对比教学法在工程流体力学课程中的应用与实践

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1、对比教学法在工程流体力学课程中的应用与实践：工程流体力学是能源与动力工程专业的一门主要技术基础课，然而其理论、概念、公式多而且容易混淆，使得工程流体的教与学过程存在较大的障碍。通过运用对比法讲解粘性流体运动方程，复杂管路系统串并联管路计算，无粘性重力流体流动能量方程，流体边界层和热力边界层，粘性流动与对流换热的关系，把流体力学的相关概念、现象及理论与学生已经熟识的内容进行对比，不但能使学生容易明白知识点，更能提高学生的学习兴趣。　　关键词：工程流体力学；对比法；课程体系；教学方法　　：G642.0：A：1007-0079（2014）12-0092-02　　“工程流体力学”是能源与动

2、力工程专业一门基础课程，在整个专业的学科中起着承上启下的作用。课程既包含一些基础理论，又有理论在工程实践中的应用。由于实践工程的复杂性，在处理模型的过程中，往往会对模型进行理想化，然后通过实验对理论公式进行一些修正，因此工程流体力学是一门理论和实践紧密联系的课程。另一方面，流体是该课程的研究对象，学生对流体的实体形象认识不像固体那么鲜明，而且理论抽象、公式推导复杂，修正系数繁多，其物理意义很难理解，因此被认为是能源动力工程专业难教难学的课程之一。对老师而言，要考虑学生是处于从基础课向专业课学习的转换阶段，在课程教学中，不但要考虑让学生具备扎实的理论基础，还要引导学生把理论与流体机械

3、和动力机械工程实践之间的关系联系起来，使学生具备把所学理论应用于解决工程实际问题的能力，通过对工程实际问题的解决，反过来又会思考理论模型的局限性和适用性。良好的教学设计不但有利于学生解决上述问题的能力，还可提高学生的学习兴趣和主动性，是保证教学效果，提高教学质量的重要手段。教师应在教学中引进先进的教学手段，巧妙设计教学，不断改进教学方法，才能使教与学的效果达到最佳。本文结合教学实践，谈谈对比教学法在“工程流体力学”中的应用。　　为了加深学生对概念的理解，可采用对比教学法把流体力学的相关概念、现象及理论与学生已经熟识的内容进行对比。与专业课程体系相关知识点的对比，使学生知道相关课程的

4、相互联系及课程的差别，明确课程承担专业的角色，理解其能解决工程实际中的哪些问题。这些有的放矢的课程设计，不但能使学生容易明白知识点，更能提高学生的学习兴趣。　　一、工程流体力学课程本身前后关系的对比　　在工程流体力学教学中应注意到课程前后知识的连贯性，把相关知识进行类比，可获得较好的效果。如在讲述粘性流体运动方程时，在推导方程时，首先要把实际流体与理想流体的区别进行比较（如表1），把静止状态与流动状态比较，揭示影响实际流体流动的主要原因是存在着粘性力的影响，让学生更加深入地了解流体在实际与理想状态下静止与运动状态时所受力的不同及其内在规律。　　二、工程流体力学与其他学科已熟识的内容

5、对比　　在讲到复杂管路系统串并联管路计算时，可让学生比较串并联管路流量与管路压头损失的关系表达式与电工学的串并联管路的电流、电压的关系表达式，找出他们表达方式上的共同点。对理工科学生来说，高中阶段就已熟练掌握了串并联电路的电压、电流关系时的内容，把这两者放在一起比较（见表2），学生不但很容易理解串并联管路的流体流动特性，而且也很容易记住串并联管路流量与管路压头损失的关系表达式。　　三、工程流体力学与本专业基础课关联内容性对比　　“工程流体力学”是主要研究流体静止和运动两种状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间的相互作用产生力、动量、能量变化，牛顿运动定律和质量守恒定律是其研究基础，

6、是理解热力学工质流动过程中流量、能量分配的基础。“工程热力学”基本内容是热力学基本定律和工质热物性、热过程，是研究如何充分和有效利用能量。“传热学”研究热量传递的基本规律，是理解和控制能源动力系统热量传递过程的理论基础。因此，在工程流体力学教学设计中，要尽可能多地将其与工程热力学和传热学两门专业基础课程联系起来。　　1.“工程流体力学”与“工程热力学”在教学内容上的关联性　　“工程流体力学”与“工程热力学”在教学内容的关联性之处主要体现以下两个方面：一维无粘性重力流体流动能量方程（工程流体力学）与式（工程热力学）具有相同的理论基础，热力：工程流体力学是能源与动力工程专业的一门主要技

7、术基础课，然而其理论、概念、公式多而且容易混淆，使得工程流体的教与学过程存在较大的障碍。通过运用对比法讲解粘性流体运动方程，复杂管路系统串并联管路计算，无粘性重力流体流动能量方程，流体边界层和热力边界层，粘性流动与对流换热的关系，把流体力学的相关概念、现象及理论与学生已经熟识的内容进行对比，不但能使学生容易明白知识点，更能提高学生的学习兴趣。　　关键词：工程流体力学；对比法；课程体系；教学方法　　：G642.0：A：1007-0079（2014）12-0092-02