流体力学概念汇总范文

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篇1

关键词：流体力学；教学改革；现状；思考

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2013）-01-0148-01

流体力学是土建类专业的一门专业基础课，也是全国勘察设计注册工程师基础考试必考科目。流体力学作为力学的一个重要分支，主要研究流体在静止或运动时所遵循的基本规律及其在工程中的应用，是高等学校众多工科专业的必修课。流体力学也是一门理论性和工程实际意义都较强的课程，具有理论不易掌握、概念和方程较多且易混淆、对学生高等数学知识及综合分析和处理问题能力要求较高等特点，与枯燥、繁多的理论以及教学时数的减少形成了尖锐的矛盾。因此，寻求一种新的有效的教学手段，视听结合，充分发挥多媒体教学的优越性，加大课堂教学的信息密度和知识密度，拓宽课堂教学的新思路成为必然。

一、流体力学课多媒体教学现状

根据在流体力学教学中应用多媒体课件的情况来看，多媒体课件的应用使单位时间内教学内容大为增加得到公认，但对教学效果的看法反映并不一致。为了解使用多媒体课件的教学效果，我们两次发出不记名问卷。其中一次让学生给打分，30名同学中认为现在使用的流体力学多媒体课件有较大帮助和有所帮助的各有10名，合计占67%。经讨论分析，多媒体课件之所以会出现授课效果不佳的情况，主要是因为在课件的制作和使用的过程中，存在如下这些“问题”：

1.原有课件的制作和应用没有充分体现以学生为主体，只是将教师从粉笔、黑板中解放出来。有些章节内容单调甚至照抄课本内容，成了文本教材的电子化；有些则忽略了教学内容的连贯性和逻辑性。

2.多媒体课件中，图片、动画的选择不符合整体教学的安排。要么简单拼凑，造成课件的形式缺乏多样性；要么将简单的问题复杂化，缺乏合理的思路，其结果是大量的图片分散了学生的注意力，浪费了时间，造成教学质量下降。

3.课件包含知识过多，文字描述繁琐。为了让学生能够在有限的课时内学到更多的知识，教师过于扩大多媒体课件的知识量，造成了屏幕上显示的内容过多、讲解时屏幕翻滚过快，学生对教师所讲授的内容没有留下印象，也不知道大量的知识点该从何处着手记录，导致学生不容易跟上教师的思路，不易复习。

4.课件内容“乏味”，不能吸引学生注意力。部分课件内容陈旧，有些内容与讲课内容结合不紧密，还有一些音像不够清晰，影响视听效果。

二、课程多媒体教学改革的思考

1.总方案设计。通过问卷调查及调研等方法，对流体力学多媒体教学的需求性、优缺点、教学效果等方面进行全面分析。调查研究存在于各个主要教学环节中的问题，并进行汇总分析，以确定出总体方案。

2.教学设计。根据《流体力学》教学目标，对教学内容、教学方法和教学过程等方面进行安排，建立课程层次结构。多媒体课件内容的选取要以教材为蓝本，从实现教学目标、完成教学任务的需要出发，但又不能为课本所束缚，要充分增加课件的含金量。一个优秀的课件不能只是教材的幻灯片演示，而应该增加它的生动直观的作用，因此教材内容的选取很关键。随着对课件制作认识的提高，我们做课件的每一部分时，都应该做到心中有数，对于每一页面的制作都要做到精益求精，这样做出的课件才能流畅的运行。

3.结构设计。设计合理的流程，使教学内容通过多媒体课件的方式表现出来。多媒体教学摆脱了黑板加粉笔的呆板表现形式，依赖于大量的多媒体素材，把以往受时间和空间限制的内容搬进课堂，体现了其特有的优势。素材的选取依授课内容而决定。制作课件时，老师本身就是一名导演，怎样把“演员”（即素材）放到适合的位置，并使它表演得出色，全部依赖于导演的水平。因此教师要吃透教学内容，在参透文字稿本的基础上，反复构思，进行创作，设计出符合教学的课件来。

4.版面设计。设计技术性、艺术性以及应用性良好的版面，提高课件的教学效果。课件制作过程要求熟悉电脑的基本操作、掌握相关软件的使用方法。做课件并不是说我只要掌握了课件制作软件的使用就可以了，它需要多种软件协同工作，比如图像制作、声音录制、文字编辑、动画制作等等，所以要求我们平时注意多学一些操作方法，或在计算机专业人员的配合下共同完成课件的制作，以使课件不仅具有教学内容的教育性、科学性，而且要有课件的技术性，艺术性。

5.收集使用反馈意见。为保证课件的正常使用，还需要多次测试，以便能够发现课件在运行当中存在的问题，及时修改，不断完善。一个课件的好与坏，只有通过实践才能真正得出结论。课件制作完成后，应用于课堂教学，然后根据学生的反馈信息，再将课件加以修改，从而使其达到最优。如果制作的课件引不起学生的兴趣，在课堂上起不到应有的效果，那么这样的课件无疑是失败的。因此还需要不断地对课件进行修改、完善与升级，使之更加适合教学的要求。

根据《流体力学》课程教学内容的特点，精心设计、制作多媒体素材，集图、文、声、像的综合表现功能，融教育性、科学性、艺术性、技术性于一体的课件，可以有效调动和发挥学生学习的积极性和创造性，最大限度地发挥学生的潜能，强化教学效果，提高教学质量，从而促进大学生对流体力学基础知识的掌握和应用，并提高利用所学知识解决实际问题的能力。

参考文献

篇2

Abstract: This paper first presents the necessity of application of Mathematical Experiment in Complex Function and Integral Transformations curriculum in order to improve the practical process of education and emphasize the training of application of Mathematics in college education. Then, the teaching mode, teaching content, teaching method, teaching innovation and the method of examination of Mathematical Experiment in Complex Function and Integral Transformations curriculum are introduced in our university.

关键词： 复变函数与积分变换；数学实验；教学改革

Key words: Complex Function and Integral Transformations；Mathematical Experiment；reform of education

中图分类号：O1-0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）03-0210-02

0 引言

针对《复变函数与积分变换》课程教学的现状，分析传统课程教学中存在的不足，利用数学实验案例教学推动问题驱动式教学，结合西安交通大学作为研究型大学的定位，提出在该课程中引入分层次的数学实验教学。这些思想也已经初步在我们申请2009年《复变函数》国家级精品课程中得到体现。

1 当前国内数学实验课程教学的现状

教育部在“面向21世纪教学内容与课程体系改革计划”中明确提出要加强数学教学过程中的实践环节，加强数学理论学习与实际应用相结合，培养学生应用数学知识解决实际问题的能力，提高学生的综合素质。当前，在高校中普遍开展的《数学实验》课程的教学是近年工科数学教学改革的一个亮点，它顺应时代对当前工科数学教学改革提出的要求。西安交通大学自2001年开始，在全校学习《工科数学分析基础》和《高等数学基础》的班级全面进行《高等数学》中的数学实验课程的教学，其教学管理，教学改革，课程建设等方面已经比较成熟[1,3]。通过几年《高等数学》中的数学实验的教学，我们发现部分学生完成了高质量的实验报告，显示出了较强的分析能力、动手能力、数学知识的应用能力和创新能力[2]。结合现代数学发展方向的综合性的、开放型的数学实验课程激发了学生前所未有的学习数学的兴趣，部分学生甚至在实验报告中写到：“没有实验的数学课程是不完美的……”。

但是在工程数学之一的《复变函数与积分变换》课程中的数学实验教学还有待进一步加强。《复变函数与积分变换》在数学的其他分支（如常微分方程、积分方程、概率论、解析数论、算子理论及多复变函数论等）中有着重要的应用，而且作为一种强有力的工具，还被广泛应用于自然科学和工程的众多领域，如理论物理、空气动力学、流体力学、弹性力学、自动控制学、信号处理、图像处理以及大型系统故障诊断等许多领域。目前，各高校普遍将《复变函数与积分变换》课程作为工科各专业的一门重要的必修课来开设。然而，《复变函数与积分变换》课程的实际授课时数往往较少，如何在有限的课时内，激发学生的学习兴趣，让学生既能掌握理论和方法，又能了解其在专业方面的应用，为后续专业课程的学习打下一个良好的基础，这是《复变函数与积分变换》课程教学的一个挑战。

2 《复变函数与积分变换》课程教学中存在的问题

2.1 传统《复变函数与积分变换》教学中过分强调复变函数严密的数学体系，忽视对复变函数的本质理解和工程实际应用，没有将基本概念与定理的几何背景和实际应用背景结合起来；既便有应用也是“千年老问题”，缺乏新意，与科学发展方向脱节，无法有效调动学生的积极性，结果教师教得累，学生学得也苦，还感到学习这门课程没有什么用。造成《复变函数与积分变换》总体教学效果不够理想。

2.2 忽视学生主体的积极性，而一味强调教学内容的真理性、必要性，采取填鸭式的灌输教学方式，势必难于取得理想的教学效果。

2.3 复变函数与积分变换课程的传统考核方式比较单一，通常采用闭卷考试的形式，主要考察学生对基本知识、基本理论、基本方法的掌握情况。这种考试方式常常引起学生死记硬背、套公式、重计算，考完后容易忘记等现象，对培养学生创新能力极为不利。加之《复变函数与积分变换》课程的讲授与后续专业课程的使用有一定的时间差，在后续课程用到时往往都要花一定的时间复习，否则学生难于跟上，造成教学重复现象，课时利用率不高。

为了解决上述问题，我们认为，任课教师可以通过教学内容的合理安排，进一步开设数学实验课程，结合“案例式教学”，即“问题提出一建立数学模型一分析研讨一计算机处理一小结或进一步思考”的过程，以及考核方式的配套跟进来加以解决。我们正在编写适合研究型大学的工科《复变函数与积分变换》数学实验教学案例，采取问题驱动的数学教学模式和相应的考核方式，依托西安交通大学工科数学基地的开放式数学实验教学的网络化管理系统和网络服务平台，开展工程数学实验教学。

3 《复变函数与积分变换》中的数学实验教学内容与方法

3.1 编写适合研究型大学的工科《复变函数与积分变换》数学实验教学案例，包含基础数学实验，综合数学实验，数学建模实验。

基础数学实验主要是复变函数与积分变换课程的基本内容，借助于计算机，使学生充分利用计算软件如MATLAB或者MATHEMATIC进行相关内容的数值分析与实验，利用计算机的图形功能，形象地展示某些基本概念和结论，加强直观性教学，使学生加深对数学知识的理解和对数学规律的发现；综合数学实验主要是以复变函数与积分变换内容为中心向相关的边缘学科辐射，涉及到数值计算方法、矩阵计算、微分方程等学科，及现代新兴的学科，如分形与混沌、小波分析等。通过建立一些简单的数学模型解决一些实际问题，向学生展示计算过程和数值模拟过程,对算得的结果进行分析、比较，最后给出可行的或是最优的解决方案,加强学生应用数学知识解决实际问题的能力；数学建模实验主要针对部分在大一数学实验课程中表现优秀的学生，培养他们综合应用数学知识解决实际问题的能力，为他们参加全国及北美大学生数学建模竞赛作好准备。

3.2 建立《复变函数与积分变换》数学实验多媒体教学资源素材库 注重数学实验课程的特点，借助计算机多媒体教学模式，结合数学软件MATLAB或者MATHEMATIC形象生动地演示数学规律，完成数学实验教学内容的多媒体素材，供授课教师参考。在《复变函数与积分变换》课程网站上成熟的课件，供学生上网浏览，自学。

3.3 根据章节内容定期安排学生小组讨论并印发优秀学生报告和数学实验通讯 为了鼓励先进，激发学生学习数学的兴趣，倡导学生自主应用所学的数学知识解决实际问题，我们将按照课程内容在每章开始时结合数学实验案例给学生提供部分讨论题目，定期组织学生自行分小组讨论，开展“研究式学习”，作为学生的平时表现成绩和数学实验以及期末考试成绩综合起来记录在最后成绩中，避免一次考试定“终身”。对部分优秀学生的读书报告和数学实验报告定期汇总印发，在大学生中进行交流。

4 《复变函数与积分变换》课程数学实验教学特点

4.1 我们在《复变函数与积分变换》课程中结合“案例式教学”开展分层次数学实验教学，遵循数学科学的发展，采取问题驱动的教学模式，辅助该课程基础理论教学，激发学生自主创新学习的热情，培养学生应用数学知识解决实际问题的能力，提高学生的综合素质；根据课程内容，将教师讲解和学生自行探索结合起来，利用事先给定的题目或者学生自由选择的题目定期举行分组讨论，开展“研究式学习”。

4.2 针对不同层次的学生提供不同层次的数学实验教学案例，实验内容涉及不同门类学科，选题新颖。综合学生的平时表现，数学实验和期末考试给出学生的最后成绩，定期印发优秀学生的讨论报告和数学实验报告通讯会大大地激发学生学习数学的兴趣，充分发挥学生自身的主观能动性。

今后，我们将根据我校研究型大学的特点，依托西安交通大学国家工科数学教学基地的网站和国家级精品课程《复变函数》，逐步完善我们在工科《复变函数与积分变换》中进行数学实验教学的教学模式、教学内容和教学方法等方面的教学改革与尝试。

参考文献：

[1]李继成，朱旭，王绵森，武忠祥.《数学实验》课程建设及分层次教学与实践[J].大学数学，2005，21（6）：29-31.