流體力學課程建設(shè)方案

流體力學精品課程建設(shè)方案

流體力學課程組

機電，程學院

2012年4月

流體力學精品課程建設(shè)方案

一（課程簡介

本科專'也的專業(yè)基礎(chǔ)課程?是諸多以流體為研流體力學是高等理工院校諸多

究對象的專業(yè)研究生入學考試的主要課程之一°在工科各專業(yè)中是聯(lián)系前期基礎(chǔ)

課和后期專業(yè)課程的橋梁和紐帶?在學生能力培養(yǎng)和知識結(jié)構(gòu)體系中起著承上啟下？

的作用.承上指本課程的學習需要高等數(shù)學、普通物理、理論力學和材料力學課程等

數(shù)學力學基礎(chǔ)理論知識一并綜合運用這些知識來描述流體的運動特征和力學規(guī)律?

研究流體與物體之間的相互作用，啟下？指本課程的知識是學習后續(xù)專業(yè)課程如流

體機械、傳熱學等的必備基礎(chǔ)。

本課程的教學活動在培養(yǎng)學生既具有力學意識的綜合分析能力?又具有工程意識

的解決實際問題的應(yīng)用能力S尤其是創(chuàng)新能力方面發(fā)揮較大的作用。本課程的任務(wù)

是系統(tǒng)介紹流體的力學性質(zhì)、流體力學的基本概念和觀點、基礎(chǔ)理論和常用分析方

法、有關(guān)的工程應(yīng)用知識等.課程總體目標是培養(yǎng)學生具有對簡單流體力學問題的分

析和求解能力掌握一定的實驗技能一為今后學習專業(yè)課程從事相關(guān)的工程技術(shù)和科

學研究工作打下堅實基礎(chǔ)。

流體力學精品課程建設(shè)是促進課程教學質(zhì)量提高?實現(xiàn)上述目的主要保障。通過

課程建設(shè)使流體力學課程在師資隊伍建設(shè)?教學體系與教學方法改革上取得較大的

突破:教師梯隊合理?老教師不斷創(chuàng)新?青年教師勤奮努力形成一支高素質(zhì)的教師隊

伍，課程建設(shè)系統(tǒng)化?教學改革立體化?教學效果卓有成效.

二、課程建設(shè)的目標與思路

課程將繼續(xù)以學生為中心s按照青島科技大學精品課程建設(shè)的有關(guān)通知一課程建

設(shè)管理辦法?以及教育部質(zhì)量工程建設(shè)的相關(guān)規(guī)定一繼續(xù)開展相關(guān)的建設(shè)工作。堅

持素質(zhì)教育貫穿整個培養(yǎng)過程?以學生知識、能力、素質(zhì)、人格全面和協(xié)調(diào)發(fā)展的

原則一吸收現(xiàn)代教育思想和手段?加強實驗基地建設(shè)?強化理論知識和實驗內(nèi)容的

協(xié)調(diào)S加強課堂討論和課外指導?充分調(diào)動學生的學習主動性和思維創(chuàng)造性?提高

學生的自學能力、動手能力和創(chuàng)新精神?培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

以落實專業(yè)人才培養(yǎng)目標為宗旨?符合社會經(jīng)濟和科技發(fā)展的需要一不斷充實教

學團隊廣泛開展教學研究S加強教材和教輔建設(shè)S使流體力學課程成為名符其實、

具有一流教師隊伍、一流教學內(nèi)容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特

點的示范性課程.

二課程建設(shè)的內(nèi)容與特色

課程建設(shè)內(nèi)容：

,1,教學團隊的建設(shè)

流體力學課程教學團隊專業(yè)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、學緣結(jié)構(gòu)合理?現(xiàn)有教授1人一副

教授1人?講師6人?其中具有博士學位5人?碩士以上學歷占1,。課程組一直特

別重視教師隊伍的建設(shè)和人才培養(yǎng)?特別是十分重視師資隊伍建設(shè)中對青年教師的

專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)一制定了對青年教師進修和培訓的中長期計劃。其中包括指定年資較高、

具有豐富教學經(jīng)驗的教師給青年教師制定明確的培養(yǎng)目標?實現(xiàn)傳、幫、帶?相結(jié)合

?促進青年教師發(fā)展的導師培養(yǎng)計劃，積極選派青年教師到國內(nèi)外訪問學習?把握

學科發(fā)展動態(tài)S提高學術(shù)水平的外出進修計劃？，積極鼓勵青年教師在職學習提高

學歷層次的在職深造計劃，敦促青年教師及時了解現(xiàn)代化的教學手段?改進教學方

法提高教學水平的現(xiàn)代化教學訓練計劃等等。以期通過這些計劃和措施的實行提高

青年教師整體的學歷層次、教學素質(zhì)和教學水平。下一步的建設(shè)目標是繼續(xù)擴大教學

團隊?引進年輕教師?注入新鮮血液一爭取引進1-2名博士人才s充實團隊s同時

借助人才引進?使現(xiàn)有的團隊成員從繁重的教學任務(wù)中逐步解放出來s有更多精力

投入到教學改革和教育技術(shù)探索中S擴大團隊的教學成果.

隨著課程建設(shè)的深入進行一爭取使三年后流體力學課程教學隊伍的知識結(jié)構(gòu)、教

學水平再有一個整體提升?年齡結(jié)構(gòu)更趨合理.

,2,教學基本文件的建設(shè)

在現(xiàn)有的教學基本文件基礎(chǔ)上一不斷豐富和完善。以學校新制定人才培養(yǎng)方案為

契機及時修改和調(diào)整教學大綱教學日歷?教案等文件?合理安排教學任務(wù)。同時進

一步完善實驗相關(guān)的實驗日志、實驗報告、實驗指導書等相關(guān)材料.

以人才培養(yǎng)方案修訂為契機?及時按不同專業(yè)的培養(yǎng)目標調(diào)整相關(guān)教學文件。如

針對不同專業(yè)不同學時的情況把流體力學分為流體力學A和流體力學B,把有明顯專

業(yè)特征的流體力學課程確定為工程流體力學等等?及時編寫和調(diào)整新教學大綱和其

他教學文件.

,3,教學研究與改革

隨著高等教育事業(yè)的發(fā)展?高等教育的大眾化使得學生平均入學水平下移，包括

學習基礎(chǔ)、能力和自覺性的下降，?另一方面—又需要在有限的學時內(nèi)盡量多地向?qū)W

生傳授各專業(yè)相關(guān)知識和全面培養(yǎng)學生各方面的能力?因此上述矛盾對流體力學的

教學組織、教學要求、教學方法和教材建設(shè)都帶來嚴重的沖擊。這就需要我們改革傳

統(tǒng)的課程體系和內(nèi)容?使具具備科學性?先進性和創(chuàng)新性?以

適應(yīng)時代的發(fā)展。

流體力學教學團隊從形成之初?就重視開展教學研究探索教學規(guī)律?不斷深化教

學改革。在教學改革方面專注于流體力學與工科專業(yè)特點間的聯(lián)系一英漢雙語教學

的研究與實踐?現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用?教學科研的轉(zhuǎn)化.將多媒體教學、形象化教學、

立體化教學、網(wǎng)絡(luò)教學、雙語教學和傳統(tǒng)教學結(jié)合?及時把教改成果和科技成果引

入教學中.

針對不同專業(yè)、不同基礎(chǔ)的學生S在教學內(nèi)容和教學體系方面已做了一定的工作。

對于熱能工程等對流體力學理論要求高的各專業(yè)?加強課程內(nèi)容的講授S提出了流

體靜力學、流體運動學、流體動力學、流體實驗研究原理、管道流動、氣體動力學、

實驗室實驗等多個模塊組成的分層次、模塊化流體力學系列課程設(shè)框架.

利用數(shù)學工具描述流體的運動行為是流體力學的顯著特點。在流體力學學習過程

中為了明白一個定理?甚至為了準確地理解一個概念一學生首先需要讀懂數(shù)學s然

而讀懂了數(shù)學不一定意味著已經(jīng)明白了數(shù)學符號背后所代表的物理意義?流體力學

教學實踐表明學生從讀懂數(shù)學到理解流動問題的物理本質(zhì)有一個過程.教學改革的主

要內(nèi)容就是做好各方面的工作?幫助學生完成從讀懂數(shù)學到理解流動的物理本質(zhì)這

一轉(zhuǎn)變過程。經(jīng)過多年實踐一改革效果良好一學生的力學基礎(chǔ)、動手能力及創(chuàng)新能

力得到很大提高。

與課程體系相配合?教材建設(shè)也是優(yōu)秀課程建設(shè)的一個重要方面。課程組王永巖

教授等編寫了《英漢雙語流體力學電子教程》?該教材作為國家十一五？規(guī)劃教材

已由科學出版社正式出版。課程組目前正在對該教材進行進一步修訂和完善一并配合

學校的教材立項著手編寫有專業(yè)特點的流體力學教材.

,4,實踐教學環(huán)節(jié)建設(shè)

實驗課是本課程的實踐教學環(huán)節(jié)?共16學時?其目的是通過實踐教學環(huán)節(jié)的實

施加強《流體力學》的工程概念了解這門課程與工程實際的緊密關(guān)系一培養(yǎng)、鍛煉學

生的創(chuàng)新思維和科研能力。27年6月S適逢教育部對我校本科教學評估S本著以評

促建的原則?我們加強了實踐環(huán)節(jié)的建設(shè)。在學校的大力支持下?經(jīng)過一段時間的建

設(shè)和規(guī)劃流體力學實驗室目前擁有實驗設(shè)備有46臺?學生可操作實驗有:流體靜力

學實驗、能量方程實驗、動量定律實驗、畢托管測速實驗、流動狀態(tài)實驗、局部阻力

實驗、流量計實驗、沿程水頭損失實驗共8項?數(shù)量上已超出大綱要求的2倍以上?

方便學生自選一利于個性化教學.可演示實驗有：虹吸原理演示實驗、流譜流線顯示

實驗、流動演示實驗雷諾演示實驗等多項.通過實驗?驗證所學流體力學理論一鞏固

和加深對流體運動規(guī)律的認識一培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的作風?鍛煉了動手、動腦S

分析和解決問題的能

力。因此?流體力學實驗室在‘培養(yǎng)優(yōu)秀人才過程’中發(fā)揮著重要作用。-

課程的實踐環(huán)節(jié)從一開始就注重規(guī)范。開設(shè)伊始?我們即修訂了《流體力學教學

大綱》?并制定了《流體力學實驗教學大綱》一以校內(nèi)文件的形式給實踐環(huán)節(jié)定位邀

請校級督導聽課指導S同時加強主講教師試講試做和相關(guān)實驗室文件的制訂。目前

一《流體力學實驗教學指導書》、《流體力學實驗報告》以及《實驗日志》、《實驗

安排表》等都已規(guī)范成冊?給實驗室管理帶來極大的方便s經(jīng)過兩個學期的授課?學

生普遍對實驗課感興趣?對該項教學改革反映積極。

下一步的建設(shè)重在拓展現(xiàn)有實驗設(shè)備的實驗項目S爭取引進經(jīng)費?或增加課程實

驗學時?使學生更多的接觸與工程相關(guān)的力學問題加深對力學的理解和分析能力?

目前課程組正在論證中。

,5,更新教學手段s完善計算機輔助教學、多媒體課件建設(shè)

改革教學方法和手段?建立電視錄像片、投影狡片的觀摩體系?強化物理意義和

工程背景教育?訓練學生建立力學模型?應(yīng)用基礎(chǔ)理論、基本概念、基本方法分析

和解決實際力學問題?培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神。

6,在利用現(xiàn)代教育技術(shù)方面?我們根據(jù)每次授課的具體內(nèi)容及特點。合理地

將多媒體教學和傳統(tǒng)黑板教學結(jié)合起來一發(fā)揮各自的優(yōu)勢，利用虛擬實驗技術(shù)、CFD

方法把流體力學晦澀的理論、復(fù)雜的數(shù)學公式結(jié)果形象地表達出來?顯著提高了課

堂教學效果和效率。并對現(xiàn)有的多媒體課件進行邊創(chuàng)作、邊修改、邊實踐?以滿足

不斷更新、重組授課內(nèi)容的需要。

7,網(wǎng)上教學和教學資源共享

注重網(wǎng)絡(luò)教學的深度、廣度和信息反饋。課程建立了相應(yīng)的網(wǎng)站S教學資源包括

主講教師錄像、電子教案、教學大綱、習題解答等等?學生可以方便地下載瀏覽.其

中特別成立了《流體力學》精品課建設(shè)基地一收集了大量的國內(nèi)外力學資料一并有

專門人員負責網(wǎng)站建設(shè)和教學資源分配。及時改進和更新網(wǎng)絡(luò)教學內(nèi)容一積極宣傳

S擴大教師和學生的使用面S拓展網(wǎng)站的適用范圍.

課程建設(shè)特色：

,1,結(jié)合專業(yè)合理優(yōu)化現(xiàn)有教學內(nèi)容

課程建設(shè)旨在突破學科專業(yè)局限s又要照顧到專業(yè)需要?對課程進行整合、優(yōu)化

?合理安排教學內(nèi)容.流體力學學科既是基礎(chǔ)學科?又是用途廣泛的應(yīng)用學科，既是

古老的學科s又是不斷發(fā)展、充滿活力的學科s因此流體力學基礎(chǔ)理論內(nèi)容本生非

常豐富一而且流體力學進入了一個新的發(fā)展時期:分析手段更加先進一

與各類工程專業(yè)結(jié)合更為密切一與其他學科的交叉滲透更加廣泛深入.在有限的

課堂教學時間里S不可能把所有的內(nèi)容都向?qū)W生介紹?需耍根據(jù)各學科、各專業(yè)的

特點S有機的把流體力學理論和專業(yè)內(nèi)容結(jié)合起來。這樣有利于學生把流體力學的

理論應(yīng)用到在后續(xù)專業(yè)課程的學習中。

,2,強調(diào)計算機在流體力學教學中的應(yīng)用

在教學中加入一部分符合我院具體專業(yè)情況的仿真模擬課件的使用量一學生可以

將所學的知識和課件相結(jié)合?更加深他們對知識的理解和應(yīng)用。這樣一不但順應(yīng)時

代的發(fā)展一也可以通過計算結(jié)果的可視化加深學生對流體力學概念的理解。針對不

同專業(yè)的特色?制定了相應(yīng)的教學課件?通過多媒體教學?以彌補傳統(tǒng)教學方法中

抽象、晦澀、枯燥的缺點s使學生從動態(tài)的畫面中s比較輕松地埋解教師在教學中

要傳授給學生的知識內(nèi)容。

,3,強化實驗教學

流體力學是一門綜合性和實踐性均非常強的課程?因此加強實踐環(huán)節(jié)教學至關(guān)重

要。課題組通過實驗室實驗不僅可以向?qū)W生傳遞流體力學理論?還可以介紹流體力

學實驗技術(shù)s學生將來可以將在學校中學到的理論知識與工廠中實際生產(chǎn)有效地結(jié)

合起來.對那些不容易開展的實驗?通過虛擬實驗技術(shù)?從而增強學生對理論知識的

理解.

三課程建設(shè)的步驟與進度

流體力學課程在中報精品課程的前期做了大量的準備工作?以后的課程建設(shè)耍對

之前建設(shè)內(nèi)容的進一步完善和充實。大致步驟和進度如下：

,1,2012-2013年。課程組討論并編制新培養(yǎng)計劃下對應(yīng)的流體力學A和流體力學B

教學大綱?完善基本教學文件，爭取引進1名博士一緩解當前教學任務(wù)繁重壓力使課程組

成員有更多時間投入到教研和改革中。

,2,2013-2014年（更新教學手段-完善計算機輔助教學、多媒體課件建設(shè)—加強

教材和教輔建設(shè)一完善課件、習題冊內(nèi)容?制定出《流體力學雙語教學大綱》和《流

體力學雙語教案》。

,3,2014-2015年一編寫適用于油氣儲運工程的《流體力學》教材。網(wǎng)站更新和完

善及其他所有建設(shè)內(nèi)容。特別是課堂教學錄像?發(fā)表相關(guān)學術(shù)論文。將實踐和教改

成果內(nèi)容引入到教學內(nèi)容中?保持教學內(nèi)容的先進性.四課程組已取得的成果及條件

保證

流體力學是我院熱能動力工程、船舶工程、過程裝備與控制工程以及油氣儲

運專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程一還是我校傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)化學工程與新專業(yè)安全工程等專

業(yè)的重要基礎(chǔ)課。近年來?為了進一步提高教學質(zhì)量?適應(yīng)新的發(fā)展形勢一本

程在教學思想、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)、教學方法和手段等方面進行了一系列力度較大的

革取得良好的成果。

,課程組取得的成果，1

教學科研項目：

lo2011年張攀主持了青島科技大學博士科研啟動基金強旋氣固流場中湍流抑

制及超細顆粒擴散聚并機理研究？?項H負責人，

2o2011年張攀參加了山東省自然科學基金流態(tài)化多晶硅化學氣相沉積過程中

無定形硅粉成核機理研究？研究一第2位，

3O2010年張攀參加了山東省博士基金流態(tài)化多晶硅化學氣相沉積過程的多尺

度模擬？研究排名第3,

4029年張攀參加了國家自然科學基金基于分子模擬的過渡元素與生物磁體間趨聚

特性研究？研究排名第2

5029年張攀參加了111東省自然科學基金多晶硅化學氣相沉積機理與高效還

原爐開發(fā)?研究?排名第2,

6。28年課程組孫雙雙副教授主持了工程力學優(yōu)秀課程建設(shè)?，

7。26年課程組王永巖教授主持了理論力學國家精品課課程建設(shè)

8o26年課程組王永巖教授主持了理論力學校級精品課課程建設(shè)，

9025年課程組張選利副教授主持了力學主干課程教學改革。

發(fā)表的教學和科研論文：

WoWang,G.Cheng,JoLi.EffectofBoundary

LayersonPolycrystallineSilicon

ChemicalVaporDepositioninaTrichlorosilaneandHydrogenSystem[J],

ChineseJournalof

ChemicalEngineering,2011,19(1):1-9。(SCI)

2oJoLI,GoCHEN,PoZHANG,W.WANG,J.DUAN。TcchnicalChallongesand

Progressin

FluidizedBedChemicalVaporDepositionofPolysilicon[J],

ChinesejournalofChemical

Engineering,2011,19(5):747-753(SCI)

3oPanZhang,WeiWenWang,YuLeiWu,GuargHuiChen,JianLongLi.Cfd

Studyon

PolycrystallineSiliconChemicalVaporDepositioninaRibReactor[C]o

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Li.Structure

andPerformanceoftheCircumfluentCyclone[J],PowderTechnology,2010,

2(Compendex):158-163.(SCI)

5oPanZhang,WeiwenWang,GuanghuiChen,JianlongLi.CfdStudyofPowerand

MixingTime

inaVesselAgitatedbyLargeHeightDiameterRatioCylinderStirrer[C]o

HongKong,China,

IEEEComputerSociety,29:7578。(EI)

張攀，王偉文，董海紅，吳玉雷，陳光輝，李建隆。三氯氫硅和氫氣系統(tǒng)中多

晶硅化學氣

相沉積的數(shù)值模擬[J],人工晶體學報,2010,39:494499.(EI)

7oPoZhang,W.WoWang,G.ILChen,JoL.Long。StudyoftheFlowField

andthePressureDrop

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