流体力学重点范文

导语：如何才能写好一篇流体力学重点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

工程流体力学教学手段教学效果《工程流体力学》是机械工程专业、石油工程专业、化学工程专业等诸多工科专业的一门十分重要的专业基础课，在各个工程领域都有着广泛的应用。作为力学的一个分支，工程流体力学主要研究流体的平衡和运动的基本规律以及流体与固体的相互作用的力学特点，用于分析解决工程设计和使用中的实际问题。其特点是数学公式多，大部分内容都是围绕数学方程的推导，理论性强。学生在学习过程中普遍感觉吃力并且枯燥。因此，为提高教学质量，教育界同行不断地进行着各种各样的教学改革探索。

一、联系实际，理论与实践相结合

流体力学内容抽象，概念性强，整门课程从头到尾充斥着偏微分方程，公式推导繁杂。而且与其他力学课程不同，流体力学是采用欧拉方法解决问题，这一点学生理解起来非常困难，导致流体力学这门课程被公认为大学课程里最难学的课程之一。为了提高教学效果，在教学实践过程中注重理论与实践相结合，更有利于学生对知识的理解与掌握。本课程主要围绕几大偏微分方程展开，在讲述过程中如果过于强调数学理论的推导过程，学生肯定会感觉枯燥无趣，而且不知道学习的真正目的，从而失去学习的动力。针对这种情况，我在讲述公式推导部分时着重分析研究思路和方法，重点介绍公式的适用条件及意义，尽量避免长篇大论的数学推导过程。比如伯努利方程是本课的重点，在课堂上我只是把推导思路给大家讲清楚，后面花了两节课的时间来讲它的应用，包括皮托管测速计、节流式流量计以及在一般水力计算中的应用等。在课程的最后部分，针对授课专业特点，结合现场实际工程案例，讲述了流体力学基本理论在实际中的应用，同时也对课程内容进行了总结和回顾。通过上述具体应用实例，使学生能够理论联系实际，培养学生以后工作时解决实际问题的能力，同时还能使学生认识到课程的重要性，增加了学习兴趣。

二、启发-联想式教学

引导和注入是启发式教学方法与灌注式教学方法在本质上的差别之一。启发式教学方法强调的是引导，也就是通过引导，调动起学生的主动性、积极性，让学生自己去发展思维而获取知识。而灌注式教学方法则是通过注入，使学生被动地接受传授给他的知识。因此在引导与注入这两种手段上，有着明显的差别。所谓引导，是指当学生要解决某个问题，但又感到难以解决时，恰到火候，教师及时给以启发，让学生自己发现新知识，这样才能很好的发展学生的智能。

流体力学的研究方法和内容同工程力学、工程热力学等其他力学课程有很多相通的地方。所以在教学过程中可以通过启发学生对以前学过的内容进行总结回顾，从而引出所讲内容。比如在讲解研究流体运动的两种方法：拉格朗日方法和欧拉法时，启发学生对两种方法进行比较。由于欧拉法是以空间点为研究对象，这与基于质点为研究对象的工程力学的研究方法不同，学生已经习惯于质点研究方法，所以接受起来有点困难，这时我以气象观测站这样一个大家都熟知的例子来阐述欧拉法的含义，采用直白易懂的语言讲述这样一个抽象的问题，学生理解起来容易多了。

学生在已有的力学基础上学习流体理论，并加以比较，不仅可以促使学生积极思考，而且能利用一门课程中已学会的知识快速掌握另一课程中的内容，增强了教学效果，提高了教学质量。

三、Fluent软件在教学中的应用

流体力学课程的特点是知识涉及面广，对学生来说流体力学课程里面的概念与原理非常抽象难懂，课程涉及的数学知识和力学知识比较多，且与工程实际现象紧密结合，这对本科生来说更加大了他们学习本门课的难度。同时受教学实验条件的限制，任课教师很难形象地将流体流动的现象讲授给学生，这样就造成理论知识的讲解与实际现象脱节。FLUENT软件是目前非常流行的一个商业计算软件，将其引入本科生流体力学课堂教学，对流体力学课程中的流动机理既能实现直观演示，又可以进行定量分析。比如在讲圆管内层流和紊流两种流态运动规律时，如果采用传统的教学方法，由于牵扯的数学理论知识较多，学生学起来很吃力，而且最终推导出的结论比较抽象，学生很难提起兴趣。如果采用FLUENT软件模拟两种流态，做出不同工况条件下的速度分布曲线、速度分布云图、速度等值线、切应力分布曲线，让学生通过对这些曲线进行分析得出不同流态下的运动规律，学生的积极性和主动性就能被充分调动起来，从而可以提高教学效果。

在课程教学中不断改进教学方法和手段，用心钻研，不断探索，有助于学生理解掌握课程知识，增强学生的学习兴趣，为学生将来从事工程实践奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]陈小珊，洪文鹏，张玲.工程流体力学课程改革的思考[J].东北电力大学学报，2006，（3）：54.

篇2

关键词：流体力学；多媒体课件；学习理论

作者简介：宿程远（1981-），男，河北晋州人，广西师范大学环境与资源学院，讲师；黄智（1972-），男，壮族，广西桂林人，广西师范大学环境与资源学院，教授。（广西　桂林　541004）

基金项目：本文系新世纪广西高等教育教改工程项目（项目编号：2011JGB018）的研究成果。

中图分类号：G642.1?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0088-02

“流体力学”是环境工程专业一门重要的专业基础课程。其主要任务是通过各教学环节运用各种教学手段和方法，使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法；培养学生分析、解决问题的能力和实验技能，为学生学习后继课程、从事工程技术工作和科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。该课程具有较强的理论性和工程实际意义，具有理论不易掌握、概念和方程较多、对学生高等数学和物理知识要求较高等特点。在实际教学过程中，如果只借助于书本、教师的语言和板书这些方法难以实现良好的教学效果，学生也会因枯燥的理论及公式推导而产生厌学的现象。因此，本文提出了基于“情·知·感”理论的“流体力学”多媒体课件的制作与开发。

一、设计理念

本课题以“情·知·感”为支撑，以认知学习理论、建构主义学习理论、人本主义学习理论等学习理论为指导，将身边问题、工程实例、教学科研成果等有机的融入到“流体力学”多媒体课件的制作和开发过程中，同时注意“流体力学”多媒体课件和实验教学的有机结合，重视“流体力学”多媒体课件制作的简约美、和谐美与立体美。以“情·知·感”为支撑的多媒体课件的制作为“流体力学”教学提供了先进的手段，为加强学生的自主学习提供了现实可能，可以充分发挥学生学习的主动性，培养学生“乐学”、“会学”的能力；[1，2]同时向学生展示教学情境，使学生“闻其生、见其形、入其境”，更快、更准、更深地把握“流体力学”教学的重点和难点。

二、实施措施

1.“情”——以多种学习理论为指导

在设计制作“流体力学”多媒体课件时，充分运用多种学习理论为指导，制作出既适合学生自主学习，也适合“流体力学”课堂教学使用的多媒体课件。[3]

（1）基于认知学习理论的观点，组织“流体力学”多媒体课件内容与目录导航设计。制作“流体力学”多媒体课件时，将流体力学基本教学内容划分为四个模块：流体的物理性质及分析方法、流体静力学、流体运动学和流体动力学。这种结构以图示的方式在课件中显示，使学生对课件内容形成清晰的概念，养成“流体力学”课程的思维图式。学习流体力学的关键是理解和掌握核心的基本的概念、原理、态度和方法，抓住它们之间的联系，形成一个有联系的整体。如在讲解等压面时，可以将等压面的基本概念、特征及应用紧密联系在一起，形成一个有机的整体，以加深学生的认识。

（2）基于建构主义学习理论的观点，在设计课件时，提供丰富的多媒体情境资源以支持学生的学习。在制作与开发“流体力学”多媒体课件时，将北京奥运会“水立方”水面扰动时产生的阻力情况、中央电视台记录片《水问》以及“神舟七号”飞船的资料等，以优美的文字、活灵活现的画面、动听的声音进行展示，能使教师轻松地授课、学生愉快地学习。而且能够将教学重点和难点化难为易，向学生展示教学情境、提供丰富感知、激发形象思维，使学生闻其声、见其形、入其境，让学生更快、更准、更深地把握教学的重点和难点，能够起到很好的教学效果。

（3）基于人本主义学习理论，设计与表达流体力学知识的价值与文化。人本主义学习理论重视学生学习时的情感需求，主张教育的目的不只限于教授学生知识或谋生技能，更重要的是针对学生的情感需求，从而培养其健全的人格。[3]在“流体力学”多媒体课件制作中，增加其人文色彩、文化意味，以适时地向学生传达人生哲理，开启他们的心智。在绪论部分，可用古代的诗词引出学生对流水的思索，“一道残阳铺水中，半江瑟瑟半江红”，“问君能有几多愁，恰似一江春水向东流”，“抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁”；在讲授虹吸原理时，可向学生讲述宋代苏轼《东坡志林》卷四中，四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面的故事等，这样我们的课堂教学就被赋予了灵气。

（4）基于行为主义学习理论的观点，在课件中设计练习模块。在“流体力学”多媒体课件中设计练习模块，以提供覆盖重要知识点的习题及反馈。让学生的学习有了一个循序渐进的过程，给学生留有思考余地。同时也突出了“流体力学”课件的交互性，将更能促进学生的横向思维，延长课件的生命周期；同时设计了部分流体力学的英语题目，实现了双语教学理念的渗透。

2.“知”——以“三引入”与“一结合”为指导

为了结合课程内容有效地实施素质教育，培养学生的兴趣，激发学生的思维与创造力，在“流体力学”多媒体课件制作中强调“三引入”与“一结合”，以突出“流体力学”教学的宽泛性、时代性和应用性。[4]

（1）将身边问题引入多媒体课件。在“流体力学”多媒体课件制作时，结合具体课程内容，设计具有新颖、独特、能够牢牢抓住学生注意力的问题，力争做到在每一章的“流体力学”课件开讲前都提出一个问题，启发学生的思维，避免平铺直叙地讲授。同时在教学中注意收集身边有趣的流体力学问题，比如一滴牛奶的流体力学问题，让学生认识到其实流体力学离我们并不遥远。

（2）将工程实例引入多媒体课件。为了将所学的理论与实际相结合，扩大学生的知识面，增加学生的学习兴趣，增强学生运用流体力学知识解决问题的能力，可将工程实例引入多媒体课件。如在讲授液体作用在平面上的总静压力和恒定总流动量方程时，补充三峡水坝的视频，让学生对恒定总流动量方程有更为深刻和直观的认识。

（3）将教学科研成果引入多媒体课件。在多媒体课件制作时，适时地介绍一些教师的研究成果以及正在开展研究的工作，一方面可以调节课堂教学气氛，另一方面也会极大地提高学生学好课程的积极性，让学生对当前相关学科的热点问题有一定的了解，从而引发学生的思考，激起他们对科研的浓厚兴趣。正如张爱玲所说“出名要趁早”，对于学生科研素质的培养，也要趁早。

（4）注意多媒体课件和实验教学的有机结合。实验教学是学习流体力学不可缺少的重要环节，贯穿于课程始终。采用多媒体方式如录像、Flas等增加演示性实验，既丰富了实验内容、扩展了学生视野，又可达到意想不到的教学效果。特别是在讲解流体力学最重要的“伯努利方程”时，除了传统的公式推导之外，可辅以实验、Flash等多种教学手段，从而实现教学重点与难点的突破。

3.“感”——以美学理论为指导

教学是一种艺术，课件也应是教学与艺术的完美结合。要实现“流体力学”多媒体课件中科学性和艺术性的和谐统一，关键在于设计中美学的运用。[5]

（1）“流体力学”课件制作的简约美。“流体力学”多媒体课件开发时，背景画面的设计要做到：简单大方，清新淡雅，不能分散学生的注意力；同时“流体力学”多媒体课件的文字内容应言简意赅，简明扼要。

（2）“流体力学”课件制作的和谐美。首先背景图片应服务于课件内容，不能喧宾夺主，在色调处理上应保持统一性，不出现突跃；其次应根据各种字体的表现力，选择一种与课件内容相和谐的字体；再次应选择与背景色协调的文字颜色；最后应注意文字经投影仪投影后的效果。

（3）“流体力学”课件制作的立体美。图像所表现的内容应围绕课件内容展开，通俗易懂，可将水利工程、航天工程等工程图面以及身边的流体力学图面有机的穿插到多媒体课件中，简洁明快地使学生认识、理解和掌握主题。首先动画设计在构图上要做到布局合理，造型优美，以求达到最佳的视觉效果。其次动画构图要形象且具有鲜明的直观效果，并符合学生的视觉规律，如在雷诺实验、伯努利方程的讲述中，应合理运用动画技巧，以扩大课件的表现力。

三、结语

以“情·知·感”为支撑，以认知学习理论、建构主义学习理论、人本主义学习理论等学习理论为指导，将身边问题、工程实例、教学科研成果等有机的融入到“流体力学”多媒体课件的制作和开发过程中，同时应注意“流体力学”多媒体课件和实验教学的有机结合，重视“流体力学”多媒体课件制作的简约美、和谐美与立体美。以“情·知·感”为支撑的多媒体课件的制作为“流体力学”教学提供了较为先进的手段，为加强学生的自主学习提供了现实可能，将充分发挥学生学习的主动性，培养学生“乐学”、“会学”的能力；同时向学生展示教学情境，提供丰富感知、激发形象思维，以促进“流体力学”教学。

参考文献：

[1]张婷婷.情·知教学理论指导下的网络课程之情感设计[J].现代教育技术，2008，18（10）：47-51.

[2]赵青.多媒体教学软件的研究[J].中国现代教育装备，2008，（2）：153-155.

[3]叶涛，刘传明，章战士.基于多种学习理论的多媒体课件设计实践探讨[J].中国医学教育技术，2009，23（2）：157-159.

篇3

一、流体力学课堂的教学方法

流体力学是工程技术专业的基础课程，其课程性质决定了其课堂教学的内容理论性知识多、记忆量大，比较枯燥。学生在进行学习的过程中，容易产生乏味感和懈怠感，导致流体力学的课堂效果不佳，学生对知识点的掌握情况不好等问题。在课堂上学生无法做到全神贯注地学习和理解，也就使学生无法做到对知识点的有效掌握，就会使学生的学习兴趣下降。特别是流体力学与其他学科和行业都有一定的联系，学生在学习过程中如果不能理解所学的知识点，对其在其他相关学科中的学习也有一定的阻碍。由于流体力学是一门基础性学科，学生在进行学习时，其基本的任务是要将流体力学的理论知识与重点深入地理解和掌握，但学生往往忽视了基础知识以及理论知识的重要性，过分地关注在例如方程推导等内容上，使学生的学习出现断层，无法做到整体的理解和掌握。针对这些问题，教师可以在课堂中进行一定的改革和变化。首先，教师可以在每日上课前对本次课程所要讲解的内容进行引导。通过精彩的引言，将本次课程所讲的内容与前后知识点相结合，使学生能够得到具有极大吸引力以及趣味性的课堂形式。在进行讲解过程中可以将流体力学知识与生活中的自然现象以及科学原理进行阐释，从生活中带入，使学生产生共鸣，进而做到有效的学习。而在课堂结束后，为了保证学生的学习效果，检查学生的记忆效果，则可以为学生进行别致的课后作业，在课后作业的帮助下，使学生能够有效地记忆知识点和概念，使学生能够改善知识点掌握不良的情况，为学生在其他学科的学习中增添助力。而教师在教学过程中，对学生的引导也十分重要。学生在学习过程中，容易出现学习内容理解偏颇、学习方法不当以及学习的重点掌握不明等问题，这时教师应对学生进行积极有效的引导，特别是在概念的记忆方面，引导学生以记忆概念为主的学习方法，防止学生过分追求解题而导致的知识点记忆断层。教师在每章节的教学后，应对学生进行一定的复习教学与指导，帮助学生明确每一章节的重要内容，并对学生的知识理解做到有效的掌握和补充。

二、多媒体教学与传统教学相结合

多媒体教学作为当前较为先进的教学方式，对丰富教学内容，增添教学形式都有重要的地位和作用。多媒体教学目前也成为流体力学教学过程中重要的教学形式之一。多媒体教学与传统教学不同的地方在于，教师不需要在课堂上利用板书进行教学内容的展示和讲解，在教学过程中，能够加快教师的教学进度，使学生能够轻松地完成繁重的教学任务，并通过多媒体教学形式，在较为复杂且理解性较强的知识点的学习过程中，能够通过动画、图像、视频以及声音等内容进行辅讲解，使学生更好地理解所要掌握的内容。但多媒体教学也存在着一定的缺陷，例如在多媒体教学的模式下，教师不需要通过板书进行讲解和推导，学生理解和记忆的时间短，无法保证所有学生都能够做到对所讲知识有效地理解和掌握，而多媒体教学在师生互动方面也存在一定的缺陷，学生与教师的互动减少，教师则无法通过学生的反馈调整教学的进度和速度，使学生在高压高速的课堂氛围下进行学习，长时间就会造成学生注意力不集中，教学效果大打折扣。可见，多媒体教学与传统教学，在教学过程中缺一不可。可以通过对二者的结合，将多媒体教学与传统教学的优势与劣势互补，以做到最有效最积极的课堂教学形式和效果。

三、结语

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关键词 工程流体力学 成人教育 教育对象 互动教学

中图分类号：TB126-4 文献标识码：A

流体力学的研究对象包括液体和气体两大物质形态，流体力学的基本任务是建立描述流体运动的基本方程，确定流体经各种通道及绕流不同物体时速度、压强的分布规律，探求能量转换及各种损失的计算方法。在实际工程的许多领域里，流体力学一直起着十分重要的作用。就某种意义而言，也正是在流体力学的研究工作不断取得成就的前提下，才促进了这些工程领域的大力发展。工程流体力学是在阐述流体力学的基本理论基础上，重点阐述和研究流体力学在工程上的应用，工程流体力学广泛应用于动力、水利、机械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、气象、环境等众多领域，是这些领域相关专业的主干技术基础课程。

1教材与教学内容选取

“工程流体力学”教材种类繁多，但是目前为止还没有一本针对能源类本科成人教育《工程流体力学》教材，笔者通过对多种教材的研读，以及往年成教上课的经验，根据各教材所涵盖的基本理论，及描述流体特性表达式推导过程的深度和难度、教材内容的广度，最终选用杨建国等人编著的《工程流体力学》（北京大学出版社，2010年1月第1版）作为成教热能专业的临时教材。

“工程流体力学”的内容繁杂、学科综合性强，流体力学内容很抽象，偏微分方程几乎贯穿全部课程。流体力学欧拉方法的思路与物理及其它力学不同，学生理解、掌握起来有困难。鉴于成人教育对象数学基础和力学基础相对薄弱的特点，在授课中应尽量避免大量的数学公式的推导和微元的受力分析，把第七章相似原理与量纲分析作为自学内容，在讲解动量定理、动能定理和质量守恒定理时，把输运定理作为主要的公式推导工具，着重强调基本概念和基本原理的学习和掌握。

2授课目标及教学方法

2.1 明确教育目标的职业性和教育内容的实用性

成人教育是以提高社会从业人员的履职能力和适应职业变化能力为目标的教育，其教育内容与职业需求联系紧密，以补充、改善成人的职业知识和技能为目的，实用性较强。

对于成人教育一定要明确教育目标的特点，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育对象（以下称为“成人”学生）的特点可以归结为以下几点：

（1）“成人”学生职业性强；

（2）“成人”学生都有固定的工作岗位，有着丰富的实践经验，在某些方面的认识和能力要强于授课老师；

（3）“成人”学生专业基础课，例如数学和物理等的基础知识比较薄弱，很难理解深度较高、难以理解的原理和公式推导；

（4）“成人”学生渴望获取知识，尤其是能帮助其解释工作中遇到的实际问题的理论知识。

总之，授课内容的实用性是教学的关键问题之一，授课内容实用“成人”学生才爱听，效果才好。

3教学手段和教学方法

3.1加强理论知识的讲授

成人教育的对象多数为参加工作多年和未受过正规高等教育的成年人，即“成人”学生，他们又有着丰富的实践经验。从笔者实际函授授课的经验来看， “成人”学生专业基础课尤以高等数学的基础最为薄弱，然而流体力学的主要工具就是数学。

3.2采用导学+启发式方法授课

实行“导学式”教学模式。即，贯彻“学生为主体、教师为主导”的教学理念，在教学中实行启发式教学，充分发挥现代教育技术在提高教学效率和教学质量方面的重要作用。所谓互动式教学，是在教学中教与学双方交流、沟通、协商、探讨，在彼此倾听、彼此接纳、彼此坦诚的基础上，通过理性说服甚至辩论，不同观点碰撞交融，激发教学双方的主动性，拓展创造性思维，以达到提高教学效果的一种教学方式。这种讲课的方式，不是老师一个人讲，而是启发学生思考。

“工程流体力学”基础理论讲解比较枯燥，为了提高教学效果，经常在课堂上提出问题和例题，鼓励学生积极回答，激发学生的主观能动性，从而加深理解。在教学中要把握“成人”学生的独特特点：那就是有自己固定的工作岗位，有着丰富的工作经验，对设备的结构和运行了如指掌，对设备处于非常规运行时有自己的处理方法，但是为什么这么处理他们并不清楚。

4结语

针对热能与动力工程专业“成人”学生的特点，对“工程流体力学”的教学进行了探讨，使课程更适合“成人”学生的特点，扩大了他们的知识面，增强了其主动思考的能力。在今后的教学过程中要进一步探索新的教学方法和手段，不断提高自身的综合素质和专业理论知识，立足学校特色优势，继续努力进行“工程流体力学”课程的建设和探索，以期积累更多的经验和取得更大的成绩。

参考文献

[1]陈卓如等.工程流体力学[M].北京：高等教学出版社，2006.

[2]杨建国，张兆营等.工程流体力学[M].北京：北京大学出版社，2010.

[3]孙恒朱，鸿梅，舒丹.“启发―联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J]. 中国电力教育.2010，（5）.

[4]黄裕华.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技术教育，2005，（7）.

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【关键词】精品课程建设　工程流体力学　教学改革

为了进一步深化教学改革，加强课程建设，浙江工商大学建立了校级预选精品课程及责任教师制，为校级精品课程、省级精品课程以及国家级精品课程奠定良好的基础。而环境科学与工程学院的《工程流体力学》于2006年即被选为校级预选精品课程，目前正以校精品课程的标准进行建设。

一、课程建设的指导思想

精品课程建设是本科教学的一项重要的基础性工作，代表着学校的办学特色和学科专业优势，是学校重点专业建设、培养高层次专门人才、开展科学研究、解决经济建设和社会发展过程中重大问题的重要基础。各学院必须充分认识到校级精品课程建设的重要性和迫切性，切实采取措施。加大课程体系优化和课程整合的力度，加快教学内容、方法和手段的改革，抓紧课程教学队伍建设，造就一支结构合理、教学水平高、教学效果好的课程教学队伍，努力使这些课程进入相关专业领域的全省乃至全国先进行列。

二、精品课程建设的主要任务

1.围绕经济建设和社会发展中的问题，根据社会经济发展及产业结构调整的需要和学校课程发展规划，坚持优化学科专业结构，提高专业人才的培养质量。

2.利用学科专业具备的科研、教学等基础条件，以专业人才培养模式改革为切入点，以专业课程建设为核心，以加强课程教学基本条件建设为保障，提高学校课程的整体教学质量。

三、精品课程建设的实施方法

1.强化教师的学科意识和团队精神

在工程流体力学的教学改革中，采用多名教师协作教学，形成教学梯队，加强团队协作。形成新的教学模式。针对课程的结构，学院成立了课程教学课题组，聘用不同专业背景的教师担任这门课程的讲授任务，从而形成有专业特色的课程教学团队。在团队建设中。形成了老中青三个层次的教学骨干，共有教师7人，其中3位教师主讲，2位小班讨论，2位辅导，具有博士学位教师5人，占教师总数的71％；副高职以上3人，占教师总数的43％；40岁以下教师6人，占到教师总数的85.7％；形成了较为合理的学历结构、年龄结构和学缘结构。课程负责人孙培德教授长期从事工程流体力学教学，具备良好的师德和较高的学术造诣，人才培养成绩显著，教学经验丰富，教学效果良好，同时言传身教培养年轻教师开展工程流体力学课程的教学工作，使得课程教学队伍教学水平大幅度提高，教师之间团结协作精神好。团队成员承担各种教学研究课题并发表多篇教改论文，解决学生的创新能力与工程能力培养问题。对环境工程专业与工程流体力学课程的教学改革起到积极引导和促进作用。

授课教师分工协作，分别负责基础理论知识、能量水力计算以及工程实际应用三部分的内容，突出理论知识的系统性和完整性，同时又增加了部分讨论内容提高学生的学习兴趣，通过教学与科研结合，将任课教师的科研经历及最新学术成果溶入教学中，对教学过程起到深化作用。在教学过程中。根据每位教师的知识体系结构和专业背景的不同，配合不同的课程教学内容进行讲课，发挥团队合作精神，避免授课内容重复以及内容讲授不完全等问题，将课程内容完整化，统一化。

2.改革工程流体力学教学内容

我校是一所以商科为特色，经、管、理、工各学科共同发展的教学研究型大学，以应用型专门技术人才为培养目标，生源来自全国各地，就业面宽。《工程流体力学》作为环境工程专业的一门专业基础课，以研究流体(液体和气体)平衡和机械运动规律为核心，通过各教学环节的学习，使学生掌握流体运动的基本概念和计算方法，并能应用流体力学的基本理论，加上实验数据以及数值模拟或经验公式来解决工程中的实际问题；培养学生分析问题的能力和创新能力，为学习后续课程，从事工程技术工作和进行科学研究打下必要的基础。

从2001年环境工程00级学生首开“流体力学“课程，采用北京大学出版社出版的《流体力学教程》，随后，为了更适应工商管理类大学工科学生的授课需求。从2002年环境工程01级学生开始，课程名称改为“工程流体力学”，教材采用西南交通大学出版社出版的《水力学教程》，随后几年至今。课程教材从第一版更新为第三版，增加了边界层理论简介、有压管路中的水击现象等内容。具体的知识模块课时分配计划为：

第一章　绪论

4学时

第二章　流体静力学

6学时

第三章　流体动力学基础

6学时

第四章　水头损失

6学时

第五章　有压管道的恒定流动

8学时

水力计算可视化教学与讨论

2学时

3.完善教学条件和网络教学

(1)可视化教学

组织力量编制《工程流体力学》ppt课件、课堂全程实施多媒体课件教学，利用水力计算可视化教学软件以动画形式演示本课程部分内容。例如，第三章水动力学基础部分流线和迹线、元流和总流、恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、渐变流与急变流等概念非常抽象、易混淆，在教学过程中，我们通过可视化仿真软件，以动画形式将各种的流动形态形象展现在学生面前，原本抽象的概念变得清晰易懂，深受学生欢迎。

(2)扩充性资料

为激发学生的学习兴趣，促进学生自主学习，向学生推荐了一些与本课程相关的参考书目、国内外期刊等扩充性资料，以便学生获取与本课程相关的知识信息。包括一些参考书目：①清华大学水力学教研室编，水力学，北京：人民教育出版社，1980 ；②年，水力学，北京：中国建筑工业出版社。1998。修订版，2002；③陈文义，张伟主编，流体力学，天津：天津大学出版社，2004；④禹华谦主编，水力学学习指导，成都：西南交通大学出版社，1999。以及一些与环境工程专业相关的外文专业期刊：EnvironmentalScience & Technology, Water Research, International Journal for Numerical antiAnalytical Methods in Geomechanics,Intemational Journal of Environmental Pol-lution, Chemosphere,Journal of Hazardous Materials. Applied Catalysis B: Envi-ronmeatal, Chemical Engineering Science. Chemical Engineering Journal.省略/，观看该课程完整的教学文件和多媒体课件，进行预习和复习，并可通过在线答疑解决问题，较好地满足了课程所需。

4.提高课程教学方法及手段

本课程的重点和难点主要在于流体连续介质的理论模型、公式推导应用以及实际环境工程实践中的应用，如实际液体恒定流能量方程式的应用、管路沿程阻力系数变化规律的确定、管网计算等。因此，要解决学生难掌握理解的办法主要是在实际教学中，采用多种教学方式和手段，突出重点，化解难点，使学生全面理解与掌握流体力学的理论与方法。

(1)以课堂讲授为主，突出理论知识的系统性和完整性，同时根据本课程特色及在教学过程中发现的问题，本课程组老师正组织力量自编教材，将水力计算可视化教学及国内外最新的研究动态整合到新教材体系中，满足环境类专业流体力学课程的教学需要。

f2)对课程的核心概念体系进行提炼，理清概念间的逻辑关联，由简单到复杂，由具体到抽象。让学生建立起清晰的理论概念，并通过大量的例题来加深学生对基本原理的理解和计算公式的运用。并在课程网站上进行试题自测，考试题目从试题库中随机抽取，并与人为修正相结合，实现教考分离。

(3)开展实验教学。目前，我们通过购买流体力学仿真软件，首先在网上实现各种流体力学实验的模拟操作，包括伯努力方程实验、雷诺实验、流体流动阻力测定实验、毕托管测速实验、局部阻力实验、孔口与管嘴实验、离心泵性能曲线测定等等，使学生了解这些实验的基本流程、操作步骤、数据处理，为今后实际实验操作提供良好的基础。

(4)教学结合科研。将任课教师的科研经历及最新学术成果溶入教学中，对教学过程到了很好的深化作用。该教学方法与手段使学生在毕业设计时。能应用本课知识进行设计，培养了学生的创新精神和实践能力。

(5)开展“大班教学，小班讨论”教学模式。不定期举办课外讲座(如流体力学与日常生活、流体力学在环境工程中的应用等)，进行小班讨论，也可进行网络教学及对话，使教学手段等丰富，教学过程更深化。

四、精品课程建设的近期规划

1.建设新教材体系，编写与本课程配套的精品教学及实验教材，自主开发仿真教学软件，建设工程流体力学教学实验室。

2.进一步完善丰富网络教学。提供该课程国内外相关知识内容、专业资料，通过现有网站，促进国内外同类课程间交流，扩大我校《工程流体力学》课程的社会影响力。

3.力争成为校级精品课程。达到省级精品课程的水平，并完善成为环境工程专业领域的全省乃至全国精品课程。

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关键词：卓越工程师培养计划 工程流体力学 教学改革

中图分类号：G642.4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.03.019

教育部“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是贯彻落实国家教育改革和人才发展规划纲要的重大改革项目，主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一大批创新能力强，适应经济社会发展需要的高质量型工程技术人才。天津工业大学是天津市“卓越工程师教育培养计划”的首批实施高校，环境工程专业是我校的重点学科方向之一，而工程流体力学是本专业本科教学的一门重要专业基础课，为强化学生的工程能力和创新能力，培养行业通用的工程型人才，针对“卓越计划”开展的教学改革势在必行。

流体力学是力学的一个分支，它主要研究流体静止和运动的力学规律及在工程实践中的应用。环境专业中讨论的各类问题，例如流体在管路中的运输、气体和液体中颗粒物的分离等均离不开流体力学的基本知识，因此学好工程流体力学有助于后续专业课的理解和掌握，为培养工程型人才打下坚实的基础。

1 教学中存在的问题

目前，工程流体力学的教学过程中存在很多问题。首先，课堂授课时间长，内容抽象、枯燥，导致学生学习积极性不高。工程流体力学课的主要研究对象是流体，流体本身没有固定的形状，进行研究讨论的时候缺少固定的客观形象，难于理解和掌握，并且公式推导较多，推导过程复杂，对学生的数学功底、逻辑思维能力和理解能力要求较高，因此导致教学过程中存在老师难教，学生难学的问题[1]。其次，授课方法单一，主要是教师在上面讲，学生在下面听，忽视教学中的互动性，理论知识与实际应用联系不够紧密，教学效果不理想。第三，课程成绩由最终期末考试的卷面成绩决定。学生考试都是依靠老师划重点和考前突击复习的方式通过，死记硬背的定义、公式在考试结束后马上被遗忘，对课程知识没有消化理解，就不可能有综合运用的能力[2]。

2 教学改革的内容

2.1 课程内容的优化改革

减少理论教学学时，强调学以致用。将环境工程专业的特点与“卓越计划”的目标相结合，为增加学生参与工程、实践的时间，对本科教学课程的教学时间进行调整，课堂讲授课时由76学时减少至60学时。教学内容上相应减少繁琐的理论公式推导部分，特别复杂的公式或结论不需要死记硬背，只要求学生重点掌握基本概念、公式的物理意义、应用范围和各项参数的含义等。同时，增加了泵与风机（即流体机械）部分内容，将前面的基础理论与实际应用相结合，要求学生了解流体机械的基本构造及工作原理，掌握计算运行参数及设备选型的方法。例如增加了叶片式泵与风机的理论基础内容，主要掌握离心式泵与风机的工作原理、工况分析及选择和安装的方法，其他类型的往复泵、真空泵等也会做介绍，拓宽学生的知识面。

2.2 教学方式的改革

完善教学手段，增设实践讨论课，培养学生的综合应用能力。多媒体教学手段会增加授课内容，提高讲课速度，但会使教师忽略学生对课件内容的理解消化需要时间，导致学生的思维跟不上教师的讲课速度。因此，在教学过程中，需要将多媒体技术和传统板书有机结合起来[3]。利用ppt课件中的视频、声音、动画等直观的表现方式展示流体流动的状态、流体机械的内部结构、工作原理等难于用语言和文字描述的内容，帮助学生理解书本中抽象的文字和图片。而公式推导过程、各参数意义及计算方法等则采用板书书写的形式，这样能更好地引导学生的思维，使学生对课程内容有足够的时间消化吸收。为充分调动学生的学习积极性，授课方式由单纯的教师讲，学生听，改为教师、学生一起讲。增加实践讨论课，让学生将所学内容与实际相结合，举出各种流体力学中的原理在实际生活中应用的例子，并制作ppt课件对实例加以解释，培养学生的综合应用能力。课后作业做到少而精，并增加与生活中密切相关的问题，提高学生完成作业的积极性。作业的内容既包括上节课重点又能引出下节课的难点，起到“承上启下”的作用。遇到不懂的地方，鼓励学生们自己查资料解决，培养学生独立思考和解决问题的能力。

2.3 考核方式的改革

提高平时成绩的比例，丰富试题内容，综合考查学生能力。课程的结课成绩由平时成绩和期末卷面考试成绩综合决定，平时成绩所占份额由原来的10%增大到30%以上，期末试卷成绩比例由原来的90%降到70%以下。平时成绩的考核内容除包含出勤率外，还包括课堂听讲情况、回答问题情况、作业完成情况、实践讨论课参与情况等。这种综合考核方式可以减少考前突击现象和考试抄袭现象，对于学生的学习起到督促和帮助的作用。同时，调整期末考试试题内容，对于选择、填空等客观题量减少，主观发挥题量增加，并且主观题不局限于教材后习题，而是选择更贴近日常生活的各种常见问题。

以“卓越计划”的目标为前提，我校进行了上述方面的改革，达到了较满意的教学效果。选择合适的教学方法，激发学生学习的主动性和积极性，培养学生独自分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识，提高学生的综合素质是教学工作者的最终目的。“教学有法，教无定法，贵在得法。”不同的教学方法适用于不同的范围和条件，寻找一种适合“卓业计划”的教学方式仍是工程流体力学教学改革的一项艰巨的任务。

参考文献：

[1]黄芬霞.《工程流体力学》教学改革的探索[J].吉林教育，2009，（5）：46.

[2]谢海英.《工程流体力学》在环境工程专业中的教学探讨[J].教育教学论坛，2013，（43）：95-97.

[3]张春桃，王海蓉.基于“卓越工程师”培养目标的化工原理精品课程改革探索与实践[J].化工高等教育，2012，（128）：15-17.

作者简介：刘莹，天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387

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[关键词]流体力学 教学方法 生活常识

一、前言

《工程流体力学》是机械类各专业的一门重要技术基础课，该课程主要讲述流体力学的基本原理及其在工程中的应用。它是为学生后面专业课的学习的基础，对学生的要求较高，但由于该课程对学生的高等数学、大学物理、工程力学以及综合分析和处理问题的能力的要求较高，因此学生普遍反映是一门难学的课程。为了让学生较好地学习这门课程，任课应该做到以下几点。

二、方法

1.上好绪论课

绪论课不仅仅是指《工程流体力学》课程教学的开始，同时也应该是每一章的前言介绍。

在绪论课的教学上，教师应该把握以下三点：(1)树立学生学习该课程的信心。由于上新课的学生可能从各种渠道了解的流体力学是一门难学的课程，从而对该课程产生畏惧感，学生就会带着一种逃避心理去学习，仅仅接受课堂上的知识，而自己不去钻研思考，这样是学不好该课程的。教师要让学生感觉到，这门课程并不难学，其实我们在中学的时候已经接触到了其中的很多内容，只是现在表述发生了变化或者增添了新的内容，使该学科体系更加完善、合理；(2)教师需要激发学生的学习兴趣。兴趣是学习的最大动力，教师应该让学生直观形象地了解工程流体力学的广泛应用性以及内容的趣味性，将一些学生感兴趣的与日常生活或生产实际有关的例子介绍给学生；(3)突出课程的重要意义和实践价值。教师应在绪论课中做到精心组织策划，让学生了解该学科体系的研究对象和研究方法，让学生知道为什么要学习该课程，在今后的学习中应该用什么样的方法去学习。

在大多数的教材中，在每一章之前，都会有一段比较简短的文字介绍，告诉学生本章的知识点以及相应的学习方法，这是比较重要的一个部分，能够使学生站在一定的高度把握整章的内容，知道各知识体系之间的相互结构，但是学生在阅读的时候往往会忽略的，以至于学完课程之后，只能对简单的问题进行分析处理，遇到复杂的问题就不知道从哪个地方着手，因此需要教师在讲课时加以强调。

2.及时对所学内容进行总结

工程流体力学是以流体作为研究对象的，所涉及的概念比较多，容易让学生产生混淆。如果及时的对所学内容进行总结，就会加深学生对概念的理解和记忆。例如，流体力学中有几个比较重要概念，理想流体、定常流动、不可压缩、平面流动、无旋运动等等，在任何一本教材中，这些概念都不是同时出现的，学生可能会对某些概念产生遗忘，或者是知道概念，但不知道具体该如何去应用，因此在相关概念介绍完之后，可以建立如下的表1，使个概念的物理含义，数学表达式一目了然。由于目前流体力学教材大多按照由浅入深的原则编写，即先讲静力学后讲动力学；先讲一元流动后讲平面流动；先讲理想流体后讲粘性流体。各章的内容分得比较细，每一章都有许多公式和理论，各公式的得出也分别采取了不同的方法，给人以流体力学的理论模型和公式非常之多难于掌握的感觉。实际上，这些理论和公式大多是交叉重复的，因此对于教材中出现的流体静止的微分方程、理想流体的运动方程以及N-S方程也可以放在一起加以总结。

另外，在有些时候，学生学完了一章的内容，却不清楚这一章到底在研究一个什么问题，这就更需要教师在上课时进行总结。以文献[1]的第四章为例，在前面的及格小节中介绍了流体运动状态、紊流的分布状况等等，学生学完之后往往会产生疑惑：为什么要研究这些东西?其中哪些是重点?作为教师应该及时告诉学生，这一章研究的是如何计算粘性流体的流动损失，其中关键的是沿程阻力系数的计算，而沿程阻力系数与流体流动的状态有关，层流可以有定解，而紊流中影响沿程阻力系数的因素过多，大多数用半理论半试验的方法求解，前面的内容是为后面做铺垫的，主要讲述了研究流体的一种思路，这样学生才能够站在一定的高度去学习和思考。

表1 物理概念和表达式的对应关系表

3.将流体力学知识与中学知识和生活联系起来

学生在学习的时候，往往会把自己新学到的知识和原有知识进行联系，同时做出比较。教师应该掌握学生的学习心理，积极引导学生进行学习。例如在讲解伯努力方程时，为了加深学生对公式的记忆和理解，可以将方程两边同乘以mg，所得到的结果类似于中学所学到的机械能守衡，首先使学生了解到伯努力方程的实质是能量守衡；但是与机械能守衡相比多出来pm/ρ=pV一项，可以解释成因为流体的流动性，整个流体不是一个整体，流体之间还存在压力能的作用，让学生进一步理解的流体的流动性所产生的影响；最后可以使学生清楚地理解每一项的含义：位置水头、速度水头以及压力水头。同样的，在学习静止液体的压强分布是可以和中学的压强计算公式联系起来，学习动量方程的时候可以和中学的冲量定律联系起来等等。

流体力学的理论性较强，公式较多，学生的理解比较困难，也缺乏相应的学习兴趣，需要教师在讲课过程中不断和生活相联系。需要教师在课程的讲解过程中，多穿插一些实际生活中的现象，与课本中的理论结合起来讲，可大大提高学生的学习兴趣。例如，在讲流体的粘性时，可以让学生比较水的粘性和糖浆的粘性；在讲解流体流动的两种状态的时候，可以让学生回想轻轻打开水龙头时的现象：开始水流是一非常细的层流细流，随着水流下降，在重力加速度作用下，速度逐渐加快，水滴开始飘动，水流由层流转化为紊流；在在讲解因边界层分离而产生的压差阻力，可以谈谈现实中的克服压差阻力的方法，一是将物体表面做成流线型(如汽车)，二是增大物体表面的粗糙度，增大紊流度(如垒球)，从而推迟边界层的分离。

4.注重对学生学习方法的培养

“授人以鱼，不如授人以渔”。《工程流体力学》不同于其它力学，所用的研究方法――欧拉法――是学生首次遇到的，让学生掌握方法显得尤为重要。另外，由于课堂教学时间的限制，教师不可能把每一个问题都讲透彻，就需要学生自己课后去领悟。例如，在讲解水击的形成、音速以及激波的时候，为了满足定常的条件，都用到了相同的坐标建立方法和分析方法，教师在课程上只需要讲清楚一个问题，剩下的只需要强调几个物理现象之间的区别以及由此产生不同的结论就可以了，这样既提高了了学生学习学习方法的能力，又节约了课堂教学时间。同样的还有流体运动方程的推导、相似准则数表达式的推导等等。

三、结束语

综上所述，上好绪论课、及时对所学内容进行总结、将流体力学知识与中学知识和生活联系起来以及让学生注重对学习方法的学习是教师在讲授《工程流体力学》课程中需要注意的几个方面，这四个方面在实际讲课中并没有明显的界线，是相互联系的：上好绪论课是课程前的准备，及时对所学内容进行总结是课程后的复习，而将流体力学知识与中学知识和生活联系起来以及让学生注重对学习方法的学习是方法和手段。如何提高《工程流体力学》课程的教学水平是一个十分广泛而复杂的课题，以上只是笔者在教学改革中的一些体会和认识，其中许多问题尚需进一步探索和研究。

参考文献：

[1]莫乃榕. 工程流体力学[M].华中科技大学出版社，2000.

[2]高殿荣，吴晓明.工程流体力学[M].机械工业出版社，1999.

[3]W.F.休斯， J.A.布赖顿.流体动力学[M].科学出版社，2002.

[4]李文科.流体力学与流体机械课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报(社会科学版).

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关键词：计算流体力学;CFD数值模拟;项目驱动;实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）06-0141-02

计算流体力学CFD是流体力学的一个分支，是能源与动力工程类专业的重要基础课。课程讲授CFD数值模拟的基本思想、基本方法以及常用CFD数值模拟工具的使用，通过教学使学生了解、掌握CFD数值模拟的基本知识，为将来在涉及流体流动问题的研究和设计工作中应用CFD数值模拟打下基础。在计算流体力学教学中，可将仿真技术以项目驱动的方式加入到实践教学环节，以加深对概念、公式以及数值方法的理解，进而激发学生探索性学习能力。如何利用好仿真软件的专业优势，将其引入到计算流体力学实践教学中来，提高教学效果是本文要探讨的主要问题。

一、CFD数值模拟在项目驱动实践教学中的优势

根据课程教学任务及其特点，选择适用的教学方式是提高教学效果的关键。传统的教学模式以教师授课为中心，注重基础理论知识的传授与讲解。在教学过程中，教师往往花费大量的时间和精力介绍计算流体力学的基本原理并进行相关理论公式的推导，学生并不能理解计算流体力学的工程应用背景和意义，学生所接受的理论知识绝大部分来源于授课教师的灌输。

由于计算流体力学课程涉及内容的复杂性，传统的教学方法与手段，使得教师和学生在此课程的讲授和学习中都遇到一定的困难和问题。涉及基本方程和数值方法公式推导的部分，传统的板书教学方式可使学生对推导过程进行逻辑思维，对推导得到的公式和结果也会更加印象深刻。对于比较复杂、抽象的教学内容以及公式的应用，则可借助计算机仿真平台的方式进行辅助教学，让学生直观地了解不同公式的应用过程和数值模拟结果。由于流体力学控制方程一般是非线性的，只有极少数情况下才能得到解析解，与工程相关的复杂流体力学问题几乎不能得到解析解，而实验研究一般是在模拟条件下完成的，几乎所有的地面实验设备都不能完全满足所有参数和相似定理的要求。通过CFD数值模拟技术，可以设计一些虚拟的实验，过程中可选用不同公式模型和数值方法，数值模拟所得的结果直观，弥补了理论教学内容的不足。

项目驱动教学，或称项目驱动下的学习、基于项目的学习，是一种以学生为中心的教育方式。要求学生通过一系列个人或合作完成的任务，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，解决现实中的问题，获取知识和技能[1]。在项目驱动实践教学中，借助CFD数值模拟形象的模型分析与演示，既便于教师对计算流体力学应用于工程问题的知识讲述，又使学生对计算流体力学理论知识有更加深刻的理解。

二、CFD数值模拟在项目驱动实践教学应用中的关键问题

1.根据计算流体力学教材，结合学生的具体学习情况，对某些重点、难点以及不宜课堂讲解的地方，考虑能否应用CFD数值模拟进行辅助教学。在教学过程中，需要根据具体的教学内容选择恰当的项目案例，结合传统教学方法与现代教学方法，使其发挥各自优势才能获得更好的教学效果。

2.在教学过程中，向学生展示CFD数值模拟在计算流体力学领域的前沿应用、经典案例。在课程教学中可以随时调用视频录像或仿真软件，将计算流体力学的一些前处理、流场计算和后处理等复杂问题进行动态仿真演示。这样可以激发学生利用相关数值模拟软件对理论知识进行进一步的学习的积极性和主动性，为后续课程设计、毕业设计乃至展开创新创业项目打下基础。

3.选取若干具体案例为“项目”任务以达到对前一阶段课堂讲授知识、技能传授的总结与升华;项目内容中含有学生从来未遇到的问题，需要具备有一定难度。应用CFD数值模拟软件建立计算流体力学仿真分析实例库，这样老师就可以方便地进行讲解，并给学生提供直观、形象的过程与结论，学生理解起来会更容易。

三、CFD数值模拟在项目驱动实践教学的应用案例

1.概念设计。气力输送过程非常复杂，过去和现在多依靠试验数据、经验数据来解决问题。对一般粉体材料，在经验数据充分时，可以得到比较可靠的结果。传统方式靠人工计算过于费时间，现在可以利用计算机进行数值模拟，能较快地得到计算结果。计算机能在较短的时间内绘出初步的图纸，因此在粉体的气力输送过程中能做更多的方案比较，使设计更加合理。数值模拟可以提供一些实验测量中无法提供的数据。在概念设计阶段，老师和学生进行项目的讨论。教师起初先不必框定具体的设计内容，而是要引导学生根据工程应用的实际情况进行头脑风暴，获得设计的大方向，进而指导学生进一步通过阅读文献和资料收集，确立实施思路和初步的方案，获取可借鉴的工程案例。

2.详细设计。在详细设计阶段，教师需要预先讲授CFD数值模拟工具的使用，以Fluent为例，该软件是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。在这个阶段，学生通过对现场气力输送过程的调研资料和文献资料，结合气力输送设备工艺特点，利用计算流体力学仿真软件Fluent建立可靠的气力输送三维数学模型。对所建立的数值模拟模型进行网格划分，如图1所示，在此过程中，教师可以为学生讲解计算域离散成网格点的过程。在此基础上，利用所建立的气力输送三维数学模型对飞灰的气力输送进行数值模拟，将数值模拟结果和实验测量值进行对比，由此对所建立的数学模型的可靠性和适用性进行验证。

3.发现问题。项目驱动的教学中教师需要着重引导学校在工程应用中发现问题，挖掘导致问题产生的根源，在CFD模拟过程中，要确定边界条件、数学模型和求解方法。气力输送属于大型工业输送物料设备，虽然输送管道几何形状简单，但是总长度较长，并且管道内的输送过程涉及到固相和气相相互作用、物料颗粒湍动粘度以及颗粒间的相互碰撞，过程非常复杂。在此过程中，老师可以为学生讲解各种边界条件的优缺点以及选择依据、数学模型的原理和应用范围、求解格式的选择及相应的计算方法和方程。

4.改进设计。将模型预测结果与实验测量值进行分析和比较，分析边界条件、数学模型和求解方法对结果产生的影响，通过查阅文献了解最新CFD数值模拟技术和方法，并尝试应用到项目驱动实践教学中，提高数值模拟预测结果的准确性。可以利用该数值模拟数据研究气力输送旁管道内压降随着颗粒直径、颗粒密度的变化规律，并通过改变旁通管几何比以及壁面粗糙度的大小，研究管道结构和管道特性对压降的影响。

从“概念设计”、“详细设计”、“发现问题”和“改进设计”这几个项目驱动的实践教学环节可以看到，项目驱动式教学的最主要的特征就是教师引导学生通过寻找完成工作任务的途径与方法，围绕工作项目完成调查研究、网络信息搜集、文献查阅、个人独立思考、讨论答辩、团队合作学习等各项相关的实践与创造活动[2]。

在实施过程中，教师应引导学生查阅资料获取类似项目的技术路线、解决方案与相关专业知识点，对错误明显的方案做适当的引导、纠正，使方案尽量集中在合理的范围之内[3]。需要选择贴近实践的项目案例，将CFD数值模拟软件融入到分组学习和应用指导的整个过程，使学生在项目学习及完成过程中加深对理论知识的理解及实际应用，提升学生分析问题、解决问题的能力。

四、结束语

项目驱动教学在实施的过程中，表现出以项目为本位、以学生为主体的重要特征。教师教授和引导的是项目实施所需的技能、系统知识和应用知识，最终考核的是学生对知识的理解、应用、创新和总结。将CFD数值模拟技术应用到计算流体力学理论教学，可以使教学质量得到明显提高，可以帮助克服客观实际条件对理论教学的制约，加深学生对理论知识的理解，并激发学习和研究的兴趣。

参考文献：

[1]马玲玲.项目驱动教学法培养学生自主学习能力研究[J].山西广播电视大学学报，2010，（3）.

[2]王福军.计算流体动力学分析――CFD软件原理与应用[M].清华大学出版社，2004.

[3][美]约翰D.安德森（John D. Anderson）.计算流体力学基础及其应用[M].吴颂平，刘赵淼，译.北京：机械工业出版社，2007.

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目前在研究有关肿瘤细胞对放疗敏感性方面，DNA修复蛋白的抑制剂是一个热点。在修复DNA的蛋白中，DNA依赖的蛋白激酶(DNAPK)参与了多细胞生物的非同源末端连接（NHEJ）过程，能保护由于电离辐射所致双链DNA被破坏的细胞，所以它的特异性抑制剂作为放疗增敏剂倍受关注。本文就DNA损伤修复的机制及DNAPK抑制物的生物学特性进行阐述。

1 概述

为提高肿瘤患者的生存率，应不断选择毒副作用尽量小的综合治疗方法。寻找能有效抑制DNA损伤修复的因子以运用到放疗增敏中，是目前研究的一热点。DNA损伤触发各种细胞应答，其中包括DNA的自我修复，途径有逆转，切除或再结合等，可以多种途径共同参与。研究表明，对放疗不敏感的肿瘤细胞，其DNA具有很强的修复活性。据此制药公司一直着手于对DNA修复抑制剂的开发。

但DNA修复抑制剂可引起不良反应。因DNA修复是正常细胞的生理现象，参与基因稳定性的维持，其活性被抑制可导致碱基错配修复或核苷剪切修复能力的下降，引发正常组织恶变，因此将DNA修复活性作为药理学靶点时必须仔细研究其修复机制及参与反应的关键蛋白，以助评估潜在副作用如细胞毒性或癌变，并设计特异性强的抑制剂。

在各种DNA修复途经中，具有两个临床应用价值：(1) 由O6烷基鸟嘌呤甲基转移酶(AGT)所参与的O6烷基鸟嘌呤的逆转机制[1]；(2) 主要通过非同源末端连接（NHEJ）途经的双链损伤修复机制[2]。在哺乳动物细胞中NHEJ途径需要一些因子的参与，其中DNA依赖的蛋白激酶（DNAPK）是参与双链损伤修复的修复复合体的基本组成成分。本文主要讨论DNAPK作为一个药理学靶点的相关内容、其抑制剂的生物学特性以及增加细胞对放疗敏感性的影响。

2 NHEJ途径中的双链损伤修复复合体DNAPK

当DNA双链受到损伤时，细胞将通过不同的途经启动应答克服损伤进行修复。尽管同源性重组修复可恢复DNA链的连续性，但哺乳动物细胞中NHEJ途径在双链损伤修复过程中起主要作用。NHEJ主要依赖6个核心因子包括：Ku70、Ku80、DNAPKcs、XRCC4、连接酶IV和Artemis[3，4]。而DNAPK这个丝/苏氨酸激酶，正是包括催化亚单位DNAPKcs和调节亚单位Ku蛋白两部分的复合物，它通过激活后的构像改变[5]，产生生物学效应。DNAPKcs是由4127个氨基酸组成的相对分子质量约470000的大分子量蛋白质，其基因位于8q11。其C末端结构域和参与信号传导的磷脂酰肌醇激酶3(PI3K)有同源性，故属PIKK（PI3K样激酶）家族，其靠近激酶活性区的 30023850位氨基酸处是与ku蛋白相互作用的部位，细胞凋亡时DNAPKcs在肽链中间部位断裂而失活；Ku蛋白是一种自身抗原，由2条多肽链紧密结合在一起形成异二聚体结构，两条肽链分别称Ku70和Ku80。人Ku70基因位于22q13，编码609个氨基酸，相对分子质量约69000；Ku80基因位于2q3334，编码732个氨基酸，相对分子质量约83000。双链损伤(DSBs)修复时，2个Ku分子通过一个预先形成的通道特异性地连接到双链损伤处，分别识别并结合于每一条DNA链末端，然后以ATP依赖的方式沿DNA链分别向两端滑动一小段距离，同时Ku本身所具有的弱解旋酶活性使2个断端局部解链。从而形成KuDNA复合物吸引DNAPKcs到损伤部位[4]，与之结合并激活其丝/苏氨酸激酶活性，磷酸化参与修复及损伤信号传导的一系列蛋白质，如断端经核酸外切酶修剪、DNA聚合酶填充等，还需通过另一复合物即异二聚物XRCC4/连接酶IV的帮助[6]，其参与DNA断裂再接的过程；而蛋白Artemis则在发夹末端受损时起一定作用。综上可见，核心因子DNAPK联合其他因子共同参与了NHEJ过程。最终当DNA链一旦连接起来，DNAPK即发生自身磷酸化，使2个亚单位从DNA链上解离。另有研究发现，DNAPK在维持染色体末端端粒的稳定性及防止染色体端端融合等方面起作用。

3 DNAPK的激酶活性

DNAPKcs具较弱蛋白激酶活性[7]，当DNAPKcs经由Ku/DNA 复合物介导催化后，激酶活性大大增强。虽在其他序列中丝/苏氨酸结构也可发生磷酸化，但一般发生在S/TQ结构。虽尚未发现DNAPK对翻译后的修饰起作用，但它可将体外的Ku和细胞内的XRCC4磷酸化，体外试验也已证实Artemis一旦被磷酸化则将改变其核酶活性。DNAPKcs在细胞经受放疗后会发生自身（包含40个氨基酸的区域和其他位点）磷酸化并被激活[8]，与Ku解离，这样DNA双链损伤修复的后续加工处理和连接步骤才能继续进行[8]。有模型研究发现[9，10]，DNAPKcsC端自身磷酸化可使DNA末端发生自身磷酸化，使完成修复任务的DNAPK从DNA末端分离下来。业已表明DNAPKcs抑制剂可阻碍DNAPK结合在DNA的末端，阻止DNA末端的处理。自身磷酸化是细胞内双链损伤修复过程的关键。在细胞内，DNAPK抑制剂在双链损伤修复过程中不单阻止NHEJ，也阻碍同源重组，这更体现抑制剂作为放疗增敏剂所具有的潜在作用[11]。

4 DNAPK 是药理学靶点

基于DNAPK的表达或活性的增减与肿瘤细胞对放疗敏感性之间的关系密切，DNAPK作为一个药理学新靶点，DNA修复抑制剂得到广泛研究。细胞突变时，DNAPK表达缺乏导致对放射性药物或电离放射的敏感性增加[2]。类似地，反义或siRNA转染后DNAPKcs或Ku表达的下降也可导致对双链损伤诱导剂的敏感性增加[12]。Dongmei Lu等［13］利用siRNA的方法敲除DNAPK的基因，可以抑制TNF介导的Akt及PKCε的磷酸化，加速细胞凋亡，表明PKCε活化Akt需通过DNAPK抗凋亡，且DNAPK可以从Akt开始调节受体激酶凋亡。来源于迟发性放射坏死病人的两个细胞系对双链损伤修复能力的下降与DNAPK活性的下降呈正比[14]。Tonotsuka等[15]检测食管癌Ku70、Ku80 以及DNAPKcs的表达，发现这些蛋白的表达较对照组癌旁正常组织都明显增高，而肿瘤内各部分DNA－PK表达的不均一，与肿瘤的进展与分化水平有关。另外，DNAPK下调可使细胞对低剂量的放疗具有敏感性，这体现了它在细胞对低剂量放射（下降0.5Gy）进行应答的重要作用，使得DNAPK成为一个很具吸引力的靶分子。

5 DNAPK的抑制剂

目前发现，可通过降低蛋白的表达，抑制修复复合体的聚合及拮抗激酶活性等方法抑制DNAPK活性。已设计出对抗Ku或者DNAPKcs的反义寡核苷酸，它可使蛋白表达降低。DNAPK结合到DNA末端这个过程怎样被抑制的呢？Ku是一种含量丰富的核蛋白，具有与DNA末端结合的主要活性，但因结构的原因缺乏与DNA末端结合的特异性位点，因此抑制Ku与DNA末端的结合并非理想靶点；相反DNAPKcs与Ku的聚合是通过与Ku80的C末端（720932个氨基酸）之间的相互作用而完成，如将外周淋巴细胞中的Ku80切除一端（C末端），剩余部分与Ku70形成一有功能的异二聚体，它能与DNA结合但不能激活DNAPK的酶活性，这种能阻止DNAPKcs与Ku结合的目标肽，是一种以肽为基础的DNAPK抑制剂，可抑制双链损伤修复活性，增加细胞对放疗敏感性[16]。

研究主要目标是确定能抑制DNAPK激酶活性的小分子。因DNAPK与PI3K具同源性，故可推测PI3K抑制物的衍生物可抑制DNAPK及双链损伤信号激酶。DNAPK抑制剂渥曼青霉素（wortmannin）是ATP非竞争性抑制剂，能与DNAPKcs及其他PIKK家族成员激酶的ATP结合位点共价结合。PI3K在细胞质中的IC50是2～3nm，而DNAPK的IC50超过其100倍。体内有效渥曼青霉素浓度过高，且渥曼青霉素水溶性差，在水溶性溶剂中的稳定性也差，限制了其临床应用性。

转贴于

一种更有效的人工合成槲皮素衍生物，2(4吗啉基)8苯基4H苯并吡喃4one( LY294002)，作为DNAPK上ATP的竞争者在抑制DNAPK的同时也抑制PI3K，但在达到DNAPK的抑制浓度的同时，也抑制了参与多信号途经的激酶CKII。

有报道称DNAPK特异性抑制剂香兰素可加强某些DNA损伤剂的细胞毒性，也能抑制X线诱导的染色体畸变，但其在体内的IC50高达毫米浓度水平，同样不适用于临床治疗[17]。

最近BP Nutley等[18]对DNAPK抑制物NU7026进行临床前药动学及代谢情况进行研究，发现每秒10μM是NU7026的最低给药速度，在人卵巢癌细胞暴露3Gy电离强度后4小时起放射增敏作用，以5mg/kg的量经静脉注入大鼠体内，因清除率很高以0.1108/H的速度从血浆清除，以20mg/kg的量静脉与口服的生物利用度分别为20％、15％。他们认为NU7026应每天分4次以总量100mg/kg经静脉给药才能达到放疗增敏效果。

渥曼青霉素和LY294002等是DNAPK和PI3K的非特异性抑制剂，而PI3K抑制剂可诱导细胞周期的停止，以及导致全身毒性包括生长因子信号参与的许多细胞生理过程[19]，因此开发对DNAPK特异性高，而对其他PI3K影响极小的抑制剂非常重要。

另外，有人发现含苄达明2ones复合物具有特异性激酶抑制作用，从此库筛选出的药物SU11752可通过竞争ATP结合位点抑制DNAPK，其IC50为0.13μM[20]，当浓度为12μM时，SU11752尚可抑制双链损伤的修复；浓度为50μM时，可使放疗的敏感性增强5倍。也发现当SU11752在IC50为1.1μM时，也可抑制p110γ，这表明放疗敏感性的增加可能由于抑制了其他因子而非DNAPK。

6 结论

大多数放疗所产生的DNA损伤可被特异性或非特异性途径识别并修复，几乎所有的损伤都不是只通过一条途径修复的，且很多时候细胞仅通过一条途经就可生存下来。因此修复活性的抑制，尤其是作为DNA修复基本组分的DNAPK活性的抑制在放疗增敏方面有重要作用。放射肿瘤学的核心是能靶向肿瘤细胞并使正常组织的损伤保持在一个可耐受的水平，对此，DNAPK抑制剂的开发与应用是关键，但究竟哪一种肿瘤组织在利用DNAPK抑制剂时特异性强呢？除带来全身毒性和染色体不稳定性的潜在后果外， DNAPK的活性是否可以明确地作为肿瘤细胞对放疗敏感性的一个重要指标呢？这些都是我们需要进一步研究的课题。另外目前的研究已表明对于实体瘤，放疗联合DNAPK抑制剂由于全身毒性小而成为具有应用前景的项目。然而，因为并不能顺利展开关于全身毒性的临床试验，DNAPK抑制剂应用的浓度只能来自体外细胞试验的推断，因此仍有待于开发更多有潜力的抑制剂。

【参考文献】

［1］ Kaina B，Christmann M.DNA repair in resistance to alkylating anticancer drugs［J］.Int J Clin Pharmacol Ther，2002，40(8):354367.

[2] Lieber MR，Ma Y，Pannicke U，et al.Mechanism and regulationof human nonhomologous DNA endjoining［J］.Nat Rev Mol Cell Biol，2003，4(9):712720.

[3] Dip R，Naegeli H.More than just strand breaks: the recognition of structural DNA discontinuities by DNAdependent protein kinase catalytic subunit［J］.FASEB J，2005，19(7):704715.

[4] Collis SJ，DeWeese TL，Jeggo PA，Parker AR.The life and death of DNAPK［J］.Oncogene，2005，24(6):949961.

[5] Boskovic J，RiveraCalzada A，Maman JD，Chacon P，Willison KR，Pearl LH，et al.Visualization of DNAinduced conformational changes in the DNA repair kinase DNAPKcs［J］.EMBO J，2003，22(21):58755882.

[6] Drouet J，Delteil C，Lefrancois J，et al.DNAdependent protein kinase and XRCC4DNA ligase IV mobilizationin the cell in response to DNA double strand breaks［J］.J Biol Chem，2005，280(8):70607069.

[7] DeFazio LG，Stansel RM，Griffith JD，et al.Synapsis of DNA ends by DNAdependent protein kinase［J］.EMBO J，2002，21(12):31921200.

[8] Soubeyrand S，Pope L，Pakuts B，et al.Threonines 2638/2647 in DNAPK are essential for cellular resistance to ionizing radiation［J］.Cancer Res，2003，63(6):11981201.

[9] Block WD，Yu Y，Merkle D，et al.Autophosphorylationdependent remodeling of the DNAdependent protein kinase catalytic subunit regulates ligation of DNA ends［J］.Nucleic Acids Res，2004，32(14):43514357.

[10]Reddy YV，Ding Q，LeesMiller SP，et al，Nonhomologous end joining requires that the DNAPK complex undergo an autophosphorylationdependent rearrangement at DNA ends［J］.J Biol Chem，2004，279(38):3940839413.

[11]Convery E，Shin EK，Ding Q，et al.Inhibition of homologous recombination by variants of the catalytic subunit of the DNAdependent protein kinase (DNAPKcs)［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2005，102(5):13451350.

[12]Li GC，He F，Shao X，et al.Adenovirusmediated heatactivated antisense Ku70 expression radiosensitizes tumor cells in vitro and in vivo［J］.Cancer Res，2003，63(12):32683274.

[13]Lu D，Huang J.Basu A，et al.Protein kinase Cepsilon activates protein kinase B/AKT via DNAPK to protect against tumor necrosis factoralphainduced cell death［J］.J Biol Chem，2006，281(32):2279922807.

[14]Loong SL，Korzh S，Price A.Reduced DNAdependent protein kinase activity in two cell lines derived from adult cancer patients with late radionecrosis［J］.Oncogene，2004，23(32):55625566.

[15]Tonotsuka N，Hosoi Y，Miyazaki S，et al.Heterogeneous expression of DNAdependent protein kinase in esophageal cancer and normal epithelium［J］.Int J Mol Med，2006，18(3):441447.

[16]Kim CH，Park SJ，Lee SH.A targeted inhibition of DNAdependent protein kinase sensitizes breast cancer cells following ionizing radiation［J］.J Pharmacol Exp Ther，2002，303(2):753759.

[17]Durant S，Karran P.Vanillinsa novel family of DNAPK inhibitors［J］.Nucleic Acids Res，2003，31(19):55015512.

[18]BP Nutley，NF Smith，A Hayes.et al.Preclinical pharmacokinetics andmetabolism of a novel prototype DNAPK inhibitor NU7026［J］.Br J Cancer，2005，93(9): 10111018.

[19]Salles B，Calsou P，Muller C.The DNA repair complex DNAPK，a pharmacological target in cancer chemotherapy and radiotherapy［J］.Pathologie Biologie，2006，54(4):185193.

篇10

关键词：能源与动力工程；网络教学平台；混合式教育

作者简介：代乾（1981-），男，河北沧州人，天津城市建设学院能源与安全工程学院，讲师；王泽生（1964-），男，天津人，天津城市建设学院能源与安全工程学院，教授。（天津 300384）

基金项目：本文系天津城市建设学院2012年度教育教学改革与研究项目（项目编号：JG-1207）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0074-02

2012年9月，教育部颁布实施新的《普通高等学校本科专业目录（2012年）》，热能与动力本科专业更名为能源与动力工程专业。由专业名称可见该专业的内涵更加广阔和深远，从而也说明随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题地提出，社会对人才的培养提出了新的要求。目前，大约有170多所高校设置了热能与动力工程专业。[1]随着经济的发展，能源与环境逐渐成为世界各国所面临的重大科技和社会问题。培养高素质的具有创新意识的能源工程专业人才是本学科义不容辞的责任。而热工系列课程作为重要的专业基础课程，其重要性不言而喻。合理的课程体系是体现教育教学理念的重要载体，是实现专业培养目标、构建学生知识结构的中心环节，建立适应社会主义市场经济发展需要、体现热能动力技术学科内在规律、科学合理的课程体系极为重要。[2]为了使该课程适应新的要求，非常有必要对其进行一定的改革，以培养适应21世纪社会发展需要的人才，同时对推动我国可持续发展战略具有重要的意义。

一、实施混合式教育方式

开发混合式学习方案的关键因素在于确定适当的时机，使用适当的混合方式，为适当的学生施行教学。而教师想要运用适当的混合方式需要考虑学习地点的设置、信息传输技术及时间的安排、教学策略和绩效援助策略等。[3]混合式教学模式一般可分为以下几个阶段：[4-6]

1.前期分析

学生作为学习活动的主体是有认知、有情感的，学生本身的知识水平、学习能力和社会特征都对学习的信息加工过程产生影响，教师进行学生特征分析有助于了解学生的学习准备和学习风格，从而为后面的学习环境设计和媒体的选择提供依据。

2.混合式教学的组织与管理

教师应按照教学进度有针对性地选择和设计教学活动，同时要参照已经设计好的课程目标、课程内容及其呈现形式，将其与具体的章节知识点相关联。教学活动的作用在于为学生创造具体的学习情境，并加强师生、生生之间的交流互动，因此恰当的教学策略对于教学活动的顺利展开尤为重要。

3.网络教学平台及教学资源建设

网络的对于教学来说不应当只是教学内容，而更多的应该是支持教学交互、教学评价和教学管理，教学交互、教学评价和教学管理是保证教学质量的重要环节，这就需要有一个集教学内容与管理、课堂教学、在线教学交互、在线教学评价、基于项目的协作学习、发展性教学评价和教学管理等功能于一体的网络教学平台来支撑混合式教学。本校对“工程热力学”、“传热学”、“工程流体力学”原有的教学网站进行了全面改版，并于2010年先后投入运行。其中“工程热力学”课程教学网站主页如图1所示。网站按照省部级精品课程的要求制作，网上教学内容详实，包括课程的概况、教学文件、习题及答案、实验实践教学等各种资源。学生可通过浏览网站学习更多的知识，这对课堂教育来说是一个非常有益的补充，并有助于实现教与学的互动。

二、教学内容优化

“工程流体力学”是理解能源动力系统工质流动与流量、能量分配的基础。“工程热力学”是研究如何充分和有效利用能量的学科，其基本内容是热力学基本定律和工质热物性、热过程的研究，是理解能源动力系统中能量转换基本规律和提高系统能源利用效率的理论基础。“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。“热工学”集成了“工程热力学”、“传热学”的基本理论和核心内容，为能源动力类安全工程专业等提供必要和少量学时的热工理论基础教育，也是其他非能源动力类专业节能技术及应用的理论基础课程。“热工测量技术”和“流体热工基础实验”课程则是关于“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”的实验理论的技术基础课程，旨在揭示相关课程的实验研究目标、原理、方法以及应用。

1.热工系列课程间内容关联性分析

（1）“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：“工程流体力学”中的一维无粘性重力流体流动能量方程（伯努利方程）与“工程热力学”中的热力学第一定律稳态稳流能量方程式具有相同的理论基础，后者是普遍适用的能量方程式，而后者是前者在一维无粘性重力流体条件下的特例和不同的表达方式；“工程流体力学”中的可压缩流体流动基础与“工程热力学”中的气体和蒸汽的流动研究对象及理论基础完全相同，只不过研究的侧重点不同，前者强调流动特性，后者注重能量传递与转换过程。

（2）“工程流体力学”与“传热学”课程在教学内容方面具有紧密的关联性和延续性，主要体现在“工程流体力学”中粘性流动方面与“传热学”中对流换热方面的相关内容，具体为：

1）研究对象均为传递现象，“工程流体力学”研究的是动量的传递，而“传热学”研究的则是热量的传递，其规律及分析方法具有类比性。首先，传递驱动力分别为速度差和温度差；其次，传递方式均为分子扩散和对流扩散，其中对于分子扩散基本规律两者具有类似的形式，即牛顿摩擦定律及傅里叶定律，也均有描述传递能力的物性参数，即运动粘度（m2/s）和热扩散系数（m2/s），而且流动边界层与热（温度）边界层具有相似的定义和相同的边界层结构；最后，描述传递现象的控制方程，即动量微分方程式（N-S方程）和能量微分方程，也具有相似的形式。这也是“传热学”中动热类比分析方法（类比律，即将阻力实验结果直接用于表面传热系数的计算）的理论基础。

2）如果粘性流体流经壁面且具有与壁面不同的温度时，就会同时发生动量传递和热量传递现象。此时“工程流体力学”与“传热学”研究的是同一现象的不同方面的特性，即阻力特性和传热特性。一般阻力特性是传热特性研究的基础，某些特殊情况（流动及对流换热具有耦合特征）下两者相互影响，如流体外掠平板的层流与紊流流动及对流换热、圆管内层流与紊流流动及对流换热、外掠圆柱的层流与紊流流动及对流换热、各类自由流动及对流换热等等。显然在此类教学内容中，“工程流体力学”是“传热学”的基础。

3）具有相同的分析、计算方法。正是由于动量方程和能量方程具有相似的形式，理论分析法（包括微分方程组求解及积分方程组求解）、模化实验方法（相似原理）、数值计算方法均可应用于阻力特性和传热特性的研究，甚至同一数值计算商业软件（如FLUENT、ANSYS、PHINICS等）可同时分析求解同一现象的阻力特性和传热特性。因此在研究方法上，“工程流体力学”与“传热学”是并行的或者说是相同的。

（3）“工程热力学”与“传热学”课程在教学内容具有关联性之处主要体现以下两个方面：“工程热力学”中有关热量传递只是讨论热力过程中热量传递的量，而“传热学”研究的是热量传递的机理、方式、影响因素、计算方法。在“热力学”中热量的单位是q（J/kg），而“传热学”中热量（热流密度）单位是q（W/m2），可见后者强调的是热量传递的速率及能力，而后者以前者的理论（即热力学第一定律—能量守恒规律）为基础；“工程热力学”中有关湿空气焓及含湿量变化规律与“传热学”中的热质交换有着内在联系。如电厂冷却塔中，“工程热力学”讨论了其工作原理及状态参数的变化，而“传热学”则讨论了其热湿交换的具体方式和传递速率。

2.热工系列课程教学内容体系优化原则

依据培养方案，流体热工系列课程时间安排顺序是“工程流体力学”—“工程热力学”—“传热学”（或“热工学”）—“热工测量技术”，“流体热工基础实验”课程与上述课程并行安排。因此，热工系列课程教学内容体系优化按照以下原则进行：

（1）安排在前的课程。教师除完成本课程教学内容外，须根据上述各课程之间知识点的关联性，有意识地为后续课程涉及的内容打下牢固的理论基础。“工程流体力学”课程的教师需要向“工程热力学”、“传热学”课程任课教师了解相关的内容，如一元绝热稳定流动的能量转换规律、相似原理等等，在“工程流体力学”的教学中兼顾这些内容的教学需求。

（2）安排在后的课程。教师依据上述各课程之间知识点的关联性分析，在相关内容的教学过程中，须了解前面课程任课教师的授课内容和方法，精选授课内容，避免不必要的重复，使该课程与前面课程有机衔接，且注意采取比较教学法，让学生更容易掌握课堂知识。

（3）“热工测量技术”和“流体热工基础实验”课程。课程任课教师应了解和引用其他理论课程相关教学内容，使实验教学与理论教学内容有机结合。如温度测量，教师除加强温度测量原理、仪表、标定及使用方法教学外，对于高速气流温度测量，需引用“工程热力学”中气流一维绝热流动能量方程以及滞止温度和气流温度的关系等相关理论知识，说明气流速度对温度测量误差的影响；而对于高温气流温度测量，需引用“传热学”的辐射换热相关理论，说明辐射对测温误差的影响以及消除误差的措施；而对于铠装热电偶或在加温度计套管情况下，还需引用“传热学”的通过肋壁导热的相关理论，说明套管的存在对温度测量误差的影响以及消除误差的措施。

三、结束语

经过一定时间的教学体验和学生的反馈表明，该教学模式使教学效果得到很大提高。笔者认为在以后的教学当中，要把这种模式继续深化并推广到其他课程的教学当中，热工系列课程的教学改革也必然会取得成功。

参考文献：

[1]宋文武，符杰，李庆刚，等.关于构建“热能与动力工程”大专业多方向课程体系的思考——基于培养复合型应用人才的视角[J].高等教育研究，2011，28（4）：44-48.

[2]战洪仁，张建伟，李雅侠，等.热能与动力工程专业人才培养模式及课程体系探讨[J].化工高等教育，2008，99（1）：19-21.

[3]Matt Donovan，Melissa Carter.Blended Learning：What Really Works[J].CLASTD，2004，（2）.

[4]Driscol1 M.Blended learning：Let’s get beyond the hype[J].learning and Training Innovations[R].2002.