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摘 要：《流体力学》是环境工程专业一门主要的专业基础课，该课程理论性强，概念抽象，公式及推导步骤多而繁杂。文章从环境工程专业流体力学的课程特点出发，从改革教学内容、教学方法手段和课程考核等方面对“流体力学”课程教学改革进行探讨。
关键词：环境工程 流体力学 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）02（b）-0067-01随着工业化的发展，生态破坏和环境污染已成为人类社会面临的两大类环境问题，严重制约了经济、社会的可持续发展。为解决日益突出的环境问题而产生的新兴边缘学科—环境科学与工程迅速成熟。环境工程的大多数过程是在流体流动的状态下进行的，如利用管道或明渠等设施输送流体、气体和液体中的颗粒物的分离、连续运行生化反应器中污染物的去除等。
流体力学主要研究流体的宏观运动规律、流域与周围固体边界之间的相互作用及其在工程技术中的应用。流体力学的内容繁杂、抽象概念多，理论性强，公式推导较多，要求学生具有较好的数学基础及较强的逻辑思维能力和理解能力。经调查发现，大部分学生反映该课程内容枯燥、概念模糊，并且学生普遍缺乏对流体力学的感性认识，不能灵活应用所学的理论。
1 教学内容的改革
充分考虑环境工程专业特点，紧密结合《水污染控制工程》及《大气污染控制工程》等课程的内容，对流体力学教学内容进行改革，重构流体力学课程体系，使之与环境工程专业方向相适应，以便更好地为学生学习后续课程奠定基础理论知识。教师在组织课堂教学过程中，可以适当弱化繁难公式的推导和微元运动的分析，而重点讲授基本概念、公式的物理意义、应用条件和各项参数的含义方面的内容，增加与专业知识相联系的规律性的内容的介绍。如流体动力学部分，略去其中关于流体运动微分方程及其积分的数学推导的内容，重点讲授流体能量方程和动量方程的应用条件及注意的问题；同时，结合砂滤实验中测压管的使用，使学生更好地理解能量方程中位置水头、压强水头和速度水头的概念和他们之间的关系。以环境工程中的实际工程（如城市排水管道、南水北调工程等）为例，对孔口管嘴、有压管流和明渠流等应用流体力学部分的内容进行讲解，可以使学生对流体力学理论在环境工程领域的工程应用有一个清晰的认识，深刻理解流体力学理论知识的重要性。当前，随着计算机技术的发展和数值计算技术的提高，计算流体力学（CFD）得到了较大的发展，在流体力学的教学过程中可以考虑增加2学时关于计算流体力学技术的介绍，在拓展学生视野、转化学生思维方式的同时，也为学生的进一步学习和发展奠定基础。
2 注重多媒体与传统板书教学的有机结合
随着计算机技术的普及和网络技术的迅速发展，以多媒体技术为主的教学手段已经普遍应用于高校的课堂教学中[1]。在流体力学教学过程中，采用多媒体教学手段可以将流体力学中抽象的概念和理论具体化、形象化，在有限的时间内将许多复杂的流动物理图像直观的展现给学生，有利于加强学生对流动现象的感性认识，加深对概念的理解，从而激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率，扩大学生知识面。另一方面，使用多媒体教学手段增加了授课容量的同时也提高了讲课速度，教师容易忽略学生对课件内容的消化吸收过程，致使学生的思维跟不上教师讲解的速度，降低了教学效果。因此，就流体力学的课程特点而言，多媒体技术并不能完全取代传统的板书教学，教师应采取多媒体和传统板书有机结合的方式，充分利用二者的优点，达到最佳的教学效果。如在讲解流体流动的两种流态时，放映雷诺实验的Flash 动画，学生可以清楚地理解层流和湍流的现象与特点；辅以PowerPoint幻灯片可以清晰直观地表现尼古拉兹实验曲线和莫迪图的五个分区等。
3 注重实验教学及课后作业
实验教学是流体力学课程的重要环节，通过实验，各种水流现象一目了然，能够将抽象的理论知识形象化；同时通过实验数据的采集和处理、实验误差分析，基本仪器的原理及使用等，加深学生对基础理论和概念的理解和掌握，有助于开拓学生视野，培养学生的动手能力和思考能力。改变传统实验教学模式，将实验内容分为实验录像、演示实验、验证性实验以及综合设计性实验等不同层次。建议将静压传递实验、流体横向绕流实验、紊流射流实验等以实验录像的形式展示给学生；将流线实验、雷诺实验、水跃实验等作为演示实验；学生自制动手完成流速和流量的测定实验、能量方程实验和动量方程实验的内容[2]；鼓励学有余力的学生利用课余时间，多留意身边的流体力学现象，结合课堂所学知识，设计应用性小实验，如三角形堰和梯形堰在流量测量中的应用等。
课后作业是对学生所学知识理解、掌握程度的检查，是加强对上课所学内容的强化，同时也是对学生独立分析、解决问题能力的培养。首先由学生独立完成一定数量的课后作业题，可以帮助学生加深对基本概念和理论知识的理解；然后由教師通过习题课的方式，对有代表性的习题和学生普遍出现错误较多的习题进行讲评，引导学生从解题的过程中掌握解决问题的思路、方法和技巧，以便达到举一反三、触类旁通的效果，在以后的学习工作中学以致用，可以有效的增强学生分析并解决实际问题的能力。
4 考核方式的改变
传统的考核方式是以期末一次性考试为主，这种考核方法会造成学生平时不努力，考前几天突击考试的现象，不利于对学生综合能力的考查。对于流体力学课程来说更是如此，学习的目的是要提高学生运用所学知识对实际工程问题进行分析和解决的能力，而不是对课本理论知识和大量复杂公式的记忆能力。因此，对传统的考核方式进行适当的改变，实行综合成绩评定方法，降低期末考试在成绩中所占比重，增加课堂互动、课后作业和实验能力考查等环节。并且期末试卷中集中给出考题中所涉及的相关的经验公式、图表等，供学生选择使用，可以减少学生无谓记忆经验公式的时间，而又较好地考查了学生利用基本理论和公式分析解决实际问题的能力[3]。
5 结语
总之，针对流体力学的课程特点和环境工程专业对流体力学知识的需要，对于环境工程专业流体力学课程教学改革进行初步探索分析，可以促进教师教学观念的转变，强化学生对基本理论和知识的掌握，提高学生分析问题和解决问题的能力，使流体力学的理论更好地为后续专业课程的学习提供较好的基础。
参考文献
[1] 陶汉中，李菊香.关于“工程流体力学”课程多媒体教学的思考[J].中国电力教育，2010（18）：58-61.
[2] 俞永辉，张桂兰.流体力学和水力学实验[M].同济大学出版社.
关键词：环境工程 流体力学 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）02（b）-0067-01随着工业化的发展，生态破坏和环境污染已成为人类社会面临的两大类环境问题，严重制约了经济、社会的可持续发展。为解决日益突出的环境问题而产生的新兴边缘学科—环境科学与工程迅速成熟。环境工程的大多数过程是在流体流动的状态下进行的，如利用管道或明渠等设施输送流体、气体和液体中的颗粒物的分离、连续运行生化反应器中污染物的去除等。
流体力学主要研究流体的宏观运动规律、流域与周围固体边界之间的相互作用及其在工程技术中的应用。流体力学的内容繁杂、抽象概念多，理论性强，公式推导较多，要求学生具有较好的数学基础及较强的逻辑思维能力和理解能力。经调查发现，大部分学生反映该课程内容枯燥、概念模糊，并且学生普遍缺乏对流体力学的感性认识，不能灵活应用所学的理论。
1 教学内容的改革
充分考虑环境工程专业特点，紧密结合《水污染控制工程》及《大气污染控制工程》等课程的内容，对流体力学教学内容进行改革，重构流体力学课程体系，使之与环境工程专业方向相适应，以便更好地为学生学习后续课程奠定基础理论知识。教师在组织课堂教学过程中，可以适当弱化繁难公式的推导和微元运动的分析，而重点讲授基本概念、公式的物理意义、应用条件和各项参数的含义方面的内容，增加与专业知识相联系的规律性的内容的介绍。如流体动力学部分，略去其中关于流体运动微分方程及其积分的数学推导的内容，重点讲授流体能量方程和动量方程的应用条件及注意的问题；同时，结合砂滤实验中测压管的使用，使学生更好地理解能量方程中位置水头、压强水头和速度水头的概念和他们之间的关系。以环境工程中的实际工程（如城市排水管道、南水北调工程等）为例，对孔口管嘴、有压管流和明渠流等应用流体力学部分的内容进行讲解，可以使学生对流体力学理论在环境工程领域的工程应用有一个清晰的认识，深刻理解流体力学理论知识的重要性。当前，随着计算机技术的发展和数值计算技术的提高，计算流体力学（CFD）得到了较大的发展，在流体力学的教学过程中可以考虑增加2学时关于计算流体力学技术的介绍，在拓展学生视野、转化学生思维方式的同时，也为学生的进一步学习和发展奠定基础。
2 注重多媒体与传统板书教学的有机结合
随着计算机技术的普及和网络技术的迅速发展，以多媒体技术为主的教学手段已经普遍应用于高校的课堂教学中[1]。在流体力学教学过程中，采用多媒体教学手段可以将流体力学中抽象的概念和理论具体化、形象化，在有限的时间内将许多复杂的流动物理图像直观的展现给学生，有利于加强学生对流动现象的感性认识，加深对概念的理解，从而激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率，扩大学生知识面。另一方面，使用多媒体教学手段增加了授课容量的同时也提高了讲课速度，教师容易忽略学生对课件内容的消化吸收过程，致使学生的思维跟不上教师讲解的速度，降低了教学效果。因此，就流体力学的课程特点而言，多媒体技术并不能完全取代传统的板书教学，教师应采取多媒体和传统板书有机结合的方式，充分利用二者的优点，达到最佳的教学效果。如在讲解流体流动的两种流态时，放映雷诺实验的Flash 动画，学生可以清楚地理解层流和湍流的现象与特点；辅以PowerPoint幻灯片可以清晰直观地表现尼古拉兹实验曲线和莫迪图的五个分区等。
3 注重实验教学及课后作业
实验教学是流体力学课程的重要环节，通过实验，各种水流现象一目了然，能够将抽象的理论知识形象化；同时通过实验数据的采集和处理、实验误差分析，基本仪器的原理及使用等，加深学生对基础理论和概念的理解和掌握，有助于开拓学生视野，培养学生的动手能力和思考能力。改变传统实验教学模式，将实验内容分为实验录像、演示实验、验证性实验以及综合设计性实验等不同层次。建议将静压传递实验、流体横向绕流实验、紊流射流实验等以实验录像的形式展示给学生；将流线实验、雷诺实验、水跃实验等作为演示实验；学生自制动手完成流速和流量的测定实验、能量方程实验和动量方程实验的内容[2]；鼓励学有余力的学生利用课余时间，多留意身边的流体力学现象，结合课堂所学知识，设计应用性小实验，如三角形堰和梯形堰在流量测量中的应用等。
课后作业是对学生所学知识理解、掌握程度的检查，是加强对上课所学内容的强化，同时也是对学生独立分析、解决问题能力的培养。首先由学生独立完成一定数量的课后作业题，可以帮助学生加深对基本概念和理论知识的理解；然后由教師通过习题课的方式，对有代表性的习题和学生普遍出现错误较多的习题进行讲评，引导学生从解题的过程中掌握解决问题的思路、方法和技巧，以便达到举一反三、触类旁通的效果，在以后的学习工作中学以致用，可以有效的增强学生分析并解决实际问题的能力。
4 考核方式的改变
传统的考核方式是以期末一次性考试为主，这种考核方法会造成学生平时不努力，考前几天突击考试的现象，不利于对学生综合能力的考查。对于流体力学课程来说更是如此，学习的目的是要提高学生运用所学知识对实际工程问题进行分析和解决的能力，而不是对课本理论知识和大量复杂公式的记忆能力。因此，对传统的考核方式进行适当的改变，实行综合成绩评定方法，降低期末考试在成绩中所占比重，增加课堂互动、课后作业和实验能力考查等环节。并且期末试卷中集中给出考题中所涉及的相关的经验公式、图表等，供学生选择使用，可以减少学生无谓记忆经验公式的时间，而又较好地考查了学生利用基本理论和公式分析解决实际问题的能力[3]。
5 结语
总之，针对流体力学的课程特点和环境工程专业对流体力学知识的需要，对于环境工程专业流体力学课程教学改革进行初步探索分析，可以促进教师教学观念的转变，强化学生对基本理论和知识的掌握，提高学生分析问题和解决问题的能力，使流体力学的理论更好地为后续专业课程的学习提供较好的基础。
参考文献
[1] 陶汉中，李菊香.关于“工程流体力学”课程多媒体教学的思考[J].中国电力教育，2010（18）：58-61.
[2] 俞永辉，张桂兰.流体力学和水力学实验[M].同济大学出版社.