以及其他外部条件等，并根据实际情况进行适当的简化和近似。

最后，在计算结果验证方面，我们可以通过与实验数据进行对比来验证计算结果的准确性和可靠性。

这可以通过与文献中的实验数据对比或者进行实际实验来进行。

验证的方法可以包括对比速度、压力、流量等物理量的大小和分布，以及对比特定区域或流动行为的定性和定量特征。

通过计算结果的验证，我们可以评估数值模型和方法的适用性，并对计算结果的可信性进行评估。

总结来说，工程流体力学中的计算流体力学方法分析涉及数值方法选择、模型设定和计算结果验证等步骤。

工程流体力学教学中的几点体会《工程流体力学》作为工科院校的一门专业基础课，是很多专业的主干课程。

为了提高教学质量，教育界的同行不断地进行着各种各样的教学改革探索。

工程流体力学教学手段教学效果《工程流体力学》是机械工程专业、石油工程专业、化学工程专业等诸多工科专业的一门十分重要的专业基础课，在各个工程领域都有着广泛的应用。

作为力学的一个分支，工程流体力学主要研究流体的平衡和运动的基本规律以及流体与固体的相互作用的力学特点，用于分析解决工程设计和使用中的实际问题。

其特点是数学公式多，大部分内容都是围绕数学方程的推导，理论性强。

学生在学习过程中普遍感觉吃力并且枯燥。

因此，为提高教学质量，教育界同行不断地进行着各种各样的教学改革探索。

一、联系实际，理论与实践相结合流体力学内容抽象，概念性强，整门课程从头到尾充斥着偏微分方程，公式推导繁杂。

而且与其他力学课程不同，流体力学是采用欧拉方法解决问题，这一点学生理解起来非常困难，导致流体力学这门课程被公认为大学课程里最难学的课程之一。

为了提高教学效果，在教学实践过程中注重理论与实践相结合，更有利于学生对知识的理解与掌握。

本课程主要围绕几大偏微分方程展开，在讲述过程中如果过于强调数学理论的推导过程，学生肯定会感觉枯燥无趣，而且不知道学习的真正目的，从而失去学习的动力。

针对这种情况，我在讲述公式推导部分时着重分析研究思路和方法，重点介绍公式的适用条件及意义，尽量避免长篇大论的数学推导过程。

比如伯努利方程是本课的重点，在课堂上我只是把推导思路给大家讲清楚，后面花了两节课的时间来讲它的应用，包括皮托管测速计、节流式流量计以及在一般水力计算中的应用等。

在课程的最后部分，针对授课专业特点，结合现场实际工程案例，讲述了流体力学基本理论在实际中的应用，同时也对课程内容进行了总结和回顾。

通过上述具体应用实例，使学生能够理论联系实际，培养学生以后工作时解决实际问题的能力，同时还能使学生认识到课程的重要性，增加了学习兴趣。

高校工程流体力学课程教学的探索与实践一、引言工程流体力学是工程领域中的重要学科，其在航空航天、汽车、船舶、能源等领域都有着重要的应用价值。

高校工程流体力学课程的教学显得尤为重要。

在传统的工程流体力学课程教学中，往往存在理论脱离实际、实验操作简单枯燥等问题。

本文将探讨高校工程流体力学课程教学的现状，提出一些教学改革的探索与实践，旨在提高学生对工程流体力学的学习兴趣和理解能力。

二、高校工程流体力学课程教学的现状分析1. 理论脱离实际传统的工程流体力学课程教学往往过分强调理论知识的传授，忽略了实际应用。

学生在学习中往往感到理论知识与实际应用之间的脱节，难以理解知识的实际意义和应用价值。

2. 实验操作简单枯燥工程流体力学课程中的实验教学主要以简单的演示实验为主，缺乏对学生实际动手操作的引导和训练。

这种实验教学模式容易让学生产生学习兴趣缺乏，难以理解实验原理和方法。

3. 缺乏案例分析在工程流体力学课程中，缺乏实际案例的分析与探讨，导致学生无法将理论知识与实际工程应用相结合，难以真正理解所学知识的实际作用。

三、教学改革的探索与实践1. 借助虚拟仿真技术加强实践教学为了弥补实验教学中的不足，可以引入虚拟仿真技术来加强实践教学。

利用虚拟仿真技术，学生可以通过计算机模拟实验操作，观察流体力学现象，进行数据分析，从而达到实验教学的效果。

这种教学模式不仅可以减少实验室成本，还可以提高学生的实际操作能力和动手能力。

2. 强化工程案例分析在课程教学中，可以增加大量的实际工程案例，通过案例分析的方式，帮助学生将理论知识与实际工程应用相结合。

通过分析真实工程案例，学生可以更加直观地理解工程流体力学知识的应用价值和意义。

还可以激发学生对工程流体力学的学习兴趣，提高学习积极性。

3. 加强实践教学环节在工程流体力学课程中，可以加强实践教学环节，引导学生动手操作，进行实际的流体力学实验。

通过实际的实验操作，学生可以更加深入地理解流体力学的原理和规律，提高实验操作能力和动手能力。

工程流体力学教学设计一、引言工程流体力学是一门研究流体在工程中运动和变形规律的学科，是理论与实践相结合的学科。

它是建筑结构、航空航天、水利水电、石化、能源等工程学科中不可或缺的基础课程。

为了提高学生对工程流体力学的理解和掌握能力，我们需要进行合理的教学设计。

本文将探讨工程流体力学教学的内容、教学方法和评价体系，以提供参考和指导。

二、教学内容1. 基本概念与原理工程流体力学的基本概念包括流体、流动、压力、密度等。

教师应当通过具体的例子和实验室实践，帮助学生理解这些概念，并阐明它们的物理意义。

同时，学生还需要了解流体静力学和流体动力学的基本原理，包括质量守恒、动量守恒和能量守恒原理等。

2. 流体静力学流体静力学是工程流体力学的基础，它研究的是静止流体的性质及其受力分布情况。

在这一部分的教学中，可以通过课堂讲解和实验室实践相结合的方式，展示流体的压力、重力、浮力等概念，并讲解流体静力学相关的公式和计算方法。

3. 流体动力学流体动力学是工程流体力学中的重要内容，它研究的是流体的运动规律，包括流体流动的基本方程、管道流动、边界层理论等。

在教学中，可以通过理论课堂讲解和计算实例的练习，让学生深入理解流体动力学的基本概念和计算方法。

4. 流体力学的应用工程流体力学的应用广泛，包括管道系统的设计与分析、流体力学在飞行器设计中的应用、水力发电厂的设计与运营等。

在教学中，可以引入实际工程案例，让学生将理论知识与实际问题相结合，提高学生的应用能力。

三、教学方法1. 理论讲授结合实践在理论教学中，教师可以通过讲授基本概念和原理，引导学生理解课程内容。

同时，通过实践活动，如实验室实践和模拟计算，让学生运用所学知识解决实际问题。

2. 小组讨论和案例分析在教学过程中，可以组织学生进行小组讨论，让学生相互交流、合作解决问题。

此外，通过案例分析，引导学生将理论知识应用到实际工程案例中，培养学生的分析和解决问题的能力。

3. 多媒体辅助教学利用多媒体技术，使用适当的教学软件、模拟工具和动画演示等辅助教学手段，可以生动形象地展示工程流体力学的原理和应用。

《工程流体力学》教学方法探讨作者：王红波熊青山来源：《现代职业教育.高职本科》 2018年第6期工程流体力学是一门理论性强的学科，笔者在从事教学的过程中，通过与学生交流，了解到了一些教学效果方面的情况，大部分学生认为该课程难度大，公式推导多，不容易懂。

有较多的学者对流体力学课程的讲解提出了很多建设性的看法，涉及方法研究及改革等方面。

笔者在工程流体力学的教学过程中，一直致力于摸索流体力学的教学方法，期望获得较好的教学效果，参照前人对流体力学的研究，提出了工程流体力学教学的几点方法，总结为结合专业法、整体把握法及强化思路法三种方法。

一、结合专业法笔者教学的对象为石油专业的学生，为了激发学生对流体力学的兴趣，强调工程流体力学的重要性及学科地位，在流体力学的讲解过程中，讲解工程流体力学在石油专业中的应用。

以流体水头损失的讲解为例，说明结合专业法在工程流体力学讲解中的应用。

将流体水头损失知识点结合钻井过程中钻井液损失进行讲解工程流体力学，将流动阻力分为两类，即沿程阻力与局部阻力，而对应的水头损失为沿程水头损失与局部水头损失，沿程阻力为沿着管路直管段所产生的阻力，局部阻力为液流流经局部装置（进口、弯头、闸门）所产生的阻力。

对应的两类水头损失为沿程水头损失hf与局部水头损失hj，而流动中总水头损失hw为∑hf与∑hj之和。

结合钻井过程中钻井液的循环过程，让学生进一步了解水头损失的原理及工程流体力学在石油专业中的重要作用。

泥浆具有冲洗井底、携带岩屑、平衡地层压力、冷却与润滑钻头、保持井眼的稳定及提供井下动力的作用，其循环过程为：泥浆罐→泥浆泵→管汇→水龙头→钻具→钻头→环空→井口→泥浆处理系统→泥浆罐。

为学生分析钻井液在流动的过程中，沿程水头损失及局部水头损失的产生，沿程水头损失分别发生在哪些部位，以及局部水头损失发生在哪些部位。

二、整体把握法流体力学的一些章节就是解决后的科学问题的结论。

采用解决科学问题的一般思路，结合章节的目录，逐一讲解各目录，让学生了解本章节的内容，对该章有整体的把握。

工程流体力学教学模式国内外对比工程流体力学是工程领域中重要的学科之一，它研究流体在力的作用下的运动和变形规律，广泛应用于航空航天、交通、水利、电力、环境工程等领域。

随着现代科技的发展，工程流体力学教学模式也在不断更新和完善，国内外的教学模式有着各自的特点和优势。

本文将对国内外工程流体力学教学模式进行对比分析，从教学内容、教学方法、教学资源、实践环节等方面来探讨其差异和发展趋势。

一、教学内容国内工程流体力学教学内容主要包括流体静力学、流体动力学、流体力学方程、流体流动实验等内容，教学重点集中在基础理论和公式推导上。

而国外工程流体力学教学内容则更加注重实际工程应用，内容不仅包括基础理论和公式推导，还涉及工程案例分析、计算机模拟、实验设计等内容，注重理论与实际的结合。

二、教学方法国内工程流体力学教学方法以课堂讲解和板书为主，教师为主导，学生为被动接受者；实验教学规模较小，缺乏实际工程应用的案例分析。

而国外工程流体力学教学方法更加多样化，除了传统的课堂讲解外，还包括案例教学、小组讨论、实验模拟、工程项目等教学形式，注重培养学生的实际应用能力和创新思维。

三、教学资源国内工程流体力学教学资源相对匮乏，主要以教材和教师讲义为主，实验设备和实习基地较为简单，无法满足学生的实践需求。

而国外工程流体力学教学资源丰富多样，教材、教辅资料、实验设备等一应俱全，学生可以在更好的条件下进行学习和实践。

四、实践环节国内工程流体力学教学中实践环节较少，实验设计和实践操作的机会较为有限，导致学生对理论知识的掌握和工程应用能力的培养存在不足。

而国外工程流体力学教学注重实践环节的设置，学生可以参与工程项目、实验设计、模拟计算等活动，培养了学生的动手能力和实际操作能力。

国内外工程流体力学教学模式存在着明显的差异。

国内工程流体力学教学模式偏重于基础理论和公式推导，整体教学水平和工程应用能力有待提高；而国外工程流体力学教学模式更加注重理论与实践的结合，注重学生的实际应用能力和创新思维。