流体力学课题范文

时间:2023-12-18 17:56:40

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流体力学课题

篇1

关键词:工程流体力学;课程体系;创新

Construction and improvement of course system on engineering fluid mechanics

Lan Yamei, Wang Shiming, Song Qiuhong, Liu Shuang

Shanghai Ocean University, Shanghai, 201306, China

Abstract: Combined with the working practice on construction process of engineering fluid mechanics, which is rated as Shanghai elite course, construction and improvement of course system is discussed on engineering fluid mechanics on Shanghai Ocean University. The main contents include teaching content, textbook publishing, improvement of experimental condition, training of innovation ability.

Key words: engineering fluid mechanics; course system; innovation

随着我国海洋战略布局和海洋经济的发展,我校在海洋学科和相关专业建设方面发展迅速,流体力学知识的应用愈来愈广泛。流体力学是工科院校普遍开设的专业基础课程,学科的渗透性很强,与所有基础和专业学科之间都有交叉,在学生知识能力培养和知识体系结构中起着承上启下的作用。2013年,我校流体力学被评为上海市精品课程。在4年多的建设过程中,流体力学课题组先后承担了校级、上海市级重点课程建设及重点教材建设等多项教改项目,坚持以培养海洋工程创新型人才为目标,在流体力学教学体系的建设方面取得了宝贵的经验。

1 结合海洋大学特点,调整教学内容,完善课程体系

我校流体力学类课程覆盖海洋渔业科学与技术、海洋环境、海洋技术、热能动力工程、建筑环境与设备工程、环境工程、环境科学、机械设计制造及其自动化等专业,每年选课学生超过700人。针对各个专业学生的不同需求,我们在课程设置、教学内容上都做了相应的调整与完善。本课程在我校的定位是:以海洋学院的海洋渔业科学与技术、海洋环境、海洋技术、环境工程专业为重点的海洋类本科生的专业基础主干课程;面向食品学院和生命学院的热能动力工程、建筑环境与设备工程、环境科学专业的工程应用类本科生的专业基础平台课程,满足工程学院的机制专业培养要求。以工程流体力学课程为龙头,以培养海洋人才的创新能力为目标,完善优化流体力学类课程群的配置、学时安排,并完成所有课程新教学大纲的编写工作,逐步形成一个完整的课程体系,重点完成了实验课和仿真课程软硬件的配套建设,突出强调流体力学的应用实践环节。根据工程实际需要,将流体力学的教学内容分为三个层次,即流体力学的基础理论、流体力学知识与进展、流体力学应用与实践。根据不同专业对流体力学知识的需要,设计了不同的模块组合。如对海洋相关专业的学生,增加了水波理论,重点强调实验实践环节;针对食品专业的需要,增加了气体及热力学类内容,并编写了多套相关自测题供学生选用;针对水产及生物类专业的学生,为让学生能够更好地研究鱼类等的动物习性,增加了数值仿真模拟,克服了以往过分重视理论知识的介绍,轻视其应用的弊端。此外,还相继开出了流体力学独立实验课、计算流体力学等。

2 出版多部教材,完善流体力学课程教材体系完备

2002年,《工程流体力学》教材被列为上海市教委普通高等学校教材重点建设项目,历经3年多的编写和有关专家的评审,我校教师编写的《工程流体力学》于2006年2月由上海交通大学出版社出版。该教材的最大特点是考虑到普通工科院校非力学专业学生的情况,尤其是一般工科专业学生的基础和专业需要,尽可能简化对公式、定理的数学推导,注重对物理概念的阐明、理解和应用,特别强调知识的实际应用。2007年,《工程流体力学》教材被上海市教委评为优秀教材三等奖,2008年获上海海洋大学教学成果一等奖。2011年,我们对第一版教材部分章节的内容进行了更新、充实和修订,更加注重拓宽知识面和实际工程应用。2012年9月,第二版《工程流体力学》及配套教材《工程流体力学习题解析》由上海交通大学出版社出版发行。2011年3月,由同济大学出版社出版的《力学基础实验指导―理论力学、材料力学、流体力学》,其中的流体力学部分(第三大部分),重点强化课程体系中的实验环节,完善了流体力学课程的教材体系。我们还完成了流体力学试题库建设工作,提高了试题质量,真正做到了教考分离,为相关师生提供了丰富的教学资源库,促进了教学质量的提高。

早在2006年,我们就开始了“流体力学研究型教学的改革与实践”上海水产大学(2008年更名为上海海洋大学)一般课题项目的研究工作;为配合新出版的教材,我们还申请了校级一般课程建设项目“工程流体力学(CAI课件)建设”,制作了与教材配套的、有自主知识产权的课件光盘,课件共有700余张PPT,图片色彩鲜明,其中插入的20多个原创动画形象生动逼真,做到了工程流体力学电子教案光盘版与教材同步发行。

3 完善实验教学条件,形成完整的实验教学体系

随着我国,特别是上海市海洋战略布局和海洋经济的发展,我校海洋学科发展迅速。首先,为配合新开设的独立实验课,添置了多种类、多套数的多功能流体力学实验装置、动量定理实验仪、空化实验仪等流体力学常规实验设备,保证了高质量完成流体力学本科实验教学任务。根据购置的实验设备,自行编写了实验指导书,明确了仪器设备的工作原理、实验过程的具体步骤、实验结果的分析和处理以及实验中的注意事项等内容;为了实现实验教学的多样化,自行编制了工程流体力学实验教学演示软件,内容形象直观,使学生一目了然;合作研制了小型循环水槽及直流式风洞,并配备了数据测试采集系统,可进行圆柱、翼型、浮标、波能装置等模型的流场显示及水动性能测试,使实验教学的质量和效率得到了提高。针对个别专业的特殊需要,开设了流体力学独立实验课。实际的流体运动非常复杂,而流体力学实验是揭示流体运动规律的一种重要手段,为此,经多方筹建,我校海洋环境专业于2009年开设了流体力学独立实验课,帮助学生加深对所学理论的理解,更好地用所学理论解决生产实际中的问题。实验课共16学时,实验内容主要包括:能量方程实验、雷诺实验、动量定律实验、沿程水头损失实验、局部水头损失实验、毕托管测速实验、管道测流量实验、流动显示实验、虹吸实验及势流叠加实验等。针对食品专业的需要,开设了气体及热力学类实验。

为了满足海洋学科对流体力学实验的更高要求,我们陆续建成了大型室内动力深水压力桶,配备了数据测试采集系统,可进行圆柱、翼型、浮标、波能装置等模型的流场显示及水动性能测试。我校地处临港,旁临东海,学生参加各种海试试验方便。利用这些实验平台,相继开设了多种设计性、综合性实验,主要包括湍流、流体数值模拟计算应用、波浪能发电装置开发等,对于学生创新能力的培养起到了至关重要的作用。

4 以科研促进教学,培养学生的创新能力,构建创新型培养体系

近三年,教师发表学术论文40余篇,SCI收录4篇;课题组教师主持省部级及以上科研课题共20余项,其中国家自然科学基金1项,上海市自然科学基金2项,农业部专项3项,海洋工程国家重点实验室开放基金2项,国家海洋局重大专项2项,上海市教委创新项目2项。有20余名硕士研究生、多名本科生参与科研项目,学生创新意识和能力得到了培养与锻炼。近年来,学生在科研创新方面热情很高。在全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中,2011年,我校羊晓晟、侯淑荣、马利娜、沈小青的“一种新型海洋波浪能发电装置”获得全国竞赛三等奖;2012年,曹星、陈功的“风浪发电转换机”获得全国三维数字化创新设计大赛上海赛区二等奖。工程学院学生孙奇结合所学流体力学知识,自主创业,创立了上海鑫靓科技服务有限公司,开办节水高效汽车洗车业务服务师生。2011~2012年,学生成功申报市、校、院级涉及海洋工程方向的大学生创新性项目16项。在流体力学教师指导下,学生还获得43项国家实用新型专利,另有多项发明专利进入实审阶段。学生参加教师科研项目19项,均取得了很好的成效。在我校机械设计制造及其自动化专业本科学生的毕业设计题目中,海洋工程类流体力学相关研究比例较高,特别是在大学生科技创新活动中心的组织下,我校成为上海市船舶与海洋工程学会的团体会员单位,并在我校建立了上海市船舶与海洋工程学会学生分会,流体力学的师生参与热情较高。

5 结束语

工程流体力学是一门非常重要的专业基础课程,它具有较强的理论性、抽象性和实践性。笔者主要介绍了我校工程流体力学课程体系的建设与实践,主要包括:多层次、多专业的课程体系构建;先后出版了《工程流体力学》《工程流体力学习题解析》和《力学基础实验指导―理论力学、材料学、流体力学》教材,流体力学课程教材充足;完善实验教学条件,形成完整的教学实验体系;培养学生创新能力,构建创新型培养体系;以科研促进教学,培养学生创新能力,构建创新型培养体系,不断培养学生的工程意识和工程实践能力,提高创新能力,使学生真正掌握该课程的核心知识,提高分析问题和解决问题的能力。

参考文献

[1] 徐文娟,赵存友,候清泉.《工程流体力学》精品课程创新人才培养模式设计与实践[J].高教论坛,2009(2):50-52.

[2] 陈国晶,赵存友,徐文娟.“工程流体力学”精品课程建设的研究与实践[J].中国电力教育,2013(5):105-106.

[3] 黄蔚雯,赵世明.打造职业特色鲜明的国家级精品课程[J].现代教育技术,2009,18(12):125-127.

[4] 邓辉,张志宏,顾建农.面向应用创新型人才培养的流体力学实验教学改革[J].实验室科学,2013,16(5):72-74,78.

[5] 王世明,宋秋红,兰雅梅.《工程流体力学》教学方法改革与研究[J].教育理论与教学研究,2012(4):32-34.

篇2

(甘肃农业大学 工学院,甘肃 兰州 730070)

摘要:启发式教学是现代教育研究当中的一个重要课题,尤其是在高等教育全面改革的大背景下,通过启发式教学引导学生自主学习,勇于创新,让学生的个性自由发挥,充分调动学习的积极性和热情,促进学生身心的健康发展。本文主要探讨的是启发式教学在《工程流体力学》课程教学中的运用,彻底摒弃传统的教学观念,让学生成为教学活动的主体,通过教师的启发引导,让学生更加主动地学习。

关键词 :工程流体力学;启发式教学;教学实践;运用

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-2596(2015)03-0274-02

一、引言

《工程流体力学》是我国普通高等学校工科专业的基础课程,是一门研究液体和气体的机械运动规律以及应用的学科。工程流体力学在土木工程、能源、动力、环境、设备、化工、航空以及国防等领域都有很重要的应用,尤其是热能与动力工程专业的学生需要掌握系统、全面的《工程流体力学》理论知识,通过学习本课程,确保学生能够熟练地掌握流体力学的基本概念和原理,通过实验操作能够将理论知识运用到实际当中,为日后的工作和学习打下坚实的基础。鉴于此,本文主要探讨启发式教学在《工程流体力学》课程教学中的运用。

二、《工程流体力学》传统教学理念的转变

《工程流体力学》是工科专业的一门基础学科,是力学的一个重要分支,主要目的是为了将流体力学知识充分运用到生产生活当中。工程流体力学的研究方法主要包括实验研究、理论分析以及数值计算等。其中实验研究主要是利用各种实验仪器对流体现象进行观测分析,总结出流体运动的规律,并在此基础上进行预测,通常采用模型进行实验分析;理论分析主要是根据质量守恒、动量守恒以及能量守恒等定律,加以数学分析的手段,对流体运动进行分析研究;数值计算则是利用数学语言将流体运动的普遍规律表达出来,从而获得质量守恒、动量守恒以及能量守恒的计算方程,这些方程组合在一起成为流体力学基本方程组。《工程流体力学》课程设置的根本目的是为了让学生熟练地掌握流体的机械运动规律,将其运用到实际生活当中,以此来解决各种与流体力学相关的问题,但是长久以来我们在课堂教学中所强调的是知识点的灌输,学生进行机械化的记忆,缺乏创新,因此需要对传统的教学理念进行彻底改变。

(一)帮助学生建立流体力学的思维方式

《工程流体力学》的教学大纲要求学生能够了解及应用流体力学的基本运动规律,掌握流体力学的理论研究方法。在传统教学理念中,课堂教学过分注重基本概念、基本理论和计算方法的学习,学生在应试教育的环境中对书本上的知识进行机械化的记忆,很大一部分学生对于知识点的记忆仅仅是为了完成考核任务,因此无法形成系统的知识体系,也无助于培养学生的科学的思维方式,使其在日后工作和学习当中遇到关于流体力学相关的问题时,无从下手。鉴于此,在现代教育理念下需要教师引导学生建立系统的流体力学知识体系,并学会运用科学的思维方式对流体力学相关的问题进行分析研究。①

(二)提高学生综合分析应用能力

《工程流体力学》课堂教学不仅要求学生建立科学的思维方式,还需要具备对流体力学知识的综合分析和应用能力。在传统教学理念的影响下,学生被动地接受知识,严重缺乏学习的积极性和热情,对知识和计算公式的机械化记忆,无助于培养学生的发散思维。②因此需要在《工程流体力学》课堂教学过程中引导学生对知识进行自主总结,通过对知识点的归纳总结,形成鲜明形象的记忆;与此同时在课后练习中需要增加综合性,促进学生对流体力学知识的综合应用。

(三)培养学生的实践操作能力

实验是《工程流体力学》教学活动的重要组成部分,通过实验设计来检验一个理论或证实一种假设而进行的一系列操作或活动,从而更加清晰地理解和认识流体力学规律。通常实验要预设“实验目的”、“实验环境”,进行“实验操作”,最终以“实验报告”的新闻形式发表“实验结果”。③在传统教学模式下,学生只能在有限的范围内进行实验操作,根本无法锻炼学生的实践操作能力,因此需要学生自主独立的进行试验操作,让学生自行设计实验内容,确定实验方案,在实践中不断提高自己的操作和知识的运用能力。

(四)充分体现学生的主体地位

传统教学与现代教学理念严重背离之处在于课堂教学活动中,教师往往处于主导地位,而作为教学活动关键核心的学生群体则成为了知识的被动接受者,单方面机械地完成课堂教学任务,无法真正达到教学的目的。这就要求,在课堂教学过程中,教师必须时刻关注教学同步,充分调动学生的参与热情,通过讨论、提问等方式,让学生真正参与到学习活动当中,学会发现问题,解决问题的方法。④

三、启发式教学的具体应用

(一)启发式教学的实质

启发式教学源远流长,历久弥新,“启发”一词最早源于古代教育家孔丘的“不愤不启,不悱不发”。朱熹解释说:“愤者,心求通而未得之意;悱者,口欲言而未能之貌。启,谓开其意;发,谓达其辞。”愤与悱是内在心理状态在外部容色言辞上的表现。就是说在教学前务必先让学生认真思考,已经思考相当长时间但还想不通,然后可以去启发他;虽经思考并已有所领会,但未能以适当的言辞表达出来,此时可以去开导他。在现代教育理念当中,启发式教学主要是指教学活动中教师依据课程学习的客观规律,引导学生积极主动自觉地掌握知识的教学方法。启发式教学可以很好地诠释教育学之间的关系,通过设置问题情境,充分调动学生参与的积极性和主动性,启发学生独立思考,发展学生的逻辑思维能力,并且通过教师的适当引导培养学生的动手操作能力和独立解决问题的能力。⑤

(二)设置问题情境

启发式教学的关键在于设置问题情境,同时也是激发学生创新思维的一种有效方式。这就要求教师在《工程流体力学》课程教学中有目的、有意识地创设各种情境,鼓励学生主动发现问题,让学生独立地进行探索分析。在《工程流体力学》课程教学过程中,学生遇到任何疑问都应该及时提出,向同学和老师进行探讨。大量的教学实践表明,提问可以充分调动学生的注意力和学习的积极性,通过提问锻炼学生的探索欲和逻辑思维能力。⑥学生在启发式教学模式下还应该增加主动性,寻找自己的兴趣点,去钻研。这样学生才会有问题意识,可以提出问题,而不是在别人背后去解答问题。另外,设置问题情境要与实际生活相融合。可以通过创设生活或工作式的教学情境,让学生真正感受到《工程流体力学》课程教学的多样性以及前瞻性,通过不断探索激发出学生潜在的学习兴趣以及好奇心。

(三)充分调动学生的主动性

在启发式教学过程中,需要充分调动学生的主动性和积极性,让学生真正意义上成为学习活动的主导者。《工程流体力学》课程需要打破传统应试教育的束缚,让学生的积极性和主动性得到充分释放。教师组织学生进行讨论时,要注意学生的反映,激发起学生发的求知欲望,引导学生通过收集资料了解流体运动的基本规律以及这些规律在工程实际中的应用,帮助他们对问题的独立思考。例如教师可以列举一些流体力学在生活和生产中广泛应用的实例,使学生了解流体处于平衡及运动状态下的力学规律,加强理论概念与现实生活的相互联系。总之,只有主动参与其中,学生才能对问题有一个深入的了解,并且能够切身地投入自身全部的精力想方设法去解决当前所面临的问题,而教师则完全不用花费大量的精力进行讲解,只需要进行适当的指引工作,使学生的自学能力能够充分发挥。⑦

实验是检验学生动手操作以及对知识运用的最佳方式,借助实验也可以充分调动学生学习的积极性和主动性。在问题情境环节中,学生大胆假设和创新提问以后,就需要通过实验对问题进行模拟分析,并得到结论。在安全的保障下,进入实验室,在教师的引导下,自己动手去做,积极探索。这样会对学习更有帮助,而这一过程会提高学生的研究热情,也可以提高学生团队的协作能力。此外,在《工程流体力学》课程教学过程中,学生还可以自由组合进行某一问题的研究,当假设足够成立的情况下,通过查询相关的文献资料,并进入实验室去寻找答案。这样一来,学生在今后的学习或者工作中,如果遇到问题,就可以真正独立地进行思考和研究。⑧

(四)建立轻松愉悦的学习氛围

建立轻松愉悦的学习氛围是启发式教学实现的前提。而长久以的来灌输式教学,让教师成为课堂教学的主体,其高高在上的形象,让不少学生产生畏惧感,这也使得学习氛围过于凝重、刻板甚至拘束。因此在教学方式上需要打破传统教学模式的束缚,改掉以往死气乏味的课堂教学,教师应该是教学活动的组织者和设计者,通过营造出民主、和谐、愉悦的课堂气氛等方式更好地帮助学生调动他们的主观能动性和积极性,鼓励学生亲自动手,并且给学生提供更多的进行流体力学讨论研究的空间和机会,让学生在独立思考、互相讨论以及动手操作中完成问题的发现与解决过程。此外,教师还需要引导学生相互尊重、相互理解,课堂气氛做到张弛有度。让学生在合作交流中真正理解和掌握《工程流体力学》的理论知识和基本技能,使他们真正成为学习的主人。⑨

综上所述,启发式课堂教学强调学生在学习过程中的主体地位。只有充分调动起学生的积极性,才能够提高《工程流体力学》课堂教学的质量。为此,本文总结了传统教学模式下《工程流体力学》课堂教学的种种弊端,然后在此基础上对启发式教学的有效途径进行了深入研究。通过营造和谐的学习氛围以及建立良好的师生关系,使《工程流体力学》课堂教学变得更加生动、形象。

注释:

①张晓宏.高校研究型教学范式之探究——启发式教学[J].教育探索,2007(3).

②朱昌流.论启发式教学的有效实施[J].教育与职业,2007(18).

③李小川.工程流体力学教学改革模式的探索与实践[J].中国现代教育装备,2012(10).

④吴翊.启发式教学再认识[J].中国大学教学,2011(1).

⑤刘全忠.关于工程专业流体力学课程教学改革的探讨[J].教育教学,2014(1).

⑥Wuhan University、scientific Research Publishing.The Heuristic Teaching Practice Based on Innovative Thinking [A].Proceedings of Conference on Creative Education(CCE2012).2012(5).

⑦朱辉,陈洪杰,刘飞.CDIO教育模式下工程流体力学课程教学改革与实践[J].桂林航天工业学院学报,2013(12).

⑧刘莹.解立平.基于“卓越工程师”培养计划的工程流体力学课程教学改革初探[J].时代教育,2014(2).

篇3

(1.新疆工程学院机械工程系,新疆 乌鲁木齐 830091;

2.安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽 淮南 232001)

【摘要】流体力学作为工科院校的一门专业基础课程,其理论性强,内容丰富,知识点多,难度系数大,学生不易理解和接受。结合教学实践与学生专业素养培养要求,从师资队伍建设、教学大纲改革、绪论课讲解和完善实验教学环节等方面对专科教学中的流体力学课程改革进行了探讨。

关键词 流体力学;专科教学;课程改革

The Exploration on the Specialised Teaching of the Course of Hydromechanics

FANG Fei1.2LI You-bing2JI Min-min2

(1.Xinjiang Institute of Engineering,Department of Mechanical Engineering Urumqi, Urumqi Xinjiang 830092, China;

2.Anhui University of science and Technology, School of Materials Science and Engineering, Huainan Anhui 232001, China)

【Abstract】As a professional basic course in engineering colleges,hydromechanics is difficult for students because of its strong theory , rich content, more knowledge points and a large degree of difficulty coefficient.According to teaching practice and professionalism training requirements for students ,this paper explores the construction of the faculty, curriculum reform, teaching to introduction and improvement of the experiment teaching of the course of hydromechanics.

【Key words】Hydromechanics; Specialized teaching; Reform of teaching;

流体力学是一门综合性的专业方向必修课,属于专业基础课。通过本课程使学生掌握流体平衡与运动的基本理论、基本知识和基本技能,为学生学习后续课程和掌握专业知识以及为今后解决工程实际问题奠定初步的流体力学理论基础。本科压缩型的专科生在理论知识掌握成熟度上不如本科生, 而实践动手操作能力和到基层的吃苦敬业精神不如中专生。为了适应社会形式的发展和面临教学对象的不同,专科教学中的流体力学课程改革势在必行。为此,我们结合教学实践与学生专业素养培养要求,认为可以从以下几个方面进行课程教学改革。

1加强师资队伍建设

流体力学课程目前的任课教师队伍基本分为两类,一类是专门研究流体的科研人员,另一类则是相关专业的专业课教师。而实践反应出的问题是,这两类教师在教学过程中都存在着各自的缺陷。前者本身确实有很坚实的理论基础,但是缺乏对所授学生相应专业的了解,以至于在课堂上无法列举出与学生所学专业相关的工程实践实例,这必然导致学生无法学以致用,与后续专业课的学习脱节,在某种程度上可能造成学生认为学习该门课程是否必要。后者可以很好的弥补前者专业知识的匮乏,但是一般专业老师在自身学习流体力学的时候也是作为专业基础课程来对待,因此对于基础知识的掌握同样存在着明显的不足。对于任课教师的选择,我们提出的建议是加强学科交叉。在学校邀请资深专家做学术报告和专题讲座时,可以组织该专业所有任课老师都参加,加深他们对所授学生专业的了解,以便在课堂上讲解时能结合专业实际,从而打造出一支理论基础知识扎实,专业性强的师资队伍。

2改革教学大纲内容

2.1模块化教学内容

所谓模块化,即将流体力学划分为流体物理学性质、流体静力学、流体动力学、理想流体动力学、 粘性流体动力学、 流动阻力相关计算、 压缩气体管路、 管路系统水力计算等几个模块。根据不同的专业要求, 进行不同的取舍和组合[3]。比如给排水专业可以将明渠流部分作为学习重点,而热能动力专业则需要将气体部分作为重点学习内容。由于教师在专业基础课上有针对性的教学,学生在后续的专业课学习中就能轻松做到理论联系实际,达到预期的教学效果。

2.2多样化教学手段

积极推行多媒体技术与传统的板书授课方法相结合的手段。随着计算机科技的发展和普及,多媒体教学方法已经广泛的应用在各种课堂教学中。同样,通过多媒体演示功能,能够生动、具体、形象、直观的解决流体力学教学进程中的一些抽象的难点部分。但传统教学方法的教学效果不能因此被忽视,尤其在理论分析、公式推导上,仍然是教师利用板书进行教学的方法占明显优势。教师通过传统的教学方法,一方面能够很好的把握课程节奏,与学生互动;另一方面也便于学生做好笔记,易于知识点的消化吸收。

2.3变更考核方式

目前我校的专科考核方式与本科一致,统一采用的都是闭卷考试成绩占70%,考勤、作业、实验占30%,而实际实验部分只占了10%。但从专科学生的专业培养素养要求来看,既要重理论,又要重实践。因此,对于流体力学这类专业基础课的考核方式要做到两手都要抓。我们建议的考核方式是闭卷考试成绩占60%,实验占30%,考勤、作业占10%。

3把握绪课讲解

经过多年的教学总结,学生反馈回来的信息是流体力学难度太大,部分专业术语太抽象。甚至部分学生在还没有开始学习的时候,就已经产生了退怯心里,这对接下来的学习极为不利,以至旷课的现象普遍。流体力学虽然理论性较强, 但却是一门及其贴近生活的学科。然而绪论作为一本教材的概述,是学生最先接触到的部分,是对教材整体内容的高度浓缩和概括,贯穿整个教学过程,更对学生的学习起到引领、提示和导向等作用,所以讲好一堂绪论课至关重要。物质包括固液气三项,而流体就占液体和气体两项,可见流体占据了我们生活中的大部分空间。教师在讲课时,应侧重于多列举一些生活中的实例来说明流体力学基本理论知识及其应用。比如,我们每天呼吸的空气,喝的水,都是流体;而我们能呼吸到新鲜的空气,喝到水,这体现流体具有流动性的特点。另外教师在讲授绪论课时,务必要介绍整本书的内容纲要,以实用为目的,以必须、够用为度,以掌握概念、强化应用为原则,并列举工程实际中可能遇到的需要用教材理论知识解决的问题。在此基础上学生能对要学什么知识、能解决什么样的问题做到心中有数,能积极调动学生的求知欲和学习的兴趣。这样的方式也可以用在后续课程讲解上,教师在每堂课结束前留下悬疑,并随着课程的进展逐步解开疑问,层层递进,一边解决问题一边学习新的知识点,一举两得。

4完善实验教学环节

专科学生毕业后一般都工作在相关专业的一线岗位,这就注重学生的实操能力。要做到理论与实际融会贯通,实验课的教学环节不容忽视。传统的实验教学模式基本都是验证实验,以班级为单位,分组进行,部分实验甚至只由老师进行演示,负面的抑制了学生的自主创新能力。当然,验证实验的开设非常必要,而且要与课程内容形成很好的衔接。但是除此之外,还应开展一些拓展学生发散能力和创新思维的实验,让很多有想法的学生自主实验,激发他们的学习兴趣,培养他们的创新思维。另外,教师要严格要求学生端正实验态度,尊重实验结果,让其养成严谨的实验习惯,才能对以后专业中的流体力学现象做出科学的定性分析及精确的定量计算,才能正确地解决工程中所遇到的流体力学方面的设计和计算问题。

5结束语

目前,随着各本科院校逐年扩招,每年大批应届毕业生流向社会,我国当前就业形势普遍严峻。从技术可信度来讲,用人单位会优先录用本科生;从岗位稳定性的角度出发,用人单位则会优先录用中专生,这一直是专科毕业生面临的挑战。本文从强化师资队伍,改正教学方法,多种教学手段的有机结合以及实验教学环节的完善等方面进行教学改革,以提高专科学生专业能力竞争力,适应人才市场的需求。

参考文献

[1]邢国清.流体力学泵与风机[M].中国电力出版社,2009,2.

[2]张敏,李好学.流体力学教学初探[J].河南机电高等专科学校学报,2008(11):157-158.

[3]徐正坦,陈鲲,马立艳.创新《流体力学》课程教学探索[J].福建工程学院学报,2008(10):487-489.

篇4

关键词CDIO;流体力学;能力培养;教学改革

1引言

“流体力学”作为理工科的一门专业基础课和必修课,它的重要性是众所周知的,作为力学分支,其在安全工程专业有着广泛的应用,与泄漏、火灾、爆炸、通风等有着密切的关系,是后续工业通风、消防工程等专业课程学习的重要基础。近年来流体力学学科发生深刻变化,对流体运动认识加深,测量手段更为先进,对流体运动分析和处理的能力空前强大,与工程应用结合更加紧密。然而“流体力学”这门课程概念抽象、数学公式多,在以往课程教学过程中更多重视理论知识的传授,人才培养过程中存在着过分偏重理论知识学习,缺乏对学生工程能力的培养等不足之处。因此,本文借鉴国际流行的CDIO工程教育理念,拟对安全工程专业“流体力学”课程进行教学改革,使理论知识服务于后续的安全知识学习及工作实际,将知识教育和能力培养有机地结合起来,增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生专业理论知识的学习真正地更好地融入之后的安全工作中。

2CDIO工程教育理念

CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Imple-ment)和运行(Operate)的简称。“C”构思指系统性的构想、思考,明确产业需求。“D”设计是把将要被实现的计划通过视觉的形式描述出来的活动过程;“I”实施是执行、施行实际的行为,指把设计转变为产品的过程;“O”运行是指产品实现之后(即实施之后)使用其来达到想要的价值的过程。从构思、设计、实施到运行的全过程就是产品的整个生命周期,用它来代表工程的范畴[1]。CDIO教育模式提倡培养具有较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育专业学生,这种模式在安全工程专业领域具有一定的借鉴意义[2]。CDIO强调在系统和产品构思、设计、实施、运行的真实工程实践环境中培养学生的工程能力,通过引导学生以主动的、实践的、知识之间有机联系的方式培养学生的工程能力,使学生在创新思维能力、终生学习能力、团队合作能力和工程实践能力等方面得到全面的训练和提高。

3基于CDIO理念的流体力学课程实施

3.1优化教学内容

在教学时,教材的选取是非常重要的,首先要选择一本好的教材,然后围绕教材的内容,进行全方位的内容设计。湖南工学院安全工程专业选用的教材为蔡增基、龙天渝主编的《流体力学泵与风机》,该教材详细介绍了流体力学及泵与风机的基础知识,并配有丰富的习题供学生课后练习巩固,另围绕教学大纲,每章设置了思考题。但教材内容多是从供热通风空调类专业角度出发,内容较多。按照安全专业职业能力与素质需求为导向,结合我校安全工程专业对该课程课时安排较少,学生文科生多,理科基础薄弱的特点、安全工程专业需求及其与后续专业课程之间的关系,课程教学内容分为四部分:(1)流体静力学。掌握流体平衡的规律,对其中与安全工程关系不大的小节进行删除。(2)流体动力学。研究流体在运动状态时,作用于流体上的力与运动要素之间的关系,以及流体的运动特征与能量转换等。(3)有关流体静力学和流体动力学在生产和生活中的应用,如孔口与管嘴恒定流、管道恒定流等。注重与工业通风、消防、安全工程中常见的泄漏等问题相结合。(4)泵与风机工作原理及运行知识,重点掌握如何选择泵与风机。由于课时有限,其他知识可通过学生自主学习来完成。内容设置注重培养学生的创新能力、学习能力和分析解决问题的能力,不因课时少而删除其物理背景、力学建模和求解过程等方面的学习,只讲授结果、计算公式、图表等这种短视的做法培养出来的学生只是现成公式的计算机器,面对新的问题将束手无策,学生没有创新能力,没有利用所学知识解决实际问题的能力。只有掌握正确的基本概念和流体运动一般规律,才能认识特殊规律,才能有分析实际问题的能力,才能正确应用和处理流体力学商业软件。

3.2转变教学方法

在课堂教学中注重学生综合思维、系统思维和工程能力的培养。结合传统的教学方法,采用以问题学习的形式,要求学生基于问题学习。(1)首先要讲授该门课程的性质及作用,让学生掌握该课程在整个专业培养中的作用以及工程实践中的具体应用价值,以及该课程与其他课程之间的关系,从而在学生的整体知识架构中建立起清晰的课程逻辑联系[3],培养学生的系统思维能力。(2)各知识点的教学过程采用启发式教学法,先由老师设置问题,让学生带着问题进行学习;学完之后让学生思考学了什么,有什么用;除了基本的教学过程外,在课程中设置一些小专题讨论,培养学生分析问题、解决问题的能力。(3)传统的教学模式由于缺乏对知识的应用,学生通常将通过考试作为学习目标而专注于记忆考试内容。因此在教学中注重相应知识点的讲解的同时,注重对各知识点的应用和拓展,各知识点多方面地与安全工程专业相结合(如在讲述孔口管嘴出留时与危险化学品物质泄漏进而导致火灾、爆炸、中毒事故相结合;讲述流动阻力时与工业通风管道设计、消防水管道设计相结合),强调其对专业的支撑作用,要求理论知识必须服务于安全工作实际,将知识教育和工程能力培养有机地结合起来。

3.3实验教学改革

实验环节是CDIO模式下教学环节的非常重要的组成部分,学生工程能力的培养和综合应用能力的提高,有赖于此环节[4]。实验教学方面通过建设流体力学实验室,将实践教学贯穿于学生的整个学习过程,实现对学生的动手实践能力、技术应用能力、研究创新能力的培养。实验模块分为基础验证类实验模块、综合性实验模块和开放性实验模块。基础验证类实验主要包括雷诺实验、能量守恒验证实验、沿程阻力实验、局部阻力实验、文丘里管实验、流量计实验、离心泵实验等[5]。这些实验过程简单,能帮助学生更好地理解流体力学的基本原理和定律,但缺乏创造性,没有与安全工程专业实际相结合。综合性实验如与工业通风课程相结合,设计一个通风除尘管道模型,学生通过流体力学知识制定实验方案,使用仪器测量风速、压强等相关参数计算通风阻力。让学生把流体力学知识更好地与安全工程专业相结合,解决专业实际问题。综合类型的实验相对较复杂,采用团队协作的方式,通过互相交流讨论解决实验过程中遇到的问题,发散思维,实验结束后进行汇报,培养学生的团队协作能力和沟通能力。开放性实验模块通过建设开放性实验室,为学生参加各类学科竞赛、科技创新活动、自主实验、参与大学生研究性与创新性实验项目、参与教师科研项目提供实践平台。如学生可进行计算机虚拟流体力学实验、利用flunet软件模拟火灾发生时烟气流动过程。开放性实验可锻炼学生创新能力。

4结论

1)安全工程专业“流体力学”课程作为一门学科基础课,其教学改革应以专业能力需求为导向、学生能力培养为目标,引入CDIO理念进行教学改革,可提高学生创新思维能力、系统思维能力、和工程能力的培养,提高学生的工程意识及大工程观。2)基于CDIO理念的“流体力学”课程教学改革应注重学生主体作用的发挥,以学生为主体、教师为主导,采用问题学习的形式进行教学,培养学生用基础理论分析、解决实际问题的能力。3)在“流体力学”课程教学改革中,应注重实验教学环节,实验教学除了基本的基础验证类实验外,组织学生做一些综合性、设计性、开放性实验,教学中注重学生团队协作能力,人际交往能力和创新能力的培养。

参考文献

[1]顾佩华,等.重新认识工程教育一国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]张景钢.基于CDIO的创新型安全工程培养方式研究[A]//安全科学理论与创新[C].郑州:郑州大学出版社,2016:92-96.

[3]赵庆贤,葛秀坤,毕海普,等.“变焦式”教学法在专业基础课程教学中的应用[A]//第26届全国高校安全工程专业学术年会论文集[C].北京:气象出版社,2014:262-265.

[4]王海江,彭静,杨玲,等.CDIO模式下的信号处理课程群建设[A]//2009年中国高校通信类院系学术研讨会文集[C].北京:电子工业出版社,2009:593-596.

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知识获取的迅捷性、记忆的持久性和再认再现的准确性,是学习效率的首要体现。每一个知识点、概念都有其不同的记忆方法,发现并掌握其规律,合理加工处理知识信息,探究便捷的记忆技巧,有利于提高学习和掌握知识的效率。一方面,教师可以提供一些相关技巧,供学生借鉴;另一方面,更多的是需要学生能举一反三,化抽象记忆为形象记忆,针对不同的识记对象,探索最佳的识记技巧,并相互交流和促进。

二、探索概要掌握某一部分知识内容的基本要领

重大历史事件往往包括背景、经过、影响几大段的复杂内容,学生靠死记硬背,效率低下。这就需要化复杂为简单,通过信息的加工重组,提取记忆要素,便于学生的记忆。

三、探索系统掌握历史学科知识的方法

历史的每一部分内容并不是彼此孤立的,而是相互联系、共同构成完整的历史学科知识体系。学生在学习中,要把零散的知识纳入知识体系,进行系统的掌握。一是掌握专题线索,如政治、经济、文化各大专题,在大专题下又可分为若干个小专题,如政治专题下的政局、制度、政体、政策、阶级、民族、对外关系等;经济专题下的生产力、生产关系、农业、手工业、商业等;文化专题下的自然科学及社会科学各方面等。二是掌握历史阶段特征,要从政治、经济、文化涉及的诸方面进行抽象地概括和掌握。学生可参照相关辅导材料中对知识体系的概括,结合自己学习特点进一步加工改良,用“集合”的方法,确定层次和隶属关系,探索出系统掌握历史学科知识的最佳方法。

四、深入探究历史事物的本质和规律

首先是历史原因的探索,从直接原因到主要原因、根本原因,从主观原因到客观原因,从政治、经济、文化诸方面探索和分析原因。其次,由表象深入探索事物的属性和本质,理解其本质含义。在此基础上,综合各方面因素,总结出历史事物发展的一般规律。如,失败的直接原因是篡夺,主要原因包括革命党人的妥协等方面,根本原因则可以推给半殖民地半封建性的社会性质,它决定资产阶级的软弱性和妥协性。从革命的特点,可以分析革命属于不彻底的资产阶级民主革命;从革命的失败,又可以得出:资产阶级民主共和国道路在中国行不通这一规律性的结论。

五、积极开拓学科内知识的横向、纵向联系

对历史学科内知识的综合能力,是学生建构完整历史学科知识体系的关键,也是高考命题能力测试的重点。因此,在学习中要注意知识之间的联系、对比和综合。在横向联系上,可寻找同一历史时期不同区域或不同方面历史事物之间的联系,分析其相互作用和影响,并进一步归纳出这一时期的历史阶段特征。在纵向联系上,可寻找同一大专题或小专题所属的各时期中外历史相关内容进行联系综合,分析其相互关系,比较其异同点,分析其异同的原因、影响,并尝试将各部分知识迁移重组,形成专题线索,以此提高综合归纳概括能力。

近年来的高考历史试题,特别注重考查学生对历史阶段特征、历史发展规律和基本线索的把握以及对宏观历史的认识,要求学生能从整体上把握知识内涵,强调再认、再现的系统性、完整性和透彻性。因此,在教学过程中,教师必须突出教学内容的整体结构,强调知识间的内在联系,努力让学生掌握系统的而非零碎的历史知识。其关键在于要确立历史知识结构的纵横联系,即所谓的“立体知识教学”。

历史知识的纵向联系,是指历史发展的前后联系。历史经历世代交替的链式结构发展,把握纵向线索,就能贯通来龙去脉,明确趋势归宿,揭示变化规律。而历史知识的横向联系,是指历史知识之间的横向联系。它包含了共性与个性、本质与现象、普遍与特殊等历史范畴。在教学实践中,教师要注重知识的纵横联系,形成完整的、立体的知识树。这样,学生就能非常清晰地把握事物之间的共性和个性,就能从深度和广度的层次上认识事件之间的本质和结果。培养和发展学生的思维能力,是当前中学历史教学和搞好素质教育的重大课题。而中学生的思维能力主要是在学习、掌握知识的过程中形成的。

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首先,我们对“世纪演说家”课程进行了整体规划,并分段实施。

我们对十二年的课程进行了整体规划,根据学生心智发展水平及语言能力水平,将课程分为四个学段,并确定了每个学段的教学主题及培养目标。1-3年级为第一学段,课程主题为“小小故事家”,培养学生能具体、生动讲述故事的能力;4-6年级为第二学段,课程主题为“小小主持人”,培养学生独立采访、主持的能力;7-9年级为第三学段,主题为“演讲与口才”,培养学生的语言组织能力与逻辑思维能力;10-12年级为第四学段,主题为“辩论课程”,旨在让学生掌握辩论的基本知识和技巧,学会多角度思考问题,培养团队合作精神与能力。

然后,在确定课程目标和主题的基础上,我们着力开发特色鲜明的校本教材。

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关键词:理实一体化;物流课堂教学;实现

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2012)05-0-01

目前我国物流专业的教学有待于提高,不能适应人才需求的发展。因此,要改革人才培养模式,加强理论与实践的结合,突出教学的实践性,确保学生知识和能力的同时构建。

一、理实一体化在物流课堂教学中应用的基础

在当今社会形势下,教育的培养目标应该以人才的发展需求为导向,满足地方性、区域性的人才需求。同样,物流管理专业的教育目标也要进行相应的改革,其培养人才的定位方向应该与地方经济的发展规划相适应,特别是在金融危机的影响下,全球经济普遍低落,对我国的实体经济带来了巨大的影响,要使我国经济得以发展,其所需要的是适应社会的发展需求的真正人才。针对我国一所院校的实际情况进行了调查,其实施了理实一体化教学,管理专业的人才培养目标以当地的区域性经济发展特征为依据,定位于:第一,要适应当地的经济发展,适应国家扩大内需的宏观经济政策;第二,要具有良好的道德操作守和职业操守,还具有很好的探索能力和创新能力;第三,针对性地培养基层管理岗位和一线操作人员的理论专业知识和实践应用能力,适应国内行业的一体化服务。因此,通过理实一体化教学,可以为我国提供既懂得经营又懂得管理的高素质技能型人才,推进了物流课堂教学的深入改革,促进我国物流行业的发展。

另外,理实一体化教学体系的构建,满足了我国国内相关物流部门对人才的需求,是物流管理专业教学体系的重要部分,促进我国专业人才培养目标的实现。可以说,理实一体化在物流课堂教学的应用,一方面,通过专业的训练,满足了我国国际物流服务企业的发展,比如:报关、货代、报检等相关岗位的作业需求;另一方面,适应了物流企业及信息管理岗位的发展要求,如:运输、仓储、搬运、信息管理等。

二、理实一体化在物流课堂教学中的应用模式

物流课堂教学中的两种课型分别为理论课和实践课。理论课主要是教授学生一些专业理论知识,比如:专业基础课、公共基础课等,而实践课则主要是注重对学生实践职业能力的培养,传统形式上的物流课堂教学只是教授学生一些枯乏的理论知识,使得学生无法适应工作岗位。因此,必须要实现理实一体化的教学模式,提高物流课堂教学的效率,实现物流课堂教学的价值。理实一体化教学模式的实现,既注重于对学生专业理论、技术知识和人文素质的提高,而且更为重要的是对学生专业技能和职业能力的培养,实现理论与实现的完美结合,构建了一个完整教学融合体系,突出了物流教学的关键和目标。

从某种角度上讲,理实一体化的教学模式促进了课程的整合,是目前较好的一种教学模式,加强了课堂教学的教、学、做,基于理论知识的基础上,重点培养学生的实践能力,顺应了课程整合的要求,适应我国教育的发展规律。尤其是在当前明确学生能力培养的教育目标下,就更加需要我们改变传统的教学观念,创新传统的教学方式,实现理论教学与实践教学的同步进行,将课堂转变为工作现场,使得教室与现场合二为一,为学生创造一种真实的职业环境。在这样的教学模式下,便于教学和学生及时发现问题和解决问题,做到对知识的融会贯通,促进教学目标的实现,达到显著的课堂效果,提升教学质量。

三、理实一体化在物流课堂教学中应用的实现

1.构建理实一体化教学模式的基本思路

理实一体化在物流课堂教学的应用,要以物流课堂教学作为平台,加强对实践教学的系统性研究,改革物流教学实施办法,加强对物流教学的充分认识,并在此基础上,完成物流案例教学、物流实验课程教学以及企业的模拟实验,以学生的动手能力为着手点,加强学生物流管理运用方法和技术的强化训练,并进行有效的数据收集,提高学生的应用技能,形成完整系统的理实一体化教学过程。

2.构建理实一体化的教学模式的实施办法

首先,课堂教学环境的构建。教学组织中最为基本的方式就是课堂教学,其为教师教学和学生学习提供了一个良好的平台。因此,理实一体化教学体系的构建必须要以课堂实践基地为入手点,设计相应的教学环境,根据不同的教学内容,选择不同的教学方式,如:分组讨论、案例分析、模拟实践、项目设计等等;合理布置教学空间,对真实的工作场景进行模拟,结合相应的道具,加强教师与学生的互动,营造轻松的课堂氛围,激发学生的学习热情,丰富教学内容,创新教学方式,将学生从枯燥的教学中解脱出来,提升教学效果。其次,实训室教学环境的构建。实训室作为实践教学组织的主要场所之一,为物流课堂教学提供了良好的设施服务。第一,具备较完备的硬件系统,满足了实践教学的要求,其包括了配送中心作业、仓储作业、物流信息技术的应用,便于学生进行验收、货物分配存储和养护等的实践训练。第二,拥有比较完善的软件系统,便于对客户的需求进行分析,加强对业务主要环节的实际操作过程的模拟,如:运输、仓储、配送等,同时,还加强对高度操作流程的演练,对物流的全过程有一个全面系统的了解,另外,还有相关的综合运输管理系统、国际货代系统和国际报关系统,对相关的管理信息和报关信息有一个全面的分析和综合管理。

四、总结

总而言之,随着社会的发展,对人才的要求也发生了很大的变化,因此,要不断地研究和探讨新教学模式,适应市场的需求变化,培养出物流专业的技能型人才和应用型人才,构建理实一体化教学模式,加强理论与实践的融合,完善教学体系建设,确保物流实践教学的质量,保证物流人才的培养质量。

参考文献:

[1]冯九辉.高等职业教育理论与实践课程的整合[J].中国新技术新产品,2012(01).

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Fluid Mechanics Course Teaching Design

Based on Virtual Experiment Platform

GAO Junxia

(Department of Mechanical and Electrical Engineering, Tangshan College, Tangshan, Hebei 063000)

Abstract Fluid mechanics courses for abstract concepts, theories and strong, fluid movement and the lack of student perceptions of the characteristics of the fluid dynamics of virtual experiment platform designed to integrate into the classroom session, with pictures, animations and other media means and application of knowledge engineering background to explain the point, explain the physical meaning of the concepts and formulas, and combine classroom teaching with virtual experiment teaching, not only preview to help students hydrodynamic theory and the basic operation of the experiment, but also makes the students' theoretical and experimental phenomena inherent in a more thorough understanding, further enhance the overall quality of students and so the effect is obvious.

Key words fluid mechanics; virtual experiment platform; teaching design; classroom teaching; experimental teaching

1 流体力学课程改革现状

由于流体力学概念抽象、理论性强,学生对流体运动又缺乏感性认识,流体力学课程历来被认为是学生难学、教师难教的课程之一。为了讲清概念、交代众多公式的来龙去脉、介绍丰富的工程背景和应用知识,流体力学授课需要大量课时,这与目前国内提倡的教学改革缩减理论授课课时相矛盾。不加强基础理论和工程应用知识难以提高教学质量,局促的课时除了教会学生做题、应付考试外没有多少时间讲解其他内容。如何更好地处理少课时与大教学量之间的矛盾,国内不少高校进行了此方面的改革,比如研制流体力学多媒体电子教案,加大网络教学资源等等弥补课时的不足。这些措施对于课堂教学帮助很大,但均无法替代实验教学,无法帮助学生更加深刻地理解理论、应用理论。而在实验教学中,实验教师的教学重点却是教学生如何操作仪器,如何记录处理数据,而不会关注于让学生知道为什么要“那么做”。因此课堂教学内容与实验教学内容之间缺乏有效的衔接与沟通,导致很多学生只知如何做实验,而不知为何做实验。

目前,关于虚拟实验室设计开发的案例也很多,但多数集中于研究如何使其更好地辅助实验教学,而对于将虚拟实验系统与课堂教学相结合进行教学设计的研究相对较少,唐山学院机械设计制造及其自动化专业流体传动课程组教师针对此种情况,开发了基于Flash的流体力学虚拟实验平台,并将之与课堂教学相结合,进行了基于虚拟实验平台的理论教学与虚拟实验教学相结合的教学设计与探索。

2 基于Flash的流体力学虚拟实验平台简介

用Flash做动画比较灵活,如表现运动机理、物理过程、动作分解等,也可编程。流体力学虚拟实验平台基于Flash语言而编制,主要是为建立一种创造和引导模拟实验的交互环节,通过与实验教学教师接洽,利用Flash将实验设备虚拟化,并用动画的手段将实验现象演示出来,学生根据需要选择实验项目。以“动量守恒实验”为例,在虚拟实验平台上运行该实验,界面如图1所示,既可以通过“原理”标签学习实验原理,同时还可以观测到动量守恒实验现象的动态演示。虚拟实验可以让学生熟悉实验流程、处理一些常见的难点问题。学生如果需要,也可以不厌其烦地反复练习,直至熟悉掌握实验操作技能。

3 教学设计与实践

教学的目的在于使学生真正掌握应知应会的内容,并且获得能力上的锻炼和提高。下面以唐山学院机械设计制造及其自动化专业流体力学课程教学为例,简介基于虚拟实验平台的流体力学课程教学设计。

3.1 基于虚拟实验的研讨式教学

首先教师带学生一起温习中学时的动量定理内容,而后提出疑问:当介质不再时固体,而是液体时,动量定理还适用吗?如何用?以启发式教学思想为基础,在教师的引导下启发学生积极主动地思考问题,并在同学之间、师生之间进行相互交流和互动式思考和学习,进而公式推导获得动量方程,而后利用流体力学虚拟实验平台演示动量守恒实验过程,请学生根据实验观察,讨论分析该实验的验证原理。这种将课堂教学与虚拟实验教学相结合的方式,不仅帮助学生进行了流体力学实验的预习,而且使得学生对实验现象和实验数据处理的理论理解得更加透彻深入,提高了学生的思维能力和对一些重要概念的理解力。

3.2 操作训练与思维训练相结合

沿程阻力损失的计算是流体力学课程的教学重点之一,而其中的沿程阻力系数的正确选择尤其关键,同时这里也涉及到一个很著名的实验:尼古拉兹实验。唐山学院机械设计制造及其自动化专业流体力学课程的理论授课教师和实验教师并不是同一人,该课程有6学时实验,其中一个实验为“沿程阻力系数测定实验”。在最终的实验操作考核中,理论授课教师通过观察学生 “沿程阻力系数测定实验” 实验操作过程,发现学生操作很熟练,记录数据整齐认真,并且很快地利用实验指导书中给出的层流状态下的计算公式算出了沿程阻力系数的数值,但其中存在一个问题被学生忽略了,即根据计算的结果核实是否真正是层流流动状态。如果阀门开度合理,大部分同学的结果应该是可信的,但是任何实验过程中,均无法排除一些其他人为因素。操作技能训练的同时,学生并未注意到分析并解决问题的严密性,思维训练未达到与操作训练同步。

将虚拟实验平台引入课堂教学后,授课教师在学生们完成此实验项目后,再次在课堂上演示实验过程,并将两组往届学生的实验考核记录数据(一组数据正常,一组异常)以及得出的沿程阻力系数结果记录在黑板上,教师提出质疑,即该实验能否反映Re与尼古拉兹实验曲线的内在联系?因是小班授课(共28名学生),将全班学生分成7个小组,在讨论中,学生反复研究教材内容,推敲实验数据,最后几乎每个小组都得出了较全面的结论。此种方式的开展,比填鸭式的反复做题强化训练得到的学习效果好很多。

如果授课教师在教学设计中能够充分利用虚拟实验平台,则教学效果可大大提高,学生收效显著。

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            一、引言

               《物流成本管理》作为物流管理专业的一门核心专业课程,其教学目的在于通过基本理论的学习让学生能够通过简单计算获得物流企业或者企业物流部门的基本成本信息,最终以成本为手段来管理企业的物流活动,提高物流活动的效率。近年来独立院校提出了应用技术型的人才培养目标,因此,在专业课的讲授过程中教师要有针对性的因材施教,从教材的选取到课程环节的设计都要考虑将学生的特点和课程讲授相结合。

 

二、《物流成本管理》的课程属性及课程内容体系

 

(一)课程属性。查阅多所高校物流管理专业的本科培养计划或者培养方案发现都把《物流成本管理》作为专业核心课程放在第五或第六学期开设,在此阶段学生已经学习了《物流管理概论》《管理学》《经济学基础》《会计学原理》等先修课程,具备了公共课和专业基础课的知识基础,可以将物流活动的各环节和会计核算相结合,进行物流成本的核算,研究物流成本的控制途径,从而寻求提高物流成本管理效率的方法。

 

(二)课程内容体系。物流成本是企业在物流各环节中提供有关物流服务所占用和耗费的一定的活劳动和物化劳动中必要劳动价值的货币表现。物流成本管理的本质是以把握、分析物流成本为手段对企业的物流活动进行管理,寻求成本降低的空间,提高物流管理效率。《物流成本管理》课程的主要内容包括以下几个方面:

 

(1)物流成本的构成。物流成本按照不同的分类标准可以进行不同的分类,每一种分类都有各自的构成内容。可以按照经济内容、经济用途、与业务量的关系等进行分类。不同教材对内容的介绍也有一定差别,最常用的是从各种物流活动和成本的关系出发来划分物流成本的构成,认为物流成本主要包括运输成本、仓储成本、库存持有成本、包装成本、订单处理和信息系统成本和批量成本。

 

(2)物流成本的计算。物流成本的计算是物流成本管理的基础内容。物流成本的计算目前没有一个统一的方法,可以使用为会计方法和统计方法,前者使用表格进行较简单的计算,后者要使用会计科目进行完整的会计账簿核算。实践中两种方法都有一定的运用,同时也都有一定的缺陷。

 

(3)物流成本的分析、预测与决策。物流成本分析和预测是物流成本决策的基础,企业通常已经分析和预测提供的支撑材料来制定各类物流成本决策,达到降低成本、提高成本利用效率的目的。实践中采用定性和定量方法相结合来进行成本的分析、预测和决策。如因素分析法、时间序列预测法、量本利分析法等。

 

(4)物流成本的控制。成本控制是成本管理的最主要内容,企业在物流活动中依据预测和决策制定的成本标准,对实际发生的成本进行事前规划,事中指导、限制和监督,事后分析评价、总结经验、不断改进,从而使物流成本不断降低。

 

三、《物流成本管理》课程教学中存在的问题

 

(一)缺乏针对独立院校学生的应用性较强的教材。由于我国高校的物流教育开始较晚,同时物流成本管理作为一门新兴的知识交叉性较强的课程,其内容结构体系还不够成熟。整体来看,目前该课程相关的教材数量并不多,而且不同教材的内容差别较大,有些教材侧重于从物流成本的构成角度出发,介绍物流成本的计算;有些则侧重于从定量分析的角度介绍物流成本的预测和控制方法;还有些则从物流活动的运输、仓储、包装等环节来编写。这些教材中的很大一部分理论内容与物流管理概论等教材重复。另外,大多数教材都缺乏针对性较强的案例,个别教材在每章后面提供了案例,但是缺乏对案例的深入分析,学生阅读案例后没有参考依据。

 

(二)相应的师资力量比较薄弱。独立院校的管理模式使得教师流动性较大,加之其规模与教师队伍的结构决定了每个专业的教师数量比较有限,再具体到一门课程,教师数量就更少了,很多课程都是只有一两个教师承担,由于一个人掌握的资源比较有限,所以在教学过程中遇到问题无法与其他教师探讨,一定程度上影响了教学质量。

 

(三)课程相对应的实践教学环节较少,且实践素材缺乏。由于物流成本的隐含性,使得企业认识不到对物流成本进行管理的重要性。高校在教学中也没有给予足够的重视,教师在教学中理论课的课时较多甚至根本就没有实践环节,导致学生学习起来感觉困难枯燥,特别是在成本的计算以及相关控制方法的学习中缺乏相应的实践素材和软件,不能模拟成本管理各个环节。

 

(四)教学大纲不统一,知识体系的完整性、实用性和针对性有待提高。通过近三年的理论教学发现,《物流成本管理》课程没有统一的教学大纲,各个学校都是根据自己所选择的教材简单制作了教学大纲,差别较大,由于侧重点不同没有可比性。教师在讲授理论课的过程中缺乏参考资料,课后的资料和习题有的过于简单,没有针对性,不能引起学生兴趣,有些课后资料较难,却又缺乏参考答案,教师只能根据自己的理解进行讲解,总体而言理论内容的实用性不强。

 

四、对策及建议

 

任何一门课程从开始到逐渐成熟以至最终的完善都要经历一定的时间期限,《物流成本管理》产生的时间较短,教学中存在的问题也需要从多方面进一步完善。首先,各大出版社应该借助每年的大型会议,听取参会教师对教材的意见,创造条件联合编写教材。其次,该课程的一线教师要加强教学研究,在授课中对课程体系进行探索,同时呼吁更多物流研究学者们参与本门课程研究,寻找企业的真实素材。再次,独立院校可以结合自己专业建设方案,对实践环节进行一定调整,适当安排本课程的实践课。最后,教师队伍要多样化,专业教师要加强自身专业技能的学习,努力成为复合型人才,例如懂会计又会物流,这样对课程教学有很大帮助。借助视频影像资料增加学生学习兴趣,强调理论和实践并重。

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【关键词】 骨科手术 护理 输血 临床观察

【中国分类号】 R457【文献标识码】 A【文章编号】 1044-5511(2012)02-0154-01

骨科手术后患者由于失血相对比较多,因此术后必须对患者进行常规输血。特别在膝关节置换手术患者与人工髋关节置换手术患者在手术中、后时期出血量基本在600ml之上。由于医学领域的科学技术不断进步使手术的输血与检测技术大大提高,采用异体大量输血容易引起很多不良反应与并发症,因此[1]自体引流血回输技术在近年来应用的比较多,这样的技术能够有效避免患者异体输血导致的不良反应与并发症的发生。自从2009年10月至2011年10月入院治疗的50例骨科手术病人采用了术后自体引流血回输技术,并且对患者的回输血前后血液成分、回输血量、患者的生命体征等进行细致的观察,为使用引流血回输技术提供了可靠合理有效的依据使该方法得到了证实并取得了满意的医学效果。

一、材料与方法

1、入院手术的患者资料:患者男30例,女20例子,本组共计50例;年龄在30――72岁之间,平均年龄58岁。在手术前对患者的肾功能、心、肝、出凝血时间、血常规、生病体征等进行观察,检测后均属于正常范围的情况在进行手术,其中4例膝关节骨折内固定手术、4例双膝关节置换手术、8例人工髋关节翻修手术、30例人工髋关节置换手术、2例人工膝关节置换手术,2例股骨头坏死网球置入手术。在手术后回输装置采用Stryker公司生产的CBC、ConstaralⅡ型血液回输系统,保证回输血器属于一次性无菌装置,内置微电极负压抽气泵来维持负压的吸引,当血液在负压状态下通过200um过滤网后进入储血罐,不要添加抗凝剂。

2、回输装置的使用方法:(1)患者在使用回输装置之前要仔细检测回输装置的外包装有无破损现象出现,安装回输装置的时候要在无菌的情况下进行安装。当手术结束后采用大量生理盐水的脉冲式高压冲洗枪对患者切口处的积血和骨渣、骨水泥颗粒进行清洗。在经过另一皮肤戳口与皮下组织处放置引流管再接入回输血器。切口处缝合后松开止血带后开始收集引流血。(2)储血罐不要倒置,要固定在床头与手术切口的高度持平,避免碰撞。在回输前将储血罐里面的血液放入血袋,血袋要比储血罐低,负压钮调节到0的位置避免气体进入袋内。引流的时候负压钮调节到2挡的位置,当血液回输结束后在储血罐下5厘米处剪断血袋导管,储血罐导管处要密封好,为了预防血液回输,之后将回输血器作负压吸引使用。

二、结果

术后4h为引流血量高峰期,引流血量占总血量的80%。术后12h的回输血量大于350ml小于1600ml。本组有40例在围手术期时采用自体血回输,没有采用异体血输入,患者术后有明显的血压升高、面色苍白、脉搏加快、呼吸加快的现象出现,在术后6h内得到显著改善达到正常水平。患者在手术后没有输入回输血之前红细胞、红细胞压积、血红蛋白均明显降低,术后24h输入回输血后基本指标恢复正常。本组中有2例髋关节翻修术后患者在7――10小时回输血过程中体温达到39℃以上,出现头晕现象的患者有4例,其余患者均在24小时后指标都正常。

三、讨论

1、引流血回输的医学意义:自体血液回输器主要运用现代的医学手段与成果的高科技仪器,吧手术后的血液收集、过滤、分离、清洗、净化在把该血液输回到患者体内,有效避免异体输血的排斥现象与预防各种疾病的传播,[2]还可以有效避免患者输血后的过敏与溶血反映,还能有效解决了血供不足的缺陷,降低患者的医疗费用减轻患者的经济负担。

2、观察生命体征及时回输引流血: 对患者的手术前后的呼吸、脉搏、血压、肤色、生命体征进行观察与比较做到及时发现及时预防。引流高峰时要对患者的各项体征进行细致观察防止休克的发生,在术后24小时后血压恢复正常。

3、对病人血液成分的影响及引流管护理:自体引流血回输在[3]术前与术后要及时抽血检查患者的血液变化情况,上述表明在回输后24h三项指标都趋于正常。但术后三项指标低于术前,主要由于红细胞通过输血遭到破坏在罐贮过滤的时候破坏了其完整性,术中、术后为维持血液内输入液体导致血液稀释,需要一周的时间三项指标才能逐渐恢复正常。在术后回输过程中要防止引流系统出现阻塞现象,防止引流管脱落、牵拉、打折,适当调节负压钮防止病人长时间休克。

综上所述:术后引流血的临床使用至今在回输时要尽量避免血栓、脂肪栓塞、肝肾功能损害等危险的出现。[4]我们在50例患者中用该技术没有引起任何并发症,但是回输血后患者出现发热反映可引起发热反应,患者在1250ml回输血量时出现寒战,体温达39℃,这样现象可能根回输血量的多少有关,为了防止病人出现不良反映给患者滴入一定量的抗生素药物,预防术后感染。

参考文献

[1] 林剑结,吕厚山,陈晓欣,等.预存自体输血在风湿病手术中的应用.中华外科杂志,1993,31(9):543-544.

[2] 王青,陶桂年,吕征,等.术后引流血回输在全膝关节置换术后的应用.中华骨科杂志,1998,11(11):702-703.

[3] 倪文岚,陈坤堂,陈利民,等.自体输血在外伤性脾破裂手术中的应用.中华护理杂志,1995,2(2):76-78.