流體力學基本概念總結精選(九篇)
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第1篇：流體力學基本概念總結范文
（甘肅農業(yè)大學 工學院，甘肅 蘭州 730070）
摘要：啟發(fā)式教學是現(xiàn)代教育研究當中的一個重要課題，尤其是在高等教育全面改革的大背景下，通過啟發(fā)式教學引導學生自主學習，勇于創(chuàng)新，讓學生的個性自由發(fā)揮，充分調動學習的積極性和熱情，促進學生身心的健康發(fā)展。本文主要探討的是啟發(fā)式教學在《工程流體力學》課程教學中的運用，徹底摒棄傳統(tǒng)的教學觀念，讓學生成為教學活動的主體，通過教師的啟發(fā)引導，讓學生更加主動地學習。
關鍵詞 ：工程流體力學；啟發(fā)式教學；教學實踐；運用
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1673-2596（2015）03-0274-02
一、引言
《工程流體力學》是我國普通高等學校工科專業(yè)的基礎課程，是一門研究液體和氣體的機械運動規(guī)律以及應用的學科。工程流體力學在土木工程、能源、動力、環(huán)境、設備、化工、航空以及國防等領域都有很重要的應用，尤其是熱能與動力工程專業(yè)的學生需要掌握系統(tǒng)、全面的《工程流體力學》理論知識，通過學習本課程，確保學生能夠熟練地掌握流體力學的基本概念和原理，通過實驗操作能夠將理論知識運用到實際當中，為日后的工作和學習打下堅實的基礎。鑒于此，本文主要探討啟發(fā)式教學在《工程流體力學》課程教學中的運用。
二、《工程流體力學》傳統(tǒng)教學理念的轉變
《工程流體力學》是工科專業(yè)的一門基礎學科，是力學的一個重要分支，主要目的是為了將流體力學知識充分運用到生產生活當中。工程流體力學的研究方法主要包括實驗研究、理論分析以及數(shù)值計算等。其中實驗研究主要是利用各種實驗儀器對流體現(xiàn)象進行觀測分析，總結出流體運動的規(guī)律，并在此基礎上進行預測，通常采用模型進行實驗分析；理論分析主要是根據質量守恒、動量守恒以及能量守恒等定律，加以數(shù)學分析的手段，對流體運動進行分析研究；數(shù)值計算則是利用數(shù)學語言將流體運動的普遍規(guī)律表達出來，從而獲得質量守恒、動量守恒以及能量守恒的計算方程，這些方程組合在一起成為流體力學基本方程組。《工程流體力學》課程設置的根本目的是為了讓學生熟練地掌握流體的機械運動規(guī)律，將其運用到實際生活當中，以此來解決各種與流體力學相關的問題，但是長久以來我們在課堂教學中所強調的是知識點的灌輸，學生進行機械化的記憶，缺乏創(chuàng)新，因此需要對傳統(tǒng)的教學理念進行徹底改變。
（一）幫助學生建立流體力學的思維方式
《工程流體力學》的教學大綱要求學生能夠了解及應用流體力學的基本運動規(guī)律，掌握流體力學的理論研究方法。在傳統(tǒng)教學理念中，課堂教學過分注重基本概念、基本理論和計算方法的學習，學生在應試教育的環(huán)境中對書本上的知識進行機械化的記憶，很大一部分學生對于知識點的記憶僅僅是為了完成考核任務，因此無法形成系統(tǒng)的知識體系，也無助于培養(yǎng)學生的科學的思維方式，使其在日后工作和學習當中遇到關于流體力學相關的問題時，無從下手。鑒于此，在現(xiàn)代教育理念下需要教師引導學生建立系統(tǒng)的流體力學知識體系，并學會運用科學的思維方式對流體力學相關的問題進行分析研究。①
（二）提高學生綜合分析應用能力
《工程流體力學》課堂教學不僅要求學生建立科學的思維方式，還需要具備對流體力學知識的綜合分析和應用能力。在傳統(tǒng)教學理念的影響下，學生被動地接受知識，嚴重缺乏學習的積極性和熱情，對知識和計算公式的機械化記憶，無助于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。②因此需要在《工程流體力學》課堂教學過程中引導學生對知識進行自主總結，通過對知識點的歸納總結，形成鮮明形象的記憶；與此同時在課后練習中需要增加綜合性，促進學生對流體力學知識的綜合應用。
（三）培養(yǎng)學生的實踐操作能力
實驗是《工程流體力學》教學活動的重要組成部分，通過實驗設計來檢驗一個理論或證實一種假設而進行的一系列操作或活動，從而更加清晰地理解和認識流體力學規(guī)律。通常實驗要預設“實驗目的”、“實驗環(huán)境”，進行“實驗操作”，最終以“實驗報告”的新聞形式發(fā)表“實驗結果”。③在傳統(tǒng)教學模式下，學生只能在有限的范圍內進行實驗操作，根本無法鍛煉學生的實踐操作能力，因此需要學生自主獨立的進行試驗操作，讓學生自行設計實驗內容，確定實驗方案，在實踐中不斷提高自己的操作和知識的運用能力。
（四）充分體現(xiàn)學生的主體地位
傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學理念嚴重背離之處在于課堂教學活動中，教師往往處于主導地位，而作為教學活動關鍵核心的學生群體則成為了知識的被動接受者，單方面機械地完成課堂教學任務，無法真正達到教學的目的。這就要求，在課堂教學過程中，教師必須時刻關注教學同步，充分調動學生的參與熱情，通過討論、提問等方式，讓學生真正參與到學習活動當中，學會發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的方法。④
三、啟發(fā)式教學的具體應用
（一）啟發(fā)式教學的實質
啟發(fā)式教學源遠流長，歷久彌新，“啟發(fā)”一詞最早源于古代教育家孔丘的“不憤不啟，不悱不發(fā)”。朱熹解釋說：“憤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌。啟，謂開其意；發(fā)，謂達其辭?！睉嵟c悱是內在心理狀態(tài)在外部容色言辭上的表現(xiàn)。就是說在教學前務必先讓學生認真思考，已經思考相當長時間但還想不通，然后可以去啟發(fā)他；雖經思考并已有所領會，但未能以適當?shù)难赞o表達出來，此時可以去開導他。在現(xiàn)代教育理念當中，啟發(fā)式教學主要是指教學活動中教師依據課程學習的客觀規(guī)律，引導學生積極主動自覺地掌握知識的教學方法。啟發(fā)式教學可以很好地詮釋教育學之間的關系，通過設置問題情境，充分調動學生參與的積極性和主動性，啟發(fā)學生獨立思考，發(fā)展學生的邏輯思維能力，并且通過教師的適當引導培養(yǎng)學生的動手操作能力和獨立解決問題的能力。⑤
（二）設置問題情境
啟發(fā)式教學的關鍵在于設置問題情境，同時也是激發(fā)學生創(chuàng)新思維的一種有效方式。這就要求教師在《工程流體力學》課程教學中有目的、有意識地創(chuàng)設各種情境，鼓勵學生主動發(fā)現(xiàn)問題，讓學生獨立地進行探索分析。在《工程流體力學》課程教學過程中，學生遇到任何疑問都應該及時提出，向同學和老師進行探討。大量的教學實踐表明，提問可以充分調動學生的注意力和學習的積極性，通過提問鍛煉學生的探索欲和邏輯思維能力。⑥學生在啟發(fā)式教學模式下還應該增加主動性，尋找自己的興趣點，去鉆研。這樣學生才會有問題意識，可以提出問題，而不是在別人背后去解答問題。另外，設置問題情境要與實際生活相融合?？梢酝ㄟ^創(chuàng)設生活或工作式的教學情境，讓學生真正感受到《工程流體力學》課程教學的多樣性以及前瞻性，通過不斷探索激發(fā)出學生潛在的學習興趣以及好奇心。
（三）充分調動學生的主動性
在啟發(fā)式教學過程中，需要充分調動學生的主動性和積極性，讓學生真正意義上成為學習活動的主導者?！豆こ塘黧w力學》課程需要打破傳統(tǒng)應試教育的束縛，讓學生的積極性和主動性得到充分釋放。教師組織學生進行討論時，要注意學生的反映，激發(fā)起學生發(fā)的求知欲望，引導學生通過收集資料了解流體運動的基本規(guī)律以及這些規(guī)律在工程實際中的應用，幫助他們對問題的獨立思考。例如教師可以列舉一些流體力學在生活和生產中廣泛應用的實例，使學生了解流體處于平衡及運動狀態(tài)下的力學規(guī)律，加強理論概念與現(xiàn)實生活的相互聯(lián)系?？傊挥兄鲃訁⑴c其中，學生才能對問題有一個深入的了解，并且能夠切身地投入自身全部的精力想方設法去解決當前所面臨的問題，而教師則完全不用花費大量的精力進行講解，只需要進行適當?shù)闹敢ぷ?，使學生的自學能力能夠充分發(fā)揮。⑦
實驗是檢驗學生動手操作以及對知識運用的最佳方式，借助實驗也可以充分調動學生學習的積極性和主動性。在問題情境環(huán)節(jié)中，學生大膽假設和創(chuàng)新提問以后，就需要通過實驗對問題進行模擬分析，并得到結論。在安全的保障下，進入實驗室，在教師的引導下，自己動手去做，積極探索。這樣會對學習更有幫助，而這一過程會提高學生的研究熱情，也可以提高學生團隊的協(xié)作能力。此外，在《工程流體力學》課程教學過程中，學生還可以自由組合進行某一問題的研究，當假設足夠成立的情況下，通過查詢相關的文獻資料，并進入實驗室去尋找答案。這樣一來，學生在今后的學習或者工作中，如果遇到問題，就可以真正獨立地進行思考和研究。⑧
（四）建立輕松愉悅的學習氛圍
建立輕松愉悅的學習氛圍是啟發(fā)式教學實現(xiàn)的前提。而長久以的來灌輸式教學，讓教師成為課堂教學的主體，其高高在上的形象，讓不少學生產生畏懼感，這也使得學習氛圍過于凝重、刻板甚至拘束。因此在教學方式上需要打破傳統(tǒng)教學模式的束縛，改掉以往死氣乏味的課堂教學，教師應該是教學活動的組織者和設計者，通過營造出民主、和諧、愉悅的課堂氣氛等方式更好地幫助學生調動他們的主觀能動性和積極性，鼓勵學生親自動手，并且給學生提供更多的進行流體力學討論研究的空間和機會，讓學生在獨立思考、互相討論以及動手操作中完成問題的發(fā)現(xiàn)與解決過程。此外，教師還需要引導學生相互尊重、相互理解，課堂氣氛做到張弛有度。讓學生在合作交流中真正理解和掌握《工程流體力學》的理論知識和基本技能，使他們真正成為學習的主人。⑨
綜上所述，啟發(fā)式課堂教學強調學生在學習過程中的主體地位。只有充分調動起學生的積極性，才能夠提高《工程流體力學》課堂教學的質量。為此，本文總結了傳統(tǒng)教學模式下《工程流體力學》課堂教學的種種弊端，然后在此基礎上對啟發(fā)式教學的有效途徑進行了深入研究。通過營造和諧的學習氛圍以及建立良好的師生關系，使《工程流體力學》課堂教學變得更加生動、形象。
注釋：
①張曉宏.高校研究型教學范式之探究——啟發(fā)式教學[J].教育探索，2007(3).
②朱昌流.論啟發(fā)式教學的有效實施[J].教育與職業(yè)，2007(18).
③李小川.工程流體力學教學改革模式的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012(10).
④吳翊.啟發(fā)式教學再認識[J].中國大學教學，2011(1).
⑤劉全忠.關于工程專業(yè)流體力學課程教學改革的探討[J].教育教學，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朱輝，陳洪杰，劉飛.CDIO教育模式下工程流體力學課程教學改革與實踐[J].桂林航天工業(yè)學院學報，2013(12).
⑧劉瑩.解立平.基于“卓越工程師”培養(yǎng)計劃的工程流體力學課程教學改革初探[J].時代教育，2014(2).
第2篇：流體力學基本概念總結范文
一、教學方法和教學手段
采用工學結合、理實一體的教學模式，根據不同項目內容，在教學中靈活運用項目導向、任務驅動、案例分析、多媒體演示、分組討論、實驗、啟發(fā)引導、邊講邊練等教學方法，引導學生積極思考、樂于實踐，提高教與學的效果。授課前一周向學生下達項目任務書，內容包括學習任務描述，學習場地、設備，知識、素質、能力目標，咨詢問題和途徑等，學生按照任務書的要求，咨詢信息形成學習筆記，小組討論形成項目實施方案。做到課內教學與課外教學相結合，自主學習與指導教學相結合。通過貼近崗位工作的電力生產實際案例導入知識，訓練分析和計算能力，使能力培養(yǎng)與工程實踐相結合。選題、選材注重共識性、綜合性、工程性、創(chuàng)新性，同時體現(xiàn)新穎性、趣味性、互動性。將實踐性強、技能訓練要求高的內容，通過模擬實驗、實驗操作、邊講邊練的方式，提高學生的動手能力。將傳統(tǒng)教學方法與現(xiàn)代教育技術相融合，向學生提供教學資源庫（包括教學課件、自學指導書、習題集、實驗指導書、模擬實驗軟件、相關電力生產設備及系統(tǒng)視頻和圖片、國家精品課網址、其他參考教材等），開闊學生視野，拓寬學習渠道。充分利用多媒體課件、錄像片、圖、表、網絡等現(xiàn)代化的教學手段，通過視覺、聽覺，全方位加強學生對知識的理解和記憶，同時結合板書等傳統(tǒng)授課手段，揚長避短，獲得最佳效果。
二、學習方法和考核評價
以學生為中心，支持學生自主學習、協(xié)作學習和探究式學習，每個項目的實施都采用小組合作學習的方法，強化學生的團隊協(xié)作精神，增強學生主動參與和個性發(fā)展。班級40人，分成4個小組，課上先由小組派代表匯報咨詢信息情況、存在問題，再由教師適時講解、分析，最后小組討論總結，實驗和水力計算項目由小組自行設計方案，分工合作完成。事實證明，試點班學生的學習能力、學習積極性和主動性明顯提升。突破傳統(tǒng)考核模式，加強過程考核，注重素質和能力培養(yǎng)，全面公正評價學生的學習效果。職業(yè)能力評價占總成績的70%，職業(yè)素養(yǎng)評價占總成績的30%。
1.職業(yè)能力評價
（1）基礎知識評價。主要側重于對各個工作任務中所涉及到的基本概念、基本原理的掌握和理解，如連續(xù)性方程、能量方程、阻力損失計算等?？己朔绞綖槠谥袦y試和期末考試。
（2）專業(yè)能力評價。主要側重于用所學的流體力學知識分析和解決工程實際問題。包括實驗項目的操作能力表現(xiàn)，設計計算能力，分析和解決問題的能力?？己朔绞綖橥瓿擅總€教學項目過程中的咨詢問題回答、學習檔案檢查、實驗操作檢查、課業(yè)報告檢查。
2.職業(yè)素養(yǎng)評價
（1）平時考勤評價。根據平時上課和實驗出勤率進行評價。
（2）學習態(tài)度評價。根據每個學習任務完成過程的實際表現(xiàn)，如學習態(tài)度、是否遵守紀律、是否團結互助等進行評定?？己朔绞綖閭€人評價、教師評價、小組評價和小組互評。
三、結束語
第3篇：流體力學基本概念總結范文
【摘 要】目前，高等數(shù)學傳統(tǒng)的純課堂理論式教學模式與現(xiàn)代高職教育理念越來越不符合，本文簡單闡述了在項目教學的大背景下，打破高等數(shù)學的課程體系，把碎片化的高等數(shù)學知識融入各個項目任務中，并舉例進行了說明。
關鍵詞 項目教學；高等數(shù)學；課程體系
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2015）20-0078-02
從2010年至2014年，吉林省理工類?？其浫》謹?shù)線逐年下降，分數(shù)從290分降至150分，與此同時，在高數(shù)教師的實際授課中，學生也有普遍反映聽不懂的現(xiàn)象。從2010年以后，同等難度的考試卷，學生的卷面成績也是越來越差。學生在高等數(shù)學授課中厭學的情況也越來越嚴重，反對高職開設高等數(shù)學課程的呼聲在學生中漸起，高等數(shù)學無用論在學生中影響越來越大。
德國大數(shù)學家、天文家、物理學家高斯說：“數(shù)學是科學的皇后，她常常屈尊去為天文學和其他自然科學效勞，但在所有的關系中，她都堪稱第一?！瘪R克思還認為：“一種科學，只有當它成功地運用數(shù)學時，才能達到真正完善的地步?！笨继卣f：數(shù)學是人類智慧王冠上最燦爛的明珠。高等數(shù)學不但是工科專業(yè)一些重要專業(yè)課程的基礎，而且對培養(yǎng)學生的理性思維和邏輯思維能力有很好的作用，在國外尤其是發(fā)達國家，高等職業(yè)技術學院也都開設高等數(shù)學，由此可見數(shù)學尤其是高等數(shù)學的重要性了。但是學生的知識基礎越來越差，怎樣才能提高學生的學習效果，更好地為高等職業(yè)教育教學服務，是一個越來越迫切需要解決的問題。
一、項目教學法
跨專業(yè)課程又稱為項目教學法，是通過“項目”的形式進行教學。為了使學生在解決問題中習慣于一個完整的方式，所設置的“項目”包含多門課程的知識。
現(xiàn)在項目教學法已經成為我國課程改革的主要指導思想。教育部2000年2號文首次提出了理論教學必需、夠用的原則。既然高等數(shù)學中傳統(tǒng)的純課堂理論式教學模式與現(xiàn)代高職教育理念越來越不符合，對于基礎越來越差的學生教學效果也越來越不好。怎么才能在項目教學中提高教學效果，更好地為在項目教學的過程提高學生的各項能力服務，本文就這個問題進行了簡單的闡述。
二、解決方法和途徑
既然傳統(tǒng)的純課堂理論式教學模式越來越不能適應現(xiàn)代高職教育理念，與其在原來的窠臼中進行小范圍的改革，筆者認為不如跳出這個窠臼，徹底打破這個束縛我們幾十年的牢籠。在項目教學的大背景下，打破高等數(shù)學的課程體系，把碎片化的高等數(shù)學知識融入各個項目任務中，以必需、夠用為基本原則，需要什么就講什么，需要講多深，就講多深，需要講多少，就講多少。高數(shù)教學老師不再單獨授課，而是融入各個項目教學團隊，作為成員參與整個項目教學，以便于在教學中溝通和交流，或者專業(yè)課教師適當?shù)膶W習高數(shù)知識，也可以在項目教學的過程中講些所需的各種高等數(shù)學知識。
以選煤技術專業(yè)核心專業(yè)課《流體力學》為例，表1中列出了各項目、任務所涉及的高等數(shù)學的各個知識點，從表中可以看出《流體力學》主要涉及導數(shù)、不定積分和定積分的基本概念、簡單的運算和應用。
本文以《流體力學》，項目二“流體靜壓強分析”的任務一“流體靜壓強的的計算為例”，分析怎么把高等數(shù)學融入項目教學中。
能力目標：能利用流體靜壓強計算公式計算靜止流體內部的靜壓強。
在講述基本概念流體靜壓強的過程中涉及高等數(shù)學中極限的基本概念，教學目標是使學生理解極限概念，建立極限思維。
流體靜壓強：靜止流體作用在單位面積上的力。
設微小面積A上的總壓力為P，則點靜壓強：即流體單位面積上所受的垂直于該表面上的力。
整個概念的講述時間控制在20分鐘左右為宜，難度以學生能理解流體靜壓強計算公式就好，無需擴大范圍。
通過項目教學中的實際任務及案例分析，學生可以更好地理解高數(shù)概念。需要什么就講什么，舍去了一些難以理解枯燥了理論知識，更能激發(fā)學生的學習興趣。需要講多深難度就將多深，項目教學的授課教師可以更好的控制授課難度。打破傳統(tǒng)的高等數(shù)學的課程體系，使學生用什么就學什么，符合必需、夠用為基本原則。
高等數(shù)學具有較強的系統(tǒng)性，在整個課程的項目教學結束后，項目教學組中的高數(shù)教師可以進行總結提升。
參考文獻：
[1]黃美諍.高等職業(yè)教育課程改革的探索[J].中國成人教育,2012,(24).
[2]馮適.淺談高等數(shù)學中極限定義的研究和應用[J].價值工程,2012,(31).
[3]何小琴.關于案例教學法的總結[J].課程主講教師,2004,(12)．
[4]王詩文．高職教育以工作過程為導向的項目教學改革初探[J].教育與職業(yè),2009,(35).
[5]岳彩義.專業(yè)課程項目教學模式探析[J].職業(yè)教育研究,2008,(10).
第4篇：流體力學基本概念總結范文
為了有效提高“船舶靜力學”的教學效果，很多教學工作者已經做了不少探索。文獻[1]結合教學實踐討論了采用多媒體教學方法完成雙語教學的模式;文獻[2]針對課程教學存在的問題，對教學改革創(chuàng)新及課程體系建設進行了探索，為提高船舶教學水平提供了思路;基于WEB環(huán)境為“船舶靜力學”網絡課程的建設與構成提出了一個有效模式;文獻[3]也進行了相關研究，并取得了一定的成效。
而從該校近幾年的該課程教學的全面調查總結中發(fā)現(xiàn)，很多學生的考核成績偏低，課程考核的不及格率均在30%～50%之間，經過補考環(huán)節(jié)后課程重修比例也較高，往往要在下一學期開設重修班。本文就“船舶靜力學”重修班存在的問題和教學方法進行了研究總結。
1 重修班教學中存在的問題
1.1 課堂內容過分側重造船方面的知識，理論性過
強 該?！按办o力學”課程教材選用《船舶原理》（上冊），教材側重講授船舶性能的基本理論，追求理論的完整性和嚴密性;公式的推導繁雜，涉及到的數(shù)學、工程力學和流體力學等基礎理論知識很多，對船舶設計中的航海性能的分析較少，這些都很不適合航海類專業(yè)的培養(yǎng)目標。這點問題無論在初修班還是重修班均存在。
1.2 課堂到課率、學習積極性和課堂參與度較低 重修班的學生均為第二次參加“船舶靜力學”的課堂學習，對于課程內容和重難點已有一定的了解，再次學習課程內容感覺到很乏味，缺少新鮮感，造成學習積極性和課堂參與度不高，甚至出現(xiàn)很嚴重的缺課現(xiàn)象。
1.3 作業(yè)自主思考較少，抄襲現(xiàn)象嚴重 對于重修班同學來說，由于缺課造成對知識點掌握不到位，無法做到真正的理解，在完成課后作業(yè)時就感覺到吃力，進而只能通過抄襲來完成課后作業(yè)。
怎樣使船舶與海洋工程專業(yè)的學生更好地掌握“船舶靜力學”的課程內容，更好地與培養(yǎng)目標相適應，作者通過這幾年的授課，提出一些對于重修班教學方法的幾點想法。
2 “船舶靜力學”重修班教學方法的幾點建議
為適應船舶工業(yè)發(fā)展對人才多元化的需求，激發(fā)學生學習的熱情，該?！按办o力學”的教學方法可分別采用講授、案例、復習以及模塊專題相結合，配套的教學手段采用多媒體教案，交互性、啟發(fā)性的教學案例，體現(xiàn)教學相長的教學原則。
2.1 復習型和模塊專題型教學方法 鑒于重修班學生對課程內容已有一定的了解，采用復習型和模塊專題型教學方法，目的是幫助學生對各性能模塊進行歸納總結，進而提煉問題，得出解決問題的思路和方法。如采用討論加歸納的方式對課程內容進行復習。
2.2 問題實例教學法 采用問題實例教學實踐環(huán)節(jié)，采用參與性的教學，目的是做到理論與實踐結合，幫助學生鞏固，加深理解和掌握教學重點，難點的基本概念，基本方法，基本計算及其技能。案例教學的運作階段主要包括4個環(huán)節(jié)：給出實例描述、提出問題;分析問題，形成初步解決方案;課堂討論予以解決;點評總結解決方法。如“裝卸液體載荷”的問題，通過問題實例教學的各個環(huán)節(jié)，要求學生能總結出解決這一類問題的一般思路，并能從中牢記計算公式，使學生對問題的解決有深層次的理解。
2.3 分組討論式教學 考慮到學生解決實際問題能力的缺乏，可結合上述提到的實例教學法，將學生進行分組，對上述實例舉一反三，衍生出多個問題，在各個小組內執(zhí)行討論式教學，將討論結果形成解決問題的思路進行交流。通過這種方法激勵學生的團隊協(xié)助和合作能力，鼓勵刺激更多學生參與討論參與學習。
第5篇：流體力學基本概念總結范文
關鍵詞 應用型本科 傳熱學 教學探索
應用型本科學校在我國高校中己占有越來越高的比重，一般來說所有的本科第三批次錄取學校都可以算作應用型本科學校，而“應用”二字也成為了這類學校主流的辦學定位，這極大地推進了我國高等教育的大眾化進程，也滿足了我國社會發(fā)展過程中逐漸增長的高層次應用型人才需求?！皞鳠釋W”是高等學校中包括建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)（以下簡稱“建環(huán)專業(yè)”）在內的多個專業(yè)和學科的重要專業(yè)基礎課程之一。以建環(huán)專業(yè)為例，這門學科在整個專業(yè)體系中起到了重要的奠基石作用。因此，應用型本科學校的教師應合理而有效地安排課程教學內容，提高相關專業(yè)學生學習傳熱學的積極性，并通過實驗課程等方式幫助學生加深對相關知識的理解，使學生可以在實際的生產、生活中活學活用在傳熱學中學到的知識。本文將以南京工業(yè)大學浦江學院為例，結合傳熱學課程的主要特點，對傳熱學的教學體系與未來的改革方向進行初步的探索。
1應用型本科學校與“傳熱學”課程的主要特點與矛盾
1.1應用型本科學校的主要特點
應用型本科學校的主體是“應用”，這類學校的出現(xiàn)也正體現(xiàn)了當今社會的發(fā)展趨勢。在新的社會發(fā)展背景下，高等教育的主要方向逐漸轉向培養(yǎng)滿足社會和經濟發(fā)展需要的綜合性人才。高校應積極探索新的學科方向、專業(yè)結構和課程體系，教師應通過更新教學內容和教學手段，提高教學質量，為社會培養(yǎng)具有更強適應力和競爭力的畢業(yè)生。
南京工業(yè)大學浦江學院作為我國本三類應用型學校，其生源質量上不如本一、本二類院校，普遍具有以下特點：心理上表現(xiàn)為思想不夠成熟，意志薄弱、缺乏刻苦鉆研的精神；學習上表現(xiàn)為知識儲備量少，基礎知識相對薄弱，并且缺少良好的學習習慣。因此，本三類學生的培養(yǎng)既不能以本一、本二類學術型、科研型人才為目標，也不能按照高職類純操作型、崗位型的人才培養(yǎng)，而是應該立足于自身情況，在教育中既讓學生掌握理論知識，又鍛煉學生動手能力，從而培養(yǎng)出一批既具有專業(yè)知識，又具備動手技能，符合社會和經濟發(fā)展需求的應用型人才。
1.2“傳熱學”課程的主要特點
“傳熱學”是建環(huán)、能源、動力等理工科專業(yè)交叉的經典學科，始于工業(yè)革命時期，發(fā)展至今已經有了一百多年的歷史，核心理論體系是傳熱的三大基本理論，即熱傳導、熱對流和熱輻射。該課程建立在基礎課“高等數(shù)學”、專業(yè)基礎課“工程熱力學”、“流體力學”等課程之上。其基本理論，如傳熱基本定律、傳熱方式、傳熱條件、影響傳熱的因素、增強和減弱傳熱的方法等，又是暖通空{、供熱工程、制冷技術等工程技術中所有涉及熱量傳遞規(guī)律理論的基礎。所以，傳熱學中涉及的定律多、公式多、概念多、方法多，且這些定律、公式、概念與方法應用十分廣泛。
針對應用型本科學校的學生，在學習該門課程時，首先要注意系統(tǒng)掌握有關熱量傳遞的基本知識，提高分析和計算傳熱問題的能力，提升基本的實驗技能。另外，教師還應通過實驗、實習等實踐教學方式，培養(yǎng)學生的動手能力，從而使之掌握相關熱工流體設備的設計與使用方法，培養(yǎng)學生的工程實踐能力。
1.3應用型本科學校與“傳熱學”課程的主要矛盾
應用型本科學校的生源大多不具備較為豐富的知識儲備和較強的學習能力，但是由于傳熱學中涉及的公式、概念和定律數(shù)量多、范圍廣，學生在學習過程中普遍存在以下問題：“
（1）概念理解不深刻。傳熱學以高等數(shù)學等學科為基礎，涉及的實際應用學科又較為廣泛，并經常會用到較深的數(shù)理基礎知識。因此本來就基礎薄弱的學生對如此龐雜的概念和公式只能機械記憶，而難以深刻理解。
（2）分析計算能力弱。傳熱學課程中的熱傳導、熱對流與熱輻射的計算和推導涉及大量的經驗公式與數(shù)理方法，計算過程繁雜且難度較大。很多學生面對計算時只會生搬硬套已有公式，不能捋清正確的計算步驟和方法。
（3）理論、實踐結合能力弱。受傳統(tǒng)教學方式的影響，學生在學習過程中更多停留在理論層面，難以針對實際問題的特點運用已有的知識進行具體分析，并利用傳熱理論解決實際生產、生活問題。
針對上面幾點普遍存在的問題，結合應用型本科學校的培養(yǎng)方針和具體特點，在培養(yǎng)方式上，首先應該引導學生正確認識應用型本科學校的培養(yǎng)方針和目標，具體到學習傳熱學的基本要求及在專業(yè)學習中的重要性，幫助學生正確定位傳熱學在專業(yè)知識體系中的位置；同時切實改革“傳熱學”課程的教學方法，以將學生培養(yǎng)成符合社會和經濟發(fā)展需求的應用型人才為目標，合理安排課程教學。
2課程建設
2.1認真了解授課對象
該課程的授課對象是指該校建環(huán)專業(yè)大二或大三的全體學生，教師應充分了解這些學生的心理特征、知識基礎與培養(yǎng)目標，根據學生的具體特點，結合學校的教學能力，樹立正確的教學目標，選擇合適的教學方法，活化自己的教學藝術。
2.2合理選擇教學內容
南京工業(yè)大學浦江學院建環(huán)專業(yè)使用的教材是由楊世銘、陶文銓編著（高等教育出版社，2006）的“傳熱學”（第四版），該教材將學生對基本概念、基本理論和基本計算方法的理解作為第一任務，對基本知識點進行詳細的敘述，對傳熱學中一些重要概念、公式和計算進行分步介紹，并深入剖析公式背后的理論，并適時的結合實際的例題，闡述傳熱學在建環(huán)專業(yè)相關案例中的應用。
2.3積極重組考核內容
傳熱學考核應分為閉卷考試（60%）、平時作業(yè)（15%）、學習表現(xiàn)（10%）和研究性學習（15%）四個部分。其中閉卷考試主要是為了加強學生對課程的記憶，考試內容為傳熱學的基本概念、理論和計算方法；平時作業(yè)是為了幫助學生在課后鞏固當天的學習內容，包括一般性的習題，綜合性工程問題的解答以及安排的相關實驗等；學習表現(xiàn)主要是反映學生在平時課堂上的表現(xiàn)，如回答問題、參與課堂討論的情況。研究性學習可以培養(yǎng)學生的動手能力，訓練學生運用知識的熟練程度，提高學生獨立思考的能力，同時積極調動學生的主觀能動性，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力創(chuàng)造機會。如：通過給定一個換熱目的，讓學生自行設計一臺換熱器或完成換熱相關的數(shù)值模擬等。相比于傳統(tǒng)的考核方式，通過這四個方面的組合，可提高學生對傳熱學的學習興趣，從而提高教學質量。
2.4打造“雙師型”教師
所謂“雙師型”教師是指具備以下兩方面能力的教師：在理論上具有較高的專業(yè)理論水平和教學水平，同時具有較強的科研能力：在實踐上具有熟練的專業(yè)實踐技能，能夠組織生產經營，能夠指導學生進行自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。
作為應用型本科學校的教師，都應該以成為“雙師型”教師為目標，嚴格要求自己：及時了解和掌握所授專業(yè)最新科技動態(tài)和行業(yè)發(fā)展水平；在教學中通過專業(yè)授課、實訓、實習等方式，使學生掌握必需的職業(yè)技能；引領學生學會理論聯(lián)系實際，掌握分析問題和解決實際問題的能力，提高學生自身技能；通過介紹當下最新研究成果和行業(yè)新型技術等活動，培養(yǎng)學生的技術革新意識和動手能力。
3課程教學方法的改革
3.1注重啟發(fā)、注重興趣
“傳熱學”課程貼近生活，可以很好地解決生活中遇到的問題，應該引導和啟發(fā)學生主動進行思考，提高學生的學習興趣。
例如學習之初，在課堂上提出生活中顯而易見但卻容易被大家忽略的問題，如“冬天的時候為什么白天太陽曬過的棉被，晚上蓋起來會比較暖和？并且經過拍打之后，效果會更加明顯？”這種與生活息息相關的問題，可以讓學生帶著疑問與熱情跟著老師去探索傳熱學藏在生活當中的秘密。
3.2融入最新科技
隨著科技的不斷發(fā)展，傳熱學的許多理論被應用到很多專業(yè)工程領域的最新成果中，在課堂上應向學生介紹傳熱學發(fā)展的最新研究成果，如抵蕩熱學、微尺度傳熱學以及納米流體、微肋管等新型換熱設備等。當然對于剛剛接觸本學科的本科生而言，理解這些新概念、認識這些新現(xiàn)象、了解這些新設備都是比較困難的，但從人才培養(yǎng)的長遠角度來講，這樣的教學方法可以拓展學生的視野，提高學生的創(chuàng)新意識。
3.3教學多樣化
（1）多媒體教學：隨著信息技術的飛速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的教學模式有了很大的變化，PPT、動畫、視頻等多媒體技術的介入，對理解一些抽象的術語、概念和定理有了很大的幫助。教師應該充分利用這些新的教學工具，解決教學中的一些復雜問題，例如可以用動畫等方式將傳熱學中一些難以理解的問題直觀、生動地傳遞給學生，從而營造一種立體的、全面的、輕松的、動態(tài)的學習場景，激發(fā)學生的學習熱情。（2）模型教學：課堂教學時配備一部分教學模型，如換熱器模型，讓每位學生在學到相應知識點時，能夠近距離接觸設備實體，有個感官的概念，以培養(yǎng)學生的動手操作能力及空間想象思維。
3.4注重實用軟件
數(shù)值模擬作為研究、設計和技術開發(fā)的手段，將是“傳熱學”未來研究的重點。應用型本科學校教師應充分向學生介紹利用計算機數(shù)值模擬方法學習課程的方式，并介紹相關軟件的使用方法。例如目前國際上比較流行的商用計算流體力學軟件包Fluent，該軟件具有強大的解決流動傳熱耦合問題功能，能夠呈現(xiàn)換熱設備內流體流場、溫度場分布等，是工程人員常用的模擬軟件，介紹該軟件可以讓學生對當前的前沿技術形成一個初步的認識。
第6篇：流體力學基本概念總結范文
【關鍵詞】復變函數(shù)；積分變換；教學方法；教學手段
0 引言
復變函數(shù)與積分變換是電子類專業(yè)的一門重要的數(shù)學必修課，是學好專業(yè)課的強有力工具。這門課程的理論與方法有很廣泛的應用。如在電路原理、信號與系統(tǒng)、圖像分析、流體力學、空氣動力學、電磁學、熱學及彈性力學中及工程技術領域。但因這門課的理論性較強、內容抽象、公式多、授課學時少的限制，學生學習起來普遍感到困難。這對授課老師來說是嚴峻的挑戰(zhàn)，因此做好這門課的教學工作是十分必要的。本文結合我校對這門課的教學實踐及改革經驗和體會進行探討，期望對復變函數(shù)與積分變換這門課的教學效果有所提高起到借鑒作用。
1 整合教學內容，改進教學手段和方式
我校自2009年7月實行了“3+1”本科人才培養(yǎng)模式為核心的教育教學改革后，壓縮了理論課的授課時數(shù)，增加了實踐及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。復變函數(shù)與積分變換由原來的40學時減少到32學時，面對實際情況，根據多年的教學實踐，與各專業(yè)課老師進行探討，最終整合出適合我校的教學內容及學時分配。
復變函數(shù)與積分變換是專業(yè)課的數(shù)學基礎，對工科學生來講，是要在有限的學時內盡快掌握數(shù)學的基本概念理論及應用方法，應輕理論重應用，不從邏輯上計較應該誰在先誰在后，基于這樣一個想法，將柯西積分公式和解析函數(shù)的高階導數(shù)公式放在留數(shù)定理后面介紹，作為留數(shù)定理的推論，可使整個結論統(tǒng)一起來，避免重復，又便于減輕學生的學習負擔及抓住學習的重點。
由于學時的限制，制作了復變函數(shù)與積分變換的多媒體課件，采用多媒體教學手段，節(jié)省教師在講課時板書的時間，增加了課堂的信息量，使學生獲得豐富形象的感性認識，加深對抽象概念的理解，解決了學時少的難題。此課件獲得了河北省高校多媒體課件比賽的二等獎。
2 改變教學方法，激發(fā)學生學習興趣
復變函數(shù)是高等數(shù)學的后繼課。與高等數(shù)學的知識緊密相連，許多概念定理及結論是由高等數(shù)學中實函數(shù)到復函數(shù)的推廣和發(fā)展，如極限、連續(xù)、導數(shù)、微分、積分等概念與實函數(shù)中相同，可采用類比法講授，通過類比使學生掌握它們之間的相似之處，然后再給出它們的不同之處。拉普拉斯變換是函數(shù)經過適當改造取傅里葉變換產生的，它們的定義及性質幾乎相近，在拉氏變換的講解中，啟發(fā)學生用類比的方法得到其性質。這樣組織教學既活躍了課堂氣氛，又調動了學生利用已有知識探索新知識的積極性，減輕學生在記憶上的壓力，逐步熟悉了類比思維方法。
復變函數(shù)與積分變換這門課中公式很多，尤其傅氏變換和拉氏變換中公式太多，難以記憶，借鑒其他學?？偨Y出如下學習口訣：乘除運算互逆過，積分微分類似學；乘法積分為升級，除法微分作降序；原象乘升取變換，其像求導降級變；原象積升作變換，其像除法降級算；原象導降取變換，其像乘升平衡端；原象除降作變換，其像積升平衡見。
3 開設復變函數(shù)與積分變換的實驗課
復變函數(shù)與積分變換作為專業(yè)課的重要工具，就要注重課程的應用，弱化理論。運用多媒體輔助手段，選擇數(shù)學軟件Matlab開設實驗課。通過計算機動畫模擬、圖形顯示、聲像處理及文字說明等方式向學生展現(xiàn)一個圖文并茂、數(shù)形結合的形象、直觀的教學環(huán)境、從而擴大課堂的信息量，有效地刺激了學生的形象思維，調動了學生的學習積極性。如用計算機直觀演示常用工程函數(shù)的拉氏變換等，加深學生對拉氏變換概念的理解及方法的應用。這部分內容在多媒體課件有具體的內容，由于學時的限制，沒能將這部分具體安排課時，只是留給學生課下自學。在以后的教改中建議增加這部分內容，為專業(yè)課運用數(shù)學軟件奠定基礎。
總之，在面臨新的教學模式下，做好復變函數(shù)與積分變換的教學工作是件不容易的事，教師在教學過程中，從學生的實際情況出發(fā)，根據專業(yè)課的需要，不斷探索，提高復變函數(shù)與積分變換教學效果。
【參考文獻】
[1]西安交通大學高等數(shù)學教研室.復變函數(shù)[M].4版.北京：高等教育出版社，2007.
[2]張元林.積分變換[M].4版.北京：高等教育出版社，2007.
第7篇：流體力學基本概念總結范文
論文摘要：分析《工程熱力學》的教學實踐中采用多媒體技術的必要性，探討多媒體教學內容的選擇、課件的制作、多媒體放映以及多謀體教學中應注意的問題。提出課堂教學應在傳統(tǒng)教學方式的基礎上合理地應用多媒體技術，提高教學質量。
工程熱力學是熱能與動力工程專業(yè)和建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，同時也是油氣儲運工程、化工機械過程與裝備和石油加工等專業(yè)的選修課。它是一門從工程實際出發(fā)來論述熱能與機械能相互轉換規(guī)律及其應用的基礎性課程。課程的特點是理論性強、概念抽象、公式圖表繁多、熱力過程變化復雜以及熱力循環(huán)的表示和分析困難。
多媒體技術是文本、圖像、動畫、聲音等運載信息的媒體結合體，以圖文并茂的形式為工程熱力學教學提供了多樣化、多視角、立體化的教學信息空間。在工程熱力學的課堂教學中，合理、適當?shù)牟捎枚嗝襟w技術，不僅充實了教學內容，而且使課堂教學更加生動形象，提高了教學質量，教學效果良好吼
一、多媒體教學的必要性
工程熱力學課程的基本理論應用部分涉及許多圖片、圖形，內容圍繞工作原理圖、系統(tǒng)循環(huán)圖展開，傳統(tǒng)的板書教學需占大量的課堂時間手工繪制，效果不太理想，如果利用計算機制作成多媒體課件，集光、形、色于一體，形象直觀、內容生動，可以使視覺和聽覺同時發(fā)揮作用，增加課堂授課的生動性，激發(fā)學生學習的興趣，有利于學生認知能力的開發(fā)和對教學內容的理解。
〔一)及時更新教學內容。多媒體輔助教學，可以節(jié)約板書時間，有效地拓寬教學空間，在有限的時間內提供更多信息量，使教師有更多的時間進行重點、難點知識的講解?，F(xiàn)代科學技術發(fā)展迅速，日新月異，而部分教材內容不可能及時更新，在課件制作中可補充大量最新技術資料，不僅解決教材內容相對滯后的問題，而且可引薦專業(yè)發(fā)展的前沿信息，拓展學生的視野。
(二)完善傳統(tǒng)教學手段。多媒體將傳統(tǒng)教學手段難以表達的內容和難以觀察到的微觀熱現(xiàn)象通過文字、圖像、聲音和動畫等形式生動的表現(xiàn)出來，加深了學生對知識的理解，激發(fā)了學習興趣和學習主動能動性。另外多媒體可通過字體的縮放、顏色的變化或明暗交替以及動態(tài)出現(xiàn)等方式來強調重點，使學生印象深刻，更容易記住這些知識點。
(三)增強學生感性認識。工程熱力學中有許多抽象的概念和過程，如孤立系統(tǒng)、平衡狀態(tài)、壓縮過程、水蒸汽定壓發(fā)生過程等。僅通過書本上的概念和簡單的插圖來講述或通過學生的想象來理解、掌握這些知識點是非常困難的，而借助多媒體技術就能使這些問題迎刃而解。多媒體課件支持FLASH動畫}WMV，AVI視頻等播放插件。如在講解內燃機結構和原理時，采用FLASH制作簡單的動畫來演示汽車內燃機的工作過程，學生在動畫中能非常直觀地看到內燃機的吸氣、壓縮、燃燒和排氣，再配合P-V圖畫出熱力過程，看起來一目了然，有利于學生對過程的理解和掌握，進而分析不同的壓縮過程所需功耗的不同。同時結合一些有趣的思考題。如:為何給球打氣時用濕布裹住氣筒外壁能節(jié)省體力?汽車油門是控制油量還是空氣量?這樣既能有效鞏固壓縮機省功原理，又與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系，極大的激發(fā)了學生的學習興趣。
二、多媒體教學內容的選擇
國內各類院校能源動力類專業(yè)基本都開設了工程熱力學課程，但可供課程使用的優(yōu)良教材數(shù)量有限，且教材更新較慢，特別是工程背景和應用方面的知識較為匾乏。為此，首先應根據各高校學科專業(yè)特色，選擇合適的教材和參考書，為多媒體課件制作提供最基本的知識體系保障。其次各專業(yè)知識是相通的，但側重點不一樣，應補充介紹同一概念在不同工程運用背景下的區(qū)別和聯(lián)系，讓學生能更好的理解基本概念做到融會貫通。比如，熱力學能是工質的內部儲存能，是溫度和比容的函數(shù)。工程流體力學課程中，認為液體流動中溫度和比容為常數(shù)，所以熱力學能不變，研究中可以忽略。而工程熱力學研究中，熱力學能是重要的狀態(tài)參數(shù)，不能忽略其變化。最后要結合專業(yè)特色，拓展工程實踐知識，開展相關工程應用專題講座，避免計算時出現(xiàn)手提吹風機功率在60KW以上，甚至達363KW，而汽輪機噴管出口速度只有十幾米每秒的低級常識性錯誤。
三、多媒體課件制作應注意的問題
多媒體電子教案存在直觀、形象、生動、圖形圖像功能強大、易于展示最新科研成果、教學信息量大、學生易于復習等優(yōu)點，但同時存在單幅信息量少、幅間信息不連貫、前后呼應不夠、學生思維不易跟上等問題。在制作時應該揚長避短處理好以下幾點問題。
(一)多媒體模板的制作。多媒體課件需合理照顧章節(jié)間的關系，但每張幻燈片的空間有限，難以有效發(fā)揮“標題”和“正文”的相互呼應。合理制作多媒體模板，是增加課件內容邏輯性和關聯(lián)性的重要保證。為此，應根據教學大綱內容制作本章節(jié)教學內容的主題目錄，教學時采用超鏈接的方式打開。其次建議每張幻燈片分成三個區(qū)域:標題區(qū)、正文區(qū)和腳注區(qū)，并用橫線嚴格區(qū)分，做成統(tǒng)一的模板。在標題區(qū)右上角，角注本章標題，而在標題區(qū)中央插人本節(jié)標題。正文第一行插入本節(jié)幻燈片主要內容標題，與正文呼應，使信息盡量連貫。腳注區(qū)可插人授課日期，頁碼等輔助信息，保證每頁幻燈片的完整性。最后，應制作復習提綱，與首頁主題目錄提綱和正文重點內容呼應。
(二)文字內容的確定。工程熱力學作為一門技術基礎課程，基本概念、基本原理、基本方法是要求學生掌握的重點，需要通過大量的文字來進行表述，因而課件上的文字內容不可避免要占有較大篇幅。需要特別注意的是切忌將大量教材內容原文照搬到課件上，授課時照本宣科。文字內容的確定必須經過反復推敲、歸納和總結，將核心內容提煉出來，完整的表述則通過授課或與同學之間的討論來完善。古人云:文章千古事，得失寸心知?；脽羝谱饕彩且粯樱欢ㄒ媲缶?。建議每張幻燈片不超過四段文字，每段文字不超過兩行。在需要特別強調的地方如前提條件和重要結論要點，用特殊強化處理標注，如PPT自帶的紅色五角星符號。當然對于課程中一些經典的概念和原理如孤立系統(tǒng)嫡增原理等建議給出原文，讓學生根據自己的理解提煉或用自己的言語表述，以加強對概念或原理的理解，同時培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。
(三)圖像的選擇與處理。多媒體課件的優(yōu)勢就是圖片功能強大，需要充分發(fā)揮。應選擇既反映工程實際又具有較高清晰度和對比度的優(yōu)良圖片，這樣才不會出現(xiàn)投影放大后的圖像失真的問題，這一點需嚴格遵循寧缺勿濫的原則。對于原理性圖，如果直接采用軟件從書本上復制粘貼由于涉及圖像格式轉化會導致圖像像素丟失，圖像失真，建議利用PPT自帶的畫圖工具繪制，這樣既可以對圖像中各類曲線實現(xiàn)不同顏色、線條標記，又可以在播放時實現(xiàn)分層逐級播放。另外結合PPT動畫播放功能里的“擦除”效果，可實現(xiàn)曲線的動態(tài)繪制過程，利于學生理解和掌握熱力過程曲線。比如，理想氣體幾種基本熱力過程在P-V圖上同時出現(xiàn)時曲線煩亂，各區(qū)間物理意義復雜易混淆。采用上述方法可以得到很好的解決。
(四)多媒體課件的放映。在課件放映時，文字的出現(xiàn)應設為逐行或逐字播放，讓學生有時間記筆記和思考，不宜像放電影一樣整屏播出，此時內容繁多，眉毛連著胡子，學生分不清主次，很容易走神，更談不上理解和掌握。
作者的體會是應根據講解的思路和過程，逐級播放。特別是涉及公式推導時，應模擬黑板推導的過程，逐步或分塊出現(xiàn)。當然，這也會造成教師頻繁使用電腦，影響教師講解和學生思考的連貫性。建議使用多功能激光筆，實現(xiàn)遠程控制幻燈片播放。這樣教師一方面不用局限于講臺上，活動空間得到大大解放，另一方面也可以到講臺下加強與學生的近距離互動討論，有效維護課堂記錄。
四、多媒體教學中需注意的問題
效果優(yōu)良的多媒體教學也存在學生視覺疲勞問題，這與黑板教學相比是一個固有缺陷。據贛南醫(yī)學院的一份調查數(shù)據顯示。大學生在課堂上被多媒體教學光照時間太長，學生連續(xù)2個課時接受多媒體教學，約22%產生輕度視覺疲勞，連續(xù)4個課時，輕度視覺疲勞則高達61%?？梢?，培養(yǎng)一支高素質多媒體教學課件制作隊伍，是消除學生視覺疲勞和提高教學質量的關鍵。積極參加多媒體教學課件制作學習班，學習適用于大學生最佳課件制作視覺效果的理論與方法，制定多媒體教學課件制作視覺審美的基本要素、基本規(guī)范和基本參數(shù)。
同時多媒體授課時光線較暗，如果課堂授課時教師只是點點鼠標，學生瞪大雙眼看，相互之間缺乏交流，學生容易昏昏欲睡。因此教師不能只站在講臺前一字不差地朗讀講課，應當隨時觀察學生聽課的精神狀態(tài)，適當?shù)刈叩狡聊磺爸更c內容，或者豐富教師自身的面部表情和肢體語言，利用提問、現(xiàn)場討論等互動交流以活躍課堂氣氛與調動學生學習積極性。
此外，使用多媒體教學的同時要合理的利用板書。聲像俱佳的課件相比于傳統(tǒng)的板書，雖然能夠給學生更直觀的感受，但稍縱即逝的課件來得快，去得也快，很難給學生留下深刻印象。對于一些重要的公式和圖表，要結合板書推導和繪制。板書是課堂教學的重要輔助手段。
第8篇：流體力學基本概念總結范文
摘要：《工程熱力學》和《傳熱學》是為新能源科學與工程專業(yè)學生開設的兩門專業(yè)必修課，也是該專業(yè)大學生所必須掌握的熱工類課程。該課程具有知識豐富、專業(yè)性強、課時多等特點。在《工程熱力學》和《傳熱學》課程教學中，大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是很重要的一環(huán)。本文對該課程的教學內容、教學方法和考核方式等方面進行了探討，并對大學生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)進行了研究。
關鍵詞：工程熱力學；傳熱學；新能源；教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0176-02
能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的物質基礎，是國民經濟和社會發(fā)展的先決條件。新能源專業(yè)的畢業(yè)生，肩負著為國家能源發(fā)展貢獻力量的重要責任。為達到培養(yǎng)專業(yè)知識面廣、基本功扎實和創(chuàng)新能力強的本科人才的目標，作為新能源專業(yè)非常重要的必修課――《工程熱力學》和《傳熱學》的課程設計和教學方法探索就顯得尤為重要[1，2]。此前的相關文獻中報道了《工程熱力學》和《傳熱學》教學的優(yōu)秀經驗[3-6]。本文在此教學經驗的基礎上，對熱工課程的教學內容和教學方法進行優(yōu)化和探索，以更好地提高學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維。
一、教學內容的優(yōu)化
教學內容的優(yōu)化和精選是教學改革的關鍵。作為專業(yè)必修課，在學時有限的情況下，如何最大程度地講授最有價值的知識點成為教學的關鍵。
熱工類課程由《工程熱力學》和《傳熱學》兩門課組成?！豆こ虩崃W》按熱力學基本概念、熱力學第一定律、理想氣體的性質與過程、熱力學第二定律與熵、氣體動力循環(huán)、水蒸氣、蒸汽動力循環(huán)、制冷循環(huán)、理想混合氣體和濕空氣、實際氣體的性質等內容分為若干章節(jié)；《傳熱學》按照傳熱基本概念、穩(wěn)態(tài)熱傳導、非穩(wěn)態(tài)熱傳導、對流換熱、熱輻射及輻射換熱、傳熱過程與換熱器等分為若干章節(jié)。由于新能源科學與工程專業(yè)屬于新興產業(yè)專業(yè)，學科領域廣泛，涉及能源類（如生物質能、太陽能、風能）、化工類（如基礎化學、物理化學、新能源材料）、力學類（如工程力學、流體力學）等多門課程和領域。
在實際的教學過程中，教學內容必須有所側重，應充分考慮到不與新能源科學與工程專業(yè)開設的其他相關課程的知識點產生重復。另外由于《工程熱力學》和《傳熱學》課程難度較大，在教學過程中要講清課程中的要點和基礎知識?？梢砸浴盎驹悫D公式推導―影響因素―實際應用”為主線介紹該課的有關知識，建立每章知識結構圖，讓學生清楚該門課程的知識體系結構。對重點的熱力學第一和第二定律進行原理介紹，仔細推導相關公式，讓學生夯實基礎，使學生在進一步的學習中不會混淆概念，相對輕松地應對課程。此外，注重理論與實踐相結合，例如介紹空調在夏天與冬天的工作原理、冰箱開門對室內的影響，積極引導學生利用熱力學定律進行分析，增加課程的趣味性以提高學生的創(chuàng)新能力。通過優(yōu)選教學內容，使教學內容始終能反映本學科的專業(yè)特點和學術水平，加強學生對后續(xù)專業(yè)方向的把握。
二、教學方法的探索
（一）以創(chuàng)新性地教帶動創(chuàng)新性地學
科學技術是第一生產力。要想發(fā)展經濟，需要加大科研力度、提高科技含量。這已被證明是一種行之有效的道路。與此對應的是，要促進教學質量、提高教學效率，必須加大教學與科研的力度、提高教學與科研互動水平。在當今大力發(fā)展科學技術的大背景下，如何提高身為未來科學技術發(fā)展主力軍的大學生的學習熱情和創(chuàng)新能力，成為目前高校教學的難題和重點。傳統(tǒng)的直白講課和搜集各種習題以供學生練習只會讓課程變得生硬和枯燥，導致學生的學習效率和學習熱情越來越低，甚至出現(xiàn)了普遍的抄襲作業(yè)和遲到早退等不良現(xiàn)象。為了改變這些不良現(xiàn)象，就需要在教學手段上進行創(chuàng)新。教師通過對平時科研工作成果的再學習，并結合對教材的研究，創(chuàng)造性地運用某些方法，使學生對重要問題達到本質上的領悟。在這種途徑中，教師的創(chuàng)新思維方式以及從中體現(xiàn)的一言一行，讓學生耳濡目染、潛移默化，對帶動學生進行創(chuàng)新學習、開發(fā)創(chuàng)新思維起到積極的作用。
例如，在進行《傳熱學》教學時，學生往往對傳熱的基本概念，尤其是二維與三維的導熱理論及方程很難理解。一般地教學方式是，教師在黑板上進行微觀導熱原理推導，得出一維傅里葉導熱定律和二維三維傅里葉導熱定律，并給出幾個常用的導熱方程。這種教學方式中，推導過程比較晦澀，給出的方程也較為難懂，學生們很可能只會死記硬背，不能靈活運用。針對以上問題，筆者建議將導熱理論與生活問題相結合，或者采取數(shù)學建模的方法，將導熱方程與實踐相結合，選取最適合該問題的模型，以達到課程有趣生動、富有創(chuàng)新性，激發(fā)學生們的創(chuàng)新思維。以創(chuàng)新性地“教”帶動創(chuàng)新性地“學”，學生收獲的不僅僅是知識點，更是如何去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實際能力，為以后在新能源科學與工程專業(yè)領域的探索中打下良好基礎。
（二）板書教學與多媒體輔助教學相結合
多媒體技術以其圖文并茂、聲像俱佳、動靜皆宜的呈現(xiàn)使課堂教學達到了全新的境界。在《傳熱學》的講授中，一維的傳熱理論和公式很好理解和應用，但二維與三維牽扯到微觀傳熱理論，以至于推導過程較為復雜，傳熱方程較為抽象難懂。因此需要教師精心準備多媒體課件，通過動態(tài)描繪各向同性材料的微觀傳熱過程，讓學生理解不同形狀材料在具有不同位置的熱源時如何進行熱傳導。通過繪制動態(tài)的卡諾循環(huán)過程，使學生深入理解熱力學第二定律，并理解第二類永動機無法制成的原因。同時需要注意的是，對于工程熱力學和傳熱學，由于信息量大、內容廣，過多地依賴多媒體教學可能會讓學生在短時間內難以消化，因此在教學中對于難度較大的基礎理論部分和原理的學習，板書不可缺少，使學生能夠有充分時間緊跟老師的思維去理解每一個知識點。
（三）課程教學與科研活動相結合
教師可以將全班學生分為若干調研小組，每五個人為一組，選擇新能源與熱工基礎理論相結合的課題，通過查找國內外科技文獻，調研總結新能源專業(yè)前沿知識，形成調研報告，鍛煉學生閱讀科技文獻的能力，提前為畢業(yè)設計的開展奠定基礎。各小組也可以參與指導教師的科研項目，在實驗室做一些力所能及的科研活動，并通過文獻調研，形成工程熱力學和傳熱學知識系統(tǒng)。課程結束時，各小組以PPT形式向全班同學作匯報，授課老師根據報告提出問題，該組同學進行即時答辯，考查學生對相關知識點的掌握情況。
三、課程考核方式的探索
工程熱力學和傳熱學覆蓋面廣、知識點多，應該采取靈活多樣的考核辦法。在成績的評定方式上，可以設定了四項考核內容，第一部分是學生考勤、課堂互動表現(xiàn)和課堂筆記，通過此部分的考核，提高學生的聽課注意力，鍛煉學生提煉課程重點內容的能力；第二部分是根據每個小組的調研報告、PPT展示、答辯情況打分，鍛煉學生的團隊合作能力、口頭表達能力和應變能力；第三部分是每節(jié)課結束前的思考題，采取加分方式，鼓勵學生積極思考；第四部分是傳統(tǒng)的期末考試，考試內容為課程講授的基本內容，專業(yè)性強的理論部分強調定性了解，讓學生對熱工基礎有個整體的認識。
隨著新能源科學領域的不斷發(fā)展，熱工基礎理論散發(fā)出強大的活力。根據新能源科學與工程專業(yè)特點，教師還需要在教學過程中，不斷探索教學方法和考核方式，不斷優(yōu)化課程內容，提升教學質量，使課程教學體系更加科學合理，更好地適應社會對新能源科學與工程專業(yè)人才的需求。
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第9篇：流體力學基本概念總結范文
科學革命的實質是什么?科學進步的圖像是什么?換言之，科學革命變革的主要實體是什么?科學發(fā)展的模式是什么?國外學者對此問題做出了形形的回答。
一、國外學者的回答
波普爾(K．Popper)認為，科學是人類心靈的壯麗探險，科學的本質就在于永無止境的探索。他把“問題”作為整個科學探索的起點，運用“可否證性”(falsifiability)或“否證”(falsification)概念，提出了科學進步的四段圖式；P1(問題1)TT(試探性理論)EE(消除錯誤)P2(問題2)。這個圖式周而復始，永無止境。顯然，波普爾把理論看作科學變革的實體——科學革命是科學理論的變更，因此理論是暫時的、脆弱的，它隨時都可以被一次否證。
本世紀60年代初，庫恩(T．Kuhn)出版了他的代表作《科學革命的結構》。在這本小冊子中，庫恩反對邏輯經驗主義把科學的發(fā)展看成是各種貨色一件件地或—批批地添加到不斷加大的知識貨堆上。他力主動態(tài)地、歷史地看待科學的進步，把科學的發(fā)展視為常規(guī)時期和革命時期交替出現(xiàn)的過程。他不滿意波普爾把理論看作科學變革的實體，他的科學觀的核心是“范式”（paradigm）概念。庫恩給范式賦予多種含義(有人統(tǒng)計共有21種用法)，從“一種具體的科學成就”到“一組特定的信念和預想”。綜而觀之，它是由理論要素、心理要素以及聯(lián)合這兩個要素的本體論和方法論要素組成的，每一種要素內又包括五花八門的具體內容。庫恩認為科學革命就是拋棄舊范式，采納新范式。他利用范式概念建立了下述的科學發(fā)展的動態(tài)模式：前科學常規(guī)科學危機科學革命新的常規(guī)科學……
庫恩開創(chuàng)了以科學史料為基礎來考察科學哲學問題，探討科學發(fā)展和知識增長規(guī)律的先河。繼庫恩之后，又有拉卡托斯、費耶阿本德、勞丹等人的學說匯入其中，形成了一股歷史主義的潮流。
拉卡托斯(I.Lakotos)既不滿意波普爾的否證主義，也不滿意庫恩范式的模糊性和選擇范式的非理性標準。為了強調科學發(fā)展的連續(xù)性和科學進步的合理性，他提出了研究綱領的模式。在拉卡托斯看來，科學總是以研究綱領的形式向前發(fā)展的?？茖W發(fā)現(xiàn)和評價科學理論的基本單位是研究綱領，它是一個有結構、有層次的整體。研究綱領內部有相對穩(wěn)定的“硬核”，外部是柔韌多變的“保護帶”，還有一套解決疑難的機制，即助研究法(heuristic)。硬核是約定的，是作為研究綱領未來發(fā)展基礎的、最普遍的基本假設和基本原理，它比范式具有更大的穩(wěn)定性。保護帶由各種輔助假設構成，當遇到反?；蚍褡C時，保護帶可以通過調整輔助假設而達到保護硬核的目的。當研究綱領失去解釋力和預測力時，它就會因邏輯的和經驗的原因而碎裂，人們就會拋棄這樣的退化的研究綱領，而采納進步的研究綱領，這是科學革命的基本原理，是一個自然的新陳代謝過程。
在同庫恩的論戰(zhàn)中，費耶阿本德（P．Feyerabend）描繪了他的科學發(fā)展模式。他認為科學有一定的“韌性”，人們總能夠從許多理論中選出一種可望取得成功的理論，即使遇到巨大困難時仍可加以堅持，而置大量反證于不顧。在這一點上，他不贊同波普爾關于理論總是被不斷駁倒的觀點。有了韌性，我們就不必用頑強的事實取消某一理論了，我們可以使用其他理論T′、T″、T″′等，即對現(xiàn)行的理論進行調整，這就不可避免地要接受增生原理，容許不同理論的并存。在這一點上，他又堅決反對范式的絕對統(tǒng)治。在費耶阿本德看來，科學之所以不斷發(fā)展，正是增生與韌性相互作用的結果。
勞丹(L．Laudan)把科學看作一種解決問題、定向問題的活動。他同意理解和評價科學進步的工具是較一般的大理論，而不是單個的具體理論。他認為這種大理論不是范式或研究綱領，而是所謂的研究傳統(tǒng)。研究傳統(tǒng)為發(fā)展具體理論提供了一套指導方針。它們中的一些構成了一種本體論，以—般方式詳細闡述研究傳統(tǒng)所屬領域中的基本實體的類型。研究傳統(tǒng)中具體理論的作用，就是通過把經驗問題還原為研究傳統(tǒng)的本體論，來解釋這些經驗問題。研究傳統(tǒng)還概括了這些實體相互作用的方式。研究傳統(tǒng)也往往說明某種程序，它構成這一傳統(tǒng)內的研究者所愿意接受的合法的研究方法。這些方法論原則廣泛包括試驗技術、理論檢驗和評價方式等。簡而言之，研究傳統(tǒng)就是有關領域的一組本體論和方法論的“做”與“不做”。在勞丹看來，科學革命不過是競爭著的研究傳統(tǒng)之間的特別引人注目的一次決定性沖突所帶來的研究傳統(tǒng)此消彼長的新格局。
為了說明科學革命的實質并描繪科學進步的圖像，其他西方學者也從不同的角度對庫恩的范式論進行了批判、修正和改造。例如；尼古拉斯•麥克斯韋(NicholasMaxwell)的“形而上學藍圖”、斯尼德-斯臺格繆勒(Sneed-Stegmüller)的“理性重組”(S綱領)、夏佩爾（D.Shapere）的“域”(domain)理論等，我們對此不擬一一加以介紹。在這里，有必要提及蘇聯(lián)學者凱德洛夫(Б.М.Кедров)的觀點。
凱德洛大是從列寧關于革命的普遍定義出發(fā)來論述科學革命概念的，他從認識論和方法論兩個方而對“革命”概念進行廠邏輯分析，并詳細論述了科學革命的三個特點。在此基礎上，他對科學革命做了下述定義：“所謂自然科學革命，應當首先理解為研究和說明自然現(xiàn)象的觀點本身的根本轉折，用來認識(反映)所研究的對象的思維結構本身的轉折。真正的自然科學革命的實質恰恰在于思維方式這種急劇的轉折，恰恰在于由已經陳舊的科學認識方法向新的進步的科學認識方法的轉變。”以此為根據，凱德洛夫把歷史上的科學革命分為四種不同的類型：第一類革命——哥白尼革命——從外觀到現(xiàn)實性，第二類革命——康德革命——從不變到發(fā)展，第三類革命——“自然科學最新革命”(列寧在《唯物主義和經驗批判主義》中的稱謂)，第四類革命——科學技術革命。在凱德洛夫看來，這也是在科學史上先后發(fā)生的四次革命。鑒于這個問題本文作者已有專文論述，此處不擬贅述。
國外學者的探索是難能可貴的，他們構造的實體和模式都從不同方面或角度說明了科學進步的事實，包含有部分的真理性。但是，他們的實體似乎都沒有抓住科學革命的實質，他們的模式也不完全能說明科學發(fā)展的歷史實際。波普爾把科學變革的實體視為理論，他涉及的層次似乎偏低，結果他的四段圖式導致了走馬燈式的“不斷革命”。勞丹的研究傳統(tǒng)、凱德洛夫的思維方方式，指的都是科學的哲學基礎或科學中的哲學成分，其涉及的層次恐怕偏高，把它們的變革看作是科學革命的實質，似乎也沒有深中肯綮。拉卡托斯的研究綱領、費耶阿本德的韌性原理和增生原理，尤其是庫恩的范式，又顯得過于龐雜，使人不得要領。
那么，科學革命的實質或科學革命變革的主要實體究竟是什么呢?弄清這個問題，才能比較正確地描繪科學進步的圖像。而要弄清這個問題，必須首先從分析科學理論的結構入手。
二、科學理論的基礎或框架——科學觀念
不少人承認，科學革命的最關鍵的因素是重建科學理論的基礎或框架。然而，人們對這樣的基礎的理解卻不盡相同。有人認為科學理論的基礎是這門科學的經驗材料、基本理論原理和基本概念的總和；有人認為它是基本理論的、邏輯的或哲學的思想觀念；有人認為它是本體論和方法論的信條；有人認為它是世界圖像、研究的普遍方法、解釋的思想、知識的構架；還有人認為它是認識活動的全部綜合，其中包括主體及其目的和任務，認識的手段、方法和條件，知識的認識作用和體系，等等。
說起來，愛因斯坦對科學理論的結構是有真知灼見的。他在談到科學理論時這樣寫道：“科學一旦從它的原始階段脫胎出來以后，僅僅靠著排列的過程已不能使理論獲得進展。由經驗材料作為引導，研究者寧愿提出一種思想體系，它一般地是在邏輯上從少數(shù)幾個所謂公理的基本假定建立起來的。我們把這樣的思想體系叫做理論?！睈垡蛩固挂岳碚撐锢韺W為例，說明科學理論的完整體系是由基本概念、被認為對這些概念是有效的基本關系以及用邏輯推理得到的結論這三者構成的，其中前兩者是科學理論的基礎或根本部分，它們不能在邏輯上進一步簡化。在愛因斯坦看來，所謂基本關系，就是基本概念之間的根本關系，他往往又稱基本關系為基本假定、基本假設、基本公設、基本公理、基本原理、基本定律、基本命題等。愛因斯坦在一些場合還把基本概念和基本關系統(tǒng)稱為基本觀念，或曰科學觀念。這樣一來，科學觀念就是科學理論的基礎，它也是科學理論的邏輯前提或框架。
例如，牛頓力學的理論基礎是：具有不變質量的質點，任何兩個質點之間的超距作用，關于質點的運動定律。在狹義相對論中，就是相對性原理和光速不變原理以及同時性概念等。
科學觀念(基本概念和基本關系)雖然在科學理論的邏輯結構中僅占很少的比重，但由于它是最核心、最抽象的部分，因而反映了科學對象的最深刻、最本質的聯(lián)系，蘊涵著十分豐富的內容，從中可以導出原先料想不到的結論(如從狹義相對論的前提導出質能關系式)，甚至還隱含著“尚未理解的東西的殘余”，它的更隱秘的根源有待于人們進一步去揭示。
愛因斯坦十分強調科學觀念在科學理論中的顯著地位。他認為通過最少個數(shù)的基本概念和基本關系的使用，就可以盡可能完備地理解全部感覺經驗的關系。他甚至認為理論物理學的目的，就是要以數(shù)量上盡可能少的、邏輯上互不相關的假設為基礎，來建立概念體系，如果有了這種概念體系，就可能確立整個物理過程總體的因果關系。
關于科學理論的基礎的來源、特點及其與感覺經驗的關系，愛因斯坦有一段原則性的論述(他雖然是就物理學而言的，實際上也適用于其他理論科學)：“物理學構成一種處在不斷進化過程中的思想的邏輯體系，它的基礎可以說是不能用歸納法從經驗中提取出來的，而只能靠自由發(fā)明來得到。這種體系的根據(真理內容)在于導出的命題可由感覺經驗來證實，而感覺經驗對這基礎的關系，只能直覺地去領悟。進化是循著不斷增加邏輯基礎簡單性的方向前進的。為了要進一步接近這個目標，我們必須聽從這樣的事實：邏輯基礎愈來愈遠離經驗事實，而且我們從根本基礎通向那些同感覺經驗相關聯(lián)的導出命題的思想路線，也不斷變得愈來愈艱難、愈來愈漫長了。”
三、科學革命是科學觀念急劇而根本的改造
科學觀念是科學家或科學共同體借助于經驗事實的提示，通過思維的自由創(chuàng)造和理智的自由發(fā)明而抽象出來的。它在邏輯上不能再加以分析，是不能再簡化的一種邏輯元素，其中包含著人們當時還不甚理解的東西。因此，它反映了在科學發(fā)展的一定歷史階段人們對科學對象的認識，是當時歷史條件下科學認識的界限，只具有相對的意義。隨著時間的推移，大量反?，F(xiàn)象和新的經驗知識無法納入這一框架之中，它自身的尚未被理解的殘余也充分被揭示出來。這樣，原來被視為基本概念和基本關系的東西不再是“基本”的了，它從科學發(fā)展的形式變?yōu)榭茖W發(fā)展的桎梏。只有打碎舊的科學觀念，科學發(fā)展的潛力才能充分發(fā)揮出來。這時，科學革命的時機就成熟了。
科學革命并沒有拋棄已有的經驗材料和經驗知識，而只是改變了理解這些材料和知識的準則，確定了它們的合法地位。彭加勒說得好，只要人們不把那些用實驗確證了的理論推到極端，“它就會有十分清楚的意義”，“只有它溶化到更高級的和諧中，它才能消失?！笨茖W革命打碎的只是科學理論的舊框架，摧毀的只是科學理論的舊基礎。愛因斯坦談到這一點時說過，這里的基礎這個詞，并不意味著同建筑的基礎在所有方面都有雷同之處。從邏輯上看，各個物理定律當然都是建立在這種基礎上面的。建筑物會被大風暴或者洪水嚴重毀壞，然而它的基礎卻安然無恙；但是在科學中，邏輯的基礎所受到的來自新經驗或者新知識的危險，總是要比那些同實驗比較密切接觸的分科來得大?；A同所有各個部分相聯(lián)系，這是它的巨大意義之所在，但是在面臨任何新因素時，這也正是它的最大危險。
在科學革命中，即使是舊的科學觀念，也并非統(tǒng)統(tǒng)被拋棄，其中一部分是辯證的揚棄。舊科學觀念中的一些只是喪失了自己以前獨有的統(tǒng)治地位，從以前的不正確的、與事實不符的殼體中解放出來，被賦予新的意義。它們原有的真理顆粒被保留下來，并作為從屬成分有機地溶入新科學觀念之中。
從歷史上的科學革命來看，科學觀念的改變通常有以下幾種方式。1．徹底取代。如以地球為中心的觀念被以太陽為中心的觀念取代，原子不可分的觀念被原子有內部結構的觀念取代，超距作用被媒遞作用取代，目的論和神創(chuàng)論被進化論取代。2．舊名新意。如道爾頓的原子論雖然可以追溯到古希臘的原子論，但他把純哲學思辨變?yōu)榭茖W的論證，給原子論以真正的科學內容。又如經典力學中的質量、慣性、時間、空間等基本概念在相對論中已被賦予新的含義和內容。3．合理推廣。如力學中的相對性原理在狹義相對論中被推廣到光學和電磁學，在廣義相對論中又被從慣性系推廣到加速參照系。4．辯證綜合。如光的微粒說和波動說被綜合為波粒二象性，分立的粒子的概念和連續(xù)的場的概念被綜合為物質波的概念。5.包容蘊含。如能量子概念否定了“自然無飛躍”的傳統(tǒng)觀念，但這只在微觀過程才顯示出來，在經典系統(tǒng)中，由于h很小(h＝6.626×1027爾格•秒)，使得分立的能量譜實際上無法區(qū)分而連成一片，這時能量的連續(xù)作為極限情況被包括在新概念內。6．獨辟蹊徑。如自然選擇、光速不變原理、等效原理、海森伯測不準關系、泡利不相容原理等都是在科學革命中提出的新觀念。
對科學革命中原有經驗知識的地位和科學觀變革方式的考察，使我們清楚地看到，科學革命盡管使科學本身發(fā)生了質的變化，但是在新舊科學理論體系之間也存在著明顯的繼承關系。同時，也可以看到，科學革命的形式不僅有庫恩所說的“危機”型，還應該容許其它形式存在，如“綜合”型、“推廣”型等等。
革命性變革最深刻的普遍特征是形成新理論體系的實體基礎，而這樣的實體基礎就是科學觀念，因此科學革命的實質是科學觀念急劇而根本的改造。
在這里，我們之所以選擇“改造”這個詞，是經過深思熟慮的。在漢語中，改造一詞具有雙重含義：其一是，“就原有的事物加以修改或變更，使適合需要”；其二是，“從根本上改變舊的、建立新的，使適應新的形勢和需要”。這樣，“改造”一詞就能恰如其分地描繪出科學觀念的各種變革方式，體現(xiàn)了科學中的革命與繼承的辯證關系。我們在“改造”二字前加上“急劇”和“根本”兩個修飾語，無非是從速度上和程度上強調科學觀念的改造是迅速的、徹底的，而不是緩慢的、逐步的、局部的、審慎的、盡可能少破壞的。因此，我們所謂的科學革命，指的是一種整體性的革命，這既可以針對整個科學而言(如歷史上的三次科學革命，即以哥白尼的《論天球的運行》和牛頓的《原理》為標志的革命，以道爾頓的原子論、達爾文的進化論、麥克斯韋的電磁理論為標志的革命，以相對論和量子力學為標志的革命)，也可以針對某一學科而言(如物埋學革命、化學革命、生物學革命等)。至于某一學科內部某個理論體系中的個別科學觀念的變化，我們一般不稱其為科學革命，而把它視為科學觀念的局部變革(也有人稱之為“局部革命”或“小型革命”)。這種變革雖然也是科學觀念的部分質變，但并未引起整個科學觀念的根本質變。
把科學觀念作為科學革命中的變革的主要實體，一個優(yōu)點在于它的明晰性，因為它不像范式、研究綱領等那么龐雜、含混。更為重要的優(yōu)點在于它的合理性。科學觀念是屬于經驗成分(經驗知識、具體的理論等)和哲學成分(本體論、方法論、自然觀、思維方式等)二者之間的中間層次?！矫?，它是科學理論的基礎，與科學具體理論本身緊緊相聯(lián)。另一方面，它又是高度思辨、高度抽象的產物，與哲學成分密切相關。它既不像科學理論那么脆弱，易受實驗觸動；也不像哲學成分那么僵硬，難以改變，而具有相對的穩(wěn)定性和一定的可變性。這就避免了波普爾、庫恩等人的觀點的缺陷。
在這里，有必要從更廣闊的視野上稍加考察。事物的本質基礎并非建筑在這一事物的范圍內，而是以這一事物的全部因素為基礎?；A屬于這一事物，同時又不完全屬于它。在一定的關系中，基礎應該是內容豐富的，基礎是體系的決定性的屬性。作為科學理論的基礎的科學觀念正是這樣，它決定著科學理論的性質：它屬于科學理論體系，但在某些方面似乎又超出了科學理論體系的范圍，因為它具有濃厚的哲學色彩。嚴格地講，像本體論、方法論、思維萬式、自然觀等哲學成分，并不是科學理論體系之內的東西，它們是外在的。把科學革命的實質歸結為某一種或某幾種哲學成分的轉變是不妥當?shù)?，因為科學革命畢竟不是哲學革命，科學革命變革的主要實體只能在科學自身中尋找，而無須到哲學中去尋找。
科學革命的最關鍵因素，科學革命的核心是形成本質上全新的基礎。不過，在科學觀念發(fā)生急劇而根本的改造的同時，科學理論也會煥然一新。也就是說，新的科學框架不僅能容納已有的經驗知識，而且還能容納許多新的經驗知識，而這些新知識是無法納入舊科學框架中去的。另外，由于科學觀念與那些哲學成份有千絲萬縷的聯(lián)系，新科學觀念對舊科學觀念的否定，必然耍伴隨或導致新的自然觀、方法論和思維方式等的全面變革。因此，筆者嘗試給科學革命下這樣一個定義：科學革命是科學觀念急劇而根本的改造，與此同時，也伴隨或導致科學理論、自然觀、方法論和思維方式的全面變革?？茖W革命這一概念是關于科學進步的辯證詮釋的基本概念。
四、科學發(fā)展的“進化一革命”互補圖像
作為科學理論基礎或框架的科學觀念具有完整性、內在統(tǒng)一性和進一步發(fā)展的能力，這些邏輯構架起著組織、建立以及解釋科學理論的作用，并調節(jié)和控制獲得新知識的過程。因為它們在某種程度上是科學的(正確的、鄭重的、不是荒唐的)抽象，比較深刻、比較正確、比較完全地反映了科學認識對象，從而具有巨大的現(xiàn)實統(tǒng)攝力量和潛在的容異功能?？茖W觀念一旦建立起來；它的現(xiàn)實統(tǒng)攝力量就會不斷地得以發(fā)揮，它所統(tǒng)轄的研究領域的知識不斷積累，且日益成熟和完善。在科學發(fā)展的一定階段，科學觀念原有的潛在容異功能也會轉化為現(xiàn)實性。也就是說，它可以作為一種研究指導綱領擴展到其它領域，甚至把與它不相協(xié)調的經驗知識容納進來或暫存起來。這時，科學觀念對科學發(fā)展起著促進作用，科學呈現(xiàn)出相對平靜的發(fā)展趨勢，知識的增長主要表現(xiàn)在量的積累上。這就是科學的進化時期。進化時期主要是科學家在已有的科學觀念指導下進行的定向研究時期，這也是科學理論的多產時期。
從牛頓的《原理》奠定了近代物理學的基礎到19世紀末，物理學大體經歷了兩百多年的進化時期。在這段漫長的時間內，經典力學的基本觀念被物理學家作為研究傳統(tǒng)而接受下來，決定了他們的思想、研究和實踐方向。牛頓力學起初主要處理質點問題(質點力學)，后被推廣到流體和剛體，流體力學和剛體力學就是在牛頓所提出的科學觀念的基礎上建立起來的。力學的基本觀念又被引進光學、熱學和電磁學的研究中。盡管熱學中熵的概念和熱力學第二定律以及電磁學中的場的概念，都是超出牛頓力學的基本觀念之外的新東西，但是它們分別通過對分子熱運動進行統(tǒng)計解釋和通過以太的力學模型的運用，而把這些具有革命性的新觀念納入到力學框架之中。
科學的進步會引起它的基礎的深刻變革。在進化階段的后期，科學觀念已基本窮盡了它的統(tǒng)攝力量和容異作用，科學理論也在這個基礎上發(fā)展到了頂峰。這時，科學觀念通過修修補補已無法容納大量的反?，F(xiàn)象，而且各理論體系之間發(fā)生的概念問題也越來越暴露出已有科學觀念的局限性。這時，唯一的出路就是對這些科學觀念進行根本的改造，提出新的科學觀念，這就是科學發(fā)展中的革命時期。在這個時期，那些具有哲學頭腦、思想活躍、敢于背離陳規(guī)舊說的科學家，往往成為科學革命的主將。
相對地講，科學革命時期一般是不太長的，如歷史上的三次科學革命所經歷的時間分別為144年(1543~1687)、61年(1803~1864)和33年(1895~1928)。哥白尼-牛頓革命之所以持續(xù)時間最長，是因為它要摧毀亞里士多德的自然哲學教條，而這些教條在將近兩千年間一直禁錮著人們的頭腦，并被經院哲學當作毋庸置辯的真理。而且，當時科學成果和科學思想的交流受到各種條件的限制，遠不如后來那么頻繁和自由。尤其是，這次革命要總結人類有史以來的關于自然的知識，建立第一個真正的近代科學體系——牛頓力學。在哥白尼《論天球的運行》問世時(1543年)，歐洲人所具有的力學知識是否像阿基米德(公元前287～212)所了解的那么多，還是值得懷疑的。但是，到這次革命的終結，牛頓力學已牢固建立起來，能夠說明天上和地上所遇到的一切力學現(xiàn)象。照此看來，百余年的革命并不算長。第二次科學革命之所以持續(xù)時間較長，是因為這次科學革命的帶頭學科不是一門學科，而是一組學科(主要是化學、生物學和物理學)。這樣一來，科學觀念的變革發(fā)生在不同的領域，而這些科學觀念彼此又不甚相關，一個學科中的科學觀念的變革對另一個學科中的科學觀念的變革沒有什么直接的影響。于是，革命的持續(xù)時間勢必要稍長一些。
科學的進步就是“進化-革命”的無窮系列。在進化時期與革命時期之間，也可能存在庫恩所說的危機階段，這在世紀之交物理學革命的前夕表現(xiàn)得尤為明顯(但是，不見得每次科學革命前夕都有一個危機時期)。危機是科學革命的前夜，舊科學觀念搖搖欲墜，新科學觀念尚未誕生或尚未鞏固之時，就是科學的危機時期。不過，科學發(fā)展的進化-(危機)革命階段只是為敘述的方便而提出的理想模式，它們的界限并非涇渭分明。它們就像電影中的一串串漸隱鏡頭，當一串場景的最后幾幅畫面還未完全消失時，第二串場景的開頭幾幅畫面就逐漸溶入，致使兩串場景相接處的幾幅畫面我中有你，你中有我。
正如勞丹批評庫恩時所說的，常規(guī)科學并非像庫恩所描繪的那樣“常規(guī)”，科學革命也不像庫恩所斷言的那么“革命”。因此，我們擬提出“進化-革命”互補圖像來描繪科學的發(fā)展。在這里，“互補”的含義有二：其一是進化與革命互相轉換，即進化轉換為革命，革命又轉換為進化，周而復始，以至無窮，而每一次循環(huán)，都使科學發(fā)展到一個新的更高的階段；其二是進化與革命互相滲透，這不僅表現(xiàn)在二者的銜接處，而且也表現(xiàn)在二者的過程之中。例如，18世紀基本上是科學的進化時期，經典力學的基本觀念不僅在力學發(fā)展中表現(xiàn)得生機勃勃，而且也指導著其他學科(例如電學、熱學、化學等)的研究。但是，值得注意的是，康德在這個時期提出的星云假說，把發(fā)展的觀念引入自然科學，這是超越于經典力學的新觀念。拉瓦錫的氧化說和元素概念也否定了燃素說和燃素概念(燃素說是在經典力學基本觀念指導下提出的燃燒理論)。這一切，都是在進化時期科學觀念所發(fā)生的局部變革，或像有人說的局部革命或小型革命。同樣，在革命過程中也伴隨著一些進化。愛因斯坦1905年提出的狹義相對論標志著物理學一個領域的革命的開始，而普朗克1906年通過對愛因斯坦的電子運動的方程的修正進而得到的動能的表達式，以及閔可夫斯基1908年提出的四維世界理論，都不過是狹義相對論的自然進化而已。
因此，如果把事物的發(fā)展比喻為波浪式發(fā)展、螺旋式上升的話，那么科學的進步則可以形象地描繪為具有小波紋的滾滾向前的大波浪，或以大螺線為軸心而攀援上升的小螺線(等于把一個長而細的彈簧繞成螺線)。這就是科學發(fā)展的“進化-革命”互補圖像(盡管它也是一個不盡恰當?shù)哪Ｊ?。后一個比喻顯然與黑格爾的下述命題有某種相通之處：“科學表現(xiàn)為一個自身旋繞的圓圈，中介把末尾繞回到圓圈的開頭，這個圓圈以此而是圓圈中的一個圓圈，因為每一個別的支節(jié)，作為方法賦予了靈魂的東西，都是自身的反思，當它轉回到開端時，它同時又是一個新的支節(jié)的開端?！?/p>
參考文獻
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《愛因斯坦文集》第一卷，許良英等編譯，北京：商務印書館，1976年第1版，第115頁。
