流體力學教學中的幾點體會

劉頎

摘 要 流體力學理論性較強，內容也相對比較抽象，是學生公認的比較難學課程之一，也是教師認為比較難講的課程。結合教學實踐，總結流體力學教學的幾點體會，供從事本課程教學的人員參考。

關鍵詞 流體力學；多媒體；實用技能

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）12-0117-02

1 前言

流體力學是工科院校能源動力工程、機械工程、土木工程、礦業工程、水利工程類等專業的重要基礎課，對各類技術人才的培養起著重要作用[1]。講好課難，講好流體力學課更難，主要由于流體力學的抽象概念比較多和對高等數學要求較高，抽象概念的講解與數學公式推導容易導致課堂教學枯燥無味[2]。

講課是一門科學，也可以說是一門藝術。要想講好大學里的課程，教師不僅要有寬廣的科學知識和深厚的專業知識，還要具備靈活運用教學方法的技巧[2]。根據近幾年講授流體力學課程的實踐，有下面幾點體會。

2 流體力學教學的幾點體會

上課前的充分準備 要想講好素有“留級力學”之“美譽”的流體力學，上課前的準備尤為重要，包括教師和學生兩方面的準備。

教師的準備首先是要選擇優秀的、適合所教專業的流體力學教材。流體力學教材可謂琳瑯滿目，種類繁多。其次要仔細研讀課程教學大綱，教師先要掌握大綱要求，并根據大綱要求有針對性地對教材內容進行選擇，對重點、難點進行分析取舍。應該讓學生在學完每章后明確哪些內容該掌握？重點、難點是什么？學完之后需要達到什么樣的要求？這一切均應設身處地站在學生角度考慮[2]。

學生的準備主要就是課前的預習。流體力學的學習課前預習很重要，這是由流體力學的特點決定的。流體力學中應用到不少數學知識，不提前預習，就更不容易掌握。教師應在每節課結束時提醒大家要預習的課本與教學的內容。

此外，筆者認為，教師講課過程中還應參閱大量與本專業相關的專業書籍，了解流體力學在該專業課程體系中的地位與作用，后續課程中哪些地方要用到流體力學中哪些內容，以便更好地為專業課的學習服務。教師在做好充分準備的基礎上，根據學生已有的知識和接受能力編寫講稿。總之，教學的教與學是一體的，教學就像打仗一樣，要“知己知彼，百戰不殆”。

教學中應提高學生的學習興趣，調動學生的積極性 流體力學因在20世紀五六十年代對航空航天事業的巨大推動而備受關注。近年來，很多學生認為這門學科已是明日黃花、過時的“寵兒”，輝煌不再，加之又難，枯燥無味，引不起學習興趣。興趣是最好的老師，為了使學生學好這門課程，必須要提高他們的學習興趣，調動學習的積極性[3]。

首先，應上好“緒論”課，“緒論”課的教學不容忽視。“緒論”是流體力學課程的第一部分內容，是學生了解該課程的窗口。“緒論”課上得好壞，對于整個課程教學的成功與否至關重要[4]。在“緒論”課上應該多花費一點兒時間列舉日常生活及生產實踐中流體力學的應用，要是能結合教師自身或同事承擔的科研來說明流體力的重要性，則更能激發大家的學習興趣。

其次，在流體力學教學過程中，通過重大事件實例教書育人。在流體力學教學過程中適當地穿插講述一些有關重大事故、重大事件和重大建設項目，對于學生認識現在的學習與未來工作之間的關系，提高學習的自覺性，培養熱愛專業的思想和嚴謹的科學作風有很大幫助。

如講解靜力學時，可以結合一些水庫垮壩事故來講解，如安徽省佛子嶺和磨子潭大壩漫頂、河南省板橋和石漫灘水庫潰壩、吉林省豐滿大壩溢流被嚴重沖毀等事故給人民生命和財產造成重大損失。事故原因既有設計上缺陷，又有施工質量問題以及運行管理工作薄弱等問題。“相關運行管理人員存在經驗不足，設計人員又缺乏足夠專業技術知識”，這是發生事故的普遍原因，學生將來工作的責任心和專業技術素質會關系到眾多人的生命和財產安全[5]！

如講述機翼升力隨攻角變化，可以結合1998年華航空難。事故原因：飛機進場過高，重飛時收起鼻輪、起落架和襟翼，使阻力突然減小，導致飛機仰角過大，造成失速、左右搖擺和快速下降，離地過低，機尾和后艙先撞地，致使飛機爆炸。這一事件可以結合機翼升力隨攻角變化（特別是失速現象）來講述，使學生得以深刻理解空氣動力學對于航空的重要性[6]。再如美國柯麥爾航空公司第5191次航班在肯塔基州列克星敦墜毀原因：飛機飛錯跑道，跑道過短，飛機達不到一定的速度，就沒有足夠的升力起飛[7]。

這些事件中都包含流體力學的道理，只要做流體力學的有心人，與流體力學有關的重大事件還是能收集到不少的[5]。把收集到的事件引入課堂、豐富課堂，可以更好地調動學生學習的積極性。

教學過程中要注重學生實用技能的培養 流體力學是一門應用性與實驗性很強的學科，在教學過程中應將理論教學與實際應用結合起來，比如實驗技能與動手查資料能力的培養。流體力學中的許多計算中的數據是要查找有關工程手冊和圖表的，教師應結合相應部分章節的內容訓練學生查找資料的能力，如查找流體的一些物性參數、局部阻力系數以及莫迪圖等數據圖表的能力。

流體力學也是一門實驗學科，教學過程中有很多實驗，在實驗條件許可的條件下，應當盡量讓每位學生自己動手，掌握常規儀表的使用方法，了解正確的實驗步驟，觀察實驗現象，通過對該理論的科學性驗證，加深對定律的理解，以便在今后工作中能正確應用。讓學生做好實驗與實驗總結，既可以加深學生對知識的理解，又可以鍛煉動手能力。

在流體力學教學中注重傳統教學與網絡教學相結合 雖然流體力學的教材琳瑯滿目，但其課程體系基本一致，可分為三大塊，即基本理論、基本應用和專業課題[1]。要學好流體力學需要具備較強的數學微積分、力學以及物理學方面的知識。

基本理論模塊部分包括流體力學的四個基本內容，即概念、理論、方程和方法。講解基本概念時，可借助多媒體，上課時加入具體實例，有助于學生對概念加深理解。例如：在講解流動的分類層流與紊流時，可以通過引入雷諾實驗的多媒體課件，方便學生清楚理解兩種流動的現象與特點；在講解定常流動時，可以先讓學生觀察一定常流動現象，然后教師總結定常流動的特征，這樣可以加深學生的理解；基本原理公式的推導，可以采用傳統教學中的板書，而推導過程中的相關圖形（如黏性流體的運動方程推導中的微元六面體）和復雜的公式可以用多媒體顯示，既可節省時間，也清楚透徹。

在基本應用部分，可將實際的工程流動現象通過多媒體課件引入課堂，再通過教師從流體力學的基本原理角度進行分析。如明渠恒定流可選取南水北調以及三峽工程等著名水利工程為例，先播放展示相關的視頻、模擬動畫等，引起學生的興趣和注意力，然后通過板書講解明渠恒定流中的相關原理與計算。

當學生基本掌握流體力學的基礎知識和基本原理以后，具有一定的理解能力，再學習專業方面的課題時，教師可以適當增加多媒體網絡教學的分量，縮短板書教學時間，達到擴大課堂知識信息量，擴大學生知識面，加深對基本知識的理解。

3 結語

總之，教無止境，學無止境，如何搞好流體力學教學是一個永恒的話題，也是一個十分廣泛而復雜的課題。以上只是筆者在教學過程中的一些體會和認識，與同行共勉。

參考文獻

[1]程光均，向文英.流體力學教學中的傳統教學與網絡多媒體教學[J].高等建筑教育，2003（1）：40-41.

[2]陳豐.論流體力學教學的方法和特點[J].華南理工大學學報：自然科學版，1995（11）：147-150.

[3]嚴宗毅，蘇衛東.在流體力學教學中調動學生學習主動性，培養創新精神[J].力學與實踐，2001（3）：53-55.

[4]徐艷萍.《工程流體力學》教學探討[J].江西電力職業技術學院學報，2003（2）：48-50.

[5]嚴宗毅，鄭桂珍.在流體力學教學中通過重大事件實例教書育人[J].力學與實踐，2002（4）：68-69，80.

[6]華航班機墜毀原因查明：進場過高，重飛失速[N].北京青年報，1998-03-05（4）.

[7]美客機墜毀事件續：機場設計缺陷是主因[DB/OL].[2006-08-29].http：//news.sina.com.cn/w/2006-08-29/12359879599s.shtml.endprint