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以環(huán)境工程中的實際工程(如城市排水管道、南水北調(diào)工程等)為例,對孔口管嘴、有壓管流和明渠流等應(yīng)用流體力學(xué)部分的內(nèi)容進行講解,可以使學(xué)生對流體力學(xué)理論在環(huán)境工程領(lǐng)域的工程應(yīng)用有一個清晰的認識,深刻理解流體力學(xué)理論知識的重要性。當(dāng)前,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和數(shù)值計算技術(shù)的提高,計算流體力學(xué)(CFD)得到了較大的發(fā)展,在流體力學(xué)的教學(xué)過程中可以考慮增加2學(xué)時關(guān)于計算流體力學(xué)技術(shù)的介紹,在拓展學(xué)生視野、轉(zhuǎn)化學(xué)生思維方式的同時,也為學(xué)生的進一步學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
注重多媒體與傳統(tǒng)板書教學(xué)的有機結(jié)合
隨著計算機技術(shù)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,以多媒體技術(shù)為主的教學(xué)手段已經(jīng)普遍應(yīng)用于高校的課堂教學(xué)中[1]。在流體力學(xué)教學(xué)過程中,采用多媒體教學(xué)手段可以將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化,在有限的時間內(nèi)將許多復(fù)雜的流動物理圖像直觀的展現(xiàn)給學(xué)生,有利于加強學(xué)生對流動現(xiàn)象的感性認識,加深對概念的理解,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效率,擴大學(xué)生知識面。另一方面,使用多媒體教學(xué)手段增加了授課容量的同時也提高了講課速度,教師容易忽略學(xué)生對課件內(nèi)容的消化吸收過程,致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度,降低了教學(xué)效果。因此,就流體力學(xué)的課程特點而言,多媒體技術(shù)并不能完全取代傳統(tǒng)的板書教學(xué),教師應(yīng)采取多媒體和傳統(tǒng)板書有機結(jié)合的方式,充分利用二者的優(yōu)點,達到最佳的教學(xué)效果。如在講解流體流動的兩種流態(tài)時,放映雷諾實驗的Flash動畫,學(xué)生可以清楚地理解層流和湍流的現(xiàn)象與特點;輔以PowerPoint幻燈片可以清晰直觀地表現(xiàn)尼古拉茲實驗曲線和莫迪圖的五個分區(qū)等。
注重實驗教學(xué)及課后作業(yè)
實驗教學(xué)是流體力學(xué)課程的重要環(huán)節(jié),通過實驗,各種水流現(xiàn)象一目了然,能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撝R形象化;同時通過實驗數(shù)據(jù)的采集和處理、實驗誤差分析,基本儀器的原理及使用等,加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論和概念的理解和掌握,有助于開拓學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思考能力。改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式,將實驗內(nèi)容分為實驗錄像、演示實驗、驗證性實驗以及綜合設(shè)計性實驗等不同層次。建議將靜壓傳遞實驗、流體橫向繞流實驗、紊流射流實驗等以實驗錄像的形式展示給學(xué)生;將流線實驗、雷諾實驗、水躍實驗等作為演示實驗;學(xué)生自制動手完成流速和流量的測定實驗、能量方程實驗和動量方程實驗的內(nèi)容[2];鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生利用課余時間,多留意身邊的流體力學(xué)現(xiàn)象,結(jié)合課堂所學(xué)知識,設(shè)計應(yīng)用性小實驗,如三角形堰和梯形堰在流量測量中的應(yīng)用等。課后作業(yè)是對學(xué)生所學(xué)知識理解、掌握程度的檢查,是加強對上課所學(xué)內(nèi)容的強化,同時也是對學(xué)生獨立分析、解決問題能力的培養(yǎng)。首先由學(xué)生獨立完成一定數(shù)量的課后作業(yè)題,可以幫助學(xué)生加深對基本概念和理論知識的理解;然后由教師通過習(xí)題課的方式,對有代表性的習(xí)題和學(xué)生普遍出現(xiàn)錯誤較多的習(xí)題進行講評,引導(dǎo)學(xué)生從解題的過程中掌握解決問題的思路、方法和技巧,以便達到舉一反三、觸類旁通的效果,在以后的學(xué)習(xí)工作中學(xué)以致用,可以有效的增強學(xué)生分析并解決實際問題的能力。
考核方式的改變
傳統(tǒng)的考核方式是以期末一次性考試為主,這種考核方法會造成學(xué)生平時不努力,考前幾天突擊考試的現(xiàn)象,不利于對學(xué)生綜合能力的考查。對于流體力學(xué)課程來說更是如此,學(xué)習(xí)的目的是要提高學(xué)生運用所學(xué)知識對實際工程問題進行分析和解決的能力,而不是對課本理論知識和大量復(fù)雜公式的記憶能力。因此,對傳統(tǒng)的考核方式進行適當(dāng)?shù)母淖?,實行綜合成績評定方法,降低期末考試在成績中所占比重,增加課堂互動、課后作業(yè)和實驗?zāi)芰疾榈拳h(huán)節(jié)。并且期末試卷中集中給出考題中所涉及的相關(guān)的經(jīng)驗公式、圖表等,供學(xué)生選擇使用,可以減少學(xué)生無謂記憶經(jīng)驗公式的時間,而又較好地考查了學(xué)生利用基本理論和公式分析解決實際問題的能力[3]。
結(jié)語
總之,針對流體力學(xué)的課程特點和環(huán)境工程專業(yè)對流體力學(xué)知識的需要,對于環(huán)境工程專業(yè)流體力學(xué)課程教學(xué)改革進行初步探索分析,可以促進教師教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變,強化學(xué)生對基本理論和知識的掌握,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,使流體力學(xué)的理論更好地為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供較好的基礎(chǔ)。
作者:程志輝李霞姜磊單位:遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院
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