流体力学研究方向范文

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篇1

[中图分类号] TB126 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）012-0052-02

随着计算机技术的发展，越来越多课程的板书教学被多媒体教学取代。流体力学作为机械、土木、能源、采矿等专业的基础课程，主要是研究包括液体和气体在内的流体在静止和运动时的力学规律及其与固体壁面间的相互作用力的一门科学。流体力学的研究方法与理论力学、材料力学、弹性力学等有所不同，其主要反映在用场论的观点处理力学问题上。

流体力学中介绍了拉格朗日和欧拉法之间的区别，我们原来都是用的拉格朗日法来解决问题，即对物体的某个质点属性进行研究。而由于流体力学中的研究对象流体具有易流动性，因此某个质点的研究就不能代表整个流体，此时我们引入了欧拉法，即将物理参数（速度、压强、动量等）通过空间点的属性来进行研究，这是在学习中容易造成混乱的一个地方。此外，流体力学在研究不同问题时分别都做了各种假设条件。例如，N-S方程，到目前为止还没有一般解的存在，那么在对N-S方程求解时，就必须做一些假设来简化该方程使其求解，这也是不太容易理解的一个地方。

流体力学被认为是高等数学在工程力学中的应用。因此，要想学好流体力学，首先要有扎实的高等数学、工程力学及大学物理的基础。流体力学还有许多抽象的概念，如什么是黏性，在流体中体现在什么方面，黏性随温度、压力变化的关系等都需要教师去认真细致地讲解。所以学习流体力学首先要改变观念，要有比较强的建立物理模型和数学模型的能力，这样才能学好这门课。那么如何教授这门课、将复杂的数学问题转化为容易理解的物理概念，并让学生理解且记住，这就是教学方法的问题了。

一、板书教学方法

我们知道传统的教学方法就是板书加讲解，有的时候会用到一些教具，但这些都是静态的，对于一些抽象的难理解的概念很难表达清楚。流体力学这门课程具有理论性强、概念抽象等特点，传统的板书教学方法只能口述进行概念讲解，学生看不到实物，即使和实验课相结合，有部分概念还是无法表达清楚。而且除了概念以外，该课程还有大量的方程推导，很多的文字说明、画图等需要大量的板书，每次课几乎都是在不停地写、不停地擦，不仅教师感到筋疲力尽，学生也难以理解，因此很多教师和学生都反应流体力学是很枯燥无味的一门课，但是很重要，不得不硬着头皮去学。

二、多媒体教学方法

多媒体教学作为一种全新的教学方式，现在被越来越多地使用。但现在绝大多数的课程都是在幻灯片中放上讲课的内容，在上课的时候放出来进行“照本宣科”，有的干脆只是课本的扫描，上这样的课，绝大多数学生都是昏昏欲睡。

多媒体教学不仅是幻灯片在课堂上的应用，还应该包括二维及三维动画的演示，甚至是视频或者实验录像、现场工程录像等。多媒体教学为理解难懂的概念、定义提供了先进的手段，尤其是丰富的现场工程、实验的图片、录像等不仅丰富了课程的信息量，更能刺激学生的感官、激发学生的兴趣、拓宽学生的思路、开阔学生的视野。

但对于流体力学这样的课程如果仅有幻灯片加板书的内容，那么对公式的推导也不能很全面地讲解。我们知道，公式推导就是边讲解边思考边进行，这样才能更好地掌握。如果省略板书学生对于前因后果都不太容易理解，且信息量大，没有思考时间。

如何将板书和多媒体相结合并能取得最佳的教学效果，一直是很多高校教师在研究的问题。

三、板书和多媒体教学有效结合的教学方法

对于制作的课件（包括幻灯片、动画、影片等）应该与课本结合紧密，包括章节名称、讲解顺序、重难点等都要根据课本内容在PPT中按照板书表达出来。这里值得注意的一点是，不能一次出现整页的文字，这样不仅让人看得眼花缭乱，也没有时间思考，直接就能看到结果，根本不能达到预期的效果，而应该逐字逐句通过人为的控制出现。在这个过程中我们可以边讲解边让学生思考，逐渐地出现我们所需要的答案。当然这样做需要很多的时间，但教学效果会大大提高。下面具体说明怎样将多媒体与板书相结合。

首先，对于第一章绪论部分的讲解，可以结合大量的实例，如都江堰、大禹治水、足球射门、火箭升空、消防等动画或视频对学生讲解本门课程的目的、学习方法和意义，以此可得出该课程与社会各领域之间的紧密联系，让学生对流体力学课程产生兴趣，感到该课程并不难。

其次，对于难理解概念的讲解，可以制作动画来表现。例如，流体质点，我们定义的文字叙述是指体积无限小的流体微团，即宏观尺寸充分小，微观尺寸足够大。那么如何来理解这两句话呢？如何利用动画来表示？我们首先可以在一个流体中取出非常小的一个点，指出该点就是一个流体质点，由于是一个点我们可以说它是没有尺寸的，这个尺寸指的就是宏观尺寸。再利用放大功能将该点无限放大，此时该点的区域内部存在无限多个细小颗粒（点），这无限多个点就代表了足够大的微观尺寸，再将放大镜去掉，那么就又回到了宏观上一个无尺寸的点。通过这个动画很好地表达了我们的第一个概念――流体的研究对象：流体质点的定义，形象直观，并能给学生留下深刻的印象。对于其他的内容，如拉格朗日法、欧拉法的说明，以及流线、迹线等概念的解释都可以用动画来表达清楚。这样，学生对于这个生涩的定义就有了很好的理解。

再次，对于公式推导方面的讲解，可以和板书相结合。例如，在讲解静止流体对平面壁的作用力时，用幻灯片给出已知条件即平面壁面积，与水平面所成的夹角，重心、型心所在的高度等，以及示意图。但是，公式的推导过程必须使用板书，推导时给示意图添加一些当时所需要的力或假设条件，得到结论以后，就可以通过幻灯片对每一个物理量进行更深层次的讲解。例如，平面壁上的总压力P=γhcA，这里说明A是淹没面积，此时根据需要，幻灯片上的淹没面积就可以用另一种颜色表示出来，这样学生对公式的每个数学符号在计算时就不会带错值，对公式也能有很深刻的认识。

另外，对于实验方面，可以将动画和实验视频相结合播放给学生观看并讲解。以雷诺实验为例，可利用flas对该实验装置进行描述，再逐一播放动画使学生了解层流和紊流的定义，以及各自存在的条件。等学生有了最初的印象后，再播放整个实验过程的录像。这样学生在做实验之前就能对该实验有一个大概的印象，真正实验时就能更好地记住实验的条件、过程以及结论，并能很好地记住该实验的结果及一些注意事项。

最后，对于例题、作业的讲解，如果是选择题、填空题都可以直接在大屏幕上显示出来。如果是计算题、证明题可以和公式推导类似，大屏幕上显示题目和图，利用黑板进行讲解。

四、结语

多媒体教学并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段，而对于流体力学这门课的多媒体教学方法更需要我们不断地进行探索。多媒体教学不能完全替代传统的板书教学方法，只有将两者有机结合才能发挥出最佳的教学效果。我们最终的目标是让学生感到流体力学这门课上起来是生动有趣的，让教师感到一节课下来是轻松惬意的。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李忠宝，王梓.生命化课堂教学的理论与实践研究[J].大学教育，2012，（12）：79-80.

[2] 陈二云.多媒体技术在工程流体力学教学过程中的应用[J].经济研究导刊，2010，（3）：247.

篇2

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）04-0237-02

1.引言

流体力学是力学的一个分支，在动力工程、城市建筑工程、环境工程、航空航天工程、航海工程、水利工程等领域广泛应用[1]。因此《流体力学》是建筑工程、建筑设备工程、道路与桥梁工程等高职建筑类专业的一门重要的专业基础课。该课程的理论性强，抽象概念多，与数学、物理、理论力学等学科有紧密联系，一直以来都是教师 “难教”、学生 “难学”的一门课程。本文根据该课程在高职建筑类专业中的应用需要，结合目前高职学生特点，从教学手段、理实一体化、教学过程设计、课程考核方式等方面进行教学改革探索，并分析教师和学生角色转换对教学效果的影响。

2.教学中存在的一些问题

2.1学生基础差

随着近几年高考生源大幅减少，全国各省市的高职高专分数线降低至200分甚至更低，由此可知高职教学面对的生源学习成绩较差，数学和物理基础薄弱。因此，学生基础差成为目前高职《流体力学》教学面临的一项重大障碍，但是我们无法改变学生的过去，必须根据目前教学对象的特点调整教学方法，提高教学效果。

2.2 教学手段单一

《流体力学》是一门传统经典学科，教学内容非常固定，于是长年从事该课程教学的教师往往根据自己的喜好，采用一种固定的教学手段。有的教师每次上课都是一本书、一根粉笔，根本不采用现代教学手段，不宜帮助学生理解《流体力学》中抽象的概念或现象；有的教师将教材中的文字转移到PPT课件中照本宣科，学生很快就会在课堂上进入“梦乡”。如此单一的教学手段，势必事倍功半，教师感觉上课很累，学生学习效果也不好。

2.3 教学设计过于简单

大部分教师仍然采用传统的以讲授为主的“填鸭式”教学模式，上课只是为了完成自己的讲课任务，不关心教学效果，不重视教学设计。教学设计只是采用“集中讲授、集中听课”的简单过程。

2.4 考核方式单一[2]

《流体力学》由于其理论性强的特点，传统教学中大多数教师采用单一的期末考试形式评价学生的学习效果。考试从一定程度上确实能反应学生对知识的掌握程度，但不能全面反应平时的学习态度和学习效果，不能反应学生对知识的综合应用能力。

3.教学改革

3.1 教学手段多样化

随着科技的发展，现代教学手段越来越多，多种教学手段的组合可以充分调动学生的视觉、听觉、触觉等各种感官。

（1）PPT课件

PPT课件是目前应用最广泛的一种教学手段，通过PPT可以充分的展示教学的文字内容和图片，并且PPT中的动画设置可以突出一部分教学内容，吸引学生注意力。比如“测压管水头线和总头线”的教学中，可以在PPT图片中设置测压管水头线和总头线用不同的颜色显示，并根据讲解需要自定义线条出现的时间顺序。

（2）板书

板书是最传统的教学手段，但是在PPT广泛应用的今天，板书的利用率在降低[3]。不过，笔者认为如果将PPT和板书结合起来能够发挥它们各自的长处，比如《流体力学》计算题的讲解，如果只用板书需要将题干内容和插图以及解题过程均书写到黑板上，费时费力；如果全部以PPT显示，学生往往很难体会到解题的过程，且长时间看PPT很容易感觉单调分散精力；如果将板书和PPT结合起来，将题干内容和插图在PPT中显示，而解题过程由教师随着讲解按步骤书写到黑板上，既节省了题干书写和画图的过程，又能够通过板书带着学生一步步展开解题过程[4]。

（3）视频

《流体力学》一些抽象的概念或现象，有时仅仅用语言或图片很难生动地描述或展示给学生，比如流线的概念，教师可以借助流线演示实验视频，通过多媒体展示给学生。视频至少播放两遍，第一遍完整播放让学生对实验现象先有个初步认识，然后带着疑问观看第二遍，第二遍播放过程中教师根据需要点击暂停键进行讲解。视频教学手段的应用有效解决了缺乏实验装置无法演示或者学生人数过多实验装置现场演示观看不清的问题。

（4）flas

flas在教学中的应用也越来越广泛，《流体力学》中一些实验现象比如雷诺实验可以做成flas代替视频演示。教师也可以结合本校的实验装置将实验操作步骤做成flas，在学生实验操作前通过多媒体演示，比教师守着实验装置讲解更清晰更生动。

上述教学手段在一次课的教学过程中根据教学内容的需要至少要用到两种，只有不断的变换教学手段，才能够将“爱走神”学生的心思拉回到课堂上来。

3.2 理实一体化

在传统教学中，往往将《流体力学》课程分为理论教学与实验教学两个阶段，一般在学期最后1～2周集中进行实验教学，这种教学方式将理论学习与实验操作隔离开。笔者改变这种教学方式，将理论教学和实验教学融为一体，即将实验教学插入到相关章节理论教学过程中，使学生在实验室同时完成理论知识的学习和实验任务。这种理实一体化的教学方式，可以通过实验现象演示帮助学生理解抽象的理论知识，比如恒定流与非恒定流的演示、虹吸现象演示；通过实验操作和数据处理，帮助学生掌握理论知识的应用，比如将“毕托管测速实验”插入到“能量方程的应用――毕托管测速原理”的教学中，“沿程阻力实验”插入到“紊流沿程阻力系数”的教学中。

3.3 教学设计过程化

教学设计主要是以促进学生的学习为根本目的，运用系统方法，将学习理论与教学理论等的原理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教学评价等环节进行具体计划、创设有效的教与学系统的“过程”或“程序”[5]。随着对课堂教学的不断反思，“满堂灌”的教学方式已为人诟病。如何避免出现“满堂灌”的教学方式，就需要教师课前进行精心的教学设计，结合教学内容不断调整教学手段，变换学生行为状态，让每一次课堂教学都处于动态变化中，充分调动学生积极性。教学设计要带着“为什么学”、“学什么”、“如何学”、“如何评价”四个问题进行，进而确定教学目标、教学内容、教学策略、评价策略。

教学目标的设定要将传统的以知识为出发点的目标转换为以能力为出发点的目标，比如将“掌握恒定流能量方程”转换为“（1）使学生能写出总流能量方程并复述各项的含义；（2）使学生能绘制总水头线与测压管水头线；（3）使学生能应用总流能量方程解决有关工程实际问题”。

教学内容应根据具体专业的需求进行选取，比如管路的计算在建筑设备工程技术专业应用广泛应增加相应学时比重，而明渠水流应在道路与桥梁工程专业教学中增加学时比重。

教学策略是教学设计的重中之重，是为实现教学目标而制定的、付诸于教学过程实施的整体方案，它包括合理组织教学过程，选择具体的教学方法和材料，制定教师与学生所遵守的教学行为程序[6]。因此，教师应将课堂教学划分为几个阶段，比如“沿程阻力系数”一节内容的学习，笔者将其划分为4个阶段。第1阶段理论讲解综合应用PPT、视频录像、板书等教学手段。第2阶段提出沿程阻力系数如何测定的问题，结合实验装置布置实验任务。第3阶段各小组合作完成实验操作与数据处理。第4阶段抽查1～2个小组进行汇报。在整个教学过程中充分调动了学生的脑、眼、耳、手各个器官。上课前，教师给每位学生下发提前制作好的学习过程工作页，让学生明了每个阶段要做的事情，并认真填写工作页，也方便教师检查每位学生的学习过程。

评价策略就是如何对学生的学习过程和成果进行评价，评价是课堂教学的最后环节，也是重要环节，一个科学、合理、公平的评价策略能充分调动学生的积极性，直接影响教学程序的执行情况。比如把课堂回答问题、完成任务的先后顺序、成果展示等都赋予一定的分值，让“挣分”成为教学过程有效执行的动力。

3.4课程考核方式多元化

笔者采用平时表现（遵守纪律、完成作业、课堂作答等，占30%）+实验操作与数据处理（占30%）+期末考试（占40%）的综合考核方式，对于平时表现和实验操作与数据处理取得相应分值比例95%以上的学生采取免考的方式。通过这种考核方式既能全面检验学生的学习态度和学习效果，又能最大程度上调动学生学习参与性，让其重视学习的过程，这与教学设计的过程化是相呼应的。

4.角色转换

在传统教学中，教师的角色和学生的角色是固定的，教师是讲授者，学生是接受者。《流体力学》教学改革必须率先改革这种陈旧的思想意识，教师的角色应随着教学设计而不断变换，可能是讲授者，也可能是主持者或辅导者或评价者。而学生的角色也在不断转换，可能是实验操作者，也可能是数据记录者或团队代言者或评价者。

教师角色的转换改变教师的传统形象，有利于融入学生，增进师生感情交流，提高教学效果。学生角色转换改变死板学习气氛，有利于增加学习趣味性，培养学生团队意识，提高沟通交流、语言表达能力。

5.结语

总之，《流体力学》作为高职建筑类专业的一门重要基础课程，由于其自身特点和当前高职学生特点，必须不断进行教学改革，通过教学手段、理实结合、教学设计、考核方式等全过程优化，探索适合该课程的教学方法。教学改革必须以学生为主体，以增强教学效果为根本目的，培养学生知识应用、创新、团队合作等综合能力。

参考文献：

[1]白桦.流体力学泵与风机.北京：中国建筑工业出版社，2005

[2]苏新兵等. “应用流体力学”课程教学改革情况和几点体会.中国电力教育，2011（19）

[3]李欣.流体力学课程教学改革探讨.沈阳教育学院学报，2011（04）

[4]陈霞.流体力学教学方法的探讨和研究.科技文汇，2011（09）上旬刊

[5]邓泽民等.职业教育教学设计.北京：中国铁道出版社，2011

[6]（美国）威廉・威伦等.有效教学决策.北京：教育科学出版社，2009

作者简介：

篇3

《经济》：您在城市模拟仿真中的主要研究方向是流体力学，您能为我们具体讲讲在城市建设中，流体力学是怎样发挥作用的吗？

范秦寅：流体力学在我们的生活中无处不在，风的流动、水的流动都可以通过流体力学来解读，具体到模拟仿真中的计算，流体力学的作用就会被更加放大。海啸来了，如何选择最佳逃生路径；来自不同风向的季风如何影响我们的城市；城市热岛效应在具体城市是如何形成的，能否在城市规划之初就预测和采取预防措施；流体污染物的扩散路径能否精确预测，以便采取最佳应对之策，这些都是可以通过数据的计算、分析来找到答案的。

《经济》：也就是说，流体力学在模拟仿真方面的应用可以让城市更加安全？

范秦寅：助力城市安全是其中的一大部分，也发挥了很重要的作用。举个列子，在东京，有专门的研究人员制作了大雨对地铁影响的模拟仿真系统，通过这个系统，我们就可以了解到如果东京出现降雨，哪些地铁站容易进水，会进多少。通过这个系统，也许我们只需要在地铁站的入口处增加一道很小的门槛，就可以抵御80%的降雨影响，从而保障人们的安全，这就是仿真模拟的价值。

其实除此之外，环境保护、城市的生活舒适程度都可以通过模拟仿真来提升。通过计算，我们可以知道城市中究竟哪里容易出现污染物的聚集，是什么原因让其不易扩散。我之前就做过类似的模拟，当时选取的是二氧化碳在城市中的扩散情况，这中间用到了很多气象数据，其实不只是二氧化碳，其他空气污染物的情况也是可以通过模拟仿真来被人们所了解的，而且随着可视化技术的不断提升，现在我们已经可以很直观地看到这些污染物对我们城市的影响，影响范围有多大、浓度高低等。如果我们打算建造一个会排出空气污染物的工厂，在选址与规划之前，就可以采用模拟仿真来提前预测这些污染会影响到多大范围，通过对边际条件数据的采集，了解到整个区域的情况，南风时如何、北风时如何。假设它周围有医院、学校等绝对不能在污染范围中的机构，我们也可以采取一些办法，比如通过更改烟囱的位置来避免。

让我们“看到”风

《经济》：仿真模拟中流体力学的应用非常依赖边界条件，您能为我们具体讲讲什么是边界条件吗？

篇4

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）09-0106-03

一、流体力学教学的特点

高等教育不仅是知识的传授，更为重要的是能力的培养。能力的培养不仅包括学习知识的能力，还包括将所学知识灵活加以运用，解决实际问题的能力。这些能力的培养很难依靠传统的教学手段来获得，需要不断探索新型的课程教学体系。[1]

流体力学作为一门既具有基础课程性质又具有鲜明专业技术特点的课程，是实践上述教学思想的理想平台。[2]流体力学以牛顿运动定律、质量守恒定律和热力学基本定律为基础，研究在力的作用下流体的状态，流体与固壁、流体与流体、流体与其他运动形态间的相互作用，是力学的重要分支之一。一方面，流体力学与每个人的日常生活紧密相连；另一方面，流体力学覆盖了众多理工科专业领域，它所衍生出的研究方法正在向金融、管理等领域渗透，成为兼具深厚研究底蕴与前沿研究方向的学科。

二、一般工科院校流体力学教学的特点及存在的主要问题

以西安建筑科技大学为例，流体力学课程定位为建筑环境与设备工程、给水排水工程、环境工程、环境科学及土木工程等专业的主干课程，是进一步学习工程热力学、传热学、河流动力学、流体输配管网及其他专业课程的基础，对后续专业课教学起着非常重要的作用。长期以来，因概念抽象、学生缺乏工程概念和工程背景，使得流体力学课程既难教也难学，要想让学生将学到的知识与相关的实际问题结合起来尤为困难。

尽管流体力学具有悠久的历史，丰富的内涵和外延，但是作为专业基础课，流体力学为专业课服务的定位极大地限制了课程的教学时间。在学生素质参差不齐的情况下，使得培养学生扎实的基础和拓宽知识面两方面不能兼顾，顾此失彼。这一问题的存在不但限制了学生学习的积极性，也不利于培养学生在工程中分析问题和解决问题的能力。因此有必要对这一问题进行研究，找到解决问题的方法，改善流体力学教学的效果。

三、流体力学专题讨论的教学形式

对流体力学教学途径的探索和改革一直在开展，其中提高学生学习的兴趣是改善教学效果的核心，而专题讨论是有效的手段之一。现阶段，不同学校的专题研讨具有以下特点：第一，内容不局限于书本知识，而是更接近学术前沿，甚至是尚未完全成熟的理论；第二，讨论专题不同但都保持一致的风格，既需要学生独立思考，形成自己独特的见解，又需要小团队的协作精神；第三，研讨内容的选择更多地考虑了人的因素，讨论题目大都是基于任课教师和学生的兴趣。

哈佛大学率先在专题讨论的教学模式上进行了尝试。他们采用专门的新生研讨课的形式，由教授直接面向一年级新生开设，至今已有50余年的历史。通过新生研讨课，学生的学习热情得到提高，更为重要的是它为学生提供了浓厚的学术气氛。一般情况下，新生研讨课每年的主题都会发生变化或完全不同，而为了保证教授和学生之间的充分交流，学生人数一般会有所限制。

其他院校也有在不同课程中开展专题讨论课的教学实践。清华大学从2003年起就开始由流体力学的知名学者为新生开设了“智能流体及应用”的研讨课，得到了新生的普遍欢迎和好评。麻省理工学院从1986年开始尝试，每门研讨课的学生为8至10人，每年有800至900名新生参加，主要在大一、大二学生中进行。加州伯克利分校的流体力学新生研讨课则着眼于生活，更加注重应用，具有鲜明的特色。中国科学院力学研究所主要以流体力学史和经典流体力学问题的课前讨论为主，面向硕士和博士研究生。这些尝试都证明新颖的教学形式可以提高学生的兴趣，使学生带着问题进入正式课程的学习，增加学生学习的积极性，对学生具有非常正面的影响。

四、流体力学小专题讨论的实施、效果分析及后续工作

在借鉴国外高校和国内知名院校经验的基础上，我们开展了课前小专题讨论提高流体力学教学效果的改革尝试。这一方式已在西安建筑科技大学环境与市政工程学院的不同专业进行了尝试，其中在环境工程专业开展了两轮尝试，其余专业各开展了一轮尝试。目前已汇总了学生的研讨论题50余份，在此基础上对实施过程进行分析，得到一些有益的结果，下面从小组人数、内容选择、时间安排、讨论形式、成绩评定及教师作用五个方面进行阐述。

讨论小组中学生的组成、人数是实施这一举措的关键。在实施过程中我们尝试了以自由组合、按学号分组等方法组建讨论小组，每个小组学生的人数通常按照总课时和班级总人数来确定，每个组员分工负责、各司其职，例如分别负责资料收集、PPT制作和讲解工作。根据上述原则，在不同的班级中，小组的成员人数在1至4人间变化。从讨论效果可以看到，确定小组成员的人数是专题讨论中的关键环节。当小组人数较少时，一般选题不够深入，PPT的质量略显粗糙；而当小组人数较多时，专题讨论质量会上升，但会导致部分学生的参与流于形式。此外，讨论课初始阶段学生的示范作用非常重要，当这一阶段专题讨论的质量非常高时，往往能带动和影响后续学生专题讨论的质量，反之则起到不良的示范作用，因此很有必要在最初的实施过程里加以重点引导。在有多个行政班的情况下，还可以考虑穿插安排，在各个专业班级之间形成无形的竞争关系，这可以在一定程度上提高学生参与的积极性。

专题讨论的时间安排在课前5～10分钟为宜。这一安排的主要出发点是在不影响整体教学进度的情况下，将小规模的专题讨论有机地融入课堂教学，而不需要额外安排时间，这是我们区别于以往其他院校专题讨论课的最主要的方面。小专题讨论以清楚阐述一个主题为原则，避免过大的论题造成时间的拖沓。学生课前预先准备好演示所需的硬件条件，可以有效提高时间的利用率。按照一次课2×50分钟计算，每次10分钟的小专题讨论所占用的时间完全可以通过其他环节的调整获得，不影响教学计划的正常进行。

考虑到学生的知识面和授课进程，在讨论内容方面以流体力学范围内目标明确的小专题或流体力学史及流体力学经典问题为主。后者的选择主要是考虑到课程初期学生对流体力学没有认识或认识比较粗浅，可以通过国内外人物介绍和经典问题进行一段时间的过渡。在课程的中后期，学生的论题选题大都具有明确的针对性和时代气息。从现有的选题来看，学生的选题非常灵活和广泛，典型论题包括绿茵场上的流体力学、拳头大的雨滴见过没有、水旋石球、汽车阻力、高尔夫球效应等。选题内容与教材衔接紧密，其中有关边界层绕流阻力问题所占比例最大，约为40%，其次依次为流体力学史、伯努利方程、湍流及虹吸现象等。需要特别指出的是，在实施过程中需要对工程问题与科学问题加以区分引导，这主要是考虑到工科院校学生对工程问题的关注程度较高，而忽略了基础科学问题，教师有意识地引导将有助于弥补这一缺陷。

讨论通过PPT的形式进行展示，学生讲解后回答其他同学提出的简短问题。在条件许可的情况下，多媒体的运用可以使得其他学生更好地接受所讲述的内容，而且有助于锻炼学生凝练问题和阐述问题的能力，为他们提供展示能力的机会。尽管如此，多媒体讲述并不是唯一的选择，实物演示和提问式互动都可以很好地提升问题的阐述效果。例如，在讲述纸飞机的问题中，由于学生课前准备充分，将讲述中所提到的九种纸飞机的叠法都以实物的形式呈现在课堂上，并分发到其他同学手中，依据实物讲解其中纸飞机的稳定性、飞行距离等性能，效果突出。解答其他同学提出的问题是互相学习的过程，目前这一环节在实际讨论中因为时间受限而不能过度展开，需要在今后的实施过程中加以改进。

教师的定位是这一举措中的又一关键环节。任课教师通常需要对论题进行点评和拓展，并依据小专题讨论的总体效果将其计入平时成绩。教师在本方法中的引导尤为关键，这就要求教师具有较为宽广的知识面，要详细了解流体力学的发展史。教师应在平时不断学习和积累相关的知识，加强对有关前沿内容的跟踪和了解，并能够积极地在基本的教学任务之外主动参与到本环节中来。同时，在教学中对所讨论中涉及的内容进行再次强调，引导学生参与到课堂教学中来，提高他们学习的主动性。另外，讨论课也为师生之间的交流提供了一个平台，有利于加强师生间的沟通。最后，尽管学生对于讨论课的热情与讨论课的成绩评定没有直接的关联，但是计入平时成绩仍是必要的手段。

五、结论与讨论

流体力学作为物理学和力学的一部分，理论内涵丰富，同时又兼具工程问题的典型特点，是不同专业后续课程的基础，它的研究方法和研究思想具有很大的普遍性，研究内容也在不断地更新和发展。

通过引入小专题讨论的形式，增强了学生学习流体力学课程的积极性，强化了学生创造性思维和能力的培养，使得学生在跨出校门或进入更高层次学习阶段时具备很好的起点。从教学效果来看，该方法可以使学生更好地领会课程核心的内容，加深对伯努利方程、边界层扰流阻力等重点、难点内容的理解，扩展了知识面，了解流体力学在新能源、环境、纳米科技等新兴领域中的应用。在实施过程中，大部分学生都热情参与，表现出新时期大学生的特点。通过学生自选题、给定前沿问题或与专业相关的典型问题，可以使学生带着问题进入正式课程的学习，有效避免了直接接触复杂数学推导而带来的枯燥感。

小专题讨论方式仍有大量后续工作需要开展。首先，需要研究面向不同专业引入针对性小专题研讨的可能性，确定小专题讨论的合理规模、形式和不同专业的侧重点，形成具有继承性的教学传统。其次，在后续工作中，需要对专题讨论的素材进行整理，并针对部分学生继续培养其科研兴趣，或结合其他本科生教学活动，如本科生科研训练项目和大学生创新性实验计划等，继续对选题进行深入研究。最后，形成学生PPT课件集锦，供后续学生选题使用，或在课堂教学中进行相关引导。该方法的研究可以在有丰富内涵和历史的大课时专业基础课中加以推广，如大学物理、固体力学等。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 戴世强.授之以“鱼”，还是授之以“渔”？――学习和实践钱伟长教学方法论的一些体会[J].上海大学校报（电子版），2007：513.

[2] 樊洪明.在“流体力学”教学中应努力实现传授知识与增长能力的统一[J].建筑教育改革理论与实践，2006，（8）：268-271.

[3] 刘建龙，王汉青，寇广孝.激发学习兴趣提高流体力学教学效果[J].中国电力教育，2008，（20）：60-61.

[4] 辛军哲.在流体力学课程中实践启发式教学的几点体会[J].高等建筑教育，2004，13（2）：51-53.