流体力学精品课程建设方案

流体力学精品课程建设方案
流体力学课程组
机电工程学院
2012年4月
流体力学精品课程建设方案
一(课程简介
本科专业的专业基础课程～是诸多以流体为研流体力学是高等理工院校诸多究对象的专业研究生入学考试的主要课程之一。

在工科各专业中是联系前期基础课和后期专业课程的桥梁和纽带～在学生能力培养和知识结构体系中起着‚承上启下?的作用。

‚承上?指本课程的学习需要高等数学、普通物理、理论力学和材料力学课程等数学力学基础理论知识～并综合运用这些知识来描述流体的运动特征和力学规律～研究流体与物体之间的相互作用,‚启下?指本课程的知识是学习后续专业课程如流体机械、传热学等的必备基础。

本课程的教学活动在培养学生既具有力学意识的综合分析能力～又具有工程意识的解决实际问题的应用能力～尤其是创新能力方面发挥较大的作用。

本课程的任务是系统介绍流体的力学性质、流体力学的基本概念和观点、基础理论和常用分析方法、有关的工程应用知识等。

课程总体目标是培养学生具有对简单流体力学问题的分析和求解能力～掌握一定的实验技能～为今后学习专业课程～从事相关的工程技术和科学研究工作打下坚实基础。

流体力学精品课程建设是促进课程教学质量提高～实现上述目的主要保障。

通过课程建设使流体力学课程在师资队伍建设～教学体系与教学方法改革上取得较大的突破:教师梯队合理～老教师不断创新～青年教师勤奋努力形成一支高素质的教师队伍,课程建设系统化～教学改革立体化～教学效果卓有成效。

二、课程建设的目标与思路
课程将继续以学生为中心～按照青岛科技大学精品课程建设的有关通知～课程建设管理办法～以及教育部质量工程建设的相关规定～继续开展相关的建设工作。

坚持素质教育贯穿整个培养过程～以学生知识、能力、素质、人格全面和协调发展的原则～吸收现代教育思想和手段～加强实验基地建设～强化理论知识和实验内容的协调～加强课堂讨论和课外指导～充分调动学生的学习主动性和思维创造性～提高学生的自学能力、动手能力和创新精神～培养高素质人才。

以落实专业人才培养目标为宗旨～符合社会经济和科技发展的需要～不断充实教学团队～广泛开展教学研究～加强教材和教辅建设～使流体力学课程成为名符其实、具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。

二课程建设的内容与特色
课程建设内容:
,1,教学团队的建设
流体力学课程教学团队专业结构、年龄结构、学缘结构合理～现有教授1人～副教授1人～讲师6人～其中具有博士学位5人～硕士以上学历占100,。

课程组一直特别重视教师队伍的建设和人才培养～特别是十分重视师资队伍建设中对青年教师的专业素质培养～制定了对青年教师进修和培训的中长期计划。

其中包括指定年资较高、具有丰富教学经验的教师给青年教师制定明确的培养目标～实现‚传、帮、带?相结合～促进青年教师发展的‚导师培养计划?,积极选派青年教师到国内外访问学习～把握学科发展动态～提高学术水平的‚外出进修计划?,积极鼓励青年教师在职学习～提高学历层次的‚在职深造计划?,敦促青年教师及时了解现代化的教学手段～改进教学方法～提高教学水平的‚现代化教学训练计划?等等。

以期通过这些计划和措施的实行～提高青年教师整体的学历层次、教学素质和教学水平。

下一
步的建设目标是继续扩大教学团队～引进年轻教师～注入新鲜血液～争取引进1-2名博士人才～充实团队～同时借助人才引进～使现有的团队成员从繁重的教学任务中逐步解放出来～有更多精力投入到教学改革和教育技术探索中～扩大团队的教学成果。

随着课程建设的深入进行～争取使三年后流体力学课程教学队伍的知识结构、教学水平再有一个整体提升～年龄结构更趋合理。

,2,教学基本文件的建设
在现有的教学基本文件基础上～不断丰富和完善。

以学校新制定人才培养方案为契机～及时修改和调整教学大纲～教学日历～教案等文件～合理安排教学任务。

同时进一步完善实验相关的实验日志、实验报告、实验指导书等相关材料。

以人才培养方案修订为契机～及时按不同专业的培养目标调整相关教学文件。

如针对不同专业不同学时的情况把流体力学分为流体力学A和流体力学B,把有明显专业特征的流体力学课程确定为工程流体力学等等～及时编写和调整新教学大纲和其他教学文件。

,3,教学研究与改革
随着高等教育事业的发展～高等教育的大众化使得学生平均入学水平下移,包括学习基础、能力和自觉性的下降,～另一方面～又需要在有限的学时内尽量多地向学生传授各专业相关知识和全面培养学生各方面的能力～因此上述矛盾对流体力学的教学组织、教学要求、教学方法和教材建设都带来严重的冲击。

这就需要我们改革传统的课程体系和内容～使其具备科学性～先进性和创新性～以适应时代的发展。

流体力学教学团队从形成之初～就重视开展教学研究～探索教学规律～不断深化教学改革。

在教学改革方面专注于流体力学与工科专业特点间的联系～英汉双语教学的研究与实践～现代教育技术的应用～教学科研的转化。

将多媒体教学、形象
化教学、立体化教学、网络教学、双语教学和传统教学结合～及时把教改成果和科技成果引入教学中。

针对不同专业、不同基础的学生～在教学内容和教学体系方面已做了一定的工作。

对于热能工程等对流体力学理论要求高的各专业～加强课程内容的讲授～提出了流体静力学、流体运动学、流体动力学、流体实验研究原理、管道流动、气体动力学、实验室实验等多个模块组成的分层次、模块化流体力学系列课程设臵框架。

利用数学工具描述流体的运动行为是流体力学的显著特点。

在流体力学学习过程中为了明白一个定理～甚至为了准确地理解一个概念～学生首先需要读懂数学～然而读懂了数学不一定意味着已经明白了数学符号背后所代表的物理意义～流体力学教学实践表明～学生从读懂数学到理解流动问题的物理本质有一个过程。

教学改革的主要内容就是做好各方面的工作～帮助学生完成从读懂数学到理解流动的物理本质这一转变过程。

经过多年实践～改革效果良好～学生的力学基础、动手能力及创新能力得到很大提高。

与课程体系相配合～教材建设也是优秀课程建设的一个重要方面。

课程组王永岩教授等编写了《英汉双语流体力学电子教程》～该教材作为国家‚十一五?规划教材已由科学出版社正式出版。

课程组目前正在对该教材进行进一步修订和完善～并配合学校的教材立项～着手编写有专业特点的流体力学教材。

,4,实践教学环节建设
实验课是本课程的实践教学环节～共16学时～其目的是通过实践教学环节的实施～加强《流体力学》的工程概念～了解这门课程与工程实际的紧密关系～培养、锻炼学生的创新思维和科研能力。

2007年6月～适逢教育部对我校本科教学评估～本着‚以评促建?的原则～我们加强了实践环节的建设。

在学校的大力支持下～经过一段时间的建设和规划～流体力学实验室目前拥有实验设备有46台～学生可操作实验有:流体静力学实验、能量方程实验、动量定律实验、毕托管测速实
验、流动状态实验、局部阻力实验、流量计实验、沿程水头损失实验共8项～数量上已超出大纲要求的2倍以上～方便学生自选～利于个性化教学。

可演示实验有:虹吸原理演示实验、流谱流线显示实验、流动演示实验雷诺演示实验等多项。

通过实验～验证所学流体力学理论～巩固和加深对流体运动规律的认识～培养学生理论联系实际的作风～锻炼了动手、动脑～分析和解决问题的能
力。

因此～流体力学实验室在‘培养优秀人才过程’中发挥着重要作用。

～课程的实践环节从一开始就注重规范。

开设伊始～我们即修订了《流体力学教学大纲》～并制定了《流体力学实验教学大纲》～以校内文件的形式给实践环节定位～邀请校级督导听课指导～同时加强主讲教师试讲试做和相关实验室文件的制订。

目前～《流体力学实验教学指导书》、《流体力学实验报告》以及《实验日志》、《实验安排表》等都已规范成册～给实验室管理带来极大的方便～经过两个学期的授课～学生普遍对实验课感兴趣～对该项教学改革反映积极。

下一步的建设重在拓展现有实验设备的实验项目～争取引进经费～或增加课程实验学时～使学生更多的接触与工程相关的力学问题～加深对力学的理解和分析能力～目前～课程组正在论证中。

,5,更新教学手段～完善计算机辅助教学、多媒体课件建设
改革教学方法和手段～建立电视录像片、投影胶片的观摩体系～强化物理意义和工程背景教育～训练学生建立力学模型～应用基础理论、基本概念、基本方法分析和解决实际力学问题～培养学生实践能力和创新精神。

在利用现代教育技术方面～我们根据每次授课的具体内容及特点～合理地将多媒体教学和传统黑板教学结合起来～发挥各自的优势,利用虚拟实验技术、CFD方法把流体力学晦涩的理论、复杂的数学公式结果形象地表达出来～显著提高了课堂教学效果和效率。

并对现有的多媒体课件进行边创作、边修改、边实践～以满足不断更新、重组授课内容的需要。

,6,网上教学和教学资源共享
注重网络教学的深度、广度和信息反馈。

课程建立了相应的网站～教学资源包括主讲教师录像、电子教案、教学大纲、习题解答等等～学生可以方便地下载浏览。

其中特别成立了《流体力学》精品课建设基地～收集了大量的国内外力学资料～并有专门人员负责网站建设和教学资源分配。

及时改进和更新网络教学内容～积极宣传～扩大教师和学生的使用面～拓展网站的适用范围。

课程建设特色:
,1,结合专业合理优化现有教学内容
课程建设旨在突破学科专业局限～又要照顾到专业需要～对课程进行整合、优化～合理安排教学内容。

流体力学学科既是基础学科～又是用途广泛的应用学科,既是古老的学科～又是不断发展、充满活力的学科～因此流体力学基础理论内容本生非常丰富～而且流体力学进入了一个新的发展时期:分析手段更加先进～与各类工程专业结合更为密切～与其他学科的交叉渗透更加广泛深入。

在有限的课堂教学时间里～不可能把所有的内容都向学生介绍～需要根据各学科、各专业的特点～有机的把流体力学理论和专业内容结合起来。

这样有利于学生把流体力学的理论应用到在后续专业课程的学习中。

,2,强调计算机在流体力学教学中的应用
在教学中加入一部分符合我院具体专业情况的仿真模拟课件的使用量～学生可以将所学的知识和课件相结合～更加深他们对知识的理解和应用。

这样～不但顺应时代的发展～也可以通过计算结果的可视化加深学生对流体力学概念的理解。

针对不同专业的特色～制定了相应的教学课件～通过多媒体教学～以弥补传统教学方法中抽象、晦涩、枯燥的缺点～使学生从动态的画面中～比较轻松地理解教师在教学中要传授给学生的知识内容。

,3,强化实验教学
流体力学是一门综合性和实践性均非常强的课程～因此加强实践环节教学至关重要。

课题组通过实验室实验不仅可以向学生传递流体力学理论～还可以介绍流体力学实验技术～学生将来可以将在学校中学到的理论知识与工厂中实际生产有效地结合起来。

对那些不容易开展的实验～通过虚拟实验技术～从而增强学生对理论知识的理解。

三课程建设的步骤与进度
流体力学课程在申报精品课程的前期做了大量的准备工作～以后的课程建设要对之前建设内容的进一步完善和充实。

大致步骤和进度如下:
,1,2012-2013年. 课程组讨论并编制新培养计划下对应的流体力学A和流体力学B教学大纲～完善基本教学文件,争取引进1名博士～缓解当前教学任务繁重压力～使课程组成员有更多时间投入到教研和改革中。

,2,2013-2014年(更新教学手段～完善计算机辅助教学、多媒体课件建设～加强教材和教辅建设～完善课件、习题册内容～制定出《流体力学双语教学大纲》和《流体力学双语教案》。

,3,2014-2015年～编写适用于油气储运工程的《流体力学》教材。

网站更新和完善及其他所有建设内容。

特别是课堂教学录像～发表相关学术论文。

将实践和教改成果内容引入到教学内容中～保持教学内容的先进性。

四课程组已取得的成果及条件保证
流体力学是我院热能动力工程、船舶工程、过程装备与控制工程以及油气储运专业的专业基础课程～还是我校传统优势专业化学工程与新专业安全工程等专
业的重要基础课。

近年来～为了进一步提高教学质量～适应新的发展形势～本课
程在教学思想、内容和结构、教学方法和手段等方面进行了一系列力度较大的改
革～取得良好的成果。

,课程组取得的成果 ,1
教学科研项目:
1. 2011年张攀主持了青岛科技大学博士科研启动基金‚强旋气固流场中湍流抑
制及超细颗粒扩散聚并机理研究?～项目负责人,
2. 2011年张攀参加了山东省自然科学基金‚流态化多晶硅化学气相沉积过程中
无定形硅粉成核机理研究?研究～第2位,
3. 2010年张攀参加了山东省博士基金‚流态化多晶硅化学气相沉积过程的多尺
度模拟?研究～排名第3,
4. 2009年张攀参加了国家自然科学基金‚基于分子模拟的过渡元素与生物磁体
间趋聚特性研究?研究～排名第2
5. 2009年张攀参加了山东省自然科学基金‚多晶硅化学气相沉积机理与高效还
原炉开发?研究～排名第2,
6. 2008年课程组孙双双副教授主持了‚工程力学优秀课程建设?,
7. 2006年课程组王永岩教授主持了‚理论力学国家精品课课程建设?
8. 2006年课程组王永岩教授主持了‚理论力学校级精品课课程建设?,
9. 2005年课程组张选利副教授主持了‚力学主干课程教学改革?。

发表的教学和科研论文:
1. P. Zhang, W. Wang, G. Cheng,J. Li. Effect of Boundary Layers on Polycrystalline Silicon
Chemical Vapor Deposition in a Trichlorosilane and Hydrogen
System[J], Chinese Journal of
Chemical Engineering, 2011, 19(1): 1-9. (SCI)
2. J. LI, G. CHEN, P. ZHANG, W. WANG,J. DUAN. Technical Challenges and Progress in
Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition of Polysilicon[J], Chinese Journal of Chemical
Engineering, 2011, 19(5): 747-753(SCI)
3. Pan Zhang, Wei Wen Wang, Yu Lei Wu, Guang Hui Chen,Jian Long Li. Cfd Study on
Polycrystalline Silicon Chemical Vapor Deposition in a Rib
Reactor[C]. Chengdu, China,
IEEE Computer Society, 2010(EI)
4. Weiwen Wang, Pan Zhang, Lixin Wang, Guanghui Chen, Jianlong
Li,Xingang Li. Structure
and Performance of the Circumfluent Cyclone[J], Powder Technology, 2010,
200(Compendex): 158-163.(SCI)
5. Pan Zhang, Weiwen Wang, Guanghui Chen,Jianlong Li. Cfd Study of Power and Mixing Time
in a Vessel Agitated by Large Height Diameter Ratio Cylinder
Stirrer[C]. Hong Kong, China,
IEEE Computer Society, 2009:75-78. (EI)
6. 张攀, 王伟文, 董海红, 吴玉雷, 陈光辉,李建隆. 三氯氢硅和氢气系统中多晶硅化学气
相沉积的数值模拟[J], 人工晶体学报, 2010, 39: 494-499. (EI)
7. P. Zhang, W. W. Wang, G. H. Chen,J. L. Long. Study of the Flow Field and the Pressure Drop
of the Circumfluent Cyclone[C]. Manchester, ENGLAND, 2009:396-401. (EI) 8. 袁向丽，张攀.理论力学教学改革的几点思考.青岛科技大学学报社科版，2009，5月专刊，
-84. 83
张攀,袁向丽. 基于sph方法的自由表面流动模拟[J], 青岛科技大学学报, 2007, 28(2)): 9.
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10. 罗薇,张攀. 水下拖曳系统运动预报[J], 武汉理工大学学报, 2007,
29(2): 139-142.
11. 刘超, 罗薇,张攀. 计算机编程实现船机桨匹配系统设计[J], 交通与计算机, 2007, 25(1):
147-149.
12. 刘文秀，孙双双，张攀. “牵连点”为不动点时点的合成运动分析. 学术视界(论文集)，
2007，Z:257-260
13. 张攀,袁向丽. 混合编程技术在水动力计算中的应用[J], 交通与计算机, 2006, 24(4):
130-132.
14. 罗薇,张攀. 拖缆系统运动仿真[J], 武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2005,
29(5): 724-726.
15. 孙双双，Rajapakse R.K.N.D.，姜先策，孙国钧. 含形状记忆合金支撑的
框架结构的动
力特性. 上海交通大学学报，2006，40(8): 1376-1380. (EI)
16. 孙双双，刘晓辉. 形状记忆合金/硅复合膜的温度响应特性. 青岛科技大
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何讲好《材料力学》. 青岛科技大学学报(社
科版), 2007, Z:118-119. 18. 孙双双，姜先策，王永岩. 浅谈高校双语教学. 青岛科技大学学报(社科版), 2006, Z:
105-106.
19. 孙双双，姜先策，袁向丽. 如何在基础力学教学中强化学生的力学建模能力. 青岛科技
大学学报(社科版), 2008, 24(91): 143-144. 20. 刘文秀，朱惠华. 材料力
学教学初探. 学术视界(论文集)，2007，Z:261-265.
21. 朱惠华，刘文秀. 桁架式天线结构动态性能的有限元分析. 中国水运, 2007, 7: 63.
22. 朱惠华，万胜武，李云涛. 钢筋混凝土柱,钢梁组合节点的研究与应用.
国外建材科技,
2007, 2: 60.
23. 袁向丽，彭伟. 光固化树脂结合剂SiC晶须砂轮初探. 精密制造及自动化, 2005, 8:
24. 张选利.含支座沉陷的卡氏定理.吉林化工学院学报，2007，24(4):94-95.
25. 王永岩，李剑光，魏佳等.黏弹性有限元反分析方法及其在软岩流变问题
中的应用. 煤
炭学报，2007，32(11):1162-1165.
26. 王永岩，李剑光.ANSYS优化设计在地下工程流变反分析法中的应用.武汉大学学报(增
刊)，2006，39(Z):145-149.
27. 王志学，王永岩，李剑光.采空区悬顶岩梁模型的蠕变分析.辽宁工程技术大学学报，
2007，26(Z):83-85.
28. 王永岩，卢灿东，曾春雷等. 锚杆分类及其特性分析与比较. 煤炭安全，2007，8:63-66. 29. 刘文秀.浅议工程力学教学中工程实例的运用.青岛科技大学学报社科版，2009，5月专
93-94. 刊，
30. 朱惠华.多媒体课件在力学课程教学实践中的应用.青岛科技大学学报社科版，2009，5
月专刊，98-99.
31. 李剑光，王永岩.机械专业开展系列课程双语教学的探索.青岛科技大学学报社科版，
2009，5月专刊，77-78.
获奖:
1) 2007年～课程组获‚力学、机械学科省级创新教学团队?称号。

2) 2007年～课程组获‚理论力学国家级创新教学团队?称号。

3) 2008年～课程负责人张攀老师被评为院级先进工作者。

4) 2007年～课程组刘文秀老师被评为校院级先进工作者。

5) 2007年～课程组张选利老师被评为校院先进工作者。

6) 2010年～课程负责人张攀老师被毕业生评为‚我最喜爱的老师?。

7) 2011年～课程组刘文秀老师被毕业生评为‚我最喜爱的老师?。

8) 2011年～课程组张选利老师被评为校级先进工作者。

,2,条件保证
课程组教师队伍中有许多年轻教师～精力比较充沛～热爱教育事业。

在经验丰富的老教师带领下～有信心把流体力学课程建设好。

目前～课程组各种教学资源比较齐全～实验室实验条件也逐渐改善～这为课程建设中实验内容建设提供了重要保障。

总之～流体力学课程组经过多年的努力和实践～在软、硬件教学条件方面都具备了向精品课程建设进一步迈进的必要条件。

相信在校、院各级领导和专家的支持下～我们有能力把流体力学课程建设成省级乃至国家级精品课程。

五进一步推进在建项目建设的建议
精品课程建设项目的设立～有助于巩固基础课的地位～激发基础课任课教师投身课程建设的积极性～同时～由于精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程～对其他课程有极好的带动和示范作用～在今后的‚质量工程?规划中～建议继续开展精品课程的评选和建设～同时～注重现有精品课程的巩固和维护～重质量～轻数量～在宣传和推广方面～拓宽思路～建立长效机制～真正实现精品课程在时间和空间上的辐射作用。

课程组负责人签字:
院,部,负责人签字:。