固體力學原理范文

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篇1

關(guān)鍵詞：固體物理學；教學改革；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）29-0034-02

固體物理學是一門研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成的微觀粒子（原子、離子、電子等）間相互作用和運動規(guī)律，從而闡明其性能與用途的學科。它是微電子技術(shù)、光電子學、材料學等技術(shù)和學科的基礎(chǔ)，同時，也在太陽能光伏發(fā)電等新能源技術(shù)的革新發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。因此，在常州大學新能源材料專業(yè)中開設(shè)該課程，并將其作為該專業(yè)的主干課程之一，希望使本專業(yè)學生掌握一定的固體物理知識及其研究方法，從而有助于學生增強理學背景，擴展視野，提高其解決問題的能力，而且為他們畢業(yè)后進一步深造或就業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。

一、新能源材料專業(yè)固體物理學教學現(xiàn)狀分析

新能源材料專業(yè)是常州大學近年來為培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的專業(yè)人才而設(shè)立的新專業(yè)。該專業(yè)處于起步階段，人才培養(yǎng)模式和課程體系的構(gòu)建亟需完善，而且材料類專業(yè)課程往往更偏重材料的工藝、性質(zhì)和性能，這些課程往往重工輕理，造成學生的理科背景不強。而固體物理學課程包含了很多晦澀難懂的專業(yè)定義、復(fù)雜的三維空間想象與變換和煩瑣的理論推導，需要以高等數(shù)學、熱力學與統(tǒng)計物理和量子力學等理論性很強的課程為基礎(chǔ)，因此客觀上造成本專業(yè)的學生并未做好學習固體物理學課程的準備。舉例來說，這些學生的先修課程并不包含量子力學。此外，像高等數(shù)學這類課程，學生雖已經(jīng)學習過，但由于課時等原因，這類課程的學習程度沒有達到學習固體物理學課程的要求。由于上述原因，本專業(yè)的學生在學習本課程的過程中感到相當?shù)某粤Γ貏e是涉及到一些抽象的定義和復(fù)雜的數(shù)學推導過程，使部分學生產(chǎn)生了厭學的情緒。因此，為達成設(shè)立本課程的初衷，其課堂教學和考核的改革勢在必行。

二、教學內(nèi)容的改革

固體物理學課程的內(nèi)容博大精深，可人為劃分為固體物理基礎(chǔ)部分和固體物理專業(yè)部分。由于本專業(yè)的培養(yǎng)方案將本課程定性為專業(yè)基礎(chǔ)課程，并為其安排了56個學時，因此僅講授固體物理基礎(chǔ)部分，并對其有所取舍，充分考慮新能源材料專業(yè)側(cè)重太陽能光伏發(fā)電和鋰離子電池儲能的特點。鑒于以上考慮，本課程的教材選用Kittel著，項金鐘和吳興惠翻譯的《固體物理導論》，講授該教材的前七章，側(cè)重材料的電學性能知識點的講授，減少力學和磁學等相關(guān)知識點的比重。例如在第三章晶體結(jié)合與彈性常量中，舍棄關(guān)于彈性常量的講解，回避復(fù)雜的角標和矩陣方程，既可以減少學生的畏難情緒，又可將更多的精力放在第六章和第七章這些與材料電學性能相關(guān)的章節(jié)。此外，Kittel著《固體物理導論》這本教材比較注重物理結(jié)論，而在某些地方忽視了如何引出該結(jié)論的過程，如果只是照本宣科，必然會使學生對課程的內(nèi)容產(chǎn)生懷疑，最終導致他們失去學習的興趣。因此，在教授的過程中作者還取多家之長，對該教材忽略的重要過程進行補充，力爭講清每個知識點的來龍去脈。比如，在第六章自由電子費米氣中，《固體物理導論》該教材直接引出了一維情況下能級的表現(xiàn)形式，這種不通過薛定諤方程的方式使學生感覺知識點比較突兀，缺乏心理準備。對此，我們在這部分補充了薛定諤方程的知識，而后自然地引出教材內(nèi)容。通過這種做法不僅豐富了課堂教授的內(nèi)容，使知識體系更趨完善，更在潛移默化中將對待工作認真負責的做人道理傳遞給學生，起到了教書育人的目的。

三、教學方法的改革

正如前面所述，固體物理學課程內(nèi)容理論性強，比較抽象難懂，而學生由于種種原因并未打下學習該課程的基礎(chǔ)。為了解決這一矛盾，作者首先將要用到的《量子力學》、《統(tǒng)計物理學》和《高等數(shù)學》中相關(guān)知識點在課堂上穿插講解，為學生補缺補漏，解決先修課程不足的問題。其次，不拘泥、不追求煩瑣的數(shù)學推導和演算，采用定性解釋或數(shù)學推導與定性解釋相結(jié)合的辦法去解釋固體的性質(zhì)和結(jié)論。例如，在講解費米-狄拉克分布時，如果從數(shù)學推導上去解釋這一結(jié)論會十分煩瑣，我們采用生活中汽車長隊等紅燈的例子去類比解釋：將一輛輛汽車類比為固體中的電子，將紅燈前的斑馬線類比為固體中的費米能級，將紅燈時沒有汽車越過斑馬線類比為0K下固體中所有電子排布在費米能級之下，將綠燈時首先是靠近斑馬線的汽車通過斑馬線類比為0K以上原費米能級附近的電子首先激發(fā)到高能級。這樣就很容易讓學生理解這一重要的結(jié)論，并且有助于樹立學好這門課程的信心。此外，在講解第六章自由電子費米氣的過程中，首先給學生補充薛定諤方程的知識點，但由于他們沒有學過《量子力學》課程，對薛定諤方程的講解采用數(shù)學推導與定性解釋相結(jié)合的辦法：從能量守恒角度并引入幾個重要的假設(shè)就能簡單的導出薛定諤方程，使他們很快的掌握必要的先修知識。采用這樣一些方法，可將一些較復(fù)雜、抽象的知識點以較為生動的形式傳授給學生，改變了他們對這門課程看法。

四、課程考核方式的改革

學生成績評定是教學過程的主要環(huán)節(jié)之一。目前常用的考核方式有閉卷和開卷兩種形式，前一種形式主要考查課本內(nèi)容，容易造成學生考前突擊，死記硬背；后一種形式考查內(nèi)容靈活，但學生往往對考試復(fù)習無從下手，一些學生甚至存在投機取巧的僥幸心理，放棄對所學內(nèi)容的復(fù)習。結(jié)合固體物理學課程理論性強、內(nèi)容靈活但又有大量基本結(jié)論和公式需要記憶的特點，作者采取半開卷的考試形式，即統(tǒng)一向?qū)W生發(fā)放一張A4大小的紙，學生在復(fù)習過程中可將他們認為重要的知識點歸納總結(jié)在這張紙上，而考試時可查閱這張紙上的內(nèi)容。采用這種方法，避免了學生在復(fù)習過程中將大量精力放在結(jié)論和公式的記憶上，有助于督促學生對所學課程內(nèi)容進行思考，從而提高了學生的綜合素質(zhì)。

總之，在新能源材料專業(yè)固體物理學課程教學過程中，要堅持以學生為本，以學生為主體，在充分認識本專業(yè)學生特點的基礎(chǔ)上，不斷改革，勇于實踐，不斷充實和完善自己，最終做到因材施教。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：獨立學院 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 建構(gòu)主義理論 立體動態(tài)管理的教學方式 無紙化測試評估體系

國家教育部從2008年開始逐步在全國高等學校推行四、六級網(wǎng)絡(luò)化考試，從而較大地顛覆了以往紙質(zhì)卷考的考試形式和重點設(shè)置。國家教育部對大學英語四、六級的改革，充分地向各高校傳達了一個有效的變革信息，即：高校的大學英語課程要實現(xiàn)教學方式和測試評估體系的適應(yīng)性改革勢在必行。

高等學校當前多采用的是傳統(tǒng)方式的大學英語教學， 其單一的教法導致單一的測試方法。測試評估學生英語學習能力的方法多為學期教學后一次性對整體學生進行紙質(zhì)卷考，在這種評估體系下，學生的成績就是典型性應(yīng)試教育的產(chǎn)物，學生作弊現(xiàn)象嚴重，考試內(nèi)容滯后呆板，一次考試定成績的測試體系不能全面客觀體現(xiàn)學生的整體英語語言英語能力及其語言的綜合素質(zhì)。誠然，傳統(tǒng)的測試評估方式曾為我國的英語教學起過不小的積極作用，但在新形勢下，傳統(tǒng)的測試顯得評價標準失真，互動性較低，片面性強，不能真正體現(xiàn)學生英語語言應(yīng)用的真正能魅力。基于這樣的現(xiàn)狀，面臨國家教育部對大學英語四，六級測試方式的轉(zhuǎn)變的政策影響下，各高校必須從測試體系入手，改革傳統(tǒng)考試，導入立交式立體、動態(tài)測試評估體系，使測試對教學有良好的反拔作用，促使學生語言知識和言語能力的同步提高，促進學生用英語交際的能力。這是由于語言從來不是僵死的，它永遠處在運動變化之中，因此語言測試也不應(yīng)固守一個模式，而應(yīng)以動態(tài)、立體、交互的形式反映應(yīng)試者對處在動態(tài)中的語言的掌握程度。河北聯(lián)合大學輕工學院基于大學英語的改革大背景，率先做出改革行動，引進并使用藍鴿校園網(wǎng)語言學科平臺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為本文研究提供了硬件支持和可靠數(shù)據(jù)。通過兩年的研究和實踐，作為該校英語教師，研究總結(jié)其測試評估體系從卷考到網(wǎng)考的巨大轉(zhuǎn)變及實現(xiàn)于以下三個方面。

一、是測試評估體系的改革，應(yīng)當從重視語言要素轉(zhuǎn)向語言實際能力的運用。其測試目的從重視共性轉(zhuǎn)向個性，從關(guān)注考試結(jié)果轉(zhuǎn)向語言學習本身。提倡形成性評估和終結(jié)性評價雙重評估體系并重，評價方法和測試手段應(yīng)當多樣化，評價標準也應(yīng)當多元化，鼓勵學生自我評價和相互評價，使考試起到促進教學的作用。藍鴿網(wǎng)絡(luò)作業(yè)系統(tǒng)針對學生英語學習專門設(shè)了評估模塊，老師和學生雙方都可據(jù)此次作業(yè)做出相應(yīng)評估。測試評估內(nèi)容也由以往卷考客觀性試題居多轉(zhuǎn)向以主觀綜合素質(zhì)題型為主，客觀性評估為輔的試題。學生完成主觀性試題的過程就是轉(zhuǎn)向語言學習本身的過程，也是從本能應(yīng)試語言學習向興趣能力語言學習轉(zhuǎn)變的過程。在此互評評估過程中，教師設(shè)置學生互評和師生互評任務(wù)，師生順利轉(zhuǎn)變角色，這種多層次評估體系使得學生在對他人的進行互評的過程中，完成多方面自我缺失知識的補充。同時也提高了測試評估任務(wù)的特征和目標語言使用任務(wù)特征的一致性。

二、運用構(gòu)建主義理論，構(gòu)建多極化的英語水平測試體系。建構(gòu)主義對學習和教學做出了新的解釋，以這種理論為基礎(chǔ)，學生、教師、教材、媒體構(gòu)成教學模式改革的基礎(chǔ)成分，在運用建構(gòu)主義學習理論于教學中時，網(wǎng)絡(luò)能幫助學習者更有效地獲得更大信息量的語言資料，以視頻、音頻、文字、圖片多種形式提供給學生進行選擇。淡化統(tǒng)考在評價英語教學和認定語言能力方面的獨一無二的地位，從根本上破除應(yīng)試教育的根基。依據(jù)藍鴿語言學習系統(tǒng)，河北聯(lián)合大學大學英語多極化測試的多樣化水平測試體系系統(tǒng)分為三大體系：

1. 網(wǎng)絡(luò)作業(yè)測試體系。此體系依托藍鴿網(wǎng)絡(luò)平臺，給學生提供訓練基地，使學生對所學知識達到從“了解”到“掌握”再到“會用”的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的作業(yè)為單元內(nèi)容學習完成后，課本自帶作業(yè)，這種終結(jié)性評估型的作業(yè)不能全面有效地分析學生的英語語言掌握能力。依托藍鴿系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持，教師可以根據(jù)課堂教學進行自編作業(yè)，靈活掌握學生語言掌握動態(tài)，形成有效的自編型的形成性評估體系。

2. 考試測試體系。眾所周知，完成從卷考到網(wǎng)考的根本性變革在于測試評估體系的徹底轉(zhuǎn)變。河北聯(lián)合大學輕工學院的大學英語期末考試形式的轉(zhuǎn)變，較大的顛覆了傳統(tǒng)教學下的期末考試形式。大學英語測試評估體系的轉(zhuǎn)變在兩年的網(wǎng)絡(luò)化考試實踐改革中，經(jīng)歷了三次主要的改變：系統(tǒng)抽題；課外自編；課外自編和課內(nèi)知識各占比例形成獨有模塊。通過實踐證明：自編試題的測試形式可以使測試內(nèi)容更豐富，形式更個性化，貼近學生素質(zhì)發(fā)展的實際狀況。

3. 個人測評體系。傳統(tǒng)教學評估體系的最大空白就是沒有個人測評體系，造成學生不知道自己在整個語言環(huán)境中的真實能力，學生自身英語運用能力較低。測試評估體系轉(zhuǎn)變的最大創(chuàng)新，就是采用網(wǎng)絡(luò)個人自主學習和自我測評體系，有效地提高了學生的自我認知能力，意識到自己的英語知識的缺失的具體原因，有效地自我改正英語學習策略。

三、實現(xiàn)全方位立體動態(tài)管理的教學和無紙化測試評估體系。

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[ 關(guān)鍵詞] 體育教學 傷害事故防范

一、學校體育傷害事故的類型以及產(chǎn)生原因

學校體育傷害事故是指在體育課堂教學、訓練過程中，由于學生自身原因、意外事件、不可抗力、自助行為、特殊侵權(quán)行為或一般侵權(quán)行為造成學生精神和身體傷害的事故。產(chǎn)生傷害事故的原因是多樣的，人們面對學生遭到傷害事故時，總是將學校與受傷害的學生相對應(yīng)，將學生在體育教學中受到的傷害全歸責于學校，這種傳統(tǒng)而不合法的理念使得對此類事故的責任認定產(chǎn)生強烈的偏差。

學校體育傷害事故產(chǎn)生的原因和類型主要有以下幾種類型

學校體育傷害事故主要有以下幾種類型：

1學生自我原因造成傷害事故

在體育課堂教學、訓練中由于學生1、違紀（教師已盡管理職責）或疏忽大意；2、特殊體質(zhì)或疾病（沒有告訴學校、教師）；3、自尊心強或心理承受能力差（學校、教師的教育教學方式并無不妥）而造成自身的傷害。對于完全由于學生自我原因造成的傷害，這類事故不存在著學校、教師的過錯行為。因此，根據(jù)責任自負原則，所有責任由學生本人承擔。

2由于意外事件、不可抗力或自助行為造成傷害事故

意外事件指非當事人的故意或過失而偶然發(fā)生的不可預(yù)見的傷害。如在足球比賽中，學生被足球踢到了頭上而暈倒在地造成傷害事故。不可抗力即人力所不可抗拒的力量，指不能預(yù)見、不能避免并不能克服的客觀情況。如地震、風暴等自然災(zāi)害引起的傷害。自助行為指權(quán)利人為保護自己的合法權(quán)利，在情事緊迫而又不能及時請示有關(guān)人員救助的情況下，對學生施加的為法律或社會公德所認可的不超過必要限度的強制行為。如在排球教學中，學生跳起扣球而踩在另一排球上要摔倒時，順勢拉住另一學生，致使另一學生造成傷害。對于意外事件、不可抗力或自助行為造成的傷害，當事人都沒有過錯，既不能采用推定的方式認為當事人有過錯，又不能適用無過錯責任要求加害人賠償，而學生遭受的損失得不到補償又顯失公平。因此，這類傷害事故理應(yīng)適用公平責任原則。對于這類事故的最好解決辦法不是通過法律程序，而應(yīng)通過“保險”的方式進行解決。

二、學校體育傷害事故發(fā)生的原因：

對于學校體育傷害事故發(fā)生的原因，專家學者從不同的視角進行了分析和研究。首先，從觀念上看，體育教學事故的發(fā)生，往往是由于學校體育管理人員、有關(guān)的教學人員，以及學生自身對這類問題的重視不夠從而出現(xiàn)思想上的麻痹和疏忽，造成對教學中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的忽視，導致了事故的發(fā)生。其次，從制度層面上看，目前我國針對學校體育傷害事故所制定的法律規(guī)范尚不夠完善，顯示的針對性還不夠強，這就造成了一旦發(fā)生體育教學傷害事故，很難找到強有力的法律法規(guī)的依據(jù)。此外，在學校體育事故的管理制度方面，仍然存在一些值得注意的不完善之處，還跟不上時代的要求。這在客觀上為防范和處理傷害事故造成了障礙。再次，從器材層面看，國家對教育投入不斷增加，教學的條件也得到了很大改善。但是，隨著各個大專院校不斷擴招，有關(guān)方面對學校體育教學方面的投入就顯得相對滯后，跟不上形式發(fā)展的需要。體育教學經(jīng)費投入的不足，導致了學校體育場地和體育設(shè)施缺乏，器械陳舊，難以滿足教學的需要。在客觀上，這形成了誘發(fā)事故的潛在因素。

三、學校體育傷害事故的防范

體育教學中學生傷害事故往往防不勝防，這類事故多數(shù)是出自疏忽大意、過失、瀆職而造成的，這不僅給學生本人及其家長帶來不幸和痛苦，而且給學校和教師造成管理上的困惑和不安，直接影響到學校正常的教育教學秩序，甚至影響到素質(zhì)教育向更深層次的推進。因此，我們教育工作者要采取有力的防范措施，把學生的傷害事故減少到最低限度。通過上面地學校體育傷害事故發(fā)生的原因所作的分析，我們提出以下幾個方面有針對性的防范措施：

1提高對學校體育傷害事故的防范意識。

要加大對傷害事故進行防范的教育力度，提高全體師生的安全意識和自我防范能力。大量事實表明，教育行政機關(guān)、學校教育管理人員甚至家長對在校學生人身安全問題的關(guān)注是不夠的，對學生傷害事故的安全防范教育基本處于空白狀態(tài)，學生的安全意識和自我防范能力較弱，安全知識匱乏。這是學校體育傷害事故不斷發(fā)生的一個重要因素。因此，應(yīng)完善學校的安全教育工作，將傷害事故防范教育列入體育教學計劃，使學生的安全意識和自我防范能力不斷得到提高。要了解和發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)傷害事故的隱患，盡可能把握體育教學中學生發(fā)生傷害事故的時間、地點和條件，做到防患于未然，樹立起一種具有高度預(yù)見性、高度敏感性、高度主動性和高度警惕性的綜合防范意識。千萬不要以“血的教訓和生命的代價”才能喚醒體育教學安全防范意識。

2加強法制管理制度的建設(shè)

完善學校體育傷害事故防范與處理的法規(guī)和管理制度體系。目前，這方面的工作重點應(yīng)放在對學校體育傷害事故防范與處理辦法的研究和探討上，在現(xiàn)有的法律法規(guī)的基礎(chǔ)上，制定出對學校和體育教師的權(quán)利及義務(wù)的范圍，對學校體育傷害事故的責任認定和責任追究、傷害事故法律救濟等做出明確的、具體的界定，確保學校體育傷害事故能夠得到有效的防范，以及在出現(xiàn)事故之后的處理程序有法規(guī)可以遵循；其次，在學校體育傷害事故的預(yù)防與管理的制度建設(shè)方面，應(yīng)當著力引入先進的管理理念，構(gòu)建高效實用的管理運行機制。例如，當前國外已被普遍采用的風險管理體制，就是一種可行的學校體育傷害事故的管理模式。建立學生健康檔案掌握學生是否有某些不適宜劇烈運動的疾病，以便在安排有關(guān)活動時加以控制，并要求家長定期為學生檢查，以保證學習橫在校期間的安全。學校應(yīng)將學生傷害事故防范工作的責任分解為若干層次、若干環(huán)節(jié)，明確劃分每個部門、每個崗位防范工作的范圍，對防范內(nèi)容和具體責任簽訂責任書。這樣能有效避免部門、崗位之間的責任不清，相互扯皮的現(xiàn)象，從而有效促進安全管理工作的落實，增強有關(guān)人員的責任感。

3加強規(guī)章制度建設(shè)及對體育器材的安全管理。

建立體育器材場地安全檢查維修制度、學生健康檢查及特殊體質(zhì)登記制度，并將這些制度列入學校教育管理中。做到制度健全，落實到人，預(yù)防和控制體育教學中學生傷害事故的發(fā)生，防患于未然。對體育設(shè)備設(shè)施要定期檢查維修，注意發(fā)現(xiàn)和消除危陋設(shè)備設(shè)施的潛在危險；各種教育教學活動一定要在指定的符合安全要求的場地進行。要常備不懈，持之以恒，使事故防范工作走上制度化、規(guī)范化、法制化軌道。要力爭有關(guān)方面加大對學校體育教學的資金投入，不斷完善學校體育教學的場館改造與擴建，更新體育器材和設(shè)施，確保提高器材使用的安全系數(shù)，為體育教學和學生課余活動營造一個安全舒適的環(huán)境，從而最大限度的減少和預(yù)防體育傷害事故的發(fā)生。

4加強對體育教學環(huán)節(jié)的管理

體育教師要充分做好課前的準備工作。深入調(diào)查研究，充分掌握學生情況；認真鉆研教學大綱和教材，結(jié)合學生具體情況，認真考慮教材內(nèi)容的重點、難點、關(guān)鍵和危險環(huán)節(jié)，將安全保護作為教學要點之一寫進教案。教學中要組織學生充分做好準備活動和放松運動，合理安排教材內(nèi)容搭配和先后順序，有的放矢地采取恰當?shù)慕虒W方法和手段；對體育器械場地隨時隨地進行安全檢查；嚴密教學過程的組織，有效落實紀律管理措施及運動過程中的人員保護，加強教學的預(yù)見性和計劃性。

5充分做好傷害事故的應(yīng)急準備

學校應(yīng)針對可預(yù)見的學生傷害事故，研究和制定事故的應(yīng)急方案；組織教師學習防范救護知識，掌握應(yīng)急本領(lǐng)；組織學生學習救護常識，普及避險、自救本領(lǐng)。“有備無患”或許不能減少傷害事故的發(fā)生，至少將會減少學生傷害的程度。

四、結(jié)束語

隨著體育教育教學改革的不斷深入，體育教學中傷害事故涉及的權(quán)義主體可能會更多；其適用的法域會更寬廣；對社會的影響會更大。但遺憾的是，到目前為止還沒有明確、具體、統(tǒng)一的法律法規(guī)對之進行規(guī)范。因此，防范傷害事故是一個永恒的課題。為了更好地保護學校、教師和學生的合法權(quán)益，維護學校正常的教學秩序和社會穩(wěn)定，我們對體育教學中傷害事故的研究分析，就顯得尤為重要。只有充分了解和掌握傷害事故發(fā)生的原因，才能從認識和行動上采取積極有效的防范措施；只有充分了解和掌握傷害事故的責任構(gòu)成要件和歸責原則，熟悉現(xiàn)行教育法律、法規(guī)的基本精神和主要內(nèi)容，才有可能避免不必要的法律糾紛，才能依法確保教育工作者的管理積極性，做到有法可依，有法必依，依法治校，依法施教。本文對體育教學中傷害事故只作了初淺的研究分析，權(quán)作拋磚引玉的瓦礫，要做好傷害事故的防范工作，更需要廣大教育工作者的密切合作，共同努力，共同探索。

參考文獻：

[1]教育部.學生傷害事故處理辦法，2002.9.01.

篇4

2020年元月11日--16日,我參加了學校組織的教育教學管理人員和專業(yè)骨干教師培訓班。去時高鐵,歸時大巴,正像這次培訓地蘇州一樣---現(xiàn)代文明和古代文明可以融合。回來時行進在高速公路上,時間有些長,一路都是雨，提醒這次培訓與眾不同,我趕緊對這次培訓進行了一些思考。

這次培訓對我印象最深的是元月15日上午翁孝川所作的報告--學校管理者歷史使命與角色定位，談到了學校的發(fā)展定位，教師的時代重任，職業(yè)教育的目的。在談到角色定位時，校長的精神支撐，副職領(lǐng)導的領(lǐng)域?qū)＜遥h(huán)節(jié)干部的實踐行家，一線教師的操作能手等，分析之全面，定位之準確，都給我留下了深刻的印象。

元月14日下午聽了邱瑜博士的演講----幼兒園課程改革與教師專業(yè)設(shè)計，對幼兒課程方面提出，幼兒教育的課程價值取向，應(yīng)是符合幼兒身心發(fā)展特點和發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)孩子一生受用的素養(yǎng)，提升孩子在明天社會生存和發(fā)展的能力。對幼兒教師提出，幼兒教師只有在實際的教育教學工作中，特別是課程持續(xù)不斷的開發(fā)中，不斷發(fā)展豐富自己的教育教學知識和技能，才能使自己向著經(jīng)驗豐富，能力過硬方向發(fā)展。這些見解都讓我記憶深刻。

元月13日上午,參觀了蘇州大學試驗幼兒園,聽了陳建華園長的報告----依園而建,園本特色課程的建設(shè)與管理。她提出的園本課程,養(yǎng)潤教育,養(yǎng)潤課程,讓我感受到這是用心在教育，難怪學校發(fā)展突飛猛進。

篇5

【關(guān)鍵詞】血源性骨髓炎；仙方活命飲；清熱解毒

【中圖分類號】R289.5【文獻標志碼】A【文章編號】1007-8517（2015）20-0127-01

急性血源性骨髓炎常見于幼兒、少年及青春早期，10歲以下的患者占80%。臨床以高熱、局部腫脹、劇痛為特征。早期可因并發(fā)膿毒血癥、敗血癥而威脅生命，多數(shù)患者就診時已進入成膿期，若延誤就診即可出現(xiàn)膿腔擴散，出現(xiàn)全身中毒或骨質(zhì)破壞及其他組織殘疾的急重病情，筆者采用仙方活命飲治療血源性骨髓炎患者取得滿意療效，現(xiàn)報告如下。

1資料與方法

1.1一般資料選取我院2013年8月至2015年3月收治的24例血源性骨髓炎患者作為研究對象，其中男18例，女6例；年齡3～18歲，中位年齡10歲；均以高熱、局部腫脹、患處劇痛入院，按照血源性骨髓炎臨床診斷標準[1]，結(jié)合病史、癥狀、體征和實驗室檢查診斷為血源性骨髓炎。其中有癤、癰病史者10例，外傷史者8例，無明顯原因患者6例。

1.2治療方法所選患者均口服中藥仙方活命飲（白芷12g，貝母9g，防風9g，赤芍9g，當歸尾10g，炒皂角刺8g，炙穿山甲6g，天花粉9g，乳香6g，沒藥9g，金銀花18g，陳皮9g，甘草節(jié)6g）加減以清熱解毒，消腫潰堅，活血止痛。熱重渴甚者加黃柏10g，麥冬20g；病因為跌打損傷所致者加丹參9g，透骨草15g；惡寒發(fā)熱者加羌活9g，荊芥9g；水煎服，每日一劑，早晚分服。其中8例屬于早期治療，口服仙方活命飲后癥狀得到控制，避免手術(shù)；16例已成膿，癥狀難以控制，必須切開引流，術(shù)前術(shù)后均服用仙方活命飲，配合西醫(yī)常規(guī)治療方法和措施。

1.3療效評價參照有關(guān)文獻擬定[2]。治愈：全身癥狀及局部疼痛、腫脹及隆起消失，無壓痛，活動自如，患肢功能恢復(fù)，X線攝片顯示骨質(zhì)正常，隨訪1年未復(fù)發(fā)；顯效：全身癥狀及局部腫痛消失，患肢功能恢復(fù)，X線攝片示骨質(zhì)破壞部分修復(fù)，骨膜反應(yīng)較前吸收好轉(zhuǎn)；好轉(zhuǎn)：全身癥狀及局部癥狀體征均有好轉(zhuǎn)，腫塊縮小，局部稍有壓痛，X線攝片示骨質(zhì)破壞趨于修復(fù)，病灶穩(wěn)定；無效：經(jīng)治療后全身及局部癥狀不能控制，X線攝片示病灶繼續(xù)發(fā)展，有大片狀死骨生成。

2結(jié)果

本組24例，經(jīng)過3～20d治療后痊愈13例，顯效8例，好轉(zhuǎn)2例，無效1例，總有效率為95.83%。

3討論

雖然急性血源性骨髓炎經(jīng)手術(shù)開窗減壓引流術(shù)后膿腔壓力迅速下降，因膿腔壓力而造成的疼痛情況也迅速改善，體溫也隨之降低，但是其本身并不是對因治療，臨床上可見到患者在切開術(shù)后其它癥狀改善不佳，膿腔易再次成膿，導致引流管長期不能拔除，傷口愈合時間延長，增加患者的痛苦，配合仙方活命飲治療療效明顯。本病發(fā)病多因細菌栓子停滯于長骨干骺端的毛細血管內(nèi)，而形成病灶。根據(jù)患者癥狀體征進行中醫(yī)辨證，本病發(fā)病初期多屬于熱毒膿腫型。因熱毒壅聚，營氣郁滯，氣滯血瘀，聚而成形，故見局部紅腫熱痛；邪正交爭于表，故身熱凜寒；正邪俱盛，相搏于經(jīng)，則脈數(shù)有力。治宜清熱解毒為主，消腫散結(jié)為輔，方用仙方活命飲加減。歷代醫(yī)家認為[3]：仙方活命飲能治一切癰疽或治一切瘡瘍。方中金銀花性味甘寒，清熱解毒療瘡，故重用為君。以赤芍、當歸尾、陳皮、乳香、沒藥活血行氣通絡(luò)，消腫止痛，共為臣藥。白芷、防風相配可使肌膚腠理熱毒之邪從外而解；花粉、貝母相配以清熱化痰散結(jié)，可消未成之膿；山甲、皂刺通行經(jīng)絡(luò)，透膿潰堅，可使膿成即潰，均為佐藥[4]。甘草消腫導毒；煎藥加酒者，借其通瘀而行周身，助藥力直達病所，共為使藥。諸藥合用，共奏清熱解毒，消腫潰堅，活血止痛之功，臨床療效顯著，值得臨床推廣應(yīng)用。參考文獻

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1 教學現(xiàn)狀分析與分級教學意義

宜賓職業(yè)技術(shù)學院被確立為國家骨干職業(yè)技術(shù)學院建設(shè)單位后，如何進一步提高電氣自動化技術(shù)專業(yè)理實一體化課程的教學質(zhì)量與內(nèi)涵，如何進一步深化教學改革，開創(chuàng)教學工作的新局面，不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，是當前必須認真思考和精心謀劃的戰(zhàn)略課題。

目前在電氣自動化技術(shù)專業(yè)對理實一體化課程教學，采用的是傳統(tǒng)的面向全體學生統(tǒng)一制定的教學大綱和教學計劃，采用同樣的教學方法，實行同樣的考核標準。而隨著高校招生規(guī)模的不斷擴大，專業(yè)的生源來自全國各地，地區(qū)發(fā)展的差異和學生的個體差異所帶來的入學時學生智能傾向、認知風格、知識能力的參差不齊，對這種傳統(tǒng)的“統(tǒng)一管理、統(tǒng)一授課、統(tǒng)一考核”的教學模式提出了嚴重的挑戰(zhàn)。

分級教育就是在承認學生差異的前提下，確定以學生為主體的意識，針對學生不同的智能傾向、認知風格、知識能力等，來構(gòu)建教學情景和評價體系，因材施教，使學生各盡其能、各有所獲，效率優(yōu)先，兼顧平等，從而保證不同層次學生的個性發(fā)展和學有所長。

2 分級教學體系構(gòu)建與實施

2.1 學生分級

學生分級的主要目的是為了實現(xiàn)針對智能傾向、認知風格、知識能力不同的個體進行針對性的教學情景和評價體系的構(gòu)建，實施的時候?qū)W生分級的主要原則有兩個：一是個人意愿，即充分尊重學生本人的興趣愛好，二是學生對相關(guān)知識的認知水平，可以通過對基礎(chǔ)知識的評測進行展開，通過個人意愿和測試成績相結(jié)合，依據(jù)正態(tài)分布的規(guī)律，把學生分成提高級、基礎(chǔ)級和認知級三層。為了提高學生的競爭意識、緊迫感和積極性，學生分級要實行“半期動態(tài)分級制”，即在學習課程進行一半的時候，根據(jù)學生的學習情況進行重新分級，從而形成一個良好的學習環(huán)境。在進行學生分級的時候也有一些問題需要注意，比如說分到認知級的學生有沒有自卑心理，要任課教師和輔導員多溝通，多對學生進行引導，培養(yǎng)良好的學習習慣，讓學生更主動和諧的發(fā)展。

2.2 教學目標分級

根據(jù)不同級別學生的興趣愛好和知識水平實際情況合理設(shè)置各個級別學生要求應(yīng)達到的學習目標，以便與學生的知識結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。例如在進行理實一體化課程《C語言實訓》教學時，提高級學生的學習目標側(cè)重放在綜合能力的培養(yǎng)與提高，基礎(chǔ)級學生的學習目標側(cè)重基本知識和基本編程方法的培養(yǎng)，而認知級學生的學習目標則主要側(cè)重編程基本知識的認識與了解。

2.3 教學內(nèi)容與方法分級

教學內(nèi)容與教學方法分級的主要目的是根據(jù)各個級別不同的教學目標，來分別構(gòu)建課程內(nèi)容體系、教學情景、教學內(nèi)容、教學大綱、教學模式、教學方法與教學評級體系等。

例如在進行理實一體化課程《C語言實訓》教學時，提高級學生的教學內(nèi)容應(yīng)側(cè)重算法設(shè)計、編程思想、知識的綜合應(yīng)用等，以項目教學法為主開展教學，注重學生的創(chuàng)造能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，引導學生站在更高層次上分析和解決問題，鼓勵并引導學生參加全國大學生電子設(shè)計大賽、大學生數(shù)學建模大賽等，培養(yǎng)學生較好的編程能力與編程素養(yǎng)。基礎(chǔ)級學生的教學內(nèi)容側(cè)重于對C語言基本知識、基本技巧的掌握。以項目教學法和案例驗證法為主開展教學，而教學內(nèi)容要作適當取舍，側(cè)重與編程的基礎(chǔ)知識和基本編程技巧的培養(yǎng)，使學生具有一定的編程素養(yǎng)，達到后續(xù)課程對C語言知識的基本要求即可。認知級學生的教學內(nèi)容側(cè)重對C語言基本知識的了解和C語言基本編程的體驗，主要以對項目的驗證為主進行開展教學。

2.4 實訓項目教學分級

由于教學目標與教學內(nèi)容要求的不同，在進行實訓項目開展的時候也要根據(jù)不同級的學生設(shè)置不同難度的實訓項目，例如在上面提到的《C語言實訓》課程中進行循環(huán)語句學習的時候，提高級學生可以用具體的實際系統(tǒng)進行展開，比如銀行模擬取款系統(tǒng)，基礎(chǔ)級的學生主要用實訓指導書上基本的項目任務(wù)進行展開，而認知級的學生主要是通過驗證型的項目進行學習。從而做到分級教學主張的效率優(yōu)先、兼顧平等的原則。

2.5 評價考核方式分級

為了與分級教學相適應(yīng)，還要根據(jù)不同的級別設(shè)置不同的評價考核方式，主要體現(xiàn)在評價內(nèi)容不同和評價方法不同。提高級學生的評價體系以項目完成情況、項目答辯、平時表現(xiàn)法、筆紙測驗法等方式進行。基礎(chǔ)級學生的評價體系以項目完成情況、平時表現(xiàn)法、筆紙測驗法等方式進行。而認知級學生的評價體系以作業(yè)評分法、平時考核、筆紙測驗法進行。

3 分級教學實施中的問題與對策

由于分級教學對教學對象、教學目標、教學內(nèi)容、評價體系等不同，從而導致了學生的教學班與行政班的不一致性，增加了系部管理的難度，也對課程安排有一定的要求，這就需要系部、教務(wù)部門、學生管理部門的重視和協(xié)調(diào)。同時可能還會出現(xiàn)提高級學生的驕傲自大、不思進取，而分到認知級的學生有自卑心理，自暴自棄。這些都需要任課教師和輔導員多溝通，多對學生進行引導，并實行“半期動態(tài)分級制”，即在學習課程進行一半的時候，根據(jù)學生的學習情況進行重新分級，提高學生的競爭意識、緊迫感和積極性。

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對比分析法教學

筆者經(jīng)常采用對比分析教學法，讓學生通過思考與對比增強所學知識的連貫性，提高學習效果。由于流體力學是力學的分支，因此力學的定律也適用流體力學，但流體的特性決定了流體力學在與固體力學有千絲萬縷聯(lián)系的同時，又有它獨有的一些特性。所以，筆者在授課時會讓學生先回憶相關(guān)的固體力學知識，再將固體力學定律引申到流體力學當中，讓學生輕松地理解和掌握流體力學中的概念和原理。例如在講授流體靜平衡微分方程這一章節(jié)時，筆者就會問學生：在理論力學中，如果物體處于平衡狀態(tài)應(yīng)滿足什么樣的條件？學生很自然地想到要所有的合外力為零。然后筆者又會引導學生流體力學的研究對象為流體質(zhì)點，而流體質(zhì)點在空間上是很小的，需要對微元體建立平衡方程。換句話說就是微元體要保持平衡，其所受的合外力也需要為零，由此就可得到流體靜平衡微分方程。這樣靜平衡微分方程的物理意義就很直觀地展現(xiàn)在學生面前。除了將流體力學和固體力學進行對比分析外，筆者還會將流體力學中的一些概念通過列表的方式進行對比，讓學生了解這些概念的異同點。比如，筆者在講到流體運動學這一章節(jié)時講解兩種描述流體運動的方法，就給出了表1。學生借助表格一目了然地看到了拉格朗日法和歐拉法各自的特點。通過對比分析法不但有助于學生理解和掌握流體力學知識，還能讓學生將所學知識融會貫通，提高分析問題、解決問題的能力。

多層次多視角分析問題

現(xiàn)代教育觀念認為，高等教育應(yīng)當融知識的傳授和能力的培養(yǎng)于一體。[4]為了適應(yīng)個性化發(fā)展和高素質(zhì)教育，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，在引導他們熟練掌握基本分析方法的同時，還要教會學生多視角、多層次的分析問題和解決問題。為此，筆者除了講授基本方程、基本定理的推導，還會將問題進一步深化、演繹，將枯燥乏味的理論知識點進行歸納整合，建立學生的哲學思維觀。例如，在學習靜止流體對平面的總壓力這一節(jié)時要求學生能夠計算總壓力大小、方向和作用位置。講授首先從求解矩形水平面的總壓力入手，再延伸到求解矩形垂直面總壓力，再到求解矩形斜平面總壓力，最后求解任意平面的總壓力，如圖3所示。這種層層剝繭的講授讓學生不知不覺中掌握了求解總壓力的方法和技巧。逐層分析的方法教會了學生如何將一個復(fù)雜問題分解，然后再借助已有的知識進行求解，達到觸類旁通的效果。同時，為了讓學生更加深入、全面地了解平面所受的靜壓力，講授時又分別采用了解析法和壓力圖法進行求解。通過這一章節(jié)的學習，學生明白了解決許多工程問題可以從多個側(cè)面、多個視角分析，盡管采用的方法和理論不盡相同，但都可以獲得正確的結(jié)果，殊途同歸，增強了創(chuàng)新意識。除了在教學過程中改變傳統(tǒng)的教學方法，構(gòu)建多元化的課堂教學模式以外，為了提高教學效果，運用多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的立體化輔助教學手段也非常重要。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，工程實際圖片、動畫和視頻素材使各種教育信息的表達更加生動、直觀和多樣化，能很好地刺激學生的感官，激發(fā)學生學習的興趣，開闊學生的視野，可以收到純板書教學所無法達到的效果。因此，“流體力學”教學過程中對于難以理解的概念，如勢流與旋流、流線與跡線的概念、流場的演示、流態(tài)的判別和波的傳播、邊界層的形成等內(nèi)容均利用計算機動畫給學生進行演示，起到了畫龍點睛的作用。

結(jié)束語

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關(guān)鍵詞：流體力學；教學方法；應(yīng)用型本科院校

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）12-0033-02

流體力學是宿遷學院土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。流體力學具有基本概念多、公式復(fù)雜、內(nèi)容抽象等特點，是一門既有較強理論性又有較強工程實際意義的課程，因此，該課程既可以培養(yǎng)學生良好的邏輯思維能力和分析推理能力，又可以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。然而學生的實際情況是由于在大學前兩年接觸最多的是固體力學，已形成一定的思維定式，而且由于精簡學時的原因很多流體力學課程中需要的高等數(shù)學知識沒有講解，到了大三一旦遇上流體力學這個新鮮事物，可能接受起來會碰到許多困難[1]。學生普遍感覺該課程枯燥乏味、難學，存在畏難、厭學情緒，期末考試不及格率較高。在學校提倡培養(yǎng)應(yīng)用型人才的大背景下，有必要根據(jù)課程性質(zhì)從提高教師教學水平和提高學生學習效果進行探討。

一、引導學生重視，激發(fā)學生的學習興趣

（一）強調(diào)課程的地位和重要性

教師除了說明流體力學在整個專業(yè)教學中的地位和作用外，還可補充說明它是注冊結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)考試中公共基礎(chǔ)考試科目。此外，還可說明往年期末考試通過率的情況，以給學生適當加壓。當然，更重要的是還要說明該課程的學習方法，以幫助學生樹立信心。

（二）通過人物、工程實例及專業(yè)應(yīng)用調(diào)動學生的學習興趣

“興趣是最好的教師，而教師則是點燃學生學習興趣的火炬”。如何調(diào)動學生的學習興趣是教師考慮的首要問題。在教學過程中可以穿插舉出古今中外的科學家、工程師生平事跡和工程實例以調(diào)動學生的學習興趣。如大禹采取疏壅導滯的方法治水三過家門而不入；理想流體力學奠基人歐拉16歲就獲得碩士學位，雙目失明后仍然從事科學研究直至去世當天還在進行科學研究等[2]。如兩千多年前李冰利用“深淘灘，低作堰”建造的都江堰；大約在同時期，古羅馬人建成了大規(guī)模的供水管道系統(tǒng)等。除此之外，還可以介紹流體力學在土木專業(yè)及其他專業(yè)的應(yīng)用，如美國華盛頓州塔科馬大橋被大風摧毀、汽車“風阻”和飛機“音障”等事例。

（三）將CFD技術(shù)引入課堂調(diào)動學生興趣

計算流體動力學（簡稱CFD）技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為研究流體力學的一種重要方法。在流體力學教學過程中引入CFD技術(shù)，不但可以將理論性較強的內(nèi)容形象化，加深學生對基礎(chǔ)理論的理解，而且可以開闊學生的眼界，激發(fā)學生的學習興趣和探索精神。如對歐拉法中流線的模擬、圓管中層流和湍流流速的分布、局部阻力損失的流場分析[3]。

二、教學內(nèi)容的取舍和教學環(huán)節(jié)設(shè)計

（一）教學內(nèi)容的取舍

流體力學知識面廣，內(nèi)容繁多，在學時限制的條件下要結(jié)合專業(yè)教學要求合理取舍。對土木工程專業(yè)而言需要掌握的內(nèi)容有：（1）流體物理性質(zhì)；（2）流體靜力學；（3）流體運動學和流體動力學；（4）阻力損失；（5）管道流、明渠流及滲流。

1.重要問題的處理。首先，要從力學角度分析流體的流動性。流體與固體的主要區(qū)別在于流體的流動性，其根本原因是流體和固體對承受剪切力的表現(xiàn)。為了形象說明，可以引用“抽刀斷水水更流”的詩句[4]。當然，還需說明無論流體靜止還是運動均不能承受拉力。

其次，要理解連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的概念。微觀上，流體是由大量分子構(gòu)成的，是離散的，不連續(xù)的，這給我們研究流體力學問題帶來了困難。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)認為流體是由內(nèi)部無間隙的連續(xù)流體質(zhì)點構(gòu)成。這里要理解流體質(zhì)點微觀上“充分大”、宏觀上“充分小”的含義。如此流體在空間上就變?yōu)檫B續(xù)的，可以借助高等數(shù)學的方法來研究。

2.公式推導的處理。流體力學學習過程中會遇到大量復(fù)雜的公式，特別是實際流體伯努力方程的推導讓人很難掌握。筆者在處理公式推導問題時強調(diào)公式推導的目的是讓學生學習一種思想，學習一種處理問題的方法，將精力集中在公式建立的基本原理和適用條件上，從思路上進行分析整理，淡化煩瑣的數(shù)學推導過程。這樣學生有了獨立思考的空間，教師也有了更多的時間來講解基本概念和基本方法。需要強調(diào)的是，流體力學中很多公式都是在一定條件下推導出的，因此其應(yīng)用也是具有一定范圍的，公式的應(yīng)用往往也有一定的技巧，如伯努力方程的“三選一列”。

（二）教學環(huán)節(jié)的設(shè)計

1.調(diào)整習題或考題構(gòu)成，重視習題課。這里有兩個問題需要注意。一方面，流體力學習題歷來存在重計算、輕概念的現(xiàn)象，特別是考題如果全是計算題，就會形成無形的指揮棒。這就不利于學生從整體上掌握該課程的重點，習題或考題的題型應(yīng)豐富，除了計算題之外，還應(yīng)有填空、選擇、判斷、作圖、名詞解釋等考查基本概念的題目。另一方面，在精選題目時，要注意將理論教學和實際應(yīng)用結(jié)合起來，如查找資料的技能培養(yǎng)。在流體力學的牛頓內(nèi)摩擦定律、能量損失計算和管道流等部分很多數(shù)據(jù)都是要查有關(guān)工程手冊和圖表的[5]。

習題課是流體力學教學的重要環(huán)節(jié)，為了能夠在學時緊張的前提下開展習題課，教師必須重視習題選擇和習題評講兩個方面。一方面，教師應(yīng)選擇具有代表性的題目，另一方面，習題講評應(yīng)使學生從解題過程中獲得解決問題的思路、方法和技巧，達到觸類旁通的效果。

2.重視實驗教學，強化實踐環(huán)節(jié)。實驗教學是流體力學教學中的重要組成部分，通過實驗，不但可以加深學生對流體力學基本原理的理解，而且有助于培養(yǎng)學生的動手能力、獨立工作能力和創(chuàng)新能力。如通過水靜壓強試驗，學生明確了測壓管水頭的含義；通過雷諾實驗，學生加深了層流、湍流及臨界雷諾數(shù)的理解。當然，由于實驗室條件的限制，目前的實驗主要以驗證性居多，在條件許可的情況下應(yīng)進行設(shè)計性實驗。

此外，每學期筆者都會布置一個任務(wù)，讓學生留意身邊感興趣的流體力學現(xiàn)象，然后根據(jù)課堂所學知識和個人理解撰寫論文，以此增強學生的實踐應(yīng)用能力和培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

三、教學方法和手段的改進

（一）注重討論法與案例教學法的運用

1.討論式教學方法。教學活動應(yīng)該是雙向的師生互動過程，不應(yīng)是教師的一言堂。教師應(yīng)創(chuàng)造和諧、輕松的課堂氣氛，鼓勵學生積極發(fā)言，表達自己的疑問、見解，激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)造性。如在課堂上通過提問的方式回顧上次課的主要內(nèi)容，通過“自學―提問―討論―總結(jié)”的方法學習新內(nèi)容，在考慮學生接受能力的前提下，甚至可以讓學生來講一次課。如通過反證法證明流體靜壓強的方向，通過隔離體分析法證明流體靜壓強的大小。通過討論式的教學方法不但可以調(diào)動學生的學習積極性，樹立信心，而且還可以培養(yǎng)學生勤于思考、善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.案例式教學方法。通過將生活和工程案例引入課堂，不但可以增強學生的學習興趣，而且可以加深學生對理論知識的理解，提高學生運用所學理論知識解決實際問題的能力。生活案例有馬利奧特容器原理應(yīng)用于點滴吊瓶和家用飲水機[6]、洗衣機為什么老翻衣服兜[7]、撈面條的學問等。工程案例如1993年青海省溝后水庫在低于設(shè)計水位0.75m的情況下突然垮壩的事故；三峽工程如何在最大流量10×104m3/s、水頭高達100m、最高流速高達45m/s的情況下不會產(chǎn)生巨大的破壞力等[8]。

（二）綜合運用各種教學手段

流體力學概念抽象、繁多，僅靠傳統(tǒng)的一塊黑板、一支粉筆不能激發(fā)學生的學習興趣。借助于多媒體技術(shù)，利用其形象、生動、直觀、易于理解并可加強記憶的優(yōu)點，通過動畫、視頻資料、數(shù)值模擬等手段將復(fù)雜的流動現(xiàn)象展示給學生，可取得事半功倍的效果。但是，考慮到多媒體技術(shù)授課和傳統(tǒng)的授課方法各自的優(yōu)缺點，結(jié)合流體力學課程特點，采用取其長而避其短、兩者兼顧而又兩者不棄的原則。

“教學有法，但無定法，貴在得法”。我們要不斷更新教學理念，努力提升自身的綜合素質(zhì)，及時總結(jié)教學過程中出現(xiàn)的問題并加以改進，注重教學過程中的每一個環(huán)節(jié)，多管齊下，才能保證學生取得良好的教學效果。

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篇9

關(guān)鍵詞：工程流體力學；教學研究；改革探索

作者簡介：李小川（1976-），男，河南焦作人，揚州大學能源與動力工程學院，講師；田萌（1977-），女，陜西安康人，揚州大學能源與動力工程學院，講師。（江蘇?揚州?225127）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0047-01

“工程流體力學”課程在能源動力類工科專業(yè)中占有非常重要的地位，主要研究流體（液體和氣體）的平衡、運動規(guī)律及其實際工程應(yīng)用的技術(shù)科學，是力學的一個重要的分支學科。通過本課程流體力學的基本概念和基本原理的學習，學生掌握分析和解決本專業(yè)中涉及流體力學問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學習奠定基礎(chǔ)，然而當前的教學效果并不理想。自然界和人類生活中，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)中均廣泛存在流體流動現(xiàn)象，但是由于缺乏對生活的觀察，學生很難做到對課本講授內(nèi)容形成直觀映像。此外，自然界中的流動現(xiàn)象往往包含多種流動方式，在理論分析與公式推導中涉及許多復(fù)雜的數(shù)學理論與方法，經(jīng)驗公式多，且不易理解記憶，給學生的學習帶來很大困難，導致教師難教、學生難學，實踐與應(yīng)用起來更是難上加難，教學效果不理想，教學目的難以實現(xiàn)。還對后續(xù)專業(yè)課的學習造成很大影響，進而影響本科教學的整體質(zhì)量。因此，“工程流體力學”教學改革勢在必行。

一、“工程流體力學”教學調(diào)查研究

“工程流體力學”課程通常是開設(shè)于熱能動力工程專業(yè)二年級階段。對揚州大學的學生的問卷調(diào)查顯示，多數(shù)學生對“工程流體力學”課程的評價是“難學”。為何會有這樣的評價，通過分析發(fā)現(xiàn)，存在幾個方面的原因。

1.研究對象比較抽象

“工程流體力學”課程本身研究對象是流體，沒有一定的形狀和具有流動性，這是流體區(qū)別于固體的本質(zhì)特征。這一特征決定了流體力學研究理論比較抽象、經(jīng)驗公式繁多且推導過程復(fù)雜不易理解、易混淆，進而導致了本課程教師難教、學生難學，教學效果不夠理想。因此，能否將前面學習過的對“固體”平衡和運動物理規(guī)律的分析方法通過比擬的方式移植到“流體”上，并使其形成正向的學習遷移是學生能否很快的掌握本門課程學習方法、學好本課程的一個很重要的方面。[1]

2.教師與學生

“教學”包括“教”與“學”兩個方面的內(nèi)容，忽視任何一個方面都有可能造成教學效果的不理想。理論課教學是工程流體力學課程教學的主要方面，是進行實驗指導和應(yīng)用于工程實踐的基礎(chǔ)。某些任課教師為了自己的方便省事，教材和教學內(nèi)容仍然是多年前的老教材，對現(xiàn)階段流體力學的發(fā)展方向和研究成果，以及本學科的最新科技前沿理論及工程應(yīng)用進展不能做到及時更新，教學內(nèi)容與實際應(yīng)用嚴重脫節(jié)。

教學方法單一呆板，無法吸引學生的興趣。經(jīng)常看到這樣一種現(xiàn)象：教師在講臺上只顧著自己滔滔不絕地講，忽視了課堂教學的互動性和學生的主觀能動性，學生了無興趣的在座位上睡覺、開小差、玩手機，基本上是教師在向?qū)W生單方面地傳授知識，這樣的教學效果是很低的。[2]

本專業(yè)本科生新的培養(yǎng)方案中課程設(shè)置有這樣一個特點：課程增加，課時壓縮，總學分保持不變。“工程流體力學”課程理論課學時從64壓縮到48學時，在教學內(nèi)容總量不變的情況下，每堂課教授的內(nèi)容，即學生需要接受的信息量就大大增加了，嚴重增加了學生的負擔。“浮躁”是當代很多大學生所普遍具有的心理特征，導致的直接結(jié)果是學生自制力差、怕吃苦，上課前不預(yù)習、課后不認真復(fù)習、作業(yè)普遍抄襲。

二、教學改革的目標

圍繞當前“工程流體力學”課程教學中存在的問題，以提高課程教學質(zhì)量、實現(xiàn)教學目標為目的，進行了如下方面的改革：改變教育理念，以課程改革與教學適應(yīng)新時代的要求為目的；加強教學方法與教學手段的改革，提高“教”的質(zhì)量；加強課程的應(yīng)用性，解決基礎(chǔ)理論課程的知識教育、應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全面提升學生的綜合素質(zhì)；加強課程教學評價與考核體系改革，引入全程教學評價與考核機制。[3]

三、“工程流體力學”教學改革探索

從上面的分析可知，“工程流體力學”課程教學效果不理想存在很多方面的原因，因此，教學改革也要同時從多方面入手才可以起到事半功倍的效果。以下是筆者在揚州大學熱能與動力工程專業(yè)本科生課程教學中進行的探索與嘗試，取得了較好的效果。

1.教學方法的探索與實踐

篇10

關(guān)鍵詞：流場分析；固體微粒；光滑粒子動力學；離散單元法

中圖分類號：TP204 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）10-0262-04

Abstract： According to using micro water jet to realize capturing solid particle and implementing position control of micro-particle.This paper mainly present a method that discrete element method and smoothed particle hydrodynamics method are employed to establish the solid-liquid coupling model which is used to analyze the trapping mechanism. A flow field model is set up to simulate dynamic characteristic of water tweezers by Computational Fluid Dynamics （CFD）. The selection of boundary conditions， initial guess， solver control， and convergence strategies of the model is discussed. Velocity and pressure of streamline are predicted and discussed at the certain input conditions. The simulation results demonstrate that it is an efficient theory method to eventually trap the solid particles by water tweezers.

Key words： fluid field analysis； solid particle； Smoothed Particle Hydrodynamics； discrete element method

在微制造領(lǐng)域，微納產(chǎn)品的制造、裝配會涉及不相容的加工工藝、復(fù)雜的幾何外形和不同制造材料的操作機理，產(chǎn)品的實現(xiàn)將依賴于微尺度的定位、定向和裝配操作，從而使微小物體的捕捉及操作在微制造領(lǐng)域顯示出重要的一面[1-3]。本文提出利用環(huán)空水射流實現(xiàn)直徑為1～10毫米固體微粒的捕獲與操控。針對這一問題研究的復(fù)雜性體現(xiàn)在：1） 環(huán)空微流場如何形成對單個柱狀固體微粒的捕獲和控制；2）柱狀固體微粒在環(huán)空水射流控制下的穩(wěn)定性[4]。關(guān)于水射流與固體微粒的耦合問題，多數(shù)研究從流場的角度進行分析，將動力學與簡單的單相流體力學結(jié)合，未從耦合作用的原理出發(fā)對基于液-固兩相流動的耦合模型效果進行優(yōu)化；②現(xiàn)有測試手段不足限制液-固耦合作用的實際測試，因而缺乏足夠的實測數(shù)據(jù)難以對所建立的水力動力學模型進行有效的實證和評估[5-7]。目前關(guān)于液-固微流場的計算主要有網(wǎng)格法和無網(wǎng)格法，其中網(wǎng)格法中具有代表性的是離散單元法，無網(wǎng)格法最具代表的是光滑粒子動力學法[8]。離散單元法和光滑粒子動力學法具有各自的優(yōu)勢和特點，鑒于離散單元法是目前應(yīng)用最為廣泛和成熟的數(shù)值計算方法，其計算效率和精度相對較高，因此如果能在固體微粒與微流場的耦合過程中將離散單元法和光滑粒子動力學法相結(jié)合，將是提高柱狀固體微粒運動特性計算精度的一種思路。為了更好分析環(huán)空水射流與固體微粒的瞬態(tài)運動過程，論文將光滑粒子動力學方法與單元網(wǎng)格方法相結(jié)合從而模擬環(huán)空噴嘴內(nèi)水射流的速度變化對固體微粒運動軌跡的影響，研究水射流和固體微粒撞擊時的瞬態(tài)變化過程。當固體微粒處于宏觀穩(wěn)態(tài)后，分析環(huán)空水射流和固體微粒耦合作用過程下的能量交換變化過程。因為光滑粒子動力學方法在模擬形變及粒子動力學問題時有較大的優(yōu)勢，而有限單元發(fā)在模擬連續(xù)體介質(zhì)準確性更高，因此把兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來，從而發(fā)揮兩者優(yōu)勢，不僅保證計算精度而且能夠提高計算效率[9]。通過兩者算法的結(jié)合方法與傳統(tǒng)有限元方法中的“點-面”罰因子接觸算法類似，將光滑粒子動力學中的微粒看作主動接觸體的“節(jié)點”，而有限體單元的外單元表面當作被動接觸面，當接觸對“節(jié)點”和單元體產(chǎn)生干涉作用時，采用罰因子法計算兩者間的接觸力。

1 水射流光滑粒子動力學理論模型

光滑粒子動力學理論模型是利用核函數(shù)來描述粒子與其相鄰粒子之間的相互關(guān)系，如圖1所示。它具備以下幾個特點：

1） 利用粒子來分析問題域，且粒子與粒子之間無任何連接關(guān)系；2） 采用積分法構(gòu)建函數(shù)核的近似方程，以保證光滑粒子動力學方法在計算上收斂，只要能確保計算精度，一般都能保持較好的魯棒性。

一般情況下，流場的長度往往是相同的，不隨時間和空間的流體密度變化的數(shù)值模擬。但在現(xiàn)實中，它會導致增加或減少的影響域粒子的變形會影響計算的準確性。例如，壓縮變形，由于顆粒間距減小，域內(nèi)的粒子數(shù)將增加，拉伸變形影響范圍內(nèi)的粒子數(shù)量減少，有許多方法來平滑長度在SPH。光滑粒子動力學常用的核函數(shù)包括B樣條函數(shù)，但B樣條函數(shù)的一階和二階導數(shù)在支撐域內(nèi)不是單調(diào)遞減，容易引起張力不穩(wěn)定[10]。在本文中，一種最簡單的方法是通過使用光滑長度平均密度的改造更新，B樣條函數(shù)可表示為，

其中，[r]是兩微粒之間的距離，[h]是光滑長度，[C]為核歸一化常數(shù)，其值在二維模擬中為[15/7πh]，在三維模擬中為[3/2πh]。

對于流體的形變過程，流體離散粒子的相互距離隨時間會發(fā)生較大變化，因此在模擬計算中需考慮粒子間距變化而選擇合適的光滑長度，流體粒子的分布與光滑長度有著一定的聯(lián)系，所以要遵循隨時間的連續(xù)變化規(guī)律。當粒子遠離時，光滑長度增加，當粒子靠近時，光滑長度減少，通常情況下保持每個粒子鄰域中的相鄰粒子數(shù)相當。

2 水射流及水槽中水的SPH模型

水射流光滑粒子動力學模型是建立一系列的粒子來描述流動的流體，并將流體的物理、數(shù)學特性賦予粒子，圖2（a）、2（b）分別為水射流離散微粒和水槽中離散水粒子的SPH模型。采用MAT-Null材料模擬水射流材料特性，利用Mie-Grueisen狀態(tài)方程計算液體壓力大小，為兼顧計算精度和效率，噴嘴流動計算的網(wǎng)格數(shù)量在2.7萬左右。在網(wǎng)格設(shè)置過程中，為了適應(yīng)流場變化，分別在流速梯度較大區(qū)域和較小區(qū)域設(shè)置較密網(wǎng)格和較疏網(wǎng)格，并盡量保證網(wǎng)格面與射流的流動方向垂直，以減小計算過程中的偽擴散[11]。圖2顯示了計算網(wǎng)格的若干特征截面，網(wǎng)格質(zhì)量較高，符合CFD對網(wǎng)格的節(jié)點聚集度、光滑性、單元形狀等方面的要求，最后利用光滑粒子來替代噴嘴FEM模型中網(wǎng)格節(jié)點構(gòu)建噴嘴流道的SPH粒子。

整個噴嘴模型由2.7萬個SPH粒子建立一段長50mm，內(nèi)徑為1mm，外徑為2mm的環(huán)形水柱，以3m/s的速度與漂浮在水面上的固體微粒碰撞，根據(jù)SPH中粒子的個數(shù)，確定每個粒子所負載的質(zhì)量。

在LS-DYNA的材料庫模型中部分材料在壓力作用下促使原有密度發(fā)生改變，需通過狀態(tài)方程來計算物質(zhì)內(nèi)部壓力變化。LS-DYNA有14種狀態(tài)方程，通常情況下狀態(tài)方程中的主要參數(shù)需通過試驗來確定。Mie-Grueisen狀態(tài)方程可模擬水射流的沖擊速度和固體微粒速度來確定被壓縮和被擴張水的壓力。水的狀態(tài)方程能夠決定水的狀態(tài)，水射流中在高速沖擊狀態(tài)下的壓力可表示為：

1）固體微粒的FEM模型

在ANSYS/LS-DYNA中建立直徑為1.6mm球形固體粒子如圖3所示，將整個模型劃分成256個8節(jié)點的六面體單元。固體顆粒材料在本文中采用線彈性材料模型橡膠，即MAT-Elastic，其對應(yīng)的楊氏模量為0.01-0.1GPa，泊松比是0.27，密度是700 kg/m3。采用的求解條件：侵入固體（immersed solid）條件。

2） 瞬態(tài)下水射流沖擊微粒的問題描述與計算模擬

瞬態(tài)研究方法考慮以下幾點假設(shè)：

① 兩相流由固體微粒和水構(gòu)成；

② 固體微粒在水射流作用下能夠加速運動；

③ 水射流與固體微粒耦合過程中保持動量守恒；

④ 固體微粒的動量由高速水射流傳遞得到；

⑤ 忽略空氣、重力和摩擦力的影響。

純水射流可看作成兩相、穩(wěn)定、軸對稱紊流，該射流通過一個薄的環(huán)形噴嘴，作為自由射流進入薄薄的空氣后進入水箱與固體微粒耦合。模擬射流從噴嘴開始進入空氣域，然后進入水箱域的整個射流的流動過程。計算領(lǐng)域跨越兩個連接表面，一個是水-空氣耦合面，而另一個是固-液耦合面。當水射流通過固體顆粒時，微粒被困住于水射流中心，從而形成捕捉。為了保證整個水槽中水的相對穩(wěn)定性，水射流通過水箱進行循環(huán)。

整個水域包含三個部分：空氣域，水槽域及環(huán)形噴嘴域，環(huán)形噴嘴內(nèi)徑為1mm，外徑為2mm，噴嘴長度為50mm，水槽水域模型的三維尺寸為150mm×150×50mm。固體微粒模型的直徑為1.6mm模型，流場模型尺寸為 200mm×200mm×100mm，水槽出口直徑為8mm。為了模擬水槽的真實邊界條件，水槽的四個側(cè)面和底面均設(shè)置為透射邊界條件。

3 點-面接觸的SPH和FEM藕合方法

SPH粒子可視為特殊的集合，其中集合中的參數(shù)包括節(jié)點編號、節(jié)點空間位置和節(jié)點質(zhì)量[11]。把有限元設(shè)定為主節(jié)點，光滑粒子設(shè)定從節(jié)點。耦合過程如圖4所示，二者通過接觸算法進行耦合。考慮到核函數(shù)是常數(shù)，在接觸領(lǐng)域算法中，水粒子與塑料粒子的接觸力的算法采用式（10）計算。

4 水射流沖擊固體微粒的瞬態(tài)數(shù)值模擬分析

水射流模型由光滑粒子動力學構(gòu)建，圖4為固體微粒與SPH微粒的耦合模型，SPH粒子呈層狀結(jié)構(gòu)，固體微粒采用離散單元法建模。圖5為整個水射流的SPH-FEM沖擊模型。

利用SPH方法與FEM的耦合方法對速度在3m/s范圍內(nèi)的水射流進行了數(shù)值模擬，圖6為水射流達到固體微粒表面的形變情況，根據(jù)查看的位移曲線，固體微粒運動并沒有形成，其在重力方向的位移量很小。

圖7為固體微粒在水射流沖擊速度下的位置響應(yīng)與形變過程，以及水槽中水位移變化狀態(tài)。由數(shù)值模擬的結(jié)果我們可以這樣描述模擬捕獲機理：首先高速水射流粒子高速撞擊在固體微粒表面的瞬間，在接觸固體面上形成較高壓力，從而使水射流狀態(tài)發(fā)生躍變，這種強烈擾動必然使水射流分別向固體微粒表面?zhèn)鞑ァＴ诠腆w微體的碰撞域，應(yīng)力超過材料強度極限而形成形變，支撐固體微粒的水面由于瞬間壓縮產(chǎn)生較強的支撐力，使固體微粒鉗住在射流中心，隨著初始沖擊固體微粒表面后射流的剩余速度，一部分粒子與水槽中的融合，向周邊擴散，并在固體微粒的周圍形成凹陷，同時一部分粒子繼續(xù)向下運動，形成對水的壓縮，對固體微粒進行支撐。

5 結(jié)論與總結(jié)

本文利用計算流體力學對整個過程進行了初步探討，對固體微粒在水射流流場作用下的瞬態(tài)和穩(wěn)定的動力學特性進行了深入描述，通過模擬仿真證明水射流形成對微粒捕獲的可行性。整個流場模型建立采用SPH（光滑粒子動力學）和FEM（有限元方法）的混合耦合模型分析了環(huán)空水射流捕獲微粒的形成過程。利用環(huán)空水射流捕獲固體微粒的仿真結(jié)果表明，微射流通過環(huán)形噴嘴后在滿足一定條件下會形成“水鑷”，鉗住固體微粒。此外，模擬結(jié)果顯示固體微粒周圍的速度場和壓力場能夠為微粒捕集提供良好的條件，模擬結(jié)果與預(yù)測模型中獲取的結(jié)果保持一致。在接下來研究中，將通過優(yōu)化噴嘴設(shè)計參數(shù)和工藝參數(shù)，從而為優(yōu)化噴射條件提供必需的知識體系，通過改變微噴嘴噴射角來實現(xiàn)對微射流水力參數(shù)推導出固體顆粒的取向的有效控制，噴嘴的姿態(tài)角和固體顆粒的態(tài)度之間的耦合，以最終利用環(huán)空水射流實現(xiàn)對固體顆粒的精確控制。

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