流體力學(xué)和化工原理精選(九篇)
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第1篇：流體力學(xué)和化工原理范文
關(guān)鍵詞 工程流體力學(xué) 成人教育 教育對象 互動教學(xué)
中圖分類號：TB126-4 文獻標(biāo)識碼：A
流體力學(xué)的研究對象包括液體和氣體兩大物質(zhì)形態(tài)，流體力學(xué)的基本任務(wù)是建立描述流體運動的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時速度、壓強的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計算方法。在實際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學(xué)一直起著十分重要的作用。就某種意義而言，也正是在流體力學(xué)的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進了這些工程領(lǐng)域的大力發(fā)展。工程流體力學(xué)是在闡述流體力學(xué)的基本理論基礎(chǔ)上，重點闡述和研究流體力學(xué)在工程上的應(yīng)用，工程流體力學(xué)廣泛應(yīng)用于動力、水利、機械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環(huán)境等眾多領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。
1教材與教學(xué)內(nèi)容選取
“工程流體力學(xué)”教材種類繁多，但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學(xué)》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經(jīng)驗，根據(jù)各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達(dá)式推導(dǎo)過程的深度和難度、教材內(nèi)容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學(xué)》（北京大學(xué)出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業(yè)的臨時教材。
“工程流體力學(xué)”的內(nèi)容繁雜、學(xué)科綜合性強，流體力學(xué)內(nèi)容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學(xué)歐拉方法的思路與物理及其它力學(xué)不同，學(xué)生理解、掌握起來有困難。鑒于成人教育對象數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和力學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱的特點，在授課中應(yīng)盡量避免大量的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學(xué)內(nèi)容，在講解動量定理、動能定理和質(zhì)量守恒定理時，把輸運定理作為主要的公式推導(dǎo)工具，著重強調(diào)基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)和掌握。
2授課目標(biāo)及教學(xué)方法
2.1 明確教育目標(biāo)的職業(yè)性和教育內(nèi)容的實用性
成人教育是以提高社會從業(yè)人員的履職能力和適應(yīng)職業(yè)變化能力為目標(biāo)的教育，其教育內(nèi)容與職業(yè)需求聯(lián)系緊密，以補充、改善成人的職業(yè)知識和技能為目的，實用性較強。
對于成人教育一定要明確教育目標(biāo)的特點，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對象（以下稱為“成人”學(xué)生）的特點可以歸結(jié)為以下幾點：
（1）“成人”學(xué)生職業(yè)性強；
（2）“成人”學(xué)生都有固定的工作崗位，有著豐富的實踐經(jīng)驗，在某些方面的認(rèn)識和能力要強于授課老師；
（3）“成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課，例如數(shù)學(xué)和物理等的基礎(chǔ)知識比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導(dǎo)；
（4）“成人”學(xué)生渴望獲取知識，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實際問題的理論知識。
總之，授課內(nèi)容的實用性是教學(xué)的關(guān)鍵問題之一，授課內(nèi)容實用“成人”學(xué)生才愛聽，效果才好。
3教學(xué)手段和教學(xué)方法
3.1加強理論知識的講授
成人教育的對象多數(shù)為參加工作多年和未受過正規(guī)高等教育的成年人，即“成人”學(xué)生，他們又有著豐富的實踐經(jīng)驗。從筆者實際函授授課的經(jīng)驗來看， “成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課尤以高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)最為薄弱，然而流體力學(xué)的主要工具就是數(shù)學(xué)。
3.2采用導(dǎo)學(xué)+啟發(fā)式方法授課
實行“導(dǎo)學(xué)式”教學(xué)模式。即，貫徹“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，在教學(xué)中實行啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量方面的重要作用。所謂互動式教學(xué)，是在教學(xué)中教與學(xué)雙方交流、溝通、協(xié)商、探討，在彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎(chǔ)上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點碰撞交融，激發(fā)教學(xué)雙方的主動性，拓展創(chuàng)造性思維，以達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方式。這種講課的方式，不是老師一個人講，而是啟發(fā)學(xué)生思考。
“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論講解比較枯燥，為了提高教學(xué)效果，經(jīng)常在課堂上提出問題和例題，鼓勵學(xué)生積極回答，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，從而加深理解。在教學(xué)中要把握“成人”學(xué)生的獨特特點：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經(jīng)驗，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運行了如指掌，對設(shè)備處于非常規(guī)運行時有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。
4結(jié)語
針對熱能與動力工程專業(yè)“成人”學(xué)生的特點，對“工程流體力學(xué)”的教學(xué)進行了探討，使課程更適合“成人”學(xué)生的特點，擴大了他們的知識面，增強了其主動思考的能力。在今后的教學(xué)過程中要進一步探索新的教學(xué)方法和手段，不斷提高自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識，立足學(xué)校特色優(yōu)勢，繼續(xù)努力進行“工程流體力學(xué)”課程的建設(shè)和探索，以期積累更多的經(jīng)驗和取得更大的成績。
參考文獻
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第2篇：流體力學(xué)和化工原理范文
關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；計算流體力學(xué)；CFD軟件及源程序；教學(xué)研究
中圖分類號：G6420；TU 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：10052909（2015）05015404
一、工程流體力學(xué)與CFD軟件、源程序
計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）軟件通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示后處理，對包含流體流動和有熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象作出系統(tǒng)的分析。目前，CFD 技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空、航天、氣象、船舶、水利、化工、建筑、機械、汽車、海洋、體育、環(huán)境等領(lǐng)域，取得了令人矚目的成就。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，計算技術(shù)已被引入到流體力學(xué)領(lǐng)域，使以前因計算過于復(fù)雜而影響進一步探討的流體力學(xué)問題逐步得以解決，計算流體力學(xué)已經(jīng)成為研究流體力學(xué)的重要方法[1-3]。常用的CFD計算軟件有FLUENT 、CFX、Phoenix等。FLUENT 軟件是目前常用的一套高性能的數(shù)值軟件，是專門針對流體工程數(shù)值計算與仿真需求而開發(fā)的一種流體數(shù)值仿真軟件。
工程流體力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容主要分為流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)、相似和量綱分析、管中流動、孔口出流和縫隙流動等[4]。其中，管中流動主要研究圓管中的層流及紊流、管路中的沿程阻力、管路中的局部阻力及管路計算等，涉及到一系列的概念和理論公式，學(xué)生理解起來有點枯燥、困難[4-5]。通過利用FLUENT軟件和源程序進行數(shù)值模擬這一環(huán)節(jié)，變枯燥的理論公式計算為生動的計算機數(shù)值求解，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也使學(xué)生有了更多的感性認(rèn)識和理性認(rèn)識，增強學(xué)生解決實際問題的能力。在流體力學(xué)課程教學(xué)中， 有意識地穿插計算數(shù)學(xué)、Fortran語言編程、CFD知識，有助于學(xué)生理解流體力學(xué)公式及方程，
也可以加強學(xué)生對其他學(xué)科知識的理解和掌握，達(dá)到多學(xué)科之間的融會貫通， 觸類旁通。為此，筆者對科研成果中相關(guān)源源程序、部分開源程序和CFD 軟件在工程流體力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用做了一些探索與實踐。
二、 教學(xué)案例
（一） 圓管中的層流及紊流教學(xué)實例
在工程流體力學(xué)教學(xué)中，管中流動是主要章節(jié)的內(nèi)容，涉及的理論和公式多，不易理解。圓管流動有層流和紊流兩種流動狀況。雷諾數(shù)是判別流體流動狀態(tài)的準(zhǔn)則數(shù)。為加深學(xué)生對流速分布和壓強分布規(guī)律的理解，在教學(xué)中可安排課外作業(yè)，設(shè)置用FLUENT軟件來模擬研究三維圓管的層流和紊流流動狀況，作出驗證分析。
圖1為圓管流動入口和出口邊界截面的流速分布圖（l=2m， d=0.1m）。取流動充分發(fā)展部分，離入流邊界x/D=1.6的截面其流速分布如圖2所示?？梢钥闯隽魉傺匕霃結(jié)方向成拋物線分布，與書中理論公式相符，如式（1）所示。通過數(shù)值模擬，學(xué)生對圓管內(nèi)流動速度分布有了更深刻的認(rèn)識。
由圖3可以看出圓管內(nèi)部壓強分布從管口處向延伸方向逐漸減小，可知流速相應(yīng)增大，符合流速大、壓強小的流動定律，也符合圓管流動壓降的原理。另外從入口處的壓強分布可以看出，在圓管任何截面上，其壓強分布也不是均勻的，也有分層現(xiàn)象。＼
圖 3 圓管內(nèi)部壓強分布
圖4為圓管軸線上的速度分布。由圖可以看出，在圓管的軸上，進口段流速分布變化較大，從進口流速v1=0.005m/s急劇上升到最大流速umax=0.00 848m/s。層流入口段長度有經(jīng)驗公式可以算的，即
L≈0.058 dRe （2）
可算得入口段長度約為1.18m，由圖4顯示效果可以看出，流速在離入口1.1m到1.2m之間，即入口段長度約為1.1～1.2m，符合書中理論計算結(jié)果。
圖 4 圓管軸線上速度分布
圖5為圓管內(nèi)部x軸方向不同截面的流速分布，可看出流速在截面上從入口到出口的變化。水流在圓管內(nèi)部的流速分層很明顯，靠近壁面處流速接近于零。
圖 5 主流方向截面流速分布圖
圖6為圓管紊流充分發(fā)展段某一截面的流速分布圖。從圖中可以看出在紊流充分發(fā)展段，截面流速散點圖最高處幾乎為一條直線，說明圓管內(nèi)大多數(shù)流體流速趨于穩(wěn)定，而是更加平滑。紊流過流斷面的流速對數(shù)分布比層流的拋物面分布均勻得多，這在理論上符合紊流流速的對數(shù)分布律，即：
uu=1Klny+C（3）
圖6 Y方向中心軸線的流速分布
（二）管路中的沿程阻力教學(xué)實例
在流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容管中流動一章的教學(xué)實踐中，筆者利用前期研發(fā)的程序[6]設(shè)置了以半擴散角為4o、擴散度為3.92的錐形漸擴管路內(nèi)的不可壓縮流動數(shù)值模擬算例，旨在將對接科研成果的教學(xué)模式用于輔助工程流體力學(xué)課程教學(xué)實踐。已知條件：錐形漸擴管路前接管直徑為30 mm，后續(xù)管直徑為50 mm，總長度為70 mm。管內(nèi)流動介質(zhì)為空氣，進口速度為1m/s。 網(wǎng)格模型如圖7所示。
圖7 錐形漸擴管路系統(tǒng)內(nèi)流場網(wǎng)格模型
數(shù)值計算結(jié)果如圖8所示。從圖中可清晰看出，在突然擴大段，壓力逐漸增大，表現(xiàn)擴壓效果，但中心線上的速度呈下降趨，若擴散角增大時，在漸擴段會出現(xiàn)局部回流區(qū)，這是造成局部能量損失的重要原因。
圖8 錐形漸擴管路內(nèi)壓力場
局部阻力誤差分析：對于錐形漸擴管的局部阻力，可以用包達(dá)定理的形式表示：
hζ=ku1-u222g（4）
其中，k為經(jīng)驗系數(shù)。由式可知，錐形漸擴管局部阻力損失理論計算公式為：
hz = ku1 - u2 22g = k1 - A1 A2 2×u21 2g = k1 - A2 A1 2×u22 2g（5）
其中A1為漸擴管上游橫截面積，A2為漸擴管下游橫截面積（m2），u1為漸擴管上游平均流速（理論值），u2為漸擴管下游平均流速（理論值）。A1 = πd21 4 = π×124，A2 = πd22 4 = π×224，u1=1 m/s，g=9.8m/s2 。代入（5）式得：
hζ理=0.004 305 m
實際流體的伯努利方程為[7]：
Z1 + P1 ρg + u21 2g = Z2 + P2 ρg + u22 2g + hf + hζ （6）
將仿真結(jié)果代入上式，其中Z1=Z2=0 P1=-0.03pa，P2=0.4pa，u1=1.06m/s， u2=0.58 m/s， hf=0， 得 hζ模擬=0.00 435m。誤差率為：
η=hζ模-hζ理hζ模×100%
=0.00 435-0.004 3050.00 435×100%=1.03%
（三） 后臺階流動教學(xué)實例
為讓學(xué)生對雷諾數(shù)有更進一步的感性認(rèn)識，利用開源CFD程序[8]可設(shè)置后臺階流動教學(xué)實例，比較不同入流Re數(shù)時臺階后渦的大小和長度，現(xiàn)選擇四種Re數(shù)工況的計算結(jié)果進行后處理，得到如圖9所示的流線圖。從圖中可以看出，隨Re數(shù)的增加，臺階后方主渦的大小呈增大趨勢，在Re=1 000時在上方有次生渦的出現(xiàn)。
圖9 不同雷諾數(shù)下的流線圖
三、 教學(xué)實踐中的幾點體會
（一） 理論教學(xué)與數(shù)值實驗教學(xué)的合理利用
在工程流體力學(xué)理論教學(xué)時可結(jié)合數(shù)值實驗教學(xué)加以輔助，例如在管中流動一章教學(xué)時，可以用上述相關(guān)教學(xué)實例。由于在進行課堂演示教學(xué)時，依計算機性能及不同問題的規(guī)模難易程度，數(shù)值模擬求解的時間將有不同，要掌握合理數(shù)值模擬時間?？刹扇∽寣W(xué)生安裝CFD程序及軟件，并要求學(xué)生事先自學(xué)使用方法，嘗試數(shù)值預(yù)測，預(yù)習(xí)理論知識。然后教師理論教學(xué)時對學(xué)生預(yù)測結(jié)果進行抽樣調(diào)查分析，將理論結(jié)果與計算結(jié)果比較分析。條件許可的話，也可以通過高性能集群提交計算作業(yè)，在較短的時間內(nèi)獲得計算結(jié)果。這樣學(xué)生對復(fù)雜的理論就能有深入的認(rèn)識，同時也鍛煉了學(xué)生的科研能力。
（二）適當(dāng)安排精選案例教學(xué)
課堂教學(xué)演示案例的選取應(yīng)做到簡單且具有代表性。 案例簡單能夠減少計算機的運行時間，使教學(xué)更加緊湊；而有代表性的案例貼近生活或工程實際，則有利于提高教學(xué)趣味，開闊學(xué)生的視野。由于課堂教學(xué)時間有限，因此應(yīng)在簡單演示教學(xué)案例的基礎(chǔ)上，精心布置較為復(fù)雜的課外任務(wù)。
（三） 源程序和軟件互補
在數(shù)值模擬教學(xué)中結(jié)合利用軟件和程序。軟件不是萬能的，商用軟件所能解決的問題是已在學(xué)術(shù)界得到充分研究的問題，對于科學(xué)研究來說，自己編程是必不可少的。一方面，自編程能更好地理解CFD具體實施過程，對商用軟件的理解和使用也是有幫助的。另一方面，自編程序還可以更好地對接科研成果，用于工程流體力學(xué)課程輔助教學(xué)。
四、結(jié) 語
通過上述幾個數(shù)值模擬實例可以看出，數(shù)值模擬過程并不太難，但結(jié)果更形象直觀。借助計算機輔助手段，在工程流體力學(xué)課堂教學(xué)中，利用CFD軟件及源程序進行數(shù)值模擬輔助理論教學(xué)， 將理論性較強的內(nèi)容形象化，可以開闊學(xué)生的視野， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識， 加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解。此外，通過對接科研成果，用源程序進行數(shù)值實驗教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科研能力，豐富數(shù)值實驗教學(xué)內(nèi)容。參考文獻：
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第3篇：流體力學(xué)和化工原理范文
關(guān)鍵詞：能源與動力工程；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；混合式教育
作者簡介：代乾（1981-），男，河北滄州人，天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院，講師；王澤生（1964-），男，天津人，天津城市建設(shè)學(xué)院能源與安全工程學(xué)院，教授。（天津 300384）
基金項目：本文系天津城市建設(shè)學(xué)院2012年度教育教學(xué)改革與研究項目（項目編號：JG-1207）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0074-02
2012年9月，教育部頒布實施新的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》，熱能與動力本科專業(yè)更名為能源與動力工程專業(yè)。由專業(yè)名稱可見該專業(yè)的內(nèi)涵更加廣闊和深遠(yuǎn)，從而也說明隨著能源動力科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和新問題地提出，社會對人才的培養(yǎng)提出了新的要求。目前，大約有170多所高校設(shè)置了熱能與動力工程專業(yè)。[1]隨著經(jīng)濟的發(fā)展，能源與環(huán)境逐漸成為世界各國所面臨的重大科技和社會問題。培養(yǎng)高素質(zhì)的具有創(chuàng)新意識的能源工程專業(yè)人才是本學(xué)科義不容辭的責(zé)任。而熱工系列課程作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。合理的課程體系是體現(xiàn)教育教學(xué)理念的重要載體，是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、構(gòu)建學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的中心環(huán)節(jié)，建立適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展需要、體現(xiàn)熱能動力技術(shù)學(xué)科內(nèi)在規(guī)律、科學(xué)合理的課程體系極為重要。[2]為了使該課程適應(yīng)新的要求，非常有必要對其進行一定的改革，以培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會發(fā)展需要的人才，同時對推動我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的意義。
一、實施混合式教育方式
開發(fā)混合式學(xué)習(xí)方案的關(guān)鍵因素在于確定適當(dāng)?shù)臅r機，使用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞?，為適當(dāng)?shù)膶W(xué)生施行教學(xué)。而教師想要運用適當(dāng)?shù)幕旌戏绞叫枰紤]學(xué)習(xí)地點的設(shè)置、信息傳輸技術(shù)及時間的安排、教學(xué)策略和績效援助策略等。[3]混合式教學(xué)模式一般可分為以下幾個階段：[4-6]
1.前期分析
學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動的主體是有認(rèn)知、有情感的，學(xué)生本身的知識水平、學(xué)習(xí)能力和社會特征都對學(xué)習(xí)的信息加工過程產(chǎn)生影響，教師進行學(xué)生特征分析有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)風(fēng)格，從而為后面的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計和媒體的選擇提供依據(jù)。
2.混合式教學(xué)的組織與管理
教師應(yīng)按照教學(xué)進度有針對性地選擇和設(shè)計教學(xué)活動，同時要參照已經(jīng)設(shè)計好的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容及其呈現(xiàn)形式，將其與具體的章節(jié)知識點相關(guān)聯(lián)。教學(xué)活動的作用在于為學(xué)生創(chuàng)造具體的學(xué)習(xí)情境，并加強師生、生生之間的交流互動，因此恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略對于教學(xué)活動的順利展開尤為重要。
3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及教學(xué)資源建設(shè)
網(wǎng)絡(luò)的對于教學(xué)來說不應(yīng)當(dāng)只是教學(xué)內(nèi)容，而更多的應(yīng)該是支持教學(xué)交互、教學(xué)評價和教學(xué)管理，教學(xué)交互、教學(xué)評價和教學(xué)管理是保證教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，這就需要有一個集教學(xué)內(nèi)容與管理、課堂教學(xué)、在線教學(xué)交互、在線教學(xué)評價、基于項目的協(xié)作學(xué)習(xí)、發(fā)展性教學(xué)評價和教學(xué)管理等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺來支撐混合式教學(xué)。本校對“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”、“工程流體力學(xué)”原有的教學(xué)網(wǎng)站進行了全面改版，并于2010年先后投入運行。其中“工程熱力學(xué)”課程教學(xué)網(wǎng)站主頁如圖1所示。網(wǎng)站按照省部級精品課程的要求制作，網(wǎng)上教學(xué)內(nèi)容詳實，包括課程的概況、教學(xué)文件、習(xí)題及答案、實驗實踐教學(xué)等各種資源。學(xué)生可通過瀏覽網(wǎng)站學(xué)習(xí)更多的知識，這對課堂教育來說是一個非常有益的補充，并有助于實現(xiàn)教與學(xué)的互動。
二、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
“工程流體力學(xué)”是理解能源動力系統(tǒng)工質(zhì)流動與流量、能量分配的基礎(chǔ)。“工程熱力學(xué)”是研究如何充分和有效利用能量的學(xué)科，其基本內(nèi)容是熱力學(xué)基本定律和工質(zhì)熱物性、熱過程的研究，是理解能源動力系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換基本規(guī)律和提高系統(tǒng)能源利用效率的理論基礎(chǔ)?！皞鳠釋W(xué)”研究熱量傳遞的基本規(guī)律，是理解和控制能源動力系統(tǒng)熱量傳遞過程的理論基礎(chǔ)?！盁峁W(xué)”集成了“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的基本理論和核心內(nèi)容，為能源動力類安全工程專業(yè)等提供必要和少量學(xué)時的熱工理論基礎(chǔ)教育，也是其他非能源動力類專業(yè)節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用的理論基礎(chǔ)課程?！盁峁y量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實驗”課程則是關(guān)于“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”的實驗理論的技術(shù)基礎(chǔ)課程，旨在揭示相關(guān)課程的實驗研究目標(biāo)、原理、方法以及應(yīng)用。
1.熱工系列課程間內(nèi)容關(guān)聯(lián)性分析
（1）“工程流體力學(xué)”與“工程熱力學(xué)”在教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個方面：“工程流體力學(xué)”中的一維無粘性重力流體流動能量方程（伯努利方程）與“工程熱力學(xué)”中的熱力學(xué)第一定律穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程式具有相同的理論基礎(chǔ)，后者是普遍適用的能量方程式，而后者是前者在一維無粘性重力流體條件下的特例和不同的表達(dá)方式；“工程流體力學(xué)”中的可壓縮流體流動基礎(chǔ)與“工程熱力學(xué)”中的氣體和蒸汽的流動研究對象及理論基礎(chǔ)完全相同，只不過研究的側(cè)重點不同，前者強調(diào)流動特性，后者注重能量傳遞與轉(zhuǎn)換過程。
（2）“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面具有緊密的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性，主要體現(xiàn)在“工程流體力學(xué)”中粘性流動方面與“傳熱學(xué)”中對流換熱方面的相關(guān)內(nèi)容，具體為：
1）研究對象均為傳遞現(xiàn)象，“工程流體力學(xué)”研究的是動量的傳遞，而“傳熱學(xué)”研究的則是熱量的傳遞，其規(guī)律及分析方法具有類比性。首先，傳遞驅(qū)動力分別為速度差和溫度差；其次，傳遞方式均為分子擴散和對流擴散，其中對于分子擴散基本規(guī)律兩者具有類似的形式，即牛頓摩擦定律及傅里葉定律，也均有描述傳遞能力的物性參數(shù)，即運動粘度（m2/s）和熱擴散系數(shù)（m2/s），而且流動邊界層與熱（溫度）邊界層具有相似的定義和相同的邊界層結(jié)構(gòu)；最后，描述傳遞現(xiàn)象的控制方程，即動量微分方程式（N-S方程）和能量微分方程，也具有相似的形式。這也是“傳熱學(xué)”中動熱類比分析方法（類比律，即將阻力實驗結(jié)果直接用于表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算）的理論基礎(chǔ)。
2）如果粘性流體流經(jīng)壁面且具有與壁面不同的溫度時，就會同時發(fā)生動量傳遞和熱量傳遞現(xiàn)象。此時“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”研究的是同一現(xiàn)象的不同方面的特性，即阻力特性和傳熱特性。一般阻力特性是傳熱特性研究的基礎(chǔ)，某些特殊情況（流動及對流換熱具有耦合特征）下兩者相互影響，如流體外掠平板的層流與紊流流動及對流換熱、圓管內(nèi)層流與紊流流動及對流換熱、外掠圓柱的層流與紊流流動及對流換熱、各類自由流動及對流換熱等等。顯然在此類教學(xué)內(nèi)容中，“工程流體力學(xué)”是“傳熱學(xué)”的基礎(chǔ)。
3）具有相同的分析、計算方法。正是由于動量方程和能量方程具有相似的形式，理論分析法（包括微分方程組求解及積分方程組求解）、?；瘜嶒灧椒ǎㄏ嗨圃恚?shù)值計算方法均可應(yīng)用于阻力特性和傳熱特性的研究，甚至同一數(shù)值計算商業(yè)軟件（如FLUENT、ANSYS、PHINICS等）可同時分析求解同一現(xiàn)象的阻力特性和傳熱特性。因此在研究方法上，“工程流體力學(xué)”與“傳熱學(xué)”是并行的或者說是相同的。
（3）“工程熱力學(xué)”與“傳熱學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容具有關(guān)聯(lián)性之處主要體現(xiàn)以下兩個方面：“工程熱力學(xué)”中有關(guān)熱量傳遞只是討論熱力過程中熱量傳遞的量，而“傳熱學(xué)”研究的是熱量傳遞的機理、方式、影響因素、計算方法。在“熱力學(xué)”中熱量的單位是q（J/kg），而“傳熱學(xué)”中熱量（熱流密度）單位是q（W/m2），可見后者強調(diào)的是熱量傳遞的速率及能力，而后者以前者的理論（即熱力學(xué)第一定律—能量守恒規(guī)律）為基礎(chǔ)；“工程熱力學(xué)”中有關(guān)濕空氣焓及含濕量變化規(guī)律與“傳熱學(xué)”中的熱質(zhì)交換有著內(nèi)在聯(lián)系。如電廠冷卻塔中，“工程熱力學(xué)”討論了其工作原理及狀態(tài)參數(shù)的變化，而“傳熱學(xué)”則討論了其熱濕交換的具體方式和傳遞速率。
2.熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化原則
依據(jù)培養(yǎng)方案，流體熱工系列課程時間安排順序是“工程流體力學(xué)”—“工程熱力學(xué)”—“傳熱學(xué)”（或“熱工學(xué)”）—“熱工測量技術(shù)”，“流體熱工基礎(chǔ)實驗”課程與上述課程并行安排。因此，熱工系列課程教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化按照以下原則進行：
（1）安排在前的課程。教師除完成本課程教學(xué)內(nèi)容外，須根據(jù)上述各課程之間知識點的關(guān)聯(lián)性，有意識地為后續(xù)課程涉及的內(nèi)容打下牢固的理論基礎(chǔ)?！肮こ塘黧w力學(xué)”課程的教師需要向“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程任課教師了解相關(guān)的內(nèi)容，如一元絕熱穩(wěn)定流動的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律、相似原理等等，在“工程流體力學(xué)”的教學(xué)中兼顧這些內(nèi)容的教學(xué)需求。
（2）安排在后的課程。教師依據(jù)上述各課程之間知識點的關(guān)聯(lián)性分析，在相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)過程中，須了解前面課程任課教師的授課內(nèi)容和方法，精選授課內(nèi)容，避免不必要的重復(fù)，使該課程與前面課程有機銜接，且注意采取比較教學(xué)法，讓學(xué)生更容易掌握課堂知識。
（3）“熱工測量技術(shù)”和“流體熱工基礎(chǔ)實驗”課程。課程任課教師應(yīng)了解和引用其他理論課程相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，使實驗教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容有機結(jié)合。如溫度測量，教師除加強溫度測量原理、儀表、標(biāo)定及使用方法教學(xué)外，對于高速氣流溫度測量，需引用“工程熱力學(xué)”中氣流一維絕熱流動能量方程以及滯止溫度和氣流溫度的關(guān)系等相關(guān)理論知識，說明氣流速度對溫度測量誤差的影響；而對于高溫氣流溫度測量，需引用“傳熱學(xué)”的輻射換熱相關(guān)理論，說明輻射對測溫誤差的影響以及消除誤差的措施；而對于鎧裝熱電偶或在加溫度計套管情況下，還需引用“傳熱學(xué)”的通過肋壁導(dǎo)熱的相關(guān)理論，說明套管的存在對溫度測量誤差的影響以及消除誤差的措施。
三、結(jié)束語
經(jīng)過一定時間的教學(xué)體驗和學(xué)生的反饋表明，該教學(xué)模式使教學(xué)效果得到很大提高。筆者認(rèn)為在以后的教學(xué)當(dāng)中，要把這種模式繼續(xù)深化并推廣到其他課程的教學(xué)當(dāng)中，熱工系列課程的教學(xué)改革也必然會取得成功。
參考文獻：
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第4篇：流體力學(xué)和化工原理范文
關(guān)鍵詞 工程力學(xué) 環(huán)境科學(xué) 綜合應(yīng)用
中圖分類號：X-019 文獻標(biāo)識碼：A
1 工程力學(xué)與環(huán)境科學(xué)的學(xué)科交叉理論
工程力學(xué)是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對這個學(xué)科做了開創(chuàng)性工作的是中國學(xué)者錢學(xué)森。
在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問題，所涉及的溫度高達(dá)幾千度到幾百萬度，壓力達(dá)幾萬到幾百萬大氣壓，應(yīng)變率達(dá)百萬分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實驗方法來直接測定。為了減少耗時費錢的實驗工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)；在一些力學(xué)問題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問題；出現(xiàn)一些遠(yuǎn)離平衡態(tài)的力學(xué)問題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過程的高階項；由于對新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見新型材料力學(xué)性能的計算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運動規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。
總的來說，工程力學(xué)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點，有很大的知識面和靈活性，對國家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。
2工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的發(fā)展
2.1環(huán)境與力學(xué)的學(xué)科特點
工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個新分支，確有一些獨具的特點。工程力學(xué)著重于分析問題的機理，并借助建立理論模型來解決具體問題。只有在進行機理分析而感到資料不夠時，才求助于新的實驗。
工程力學(xué)注重從微觀到宏觀，以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。
雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計物理或者物理化學(xué)的一個分支，因為無論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)里所提出的各種具體問題。工程力學(xué)所面臨的問題往往要比基礎(chǔ)學(xué)科里所提出的問題復(fù)雜得多，它不能單靠簡單的推演方法或者只借助于某一單一學(xué)科的成就，而必須盡可能結(jié)合實驗和運用多學(xué)科的成果。
2.2研究內(nèi)容和方向
工程力學(xué)主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學(xué)平衡性質(zhì)和化學(xué)平衡的研究等。對于這類問題，工程力學(xué)主要借助統(tǒng)計力學(xué)的方法。
工程力學(xué)的研究工作，目前主要集中三個方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動力學(xué)過程有關(guān)的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運性質(zhì)以及相變行為等；固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強度以及本構(gòu)關(guān)系等。
工程力學(xué)研究方向主要有：非線性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測量理論和破壞檢測技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動力學(xué)與爆破。
3工程力學(xué)理論在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用
3.1材料力學(xué)與環(huán)境
材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用十分廣泛。大到機械中的各種機器，建筑中的各個結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學(xué)就顯得尤為重要。
利用材料力學(xué)中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時應(yīng)采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應(yīng)。
3.2固體力學(xué)與環(huán)境
自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)?，F(xiàn)代工程中，無論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理。
固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問題，又有塑性問題；既有線性問題，又有非線性問題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來發(fā)展起來的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。
固體力學(xué)的研究對象按照物體形狀可分為桿件、板殼、空間體、薄壁桿件四類。薄壁桿件是指長寬厚尺寸都不是同量級的固體物件。在飛行器、船舶和建筑等工程結(jié)構(gòu)中都廣泛采用了薄壁桿件。
3.3流體力學(xué)與環(huán)境
流體力學(xué)中研究得最多的流體是水和空氣。它的主要基礎(chǔ)是牛頓運動定理和質(zhì)量守恒定理，常常還要用到熱力學(xué)知識，有時還用到宏觀電動力學(xué)的基本定律、本構(gòu)方程和高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)的基礎(chǔ)知識。
第5篇：流體力學(xué)和化工原理范文
1核心課程體系的構(gòu)建
1.1核心課程體系構(gòu)建的原則
欽州學(xué)院開設(shè)化學(xué)工程與工藝專業(yè)有良好的機遇,同時也有多方面的挑戰(zhàn)。要辦好欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè),貫徹學(xué)院打造五大品牌專業(yè)的精神,需要從緊密聯(lián)系北部灣區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)方面著眼,努力辦出具有石化特色的化學(xué)工程與工藝專業(yè),重點建立一套緊密結(jié)合石化下游產(chǎn)業(yè)鏈、注重過程開發(fā)和工程實踐能力培養(yǎng)的核心課程體系。在核心課程設(shè)置方面,確立夯實專業(yè)基礎(chǔ)、強化工程意識、注重實驗技能、拓寬專業(yè)口徑,注重石化特色的原則。 所謂化工過程,主要包含分離過程和反應(yīng)過程兩種過程。與這兩種過程緊密相關(guān)的一系列化工類課程共同構(gòu)成了化工類課程的核心。按照“門數(shù)適宜,重點突出,相互支撐,形成一體”的要求,選擇化工熱力學(xué)、分離工程、傳遞原理、反應(yīng)工程和化工工藝學(xué)等五門理論課以及與這五門理論課相關(guān)的化工專業(yè)實驗課作為核心課程,建設(shè)具有石化特色化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程體系,全力打造化學(xué)工程與工藝這一品牌專業(yè)。在這五門理論課程中,分離工程和反應(yīng)工程分別研究各類分離過程和反應(yīng)過程,它們構(gòu)成了化工過程課程最核心的部分?；崃W(xué)是化工過程研究、開發(fā)和設(shè)計的理論基礎(chǔ),是化學(xué)工程的重要分支之一,與化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程關(guān)系密切?；崃W(xué)的核心價值在于研究過程進行的方向和限度,為分離過程和反應(yīng)過程提供相平衡、反應(yīng)平衡數(shù)據(jù),并對化工過程進行熱力學(xué)分析[1]。反應(yīng)工程是與工程實際緊密聯(lián)系的課程之一,它廣泛地將化工熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護、經(jīng)濟學(xué)等反面的理論知識和經(jīng)驗綜合于工業(yè)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的設(shè)計和優(yōu)化中[2]。
分離工程是化工專業(yè)基礎(chǔ)課程,講述的是如何將混合物進行分離與提純的學(xué)科。作為專門研究分離方法的分離工程課程對學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過程的本質(zhì)規(guī)律,重點研究分離方法的工業(yè)化途徑,設(shè)備設(shè)計放大效應(yīng),最優(yōu)分離路線的工業(yè)化,及最優(yōu)操作條件。在選擇具體分離方法時,不僅要考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟上的合理性,而且要考慮能耗、環(huán)保、設(shè)備放大和開發(fā)成本等諸多問題[3]。傳遞原理旨在研究化工動量、熱量及質(zhì)量(俗稱三傳)的傳遞現(xiàn)象,用一種統(tǒng)一的觀點來處理三種傳遞現(xiàn)象,并研究動量、熱量和質(zhì)量傳遞之間的類似性,是研究分離機理、分離效率和宏觀反應(yīng)動力學(xué)的基礎(chǔ)理論,同時也是反應(yīng)器放大研究的基礎(chǔ)理論之一。與化工熱力學(xué)不同,傳遞原理是一門探討傳遞速率的課程,它對過程開發(fā)、過程設(shè)計、生產(chǎn)操作、優(yōu)化控制及過程機理研究都有重要的使用意義[4]?；すに噷W(xué)重在工藝過程的分析,即在特定條件下,進行分離過程、反應(yīng)過程的比較選擇、整合優(yōu)化?；すに噷W(xué)是大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工動力學(xué)、反應(yīng)工程、分離工程等專業(yè)基礎(chǔ)可和專業(yè)課的綜合運用?；崃W(xué)和傳遞原理旨在加強專業(yè)基礎(chǔ),化工專業(yè)實驗、反應(yīng)工程和分離工程重在強化工程意識,化工工藝學(xué)拓展了專業(yè)適應(yīng)面,可以突出石化特色。
2核心課程體系的優(yōu)化
為了保障以上核心課程體系的順利實施,建議結(jié)合欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝現(xiàn)有的教學(xué)計劃,從下面幾個方面作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
2.1加強數(shù)理基礎(chǔ)教學(xué)力度,適度拓展
新世紀(jì)的工程人才必須有熟練應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)與工程等知識的能力,有進行設(shè)計、實驗分析與數(shù)據(jù)處理的能力。在兩年的教學(xué)實踐中,學(xué)生普遍反映數(shù)理基礎(chǔ)不夠扎實,一些數(shù)學(xué)問題不知所云,比如熱力學(xué)計算中要應(yīng)用迭代法求解狀態(tài)方程、精餾過程計算、反映工程中的偏微分方程求解等等,問題大都源于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱。因此建議加開線性代數(shù)、運籌學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值計算、C程序語言、數(shù)學(xué)物理方法,流體力學(xué)等數(shù)理和計算機基礎(chǔ)課程。多所兄弟院校也早就開設(shè)了這些基礎(chǔ)課程。線性代數(shù)和運籌學(xué)的開設(shè)可以解決反應(yīng)器設(shè)計過程的優(yōu)化問題;概率論與數(shù)理統(tǒng)計是實驗數(shù)據(jù)處理和理解反應(yīng)工程中一些基本概念的基礎(chǔ);數(shù)值計算和C程序語言兩門課程是工科學(xué)生重要的基礎(chǔ)課程,加開這兩門課程也是落實我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)計劃中對學(xué)生計算機水平的要求,對學(xué)生的就業(yè)能力的提高有好處;數(shù)學(xué)物理方法和流體力學(xué)是傳遞工程等課程的基礎(chǔ),加開這兩門課程可以大大的提高學(xué)生工程數(shù)學(xué)能力,為就業(yè)和進一步深造打下更堅實的數(shù)理基礎(chǔ)。考慮到Matlab在科學(xué)和工程計算領(lǐng)域的突出作用,建議開設(shè)Matlab在化工中的應(yīng)用的相關(guān)課程[5]?；崃W(xué)和化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ),故將化工熱力學(xué)和從第四、五學(xué)期調(diào)整至第三、四學(xué)期;化工原理和反應(yīng)工程兩門課程共同構(gòu)成了化學(xué)工程最核心的部分課程,將化工原理從第四、五學(xué)期調(diào)整至第二、三學(xué)期,反應(yīng)工程從第三學(xué)期調(diào)整至第五學(xué)期,也是考慮到化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。同時,將計算機模擬與仿真刪去,將其中的知識分散到加開的MATLAB在化工中的應(yīng)用和數(shù)值計算這兩門課程中。從上表2中還可以看出,加開的課程中,突出了數(shù)理課程的基礎(chǔ),同時,適度的拓展經(jīng)濟和計算機相關(guān)的課程,也增加化工制圖和電工學(xué)等實踐性較強的課程,這對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力是必不可少的。
2.2整合化工專業(yè)實驗
為了整合學(xué)院教學(xué)資源,最大限度地利用現(xiàn)有的一切教學(xué)設(shè)備,建議從各門化學(xué)工程與工藝核心課程的專業(yè)實驗中選出一些經(jīng)典的、與石化行業(yè)緊密相關(guān)的進行重新編排,單獨設(shè)置一門大學(xué)化工基礎(chǔ)實驗課程,分成三個學(xué)期展開教學(xué)。另外,考慮到傳統(tǒng)的化工專業(yè)實驗教材以單一驗證實驗為主,無法滿足新世紀(jì)綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求,可將化工實驗按由淺入深的原則劃分成驗證型實驗、設(shè)計型實驗和綜合型實驗三個層次。盡量精簡驗證型實驗,增加設(shè)計型實驗和綜合型實驗?？梢詮慕處煹囊恍┛蒲许椖恐羞x出一部分讓學(xué)生參與,將這些項目設(shè)計成設(shè)計型或綜合型實驗,這樣,通過學(xué)生的親身體驗科研過程,培養(yǎng)了正確的科研習(xí)慣,為學(xué)生的就業(yè)和進一步的深造打下好的基礎(chǔ)。
第6篇：流體力學(xué)和化工原理范文
關(guān)鍵詞 化工過程流體機械；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；實踐教學(xué)
中圖分類號：G642.4 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）09-0110-02
Exploring and Practice of Teaching Method of Chemical Process Fluid Machinery//Zhou Changjing， Wang Zhenbo， Wang Zongming， Zhang Dahai
Abstract According to the requirement of students’ ability in many aspects of chemical process fluid machinery and teaching goal of course， through the change of teaching mode， strengthening practice teaching content and focus on the extension and expansion of basic theory to enhance the teaching effect， cultivate students’ ability to solve practical problems and to improve students’ comprehensive quality.
Key words chemical process fluid machinery； network teaching； practice teaching
化工過程流體機械是中國石油大學(xué)（華東）化工裝備與控制工程專業(yè)主干專業(yè)課程，課程綜合了機械、結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、調(diào)節(jié)控制和選型操作等多方面的知識。課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握過程流體機械的結(jié)構(gòu)形式、工作原理、性能特點和調(diào)節(jié)控制，培養(yǎng)學(xué)生具有從事化工過程流體機械的使用、選型、調(diào)節(jié)控制及研究改造的基本能力，實現(xiàn)對理工科專業(yè)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)要求。為達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)和對學(xué)生的培養(yǎng)要求，多年來，課程組一直致力于對化工過程流體機械課程進行教學(xué)方式的探索與研究。本文主要介紹“化工過程流體機械”教學(xué)過程中探索的教學(xué)方法。
1 更改教學(xué)模式，多媒體、板書、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合
在課程的授課過程中，采用多種教學(xué)手段相互配合的辦法，并根據(jù)授課內(nèi)容的特點，選用合適的教學(xué)手段和方法，以強化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
針對授課內(nèi)容中流體機械過流部件和關(guān)鍵機械零部件基本結(jié)構(gòu)形式部分及流體機械工作理論當(dāng)中涉及的抽象、難懂的問題，采用多媒體教學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板書和圖片講解，二維的流體機械內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和工作原理圖被設(shè)計成三維立體圖和裝配動畫，并輔之以學(xué)生現(xiàn)場實習(xí)期間及機器拆裝實踐期間所拍攝的照片和錄像。多媒體教學(xué)不但使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和抽象的原理變得直觀、易懂，而且會增加真實感，拉近學(xué)生和所要學(xué)習(xí)對象的距離，增強學(xué)生對化工過程流體機械的認(rèn)識。對于授課過程中學(xué)生很難理解的流體在葉輪中的流動過程和離心泵氣蝕、氣縛等現(xiàn)象，則通過計算流體力學(xué)CFD獲得葉輪內(nèi)流場分布、三維動畫和試驗視頻展示給學(xué)生，在有利于學(xué)生掌握好相關(guān)知識同時，也增加了課程的生動性，提升了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣。
化工過程流體機械同時也是一門理論性比較強的課程，授課過程中涉及很多流體機械理論公式的推導(dǎo)。針對公式的推導(dǎo)仍然采用傳統(tǒng)的板書形式，這樣公式推導(dǎo)過程中可以留給學(xué)生足夠的時間思考和消化，有助于學(xué)生對理論公式的理解和掌握，避免了多媒體幻燈片片片之間易脫節(jié)，使公式推導(dǎo)不連貫，導(dǎo)致學(xué)生思考不足、理解不透、學(xué)習(xí)困難等問題。同時利用黑板板書能夠增強教師授課時即興講解的上課效果，增強教與學(xué)的互動性。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，是遠(yuǎn)程教學(xué)的一種重要形式，是利用計算機設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對學(xué)生實行信息化教育的教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)模式，更能培養(yǎng)學(xué)生信息獲取、加工、分析、創(chuàng)新、利用、交流的能力[1]。針對化工過程流體機械授課人數(shù)多、授課學(xué)時少等特點，自2007年開始，利用中國石油大學(xué)（華東）精品課程網(wǎng)站建設(shè)，課程組開始籌建化工過程流體機械課程教學(xué)網(wǎng)站，課程課件、授課教案、電子教材、授課錄像、學(xué)習(xí)資料、實踐教學(xué)資料、參考資料等教學(xué)資源相繼上網(wǎng)，為學(xué)生在線學(xué)習(xí)提供了條件。根據(jù)學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)反饋的信息，課程網(wǎng)站很好地發(fā)揮了輔教輔學(xué)功能，滿足了教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。
2 強化實踐教學(xué)內(nèi)容，注重理論與實際相結(jié)合的教學(xué)方法
采用理論教學(xué)結(jié)合實踐教學(xué)過程、課堂教學(xué)結(jié)合實驗教學(xué)過程的教學(xué)方法，充分利用實踐教學(xué)環(huán)境、實驗教學(xué)條件，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，達(dá)到重視理論聯(lián)系實際、加強工程實踐意識和培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。所以本課程在教學(xué)的設(shè)計上，采用多種實踐方法加強課程的實踐教學(xué)內(nèi)容。
在專業(yè)實習(xí)的安排上，將專業(yè)實習(xí)安排在課堂教學(xué)之前，通過專業(yè)實習(xí)期間機械運行現(xiàn)場參觀，加深學(xué)生對流體機械在化工生產(chǎn)中地位的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對流體機械的學(xué)習(xí)熱情。通過校內(nèi)實習(xí)基地教學(xué)模型、實物流體機械設(shè)備講解化工生產(chǎn)中涉及的流體機械的結(jié)構(gòu)和工作原理，比較不同類型流體機械的結(jié)構(gòu)特點，加深學(xué)生對各類流體機械結(jié)構(gòu)、工作原理和性能的認(rèn)識。同時通過實習(xí)過程中對典型流體機械的拆裝訓(xùn)練，學(xué)生可以加深對機器基本結(jié)構(gòu)的掌握，提高動手能力，增強對課程學(xué)習(xí)的興趣。
在課程實驗教學(xué)上，通過開設(shè)往復(fù)活塞式壓縮機性能實驗、離心泵性能實驗和離心泵汽蝕實驗，使學(xué)生對往復(fù)活塞式壓縮機和離心泵的工作原理和操作控制有了更深的了解，同時加深了學(xué)生對泵和壓縮機性能曲線和工作點調(diào)節(jié)的認(rèn)識。在整理實驗數(shù)據(jù)的過程中，學(xué)生通過對離心泵在不同轉(zhuǎn)速下性能的換算，加深了對基本理論相似原理（比例定律）的理解，同時體驗了基本理論在實際工作中的應(yīng)用，很好地將基本理論與實際結(jié)合起來，強化了學(xué)生所學(xué)知識的工程應(yīng)用意識。
3 突破課本束縛，注重基本理論的擴展與延伸
化工過程流體機械課程對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)之一是要使學(xué)生具備對化工過程流體機械調(diào)節(jié)和控制的基本能力，實際工程中工作點的調(diào)節(jié)方法有多種，而相似定律是通過調(diào)節(jié)機流體機械（泵與壓縮機）性能調(diào)節(jié)工作點的基礎(chǔ)。例如，因為簡單、方便，比例定律常用來確定性能調(diào)節(jié)所需轉(zhuǎn)速和估算變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效果。然而，對于應(yīng)用比例定律計算變速調(diào)節(jié)節(jié)省的能量還有許多爭議[2-3]。實際上，現(xiàn)行化工過程流體機械教材上給出的比例定律表達(dá)式只是適合無靜揚程管路系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，對于有靜揚程管路系統(tǒng)則不能簡單地套用比例定律來計算調(diào)節(jié)流量所需轉(zhuǎn)速和估算節(jié)能效果。教學(xué)過程中通過設(shè)計無靜揚程管路系統(tǒng)和有靜揚程管路系統(tǒng)流量變化后確定變速調(diào)節(jié)所需轉(zhuǎn)速的案例，讓學(xué)生通過實際計算體驗在兩種不同特性管路中比例定律計算結(jié)果的差別，無靜揚程系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后泵提供的能頭正好等于管路所需能頭，而有靜揚程系統(tǒng)泵按比例定律調(diào)速泵提供的能頭小于管路所需能頭，系統(tǒng)不能正常工作。
利用所學(xué)基本理論解決實際問題遇到困難后，學(xué)生會帶著疑問和好奇，這時和學(xué)生一起分析有靜揚程系統(tǒng)比例定律不再適用的根本原因，指出問題的所在，接著再講解有靜揚程系統(tǒng)比例定律的數(shù)學(xué)修正[4]。這種基本理論的擴展不但加深了學(xué)生對基本理論的理解，拓展了學(xué)生的知識面，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)精神，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性后，再鼓勵學(xué)生不要滿足于書本上的知識，要研究和掌握書本上沒有的知識，鼓勵學(xué)生閱讀和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科研和教學(xué)論文，培養(yǎng)學(xué)生搜集資料、閱讀文獻的能力，逐步養(yǎng)成研究問題的良好習(xí)慣，學(xué)生就會樂于接受。
4 結(jié)論
通過改變教學(xué)模式、加強實踐教學(xué)和注重基本理論的延伸，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，對提高化工過程流體機械的教學(xué)效率、強化學(xué)生專業(yè)知識工程應(yīng)用意識、增強學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識具有較好的效果。
參考文獻
[1]潘樹林，盧朝霞.“過程流體機械”課程的教改與實踐[J].廣西大學(xué)學(xué)報，2003（6）：81-83.
[2]姜校林.變速水泵節(jié)能機理研究及錯誤糾編[J].自動化博覽，2006（2）：62-64.
第7篇：流體力學(xué)和化工原理范文
為了便于對過程流體機械教學(xué)方法實施教學(xué)改革，滿足工程教育的要求，對過程流體機械課程的特點進行分析。理論性強，需要良好的基礎(chǔ)知識要想較好地學(xué)習(xí)過程流體機械專業(yè)課程，學(xué)生不僅需具備扎實的力學(xué)基礎(chǔ)知識（如流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、理論力學(xué)以及材料力學(xué)知識），還需具備良好的專業(yè)基礎(chǔ)知識（如機械原理、機械設(shè)計等）。對于以“講授”為主的傳統(tǒng)的教學(xué)方法而言，學(xué)生要想在課堂上完全理解教師講授的教學(xué)知識點，緊跟教師的備課思路，就必須對這些現(xiàn)行課程有良好的認(rèn)識和理解。專業(yè)性強，內(nèi)容復(fù)雜、繁多過程流體機械專業(yè)課程涉及的內(nèi)容非常廣泛，包括機構(gòu)原理、熱力學(xué)計算、流體力學(xué)原理、動力學(xué)計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、運行維護、故障診斷、總體方案設(shè)計與選型等。每一個知識點似乎都涉及一門獨立的基礎(chǔ)課或者專業(yè)課程。如果學(xué)生沒有充分的準(zhǔn)備，聽課時似乎很難對教師講授的知識做出敏捷的反應(yīng)，極大地影響課堂的互動氣氛。知識點與工程實踐緊密聯(lián)系過程流體機械專業(yè)課程涉及的知識點與工程生產(chǎn)實踐緊密聯(lián)系，其理論水平遠(yuǎn)高于實際，可用于指導(dǎo)流體機械在企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的穩(wěn)定操作和運行，以及機器的技術(shù)改造與新機型的開發(fā)。課程講授過程中需要注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識與理論聯(lián)系實際的意識和能力。結(jié)合課程的學(xué)習(xí)，勢必要學(xué)生開展一定的工程訓(xùn)練，以加強學(xué)生的工程觀念，讓學(xué)生做到實踐與理論相結(jié)合，以及理論與實踐相結(jié)合。
2過程流體機械課程教學(xué)存在的問題
鑒于傳統(tǒng)教學(xué)的陋習(xí)和目前本科教學(xué)改革的深入，導(dǎo)致目前過程流體機械教學(xué)方法的弊病不斷暴露出來?；A(chǔ)知識欠缺不可否認(rèn)的是，隨著教學(xué)改革的推進，一些非常重要的基礎(chǔ)課程（如工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)）由于學(xué)時短缺而被逐漸砍掉。有的課程（如流體力學(xué)）雖在開設(shè)，但由于學(xué)時短或為選修課程，得不到足夠的重視，學(xué)習(xí)效果不理想，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程流體機械課程時，學(xué)生連最基本的概念（如內(nèi)能、焓、熵等）都不知道，當(dāng)涉及一些運用基礎(chǔ)課程知識點來理解工程問題時感到非常吃力。這就導(dǎo)致以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法很難適應(yīng)目前的教學(xué)形勢，而且教學(xué)效果不佳，出現(xiàn)死記硬背、不善于理解應(yīng)用的學(xué)習(xí)局面。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱似乎是工程教學(xué)的通病[7]。實踐教學(xué)主要包括實驗、實習(xí)、實訓(xùn)、課程設(shè)計、畢業(yè)論文（設(shè)計）等環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)工科專業(yè)學(xué)生的必備環(huán)節(jié)，對學(xué)生工程意識與能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。對于工程性極強的過程流體機械課程而言，實踐環(huán)節(jié)尤為重要。然而目前普遍存在一些問題。1）實習(xí)與實驗教學(xué)環(huán)節(jié)需要加強。就本專業(yè)的實習(xí)而言，目前主要集中于化工設(shè)備制造廠和化工產(chǎn)品生產(chǎn)車間的參觀和學(xué)習(xí)，基本上忽略了有關(guān)流體機械制造廠的參觀和學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生對流體機械沒有感官認(rèn)識。而且實驗學(xué)時在不斷縮減，目前僅開設(shè)往復(fù)壓縮機示功圖測試和高速轉(zhuǎn)子靜平衡兩個實驗。離心泵汽蝕實驗被砍掉，導(dǎo)致學(xué)生對離心泵主要性能得不到很好的理解。2）畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)需要加強。鑒于一系列原因（比如工程熱力學(xué)知識的欠缺、有關(guān)流體機械書籍和標(biāo)準(zhǔn)的缺乏），目前絕大多數(shù)畢業(yè)課題僅局限于化工設(shè)備設(shè)計，基本上很少布置有關(guān)流體機械課程方面的畢業(yè)課題。這嚴(yán)重限制了學(xué)生對流體機械課程的進一步理解和工程應(yīng)用能力的鍛煉。課程評價存在問題由于課程學(xué)時的縮減，目前過程流體機械課程評價基本上是“一錘定音”——期末考試，忽略了大作業(yè)的訓(xùn)練和熱點研究方向文獻的閱讀和總結(jié)。這種考核方式不能實事求是地反映學(xué)生對知識點的掌握和理解，更談不上運用所學(xué)知識分析和解決工程實際問題的能力。因此，教師也很難及時對教學(xué)存在的問題給予修正和彌補。
3過程流體機械課程教法改革思路
眾所周知，教學(xué)方法并不是一成不變的，它隨著社會的進步和科技的發(fā)展不斷地發(fā)展和演變。工程教育也是如此。大約二戰(zhàn)時期，工程教育從工程實際技術(shù)教育過渡到工程科學(xué)教育，這就要求涉及工程教育的教學(xué)方法也必須進行相應(yīng)的調(diào)整和改革。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是單向性的，類似“學(xué)徒式”的教育，即以教師的“教”為主，學(xué)生只是被動地接受教學(xué)內(nèi)容。這種教育方式僅適用于以技術(shù)教育為主的工程教育，很難適應(yīng)以科學(xué)教育為主的工程教育方式。為此，發(fā)展了以學(xué)生為中心，積極主動的、學(xué)習(xí)式的教學(xué)方法，即將學(xué)生視為教師的角色[8]。學(xué)生能夠從教學(xué)活動過程中隱性地獲取知識，而教師主要的任務(wù)是開展有效的指導(dǎo)。教師和學(xué)生的角色界限模糊，二者有效地完成自身的任務(wù)，即教師良好的教學(xué)任務(wù)、學(xué)生有效的學(xué)習(xí)任務(wù)。過程流體機械課程教學(xué)方法的改革正是沿著該思路進行的。針對過程流體機械課程教學(xué)存在的問題，同時為了適應(yīng)現(xiàn)階段工程教育的目的，下面從課程的準(zhǔn)備、課程的講授和課程效果評價三個階段提出相應(yīng)的改革措施。課程準(zhǔn)備首先，為了有效地完成教學(xué)任務(wù)，教師必須全面深入地理解教學(xué)內(nèi)容。這必然要求教師大量查閱和學(xué)習(xí)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的資料（如與過程流體機械有關(guān)的國內(nèi)外專著和書籍），彌補所選教材的缺點。查閱資料時，教師必須注意角色的轉(zhuǎn)換，查閱資料是為了更有效、更準(zhǔn)確、更生動地給學(xué)生講解，而不是為了個人學(xué)習(xí)。教師通過大量地閱讀文獻，將教學(xué)內(nèi)容給予重新組織和編排，以最合理的順序?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，便于學(xué)生理解接受，而不是照本宣科。其次，教師備課時要充分了解學(xué)生前期課程的學(xué)習(xí)情況，從而合理安排教學(xué)內(nèi)容，彌補存在的問題，避免影響學(xué)生對本課程知識點的理解；同時教師要了解學(xué)生個體在前期課程學(xué)習(xí)上存在的差異，這樣分組討論學(xué)習(xí)時便于優(yōu)良搭配，學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)，克服個人因前期課程學(xué)習(xí)不足而對本課程知識點理解帶來的障礙。再次，鑒于當(dāng)前的教學(xué)方法，以引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和討論為主，教師的講解和訂正為輔。這就要求教師在備課時要制訂引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方案。對教師備課提出更高的要求，教師課前要告知學(xué)生：1）每節(jié)課要學(xué)的教學(xué)知識點；2）理解知識點需具備的基礎(chǔ)知識；3）學(xué)生需要查閱的書籍和準(zhǔn)備的內(nèi)容；4）本節(jié)課內(nèi)容在課程中和工程實際中的重要程度?？梢哉f，備課是否充分直接決定了教學(xué)是否成功，因此，備課必須要做到備內(nèi)容、備學(xué)生和備方法。課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)是教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定了教學(xué)效果的好壞。課堂教學(xué)，不是以教師單向傳輸為主的教學(xué)，而是教師根據(jù)備課時制訂的教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地討論教學(xué)內(nèi)容，避免學(xué)生消極被動地思考教師到底在講或者要講什么內(nèi)容。教師通過學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容積極主動地討論，發(fā)現(xiàn)和記錄教學(xué)存在的不足，便于課后進一步的思考、改進和反饋。教師上課時應(yīng)做到：1）上課時，教師首先要給出本節(jié)課主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容、重點和難點；2）教師要給出每節(jié)課的“引子”，提出問題，并組織學(xué)生討論，評價每組學(xué)生給出的討論結(jié)果；3）最后教師要給出總結(jié)，要評價本節(jié)課程內(nèi)容在工程實際應(yīng)用中的重要性；4）對于難以理解的、抽象的概念，教師要引導(dǎo)學(xué)生與日常生活聯(lián)系起來，使之形象化，便于學(xué)生理解。比如“余隙容積”這個概念，如果僅是書上給出的解釋“活塞行至終端止點時氣缸剩余的容積”，學(xué)生很難理解，很難想象這部分空間是怎么回事；但如果將其與蓋房子用到的“公攤面積”類比的話，就很容易理解：二者對于用戶來講都是有害的，但是必須具備的，只能盡力減小，卻不能避免。課程評價教學(xué)活動的最終環(huán)節(jié)是評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過教學(xué)評價，教師一方面可以了解每個學(xué)生對知識點的理解程度，發(fā)現(xiàn)和思考教學(xué)存在的問題，便于及時反饋；另一方面能夠了解學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的情況。為了保證教學(xué)質(zhì)量，及時了解學(xué)生對知識點的掌握情況和對所學(xué)知識的應(yīng)用情況，課程的評價應(yīng)從多個角度出發(fā)，絕不能是僅以考試為基準(zhǔn)“一錘定音”。為此，教師應(yīng)從兩個方面對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價。1）對知識點理解的評價。通過課堂上觀察學(xué)生的一系列反應(yīng)，如面部表情、提出的問題，及時了解學(xué)生存在的問題，并給予及時的解釋和補充；另一方面通過作業(yè)、課程考試來綜合評價學(xué)生對知識的掌握程度和理解情況，便于教師在以后的教學(xué)中調(diào)整和彌補不足的地方和存在的問題。特別是學(xué)生提出的問題非常重要，一方面，可以測試教師對內(nèi)容的理解程度；另一方面，教師可以了解學(xué)生存在的困惑，明白師生間對知識點理解存在的偏差和分歧。教師應(yīng)對學(xué)生的問題積極反思，對教學(xué)內(nèi)容給予重新編排和闡釋，以便改進教師本身對基礎(chǔ)知識的理解。2）對學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題能力的評價，可以通過實訓(xùn)、大作業(yè)、課程設(shè)計乃至畢業(yè)設(shè)計的形式進行，并將存在的問題匯總和分析，彌補教學(xué)存在的問題?？傊虒W(xué)評價是個連續(xù)的過程，合理的教學(xué)評價是為了保證教學(xué)質(zhì)量和促進教學(xué)改革，而不僅僅是為了給學(xué)生一個“成績”。
4教學(xué)改革對工程教育的促進
簡單的講，通過上述教學(xué)方法的運用和實施，學(xué)生獲得的技能基本能滿足工程教育的要求。具體體現(xiàn)在：1）通過對所學(xué)內(nèi)容的思考、提問和討論，學(xué)生獲得了良好的交流技術(shù)；2）通過對教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備和講解，學(xué)生具備了一定的職業(yè)責(zé)任感；3）通過對教學(xué)內(nèi)容和大作業(yè)的分組準(zhǔn)備和討論，教學(xué)在團隊內(nèi)相互進行，學(xué)生改進和具備了一定的團隊合作精神；4）通過“教”這一環(huán)節(jié)，學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進行精選和重組，增加了學(xué)生對知識的理解程度，拓寬了學(xué)生的視野；5）通過一定的工程訓(xùn)練，學(xué)生對待工程的態(tài)度和信心發(fā)生積極的變化，增加了對工程設(shè)計過程的理解；6）通過學(xué)生自己對知識的準(zhǔn)備和理解，學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)方法，具備了終身學(xué)習(xí)的素養(yǎng)。
5結(jié)束語
第8篇：流體力學(xué)和化工原理范文
關(guān)鍵詞 工程力學(xué) 理論研究 發(fā)展現(xiàn)狀
中圖分類號：TB121 文獻標(biāo)識碼：A
1緒論
工程力學(xué)是20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的。首先提出這一名稱并對這個學(xué)科做了開創(chuàng)性工作的是中國學(xué)者錢學(xué)森。
在20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了一些極端條件下的工程技術(shù)問題，所涉及的溫度高達(dá)幾千度到幾百萬度，壓力達(dá)幾萬到幾百萬大氣壓，應(yīng)變率達(dá)百萬分之一～億分之一秒等。在這樣的條件下，介質(zhì)和材料的性質(zhì)很難用實驗方法來直接測定。為了減少耗時費錢的實驗工作，需要用微觀分析的方法闡明介質(zhì)和材料的性質(zhì)；在一些力學(xué)問題中，出現(xiàn)了特征尺度與微觀結(jié)構(gòu)的特征尺度可比擬的情況，因而必須從微觀結(jié)構(gòu)分析入手處理宏觀問題；出現(xiàn)一些遠(yuǎn)離平衡態(tài)的力學(xué)問題，必須從微觀分析出發(fā)，以求了解耗散過程的高階項；由于對新材料的需求以及大批新型材料的出現(xiàn)，要求尋找一種從微觀理論出發(fā)合成具有特殊性能材料的“配方”或預(yù)見新型材料力學(xué)性能的計算方法。在這樣的背景條件下，促使了工程力學(xué)的建立。工程力學(xué)之所以出現(xiàn)，一方面是迫切要求能有一種有效地手段，預(yù)知介質(zhì)和材料在極端條件下的性質(zhì)及其隨狀態(tài)參量變化的規(guī)律；另一方面是近代科學(xué)的發(fā)展，特別是原子分子物理和統(tǒng)計力學(xué)的建立和發(fā)展，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其運動規(guī)律已經(jīng)比較清楚，為從微觀狀態(tài)推算出宏觀特性提供了基礎(chǔ)和可能。
總的來說，工程力學(xué)具有現(xiàn)代工程與理論相結(jié)合的特點，有很大的知識面和靈活性，對國家現(xiàn)代化建設(shè)具有重大意義。
2工程力學(xué)的發(fā)展
2.1工程力學(xué)的特點
工程力學(xué)雖然還處在萌芽階段，很不成熟，而且繼承有關(guān)老學(xué)科的地方較多，但作為力學(xué)的一個新分支，確有一些獨具的特點。工程力學(xué)著重于分析問題的機理，并借助建立理論模型來解決具體問題。只有在進行機理分析而感到資料不夠時，才求助于新的實驗。
工程力學(xué)注重從微觀到宏觀，以往的技術(shù)科學(xué)和絕大多數(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)，都是或從宏觀到宏觀，或從宏觀到微觀，或從微觀到微觀，而工程力學(xué)則建立在近代物理和近代化學(xué)成就之上，運用這些成就，建立起物質(zhì)宏觀性質(zhì)的微觀理論，這也是工程力學(xué)建立的主導(dǎo)思想和根本目的。
雖然工程力學(xué)引用了近代物理和近代化學(xué)的許多結(jié)果，但它并不完全是統(tǒng)計物理或者物理化學(xué)的一個分支，因為無論是近代物理還是近代化學(xué)，都不能完全解決工程技術(shù)里所提出的各種具體問題。工程力學(xué)所面臨的問題往往要比基礎(chǔ)學(xué)科里所提出的問題復(fù)雜得多，它不能單靠簡單的推演方法或者只借助于某一單一學(xué)科的成就，而必須盡可能結(jié)合實驗和運用多學(xué)科的成果。
2.2研究內(nèi)容和方向
工程力學(xué)主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程，各種熱力學(xué)平衡性質(zhì)和化學(xué)平衡的研究等。對于這類問題，工程力學(xué)主要借助統(tǒng)計力學(xué)的方法。
工程力學(xué)的研究工作，目前主要集中三個方面：高溫氣體性質(zhì)，研究氣體在高溫下的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運性質(zhì)、輻射性質(zhì)以及與各種動力學(xué)過程有關(guān)的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質(zhì)，主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學(xué)平衡性質(zhì)（包括狀態(tài)方程）、輸運性質(zhì)以及相變行為等；固體材料性質(zhì)，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強度以及本構(gòu)關(guān)系等。
工程力學(xué)研究方向主要有：非線性力學(xué)與工程、工程穩(wěn)定性分析及控制技術(shù)、應(yīng)力與變形測量理論和破壞檢測技術(shù)、數(shù)值分析方法與工程應(yīng)用、工程材料物理力學(xué)性質(zhì)、工程動力學(xué)與爆破。
3工程力學(xué)的應(yīng)用
3.1材料力學(xué)
材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用十分廣泛。大到機械中的各種機器，建筑中的各個結(jié)構(gòu)，小到生活中的塑料食品包裝，很小的日用品。各種物件都要符合它的強度、剛度、穩(wěn)定性要求才能夠安全、正常工作，所以材料力學(xué)就顯得尤為重要。
生活中機械常用的連接件，如鉚釘、鍵、銷釘、螺栓等的變形屬于剪切變形，在設(shè)計時應(yīng)主要考慮其剪切應(yīng)力。汽車的傳動軸、轉(zhuǎn)向軸、水輪機的主軸等發(fā)生的變形屬于扭轉(zhuǎn)變形。火車軸、起重機大梁的變形均屬于彎曲變形。有些桿件在設(shè)計時必須同時考慮幾個方面的變形，如車床主軸工作時同時發(fā)生扭轉(zhuǎn)、彎曲及壓縮三種基本變形；鉆床立柱同時發(fā)生拉伸與彎曲兩種變形。
利用材料力學(xué)中卸載與在加載規(guī)律得出冷作硬化現(xiàn)象，工程中常利用其原理以提高材料的承載能力，例如建筑用的鋼筋與起重的鏈條，但冷作硬化使材料變硬、變脆，是加工發(fā)生困難，且易產(chǎn)生裂紋，這時應(yīng)采用退火處理，部分或全部地材料的冷作硬化效應(yīng)。
3.2固體力學(xué)
自然界中存在著大至天體，小至粒子的固態(tài)物體和各種固體力學(xué)問題。人所共知的山崩地裂、滄海桑田都與固體力學(xué)有關(guān)?，F(xiàn)代工程中，無論是飛行器、船舶、坦克，還是房屋、橋梁、水壩、原子反應(yīng)堆以及日用家具，其結(jié)構(gòu)設(shè)計都應(yīng)用了固體力學(xué)的原理。
固體力學(xué)研究的內(nèi)容既有彈性問題，又有塑性問題；既有線性問題，又有非線性問題。在固體力學(xué)的早期研究中，一般多假設(shè)物體是均勻連續(xù)介質(zhì)，但近年來發(fā)展起來的復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)擴大了研究范圍，它們分別研究非均勻連續(xù)體和含有裂紋的非連續(xù)體。
第9篇：流體力學(xué)和化工原理范文
長期受師范類教學(xué)模式影響,對工科類課程不夠重視,化工基礎(chǔ)實驗開設(shè)個數(shù)較少,實驗基本上屬于演示性和驗證性實驗,缺少綜合性和設(shè)計性實驗.開設(shè)方式主要是教師按實驗程序,對實驗?zāi)康?、原理、過程講解后,學(xué)生在教師帶領(lǐng)下對實驗進行完成,通常是多個學(xué)生一組,大部分學(xué)生做實驗就是看,記實驗數(shù)據(jù),寫實驗報告.這樣導(dǎo)致學(xué)生不能主動去探索和研究實驗,限制了學(xué)生對知識的理解和創(chuàng)新思維的形成.化工基礎(chǔ)實驗成績評定方式不能反應(yīng)出學(xué)生對實驗的掌握情況.成績評定方式主要是實驗報告加考勤,且實驗成績最終按較小比例與化工基礎(chǔ)理論課程成績合在一起,錄入教務(wù)系統(tǒng),總成績不能反應(yīng)出學(xué)生對化工基礎(chǔ)實驗的掌握情況.化工基礎(chǔ)實驗課程沒有與現(xiàn)代教學(xué)手段結(jié)合,學(xué)生難以理解復(fù)雜儀器的工作原理和流程,導(dǎo)致整個實驗過程變的枯燥乏味.學(xué)生的實驗過程也變成走過場,應(yīng)付學(xué)習(xí)任務(wù).
2化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革措施
2.1教學(xué)內(nèi)容改革
2.1.1增加綜合型和設(shè)計型實驗
將一些化工單元操作和“三傳一反”相關(guān)內(nèi)容組合在一起開展一些綜合性實驗,即訓(xùn)練了學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)知識的能力,還可以克服教學(xué)學(xué)時和儀器設(shè)備不足等困難.比如“流體力學(xué)綜合實驗”包括了直管阻力、局部阻力的測定及離心泵特性曲線的測定等內(nèi)容,集成了流體流動和流體輸送機械兩個單元操作的實驗內(nèi)容,通過該實驗的開設(shè)使學(xué)生熟悉組成管路的各種管件、閥門和學(xué)會壓差計、流量計等的使用方法,同時使學(xué)生認(rèn)識了離心泵的特性與結(jié)構(gòu)和學(xué)會了離心泵的操作,建立了化工設(shè)備的工程化概念;“串聯(lián)流動反應(yīng)器停留時間分布的測定”包括電導(dǎo)率測定停留時間分布和微機系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集處理等內(nèi)容.通過該實驗的開設(shè)讓學(xué)生學(xué)會用電導(dǎo)率測定停留時間分布的方法和停留時間分布的統(tǒng)計特征值的計算以及了解微機系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的方法.另外為培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識的能力,可適當(dāng)增加設(shè)計型實驗.教師可以根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備條件,提出實驗?zāi)康?由學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的理論知識,找出實驗原理,查閱文獻,自行制定實驗方案和分析處理實驗數(shù)據(jù).在“填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)的測定”過程中,讓學(xué)生根據(jù)實驗原理和儀器結(jié)構(gòu)自行設(shè)計實驗參數(shù),比如進液量,空氣和吸收氣體進氣量的體積比,以及測量氣體成分色譜儀的條件等,通過Origin等軟件處理數(shù)據(jù)和分析結(jié)果.通過設(shè)計性實驗的開設(shè)提高了學(xué)生的動手能力和增強了學(xué)生獨立思考問題、處理問題的能力.
2.1.2增加化工新技術(shù)實驗
在倡導(dǎo)綠色化工和可持續(xù)發(fā)展大背景下,新材料工業(yè)、綠色化學(xué)工業(yè)等前沿學(xué)科飛速發(fā)展.將一些反應(yīng)化學(xué)理論和化工技術(shù)共同發(fā)展的前沿學(xué)科引入到化工基礎(chǔ)實驗中,可以拓寬學(xué)生知識面.比如開展“含鹽廢液的反滲透分離實驗”、“微濾膜分離實驗”等,讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)膜通量和截留率的計算方法,了解不同壓力下的膜通量和截留率的變化規(guī)律,掌握膜分離技術(shù)相關(guān)工藝過程.各學(xué)校根據(jù)實際條件,還可以開展?jié)B透蒸發(fā)、超臨界干燥、超臨界流體萃取、離子交換與吸附等相關(guān)內(nèi)容的實驗.增設(shè)化工新技術(shù)實驗可使學(xué)生更全面理解化工學(xué)科的理論和精髓,對培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有重要意義.改革實施開放實驗教學(xué)開放化工基礎(chǔ)實驗室,有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.比如讓學(xué)生自行研究離心泵的結(jié)構(gòu),設(shè)計方案,測定泵的揚程(H)、軸功率(N)以及效率(η)與泵的流量(Q)之間的關(guān)系,從而掌握離心泵的特性曲線的測定方法;對于精餾塔實驗,學(xué)生依據(jù)物質(zhì)揮發(fā)度差異自己配制混合液,設(shè)置不同回流比測定精餾塔當(dāng)量高度,研究回流比對精餾塔分離效率的影響和掌握精餾過程的操作方法.通過開放實驗室讓學(xué)生根據(jù)自己對化工知識的掌握情況,有針對性學(xué)習(xí)化工過程的操作和儀器的使用,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.
2.2引入現(xiàn)代教學(xué)手段
對于比較復(fù)雜的儀器設(shè)備,通過語言講解難以讓學(xué)生認(rèn)清它的結(jié)構(gòu)和工作原理,但多媒體教學(xué)能夠形象展示復(fù)雜儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,讓學(xué)生更易接收.利用多媒體輔助教學(xué),不僅可以形象直觀地把實驗內(nèi)容、儀器構(gòu)造講解給學(xué)生,還可以節(jié)約實驗時間,提高實驗教學(xué)效率.開展化工仿真實驗化工基礎(chǔ)實驗儀器一般體積較大,價格較貴,實驗室一般購買的種類和數(shù)量有限,基本上不能滿足讓每個學(xué)生親自操作儀器,獨立完成實驗.化工仿真實驗是在電腦上利用化工仿真軟件模擬化工過程進行的實驗,具有成本低,操作簡單,節(jié)約教學(xué)時間,直觀逼真等特點.學(xué)生只需要在流程圖上操作開關(guān)、閥門、調(diào)節(jié)器就可以訓(xùn)練開車、停車、參數(shù)調(diào)整等實驗步驟.對于貴州地方師范院校儀器設(shè)備相對缺乏的情況,可以通過化工仿真實驗替代部分實驗設(shè)備,部分綜合性實驗和設(shè)計性實驗也可結(jié)合化工仿真軟件開設(shè).通過讓每個學(xué)生利用仿真軟件獨立模擬實驗,提高學(xué)生的操作能力和分析問題的能力.
2.3改善實驗考核評分體系
為克服以前化工基礎(chǔ)實驗課程成績評定“實驗報告加考勤”的弊端,新的實驗課程考核評分細(xì)則包括實驗預(yù)習(xí)報告占10%,實驗報告占50%(其中驗證性和演示性實驗占20%,綜合性實驗占20%,設(shè)計性實驗占10%),實驗考試占40%(筆試占20%,操作占20%).單個實驗報告成績采用累計評分制,包括實驗?zāi)康暮驮?0分,儀器的使用和試劑的配制20分,實驗步驟20分,數(shù)據(jù)紀(jì)錄與處理30分,結(jié)果與討論20分.預(yù)習(xí)報告和實驗報告在每次實驗后進行評定.實驗操作考試包括操作是否正確,遇到困難是否積極思考.通過以上各方面評定,給出學(xué)生的成績才能較公正客觀地反應(yīng)出學(xué)生對化工基礎(chǔ)實驗的掌握情況.通過完善評分體系,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,活躍了課堂氣氛,提高了學(xué)生的實驗操作技能,同時每次實驗從預(yù)習(xí)報告的書寫,到實驗報告的完成,質(zhì)量上都有了很大提高.
