發(fā)布時(shí)間：2022-10-31 14:47:39
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的流體力學(xué)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
高校對(duì)來華留學(xué)生進(jìn)行思想教育，主要指的是高校通過對(duì)來華留學(xué)生進(jìn)行文化上的交流、知識(shí)的傳播、情感交流以及生活上的關(guān)心、幫助等方式，對(duì)留學(xué)生的觀念、思想產(chǎn)生一定的影響，從而幫助他們對(duì)我國(guó)的文化、制度甚至是法律等方面，形成較為深刻且客觀的認(rèn)識(shí)，最終能夠?qū)崿F(xiàn)來華留學(xué)生“學(xué)有所成、對(duì)我友好”的教育目標(biāo)。
（一）在學(xué)習(xí)、情感以及健康方面的心理困惑
1.來華留學(xué)生由于不能很好適應(yīng)新環(huán)境，產(chǎn)生了一些困惑。很多留學(xué)生初到一個(gè)陌生的地方，首先表現(xiàn)出來的問題就是對(duì)陌生的環(huán)境無法多適應(yīng)，對(duì)個(gè)人家庭是否會(huì)發(fā)生一些意外事件往往會(huì)產(chǎn)生很大的顧慮，比如親人突然病故等。留學(xué)生對(duì)于我國(guó)的文化以及語言等方面還是比較陌生的，他們很難一開始就對(duì)環(huán)境熟悉起來，空閑的時(shí)候往往無所事事。不同的國(guó)家在人際關(guān)系問題的處理上有不同的習(xí)慣，來華留學(xué)生從開始并不懂得如何處理與中國(guó)同學(xué)或者老師的人際關(guān)系，會(huì)產(chǎn)生一些煩惱，甚至?xí)a(chǎn)生沒有朋友、很孤獨(dú)的感受。留學(xué)生初到學(xué)校進(jìn)行學(xué)習(xí)，還會(huì)面臨學(xué)習(xí)模式不一樣、專業(yè)不適應(yīng)等情況，面對(duì)這些問題他們?nèi)菀子形冯y的情緒，一些學(xué)生甚至?xí)胍獡Q學(xué)?；蛘邠Q專業(yè)，這對(duì)其學(xué)業(yè)會(huì)產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。一些留學(xué)生身體上可能被查出有某種疾病，但是很多高校對(duì)這方面還缺乏引導(dǎo)，留學(xué)生一開始往往也不知道這些問題應(yīng)該找誰傾訴或者尋求幫助，而疾病往往對(duì)于學(xué)生的身體、生活以及學(xué)習(xí)都會(huì)帶來影響。
2.來華留學(xué)生發(fā)生打架斗毆以及對(duì)交通安全不重視導(dǎo)致一些意外事故的發(fā)生。一部分留學(xué)生對(duì)本地規(guī)章制度沒有進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)，一些法律問題也存在認(rèn)知缺陷，監(jiān)護(hù)人對(duì)其不能進(jìn)行很好地監(jiān)管，導(dǎo)致一些留學(xué)生放縱自己，打架斗毆、喝酒泡吧等，這些行為都會(huì)對(duì)留學(xué)生產(chǎn)生不利的影響。
3.由于有不同的宗教信仰而產(chǎn)生的困惑。一部分來華留學(xué)生與其他同學(xué)會(huì)有不同的宗教信仰，而不同的宗教信仰中，往往會(huì)有不同的習(xí)慣、不同的文化，留學(xué)生由于與同學(xué)宗教信仰不同，可能會(huì)在某一個(gè)特別的時(shí)間段，對(duì)同住的同學(xué)及其生活習(xí)慣產(chǎn)生影響，久而久之就可能會(huì)積累矛盾。
（二）對(duì)留學(xué)生進(jìn)行思想教育過程中產(chǎn)生的困難
1.對(duì)職責(zé)的劃分尚不明確。
在我國(guó)一些高校中，職能部門或者專業(yè)學(xué)院往往認(rèn)為對(duì)留學(xué)生進(jìn)行思想教育應(yīng)該是國(guó)際學(xué)院的職責(zé)所在，他們對(duì)留學(xué)生進(jìn)行事務(wù)處理時(shí)，往往不會(huì)將其與本國(guó)學(xué)生一起進(jìn)行處理，這會(huì)在培養(yǎng)留學(xué)生的過程中產(chǎn)生很多不必要的誤會(huì)。我們?cè)谂c一些學(xué)生進(jìn)行交流的過程中發(fā)現(xiàn)這樣的問題，一些學(xué)院認(rèn)為本校留學(xué)生的招生事務(wù)以及住宿都是由國(guó)際學(xué)院統(tǒng)一安排，因此思想教育也屬于他們工作的范疇，而不屬于學(xué)院的工作范疇。還會(huì)有一些學(xué)院的老師認(rèn)為，留學(xué)生無論是在語言上還是文化上都與我們存在較大差異，把他們當(dāng)成一種負(fù)擔(dān)，一些通知沒有對(duì)其通知到位。除此之外，由于留學(xué)生所學(xué)的專業(yè)不是十分集中，需要將其安排在不同專業(yè)學(xué)院，無法專門為留學(xué)生成立專業(yè)學(xué)院。此外，留學(xué)生的人數(shù)不多，這就使管理規(guī)章制度不完善。因此對(duì)來華留學(xué)生進(jìn)行管理，就對(duì)其人數(shù)規(guī)模產(chǎn)生了新的要求。
2.師生配比缺少平衡。
目前，我國(guó)很多高校會(huì)在國(guó)際學(xué)院配備管理人員來對(duì)留學(xué)生進(jìn)行專門管理，這些工作人員管理的往往是留學(xué)生的招生、住宿以及一些日常工作，留學(xué)生在學(xué)校報(bào)到需要準(zhǔn)備的一些材料，比如簽證、體檢、學(xué)籍、檔案等也都是這些工作人員進(jìn)行處理。但是由于工作十分瑣碎，必然花費(fèi)相關(guān)人員的精力，因此這些工作人員很少有精力對(duì)留學(xué)生的思想教育進(jìn)行管理。曾經(jīng)有學(xué)者認(rèn)為，工作人員管理一個(gè)留學(xué)生的工作量與管理三個(gè)中國(guó)學(xué)生的工作量相同，產(chǎn)生這一問題的主要原因是語言上的交流不方便以及文化習(xí)慣的不同。工作人員往往需要對(duì)留學(xué)生有更大的耐心，現(xiàn)實(shí)情況是高校輔導(dǎo)員日常事務(wù)往往很多，精力有限，對(duì)于留學(xué)生的思想教育往往缺少時(shí)間與精力來管理，尤其是來華留學(xué)生在新學(xué)期開始時(shí)，會(huì)有很多問題，比如語言差異、環(huán)境陌生、習(xí)慣不相同等。這時(shí)候留學(xué)生是最需要得到幫助，而輔導(dǎo)員在新學(xué)期開始時(shí)往往也是最忙碌的時(shí)候，因此無法留出多余的時(shí)間對(duì)留學(xué)生進(jìn)行思想教育。除此之外，高校對(duì)留學(xué)生管理的人員有限，除非留學(xué)生人數(shù)大量增加，高?？赡懿艜?huì)考慮增加工作人員，而目前實(shí)際的情況是，來華留學(xué)生的思想教育基本是由國(guó)際學(xué)院進(jìn)行處理，管理人員的配比不均衡問題越來越嚴(yán)重。
二、改善來華留學(xué)生思想教育工作的措施
（一）提高來華留學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量
要想使高校來華留學(xué)生的整體生源質(zhì)量得到提高，首先需要高校在留學(xué)生招生的時(shí)候，把關(guān)嚴(yán)格，拒絕渾水摸魚，一些自主學(xué)習(xí)能力極差的留學(xué)生應(yīng)該拒絕接收；其次，提高來華留學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量進(jìn)行提高，從而能使一些國(guó)外一流大學(xué)學(xué)生愿意到我國(guó)高校進(jìn)行學(xué)習(xí)。留學(xué)生的整體素質(zhì)如果得到提高，那么一些老師的觀念也會(huì)隨之改變，他們就不會(huì)再認(rèn)為留學(xué)生是一種負(fù)擔(dān)，也會(huì)更加愿意與留學(xué)生進(jìn)行交流。
（二）分工明確、目標(biāo)清楚
國(guó)際學(xué)院、專業(yè)學(xué)院以及職能部門之間應(yīng)該對(duì)自己所要負(fù)責(zé)的工作以及責(zé)任進(jìn)行明確劃分，不要產(chǎn)生互相推諉的情況。高校對(duì)留學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)要制定一個(gè)整體規(guī)劃，對(duì)不同的部門要進(jìn)行明確的分工。如果國(guó)際學(xué)院對(duì)留學(xué)生的一切事情都包攬包辦，那么對(duì)于留學(xué)生教育水平勢(shì)必會(huì)造成不利的影響，也不利于學(xué)校國(guó)際化的發(fā)展，這是一些高校根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的。很多高校中的相關(guān)專業(yè)學(xué)院仍然會(huì)習(xí)慣上將中國(guó)學(xué)生與留學(xué)生進(jìn)行區(qū)別對(duì)待，這也是留學(xué)生很難融入學(xué)校環(huán)境的原因，因此，很多高校的專業(yè)學(xué)院還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)留學(xué)生與中國(guó)學(xué)生同等對(duì)待理念的培養(yǎng)。
三、結(jié)束語
關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；課程教學(xué)；課程考核；改革
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）17-0091-03
《流體力學(xué)》是我校環(huán)境工程專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)理論課程。流體力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)的一個(gè)分支，它以物理學(xué)為基礎(chǔ)，力學(xué)為依據(jù)，以數(shù)學(xué)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)為工具，研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，以及流體與固體的相互作用力。作為一門實(shí)用的工程科學(xué)，流體力學(xué)有比較完整的體系，它不但可以獨(dú)立解決一些工程實(shí)際問題，而且可以為學(xué)習(xí)多種工程專業(yè)課打下必要的基礎(chǔ)。其任務(wù)在于使學(xué)生掌握流體力學(xué)的基本理論、基本計(jì)算方法、基本實(shí)驗(yàn)技能以及在工程實(shí)際中的初步應(yīng)用。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生初步具備分析和解決實(shí)際流體力學(xué)問題的能力，并對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及將來從事相關(guān)專業(yè)的工作和科研打下良好的基礎(chǔ)。多年來，流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要是經(jīng)典的流體力學(xué)理論和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析方法，偏重于理論分析，教學(xué)內(nèi)容比較抽象和單一，不能反映當(dāng)前流體力學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，不利于拓寬學(xué)生的知識(shí)面、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。具體可以概括為以下幾點(diǎn)：
1.流體力學(xué)的教學(xué)大綱不適應(yīng)高等教育改革發(fā)展的需要，對(duì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)基本要求的定位不準(zhǔn)，與培養(yǎng)目標(biāo)的要求不太一致。
2.流體力學(xué)教學(xué)與環(huán)境工程其他專業(yè)課程結(jié)合不緊，導(dǎo)致許多畢業(yè)生在從事環(huán)境工程過程中感覺到流體力學(xué)對(duì)環(huán)境工程的指導(dǎo)作用不明顯。
3.流體力學(xué)中的部分概念與化工原理中的內(nèi)容相重復(fù)。
4.流體力學(xué)教材中缺乏反映近代科技成果的新內(nèi)容和流體力學(xué)的新發(fā)展，與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系不緊密。
5.教學(xué)方法和教學(xué)手段沒有考慮到學(xué)生主體。
6.流體力學(xué)教學(xué)中沒有引入演示實(shí)驗(yàn)，將其中抽象的物理過程和物理圖像形象化、直觀化，學(xué)生不容易深刻理解和掌握。
7.成績(jī)?cè)u(píng)定形式單一，不能全面地考核學(xué)生所學(xué)知識(shí)和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力?？己诵问交旧鲜峭ㄟ^學(xué)期末的一次性閉卷考試完成，試卷題型也大都為考察課程主要知識(shí)內(nèi)容點(diǎn)的選擇題、填空題、計(jì)算題、證明題等，這種考核形式有引導(dǎo)學(xué)生死記硬背的傾向，缺乏對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的考核。
這些問題的存在導(dǎo)致在學(xué)生心目中，流體力學(xué)似乎沒有其他專業(yè)課重要，是一門可學(xué)可不學(xué)的課程。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、成績(jī)?cè)u(píng)定不能適應(yīng)流體力學(xué)教學(xué)的需要，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗母?，?gòu)建面向工程的教學(xué)體系，注重實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，搭建能力培養(yǎng)平臺(tái)，建立更科學(xué)的考核機(jī)制，以適應(yīng)形勢(shì)的變化發(fā)展。目前，我國(guó)高校所使用的流體力學(xué)教材主要有毛根海編著的《應(yīng)用流體力學(xué)》、李玉柱、苑明順編著的《流體力學(xué)》、丁祖榮編著的《流體力學(xué)》、汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學(xué)》。我校選用汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學(xué)》作為指定教材。2012年，在認(rèn)真梳理流體力學(xué)、化工原理及環(huán)境工程相關(guān)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容與環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對(duì)流體力學(xué)教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂、對(duì)教學(xué)手段進(jìn)行改進(jìn)，制作完成了與汪楠、陳桂珍主編的《工程流體力學(xué)》相配套的多媒體課件，并在教學(xué)中投入使用，取得了良好的教學(xué)效果。
一、修訂教學(xué)大綱
根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)修訂原有的教學(xué)大綱，使教學(xué)目標(biāo)的工科特色更加明顯。
二、改革教學(xué)內(nèi)容
1.刪減與化工原理重復(fù)的內(nèi)容，對(duì)這部分知識(shí)點(diǎn)，把講授的重點(diǎn)放在深化和提高上。
2.將流體的物理性質(zhì)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、水頭損失和水力計(jì)算作為教學(xué)的重點(diǎn)。
3.大幅增加適應(yīng)環(huán)境工程實(shí)踐需要的內(nèi)容，引入一些環(huán)境工程案例，讓同學(xué)們未進(jìn)入社會(huì)就能體會(huì)到流體力學(xué)對(duì)環(huán)境工程的指導(dǎo)作用
三、改革教學(xué)方法
新生入學(xué)開始就召開師生見面會(huì)，讓學(xué)科負(fù)責(zé)人講解專業(yè)培養(yǎng)方案，有經(jīng)驗(yàn)的教師教授如何進(jìn)入大學(xué)里的學(xué)習(xí)狀態(tài)，引導(dǎo)新生盡快適應(yīng)大學(xué)的教育環(huán)境和人文環(huán)境，樹立全面人才培養(yǎng)的理念以及與之對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式、考核體系等內(nèi)容。讓新生對(duì)自己的大學(xué)生活作全局規(guī)劃，從獲得知識(shí)、提高專業(yè)技能的方式方法上不斷開拓思維，尋求自己的努力方向。改變傳統(tǒng)的“注入式”傳授知識(shí)的教學(xué)方法，采用注重培養(yǎng)實(shí)踐能力的教學(xué)方法，針對(duì)具體教學(xué)內(nèi)容，靈活采用內(nèi)容講授、課堂討論、雙向交流、問題思考、習(xí)題訓(xùn)練、器材設(shè)計(jì)與制作、企業(yè)觀摩考察等多種形式，使學(xué)生能較好地掌握流體力學(xué)的基本概念、基本規(guī)律，掌握分析解決流體力學(xué)問題的方法和思路，并使解決問題的能力得以提高。每次上新的章節(jié)時(shí)，先提出一些與環(huán)境工程實(shí)踐密切相關(guān)的問題，然后告訴學(xué)生這一章節(jié)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，就可以運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)解決這些實(shí)際問題，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，就不會(huì)盲目地學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。如在流體的物理性質(zhì)一章導(dǎo)入的階段提出“為什么經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)，總是要發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱一段時(shí)間后才開始行駛”？在流體靜力學(xué)章節(jié)以“為什么點(diǎn)滴吊瓶的液體逐漸減少時(shí)而藥液的流速卻不變”？流體動(dòng)力學(xué)中以“為什么飛機(jī)的頭部有一根長(zhǎng)長(zhǎng)的針狀物”等來導(dǎo)入。學(xué)完一個(gè)章節(jié)后，再告訴他們由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，還有很多問題的解決需要更多的知識(shí)，引導(dǎo)大家自學(xué)。特別是課程教學(xué)已經(jīng)過半以后，學(xué)生的基本流體力學(xué)知識(shí)有些儲(chǔ)備后，要鼓勵(lì)、啟發(fā)、指導(dǎo)有興趣的同學(xué)做一些拓展性的學(xué)習(xí)和思考，參與老師的科研或自己做些發(fā)明創(chuàng)造，如教學(xué)模具、實(shí)驗(yàn)器具等科技作品，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。這時(shí)我會(huì)帶些有興趣的同學(xué)到污水處理廠、環(huán)?？萍脊救⒂^考察，了解企事業(yè)的技術(shù)需求和科技難題，和同學(xué)們一起思考探索問題的解決方案。針對(duì)流體力學(xué)中的概念和規(guī)律比較抽象和枯燥的特點(diǎn)，采用多媒體輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合的教學(xué)手段，綜合運(yùn)用圖像、文字、動(dòng)畫等展現(xiàn)圖文并茂的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用視覺效應(yīng)加強(qiáng)教學(xué)效果、擴(kuò)大知識(shí)面。例如，流體動(dòng)力學(xué)章節(jié)中講述流線的性質(zhì)時(shí)，我引入草原上的老鼠在夏天躲在洞穴里納涼的圖片。洞穴靠下風(fēng)口堆了一個(gè)土包，外面涼爽的風(fēng)能吹進(jìn)洞穴，若下風(fēng)口沒有土包，涼風(fēng)進(jìn)不去。以這種生動(dòng)的形式展現(xiàn)課程內(nèi)容，而不是簡(jiǎn)單地播放幻燈片。學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，而且感受到知識(shí)的生動(dòng)有趣性。對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容，要嚴(yán)格進(jìn)行板書推導(dǎo)，一方面有利于學(xué)生理清思路；另一方面，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，不能簡(jiǎn)單地把熱熱鬧鬧當(dāng)做生動(dòng)有趣。對(duì)一些工程或生活中碰到的案例或常識(shí)，也不太容易做課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過一些課件來模擬。將理論知識(shí)與視頻、動(dòng)畫、工程案例、生活常識(shí)相結(jié)合，調(diào)動(dòng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)激情，使其從被動(dòng)式聽課轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式欣賞知識(shí)。如在流體動(dòng)力學(xué)章節(jié)，我引入了美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的彼得斯堡戰(zhàn)役的一段視頻：講述一個(gè)叫普萊曾茨的士兵，運(yùn)用流體力學(xué)知識(shí)解決地道通風(fēng)的問題，巧妙地將叛軍的防御陣地炸毀。這些視頻、動(dòng)畫、案例中的氛圍、情景不僅啟發(fā)了他們的思維，更讓他們享受到聽課的樂趣，激發(fā)了其學(xué)習(xí)的積極性。
四、引入演示實(shí)驗(yàn)
整合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)中心、環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的資源，自行搭建或購置一些演示實(shí)驗(yàn)裝置，將演示實(shí)驗(yàn)引入流體力學(xué)課堂，使流體力學(xué)中抽象的物理過程和物理圖像變得形象、直觀和可信，使教學(xué)內(nèi)容更有表現(xiàn)力，便于學(xué)生深刻理解和掌握。若暫時(shí)沒有條件，也要積極引入一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗囊曨l，播放給同學(xué)們學(xué)習(xí)。如伯努利方程式是流體力學(xué)教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，非常抽象。因此，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，我就在課堂上做些表面上看起來匪夷所思的實(shí)驗(yàn)，但卻可以用伯努利方程式很容易解釋這種現(xiàn)象。例如嘴用力吹一個(gè)漏斗，乒乓球而不落地。學(xué)生非常驚詫這個(gè)現(xiàn)象，立刻想知道為什么會(huì)這樣，學(xué)習(xí)的積極性立刻被調(diào)動(dòng)起來。然后在黑板上畫出示意圖，再用伯努利方程式解釋，學(xué)生就會(huì)理解透徹、記憶深刻。
五、加強(qiáng)素質(zhì)拓展
鼓勵(lì)學(xué)生積極與工程、生活、生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，制作小發(fā)明小創(chuàng)造，參與科學(xué)研究、社會(huì)調(diào)查等。如在教學(xué)過程中，我多次組織學(xué)生參與各類科研論文大賽、發(fā)明大賽，取得了不錯(cuò)的成績(jī)。通過這些鍛煉，不僅加深了學(xué)生對(duì)課程的理解，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。積極組織學(xué)生參與本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、優(yōu)秀畢業(yè)論文培育計(jì)劃、大學(xué)生科研論文大賽、大學(xué)生專利發(fā)明大賽以及環(huán)境與健康協(xié)會(huì)等；參與污水處理廠、環(huán)保部門、環(huán)保企業(yè)及各類生產(chǎn)單位的科研、生產(chǎn)工作。通過創(chuàng)建實(shí)習(xí)基地、培訓(xùn)基地、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、技術(shù)咨詢、項(xiàng)目合作等形式，獲得與流體力學(xué)有關(guān)的技術(shù)難題。再以這些問題為范例，通過現(xiàn)場(chǎng)考察、技術(shù)交流、故障診斷、問題分析、解決方案、實(shí)施效果等環(huán)節(jié)，供學(xué)生學(xué)習(xí)參考。不僅解決了工程實(shí)際問題，而且開闊了學(xué)生的視野。讓學(xué)生預(yù)先進(jìn)入工作角色，以業(yè)務(wù)需求帶動(dòng)求知欲望。只有在實(shí)際工作中，學(xué)生才能對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用、交叉學(xué)科之間的作用以及教學(xué)科研的關(guān)系有越來越明晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)于專業(yè)課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)、專業(yè)知識(shí)的獲取有更明確的思路。
六、改革考核方法
教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革，必須與課程考核方法的改革相配套。為了提升考核環(huán)節(jié)對(duì)于人才培養(yǎng)的支撐度，推動(dòng)教學(xué)理念與內(nèi)容、方式與方法的變革，切實(shí)發(fā)揮課程考核對(duì)教學(xué)效果的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)作用，我校于2011年制定了本科生課程考試管理辦法，2013年制定了全面提高本科教學(xué)質(zhì)量的實(shí)施意見，2014年學(xué)校啟動(dòng)教學(xué)考核改革試點(diǎn)工作，《流體力學(xué)》是我校第一批立項(xiàng)的課程考核改革試點(diǎn)課程。在新的考核方案中，我更加注重學(xué)生對(duì)基本概念、基本規(guī)律的理解，學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力。實(shí)行過程化考核、多種形式的考核。全面考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度、概括能力和綜合應(yīng)用水平?？梢詥卧獪y(cè)試時(shí)采用開卷考試，期末考試采用半開卷考試，試題有一半是自己出的試題?？己嗽囶}中的開發(fā)性試題就是用所學(xué)流體力學(xué)知識(shí)解釋、處理日常生活、工程中的現(xiàn)象等。
1.豐富考核方式。緊扣課程目標(biāo)，選擇能夠全面衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核方式。將筆試、討論、口試、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、調(diào)查報(bào)告等多種形式相結(jié)合，將知識(shí)理論識(shí)記的考察與分析解決問題能力的檢驗(yàn)并重，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地評(píng)價(jià)。
2.強(qiáng)化全程評(píng)價(jià)。把課程考核貫穿于教學(xué)的全過程，將過程評(píng)價(jià)與終結(jié)評(píng)價(jià)相結(jié)合，設(shè)計(jì)不同階段、不同方式考核的分值比例，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，改變“一考定成敗”的現(xiàn)象，扭轉(zhuǎn)“期末突擊死記硬背”的不良學(xué)風(fēng)。過程考核在評(píng)定學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度等非智力因素的考察，分課堂表現(xiàn)和課下表現(xiàn)，各占總成績(jī)的10%。過程考核成績(jī)占總成績(jī)的30%，期末考核占總成績(jī)的50%。過程考核有章節(jié)考核、期中考核和歸納總結(jié)考核。章節(jié)考核分3次進(jìn)行，考核形式為開卷，每次5分，滿分為15；期中考核，考核形式為開卷，滿分為10分。每次考核用兩套試題，一半學(xué)生用A試題，一半同學(xué)用B試題，學(xué)生預(yù)先不知道自己拿到何種試題；歸納總結(jié)能力考核，學(xué)生根據(jù)自己對(duì)課程的把握、見解出一份合適的試卷，教師據(jù)此評(píng)分，滿分為5分。期末考核的考試形式為半開卷（一張復(fù)習(xí)紙的開卷考試），試題范圍覆蓋教學(xué)大綱，沒有課本中能直接找到的概念性記憶性試題，但又要熟記并靈活運(yùn)用課本知識(shí)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合應(yīng)用和實(shí)踐運(yùn)用。題型包括選擇題、計(jì)算題、作圖題、項(xiàng)目設(shè)計(jì)型和開放性試題。建立電子試題庫，實(shí)行抽題組卷，實(shí)現(xiàn)教考分離。試題庫中有一半是學(xué)生出的試題（由教師篩選出優(yōu)質(zhì)的試題，或稍作修改），一半為教師出的試題。
3.優(yōu)化考核內(nèi)容。以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為原則，選擇考核內(nèi)容。在評(píng)定學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能的同時(shí)，突出對(duì)學(xué)生分析解決問題、動(dòng)手能力及綜合素質(zhì)的考察。采用體現(xiàn)創(chuàng)新特點(diǎn)的考試題型，以適應(yīng)學(xué)科專業(yè)與相關(guān)行業(yè)發(fā)展的新要求。堅(jiān)持合理性原則，考核內(nèi)容的選擇符合考核課程目標(biāo)的要求。理論知識(shí)考核的重點(diǎn)為課程知識(shí)體系中核心要點(diǎn)、基本原理的理解與運(yùn)用；實(shí)踐知識(shí)方面突出對(duì)操作流程的熟悉程度、實(shí)踐結(jié)果分析運(yùn)用能力的檢測(cè)；綜合素質(zhì)方面的考察堅(jiān)持以能否有效支撐專業(yè)發(fā)展為標(biāo)準(zhǔn)。課程考核綜合考慮各方面因素，首先是課堂表現(xiàn)，即學(xué)習(xí)態(tài)度，考核實(shí)行扣分制，滿分為10分。如上課曠課、玩手機(jī)、聽音樂、交頭接耳等，第一次扣1分，第二次扣2分，第三次扣5分，四次以上全扣。其次是作業(yè)考核，滿分為10分。作業(yè)次數(shù)為7，交1次作業(yè)得1分，總作業(yè)次數(shù)分為7；質(zhì)量分為3，視工整度、正確率給分。
4.暢通信息反饋?？己私Y(jié)果及時(shí)上網(wǎng)公布，學(xué)生可以查看自己的考核成績(jī)，對(duì)自己前段時(shí)間的學(xué)習(xí)效果有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。切實(shí)發(fā)揮課程考核對(duì)教學(xué)效果的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)作用，對(duì)教學(xué)內(nèi)容與方式改革的推動(dòng)作用，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)投入的引導(dǎo)作用，促進(jìn)本科教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。在教學(xué)過程中，選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)向?qū)W生征求關(guān)于教學(xué)方法、考試考核模式等方面的意見或建議，以及前段時(shí)間學(xué)習(xí)的感受，我再根據(jù)學(xué)生反饋來的信息，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法、手段、進(jìn)度等，認(rèn)真處理好教與學(xué)的關(guān)系。并根據(jù)學(xué)生的意見、可采納程度、對(duì)教學(xué)的關(guān)注程度進(jìn)行打分，并計(jì)入該門課程的平時(shí)成績(jī)。
七、結(jié)束語
流體力學(xué)是一門系統(tǒng)性、理論性很強(qiáng)的應(yīng)用力學(xué)課程，體現(xiàn)了力學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等交叉學(xué)科在工程中的應(yīng)用。因此，如何將知識(shí)傳授與提高學(xué)生應(yīng)用能力、培養(yǎng)學(xué)生科研意識(shí)、適應(yīng)社會(huì)需求相兼顧，對(duì)于教師自身素質(zhì)、教學(xué)水平和教學(xué)方法是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。以環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生流體力學(xué)的工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力為目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)改革，并對(duì)考核方式、內(nèi)容、過程和反饋進(jìn)行配套改革，推動(dòng)教學(xué)理念、方法的變革。加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用，真正掌握相關(guān)知識(shí)，為日后工程，科研和工作打下良好基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]王燁，李亞寧.流體力學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建[J].力學(xué)與實(shí)踐，2013，35（3）：89-91.
[2]謝翠麗，倪玲英.工程流體力學(xué)本科課程引入CFD教學(xué)的探討[J].力學(xué)與實(shí)踐，2013，35（3）：91-93.
[論文摘要]結(jié)合學(xué)習(xí)主體所處的時(shí)代環(huán)境變化和流體力學(xué)知識(shí)體系的學(xué)科跨度大以及對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)要求很高的特點(diǎn)，分析了流體力學(xué)教學(xué)中存在的問題和難點(diǎn)，提出大量采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)例教學(xué)以加強(qiáng)流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察理解對(duì)提高流體力學(xué)教學(xué)效果的必要性和重要性。
前言
流體無固定形狀，即使受到的剪切力再小，只要持續(xù)存在，其變形便會(huì)隨時(shí)間持續(xù)增大，不像固體那樣，一定的受力只能產(chǎn)生一定的變形。流體力學(xué)的基本理論非常嚴(yán)密，描述流體流動(dòng)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)方程非常復(fù)雜，高度非線性[1]，因此學(xué)生對(duì)流體力學(xué)敬而遠(yuǎn)之的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。此外由于因特網(wǎng)及電子計(jì)算機(jī)的普及，各種虛擬現(xiàn)象泛濫，在這樣的環(huán)境下成長(zhǎng)的學(xué)生接觸和感受實(shí)際發(fā)生的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少，對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和理解能力很弱。很多學(xué)生在接受流體力學(xué)教育之前所受的應(yīng)試教育的影響下[2]，學(xué)習(xí)只是為了在短時(shí)間內(nèi)對(duì)給出的試題做出接近正解的答案獲得高分，這種教育具有多大的意義，近年來許多學(xué)者從教育學(xué)的角度提出了疑問[2]。只有直面實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象，抓住問題的本質(zhì)，才能誕生真正的學(xué)問和研究。筆者基于對(duì)本科和研究生的流體學(xué)教學(xué)中存在的難點(diǎn)和問題，指出了重視流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解對(duì)提高流體力學(xué)的教學(xué)效果的必要性和重要性。
一、流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題
（一）新形勢(shì)下學(xué)生所處的社會(huì)環(huán)境變化
學(xué)生從小利用電腦打電子游戲的玩耍時(shí)間和機(jī)會(huì)大大超過了自己親自動(dòng)手制作道具及模型的體感玩耍時(shí)間，通過體感玩耍接觸和觀察自然現(xiàn)象的機(jī)會(huì)大大減少。
因特網(wǎng)的普及使得在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的信息或?qū)崟r(shí)獲得信息成為可能，近年來出現(xiàn)學(xué)生過度依賴因特網(wǎng)的傾向，疏遠(yuǎn)了紙質(zhì)圖書及相關(guān)文獻(xiàn)這些知識(shí)比較系統(tǒng)邏輯性也有保證的傳統(tǒng)信息載體。但因特網(wǎng)上除了正確的信息外，還有很多不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤的信息，即使是正確的信息，各信息段之間也缺乏系統(tǒng)性，因此學(xué)生僅通過因特網(wǎng)難以建立系統(tǒng)的知識(shí)體系的。
手機(jī)在學(xué)生中的普及也使得學(xué)生們?cè)趯?shí)際問題時(shí)，不是自己獨(dú)立分析問題，找出問題發(fā)生的原因，而是直接利用手機(jī)詢問他人求得答案，這樣很難培養(yǎng)獨(dú)立制定計(jì)劃，對(duì)可能事態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，獨(dú)立進(jìn)行解決問題的能力。這恰恰是對(duì)一個(gè)未來走向社會(huì)成為一個(gè)優(yōu)秀的技術(shù)人員的必經(jīng)的磨礪之道。
（二）流體力學(xué)教學(xué)面臨的問題
流體流動(dòng)的力學(xué)模型及其運(yùn)動(dòng)的物理意義難以理解[3]。流體粘性產(chǎn)生的模型與牛頓粘性定律之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是最好的一個(gè)例證。大多數(shù)學(xué)生雖然能夠使用牛頓粘性定律進(jìn)行計(jì)算，但對(duì)運(yùn)動(dòng)的流體為何會(huì)產(chǎn)生粘性卻不能正確的理解。的確，對(duì)于涉及到流體力學(xué)的某些技術(shù)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)，只要懂得一定的計(jì)算即可，但是對(duì)于開發(fā)和設(shè)計(jì)全新的產(chǎn)品，如不能準(zhǔn)確把握所涉及到的相關(guān)流體流動(dòng)的物理本質(zhì)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)結(jié)果。
流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繁多，流體力學(xué)融合領(lǐng)域廣，要求學(xué)生掌握更多的學(xué)科預(yù)備知識(shí)，尤其對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求更高，使部分學(xué)生覺得流體力學(xué)是難以接近的一門課。同一流動(dòng)現(xiàn)象常?？梢詮亩鄠€(gè)角度進(jìn)行解釋，容易使學(xué)生產(chǎn)生混亂。比如對(duì)翼型的流體力學(xué)工作原理，可以從流體流動(dòng)的動(dòng)量變化、伯努利方程、壓力積分、流線的曲率變化等幾個(gè)方面進(jìn)行解釋，解釋方法之多反而會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生混亂，但每一種解釋方法都是正確的，解釋的都是一個(gè)本質(zhì)，只有完全理解各種解釋方法所依據(jù)的理論，才可以解除認(rèn)識(shí)上的混亂，將學(xué)到的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化。
描述流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)方程高度非線性化，數(shù)學(xué)上求解比較困難。描述流體流動(dòng)的納維斯方程和能量方程是否可以求解以及數(shù)學(xué)解的唯一性的證明需要微分方程、偏微分方程、多元積分等很深的數(shù)學(xué)功底，但近年來學(xué)生的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)存在下降的趨勢(shì)。
學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前所接受的應(yīng)試教育的影響很大，以考試成績(jī)自評(píng)學(xué)習(xí)效果的認(rèn)識(shí)根深蒂固[4]。實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象往往沒有單純的標(biāo)準(zhǔn)答案，有時(shí)甚至存在多個(gè)解，重要的是抓住流動(dòng)現(xiàn)象的物理本質(zhì)，系統(tǒng)的理解流體力學(xué)的基本原理。
二、教學(xué)方法對(duì)應(yīng)
解決上述問題的根本方法，筆者認(rèn)為只有從流體力學(xué)教學(xué)上，直面涉及流體的各種現(xiàn)象，使學(xué)生準(zhǔn)確的把握物理本質(zhì)。為此在流體力學(xué)課堂上，廣泛采用流體模型教學(xué)和實(shí)例教學(xué)，增加學(xué)生觀察理解各種流動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)，喚起他們對(duì)本門課的興趣的同時(shí)，讓他們形成為探究流動(dòng)現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)進(jìn)行思考的習(xí)慣，這對(duì)解決流體力學(xué)教學(xué)所面臨的問題至關(guān)重要。
使用電吹風(fēng)斜向上吹一個(gè)讓學(xué)生事先準(zhǔn)備好的氣球模型，沒經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)意外的發(fā)現(xiàn)氣球會(huì)向斜上方飄起。這一流體流動(dòng)現(xiàn)象可從風(fēng)從氣球上部通過時(shí)，由于氣球表面的影響風(fēng)的流向會(huì)產(chǎn)生變化，也就是流線產(chǎn)生彎曲，根據(jù)風(fēng)的動(dòng)量變化必然產(chǎn)生使得氣球浮起的升力得到解釋，還可以從物體繞流邊界層效應(yīng)得到解釋。從這一簡(jiǎn)單的模型教學(xué)，還可以解釋飛機(jī)的機(jī)翼通過改變空氣的流向進(jìn)而獲得升力的流體力學(xué)上的工作原理。
在一個(gè)裝滿水的塑料瓶?jī)?nèi)分別放入密度大于水和小于水的鋼球和泡沫小球，然后放在一個(gè)可移動(dòng)桌面上，使桌面等直線加速運(yùn)動(dòng)，可發(fā)現(xiàn)鋼球運(yùn)動(dòng)較慢留在瓶底，而泡沫球運(yùn)動(dòng)較快停在瓶嘴附近。觀察這一個(gè)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生：泡沫球運(yùn)動(dòng)得較快是因?yàn)榈燃铀龠\(yùn)動(dòng)瓶?jī)?nèi)流體的靜壓在運(yùn)動(dòng)方向上遞減形成壓力梯度，小球的前進(jìn)方向的壓力大于等加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，因此小球相對(duì)于塑料瓶向前運(yùn)動(dòng)；而作用于鋼球的前進(jìn)方向的靜壓力雖然與泡沫小球相同，但慣性力大于前進(jìn)方向的靜壓力，因此鋼球相對(duì)于塑料瓶向后移動(dòng)。這一模型教學(xué)比一般教科書上關(guān)于流體等加速直線運(yùn)動(dòng)流體的靜壓分布的例題更容易使學(xué)生抓住問題本質(zhì)，且能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考之習(xí)慣，使學(xué)生體會(huì)到透過流體流動(dòng)現(xiàn)象來正確觀察和理解把握流體力學(xué)基本規(guī)律的樂趣。
經(jīng)常使用立式洗衣機(jī)的人都知道，洗完衣服后，衣兜總要被翻過來，假如原來兜里裝有硬幣等硬物，也會(huì)被掏出來[5]。把這個(gè)實(shí)例在課堂上講出后，學(xué)生們甚有興趣，追問其中的奧秘，當(dāng)教師根據(jù)伯努利定律做出解釋并介紹伯努利這位集物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、力學(xué)家及醫(yī)學(xué)家于一身的瑞士的大科學(xué)家的基本情況后，學(xué)生們頓時(shí)對(duì)這位科學(xué)家充滿了崇敬之情，通過大量這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皩?shí)例教學(xué)，學(xué)生們對(duì)學(xué)習(xí)流體力學(xué)這門課更有了興趣和信心，教學(xué)效果的提高自不待言。
三、結(jié)語
本文詳盡的分析了計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、手機(jī)等現(xiàn)代化通訊工具普及后對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的影響，由于流體力學(xué)課程知識(shí)體系的特點(diǎn)，這種影響產(chǎn)生的負(fù)面問題很多，尤其是教授成長(zhǎng)在應(yīng)試教育體制下走入大學(xué)的學(xué)生，更需要轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí)，改變教學(xué)觀念，在課堂教學(xué)中廣泛植入實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒虒W(xué)和實(shí)例教學(xué)，讓學(xué)生直面實(shí)際存在的各種流體流動(dòng)現(xiàn)象，通過實(shí)際的流體流動(dòng)現(xiàn)象的觀察和理解，達(dá)到生動(dòng)及形象的把握這些流動(dòng)現(xiàn)象背后的流體力學(xué)的基本定理，有效提升教學(xué)效果的同時(shí)，通過簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱鬟€可提高學(xué)生的動(dòng)手能力，這對(duì)學(xué)生走向社會(huì)成為一個(gè)具有創(chuàng)造性思維能力、獨(dú)立思考的優(yōu)秀技術(shù)人員也是一個(gè)必不可少的雛形磨礪。
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關(guān)鍵詞：行業(yè)類高校；高等流體力學(xué)；電力特色
作者簡(jiǎn)介：張莉（1973-），女，河南商丘人，上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院，教授；李永光（1957-），男，湖南長(zhǎng)沙人，上海電力學(xué)院科研處處長(zhǎng)，教授。（上海 200090）
基金項(xiàng)目：本文系上海電力學(xué)院研究生學(xué)位課程建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：YKJ-2012004）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）04-0086-02
2007年，上海電力學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保崮芄こ潭?jí)學(xué)科首次招生，“高等流體力學(xué)”首次開課，授課人數(shù)20余人，隨后幾年間授課人數(shù)逐年增長(zhǎng)。2012年我校動(dòng)力工程與工程熱物理一級(jí)學(xué)科又增設(shè)了工程熱物理、動(dòng)力機(jī)械及工程兩個(gè)二級(jí)學(xué)科，“高等流體力學(xué)”授課范圍擴(kuò)大的同時(shí)，授課人數(shù)也增加到60余人。但是鑒于我校研究生數(shù)量較少、研究生培養(yǎng)歷史較短以及師資力量相對(duì)薄弱等方面的原因，課程教學(xué)的教材只能選用已有的教材。在組織教學(xué)內(nèi)容的過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教材普遍存在一些問題，如過于強(qiáng)調(diào)基本理論、對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求偏高、工程應(yīng)用方面涉獵很少，或者有些工程學(xué)科專業(yè)的相關(guān)研究生教材又往往缺乏理論深度，工程應(yīng)用背景針對(duì)性強(qiáng)，有的強(qiáng)調(diào)高速氣動(dòng)、有的強(qiáng)調(diào)水動(dòng)葉柵流動(dòng)、有的強(qiáng)調(diào)渦動(dòng)力學(xué)等等。鑒于此，作為行業(yè)類非重點(diǎn)高校，在“高等流體力學(xué)”課程的教學(xué)中有必要結(jié)合我校電力特色進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的研究和探討。
一、課程教材的調(diào)研
為了能更好地做好此次教學(xué)研究工作，課程組首先對(duì)高校相關(guān)研究生專業(yè)的“高等流體力學(xué)”教材進(jìn)行了調(diào)研，分別對(duì)清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、華中科技大學(xué)、華北電力大學(xué)、東北電力大學(xué)等國(guó)內(nèi)若干所大學(xué)相關(guān)課程的教材及內(nèi)容做了簡(jiǎn)單分析。
從調(diào)研情況看，所有高校都對(duì)流體力學(xué)的基本理論很重視，主要教學(xué)內(nèi)容均包括了流動(dòng)的基本概念和基本方程、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)、勢(shì)流理論、渦旋流動(dòng)、理想流體流動(dòng)、粘性流體流動(dòng)等，目的是使研究生通過學(xué)習(xí)流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握研究流動(dòng)的方法進(jìn)而分析解決實(shí)際的工程流動(dòng)問題。同時(shí)，各高校的教材和主要教學(xué)參考書還注重與自身學(xué)科研究方向的結(jié)合，課程的某些重點(diǎn)內(nèi)容與培養(yǎng)方向相接軌，突出了自身的特色。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“高等流體力學(xué)”作為研究生學(xué)位課，其教學(xué)內(nèi)容在注重理論基礎(chǔ)的同時(shí)，還必須要與自身的相關(guān)學(xué)科研究方向相結(jié)合，在注重通用理論的基礎(chǔ)上，形成自己的特色。
二、我校授課對(duì)象的情況分析
做好此次的教學(xué)研究工作，還必須對(duì)我校的授課對(duì)象有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。目前，“高等流體力學(xué)”已列為本校工程熱物理、熱能工程、動(dòng)力機(jī)械及工程三個(gè)二級(jí)學(xué)科的研究生學(xué)位課程。盡管上述三個(gè)二級(jí)學(xué)科涉及能源、動(dòng)力、機(jī)械等寬廣的工程領(lǐng)域，但結(jié)合我校的電力特色，這三個(gè)二級(jí)學(xué)科主要是為電力行業(yè)培養(yǎng)高級(jí)的專業(yè)人才，而在電力行業(yè)中流動(dòng)現(xiàn)象多存在于流體機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、換熱設(shè)備、容器、管道等部件，因此，在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)在透徹講解流體力學(xué)微分方程組的基礎(chǔ)上，注重聯(lián)系工程實(shí)際，偏重于講解流體在上述部件中的流動(dòng)以及與這些部件間的相互作用。
研究生生源的實(shí)際情況也是教學(xué)過程中需要考慮的因素。到目前為止，我校共招收6屆研究生，通過向歷屆學(xué)生了解發(fā)現(xiàn)有以下情況存在：部分同學(xué)跨專業(yè)（如：數(shù)學(xué)專業(yè)、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)、計(jì)算機(jī)與信息專業(yè)等）考入學(xué)校，本科階段沒有學(xué)習(xí)過“工程流體力學(xué)”課程；即使是研究生與本科專業(yè)背景相同的同學(xué)，他們也普遍認(rèn)為”工程流體力學(xué)”較難，碩士入學(xué)考試時(shí)，大都不選考“工程流體力學(xué)”，這也使得他們可能在大三、甚至大二學(xué)完以后，再也沒有系統(tǒng)地梳理過流體力學(xué)知識(shí)。由于各高校專業(yè)方向的側(cè)重點(diǎn)不同，大部分同學(xué)對(duì)電力行業(yè)內(nèi)的流體知識(shí)也不是特別了解；考入學(xué)校的學(xué)生多數(shù)為調(diào)劑生，入學(xué)成績(jī)整體不高。這些情況都表明，我校碩士研究生入學(xué)時(shí)的流體力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，需要在授課過程中講授深層次新知識(shí)的同時(shí)，及時(shí)地對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行回顧和提醒。
三、教學(xué)內(nèi)容的組織
基于以上的調(diào)研和分析，課程組首先對(duì)教材進(jìn)行了選取，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了組織。
1.教學(xué)目標(biāo)的明確
“高等流體力學(xué)”是為工程熱物理、熱能工程以及動(dòng)力機(jī)械與工程專業(yè)研究生設(shè)置的專業(yè)學(xué)位課程。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合長(zhǎng)期本科教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，確定了課程的教學(xué)目標(biāo)：通過對(duì)流體力學(xué)的基本概念、基本方程、理想不可壓縮流體的流動(dòng)、粘性不可壓縮流體的流動(dòng)、層流邊界層與紊流流動(dòng)、理想可壓縮流體等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，深化學(xué)生對(duì)流體力學(xué)基本內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的理論水平，為相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、課題的研究及論文的撰寫打好理論基礎(chǔ)。
2.教材的選用
“高等流體力學(xué)”是動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科的一門傳統(tǒng)課程，有很多課程教材可供選用。通過調(diào)研比較，西安交通大學(xué)有關(guān)電力生產(chǎn)的學(xué)科研究方向與我校的研究方向比較吻合，其在“動(dòng)力工程及工程熱物理”一級(jí)學(xué)科中的學(xué)位課 “高等流體力學(xué)”選擇了西安交通大學(xué)出版社出版、張鳴遠(yuǎn)等編著的《高等流體力學(xué)》一書作為教材，課程組通過對(duì)該書內(nèi)容的分析，也一致認(rèn)為張鳴遠(yuǎn)等編著的《高等流體力學(xué)》比較適合我校側(cè)重于電力人才培養(yǎng)的需求，因此決定選用該書作為本校“高等流體力學(xué)”課程的教材。與此同時(shí)，將調(diào)研中搜尋到的各有特點(diǎn)的教材作為參考書目推薦給學(xué)生供他們參考使用。
3.教學(xué)內(nèi)容的組織
在進(jìn)行“高等流體力學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的組織時(shí)，結(jié)合我校研究生培養(yǎng)方案和學(xué)科建設(shè)，既照顧到經(jīng)典流體力學(xué)的通用知識(shí)，又重視課程知識(shí)的針對(duì)性、行業(yè)應(yīng)用的特殊性、學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣以及與學(xué)校其他研究生課程的關(guān)聯(lián)性。課程內(nèi)容的組織主要從以下幾個(gè)方面考慮：
（1）奠定扎實(shí)基礎(chǔ)?！案叩攘黧w力學(xué)”是一門系統(tǒng)性、邏輯性較強(qiáng)的課程，作為碩士研究生的學(xué)位課，在加深學(xué)生對(duì)流動(dòng)所伴隨的物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、概念的建立及規(guī)律分析的同時(shí)，還應(yīng)努力加深學(xué)生學(xué)科知識(shí)分析和研究問題的基本思想和方法的理解和掌握，提高分析和解決流體力學(xué)問題的水平及能力。
（2）突出電力生產(chǎn)特色。針對(duì)我校研究生的專業(yè)背景和學(xué)科研究方向，強(qiáng)調(diào)本學(xué)科與電力生產(chǎn)流程和設(shè)備的結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用流體力學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)并解決相關(guān)電力工程問題的能力。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，保持基礎(chǔ)理論知識(shí)與工程應(yīng)用知識(shí)的相對(duì)平衡。
（3）注重課程的關(guān)聯(lián)性和完整性。在關(guān)聯(lián)性方面，首先與本科階段的教學(xué)內(nèi)容要有恰當(dāng)?shù)姆止ず豌暯?，其次要避免與其他相關(guān)課程之間缺乏銜接；在自身內(nèi)容體系的完整性方面，既要注意到對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)回顧和補(bǔ)充的必要性，又要對(duì)工程中不常見的復(fù)雜流動(dòng)概念的介紹有所兼顧。
考慮以上幾個(gè)方面，課程組將教學(xué)內(nèi)容梳理成五部分，第一部分安排了“矢量運(yùn)算分析”、“場(chǎng)論知識(shí)”的回顧以及曲線坐標(biāo)、張量分析知識(shí)的補(bǔ)充；第二部分“流體力學(xué)的基本方程”主要介紹流體力學(xué)的基本概念，流體力學(xué)的控制方程組以及一些相關(guān)的重要定理；第三部分“理想不可壓縮流體的流動(dòng)”介紹平面勢(shì)流，空間軸對(duì)稱勢(shì)流和理想流體中的旋渦運(yùn)動(dòng)，其中對(duì)平面勢(shì)流里的復(fù)位勢(shì)、疊加法、鏡像法和保角變換法做重點(diǎn)講解；第四部分“粘性不可壓縮流體的流動(dòng)”中介紹納維―斯托克斯方程的精確解，小雷諾數(shù)流動(dòng)，層流邊界層流動(dòng)和紊流，其中對(duì)工程中應(yīng)用較多的層流邊界層流動(dòng)和紊流做重點(diǎn)講解；第五部分“理想可壓縮流體的流動(dòng)”分別介紹一維流動(dòng)和平面流動(dòng)，其中對(duì)一維流動(dòng)做重點(diǎn)講解。
四、教學(xué)模式的探討
學(xué)生的學(xué)習(xí)情況在不斷地發(fā)生變化，這就需要教師不斷根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行教學(xué)模式的探討，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使他們?cè)谟邢薜膶W(xué)習(xí)時(shí)間中學(xué)習(xí)好內(nèi)容繁多的“流體力學(xué)”。
1.教學(xué)方法
“高等流體力學(xué)”是一門基礎(chǔ)課，基本概念和基礎(chǔ)理論部分內(nèi)容較多，涉及的公式推導(dǎo)也比較多，傳統(tǒng)的“黑板板書”的教學(xué)手段對(duì)教學(xué)信息的處理和呈現(xiàn)都比較單一，造成學(xué)生對(duì)于傳熱學(xué)內(nèi)容的理解和掌握有一定的難度。為此，課程組以教材為藍(lán)本編制了電子課件，教學(xué)中采用板書與多媒體相結(jié)合的教學(xué)模式，突出傳統(tǒng)板書中能夠清晰講解復(fù)雜理論推導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)，充分利用多媒體教學(xué)信息量大、圖像清晰生動(dòng)的特點(diǎn)。經(jīng)過一段時(shí)間的嘗試，這種教學(xué)方法既達(dá)到了避免研究生在課堂上因長(zhǎng)時(shí)間精力高度集中而產(chǎn)生疲勞的問題，又有利于他們理解并掌握復(fù)雜的流體力學(xué)基本理論的教學(xué)效果。
2.教學(xué)手段
盡管本課程以課堂講授教學(xué)方式為主，但要避免“填鴨式”的講授，要注重以啟發(fā)式講授為主的多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用，提高課堂教學(xué)的趣味性，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。課程組結(jié)合本科“工程流體力學(xué)”多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)過程中注意做到幾個(gè)注重：注重物理概念與數(shù)學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)物理含義的數(shù)學(xué)表示以及數(shù)學(xué)內(nèi)容的物理解釋；既注意嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，又注意敘述的深入淺出；注重教學(xué)思路，教學(xué)方法，在引進(jìn)概念介紹方法時(shí)，突出解決問題的思維方法及推理要點(diǎn)；注重從與教材不同的角度或思路來講述同一教材內(nèi)容，以豐富學(xué)生思維和聯(lián)想能力；注重引導(dǎo)學(xué)生圍繞課程內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，同時(shí)再結(jié)合課程組教師的科研積累，搜集并提煉出了大量與電力生產(chǎn)緊密關(guān)聯(lián)的工程案例，通過案例的討論和分析，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，提升課堂教學(xué)的互動(dòng)效果，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析并解決工程實(shí)際問題的能力。
3.輔助教學(xué)
僅僅通過課堂上對(duì)教材的學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須配套地做大量的習(xí)題，才能較好地使學(xué)生掌握具有理論性強(qiáng)、公式多、數(shù)理基礎(chǔ)要求高的“高等流體力學(xué)”課程?？紤]到我校研究生教學(xué)的特點(diǎn)，課程組根據(jù)教材的主要內(nèi)容編寫了典型習(xí)題集。習(xí)題集力圖做到習(xí)題具有典型性，能夠?qū)?yīng)教學(xué)內(nèi)容的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過習(xí)題的練習(xí)，能有效地掌握教材中的基本知識(shí)。此外，習(xí)題集中的習(xí)題也盡可能地結(jié)合電力生產(chǎn)中的流動(dòng)問題，幫助學(xué)生對(duì)專業(yè)關(guān)聯(lián)工程問題進(jìn)行認(rèn)識(shí)和思考，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。
4.課程考核
課程考核成績(jī)應(yīng)該能夠較為客觀地反映學(xué)生對(duì)課程的整體學(xué)習(xí)情況。為了全面地反映學(xué)生的全程學(xué)習(xí)過程和最終的學(xué)習(xí)效果，課程組經(jīng)討論明確了課程的總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)綜合評(píng)定得出，平時(shí)成績(jī)與期末考試成績(jī)的分配比例是2∶8。平時(shí)成績(jī)包含作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)等幾部分。期末考試采用筆試形式，考試試卷從建立的試卷庫中隨機(jī)抽取。
期末考試是課程考核的重頭戲，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也為了增強(qiáng)教師的工作責(zé)任心，實(shí)行考、教分離是一個(gè)較好的督促辦法。為此，2012年課程組根據(jù)課程的教學(xué)要求組織編寫了試卷庫。試卷庫中的試題符合教學(xué)大綱的要求，內(nèi)容豐富、形式多樣、題型一致，試題表述清楚，要求明確，無偏題、怪題，難易得當(dāng)，考核的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面寬，能考核學(xué)生掌握知識(shí)以及應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行綜合分析能力的情況。此次編寫的試卷庫共包含試卷6份，至少夠三年使用，隨著試卷庫的使用，課程組還擬將對(duì)試卷庫進(jìn)行不斷擴(kuò)充。
五、結(jié)束語
“高等流體力學(xué)”的日常教學(xué)工作一個(gè)任重而道遠(yuǎn)，為了適應(yīng)高等流體力學(xué)服務(wù)于日新月異的學(xué)科發(fā)展的需求，提高該學(xué)位課程的教學(xué)效果，更好地為本校研究生人才培養(yǎng)服務(wù)，課程組將把教學(xué)研究工作不斷地持續(xù)進(jìn)行下去，搜集最新最前沿的相關(guān)信息以補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，探討教學(xué)模式以提高教學(xué)效果，及時(shí)對(duì)習(xí)題庫和試卷題庫進(jìn)行更新。相信只要教師多花一點(diǎn)時(shí)間，多動(dòng)一點(diǎn)腦筋，多找一些教育學(xué)生的切入點(diǎn)，因材施教，一定能取得好的教育效果。
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關(guān)鍵詞：宏觀，微觀，介觀，Boltzmann方程，流體力學(xué)方程
流體力學(xué)時(shí)研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門學(xué)科，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了豐碩的成果，但由于流體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，還有很多實(shí)際的問題沒有得到解決，在數(shù)學(xué)上，其復(fù)雜性反應(yīng)在描述其運(yùn)動(dòng)的上，除了一些簡(jiǎn)單的情況，一般是很難得到這些方程的精確解的，因此，方程的求解問題也被美國(guó)CLAY數(shù)學(xué)促進(jìn)會(huì)設(shè)立的7個(gè)100萬美元獎(jiǎng)金的千年難題之一。
現(xiàn)在，對(duì)流體力學(xué)的研究一般從宏觀，微觀，介觀三個(gè)層次。。首先我們來介紹下這3個(gè)方面。
流體力學(xué)方程是從宏觀層次上得到的，流體被假設(shè)為連續(xù)介質(zhì)，流體運(yùn)動(dòng)滿足質(zhì)量守恒，動(dòng)量守恒，能量守恒，并由Euler方程組Navier-Stokes方程組來描述，在數(shù)值計(jì)算中【1】，以非線性的微分方程為出發(fā)點(diǎn)，有有限差分法，有限容積法，有限元法，有限分析法，譜方法等，這類方法本質(zhì)上是一種自頂向下的方法，對(duì)微分方程進(jìn)行離散，得到代數(shù)方程組或者常微分方程系統(tǒng)，再利用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值方法求解。
在微觀上，流體不再被假設(shè)為連續(xù)介質(zhì)，流體由大量的離散分子組成，分子受到相互間作用力和外加作用力的影響。任何系統(tǒng)的宏觀特征和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再微觀上都表現(xiàn)為分子的無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。因而，一種最直接的想法就是通過模擬每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)。再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，已獲得流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這種方法稱為分子動(dòng)力學(xué)模擬。由于這種方法主要是在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的，所以在早期，受到計(jì)算機(jī)的限制，模擬的空間尺度和時(shí)間尺度都很有限。。但隨著近年計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，分子動(dòng)力學(xué)模擬方法也得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)成為研究流體運(yùn)動(dòng)的一種重要的方法。。
在介觀上，流體被離散成一系列的流體粒子，通俗的說，這些粒子比分子的級(jí)別要打，但從宏觀上來說又無限小，其質(zhì)量比起有限容積法中的控制容積質(zhì)量要小得多，此時(shí)用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)來描述此流體就應(yīng)該Boltzmann 方程。
從以上的綜述可以看出，對(duì)于同一流體，從宏觀和介觀可以由不同的方程來描述，因此，從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)將其統(tǒng)一起來，就是非常必要的，下面，我們就從理論的角度，來證明，從介觀的Boltzmann 方程可以恢復(fù)到到宏觀的Navier-Stokes方程組。
首先我們簡(jiǎn)單的介紹下Boltzmann 方程。。這個(gè)方程是由統(tǒng)計(jì)力學(xué)的創(chuàng)始人之一Boltzmann所建立的，用以描述非平衡態(tài)分布函數(shù)演化規(guī)律的方程，其具體形式如下，
（1）
其中，稱為碰撞算子，它的形式由下式給出：
在中的B稱為碰撞核，它僅依賴于粒子間的碰撞，從物理背景出發(fā)，我們總假設(shè)僅依賴于和，這里我們不過多的牽涉到它的具體形式。
下面，我們就嚴(yán)格的推導(dǎo)，如何從Boltzmann 方程到大家所熟悉的Navier-Stokes方程組，首先引入下面一個(gè)引理：
引理【2】：對(duì)于，，始終有成立。
注：該引理的證明科參考文獻(xiàn)[2],這里我們不給出嚴(yán)格的證明，我們將以上的稱為守恒量。
下面我們給出本文主要結(jié)論，即從形式上出發(fā)，可以由Boltzmann 方程到Navier-Stokes方程【3】。
證明：首先在方程兩邊同時(shí)乘以，并積分，利用引理，就可以得到下面的積分方程
(2)
如果我們定義，，就可以得到，這就是大家所熟知的質(zhì)量守恒方程。
類似地，如果在方程（1）兩邊同時(shí)乘以和，并積分，再利用引理，
如果我們?cè)俣x，，，
，就可以得到動(dòng)量守恒方程和能量守恒方程。
，(3)
(4)
以上的方程(2),(3),(4)j就是流體力學(xué)方程組。
注：雖然我們根據(jù)這個(gè)定理從形式上得到了流體力學(xué)方程組。。但要真正發(fā)揮作用，還需要求得，，使其成為一個(gè)封閉的方程組，而嚴(yán)格求解Boltzmann 方程是很困難的，所以還有很多的問題沒有解決。。
對(duì)于宏觀和微觀的問題，近來成為大家研究的熱點(diǎn)，相信隨著研究的深入，很多問題都會(huì)被解決，也會(huì)給工程中帶來更多的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
【1】何雅玲，王勇，李慶，格子方法的理論及應(yīng)用，科學(xué)出版社。
【2】2008李大潛，秦鐵虎，物理學(xué)與偏微分方程，高等教育出版社，2005
【3】C.Cercignani，R.Illner,M.Pulvvirenti,稀薄氣體的數(shù)學(xué)理論，高等教育出版社，2009
為推動(dòng)計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)計(jì)算力學(xué)的發(fā)展和工程應(yīng)用，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)計(jì)算力學(xué)專業(yè)委員會(huì)定于2012年11月8—11日在重慶召開中國(guó)計(jì)算力學(xué)大會(huì)’2012（CCCM 2012）.
2 會(huì)議主題與征文內(nèi)容
計(jì)算力學(xué)的新模型、新理論、新方法和軟件開發(fā)研究；
大規(guī)模復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真研究與求解技術(shù)；
CFD的新理論、新模型、新算法和新應(yīng)用；
固體流體相互耦合作用的機(jī)理、計(jì)算方法與工程應(yīng)用；
多物理場(chǎng)耦合力學(xué)問題的數(shù)值仿真；
材料和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用；
材料本構(gòu)模型的宏、細(xì)觀研究與數(shù)值仿真；
CAE軟件開發(fā)與工程應(yīng)用；
計(jì)算納米與生物力學(xué)；
有缺陷材料的力學(xué)演化規(guī)律與數(shù)值計(jì)算；
沖擊動(dòng)力學(xué)的理論、方法與應(yīng)用；
巖土結(jié)構(gòu)和流體力學(xué)中的反問題研究；
工程隨機(jī)力學(xué)計(jì)算方法及工程結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估；
各類非線性問題的數(shù)值模擬與應(yīng)用；
多體系統(tǒng)復(fù)雜動(dòng)力學(xué)問題與動(dòng)力穩(wěn)定性的研究；
各類工程中的施工力學(xué)、工藝力學(xué)問題研究和應(yīng)用；
復(fù)合材料、智能材料及其結(jié)構(gòu)體系的數(shù)值方法；
海洋、地下空間和太空開發(fā)的力學(xué)分析；
路橋計(jì)算力學(xué)、環(huán)境計(jì)算力學(xué)與災(zāi)害計(jì)算力學(xué)；
模型確認(rèn)和驗(yàn)證的方法與應(yīng)用研究；
多尺度理論與模擬研究；
實(shí)物實(shí)驗(yàn)、測(cè)試與控制中的仿真；
其他計(jì)算力學(xué)問題.
3 注意事項(xiàng)
(1)應(yīng)征論文應(yīng)未公開發(fā)表.
(2)本次會(huì)議直接征集論文全文，篇幅不超過8 000字（含圖表）.應(yīng)征論文全文請(qǐng)于2012年8月31日前提交會(huì)議秘書處，并提供論文作者的通信地址、工作單位、郵政編碼、電話、傳真和Email等.
(3)論文經(jīng)專家評(píng)審?fù)ㄟ^且作者本人到會(huì)參加交流后，將分別發(fā)表在《固體力學(xué)學(xué)報(bào)》計(jì)算力學(xué)專輯或《計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào)》增刊上，并推薦其中的優(yōu)秀在《計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào)》《固體力學(xué)學(xué)報(bào)》《中國(guó)科學(xué)》和《計(jì)算機(jī)輔助工程》等期刊的正刊上.投稿時(shí)請(qǐng)注明發(fā)表意愿，并按所要求的格式排版.
(3)會(huì)議擬安排考察參觀活動(dòng)（詳細(xì)路線將在下一輪通知和網(wǎng)站上給出）.
(4)會(huì)議最后一輪通知將委托承辦單位重慶大學(xué)發(fā)出.
(5)請(qǐng)通過會(huì)議網(wǎng)站投稿，并同時(shí)通過Email：ccm2012@cqu.省略或boyan2012@cqu.省略(注明CCCM 2012征文)發(fā)送給大會(huì)組委會(huì).會(huì)議網(wǎng)址：ccm.cqu.省略.
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)理念；方法與手段；教學(xué)模式；創(chuàng)新能力
浙江大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心2006年被評(píng)為國(guó)家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，且名列前茅。力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，以“基于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”和“大學(xué)生自主性實(shí)驗(yàn)”等理念為導(dǎo)向，以培養(yǎng)知識(shí)、能力和素質(zhì)相結(jié)合的研究型大學(xué)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，依托浙江大學(xué)工科基礎(chǔ)課程力學(xué)教學(xué)基地，進(jìn)行了多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和積累。
一、教學(xué)理念
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主要遵循“加強(qiáng)基礎(chǔ)、注重能力、培養(yǎng)素質(zhì)、激勵(lì)創(chuàng)新”的教學(xué)原則，在提高教學(xué)質(zhì)量和效果的前提下，探索和實(shí)踐以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力及工程應(yīng)用能力為目標(biāo)的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。早在改革開放之初，就嘗試對(duì)本科生力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系進(jìn)行改革，并取得顯著成效，以1993年“水力學(xué)與工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合改革”獲國(guó)家優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎(jiǎng)為代表。1997年在浙江大學(xué)“國(guó)家工科基礎(chǔ)課程力學(xué)教學(xué)基地”建設(shè)中，開始實(shí)施面向21世紀(jì)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。按照知識(shí)、能力、素質(zhì)并重的人才培養(yǎng)要求，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的基礎(chǔ)課的研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面鞏固和加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，另一方面開發(fā)設(shè)計(jì)性、綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程中，形成了“開放式、自助式與自主設(shè)計(jì)式”相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，逐步由開放式教學(xué)，向自助式，到自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新式實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展。中心開展并實(shí)現(xiàn)了“基本型一提高型一自主型”的多層次實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新體系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前主要包括“基本型實(shí)驗(yàn)”和“提高型實(shí)驗(yàn)”兩大部分，基本型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與理論教學(xué)緊密結(jié)合；提高型實(shí)驗(yàn)包括綜合型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)，提高型實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生視野。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段
1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)化和適用性
為保證基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠充分體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，符合工程實(shí)際的要求，有利于學(xué)生建立規(guī)范化實(shí)驗(yàn)和測(cè)試的概念，中心在實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備配置、教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備研制、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)中，十分注意實(shí)驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)化和適用性。中心對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的配置特別注意掌握以下三點(diǎn)：
(1)現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合運(yùn)用。
(2)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)提高原有設(shè)備的性能和使用效率。
(3)開發(fā)新技術(shù)，克服原有實(shí)驗(yàn)技術(shù)的缺點(diǎn)。近lO年來，中心將基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的更新與示范輻射有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益上的互動(dòng)發(fā)展，使我?；A(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平整體上了一個(gè)新臺(tái)階，大大提高了力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效率。
理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)(水力學(xué))均開發(fā)出一系列以小型化、集成化、可視化為特點(diǎn)的自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和設(shè)備，部分自制設(shè)備實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。其中理論力學(xué)在全國(guó)率先開展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并協(xié)助全國(guó)30余所高校創(chuàng)建了理論力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。流體力學(xué)與水力學(xué)自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器具有技術(shù)先進(jìn)、測(cè)量精度高，流動(dòng)現(xiàn)象可視性強(qiáng)，小型化、自循環(huán)供水、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，達(dá)到了“國(guó)際領(lǐng)先水平”，并輻射到全國(guó)250余所高校，極大地改善了全國(guó)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。中心的自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器和設(shè)備，跟蹤國(guó)內(nèi)外科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，在教學(xué)改革實(shí)踐中不斷更新、升級(jí)，充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)性。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化與自動(dòng)化
數(shù)字化力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，是以力學(xué)的眾多軟件資源為基礎(chǔ)和紐帶，結(jié)合課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐練習(xí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件、實(shí)驗(yàn)控制、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)航及網(wǎng)站等模塊，建設(shè)立體化和網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)資源體系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，結(jié)合“新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程”和國(guó)家精品課程，建成了實(shí)驗(yàn)室TOP2000局域網(wǎng)、校園網(wǎng)和因特網(wǎng)三個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)緊密結(jié)合，在時(shí)間和空間上得到了拓展和延伸，為培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力提供了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。
流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)仿真和輔助CAI軟件在1997年獲全國(guó)高校工科CAI優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)的基礎(chǔ)上不斷升級(jí)，內(nèi)容包括15項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的儀器仿真、動(dòng)態(tài)操作、實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)采集、成果分析、操作指南和問題解答，并結(jié)合多媒體和動(dòng)畫形式提高教學(xué)效率。在實(shí)驗(yàn)室布置上，通過引進(jìn)TOP2000計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)儀器與計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起，使CAI輔導(dǎo)代替教師輔導(dǎo)和儀器操作結(jié)合起來。設(shè)計(jì)輔助數(shù)據(jù)處理軟件包括對(duì)應(yīng)15項(xiàng)操作類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件包。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化使得教師的教和學(xué)生的學(xué)在時(shí)間和空間上緊密結(jié)合，為立體化教學(xué)和個(gè)性化教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
在實(shí)驗(yàn)裝置中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及演示，及實(shí)現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自動(dòng)控制，來開拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中儀器設(shè)備數(shù)字化應(yīng)用的能動(dòng)性。例如光彈性實(shí)驗(yàn)，通過為光彈性儀配置數(shù)字圖像系統(tǒng)，不僅明顯地改善了實(shí)驗(yàn)效果，而且使實(shí)驗(yàn)效率大幅度提高。在流量和水位控制實(shí)驗(yàn)中，利用自主開發(fā)的軟件集成文丘里、孔板、電磁、渦輪四種流量計(jì)與流量控制、水位演示及水位自動(dòng)控制，形成了綜合性的實(shí)驗(yàn)演示、量測(cè)、數(shù)據(jù)采集、控制為一體的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。
3 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的多層次、多步驟、全方位實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
根據(jù)各課程特點(diǎn)，分別實(shí)施了不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。材料力學(xué)和理論力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出并實(shí)踐了“三段法”：第一階段是基本實(shí)驗(yàn)的前半部分，包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生自己動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)，由教師講解或指導(dǎo)完成；第二階段是基本實(shí)驗(yàn)的后半部分。由學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書規(guī)定的要求獨(dú)立完成，教師一般不做指導(dǎo)；第三階段是提高實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，依照指導(dǎo)性研究目標(biāo)，自己制訂實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。
工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出并實(shí)踐“開放式一自助式一創(chuàng)新設(shè)計(jì)式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)。自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是改革以驗(yàn)證性為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)舊模式，按照培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能、分析解決問題能力和創(chuàng)新研究能力的要求開設(shè)項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)式實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，并完成加工、測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告總結(jié)、答辯等一系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)成果的評(píng)比、答辯均由學(xué)生自主完成。大多數(shù)自主實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是從科研項(xiàng)目中提煉出來，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開展過程以參考科研模式進(jìn)行，使同學(xué)在實(shí)踐科研過程中進(jìn)行創(chuàng)新。自主式實(shí)驗(yàn)深受學(xué)生歡迎，取得了良好的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷引入高水準(zhǔn)研究成果，開發(fā)了一批創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如西湖流場(chǎng)電擬實(shí)驗(yàn)、沖排沙旋流器實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)、流量檢測(cè)
與控制實(shí)驗(yàn)、新型滲流實(shí)驗(yàn)等?，F(xiàn)中心新開發(fā)綜合型、研究型和設(shè)計(jì)型教學(xué)實(shí)驗(yàn)40多項(xiàng)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的拓展
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上和教學(xué)過程中，盡量融入工程實(shí)例，使實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)際互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、新鮮感和工程思維能力。流體力學(xué)為提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，將先進(jìn)的科研設(shè)備通過演示方式展示其性能，與實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享，作為現(xiàn)代量測(cè)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。中心注重實(shí)驗(yàn)與科研相結(jié)合，將具有工程背景的實(shí)驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)換為實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)式實(shí)驗(yàn)中，充分開放實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的教學(xué)科研資源，為培養(yǎng)學(xué)生科研能力與創(chuàng)新能力提供條件。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的關(guān)系由傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)完全從屬于理論教學(xué)、為理論教學(xué)服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎呋ハ嗯浜稀⒒ハ嘌a(bǔ)充、互相促進(jìn)的關(guān)系，充分發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)教學(xué)鞏固、加深課堂理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)新精神的作用。利用教學(xué)基地機(jī)制，教師將實(shí)驗(yàn)實(shí)例拓展到課堂理論教學(xué)中。如已經(jīng)被全國(guó)70多所院校采用的流體力學(xué)課程電子教案中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)和科研的flas與錄像就多達(dá)百余個(gè)，并配有大量的從國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目中提煉出來的工程圖片資料，形象生動(dòng)、豐富多彩，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重與第二課堂實(shí)踐活動(dòng)密切結(jié)合，積極開展SRTP活動(dòng)(大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目)和各類學(xué)科性競(jìng)賽。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心對(duì)實(shí)驗(yàn)考核方式作了改進(jìn)，并應(yīng)用于實(shí)踐中。
四、成果與特色
多年來，中心主編和參編實(shí)驗(yàn)類統(tǒng)編教材3本，主編教學(xué)軟件光盤4套，自編實(shí)驗(yàn)講義10本；獲國(guó)家級(jí)精品課程1門、浙江省精品課程1門、承擔(dān)省部級(jí)教改項(xiàng)目3項(xiàng)；獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果一、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)，校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)；發(fā)表教改研究論文80余篇。經(jīng)過十多年的建設(shè)與實(shí)踐，浙江大學(xué)國(guó)家力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心已經(jīng)形成了鮮明的特色：
(1)依托學(xué)科優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化資源配置，形成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合的師資隊(duì)伍，提高了力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的綜合實(shí)力。
關(guān)鍵詞:裂隙巖體;注漿;擴(kuò)散理論;注漿參數(shù)
中圖分類號(hào):TD743文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374 (2010)10-0188-02
一、概述
由于裂隙巖體內(nèi)部構(gòu)造的復(fù)雜性和多變性,給注漿理論研究帶來了很大的困難。漿液在裂隙巖體中的流動(dòng)規(guī)律、擴(kuò)散范圍、漿液擴(kuò)散壓力以及注漿加固體強(qiáng)度和變形特征等與裂隙巖體幾何形狀、空間分布特征和空隙度特性等有密切的關(guān)系。
目前,人們研究漿液在構(gòu)造面中流動(dòng)和在孔隙中滲透擴(kuò)散時(shí)均把漿液簡(jiǎn)化為與時(shí)間無關(guān)的牛頓流體,而絕大部分漿液屬非牛頓流體的時(shí)變性賓漢姆流體,這就導(dǎo)致了注漿過程中的理論計(jì)算與實(shí)際相差太大。
在裂隙巖體中注漿,是長(zhǎng)期以來尚未解決的技術(shù)難題。研究賓漢姆流體在裂隙巖體中滲透擴(kuò)散過程 (運(yùn)移規(guī)律)及滲流機(jī)理對(duì)注漿加固工程的設(shè)計(jì)和注漿效果預(yù)測(cè)等有重大的理論指導(dǎo)意義。
二、研究現(xiàn)狀及存在的問題
(一)研究現(xiàn)狀
隨著注漿實(shí)踐發(fā)展,目前已發(fā)展的注漿理論有滲透注漿理論、劈裂注漿、壓密注漿、電動(dòng)化學(xué)注漿、低滲透介質(zhì)注漿理論。但由于漿體運(yùn)動(dòng)是隱蔽于地下復(fù)雜性的地基構(gòu)造中,且縫隙分布又難于模擬,因而理論方面的研究相對(duì)滯后于實(shí)踐。
注漿理論是借助于流體力學(xué)和固體力學(xué)的理論發(fā)展而來的,對(duì)漿液的單一流動(dòng)形式進(jìn)行分析,建立壓力、流量、擴(kuò)散半徑、注漿時(shí)間之間的關(guān)系。傳統(tǒng)的注漿工藝是以“滲入性理論”為基礎(chǔ),注漿時(shí)只采用相對(duì)較低的注漿壓力,使?jié){液在孔隙或縫隙中擴(kuò)散時(shí)不致破壞巖土的原有結(jié)構(gòu)。
滲透注漿是指在壓力作用下使?jié){液充填土的孔隙和巖石的裂隙,排擠出孔隙中存在的自由水和氣體,而基本上不改變?cè)瓲钔恋慕Y(jié)構(gòu)和體積 (砂性土注漿的結(jié)構(gòu)原理),所用注漿壓力相對(duì)較小。代表性的注漿理論有球形擴(kuò)散理論、柱形擴(kuò)散理論和袖套管法理論。
球形擴(kuò)散理論雖然考慮了漿液性質(zhì)隨時(shí)間變化對(duì)滲透規(guī)律的影響,但仍然把漿液簡(jiǎn)化為了牛頓流體,這也正是他們的不足之處。
柱形擴(kuò)散理論和袖套管法理論研究中,仍然把漿液簡(jiǎn)化為了牛頓流體,沒有考慮漿液性質(zhì)隨時(shí)間變化對(duì)滲透規(guī)律的影響。
查閱國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn),在目前的滲透注漿理論研究中,人們多是把漿液簡(jiǎn)化為牛頓流體,而且沒考慮漿液的時(shí)變性,沒有任何一個(gè)公式能真正準(zhǔn)確地反映出漿液在多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律,這些公式各自存在著某些缺陷,甚至與實(shí)際之間相差很大,公式的結(jié)論多為指導(dǎo)性的,因此,大多數(shù)注漿工程報(bào)導(dǎo)或論文中,只介紹注漿工藝過程和注漿效果,很少進(jìn)行注漿理論的分析研究。因缺乏完善的理論指導(dǎo),影響了注漿效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高,造成人力物力的許多浪費(fèi)。
(二)存在的問題
1.大多漿液為非牛頓流體,而目前的理論研究中均簡(jiǎn)化為牛頓流體。
2.在注漿過程中,漿液的性質(zhì)隨時(shí)間而變化,而目前的理論研究中視漿液的性質(zhì)與時(shí)間無關(guān)。
目前,人們研究漿液在構(gòu)造面中流動(dòng)和在孔隙中滲透擴(kuò)散時(shí)均把漿液簡(jiǎn)化為牛頓流體且與時(shí)間無關(guān),而絕大部分漿液屬非牛頓流體的賓漢姆流體,且具有時(shí)變性,這就導(dǎo)致了注漿過程中的理論計(jì)算與實(shí)際相差太大,甚至是荒謬的。理論研究落后于工程實(shí)際需求,尚需進(jìn)行研究的方面有:漿液流體力學(xué)及其本構(gòu)方程、漿液在多孔松散介質(zhì)中的滲透擴(kuò)散規(guī)律、多孔松散介質(zhì)的滲透力學(xué)模型、多孔松散介質(zhì)的空隙度特征、漿液的充填機(jī)理、注漿加固的力學(xué)作用、注漿基本理論與觀念、注漿工藝等。
3.注漿設(shè)計(jì)隨意性太大,注漿效果難以估計(jì)。注漿方法主要是壓入法,漿液在壓力差的作用下從注漿孔向巖體裂隙內(nèi)擴(kuò)散,其擴(kuò)散距離 (常稱為擴(kuò)散半徑)決定著注漿孔的布置和漿液消耗量,也是選擇工藝參數(shù)、評(píng)價(jià)注漿效果的重要依據(jù)。但漿液在裂隙巖體內(nèi)的擴(kuò)散過程是隱藏的,目前還不可能在施工中對(duì)這一過程進(jìn)行監(jiān)測(cè),這樣,漿液的擴(kuò)散距離只能靠理論或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。而現(xiàn)有的計(jì)算漿液擴(kuò)散距離的理論公式還遠(yuǎn)未成熟,實(shí)用價(jià)值有限,經(jīng)驗(yàn)公式又往往是針對(duì)某些特定漿液 (主要是化學(xué)漿液)總結(jié)的,不具有普遍意義。因此,目前在裂隙巖體中注漿還沒有可靠的預(yù)先確定漿液擴(kuò)散距離的方法。
由于這一理論缺陷,給裂隙巖體注漿帶來了如下問題:(1)注漿工程的投資和效果難以預(yù)計(jì)。當(dāng)工程目的明確、場(chǎng)地條件清楚時(shí),由于漿液的擴(kuò)散距離不能預(yù)先準(zhǔn)確確定,鉆孔數(shù)量和材料消耗量的預(yù)算便沒有依據(jù)。如果憑經(jīng)驗(yàn)或工程類比法確定了鉆孔數(shù)量和材料消耗量,則在這些工程量完成之后所能取得的效果又難以準(zhǔn)確預(yù)計(jì) (如注漿帷幕是否已形成要求的封閉條件),這樣,在方案論證階段,難以將注漿法與別的方法作對(duì)比。由于這一原因,注漿法的應(yīng)用受到了一定程度的負(fù)面影響。國(guó)內(nèi)礦山帷幕截流技術(shù)的推廣中便遇到了這一問題,國(guó)外有些水利工程的業(yè)主也是因?yàn)檫@一原因而不愿進(jìn)行壩基注漿。(2)確定孔距、漿液配比和注漿壓力時(shí)的隨意性太大。許多工程都需要通過多孔注漿,且要求注入的漿液能形成連續(xù)、穩(wěn)定的膠結(jié)體。這時(shí)注漿孔的距離必須依漿液的擴(kuò)散距離而定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件一定時(shí),漿液的擴(kuò)散距離又主要取決于漿液的性質(zhì)和注漿的工藝參數(shù)。因此,孔距應(yīng)該根據(jù)所選用的漿液在允許壓力和時(shí)間內(nèi)可能達(dá)到的擴(kuò)散距離來確定。但在目前的注漿設(shè)計(jì)和施工中,注漿孔距和注漿材料都主要是憑經(jīng)驗(yàn)確定的,這樣便很可能因孔距太大或太小而出現(xiàn)工程質(zhì)量問題或投資上的浪費(fèi)。
三、結(jié)論
1.部分學(xué)者已驗(yàn)證了裂隙巖體結(jié)構(gòu)面的分布具有統(tǒng)計(jì)意義上的自相似性,因此,裂隙巖體結(jié)構(gòu)面分布應(yīng)具有分形特征,并可計(jì)算出其分維數(shù)。
2.巖體的分維數(shù)可以反映出巖體的破碎程度、節(jié)理發(fā)育程度、可灌性。而裂隙巖體的這些特征又嚴(yán)重影響著注漿擴(kuò)散規(guī)律及注漿效果,因此可以嘗試將分形理論應(yīng)用于注漿工程,用裂隙巖體結(jié)構(gòu)面的分維數(shù)來定性的確定注漿參數(shù)。
3.工程巖體往往被節(jié)理和結(jié)構(gòu)面所切割形成明顯的節(jié)理巖體,具有明顯的不連續(xù)性,用離散單元法可以得到較好的處理,因此,可以將分形理論與離散元方法相結(jié)合,模擬出漿液在裂隙中擴(kuò)散的真實(shí)情況。
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