流体力学教学中的几点体会

刘颀

摘 要 流体力学理论性较强，内容也相对比较抽象，是学生公认的比较难学课程之一，也是教师认为比较难讲的课程。结合教学实践，总结流体力学教学的几点体会，供从事本课程教学的人员参考。

关键词 流体力学；多媒体；实用技能

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）12-0117-02

1 前言

流体力学是工科院校能源动力工程、机械工程、土木工程、矿业工程、水利工程类等专业的重要基础课，对各类技术人才的培养起着重要作用[1]。讲好课难，讲好流体力学课更难，主要由于流体力学的抽象概念比较多和对高等数学要求较高，抽象概念的讲解与数学公式推导容易导致课堂教学枯燥无味[2]。

讲课是一门科学，也可以说是一门艺术。要想讲好大学里的课程，教师不仅要有宽广的科学知识和深厚的专业知识，还要具备灵活运用教学方法的技巧[2]。根据近几年讲授流体力学课程的实践，有下面几点体会。

2 流体力学教学的几点体会

上课前的充分准备 要想讲好素有“留级力学”之“美誉”的流体力学，上课前的准备尤为重要，包括教师和学生两方面的准备。

教师的准备首先是要选择优秀的、适合所教专业的流体力学教材。流体力学教材可谓琳琅满目，种类繁多。其次要仔细研读课程教学大纲，教师先要掌握大纲要求，并根据大纲要求有针对性地对教材内容进行选择，对重点、难点进行分析取舍。应该让学生在学完每章后明确哪些内容该掌握？重点、难点是什么？学完之后需要达到什么样的要求？这一切均应设身处地站在学生角度考虑[2]。

学生的准备主要就是课前的预习。流体力学的学习课前预习很重要，这是由流体力学的特点决定的。流体力学中应用到不少数学知识，不提前预习，就更不容易掌握。教师应在每节课结束时提醒大家要预习的课本与教学的内容。

此外，笔者认为，教师讲课过程中还应参阅大量与本专业相关的专业书籍，了解流体力学在该专业课程体系中的地位与作用，后续课程中哪些地方要用到流体力学中哪些内容，以便更好地为专业课的学习服务。教师在做好充分准备的基础上，根据学生已有的知识和接受能力编写讲稿。总之，教学的教与学是一体的，教学就像打仗一样，要“知己知彼，百战不殆”。

教学中应提高学生的学习兴趣，调动学生的积极性 流体力学因在20世纪五六十年代对航空航天事业的巨大推动而备受关注。近年来，很多学生认为这门学科已是明日黄花、过时的“宠儿”，辉煌不再，加之又难，枯燥无味，引不起学习兴趣。兴趣是最好的老师，为了使学生学好这门课程，必须要提高他们的学习兴趣，调动学习的积极性[3]。

首先，应上好“绪论”课，“绪论”课的教学不容忽视。“绪论”是流体力学课程的第一部分内容，是学生了解该课程的窗口。“绪论”课上得好坏，对于整个课程教学的成功与否至关重要[4]。在“绪论”课上应该多花费一点儿时间列举日常生活及生产实践中流体力学的应用，要是能结合教师自身或同事承担的科研来说明流体力的重要性，则更能激发大家的学习兴趣。

其次，在流体力学教学过程中，通过重大事件实例教书育人。在流体力学教学过程中适当地穿插讲述一些有关重大事故、重大事件和重大建设项目，对于学生认识现在的学习与未来工作之间的关系，提高学习的自觉性，培养热爱专业的思想和严谨的科学作风有很大帮助。

如讲解静力学时，可以结合一些水库垮坝事故来讲解，如安徽省佛子岭和磨子潭大坝漫顶、河南省板桥和石漫滩水库溃坝、吉林省丰满大坝溢流被严重冲毁等事故给人民生命和财产造成重大损失。事故原因既有设计上缺陷，又有施工质量问题以及运行管理工作薄弱等问题。“相关运行管理人员存在经验不足，设计人员又缺乏足够专业技术知识”，这是发生事故的普遍原因，学生将来工作的责任心和专业技术素质会关系到众多人的生命和财产安全[5]！

如讲述机翼升力随攻角变化，可以结合1998年华航空难。事故原因：飞机进场过高，重飞时收起鼻轮、起落架和襟翼，使阻力突然减小，导致飞机仰角过大，造成失速、左右摇摆和快速下降，离地过低，机尾和后舱先撞地，致使飞机爆炸。这一事件可以结合机翼升力随攻角变化（特别是失速现象）来讲述，使学生得以深刻理解空气动力学对于航空的重要性[6]。再如美国柯麦尔航空公司第5191次航班在肯塔基州列克星敦坠毁原因：飞机飞错跑道，跑道过短，飞机达不到一定的速度，就没有足够的升力起飞[7]。

这些事件中都包含流体力学的道理，只要做流体力学的有心人，与流体力学有关的重大事件还是能收集到不少的[5]。把收集到的事件引入课堂、丰富课堂，可以更好地调动学生学习的积极性。

教学过程中要注重学生实用技能的培养 流体力学是一门应用性与实验性很强的学科，在教学过程中应将理论教学与实际应用结合起来，比如实验技能与动手查资料能力的培养。流体力学中的许多计算中的数据是要查找有关工程手册和图表的，教师应结合相应部分章节的内容训练学生查找资料的能力，如查找流体的一些物性参数、局部阻力系数以及莫迪图等数据图表的能力。

流体力学也是一门实验学科，教学过程中有很多实验，在实验条件许可的条件下，应当尽量让每位学生自己动手，掌握常规仪表的使用方法，了解正确的实验步骤，观察实验现象，通过对该理论的科学性验证，加深对定律的理解，以便在今后工作中能正确应用。让学生做好实验与实验总结，既可以加深学生对知识的理解，又可以锻炼动手能力。

在流体力学教学中注重传统教学与网络教学相结合 虽然流体力学的教材琳琅满目，但其课程体系基本一致，可分为三大块，即基本理论、基本应用和专业课题[1]。要学好流体力学需要具备较强的数学微积分、力学以及物理学方面的知识。

基本理论模块部分包括流体力学的四个基本内容，即概念、理论、方程和方法。讲解基本概念时，可借助多媒体，上课时加入具体实例，有助于学生对概念加深理解。例如：在讲解流动的分类层流与紊流时，可以通过引入雷诺实验的多媒体课件，方便学生清楚理解两种流动的现象与特点；在讲解定常流动时，可以先让学生观察一定常流动现象，然后教师总结定常流動的特征，这样可以加深学生的理解；基本原理公式的推导，可以采用传统教学中的板书，而推导过程中的相关图形（如黏性流体的运动方程推导中的微元六面体）和复杂的公式可以用多媒体显示，既可节省时间，也清楚透彻。

在基本应用部分，可将实际的工程流动现象通过多媒体课件引入课堂，再通过教师从流体力学的基本原理角度进行分析。如明渠恒定流可选取南水北调以及三峡工程等著名水利工程为例，先播放展示相关的视频、模拟动画等，引起学生的兴趣和注意力，然后通过板书讲解明渠恒定流中的相关原理与计算。

当学生基本掌握流体力学的基础知识和基本原理以后，具有一定的理解能力，再学习专业方面的课题时，教师可以适当增加多媒体网络教学的分量，缩短板书教学时间，达到扩大课堂知识信息量，扩大学生知识面，加深对基本知识的理解。

3 结语

总之，教无止境，学无止境，如何搞好流体力学教学是一个永恒的话题，也是一个十分广泛而复杂的课题。以上只是笔者在教学过程中的一些体会和认识，与同行共勉。

参考文献

[1]程光均，向文英.流体力学教学中的传统教学与网络多媒体教学[J].高等建筑教育，2003（1）：40-41.

[2]陈丰.论流体力学教学的方法和特点[J].华南理工大学学报：自然科学版，1995（11）：147-150.

[3]严宗毅，苏卫东.在流体力学教学中调动学生学习主动性，培养创新精神[J].力学与实践，2001（3）：53-55.

[4]徐艳萍.《工程流体力学》教学探讨[J].江西电力职业技术学院学报，2003（2）：48-50.

[5]严宗毅，郑桂珍.在流体力学教学中通过重大事件实例教书育人[J].力学与实践，2002（4）：68-69，80.

[6]华航班机坠毁原因查明：进场过高，重飞失速[N].北京青年报，1998-03-05（4）.

[7]美客机坠毁事件续：机场设计缺陷是主因[DB/OL].[2006-08-29].http：//news.sina.com.cn/w/2006-08-29/12359879599s.shtml.endprint