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流體靜力學(xué)的基本原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)模式；改革

作者簡(jiǎn)介：楊衛(wèi)波（1975-），男，湖北安陸人，揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，副教授；毛紅亞（1976-），女，湖北天門(mén)人，揚(yáng)州大學(xué)財(cái)務(wù)處，會(huì)計(jì)師。（江蘇 揚(yáng)州 225127）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）23-0083-02

“流體力學(xué)”作為土木、機(jī)械、能源、動(dòng)力、環(huán)境、化工等學(xué)科的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，由于其理論性強(qiáng)、概念抽象、方程繁瑣、難以理解與記憶，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較大，從而影響教學(xué)進(jìn)程和專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。因此，如何針對(duì)“流體力學(xué)”課程自身特點(diǎn)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)建設(shè)目標(biāo)，探索出一套新的適合各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的流體力學(xué)教學(xué)模式具有非常重要的意義。本文結(jié)合工科院校學(xué)生的實(shí)際情況及筆者教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式三方面對(duì)流體力學(xué)教學(xué)模式改革進(jìn)行了深入的探析。

一、教學(xué)內(nèi)容

1.教學(xué)內(nèi)容的選擇

教學(xué)內(nèi)容的選擇對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、改善教學(xué)效果具有重要的意義。根據(jù)教育心理學(xué)理論，[1]在教學(xué)中應(yīng)把課程中具有廣泛遷移價(jià)值的科學(xué)成果作為教材的主要內(nèi)容，從而可實(shí)現(xiàn)利用已有知識(shí)來(lái)同化現(xiàn)有知識(shí)的作用，提高學(xué)生的接受能力?！傲黧w力學(xué)”作為大學(xué)工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)課程，雖然其內(nèi)容相對(duì)比較陌生，但其所包含的基本知識(shí)卻貫穿于中學(xué)相關(guān)課程之中。如流體力學(xué)中的速度、壓力、壓強(qiáng)、質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程及動(dòng)量守恒方程等，學(xué)生均在中學(xué)物理中均學(xué)過(guò)，因此在講述相關(guān)內(nèi)容時(shí)可以將其與中學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系，從而提高學(xué)生的理解能力。又如在講述管路的串聯(lián)與并聯(lián)特性時(shí)，其流量、阻力及阻抗特性正好與中學(xué)物理中電學(xué)的串聯(lián)與并聯(lián)電路的電流、電阻特性一致，如果在講述之前引出中學(xué)的電路串并聯(lián)原理，則可大大加強(qiáng)學(xué)生對(duì)管路串并聯(lián)水力特性的理解能力。因此，根據(jù)學(xué)習(xí)遷移理論，將相關(guān)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)進(jìn)行對(duì)接，并闡述其相互之間的關(guān)系，不僅可以有效發(fā)揮學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)來(lái)同化現(xiàn)有知識(shí)的作用，而且對(duì)于改善教學(xué)效果具有積極作用。

2.教學(xué)內(nèi)容的編排

要合理編排教學(xué)內(nèi)容就必須使教材結(jié)構(gòu)化、一體化，以使構(gòu)成教材內(nèi)容的各要素具有科學(xué)、合理的邏輯關(guān)系。目前，國(guó)內(nèi)“流體力學(xué)”課程的教學(xué)體系一般包括流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)（理想流體流動(dòng)與實(shí)際流體流動(dòng)）、流動(dòng)阻力損失、孔口管嘴管路流動(dòng)及特殊流動(dòng)現(xiàn)象等。每部分內(nèi)容既獨(dú)立，同時(shí)各部分之間又有相互的聯(lián)系。為了使學(xué)生容易學(xué)習(xí)，可以按照流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用路線由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的方式來(lái)編排教學(xué)內(nèi)容。如可以從最簡(jiǎn)單的流體靜力學(xué)部分開(kāi)始，因?yàn)殪o力學(xué)部分中學(xué)物理中已講授，生活中很常見(jiàn)，學(xué)生容易接受。由于靜止是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)才是絕對(duì)的，自然界流體應(yīng)用中更多的是運(yùn)動(dòng)著的流體，讓學(xué)生明白這個(gè)道理后很自然將教學(xué)內(nèi)容過(guò)渡到流體動(dòng)力學(xué)部分，從而可提高學(xué)生繼續(xù)往下學(xué)習(xí)的興趣。在講述流體動(dòng)力學(xué)部分時(shí)，先從簡(jiǎn)單的一元理想流體運(yùn)動(dòng)部分著手，然后逐步過(guò)渡到多元理想流體流動(dòng)及實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)。在講到實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于能量方程中出現(xiàn)了阻力損失項(xiàng)，這樣就很自然將內(nèi)容過(guò)渡到流動(dòng)阻力損失計(jì)算這一部分內(nèi)容。由于生活中的復(fù)雜管路往往是由簡(jiǎn)單管路串聯(lián)與并聯(lián)而構(gòu)成，因此，復(fù)雜管路的水力特性（流量、阻力等）需要確定，這樣就可以根據(jù)流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用需要將內(nèi)容由阻力損失部分轉(zhuǎn)移到孔口管嘴管路流動(dòng)部分。最后，根據(jù)各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)需要，選擇適合的特殊流動(dòng)現(xiàn)象內(nèi)容進(jìn)行講解，以加強(qiáng)流體力學(xué)的實(shí)際工程應(yīng)用。這種以流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用路線由簡(jiǎn)單到復(fù)雜作為主線的教學(xué)內(nèi)容選擇模式，內(nèi)容組織層次感較強(qiáng)，講起來(lái)更加引人入勝和重點(diǎn)突出，教學(xué)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)化。

3.教學(xué)內(nèi)容的彈性化

教學(xué)內(nèi)容彈性化有兩個(gè)方面的含義：一方面要根據(jù)每屆學(xué)生不同的知識(shí)背景和不同的定位要求，采用不同的表達(dá)方式，以滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需要。另一方面是要根據(jù)時(shí)代的發(fā)展，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)最新科技發(fā)展的需要。[2]例如在“流體力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中，為了讓學(xué)生更容易接受，可以刪去大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，如流體連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程的推導(dǎo)等，這些內(nèi)容對(duì)于學(xué)生是否掌握流體力學(xué)基本知識(shí)并無(wú)影響。又如，對(duì)于不同的學(xué)生群體，應(yīng)根據(jù)學(xué)生今后的定位不同選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，對(duì)于高職高專(zhuān)的學(xué)生，由于其畢業(yè)后大多數(shù)要走出校門(mén)從事實(shí)際工作，因此，在講述時(shí)應(yīng)側(cè)重于流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用方面的知識(shí)。而對(duì)于普通本科院校的學(xué)生而言，畢業(yè)后有相當(dāng)一部分的學(xué)生要繼續(xù)從事相關(guān)的研究工作（如考研等）。因此，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生流體力學(xué)理論方面的教學(xué)與培養(yǎng)，以提高學(xué)生將來(lái)的研究能力。隨著時(shí)代的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，將計(jì)算機(jī)用于求解流體力學(xué)問(wèn)題的計(jì)算流體力學(xué)已越來(lái)越顯示出其重要的作用。所以，流體力學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)介紹當(dāng)今常用的計(jì)算流體力學(xué)商業(yè)軟件，如Fluent、Star-CD、CFX及Ansys等，以擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)視野，為今后有意繼續(xù)深造的學(xué)生提供鋪墊。

4.教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合

興趣是最好的教師。教育心理學(xué)[1]的研究表明：當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生已有的知識(shí)和生活實(shí)際相聯(lián)系時(shí)，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的興趣。因此，在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合專(zhuān)業(yè)目標(biāo)盡可能多地介紹流體力學(xué)廣泛的工程應(yīng)用背景，引導(dǎo)學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)流體力學(xué)的興趣和積極性。如在講述流體靜力學(xué)中液體作用在曲面的總壓力計(jì)算時(shí)，可以介紹1998年特大洪水災(zāi)害長(zhǎng)江決堤事件等；在講到流體靜力學(xué)中平面總壓力計(jì)算時(shí)，可以適當(dāng)引入長(zhǎng)江三峽水壩閘門(mén)的設(shè)計(jì)與計(jì)算；在講到沿程與局部阻力損失[3]時(shí)，可以講述如何選擇水泵，并以每天生活用水管道供水為例來(lái)分析等；在講到動(dòng)量方程應(yīng)用時(shí)，引入如何確定彎管及分叉管路中水流對(duì)管道的沖擊力，從而可計(jì)算出管道支墩所受的推力；在講述畢托管時(shí)，可講述如何測(cè)量風(fēng)管的風(fēng)量與風(fēng)壓，在講述傾斜式微壓計(jì)時(shí)，可與畢托管一起講述如何利用兩者來(lái)測(cè)量正壓與負(fù)壓風(fēng)管段的動(dòng)壓、靜壓及全壓等。任課教師在平時(shí)授課過(guò)程中，結(jié)合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)適當(dāng)穿插講述一些發(fā)生在我們身邊的與流體力學(xué)有關(guān)的實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到流體力學(xué)在生活及工程中的重要性，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，以提高教學(xué)效果。

二、教學(xué)方法

目前課堂授課中常用的教學(xué)方法主要有傳統(tǒng)教學(xué)模式與以多媒體技術(shù)為代表的現(xiàn)代教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式是指教師通過(guò)口授、板書(shū)完成特定教學(xué)內(nèi)容的一種課堂教學(xué)形式，該模式學(xué)生容易接受，可以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。但缺乏創(chuàng)新與探索知識(shí)的功能，尤其是在當(dāng)今知識(shí)快速更新的年代，更是面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。現(xiàn)代教學(xué)模式是指在課堂教學(xué)中引入多媒體技術(shù)，通過(guò)形象逼真的動(dòng)畫(huà)的運(yùn)用，生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，從而可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使教學(xué)方式形象生動(dòng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、想象能力和創(chuàng)造能力。

考慮到傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)模式各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在流體力學(xué)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)將兩種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)。如在講述相關(guān)理論公式時(shí)，就以傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)為主，對(duì)公式的推導(dǎo)和例題的講解，用板書(shū)的方式條理化，通過(guò)板書(shū)一邊寫(xiě)、一邊對(duì)學(xué)生提問(wèn)，一邊推導(dǎo)相關(guān)公式，讓學(xué)生參與到教學(xué)中，從而可以加強(qiáng)學(xué)生與教師間的互動(dòng)，激發(fā)與調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。而在流體力學(xué)理論的工程應(yīng)用部分則較多地采用多媒體課件，例如在講授層流與紊流[3]這部分內(nèi)容時(shí)，單純地板書(shū)講解其概念很抽象，用多媒體課件展示雷洛實(shí)驗(yàn)講解則直觀生動(dòng)，容易理解。在講解孔口管嘴管路流動(dòng)及虹吸現(xiàn)象時(shí)，用生動(dòng)動(dòng)畫(huà)顯示其流動(dòng)全過(guò)程，可說(shuō)明其流動(dòng)過(guò)程中截面收縮及可能出現(xiàn)的真空現(xiàn)象，從而給學(xué)生留下深刻的印象。

三、考核方式

考核的作用主要是了解教師教與學(xué)生學(xué)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以便改進(jìn)。考核方式的合理性不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)還可以提高教學(xué)效果?！傲黧w力學(xué)”作為一門(mén)理論性極強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，傳統(tǒng)的考核通常采用平時(shí)考核與期末閉卷考試相結(jié)合的方式，兩者所占比例通常為30%與70%。平時(shí)考核主要是學(xué)生的出勤率與作業(yè)完成情況，而期末考試主要是卷面所取得的成績(jī)。這種考核方式存在一定的問(wèn)題，不僅不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在某種程度上還會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生抵觸心理。由于流體力學(xué)中有大量的經(jīng)驗(yàn)公式和圖表，如阻力系數(shù)計(jì)算公式與莫迪圖、納維-斯托克斯方程等，若采取閉卷考試，則勢(shì)必要求學(xué)生背熟這么多的公式，容易陷入死記硬背的怪圈。

事實(shí)上，這部分內(nèi)容的教學(xué)要求是讓學(xué)生能熟練應(yīng)用這些公式和圖表解決工程實(shí)際問(wèn)題，而不需要死記硬背。因此，在考核方式中可以嘗試平時(shí)開(kāi)卷考核與期末閉卷考核相結(jié)合的考核方式。即將不適合閉卷考試的一些無(wú)法記憶而又要求學(xué)生掌握與應(yīng)用的內(nèi)容，放在平時(shí)教學(xué)中進(jìn)行開(kāi)卷考核，而將一些基本原理、基本概念、基本計(jì)算方法的考核放在期末閉卷考試中。這樣，一方面，通過(guò)平時(shí)不定期的考核能提高平時(shí)學(xué)生的出勤率，另一方面，通過(guò)平時(shí)考核也可以激發(fā)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率；此外還可以通過(guò)考核及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改善教學(xué)方法。通過(guò)這樣的考核方式，既能激發(fā)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還可以提高教學(xué)效果，考試結(jié)果能較真實(shí)地反映學(xué)生對(duì)本課程知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

四、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)不僅是一門(mén)科學(xué)，也是一門(mén)藝術(shù)。每一種教學(xué)模式都有其特定的適用范圍和條件。流體力學(xué)作為工科院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干技術(shù)基礎(chǔ)課，由于其理論性強(qiáng)、概念抽象、經(jīng)驗(yàn)公式多，給其教與學(xué)帶來(lái)難度。如何根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)將其與各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)教學(xué)模式的探索使其教學(xué)融入到各專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中，將是“流體力學(xué)”教學(xué)模式改革的進(jìn)一步目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚頂良.高等教育心理學(xué)[M].南京：河海大學(xué)出版社，2006.

[2]劉立平，師少鵬.傳熱學(xué)課程教學(xué)的改革探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育，

流體靜力學(xué)的基本原理范文第2篇

阿基米德的父親是天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家，所以他從小受家庭影響，十分喜愛(ài)數(shù)學(xué)。大概在他九歲時(shí)，父親送他到埃及的亞歷山大城念書(shū)，亞歷山大城是當(dāng)時(shí)西方世界的知識(shí)、文化中心，學(xué)者云集，舉凡文學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)的研究都很發(fā)達(dá)，阿基米德在這里跟隨許多著名的數(shù)學(xué)家學(xué)習(xí)，包括有名的幾何學(xué)大師—?dú)W幾里得，因此奠定了他日后從事科學(xué)研究的基礎(chǔ)。

阿基米德對(duì)于機(jī)械的研究源自于他在亞歷山卓城求學(xué)時(shí)期。有一天阿基米德在久旱的尼羅河邊散步，看到農(nóng)民提水澆地相當(dāng)費(fèi)力，經(jīng)過(guò)思考之后他發(fā)明了一種利用螺旋作用在水管里旋轉(zhuǎn)而把水吸上來(lái)的工具，后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”，埃及一直到兩千年后的現(xiàn)在，還有人使用這種器械。這個(gè)工具成了后來(lái)螺旋推進(jìn)器的先祖。

當(dāng)時(shí)的歐洲，在工程和日常生活中，經(jīng)常使用一些簡(jiǎn)單機(jī)械，譬如：螺絲、滑車(chē)、杠桿、齒輪等，阿基米德花了許多時(shí)間去研究，發(fā)現(xiàn)了“杠桿原理”和“力矩”的觀念，對(duì)于經(jīng)常使用工具制作機(jī)械的阿基米德而言，將理論運(yùn)用到實(shí)際的生活上是輕而易舉的。他自己曾說(shuō)給他一個(gè)支點(diǎn)，他可以舉起整個(gè)地球。

剛好海維隆王又遇到了一個(gè)棘手的問(wèn)題：國(guó)王替埃及托勒密王造了一艘船，因?yàn)樘筇?，船無(wú)法放進(jìn)海里，國(guó)王就對(duì)阿基米德說(shuō)，“你連地球都舉得起來(lái)，一艘船放進(jìn)海里應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題吧？”于是阿基米德立刻巧妙地組合各種機(jī)械，造出一架機(jī)具，在一切準(zhǔn)備妥當(dāng)后，將牽引機(jī)具的繩子交給國(guó)王，國(guó)王輕輕一拉，大船果然移動(dòng)下水，國(guó)王不得不為阿基米德的天才所懾服。從這個(gè)歷史記載的故事里我們可以明顯的知道，阿基米德極可能是當(dāng)時(shí)全世界對(duì)于機(jī)械的原理與運(yùn)用，了解最透徹的人。

敘拉古的亥厄洛王叫金匠造一頂純金的皇冠，因懷疑里面摻有銀子，便請(qǐng)阿基米德鑒定一下。當(dāng)他進(jìn)入浴盆洗澡時(shí)，水漫溢到盆外，于是悟得不同質(zhì)料的物體，雖然重量相同，但因體積不同，排去的水也必不相等。根據(jù)這一道理，就可以判斷皇冠是否摻假。阿基米德高興得跳起來(lái)，赤身奔回家中，口中大呼：“尤里卡！尤里卡！”（希臘語(yǔ)意思是“我找到了”）他將這一流體靜力學(xué)的基本原理，即物體在液體中減輕的重量，等于排去液體的重量，總結(jié)在他的名著《論浮體》中，后來(lái)以“阿基米德原理”著稱(chēng)于世。

第二次布匿戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，羅馬大軍圍攻敘拉古，阿基米德獻(xiàn)出自己的一切聰明才智為祖國(guó)效勞。傳說(shuō)他用起重機(jī)抓起敵人的船只，摔得粉碎；發(fā)明奇妙的機(jī)器，射出大石、火球。還有一些書(shū)記載他用巨大的火鏡反射日光去焚毀敵船，這大概是夸張的說(shuō)法?？傊?，他曾竭盡心力，給敵人以沉重打擊。最后敘拉古因糧食耗盡及奸細(xì)的出賣(mài)而陷落，阿基米德不幸死在羅馬士兵之手。

阿基米德無(wú)可爭(zhēng)議的是古代希臘文明所產(chǎn)生的最偉大的數(shù)學(xué)家及科學(xué)家，他在諸多科學(xué)領(lǐng)域所作出的突出貢獻(xiàn)，使他贏得同時(shí)代人的高度尊敬。

阿基米德在力學(xué)方面的成績(jī)最為突出，他系統(tǒng)并嚴(yán)格的證明了杠桿定律，為靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，阿基米德系統(tǒng)地研究了物體的重心和杠桿原理，提出了精確地確定物體重心的方法，指出在物體的中心處支起來(lái)，就能使物體保持平衡。他在研究機(jī)械的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了杠桿定律，并利用這一原理設(shè)計(jì)制造了許多機(jī)械。他在研究浮體的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了浮力定律，也就是有名的阿基米德定律。

阿基米德確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積以及橢球體、拋物面體等各種復(fù)雜幾何體的表面積和體積的計(jì)算方法。在推演這些公式的過(guò)程中，他創(chuàng)立了“窮竭法”，即我們今天所說(shuō)的逐步近似求極限的方法，因而被公認(rèn)為微積分計(jì)算的鼻祖。他用圓內(nèi)接多邊形與外切多邊形邊數(shù)增多、面積逐漸接近的方法，比較精確的求出了圓周率。面對(duì)古希臘繁冗的數(shù)字表示方式，阿基米德還首創(chuàng)了記大數(shù)的方法，突破了當(dāng)時(shí)用希臘字母計(jì)數(shù)不能超過(guò)一萬(wàn)的局限，并用它解決了許多數(shù)學(xué)難題。

阿基米德在天文學(xué)方面也有出色的成就。他認(rèn)為地球是圓球狀的，并圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，這一觀點(diǎn)比哥白尼的“日心地動(dòng)說(shuō)”要早一千八百年。限于當(dāng)時(shí)的條件，他并沒(méi)有就這個(gè)問(wèn)題做深入系統(tǒng)的研究。但早在公元前三世紀(jì)就提出這樣的見(jiàn)解，是很了不起的。

阿基米德的著作很多，作為數(shù)學(xué)家，他寫(xiě)出了《論球和圓柱》、《圓的度量》、《拋物線求積》、《論螺線》、《論錐體和球體》、《沙的計(jì)算》等數(shù)學(xué)著作。作為力學(xué)家，他著有《論圖形的平衡》、《論浮體》、《論杠桿》、《原理》等力學(xué)著作。

阿基米德和雅典時(shí)期的科學(xué)家有著明顯的不同，就是他既重視科學(xué)的嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性，要求對(duì)每一個(gè)問(wèn)題都進(jìn)行精確的、合乎邏輯的證明；又非常重視科學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。他非常重視試驗(yàn)，親自動(dòng)手制作各種儀器和機(jī)械。他一生設(shè)計(jì)、制造了許多機(jī)構(gòu)和機(jī)器，除了杠桿系統(tǒng)外，值得一提的還有舉重滑輪、灌地機(jī)、揚(yáng)水機(jī)以及軍事上用的拋石機(jī)等。被稱(chēng)作“阿基米德螺旋”的揚(yáng)水機(jī)至今仍在埃及等地使用。

結(jié)尾，用阿基米德在論著《群牛問(wèn)題》中寫(xiě)下的詩(shī)句來(lái)結(jié)束對(duì)他的回憶吧。

“朋友，如果你自認(rèn)為還有幾分聰明，請(qǐng)來(lái)準(zhǔn)確無(wú)誤地算一算太陽(yáng)神的牛群，它們聚集在西西里島，分成四群悠閑地品嘗青草。

第一群象乳汁一般白潔，第二群閃耀著烏黑的光澤。第三群棕黃，第四群毛色花俏，每群牛有公有母、有多有少。

先告訴你各群的公牛比例：白牛數(shù)等于棕牛數(shù)再加上黑牛數(shù)的三分之一又二分之一。此外，黑牛數(shù)為花牛數(shù)的四分之一加五分之一，再加上全部棕公牛。

朋友，你還必須牢記花牛數(shù)是白牛的六分之一又七分之一再搭上全部的棕色公牛。但是，各群的母牛都有不同的比例：白色的母牛數(shù)等于全部黑色公母牛的三分之一又四分之一。而黑母牛又是全部花牛的四分之一加上五分之一，請(qǐng)注意，母牛公牛都要算進(jìn)去。同樣的，花母牛的數(shù)字是全部棕牛的五分之一加六分之一。最后，棕色母牛與全部白牛的六分之一加七分之一相一致。

流體靜力學(xué)的基本原理范文第3篇

【關(guān)鍵詞】精品課程建設(shè)　工程流體力學(xué)　教學(xué)改革

為了進(jìn)一步深化教學(xué)改革，加強(qiáng)課程建設(shè)，浙江工商大學(xué)建立了校級(jí)預(yù)選精品課程及責(zé)任教師制，為校級(jí)精品課程、省級(jí)精品課程以及國(guó)家級(jí)精品課程奠定良好的基礎(chǔ)。而環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的《工程流體力學(xué)》于2006年即被選為校級(jí)預(yù)選精品課程，目前正以校精品課程的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。

一、課程建設(shè)的指導(dǎo)思想

精品課程建設(shè)是本科教學(xué)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，代表著學(xué)校的辦學(xué)特色和學(xué)科專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，是學(xué)校重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)建設(shè)、培養(yǎng)高層次專(zhuān)門(mén)人才、開(kāi)展科學(xué)研究、解決經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展過(guò)程中重大問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。各學(xué)院必須充分認(rèn)識(shí)到校級(jí)精品課程建設(shè)的重要性和迫切性，切實(shí)采取措施。加大課程體系優(yōu)化和課程整合的力度，加快教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革，抓緊課程教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，造就一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的課程教學(xué)隊(duì)伍，努力使這些課程進(jìn)入相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的全省乃至全國(guó)先進(jìn)行列。

二、精品課程建設(shè)的主要任務(wù)

1.圍繞經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中的問(wèn)題，根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要和學(xué)校課程發(fā)展規(guī)劃，堅(jiān)持優(yōu)化學(xué)科專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

2.利用學(xué)科專(zhuān)業(yè)具備的科研、教學(xué)等基礎(chǔ)條件，以專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革為切入點(diǎn)，以專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)為核心，以加強(qiáng)課程教學(xué)基本條件建設(shè)為保障，提高學(xué)校課程的整體教學(xué)質(zhì)量。

三、精品課程建設(shè)的實(shí)施方法

1.強(qiáng)化教師的學(xué)科意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神

在工程流體力學(xué)的教學(xué)改革中，采用多名教師協(xié)作教學(xué)，形成教學(xué)梯隊(duì)，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。形成新的教學(xué)模式。針對(duì)課程的結(jié)構(gòu)，學(xué)院成立了課程教學(xué)課題組，聘用不同專(zhuān)業(yè)背景的教師擔(dān)任這門(mén)課程的講授任務(wù)，從而形成有專(zhuān)業(yè)特色的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在團(tuán)隊(duì)建設(shè)中。形成了老中青三個(gè)層次的教學(xué)骨干，共有教師7人，其中3位教師主講，2位小班討論，2位輔導(dǎo)，具有博士學(xué)位教師5人，占教師總數(shù)的71％；副高職以上3人，占教師總數(shù)的43％；40歲以下教師6人，占到教師總數(shù)的85.7％；形成了較為合理的學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)。課程負(fù)責(zé)人孫培德教授長(zhǎng)期從事工程流體力學(xué)教學(xué)，具備良好的師德和較高的學(xué)術(shù)造詣，人才培養(yǎng)成績(jī)顯著，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，教學(xué)效果良好，同時(shí)言傳身教培養(yǎng)年輕教師開(kāi)展工程流體力學(xué)課程的教學(xué)工作，使得課程教學(xué)隊(duì)伍教學(xué)水平大幅度提高，教師之間團(tuán)結(jié)協(xié)作精神好。團(tuán)隊(duì)成員承擔(dān)各種教學(xué)研究課題并發(fā)表多篇教改論文，解決學(xué)生的創(chuàng)新能力與工程能力培養(yǎng)問(wèn)題。對(duì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)與工程流體力學(xué)課程的教學(xué)改革起到積極引導(dǎo)和促進(jìn)作用。

授課教師分工協(xié)作，分別負(fù)責(zé)基礎(chǔ)理論知識(shí)、能量水力計(jì)算以及工程實(shí)際應(yīng)用三部分的內(nèi)容，突出理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，同時(shí)又增加了部分討論內(nèi)容提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)教學(xué)與科研結(jié)合，將任課教師的科研經(jīng)歷及最新學(xué)術(shù)成果溶入教學(xué)中，對(duì)教學(xué)過(guò)程起到深化作用。在教學(xué)過(guò)程中。根據(jù)每位教師的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)背景的不同，配合不同的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講課，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，避免授課內(nèi)容重復(fù)以及內(nèi)容講授不完全等問(wèn)題，將課程內(nèi)容完整化，統(tǒng)一化。

2.改革工程流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容

我校是一所以商科為特色，經(jīng)、管、理、工各學(xué)科共同發(fā)展的教學(xué)研究型大學(xué)，以應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)技術(shù)人才為培養(yǎng)目標(biāo)，生源來(lái)自全國(guó)各地，就業(yè)面寬?！豆こ塘黧w力學(xué)》作為環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，以研究流體(液體和氣體)平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律為核心，通過(guò)各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本概念和計(jì)算方法，并能應(yīng)用流體力學(xué)的基本理論，加上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)值模擬或經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題；培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程，從事工程技術(shù)工作和進(jìn)行科學(xué)研究打下必要的基礎(chǔ)。

從2001年環(huán)境工程00級(jí)學(xué)生首開(kāi)“流體力學(xué)“課程，采用北京大學(xué)出版社出版的《流體力學(xué)教程》，隨后，為了更適應(yīng)工商管理類(lèi)大學(xué)工科學(xué)生的授課需求。從2002年環(huán)境工程01級(jí)學(xué)生開(kāi)始，課程名稱(chēng)改為“工程流體力學(xué)”，教材采用西南交通大學(xué)出版社出版的《水力學(xué)教程》，隨后幾年至今。課程教材從第一版更新為第三版，增加了邊界層理論簡(jiǎn)介、有壓管路中的水擊現(xiàn)象等內(nèi)容。具體的知識(shí)模塊課時(shí)分配計(jì)劃為：

第一章　緒論

4學(xué)時(shí)

第二章　流體靜力學(xué)

6學(xué)時(shí)

第三章　流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

6學(xué)時(shí)

第四章　水頭損失

6學(xué)時(shí)

第五章　有壓管道的恒定流動(dòng)

8學(xué)時(shí)

水力計(jì)算可視化教學(xué)與討論

2學(xué)時(shí)

3.完善教學(xué)條件和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

(1)可視化教學(xué)

組織力量編制《工程流體力學(xué)》ppt課件、課堂全程實(shí)施多媒體課件教學(xué)，利用水力計(jì)算可視化教學(xué)軟件以動(dòng)畫(huà)形式演示本課程部分內(nèi)容。例如，第三章水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)部分流線和跡線、元流和總流、恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、漸變流與急變流等概念非常抽象、易混淆，在教學(xué)過(guò)程中，我們通過(guò)可視化仿真軟件，以動(dòng)畫(huà)形式將各種的流動(dòng)形態(tài)形象展現(xiàn)在學(xué)生面前，原本抽象的概念變得清晰易懂，深受學(xué)生歡迎。

(2)擴(kuò)充性資料

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，向?qū)W生推薦了一些與本課程相關(guān)的參考書(shū)目、國(guó)內(nèi)外期刊等擴(kuò)充性資料，以便學(xué)生獲取與本課程相關(guān)的知識(shí)信息。包括一些參考書(shū)目：①清華大學(xué)水力學(xué)教研室編，水力學(xué)，北京：人民教育出版社，1980 ；②年，水力學(xué)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社。1998。修訂版，2002；③陳文義，張偉主編，流體力學(xué)，天津：天津大學(xué)出版社，2004；④禹華謙主編，水力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，成都：西南交通大學(xué)出版社，1999。以及一些與環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)相關(guān)的外文專(zhuān)業(yè)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/，觀看該課程完整的教學(xué)文件和多媒體課件，進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，并可通過(guò)在線答疑解決問(wèn)題，較好地滿足了課程所需。

4.提高課程教學(xué)方法及手段

本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要在于流體連續(xù)介質(zhì)的理論模型、公式推導(dǎo)應(yīng)用以及實(shí)際環(huán)境工程實(shí)踐中的應(yīng)用，如實(shí)際液體恒定流能量方程式的應(yīng)用、管路沿程阻力系數(shù)變化規(guī)律的確定、管網(wǎng)計(jì)算等。因此，要解決學(xué)生難掌握理解的辦法主要是在實(shí)際教學(xué)中，采用多種教學(xué)方式和手段，突出重點(diǎn)，化解難點(diǎn)，使學(xué)生全面理解與掌握流體力學(xué)的理論與方法。

(1)以課堂講授為主，突出理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，同時(shí)根據(jù)本課程特色及在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，本課程組老師正組織力量自編教材，將水力計(jì)算可視化教學(xué)及國(guó)內(nèi)外最新的研究動(dòng)態(tài)整合到新教材體系中，滿足環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)流體力學(xué)課程的教學(xué)需要。

f2)對(duì)課程的核心概念體系進(jìn)行提煉，理清概念間的邏輯關(guān)聯(lián)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由具體到抽象。讓學(xué)生建立起清晰的理論概念，并通過(guò)大量的例題來(lái)加深學(xué)生對(duì)基本原理的理解和計(jì)算公式的運(yùn)用。并在課程網(wǎng)站上進(jìn)行試題自測(cè)，考試題目從試題庫(kù)中隨機(jī)抽取，并與人為修正相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教考分離。

(3)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。目前，我們通過(guò)購(gòu)買(mǎi)流體力學(xué)仿真軟件，首先在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)各種流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的模擬操作，包括伯努力方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、流體流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)、局部阻力實(shí)驗(yàn)、孔口與管嘴實(shí)驗(yàn)、離心泵性能曲線測(cè)定等等，使學(xué)生了解這些實(shí)驗(yàn)的基本流程、操作步驟、數(shù)據(jù)處理，為今后實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作提供良好的基礎(chǔ)。

(4)教學(xué)結(jié)合科研。將任課教師的科研經(jīng)歷及最新學(xué)術(shù)成果溶入教學(xué)中，對(duì)教學(xué)過(guò)程到了很好的深化作用。該教學(xué)方法與手段使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)。能應(yīng)用本課知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

(5)開(kāi)展“大班教學(xué)，小班討論”教學(xué)模式。不定期舉辦課外講座(如流體力學(xué)與日常生活、流體力學(xué)在環(huán)境工程中的應(yīng)用等)，進(jìn)行小班討論，也可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及對(duì)話，使教學(xué)手段等豐富，教學(xué)過(guò)程更深化。

四、精品課程建設(shè)的近期規(guī)劃

1.建設(shè)新教材體系，編寫(xiě)與本課程配套的精品教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教材，自主開(kāi)發(fā)仿真教學(xué)軟件，建設(shè)工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

2.進(jìn)一步完善豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。提供該課程國(guó)內(nèi)外相關(guān)知識(shí)內(nèi)容、專(zhuān)業(yè)資料，通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)站，促進(jìn)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)課程間交流，擴(kuò)大我?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程的社會(huì)影響力。

3.力爭(zhēng)成為校級(jí)精品課程。達(dá)到省級(jí)精品課程的水平，并完善成為環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的全省乃至全國(guó)精品課程。