发布时间:2023-12-29 10:35:36
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇流体力学和化工原理,期待它们能激发您的灵感。
由于搅拌槽内的流场的流动具有复杂性,目前对搅拌槽等混合设备的设计和经验成分也采用理论计算的方式,在化工领域中,化工工业规模的反应器存在不均匀性等特点,不均匀性随规模扩大而加重,因此,对搅拌槽内部流场进行研究是非常有必要的。虽然许多化学家对化工领域中的搅拌机槽内的流场进行了分析研究,如Harvey等人采用二维模拟计算搅拌槽内流场的流体,但随着技术的不断改革与发展,计算流体力学的引进,改变了以二维模拟的计算方式,计算流体力学的方法不仅可以节约化工研究成本,采用实验手段不能获得的数据,计算流体力学方法也可以获得。Sun等人利用计算流体力学中的湍流模型计算了搅拌槽内的气液两相流动,并且对其进行了三维模拟,通过实验研究表明,计算流体力学的数值模拟能有效的计算搅拌器上部的气体部分,但是,CFD数值模拟也存在一定的缺陷,不能有效模拟搅拌器底部区域。计算流体力学CFD与多普勒激光测速仪LDV有效结合,可以对搅拌装置能更深入的研究,其主要原因是多普勒激光测速仪测量的数据可以准确验证计算流体力学CFD计算的结果,同时多普勒激光测速仪测定特定点的速度也可以作为计算流体力学计算的参考条件。
2.CFD在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中使用最多的设备,通过计算流体力学的计算方式,不仅可以精确、详细的测量换热设备内流场的流动,也可以预测换热器的性能,经济可靠的换热器对化工工业具有重要作用。对于化工中的管壳式换热设备,其内部的几何形状设备结构复杂,利用计算流体力学模拟管壳式换热设备的壳侧流场,进而充分了解管壳式换热设备的壳侧在瞬间变化中的温度场、速度场,CFD的应用有利于分析研究换热器的基本原理和结构构造。
3.CFD在化学反应工程中的应用研究
关键词:计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程,并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效,不仅能够供给正常的生活需求,同时根据新材料的开发,能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中,较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的,具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析,能够优化工程设计和工艺改进,提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD,是通过数值计算方法来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程,从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律,其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下,计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法,其也是一门多门学科交叉的科目,计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识,也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识,其涉及面广。针对计算流体力学的真实模拟,其主要目的是对流体流动进行预测,以获得流体流动的信息,从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展,市场上也出现了计算流体力学软件,其具有对流场进行分析、计算、预测的功能,计算流体力学软件操作简单,界面直观形象,有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
2.1在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中,反映介质之间的流动性比较复杂,依据传统的计算形式根本无法解决,并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点,在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律,其得出的结构往往存在较差时效性,实验骗差加大。通过对二维计算流体力学的应用,能够对搅拌中流体的形式进行模拟,并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化,不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关,还与时间、容器的形状等有着之间的联系,需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高,在通过借助多普勒激光测速仪后,已经对三维计算形式有了较大的突破,这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用,但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不断的完善。
2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备,通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用,能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同,计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变,增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积,提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中,热量交换的形式更为复杂,但是却群在重复性换热的特点,增加了换热的时间,提高了换热的效果。从总体上分析,计算流量力学中,需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用,能够计算出不同设备的热交换效果,并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
2.3在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
2.4CFD在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中,反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系,在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制,当反应中温度过大,就会造成分子的剧烈运动,其运动轨迹的变化规律就会异常,在利用计算流体力学的模型计算中,计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取,在计算流体力学的实际计算中,就要借助FLUENT进行三维建型,并利用测速反应器进行速度的测量,通过综合的比较分析,利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场,可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程,详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义,并在经济效益的提高上具有重要的价值,在近几年,化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究,以二维空间计算和模拟为基础,不断的完善三维空间的流量计算,并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用,在今后的化学工程发展中,应加强此类学科的教学与延伸,提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
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).
关键词:过程装备与控制工程;力学课程;内容优化;教学方法
作者简介:孙铜生(1981-),男,安徽天长人,安徽工程大学机械与汽车工程学院,副教授。(安徽 芜湖 241000)
基金项目:本文系安徽工程大学教学研究项目“过程装备与控制工程专业力学基础课程教学研究与探索”(项目编号:2011xjy32)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0110-02
我国的过程装备与控制工程专业始建于20世纪50年代,前身为化工设备与机械专业,由于其应用于加工制造流程性材料产品即过程工业中,且随着自动控制技术在化工机械中得到越来越广泛的应用,1998年经过教育部批准更名为过程装备与控制工程。该专业目标是培养从事过程装备与控制工程领域的工程设计、安装、检修与科研的应用型高级专门人才,专业基础课及专业主干课主要有:理论力学、材料力学、机械设计、机械原理、电工技术、电子技术、工程流体力学、工程热力学、化工原理、流体机械、化工设备设计、化工容器设计、过程装备控制技术、过程装备制造与检测、控制工程基础等,可见力学类课程在专业学习中起着重要的作用。
一、力学课程在过程装备与控制工程专业中的地位
过程装备根据制造方法不同可分为两类:一类以焊接为主要的制造手段,如塔器、换热器、锅炉等,称为过程设备;另一类以机械加工为主要的制造手段,如压缩机、离心机、泵等,称为过程机器。[1]过程设备一般都承受高温、高压,承压部件的设计与制造是过程设备的关键问题,故过程设备又是压力容器,压力容器又分为低压容器(0.1MPa≤p<1.6MPa)、中压容器(1.6MPa≤p<10MPa)、高压容器(10MPa≤p<100MPa)、超高压容器(p≥100MPa)。为了过程装备能够正常工作,需要其具有一定强度、刚度及稳定性,如果装备的结构设计不合理或选材不当,就不能保证装备的正常及安全运行,同时还要满足经济性要求,这就对理论力学及材料力学提出了更高的要求。过程装备中既有以流体能量为原动力的动力机械如蒸汽轮机、内燃机等,又有以流体作为工作介质的工作机械比如泵、各种塔器、换热器、压缩机等,这些过程装备都是以流体静力学、运动学及动力学为基础的,故工程流体力学对过程装备的设计尤为重要。过程装备的主要目的是为了获得产品,从原材料到产品要经历一系列物理的或化学的反应,这些反应伴随着能量的转换,特别是热能与机械能的转换,而工程热力学的研究内容就是能量的转换规律、提高能量转化效率的途径及能源利用的经济性,故工程热力学是过程装备与控制工程专业的一门基础性课程。可见,力学类课程可为学生学习专业知识和从事本专业的科研、生产工作奠定必备的理论基础。
二、力学课程教学问题及内容优化
1.课程存在的问题
通过对开设过程装备与控制工程专业的部分院校走访及对各力学教材的分析,发现目前专业力学课程存在的主要问题有:
(1)基础课程和专业课程的衔接不好。比如在工程流体力学里讲述了流体动力学方程式及管中流动等,而在流体机械中这些基础知识重复出现;工程热力学中的压气机热力过程及制冷循环在流体机械中也有重复;理论力学中的摩擦在机械设计中也有相关内容,材料力学中的平板弯曲分析理论与过程设备设计中有关内容重复等;工程流体力学中的流体静力学基本方程式、流体在管中流体的连续方程式和能量方程式、流体粘性和牛顿定律、层流及湍流、流体流动的沿程阻力及局部阻力等内容均在化工原理中出现。
(2)力学课程之间也存在内容交叉。比如工程流体力学和工程热力学中都有关于气体和蒸汽的流动、定熵和绝热气流的基本方程式的章节,工程流体力学中的流体状态参数和工程热力学的工质状态参数内容重复;理论力学中的动量矩定理在工程流体力学中重复出现。
综上可见,目前力学基础课停留于教学计划中的自身建设,课程规划缺乏有机协调,课程结构需要进一步优化,避免重复建设和教学资源的浪费。
2.课程内容优化
由于理论力学是学习材料力学的基础,可将将理论力学和材料力学合并为工程力学,工程流体力学及工程热力学单独开设,将专业课中所需要的理论知识全部归并到力学课程中进行讲解,力学课程中的交叉内容按照先上课程先安排的规则进行调整,优化后的主要教学内容有:
(1)工程力学。[2]平面汇交力系;平面力偶系;平面一般力系;空间力系;点的运动及合成运动;钢体的基本运动和平面运动;质点的运动微分方程;刚体转动的微分方程;质点及质点系的动能定理;刚体的惯性力系;动量定理与动量矩定理;虚位移法;轴向拉伸与压缩;剪切的计算;圆轴的扭转;梁的弯曲内力、弯曲应力及弯曲变形的计算;第一、二、三、四强度理论;组合变形及强度计算;压杆稳定性计算。
(2)工程流体力学。[3]流体的基本参数及粘性;流体平衡的微分方程式;重力场中的流体平衡及流体的相对平衡;流体静压强的计算与测量;流体运动的连续方程式;流体运动的微分方程式;伯努利方程式;层流及湍流;管路的沿程阻力及局部阻力计算;薄壁孔出口流;厚壁孔出口流;平面缝隙流体;环形缝隙流动。
(3)工程热力学。[4]热力系统与热力学状态;功和热的概念;热力学第一定律;开口和闭口系统能量方程式;气体和蒸汽的比热容、热力学能、焓和熵;气体和蒸汽的基本热力过程;热力学第二定律;卡诺循环与卡诺定理;孤立系统熵增原理;压气机的热力过程;制冷循环;气体动力循环;蒸汽动力装置循环;实际气体性质及热力学表达式。
三、力学课程教学方法探索
1.理解记忆教学法
教学中发现学生学习过程中存在以下两个问题:
(1)部分同学觉得力学课程太难,书上随便哪一页都可以看到公式,一本书学下来接触的公式基本上都在几百个,便放弃了课程学习。
(2)部分同学认为既然力学就是公式的组合,那么平时上课不需要听讲,考试前把公式背一遍就可以了。其实这两种态度都是不可取的,力学课的公式虽多,但大多数公式都是基于一些基本的定理推导来的,只要理解这些定理的实质就能灵活应用,大多数的公式都可以通过简单的推理得来,所以在教学中要特别注意基本定理的讲解。比如工程热力学课程内容基本是建立在热力学第一定律和第二定律的基础上,在进行热力学第一定律讲解时,首先应从能量守恒原理讲起,能量不生不灭,热力系统存储能量的增量等于进入系统能量与离开系统能量的差值,而热力系统又分为开口系统和闭口系统,因此第一定律表达式有两种形式,难点在于开口系统表达式的推导,只要逐次分析进入系统的能量的组成、离开系统的能量组成及系统储存能量组成并用表达式表示,那么开口系统能量表达式就不难理解了。再如,工程力学中讲解如何提高梁抗弯能力的措施时,结合梁弯曲时的正应力强度条件。因此,不难理解如下措施:第一,选用合理的截面:由正应力强度条件可知,梁的抗弯能力还取决于抗弯截面系数。而材料的重量又取决于梁的截面积,因此可把抗弯截面系数除梁截面积作为一个衡量指标,以达到既提高强度,又节省材料的目的。第二,采用变截面梁:从正应力强度条件可以看出,横力弯曲时,梁的弯矩是随截面位置而变化的,位置不同弯矩的大小不同,在某个截面处弯矩最大,若设计成等截面的梁,只有最大弯矩所在截面处正应力达到许用应力值,材料强度得不到充分发挥。为了减少材料消耗、减轻重量,可把梁制成截面随截面位置变化的变截面梁。第三,适当布置载荷和支座位置:从正应力强度条件可以看出,在抗弯截面模量不变的情况下,最大弯矩越小,梁的承载能力越高,应合理地安排梁的支承及加载方式以降低最大弯矩值。
2.工程实践教学法
力学课程主要任务在于:通过对课程的学习,可提高学生力学基础理论水平,培养学生分析和处理问题的抽象能力和逻辑思维能力,为学生从事过程装备本专业的设计工作奠定必备的理论基础,同时可训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。因此在力学课程讲解过程中,要注重将力学知识和工程实例结合起来进行讲解。[5,6]一方面可以加深同学们对课程的认识,训练并提高从事设备设计工作的实践能力;另一方面可激发同学们的学习兴趣,从枯燥的公式推理中解脱出来,提高学习效率。例如,在进行逆向卡诺循环讲解时,逆向卡诺循环又分为制冷循环和热泵循环,通过理解记忆教学法推出制冷系数和供暖系数分别为:
(1)
(2)
这里,q1为工质向高温热源的放热量,q2为工质从低温热源的吸热量,T1为高温热源温度,T2为低温热源温度。这四个参数在理解时往往会混淆,为什么会从低温热源吸热向高温热源放热?为什么在同一个循环下会有制冷和供暖两种效应?为什么制冷系数用从低温热源的吸热量除循环净功而供暖系数却用向高温热源的放热量除循环净功呢?这里就可以引入空调的实例,夏天时把模式调到制冷上,空调就会吹出凉风,冬天时把模式调到供暖时,空调就会吹出暖风。夏天,室外比室内温度高,室外就是高温热源,室内是低温热源,制冷的原因就在于把室内(低温热源)的热量排向室外(高温热源),这就实现了从低温热源吸热向高温热源放热,同时室内制冷效果就在于从室内吸收的热量的多少,因此制冷系数把q2作为分子。冬天,室内比室外的温度高,室外就是低温热源,室内是高温热源,供暖的原因在于把室外(低温热源)的热量排向了室内(低温热源),同样实现了从低温热源吸热向高温热源放热,室内供暖的效果在于从室外吸收的热量的多少,所以供暖系数把q1作为分子。
3.知识串联教学法
过程装备的设计过程中往往需要把所学力学课程的知识进行综合,在一门力学授课课程中不能与其他力学课程独立,要注意将力学课程知识进行衔接,使同学们对力学课程形成一个整体思维,以便在今后能灵活应用并有机结合力学基本原理来解决工程实际问题。
例如,在工程流体力学中讲解流体静压强的方向性时,可将其与工程力学中的空间汇交力系知识进行串联,先分别把作用在微元四面体上的力向三个坐标方向进行投影,写出表面力方程为:
(3)
而微元体上的质量力为:
(4)
再根据空间汇交力系的平衡方程,表面力和质量力的合力在三个坐标方向的投影都为零,从而可得出在三个坐标方向的压强相等,也即流体静压强无方向性的结论。
四、结束语
力学课程在过程装备与控制工程专业建设中要引起足够重视,教学内容优化可避免重复教学,使学生在有限的课堂中能学习更多的专业知识,在教学过程中要不断探索教学方法,提高教学效果,营造良好的教学气氛,全面提高学生的综合素质。
参考文献:
[1]邹广华,刘强.过程装备制造与检测[M].北京:化学工业出版社,
2012.
[2]北京科技大学,东北大学.工程力学[M].北京:高等教育出版社,2010.
[3]张也影.流体力学[M].北京:高等教育出版社,2005.
[4]沈维道,童钧耕.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,2010.
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