時(shí)間：2023-03-24 15:43:23
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工程流體力學(xué)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
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(wèn)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(guò)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(wèn)題的能力，并對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及將來(lái)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(lái)，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(guò)程中感覺(jué)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(méi)有考慮到學(xué)生主體。
6.流體力學(xué)教學(xué)中沒(méi)有引入演示實(shí)驗(yàn)，將其中抽象的物理過(guò)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。考核形式基本上是通過(guò)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(wèn)題的存在導(dǎo)致在學(xué)生心目中，流體力學(xué)似乎沒(méi)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)馗母铮瑯?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(kāi)始就召開(kāi)師生見(jiàn)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(shù)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(kāi)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(wèn)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(wèn)題的方法和思路，并使解決問(wèn)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(wèn)題，然后告訴學(xué)生這一章節(jié)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，通過(guò)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(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)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(kāi)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(lái)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(wèn)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(guò)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(wèn)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)保科技公司去參觀考察，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(wèn)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(huà)等展現(xiàn)圖文并茂的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用視覺(jué)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(méi)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(shū)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(guò)一些課件來(lái)模擬。將理論知識(shí)與視頻、動(dòng)畫(huà)、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(tīng)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(wèn)題，巧妙地將叛軍的防御陣地炸毀。這些視頻、動(dòng)畫(huà)、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(tīng)課的樂(lè)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(gòu)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(guò)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(méi)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(lái)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(lái)。然后在黑板上畫(huà)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)題為范例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察、技術(shù)交流、故障診斷、問(wèn)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(wèn)題，而且開(kāi)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(lái)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(jiàn)，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(wèn)題的能力。實(shí)行過(guò)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。可以單元測(cè)試時(shí)采用開(kāi)卷考試，期末考試采用半開(kāi)卷考試，試題有一半是自己出的試題。考核試題中的開(kāi)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(wèn)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(guò)程，將過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)卷，每次5分，滿分為15；期中考核，考核形式為開(kāi)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(jiàn)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(kāi)卷（一張復(fù)習(xí)紙的開(kāi)卷考試），試題范圍覆蓋教學(xué)大綱，沒(méi)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(kāi)放性試題。建立電子試題庫(kù)，實(shí)行抽題組卷，實(shí)現(xiàn)教考分離。試題庫(kù)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(wèn)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(tīng)音樂(lè)、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。考核結(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(guò)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(jiàn)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(lái)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(jiàn)、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(yǔ)
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(guò)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)：
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關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)踐；計(jì)算流體力學(xué)
中圖分類號(hào)：H191
工程流體力學(xué)是建筑環(huán)境與設(shè)備工程和土木工程等專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)課程如建筑給排水、流體輸配管網(wǎng)、暖通空調(diào)等課程的基礎(chǔ)，也是開(kāi)拓專業(yè)不可缺少的技術(shù)基礎(chǔ)理論學(xué)科。但是長(zhǎng)期以來(lái)，工程流體力學(xué)一直是老師認(rèn)為最難教、學(xué)生認(rèn)為最難學(xué)的課程，因此如何提高工程流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)能力培養(yǎng)，是目前迫切需要解決的問(wèn)題。
在強(qiáng)調(diào)節(jié)能、注重環(huán)保的今天，面對(duì)未來(lái)生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)能源動(dòng)力的需求趨勢(shì)，許多相關(guān)聯(lián)的熱力工程技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)都需要工程流體力學(xué)作為其研究的理論基礎(chǔ)。因此，加深和拓寬工程流體力學(xué)的基本教學(xué)內(nèi)容，對(duì)原有課程進(jìn)行有效整合及改革，延伸工程流體力學(xué)課程教學(xué)深度，提高該課程教學(xué)質(zhì)量，是我們?cè)诮虒W(xué)中急需解決的問(wèn)題。
1、理論課的教學(xué)改革
由于傳統(tǒng)的極大慣性，理論課的改革須逐步進(jìn)行，先進(jìn)的教育理念本身在不斷發(fā)展，是動(dòng)態(tài)的，這就決定了教學(xué)改革也是動(dòng)態(tài)的[1]。
1）強(qiáng)化互動(dòng)式教學(xué)。教師運(yùn)用生動(dòng)、詼諧的語(yǔ)言，深入淺出的比喻，靈活多變的講解，突出重點(diǎn)，重視基本概念、基本理論、基本方法的講解，講深、講透工程流體力學(xué)基本方程，結(jié)合講授內(nèi)容，有目的地介紹工程流體力學(xué)的各種基本方法、模型、技能以及工程和專業(yè)實(shí)際背景。要讓學(xué)生與教師互動(dòng)起來(lái)。只有師生互動(dòng)，才能有效地將學(xué)生帶到無(wú)限的探索和想象空間，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，潛心探索以獲取新的知識(shí)。
2）采用板書(shū)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。
多媒體輔助教學(xué)是一種很有效的教學(xué)方式，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段現(xiàn)代化的重要途徑。多媒體教學(xué)可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增大課堂教學(xué)容量，克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端[2]。這種模式采用動(dòng)畫(huà)、實(shí)驗(yàn)演示等多種形式，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，通俗易懂，生動(dòng)活潑，具體形象地展示流體的一些流動(dòng)現(xiàn)象，營(yíng)造了一種圖文結(jié)合、視聽(tīng)并舉的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果及教學(xué)效率。但是在推導(dǎo)一些關(guān)鍵公式時(shí)，如果單一采用多媒體手段進(jìn)行教學(xué)，可能導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)思考不足、理解不透，如同看電影一樣匆匆而過(guò)的現(xiàn)象。所以，此時(shí)有必要結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方式授課，留給學(xué)生足夠的時(shí)間思考、琢磨和消化。因此，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，做到人機(jī)互補(bǔ)。
3）教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思想和更新教學(xué)觀念。教師應(yīng)把教學(xué)從單純的專業(yè)技術(shù)知識(shí)教育轉(zhuǎn)變?yōu)橹刂R(shí)、素質(zhì)和能力并進(jìn)的培養(yǎng)教育，激發(fā)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的興趣。為了更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，教師應(yīng)優(yōu)選習(xí)題，加強(qiáng)課堂練習(xí)。只有扎實(shí)地掌握了工程流體力學(xué)的基本知識(shí)，才能更好地解決實(shí)際問(wèn)題。因此，教師在課下一定要查閱大量的工程流體力學(xué)教材和習(xí)題集，整理出加深基本知識(shí)的選擇題和問(wèn)答題以及從實(shí)際問(wèn)題中抽象出來(lái)的計(jì)算題。
4）改革考核方式。現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校對(duì)工程流體力學(xué)課程的考核主要是期末筆試，有些學(xué)校增加了平時(shí)成績(jī)，但平時(shí)成績(jī)大多是依據(jù)課堂考勤和平時(shí)作業(yè)，這在很大程度上制約著學(xué)生主體作用的發(fā)揮，有些學(xué)生比較反感，甚至造成抵制情緒，不利于良好教學(xué)氛圍的建立，有些同學(xué)甚至在考試時(shí)"鋌而走險(xiǎn)"，因此改革考核方法勢(shì)在必行。期末考試除了筆試之外，還可把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分?jǐn)?shù)作為平時(shí)成績(jī)的一個(gè)方面，也可大膽地采用課程論文、課程答辯等形式，考核方式甚至可以采用開(kāi)卷方式，制定考試方法必須是為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的服務(wù)，而不是為了考試而考試。
2、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革
工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的以教師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式抑制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。[3]目前工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著很多問(wèn)題，[4]比如說(shuō)傳統(tǒng)的教學(xué)方法使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中創(chuàng)造性思維得不到發(fā)揮；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件在很大程度上不能滿足教學(xué)需要；實(shí)驗(yàn)方法落后，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；實(shí)驗(yàn)教材過(guò)于簡(jiǎn)單化；實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范等等。為了解決上述問(wèn)題，我們積極采取了很多措施，比如說(shuō)以減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦的學(xué)習(xí)積極性；采用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)；引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備；設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；更新實(shí)驗(yàn)教材等等。通過(guò)對(duì)工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，改變了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新意識(shí)，使得教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量顯著提高。
3、加強(qiáng)CFD技術(shù)在工程流體力學(xué)中的應(yīng)用
近來(lái)年，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)（簡(jiǎn)稱CFD）技術(shù)日趨成熟，CFD軟件得到了較廣泛的應(yīng)用。[5]-[6]該軟件可以生動(dòng)、形象地展示各種常見(jiàn)的流動(dòng)現(xiàn)象，將抽象的概念、理論變成形象的畫(huà)面，已成為解決各種流動(dòng)現(xiàn)象的有力工具，過(guò)去只能靠實(shí)驗(yàn)手段才能得到的某些結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)完全可以借助于CFD技術(shù)的數(shù)值模擬來(lái)準(zhǔn)確獲取。教師如果在講述枯燥的理論課時(shí)加以CFD模擬，這樣不僅便于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深入理解，而且達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果的目的。比如在講述雷諾實(shí)驗(yàn)流體流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，[7]教師可以在課前利用CFD軟件模擬圓管內(nèi)流動(dòng)，上課時(shí)學(xué)生只要通過(guò)觀看顏色水的流線就可非常輕松地辨別出流動(dòng)形態(tài)。再比如在講述暖通空調(diào)課程時(shí)，教師可以給學(xué)生播放不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)下的空調(diào)房間流場(chǎng)圖，[8]在強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊效果下，不僅大大加強(qiáng)了學(xué)生的記憶深度，而且還有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，甚至學(xué)生本人就可以歸納出不同通風(fēng)方式或不同送風(fēng)狀態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)。
4、結(jié)束語(yǔ)
作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，《工程流體力學(xué)》課程是面向工程應(yīng)用人才的課程，所以所學(xué)理論內(nèi)容必須和工程實(shí)際緊密結(jié)合。該課程的教學(xué)改革必須不斷深入，這樣才能為培養(yǎng)新世紀(jì)綜合型專業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
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【關(guān)鍵詞】精品課程建設(shè) 工程流體力學(xué) 教學(xué)改革
為了進(jìn)一步深化教學(xué)改革，加強(qiáng)課程建設(shè)，浙江工商大學(xué)建立了校級(jí)預(yù)選精品課程及責(zé)任教師制，為校級(jí)精品課程、省級(jí)精品課程以及國(guó)家級(jí)精品課程奠定良好的基礎(chǔ)。而環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的《工程流體力學(xué)》于2006年即被選為校級(jí)預(yù)選精品課程，目前正以校精品課程的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。
一、課程建設(shè)的指導(dǎo)思想
精品課程建設(shè)是本科教學(xué)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，代表著學(xué)校的辦學(xué)特色和學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)，是學(xué)校重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)、培養(yǎng)高層次專門人才、開(kāi)展科學(xué)研究、解決經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展過(guò)程中重大問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。各學(xué)院必須充分認(rèn)識(shí)到校級(jí)精品課程建設(shè)的重要性和迫切性，切實(shí)采取措施。加大課程體系優(yōu)化和課程整合的力度，加快教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的改革，抓緊課程教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，造就一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的課程教學(xué)隊(duì)伍，努力使這些課程進(jìn)入相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的全省乃至全國(guó)先進(jìn)行列。
二、精品課程建設(shè)的主要任務(wù)
1.圍繞經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中的問(wèn)題，根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要和學(xué)校課程發(fā)展規(guī)劃，堅(jiān)持優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，提高專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
2.利用學(xué)科專業(yè)具備的科研、教學(xué)等基礎(chǔ)條件，以專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革為切入點(diǎn)，以專業(yè)課程建設(shè)為核心，以加強(qiáng)課程教學(xué)基本條件建設(shè)為保障，提高學(xué)校課程的整體教學(xué)質(zhì)量。
三、精品課程建設(shè)的實(shí)施方法
1.強(qiáng)化教師的學(xué)科意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神
在工程流體力學(xué)的教學(xué)改革中，采用多名教師協(xié)作教學(xué)，形成教學(xué)梯隊(duì)，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。形成新的教學(xué)模式。針對(duì)課程的結(jié)構(gòu)，學(xué)院成立了課程教學(xué)課題組，聘用不同專業(yè)背景的教師擔(dān)任這門課程的講授任務(wù)，從而形成有專業(yè)特色的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在團(tuán)隊(duì)建設(shè)中。形成了老中青三個(gè)層次的教學(xué)骨干，共有教師7人，其中3位教師主講，2位小班討論，2位輔導(dǎo)，具有博士學(xué)位教師5人，占教師總數(shù)的71％；副高職以上3人，占教師總數(shù)的43％；40歲以下教師6人，占到教師總數(shù)的85.7％；形成了較為合理的學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)和學(xué)緣結(jié)構(gòu)。課程負(fù)責(zé)人孫培德教授長(zhǎng)期從事工程流體力學(xué)教學(xué)，具備良好的師德和較高的學(xué)術(shù)造詣，人才培養(yǎng)成績(jī)顯著，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，教學(xué)效果良好，同時(shí)言傳身教培養(yǎng)年輕教師開(kāi)展工程流體力學(xué)課程的教學(xué)工作，使得課程教學(xué)隊(duì)伍教學(xué)水平大幅度提高，教師之間團(tuán)結(jié)協(xié)作精神好。團(tuán)隊(duì)成員承擔(dān)各種教學(xué)研究課題并發(fā)表多篇教改論文，解決學(xué)生的創(chuàng)新能力與工程能力培養(yǎng)問(wèn)題。對(duì)環(huán)境工程專業(yè)與工程流體力學(xué)課程的教學(xué)改革起到積極引導(dǎo)和促進(jìn)作用。
授課教師分工協(xié)作，分別負(fù)責(zé)基礎(chǔ)理論知識(shí)、能量水力計(jì)算以及工程實(shí)際應(yīng)用三部分的內(nèi)容，突出理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，同時(shí)又增加了部分討論內(nèi)容提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)教學(xué)與科研結(jié)合，將任課教師的科研經(jīng)歷及最新學(xué)術(shù)成果溶入教學(xué)中，對(duì)教學(xué)過(guò)程起到深化作用。在教學(xué)過(guò)程中。根據(jù)每位教師的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和專業(yè)背景的不同，配合不同的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講課，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，避免授課內(nèi)容重復(fù)以及內(nèi)容講授不完全等問(wèn)題，將課程內(nèi)容完整化，統(tǒng)一化。
2.改革工程流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容
我校是一所以商科為特色，經(jīng)、管、理、工各學(xué)科共同發(fā)展的教學(xué)研究型大學(xué)，以應(yīng)用型專門技術(shù)人才為培養(yǎng)目標(biāo)，生源來(lái)自全國(guó)各地，就業(yè)面寬。《工程流體力學(xué)》作為環(huán)境工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，以研究流體(液體和氣體)平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律為核心，通過(guò)各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本概念和計(jì)算方法，并能應(yīng)用流體力學(xué)的基本理論，加上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)值模擬或經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題；培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程，從事工程技術(shù)工作和進(jìn)行科學(xué)研究打下必要的基礎(chǔ)。
從2001年環(huán)境工程00級(jí)學(xué)生首開(kāi)“流體力學(xué)“課程，采用北京大學(xué)出版社出版的《流體力學(xué)教程》，隨后，為了更適應(yīng)工商管理類大學(xué)工科學(xué)生的授課需求。從2002年環(huán)境工程01級(jí)學(xué)生開(kāi)始，課程名稱改為“工程流體力學(xué)”，教材采用西南交通大學(xué)出版社出版的《水力學(xué)教程》，隨后幾年至今。課程教材從第一版更新為第三版，增加了邊界層理論簡(jiǎn)介、有壓管路中的水擊現(xiàn)象等內(nèi)容。具體的知識(shí)模塊課時(shí)分配計(jì)劃為：
第一章 緒論
4學(xué)時(shí)
第二章 流體靜力學(xué)
6學(xué)時(shí)
第三章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
6學(xué)時(shí)
第四章 水頭損失
6學(xué)時(shí)
第五章 有壓管道的恒定流動(dòng)
8學(xué)時(shí)
水力計(jì)算可視化教學(xué)與討論
2學(xué)時(shí)
3.完善教學(xué)條件和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
(1)可視化教學(xué)
組織力量編制《工程流體力學(xué)》ppt課件、課堂全程實(shí)施多媒體課件教學(xué)，利用水力計(jì)算可視化教學(xué)軟件以動(dòng)畫(huà)形式演示本課程部分內(nèi)容。例如，第三章水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)部分流線和跡線、元流和總流、恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、漸變流與急變流等概念非常抽象、易混淆，在教學(xué)過(guò)程中，我們通過(guò)可視化仿真軟件，以動(dòng)畫(huà)形式將各種的流動(dòng)形態(tài)形象展現(xiàn)在學(xué)生面前，原本抽象的概念變得清晰易懂，深受學(xué)生歡迎。
(2)擴(kuò)充性資料
為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，向?qū)W生推薦了一些與本課程相關(guān)的參考書(shū)目、國(guó)內(nèi)外期刊等擴(kuò)充性資料，以便學(xué)生獲取與本課程相關(guān)的知識(shí)信息。包括一些參考書(shū)目：①清華大學(xué)水力學(xué)教研室編，水力學(xué)，北京：人民教育出版社，1980 ；②年，水力學(xué)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社。1998。修訂版，2002；③陳文義，張偉主編，流體力學(xué)，天津：天津大學(xué)出版社，2004；④禹華謙主編，水力學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，成都：西南交通大學(xué)出版社，1999。以及一些與環(huán)境工程專業(yè)相關(guān)的外文專業(yè)期刊：EnvironmentalScience & Technology, Water Research, International Journal for Numerical antiAnalytical Methods in Geomechanics,Intemational Journal of Environmental Pol-lution, Chemosphere,Journal of Hazardous Materials. Applied Catalysis B: Envi-ronmeatal, Chemical Engineering Science. Chemical Engineering Journal.省略/，觀看該課程完整的教學(xué)文件和多媒體課件，進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，并可通過(guò)在線答疑解決問(wèn)題，較好地滿足了課程所需。
4.提高課程教學(xué)方法及手段
本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要在于流體連續(xù)介質(zhì)的理論模型、公式推導(dǎo)應(yīng)用以及實(shí)際環(huán)境工程實(shí)踐中的應(yīng)用，如實(shí)際液體恒定流能量方程式的應(yīng)用、管路沿程阻力系數(shù)變化規(guī)律的確定、管網(wǎng)計(jì)算等。因此，要解決學(xué)生難掌握理解的辦法主要是在實(shí)際教學(xué)中，采用多種教學(xué)方式和手段，突出重點(diǎn)，化解難點(diǎn)，使學(xué)生全面理解與掌握流體力學(xué)的理論與方法。
(1)以課堂講授為主，突出理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，同時(shí)根據(jù)本課程特色及在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，本課程組老師正組織力量自編教材，將水力計(jì)算可視化教學(xué)及國(guó)內(nèi)外最新的研究動(dòng)態(tài)整合到新教材體系中，滿足環(huán)境類專業(yè)流體力學(xué)課程的教學(xué)需要。
f2)對(duì)課程的核心概念體系進(jìn)行提煉，理清概念間的邏輯關(guān)聯(lián)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由具體到抽象。讓學(xué)生建立起清晰的理論概念，并通過(guò)大量的例題來(lái)加深學(xué)生對(duì)基本原理的理解和計(jì)算公式的運(yùn)用。并在課程網(wǎng)站上進(jìn)行試題自測(cè)，考試題目從試題庫(kù)中隨機(jī)抽取，并與人為修正相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教考分離。
(3)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。目前，我們通過(guò)購(gòu)買流體力學(xué)仿真軟件，首先在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)各種流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的模擬操作，包括伯努力方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、流體流動(dòng)阻力測(cè)定實(shí)驗(yàn)、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)、局部阻力實(shí)驗(yàn)、孔口與管嘴實(shí)驗(yàn)、離心泵性能曲線測(cè)定等等，使學(xué)生了解這些實(shí)驗(yàn)的基本流程、操作步驟、數(shù)據(jù)處理，為今后實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作提供良好的基礎(chǔ)。
(4)教學(xué)結(jié)合科研。將任課教師的科研經(jīng)歷及最新學(xué)術(shù)成果溶入教學(xué)中，對(duì)教學(xué)過(guò)程到了很好的深化作用。該教學(xué)方法與手段使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)。能應(yīng)用本課知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
(5)開(kāi)展“大班教學(xué)，小班討論”教學(xué)模式。不定期舉辦課外講座(如流體力學(xué)與日常生活、流體力學(xué)在環(huán)境工程中的應(yīng)用等)，進(jìn)行小班討論，也可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及對(duì)話，使教學(xué)手段等豐富，教學(xué)過(guò)程更深化。
四、精品課程建設(shè)的近期規(guī)劃
1.建設(shè)新教材體系，編寫(xiě)與本課程配套的精品教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教材，自主開(kāi)發(fā)仿真教學(xué)軟件，建設(shè)工程流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
2.進(jìn)一步完善豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。提供該課程國(guó)內(nèi)外相關(guān)知識(shí)內(nèi)容、專業(yè)資料，通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)站，促進(jìn)國(guó)內(nèi)外同類課程間交流，擴(kuò)大我校《工程流體力學(xué)》課程的社會(huì)影響力。
3.力爭(zhēng)成為校級(jí)精品課程。達(dá)到省級(jí)精品課程的水平，并完善成為環(huán)境工程專業(yè)領(lǐng)域的全省乃至全國(guó)精品課程。
教育模式在從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，如何去把握課堂上教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”之間的關(guān)系，己成為教育界同仁們共同關(guān)注的問(wèn)題。教育的最終目的是讓學(xué)生在掌握前人積累的豐富知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷發(fā)展和創(chuàng)新。前蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基說(shuō)：“只有能夠去激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自我教育能力的教育才是真正的教育”[1]。現(xiàn)代社會(huì)信息瞬息萬(wàn)變，教育者除教授知識(shí)外，更重要的是教給學(xué)生獲取知識(shí)的方法和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，由學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)適合自己特點(diǎn)的課程。因此，學(xué)校的任務(wù)是研究如何向?qū)W生提供最好的服務(wù)，提供可以自由探索、自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，改變“以教師為主體”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，在先進(jìn)的教育科學(xué)理念的指引下，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的作用，管理教學(xué)，組織教學(xué)，實(shí)施“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式。
一“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的內(nèi)涵
“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理論，目的是讓學(xué)生親身經(jīng)歷知識(shí)的獲得過(guò)程，體驗(yàn)成功的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性、自主性、創(chuàng)造性。教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)，為學(xué)生探究知識(shí)創(chuàng)設(shè)物理情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師是知識(shí)的擁有者、傳授者，是教學(xué)過(guò)程中的絕對(duì)“權(quán)威”，學(xué)生則是“容器”，教師講課的主要教學(xué)手段和方法是如何將知識(shí)輸送到所謂的“容器”中去[2]。整個(gè)課堂上教師是主導(dǎo)者，是核心人物，而學(xué)生則是服從者；課堂是教師講，學(xué)生聽(tīng)；教師寫(xiě)，學(xué)生記。教學(xué)中，學(xué)生完全處于被動(dòng)狀態(tài)，主要依靠教師在進(jìn)行消極地學(xué)習(xí)。該方法嚴(yán)重影響了學(xué)生創(chuàng)造力和想象力的發(fā)揮，不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，這是與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、自主性、獨(dú)立性教育目標(biāo)背道而馳的。教師應(yīng)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、組織者，應(yīng)該扮演引導(dǎo)者和參與者的角色，學(xué)生才是教學(xué)活動(dòng)的主體。因此，教師應(yīng)該在把握住“以學(xué)生為主體”的教育模式的內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，努力為學(xué)生創(chuàng)造一種探究學(xué)習(xí)的氣氛或情境，讓學(xué)生根據(jù)探究的目標(biāo)進(jìn)行探索、甚至猜測(cè)，由學(xué)生通過(guò)自己的努力去獲得最后的結(jié)論，讓學(xué)生真正成為整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的主體。當(dāng)然了，“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理論并不意味著教師的指導(dǎo)沒(méi)有必要，教師不僅要幫助學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氣氛，更重要的是，教師在教學(xué)中應(yīng)起引導(dǎo)和導(dǎo)向的作用。讓學(xué)生獨(dú)立自主地進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)當(dāng)然重要，但是，為保證學(xué)生的探究和學(xué)習(xí)活動(dòng)順利進(jìn)行下去，教師的有效引導(dǎo)也是非常必要的。
二計(jì)算流體力學(xué)課程的特點(diǎn)
計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，以下簡(jiǎn)稱為CFD）是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示的方法，在時(shí)間和空間上通過(guò)數(shù)值解來(lái)定量的描述流場(chǎng)，從而達(dá)到對(duì)物理問(wèn)題研究的目的的一門課程。CFD 可以作為一種研究工具去形象的展示流場(chǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從機(jī)理的角度解釋相應(yīng)流動(dòng)的特點(diǎn)；也可以作為一種設(shè)計(jì)工具對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而達(dá)到節(jié)省研發(fā)成本的目的。總之，CFD 在現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中的很多方面已表現(xiàn)出了巨大的作用[3]。
計(jì)算流體力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，它不僅是一種有效的關(guān)于流動(dòng)和傳熱問(wèn)題的研究手段，而且在幾十年的發(fā)展中，又自成體系而成為一門獨(dú)立的學(xué)科。CFD 是建立在流體力學(xué)的基礎(chǔ)之上的，它的主要目的是求解微分方程，所以要學(xué)好這門課程，就要很好的掌握計(jì)算方法、偏微分方程的數(shù)值求解等課程的基本知識(shí)，同時(shí)，還要有很好的物理問(wèn)題抽像簡(jiǎn)化能力及對(duì)結(jié)果的各種處理分析能力，正是由于CFD 課程的這種多學(xué)科交叉基礎(chǔ)的特點(diǎn)，所以將其設(shè)置為研究生課程，也正因?yàn)槿绱耍蟛糠謱W(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)，常感到該課程的理論性強(qiáng)、概念抽象、公式推導(dǎo)復(fù)雜等諸多難點(diǎn)。
三碩士研究生階段的教學(xué)特點(diǎn)
碩士研究生階段專業(yè)課與本科專業(yè)課相比有深、廣、新、專等特點(diǎn)，同時(shí)還要更高層次地體現(xiàn)素質(zhì)教育的特點(diǎn)。所謂深，是指研究生課程應(yīng)對(duì)該課程所涉及到的領(lǐng)域具有更深的論證、探討與描述，以使學(xué)生對(duì)本學(xué)科有更深層次的理解。所謂廣，是指研究生課程所涉及的內(nèi)容應(yīng)比相應(yīng)的本科生課程涉及更廣泛的領(lǐng)域，特別是與本學(xué)科的交叉領(lǐng)域。所謂新，是指研究生課程的內(nèi)容應(yīng)主要反應(yīng)該領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的最新成果、最新的理論、觀點(diǎn)與研究方法。所謂專, 是指與本科生相比，研究生教育具有更強(qiáng)的專業(yè)性，是為科研、教育、企業(yè)、政府、社會(huì)等各個(gè)部門培養(yǎng)實(shí)用的高級(jí)專業(yè)人才。研究生專業(yè)課的內(nèi)容除了應(yīng)具有上述特點(diǎn)之外還必須在更高層次上體現(xiàn)素質(zhì)教育的特點(diǎn)，研究生的專業(yè)課教學(xué)必須在所有細(xì)節(jié)上都滲入素質(zhì)教育的思想，使學(xué)生能夠在自我培養(yǎng)、知識(shí)創(chuàng)新、思想表述、學(xué)術(shù)交流、協(xié)作精神、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)等方面都有所提高。碩士研究生專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)該全部都是完全成熟了的經(jīng)典的理論與方法, 而是要讓學(xué)生了解本領(lǐng)域正在發(fā)展著的、有爭(zhēng)議的、探索性的觀點(diǎn)、假說(shuō)、設(shè)計(jì)思想、研究思路、實(shí)驗(yàn)方法,等等。這就要求學(xué)生具有自主的、批判與選擇的能動(dòng)性；具有能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；具有將所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行能動(dòng)比較，融匯貫通和總結(jié)提高的能力；具有將所選定的研究方向和現(xiàn)有條件相結(jié)合并歸納與提煉出研究課題的能力。
碩士研究生一般都經(jīng)過(guò)了完整的本科四年教育，大多數(shù)為本專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生。他們大都較好地掌握了學(xué)習(xí)方法，特別是自學(xué)方法，并已養(yǎng)成了刻苦鉆研的習(xí)慣。這一群體不但已初步掌握了本專業(yè)的最基本的理論基礎(chǔ)、基本概念，還掌握了在這一領(lǐng)域工作的基本方法與基本原則。具有了在本領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究或工程設(shè)計(jì)的基本素質(zhì)。同時(shí)，這一群體的成員都經(jīng)歷過(guò)嚴(yán)格的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作與答辯過(guò)程，具有一定的獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。因此，碩士研究生到了專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，已具備了“學(xué)生主體”模式的教學(xué)條件。
四在教學(xué)和考試中應(yīng)體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”
研究生階段的教學(xué)不同于本科階段及其之前階段的教學(xué)方式，前者以“研”為主，后者則以“學(xué)”為主，所以研究生教學(xué)應(yīng)以研究為導(dǎo)向，以創(chuàng)新或者說(shuō)研究成果的數(shù)量和質(zhì)量為評(píng)判優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。
1 教學(xué)方法的改變
培養(yǎng)研究生檢索文獻(xiàn)和自主學(xué)習(xí)的能力是實(shí)施“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的第一步。文獻(xiàn)檢索是研究生從事科學(xué)研究的最重要環(huán)節(jié)。科學(xué)研究是具有連續(xù)性和繼承性的，尤其是對(duì)剛從事研究性學(xué)習(xí)的學(xué)生，查找文獻(xiàn)資料，掌握某一研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)是進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的第一步，這一步進(jìn)行得好壞直接關(guān)系到以后一系列的研究活動(dòng)。因此，在計(jì)算流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，教師可通過(guò)布置“文獻(xiàn)檢索”作業(yè)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好或課題方向查閱最新的中文或外文文獻(xiàn)，寫(xiě)出此方向的文獻(xiàn)綜述；并鼓勵(lì)學(xué)生整理成科技論文向國(guó)內(nèi)外相關(guān)科技刊物投稿，并爭(zhēng)取發(fā)表。研究生通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)鍛煉，能提高他們的文獻(xiàn)檢索和總結(jié)提煉的能力，可為他們將來(lái)進(jìn)行科研和撰寫(xiě)畢業(yè)論文奠定一定的基礎(chǔ)。
開(kāi)展課題研討活動(dòng)，培養(yǎng)研究生解決問(wèn)題的實(shí)際能力及口頭匯報(bào)能力是實(shí)施“以學(xué)生為主體”教學(xué)方式的關(guān)鍵。為達(dá)到此目的，教師在教學(xué)中可以將3～4 名研究生分為一個(gè)討論小組，為每個(gè)小組布置不同的研究課題，讓學(xué)生們?cè)谡J(rèn)真研究和理解文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，找出具體的切入點(diǎn)深入研究，并在課堂上分批次的匯報(bào)各自小組的研究?jī)?nèi)容，包括物理問(wèn)題的簡(jiǎn)化，數(shù)學(xué)模型的建立，具體的求解過(guò)程及參數(shù)設(shè)置，以及結(jié)果的詳細(xì)分析及討論。在課堂上，每個(gè)研究生還可有選擇性地匯報(bào)各自文獻(xiàn)檢索結(jié)果的綜述，把自己感興趣的和有深刻理解的專題進(jìn)行講解，其他的學(xué)生也可以現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)，這樣，研究生在匯報(bào)和回答提問(wèn)的過(guò)程中，他們的理解能力和表達(dá)能力也都同時(shí)得到了鍛煉．
2 考核方式的改變
在選修課的學(xué)習(xí)中，如果仍然采取傳統(tǒng)的閉卷考試作為課程考評(píng)方式的話，就很難看到創(chuàng)新的教學(xué)改革手段體現(xiàn)在研究生身上的效果，因此，在課程的考核方法上應(yīng)大膽改革，比如考核內(nèi)容和成績(jī)可如此規(guī)定：在100 分的總成績(jī)中，報(bào)告占50 分。其中，對(duì)理論和方法的理解是否全面、準(zhǔn)確和深刻占30 分；講述是否清晰和是否引人入勝占10 分；講解過(guò)程是否結(jié)合現(xiàn)代化媒體手段（如POWerpOINT，F(xiàn)LASH）占10 分，同時(shí)對(duì)積極提問(wèn)和踴躍發(fā)言者適當(dāng)加分；文獻(xiàn)檢索作業(yè)占10分，對(duì)檢索較多外文文獻(xiàn)的學(xué)生，如文獻(xiàn)內(nèi)容新穎，且緊跟科技發(fā)展的，可給予加分，而少交或遲交作業(yè)者則酌情扣分；FLUENT 軟件實(shí)例計(jì)算作業(yè)占20 分，要求有詳細(xì)的前處理網(wǎng)絡(luò)模型和詳細(xì)的結(jié)果處理分析，并且對(duì)總結(jié)成科技論文在優(yōu)秀刊物上發(fā)表者給予加分；期末論文投稿占20 分，要求按標(biāo)準(zhǔn)科技論文格式書(shū)寫(xiě)，內(nèi)容要詳實(shí)、全面和觀點(diǎn)獨(dú)到，并以優(yōu)秀篇數(shù)和刊物水平作為加分依據(jù)[4]。以上課程考核措施的制定，都是以調(diào)動(dòng)研究生學(xué)習(xí)計(jì)算流體力學(xué)課程的積極性為首要前提，旨在提高他們的科技論文寫(xiě)作能力和解決流動(dòng)傳熱實(shí)際問(wèn)題的能力。
總之，“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式的實(shí)施是一個(gè)長(zhǎng)期的、循序漸進(jìn)的過(guò)程。在此過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)諸如教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)進(jìn)度和學(xué)時(shí)調(diào)整等一系列新問(wèn)題，這就要求任課教師要具有堅(jiān)定不移的決心和高度負(fù)責(zé)的責(zé)任心，要以提高研究生的競(jìng)爭(zhēng)力和生命力為己任，要不斷創(chuàng)新、開(kāi)拓和探索更加有效的教學(xué)手段和方法。另一方面，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該鼓勵(lì)和支持對(duì)研究生課程的改革，研究生教學(xué)管理部門應(yīng)承認(rèn)并獎(jiǎng)勵(lì)教師在實(shí)施教學(xué)改革中增加的學(xué)時(shí)數(shù)量，在政策和經(jīng)濟(jì)上給予支持，創(chuàng)造有利于實(shí)施教學(xué)改革的環(huán)境和氛圍，從而使之得到不斷的深入和完善。
參考文獻(xiàn)
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[2]陳德平, 倪文. 碩士研究生專業(yè)課教學(xué)中的“學(xué)生主體”模式認(rèn)識(shí)與實(shí)踐[J].中國(guó)冶金教育，200(5):65-68.
【關(guān)鍵詞】 高職院校；流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)；精品課程
【中圖分類號(hào)】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009―8097 (2008) 12―0125―03
課程建設(shè)是高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院教建設(shè)中最具基礎(chǔ)性的核心工作，其水平、質(zhì)量和成果是衡量學(xué)校辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)志。加強(qiáng)精品課程建設(shè)是深化教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的保證。“流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”課程被安徽省教育廳評(píng)為2005年度“省級(jí)精品課程”，2007年被評(píng)為國(guó)家級(jí)精品課程，現(xiàn)談?wù)劇傲黧w力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”精品課程的建設(shè)和實(shí)施過(guò)程。
一 “流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”精品課程的培養(yǎng)目標(biāo)
高職教育是培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才，是以就業(yè)為導(dǎo)向的高等教育，高職課程突出特點(diǎn)是理論與實(shí)踐并重，強(qiáng)調(diào)的是“職業(yè)性”和技術(shù)的“應(yīng)用性”。精品課程的定位應(yīng)體現(xiàn)為“職業(yè)性、技術(shù)的應(yīng)用性和示范性”。
學(xué)生通過(guò)“流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”課程的學(xué)習(xí)，掌握流體在系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和泵與風(fēng)機(jī)熱力設(shè)備的性能特點(diǎn)，具備泵與風(fēng)機(jī)的檢修和運(yùn)行的基本技能，為在日后從事動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行和檢修專業(yè)技術(shù)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)該門課程的學(xué)習(xí)，掌握流體的壓力、流速和流量的測(cè)量方法和管道的布置等工程實(shí)際問(wèn)題，能比較熟練地進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行操作、拆卸、組裝、檢修、分析故障和排除故障等。同時(shí)該課程的考核與勞動(dòng)和社會(huì)保障局的上崗證書(shū)統(tǒng)一考試相結(jié)合，強(qiáng)化操作技能的掌握，采取學(xué)生自愿選擇“輔機(jī)檢修工”、“水泵檢修工”“水泵值班員”其中一工種的原則，考取國(guó)家職業(yè)資格證書(shū)。
二 持續(xù)深入的課程建設(shè)與教改，保證了精品課程的含金量
我院已有四十年的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為電力行業(yè)培養(yǎng)了大批生產(chǎn)技術(shù)骨干，通過(guò)幾十年的教學(xué)實(shí)踐，我們?cè)凇傲黧w力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”教學(xué)方面積累了大量的實(shí)踐與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。我院的“水泵檢修”、“管閥檢修”、“300MW機(jī)組的全仿真”實(shí)訓(xùn)基地，有專兼職教師，進(jìn)行全省電力系統(tǒng)泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和檢修的技能培訓(xùn)。并且一直承擔(dān)全省“水泵值班員”、“水泵檢修工”“輔機(jī)檢修工”中級(jí)工、高級(jí)工、技師的培訓(xùn)與技能鑒定任務(wù)。
2004年，作為院級(jí)教改課題“‘流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)’教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的融合”,提出在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式上將理論教學(xué)模塊、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊和實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊交錯(cuò)進(jìn)行，將“雙證書(shū)”制度的實(shí)施納入教學(xué)計(jì)劃，圍繞國(guó)家職業(yè)資格證書(shū)（水泵檢修工、輔機(jī)檢修工、水泵值班員）的培養(yǎng)要求，從教學(xué)內(nèi)容的安排上滿足行業(yè)的需要，增加了二周的水泵檢修與安裝大實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，給予學(xué)生充分的鍛煉時(shí)間和相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)。實(shí)行“考鑒合一”，即該門課程的理論成績(jī)和技能成績(jī)作為學(xué)生參加職業(yè)資格證書(shū)考核成績(jī)的一部分，在畢業(yè)前再通過(guò)鑒定站組織的綜合考試即可拿到勞動(dòng)和社會(huì)保障部頒發(fā)的《職業(yè)資格證書(shū)》。這樣既保證培養(yǎng)出的學(xué)生具有較強(qiáng)的專業(yè)動(dòng)手能力，同時(shí)學(xué)生也獲得了相應(yīng)國(guó)家職業(yè)資格證書(shū)，可滿足社會(huì)的需要。
2005年“‘流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)’教學(xué)模式改革建設(shè)的研究與實(shí)踐”作為院級(jí)重點(diǎn)科研課題立項(xiàng)。課題組教師自主開(kāi)發(fā)出課程的全部CAI課件，擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的用3D MAX開(kāi)發(fā)的水泵、風(fēng)機(jī)等動(dòng)畫(huà)，并開(kāi)展了網(wǎng)上輔助教學(xué)，有效地提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。在授課方式上，實(shí)現(xiàn)了教、學(xué)、做一體化，該課程的部分單元講授移至流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、泵與風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室、檢修實(shí)訓(xùn)中心、仿真機(jī)房。在講授理論的同時(shí)，學(xué)生當(dāng)場(chǎng)就能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)。通過(guò)這種教、學(xué)、做一體化教學(xué)模式，理論與實(shí)踐相結(jié)合、講與練相結(jié)合、不同實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所相結(jié)合、課程內(nèi)容安排與職業(yè)資格證書(shū)相結(jié)合的教學(xué)方式，學(xué)生已能夠非常牢固的掌握流體力學(xué)的理論和流動(dòng)參數(shù)的測(cè)量技能，泵與風(fēng)機(jī)拆裝技術(shù)與檢修技能，基本達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢修中級(jí)工水平，優(yōu)秀學(xué)生可達(dá)到高級(jí)工水平。在參加平圩電廠、媽灣電廠的頂崗檢修實(shí)習(xí)中，師傅和廠方都給出了極高的評(píng)價(jià)。
三 一支技能精湛的“雙師型”教師隊(duì)伍，是精品課程建設(shè)的支柱
該課程組教學(xué)隊(duì)伍的人員配置合理，既有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，從事理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)十余年的“雙師型”教師，又有在企業(yè)從事多年現(xiàn)場(chǎng)泵與風(fēng)機(jī)設(shè)備維護(hù)和檢修的工程師作為專職的實(shí)訓(xùn)教師，同時(shí)還定期聘請(qǐng)企業(yè)的的高級(jí)技師作為我院的兼職教師，高職特色鮮明。其中主講教師5人，后備主講教師4人，專門配合該課程的相關(guān)實(shí)訓(xùn)模塊的輔助教師3人，校外實(shí)訓(xùn)教學(xué)基地的高級(jí)技師4人。教師按照一專多能、復(fù)合型培養(yǎng)，針對(duì)學(xué)院的授課場(chǎng)所和課程設(shè)置要求，其中9人具有“雙師證書(shū)”，既能講授理論、又能講授實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)課程。能夠保證學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)、消化、吸收和專業(yè)技術(shù)技能的培養(yǎng)、動(dòng)手能力的提高，特別是提高專業(yè)技術(shù)綜合應(yīng)用能力、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢修和故障排除能力，以及職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。
四 多種教學(xué)手段，保證學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)
實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)，我們堅(jiān)持以強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力為目標(biāo),堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合，厚德重技，知行合一，增加綜合性、應(yīng)用性、主動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,改變了過(guò)去那種只做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的模式。
1開(kāi)放和自主的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)
實(shí)踐的教學(xué)組織中我們采用“五步教學(xué)法”，即“下達(dá)任務(wù)―學(xué)生自學(xué)―教師示范―學(xué)生操作―綜合考評(píng)”，教學(xué)方法根據(jù)需要采用多種形式，有任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、團(tuán)體協(xié)作法、教學(xué)做一體化等[1]。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)――以完成老師布置的任務(wù)為目標(biāo)。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)根據(jù)教師下達(dá)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū),學(xué)生查閱有關(guān)技術(shù)資料,指導(dǎo)教師先集中演示實(shí)驗(yàn)CAI課件的使用方法，集中演示其中一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，后面所有的實(shí)驗(yàn)分組，利用實(shí)驗(yàn)CAI課件自學(xué)為主，教師巡回答疑。學(xué)生們分批先在電腦上弄懂實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟，在電腦上操作虛擬實(shí)驗(yàn)，然后在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上真實(shí)操作，保證每位同學(xué)的動(dòng)手并可縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間提高實(shí)驗(yàn)效率，最后按要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)分。
團(tuán)體協(xié)作――泵與風(fēng)機(jī)的性能實(shí)驗(yàn)6人一組，分工協(xié)作。實(shí)驗(yàn)前教師以提問(wèn)的形式幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，避免了實(shí)驗(yàn)的盲目性和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞。小組成員自行拿出速度、流量、壓力、功率等流動(dòng)參數(shù)測(cè)量方案，在實(shí)施過(guò)程中確定可行性，制定出最終的實(shí)驗(yàn)方案，分工協(xié)作，測(cè)定出不同流量下的功率、壓力等，最終繪制出泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線 。
教學(xué)做一體化――教師邊演示、學(xué)生邊操作。二周的水泵檢修大實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)分小組進(jìn)行，10人一組，每組安排一位實(shí)訓(xùn)輔導(dǎo)教師。“五步教學(xué)法”的貫徹通過(guò)下述步驟①布置任務(wù)；②自學(xué)《水泵檢修指導(dǎo)書(shū)》大致了解整體拆卸與組裝過(guò)程；③授課教師先集中演示，分布詳細(xì)講解，學(xué)生邊操作，實(shí)訓(xùn)輔導(dǎo)教師巡視指導(dǎo)；④開(kāi)放實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，反復(fù)訓(xùn)練熟練掌握；⑤對(duì)照技能鑒定規(guī)范考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組自評(píng)，教師點(diǎn)評(píng),最后給出綜合成績(jī)。
這一改革既對(duì)教師提出了更高的要求，又給學(xué)生以更大的主動(dòng)性、靈活性，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，應(yīng)用了“三自”原則，即自學(xué)、自練、自評(píng)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。
2 成立學(xué)生專業(yè)技能社團(tuán)
依托該課程的師資，成立了動(dòng)力系學(xué)生專業(yè)技能社團(tuán)，將專業(yè)課程的學(xué)習(xí)延伸到第二課堂，利用一切可能的條件加強(qiáng)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。開(kāi)放水泵檢修基地、管閥檢修基地，專業(yè)技能社團(tuán)定期開(kāi)展活動(dòng)，受到學(xué)生的歡迎，經(jīng)常組織學(xué)生開(kāi)展電子課件制作、水泵零件測(cè)繪、水泵拆裝大賽等活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。一名學(xué)生的科技作品還獲得了安徽省大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”合肥鍛壓科技作品大賽三等獎(jiǎng)，提升了校園文化的層次和品味。08年動(dòng)力系學(xué)生專業(yè)技能社團(tuán)獲安徽省首屆大中專院校學(xué)生社團(tuán)評(píng)比一等獎(jiǎng)。
3 有效開(kāi)展工學(xué)結(jié)合
合肥熱力公司負(fù)責(zé)合肥市城區(qū)的冬季供暖，在供暖前需要對(duì)城網(wǎng)水力管道進(jìn)行維護(hù)檢查，水泵、閥門進(jìn)行檢修，經(jīng)過(guò)協(xié)議，由我校城市熱能應(yīng)用的在校生在每年的12月份承擔(dān)此項(xiàng)任務(wù)，頂崗實(shí)習(xí)。實(shí)踐結(jié)果顯示，很好地完成預(yù)定任務(wù)，合肥熱力公司以及實(shí)習(xí)生對(duì)此評(píng)價(jià)很高，達(dá)到雙贏。
4 獨(dú)創(chuàng)出新穎的實(shí)踐項(xiàng)目考核方法
為了創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，組織課題組對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目的組織形式和考核方法進(jìn)行探討與實(shí)踐。水泵檢修分解成“水泵拆卸”、“水泵組裝”、“轉(zhuǎn)子瓢偏度的測(cè)量”、“動(dòng)平衡、靜平衡”和“轉(zhuǎn)子找中心”五個(gè)分部，每個(gè)部分對(duì)照職業(yè)技能鑒定規(guī)范制定出詳細(xì)的操作步驟和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生的檢修操作達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和精細(xì)化。泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行在仿真機(jī)實(shí)訓(xùn)中通過(guò)模塊化進(jìn)行訓(xùn)練，制定了“爐循泵的啟動(dòng)”、“并泵運(yùn)行”、“送、引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)與調(diào)整”等模塊，仿真機(jī)操作過(guò)程中模擬電廠運(yùn)行管理制度，學(xué)生職業(yè)角色扮演，操作考核以班組形式開(kāi)展，組長(zhǎng)抽簽確定考試的模塊。
通過(guò)強(qiáng)有力的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，學(xué)生的工程意識(shí)、技能、專業(yè)綜合素質(zhì)得到了很大提高，實(shí)踐教學(xué)改革為培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)技能和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題起到了重要作用。
五 具有職業(yè)特色鮮明的國(guó)家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材，是建設(shè)精品課程的有利條件
教材是教師從事教學(xué)所用的材料，是教學(xué)改革成果的固化。教材建設(shè)是精品課程建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。課題組圍繞課程目標(biāo)，抓好主教材和實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等教材的配套建設(shè)，《流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)》教材已作為國(guó)家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材出版，很受歡迎，目前已第二次印刷。
教材的體系設(shè)計(jì)按照“工學(xué)結(jié)合、職業(yè)導(dǎo)向、能力為本”的理念[2]，以學(xué)生崗位能力培養(yǎng)為核心，以真實(shí)工作任務(wù)為教學(xué)內(nèi)容，以真實(shí)工作環(huán)境為教學(xué)情境。選擇鍋爐運(yùn)行值班員、汽輪機(jī)運(yùn)行值班員、水泵檢修工三個(gè)工種為工學(xué)結(jié)合平臺(tái),以上述三個(gè)工種的職業(yè)技能要求為出發(fā)點(diǎn)，以完成泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、泵與風(fēng)機(jī)的檢修工作任務(wù)為導(dǎo)向,構(gòu)建課程體系，從而使教材更具有針對(duì)性、實(shí)用性。并適當(dāng)引入流體力學(xué)、泵與風(fēng)機(jī)領(lǐng)域中的一些科技內(nèi)容、新工藝和方法，教材語(yǔ)言簡(jiǎn)練、通俗易懂，便于高職學(xué)生學(xué)習(xí)。
課題組還編有《流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)與報(bào)告》和《水泵檢修實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)》，作為校內(nèi)使用教材已使用十余屆。購(gòu)得與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目緊密配套的模擬實(shí)驗(yàn)多媒體軟件，從實(shí)驗(yàn)設(shè)備、裝置、操作、流態(tài)、流動(dòng)測(cè)量的調(diào)節(jié)和實(shí)驗(yàn)原理，數(shù)據(jù)處理等方面形象、逼真地模擬了實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，使學(xué)生在現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)手段等諸多方面得到進(jìn)一步的鍛煉。
該課程充分反映出精品課程的特色，已基本建設(shè)了紙質(zhì)教材、課件、教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)教材集于一體的立體化精品教材系列。
六 擁有一體化教學(xué)、三延伸的教學(xué)體系
1 教、學(xué)、做一體化教學(xué)模式[3]
除了進(jìn)一步加大實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)比例外，把泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、泵與風(fēng)機(jī)的檢修、泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行等課程單元的安排在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，安排“雙師型”教師擔(dān)任主講與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，這種方式使得教、學(xué)、做緊密的聯(lián)系在一起。本課程教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置，旨在使理論與實(shí)踐交叉進(jìn)行，多層次的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，盡管有影響因素較難控制，但學(xué)生做起來(lái)感興趣，學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的提高經(jīng)歷“看實(shí)物（感性認(rèn)識(shí)）-動(dòng)手操作（實(shí)踐認(rèn)識(shí)）-理論（實(shí)踐操作的理論依據(jù)）-動(dòng)手操作-理論”這樣一個(gè)循序漸進(jìn)，螺旋式上升的過(guò)程，更加符合認(rèn)知規(guī)律，教學(xué)效果更為顯著。
2 “三延伸”為特色的學(xué)生培養(yǎng)模式
為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主性，學(xué)習(xí)內(nèi)容的現(xiàn)實(shí)性。我們開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室與實(shí)訓(xùn)基地，同時(shí)學(xué)院與省內(nèi)多家發(fā)電廠、電建公司合作建立校外實(shí)訓(xùn)基地，在校外實(shí)習(xí)基地，學(xué)生在企業(yè)兼職教師和師傅的指導(dǎo)下，在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和參與廠方的檢修實(shí)習(xí)中對(duì)實(shí)際設(shè)備的性能掌握和動(dòng)手技能的提高極有幫助，練成了解決實(shí)際問(wèn)題的技能。與企業(yè)的良好接觸也為日后的就業(yè)打下基礎(chǔ)。做到了課內(nèi)延伸到課外、校內(nèi)延伸到校外、知識(shí)和能力的培養(yǎng)延伸到全面綜合素質(zhì)的培養(yǎng)――“三延伸”的學(xué)生培養(yǎng)模式。
3 建立“網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)”
對(duì)全部課程制作了教學(xué)輔助課件（CAI），實(shí)現(xiàn)了多種信息融為一體的特殊功能，對(duì)于無(wú)法直接觀測(cè)的設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程情況，如液力耦合器的工作過(guò)程、水泵風(fēng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、泵的組裝與拆卸等，我們制作了3D MAX的動(dòng)畫(huà)演示。
采取網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立了“網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)”。該課程提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，包括：課程大綱、授課教案、三維動(dòng)畫(huà)、課后習(xí)題與解答、模擬測(cè)試、常見(jiàn)問(wèn)題解答等教學(xué)相關(guān)的資料，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上輔導(dǎo)答疑，學(xué)生可以通過(guò)訪問(wèn)課程的網(wǎng)站，自主學(xué)習(xí)或發(fā)送e-mail給授課老師，均可獲得及時(shí)的幫助。“網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)”突破了課堂的局限，更使教學(xué)實(shí)現(xiàn)了課堂內(nèi)外的結(jié)合，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)欲望，進(jìn)而提升了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。“網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)”使學(xué)生既能看又能練，這些多感官的信息，既利于學(xué)生知識(shí)量的增長(zhǎng)，又利于知識(shí)的保持。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好、知識(shí)考驗(yàn)、學(xué)習(xí)任務(wù)選擇學(xué)習(xí)途徑。總之，“網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)”把交互性、參與性和刺激性有機(jī)地組合在一起，把教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用有效地體現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)方式的深刻變革和教學(xué)效益的極大提升。
參考文獻(xiàn)
[1] 俞仲文.高等職業(yè)技術(shù)教育實(shí)踐教學(xué)研究[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004:32-56.
英文名稱：Ship Building of China
主管單位：中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司
主辦單位：中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)
出版周期：季刊
出版地址：上海市
語(yǔ)
種：中文
開(kāi)
本：大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào)：1000-4882
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：31-1497/U
郵發(fā)代號(hào)：
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1948
期刊收錄：
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù)：
聯(lián)系方式
關(guān)鍵詞：電廠；歐拉方程；節(jié)能改造；
中圖分類號(hào)：TK05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
Abstract: In this paper, three links in the general form of the fluid equation of state. Examples are given by the transformation of power plant piping little experience for pipeline renovation, construction convenience.
Keywords: Power plant; Euler equations; energy saving;
電廠生產(chǎn)工藝中需要多種多樣的泵與風(fēng)機(jī)和大量的水、風(fēng)管道。如何合理的分配風(fēng)、水管道，和選擇合適的泵與風(fēng)機(jī)，是電廠建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。而多數(shù)論文所研究的是同一管道的流體狀態(tài)方程[1]。本文根據(jù)流體力學(xué)原理，利用歐拉方程，給出了不同壓力、流量管道間的聯(lián)通性規(guī)律，并給出了如何利用此規(guī)律，通過(guò)三通對(duì)電廠流體管道進(jìn)行合理優(yōu)化，使電廠中泵與風(fēng)機(jī)的使用效率更高、效果更明顯。為電廠節(jié)能改造做了一定的理論鋪墊和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1、電廠管道
在電廠建設(shè)和生產(chǎn)中，涉及大量的管道。這其中，主要是風(fēng)煙管道和汽水管道。而這些管道設(shè)計(jì)是否合理，是關(guān)系到整個(gè)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要因素[1,2]。針對(duì)電廠管道中流體運(yùn)行情況，很多學(xué)者做了大量的研究[3,4]，也利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)做了大量的模擬和數(shù)值計(jì)算[5,6,7]。而絕大多數(shù)研究都建立在理想氣體的歐拉方程基礎(chǔ)之上[8,9]。為了方便起見(jiàn)，本文先從理想氣體的歐拉方程討論。
2、理想氣體的歐拉方程[9]
如圖1所示，對(duì)于微元體，利用理想流體歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程，應(yīng)有：
（1）
對(duì)于恒定流：
，
一元流動(dòng)：
；；
圖 1 一元流體微元體
其中p為靜壓，S為S方向質(zhì)量力，對(duì)于水平管道或空氣，S=0，則有：
（2）
或：
（3）
稱為歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程。
3、三通風(fēng)管中的運(yùn)動(dòng)方程
圖 2 三通示意圖
如圖2，三通的入口為D，出口為A、B。設(shè)氣體在三通中等溫穩(wěn)定流動(dòng)，
則：
（4）
將（4）代入（3）后積分，得：
（5）
即：
（6）
（7）
又，
（8）
（9）
所以：
（10）
或：
（11）
則：
（12）
又因?yàn)椋喝珘?靜壓+動(dòng)壓[10]，即：
（13）
其中：
表示全壓；
表示靜壓；
表示動(dòng)壓；
（14）
即：
（15）
或：
（16）
為大氣壓，為下的流量。
將（15）代入（12），得：
（17）
又根據(jù)質(zhì)量守恒定律，
得：
（18）
其中：為大氣壓。
下面舉兩個(gè)例子加以說(shuō)明。
例1，若某鍋爐某一次風(fēng)管（冷風(fēng)T=300K，=101325Pa）上全壓13675Pa（表壓），流量8×104Nm³/h，一次風(fēng)管道截面1.6平方米。可否從此管道上抽取全壓14675Pa（表壓），流量2000Nm³/h的返料風(fēng)？若此管道截面為0.7平方米是否可取得？
當(dāng)風(fēng)管截面為1.6平方米時(shí)，根據(jù)（16），及，可得一次風(fēng)管中風(fēng)速為12.89m/s。
令返料風(fēng)流速為，根據(jù)條件及（16），設(shè)管道截面為1.6平方米時(shí)：
如圖3，所示與p=116000Pa沒(méi)有交點(diǎn)。
即在截面積為1.6平方米一次風(fēng)管道上無(wú)法取得全壓為116000Pa的返料風(fēng)。
若管道截面為0.7平方米時(shí)，令：
如圖3中，有：
（Pa）
圖 3 f1、f2函數(shù)曲線圖
又由（18），得：
即可如圖4所示，在一次風(fēng)管截面迎風(fēng)插入面積為0.017㎡通風(fēng)管，此時(shí)三通的入口D0為0.7㎡，返料風(fēng)入口D1為0.017㎡，一次風(fēng)入口為0.683㎡。穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)三通入口風(fēng)全壓13335Pa（表壓），風(fēng)量為82000Nm³/h。
圖 4 返料風(fēng)三通
4、三通水管中的運(yùn)動(dòng)方程
仍如圖2，設(shè)三通為水平放置，水流在三通中等容流動(dòng)， =const。代入（3）積分，得：
（19）
則：
（20）
（21）
又由（8）、（9），得：
（22）
即不考慮重力勢(shì)能的伯努利方程。
又由（13）及：
（23）
得：
（24）
代入（22），得：
（25）
即：
（26）
即，在水管中，三叉兩個(gè)出口的全壓相等，靜壓滿足式（22），且：
（27）
例2，某汽機(jī)凝汽器進(jìn)口循環(huán)冷卻水管靜壓力0.16MPa，循環(huán)水管道直徑600mm，水量2000m³/h，不考慮節(jié)流損失，上直接取出流量60m³/h的冷油器冷卻水，不考慮高度差，冷油器冷去水管截面總和0.03㎡，問(wèn)此時(shí)冷油器內(nèi)冷卻水的靜壓多少？
由條件及（22）、（24），可得：
=0.161MPa
=0.162MPa
5、總結(jié)
本文給出了三通中流體壓力和速度的一般形式。并通過(guò)舉例給出了電廠管道改造中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。
氣體在三通中流動(dòng)，出口流體狀態(tài)滿足如下方程：
液體在三通中的流動(dòng)，出口流體狀態(tài)方程滿足：
并且從文中例子可以看出，適當(dāng)改變?nèi)ㄐ螤詈痛笮。梢詮耐还艿郎弦霾煌瑝毫Φ牧黧w。并且從例（1）可以看出，在某些特定環(huán)境，通過(guò)合理運(yùn)用氣體在三通中的流動(dòng)方程，配置合適的三通，可以省去循環(huán)流化床鍋爐的配套返料增壓風(fēng)機(jī)，這不但在工程建設(shè)階段省去了相應(yīng)增壓風(fēng)機(jī)及其配套電器和控制系統(tǒng)等的成本，并且在運(yùn)行中節(jié)省了相應(yīng)的運(yùn)行和維護(hù)成本。對(duì)工程建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要：以培養(yǎng)熱能動(dòng)力類高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，以“研究性教學(xué)”理念為引導(dǎo)，整合技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)資源，加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，按照“拓寬基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、注重創(chuàng)新”的思路全面改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容、方法、手段，優(yōu)化培養(yǎng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)結(jié)合，技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)與創(chuàng)新研修課程教學(xué)和大學(xué)生科技創(chuàng)新指導(dǎo)相結(jié)合，進(jìn)一步增多實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)，在實(shí)踐中取得較好的效果。
高等教育肩負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才的重要使命。為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速、健康和可持續(xù)發(fā)展，全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，教育部先后實(shí)施了“本科教學(xué)工作水平評(píng)估”和“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”等重大舉措，以期深化高等學(xué)校教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)的能力和水平，更好地滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才的需要。哈爾濱工業(yè)大學(xué)以此為契機(jī)，全校范圍開(kāi)展教育思想大討論和相關(guān)專題研討會(huì)，進(jìn)一步理清了學(xué)校精英教育的辦學(xué)指導(dǎo)思想和目標(biāo)定位，通過(guò)構(gòu)建通識(shí)教育與專業(yè)教育相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，面向國(guó)家與社會(huì)需求，培養(yǎng)“研究型、個(gè)性化、精英式”且具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)人才。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源學(xué)院教學(xué)工作具有優(yōu)良的傳統(tǒng)，主要沿襲了原蘇聯(lián)的教學(xué)模式，培養(yǎng)了一大批各領(lǐng)域的杰出人才，培養(yǎng)的學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)。但學(xué)院原有的培養(yǎng)模式的教學(xué)效果同學(xué)校確立的“研究型、個(gè)性化、精英式”培養(yǎng)目標(biāo)的要求還有差距。傳統(tǒng)教學(xué)方式是以知識(shí)的傳授為中心的，教師傳授的知識(shí)按形式邏輯演繹法的要求構(gòu)建成簡(jiǎn)明的知識(shí)體系，[1]沒(méi)有體現(xiàn)知識(shí)發(fā)現(xiàn)、理論形成的過(guò)程，人類在科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明和工程應(yīng)用中許多巧妙的思維被淹沒(méi)在繁雜的理論知識(shí)中，不利于學(xué)生能力培養(yǎng)。開(kāi)展“研究性教學(xué)”、培養(yǎng)學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力是教學(xué)改革的方向。[2]技術(shù)基礎(chǔ)課是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間承前啟后的橋梁與紐帶，在學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)方面具有重要作用，技術(shù)基礎(chǔ)課的學(xué)生覆蓋面廣，教學(xué)改革能使更多學(xué)生受益。
一、確立研究性教學(xué)理念，明確基礎(chǔ)課教學(xué)目標(biāo)
研究性教學(xué)應(yīng)成為現(xiàn)代教學(xué)理念的構(gòu)成要素，它是對(duì)傳統(tǒng)的傳遞式——被動(dòng)接受式的教育理念的革新。研究性教學(xué)和學(xué)習(xí)的實(shí)踐要求把“答案”變成“問(wèn)題”，進(jìn)而在對(duì)“問(wèn)題”的追問(wèn)中建構(gòu)教學(xué)和學(xué)習(xí)的方法。研究性教學(xué)和學(xué)習(xí)越來(lái)越受到廣大教師和學(xué)生的重視。[2]“組織工程流體力學(xué)”、“傳熱學(xué)”、“燃燒學(xué)”、“工程熱力學(xué)”等技術(shù)基礎(chǔ)課程的任課教師成立教學(xué)改革團(tuán)隊(duì)，針對(duì)性地開(kāi)展教育思想和理念的討論，以“研究性教學(xué)”理念為引導(dǎo)，按照“拓寬基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、注重創(chuàng)新”的思路改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容、方法、手段，優(yōu)化培養(yǎng)過(guò)程，在普遍提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上，為學(xué)有余力的學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展提供了“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)精英式培養(yǎng)，取得較好的效果。
圍繞學(xué)校“研究型、個(gè)性化、精英式”的培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)一步明確熱能動(dòng)力類本科生專業(yè)知識(shí)、專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)。在繼承哈爾濱工業(yè)大學(xué)熱能動(dòng)力類專業(yè)教學(xué)優(yōu)良傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展先進(jìn)教育教學(xué)理念學(xué)習(xí)研究，完成了省級(jí)教改項(xiàng)目三項(xiàng)。積極實(shí)踐“研究性教學(xué)”的理念，培養(yǎng)熱能動(dòng)力類高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。
二、加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，注重對(duì)青年教師的培養(yǎng)
1.搭建技術(shù)基礎(chǔ)課任課教師交流平臺(tái)
過(guò)去熱能動(dòng)力類技術(shù)基礎(chǔ)課程的任課教師分屬不同的專業(yè)方向，承擔(dān)各自的技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)工作，交流很少。課題組成立后，建立了教學(xué)例會(huì)制度，課題組成員定期交流，討論技術(shù)基礎(chǔ)課的教育教學(xué)理念；分析技術(shù)基礎(chǔ)課程之間的聯(lián)系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程間的融會(huì)貫通、資源共享，為后續(xù)課程體系改革提供了前提條件；通過(guò)觀摩名師教學(xué)錄像、總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、討論教學(xué)的難點(diǎn)、疑點(diǎn)，提高了教學(xué)團(tuán)隊(duì)整體的教學(xué)水平。2009年，熱能動(dòng)力類技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)被評(píng)為國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
2.落實(shí)青年教師導(dǎo)師制
建立、完善了青年教師導(dǎo)師制度，為每位青年教師配備一名教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)教師，通過(guò)教學(xué)示范和課堂點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)，青年教師教學(xué)水平迅速提高。教學(xué)團(tuán)隊(duì)40歲以下青年教師在學(xué)院的青年教師教學(xué)基本功大賽中都獲得一等獎(jiǎng)，在學(xué)校的青年教師教學(xué)基本功大賽中都獲得二等獎(jiǎng)以上獎(jiǎng)勵(lì)。
三、開(kāi)展全方位課程建設(shè)，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段
1.改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容
熱能動(dòng)力類技術(shù)基礎(chǔ)課程原有的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)陳舊，沒(méi)有突出對(duì)學(xué)生的專業(yè)能力的培養(yǎng)。按照專業(yè)發(fā)展需要和學(xué)科自身的科學(xué)性、系統(tǒng)性、完整性，逐步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。借鑒了國(guó)際一流大學(xué)的相關(guān)教學(xué)教材，對(duì)原有教材進(jìn)行修訂補(bǔ)充，增加了本領(lǐng)域科學(xué)和技術(shù)的最新發(fā)展和熱門問(wèn)題。同時(shí)，堅(jiān)持教學(xué)與科研的有機(jī)結(jié)合，在授課過(guò)程中穿插授課教師的科研經(jīng)歷，一方面使授課內(nèi)容更為生動(dòng)，另一方面也向?qū)W生們展現(xiàn)了專業(yè)未來(lái)前景，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
2.改革教學(xué)方法
針對(duì)技術(shù)基礎(chǔ)課傳統(tǒng)教學(xué)模式在學(xué)生創(chuàng)新能力和工程能力培養(yǎng)方面的局限性，在教學(xué)中進(jìn)行一系列漸進(jìn)式改革。逐步摒棄“照本宣科”、“灌輸式”教學(xué)模式，根據(jù)課程和教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，靈活運(yùn)用“啟發(fā)式”、“案例式”、“探索式”等多種教學(xué)方法。將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體、教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)等課堂教學(xué)要素有機(jī)組織起來(lái)，發(fā)揮整體的最大效能。教學(xué)以“培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，為專業(yè)課程打基礎(chǔ)”為原則，將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐訓(xùn)練有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探求問(wèn)題解決的途徑和方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)、積極發(fā)言，促進(jìn)師生互動(dòng)，努力實(shí)現(xiàn)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的新型教學(xué)模式。
靈活運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，通過(guò)讓學(xué)生從事類似于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)真理的學(xué)習(xí)活動(dòng)，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，掌握學(xué)習(xí)理論與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的方法。例如筆者在流體力學(xué)教學(xué)的流動(dòng)阻力及能量損失這一章教學(xué)中，不但講解了教科書(shū)中要求學(xué)生掌握的知識(shí)，而且還收集了大量的史實(shí)資料，例如把雷諾、普朗特、尼古拉茲等科學(xué)家當(dāng)時(shí)研究的思路、考慮問(wèn)題的方法以及研究方式的特點(diǎn)介紹給學(xué)生，并讓學(xué)生自己模擬或重現(xiàn)當(dāng)時(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)和體會(huì)一下科學(xué)家創(chuàng)造性工作的過(guò)程。
嘗試將專利分析引入技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，從公開(kāi)的發(fā)明專利細(xì)節(jié)中，分析其理論基礎(chǔ)和發(fā)明人的創(chuàng)新思想及技術(shù)創(chuàng)新的一般規(guī)律。發(fā)明專利具有實(shí)用性，具有在工業(yè)上應(yīng)用的可能性，要解決的是工程實(shí)際問(wèn)題。[3]對(duì)發(fā)明專利的分析是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程能力的有效方法。
教學(xué)過(guò)程注重基本理論在專業(yè)中的應(yīng)用，學(xué)生參與程度高，積極配合，課堂教學(xué)氣氛活躍，互動(dòng)效果好。
3.采用傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合
在教學(xué)過(guò)程中，筆者越來(lái)越感到傳統(tǒng)的教學(xué)方法和多媒體技術(shù)相結(jié)合對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量的重要性。研制的技術(shù)基礎(chǔ)課的CAI課件集文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、錄像、聲音于一體，充分應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)和多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，使教學(xué)方法多樣化、現(xiàn)代化，改變了傳統(tǒng)的“黑板＋粉筆”的單一模式。流體力學(xué)CAI使抽象的流體力學(xué)概念與理論形象化、具體化。例如：流線的定義——流線是表示某一瞬時(shí)流體各點(diǎn)趨勢(shì)的曲線，曲線上任一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的流速方向相重合。傳統(tǒng)模式無(wú)法形象地表現(xiàn)出抽象的概念，用多媒體技術(shù)來(lái)顯示流線，結(jié)果一目了然。這些方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)在時(shí)間、空間等方面的不足，特別是在調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，壓縮教學(xué)學(xué)時(shí)的改革中，它是解決教學(xué)內(nèi)容多與教學(xué)時(shí)數(shù)少這一矛盾的有效途徑之一。變靜為動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。省時(shí)省力，使教學(xué)化難為易，增加工程或?qū)嵺`實(shí)例，施行理論與實(shí)踐并重的教學(xué)方法，使教學(xué)效果明顯提高。
授課采用多媒體形式，幻燈片形象、生動(dòng)、內(nèi)容豐富但不繁雜，結(jié)合CAI課件講述，思路更加清晰，遇到相對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題，又以板書(shū)體現(xiàn)，板書(shū)結(jié)構(gòu)清楚，讓學(xué)生能夠深刻理解所講述的內(nèi)容。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)課、認(rèn)真做好筆記，積極配合教師。將多媒體技術(shù)的運(yùn)用與傳統(tǒng)教學(xué)手段、教學(xué)形式的改革統(tǒng)一起來(lái)，取得較好的教學(xué)效果。
4.改革課程考核方式，突出能力考察，推行累加式考試
革新傳統(tǒng)的考試模式，借鑒歐美大學(xué)的考核目標(biāo)、考試方法與考試思路，結(jié)合熱能動(dòng)力類技術(shù)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)，深化考核內(nèi)容和考試方式改革。全面采用累加式考試方法，以綜合評(píng)價(jià)與過(guò)程評(píng)價(jià)為主，考試手段多樣，不僅限于筆試，根據(jù)課程情況，采用閉卷考試、開(kāi)卷考試、課堂討論、平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試、課程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)編程、課程報(bào)告、專業(yè)外語(yǔ)資料閱讀、長(zhǎng)摘要撰寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)等多種形式，全面考察和評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，充分挖掘課程的教學(xué)深度和廣度，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，考察學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。通過(guò)考試方法改革，改變過(guò)去期末一張考卷定成績(jī)的做法。實(shí)踐表明，考試方法改革對(duì)提高學(xué)生出勤率、促進(jìn)學(xué)生聽(tīng)講和培養(yǎng)專業(yè)能力都是有益處的。
四、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生科研實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力
1.整合實(shí)踐教學(xué)資源，建立開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是書(shū)本知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合的重要紐帶，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力、解決工程問(wèn)題的綜合能力、自主創(chuàng)新能力的主要途徑，對(duì)提高本科教學(xué)質(zhì)量起著十分關(guān)鍵的作用。通過(guò)成立學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，整合學(xué)院原有的技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，構(gòu)建了相互配套、資源共享、類別層次清晰、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、充滿活力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理新體系。強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)，部分知識(shí)完全通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能和學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，技術(shù)基礎(chǔ)課任課教師參與開(kāi)發(fā)引進(jìn)了多個(gè)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)裝置，增加設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，開(kāi)闊學(xué)生視野，啟迪思維，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。與研究所共建科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，為本科生科技創(chuàng)新提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
2.技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)與“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精英式培養(yǎng)
由于授課學(xué)時(shí)等因素限制，技術(shù)基礎(chǔ)課的研究性教學(xué)效果受到制約。所以筆者認(rèn)為應(yīng)以學(xué)生科研能力培養(yǎng)為主線，統(tǒng)籌規(guī)劃研究性教學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)，將技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)與“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)結(jié)合，在教師相對(duì)穩(wěn)定的科研方向上，將科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容引入教學(xué)，教師將科研成果與所講授內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)際，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，活躍學(xué)生的思維，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。學(xué)生通過(guò)參與科研項(xiàng)目，加深對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)和理論的理解，科研能力和創(chuàng)新能力得到顯著提高。
五、教學(xué)改革效果
以“研究性教學(xué)”理念為引導(dǎo)，開(kāi)展教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和課程建設(shè)，效果顯著。熱能動(dòng)力類技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)被評(píng)為國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)的青年教師成為教學(xué)骨干，40歲以下青年教師在學(xué)院的青年教師教學(xué)基本功大賽中都獲得一等獎(jiǎng)，在學(xué)校的青年教師教學(xué)基本功大賽中都獲得二等獎(jiǎng)以上獎(jiǎng)勵(lì)。“工程流體力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程被評(píng)為國(guó)家精品課程、“燃燒學(xué)”課程評(píng)為黑龍江省精品課程，“工程熱力學(xué)”課程被評(píng)為哈爾濱工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀課程。完成黑龍江省新世紀(jì)教學(xué)改革項(xiàng)目三項(xiàng)，以上教學(xué)成果實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上共享。
本課題提出的熱能動(dòng)力類技術(shù)基礎(chǔ)課程創(chuàng)新教學(xué)模式，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，在對(duì)學(xué)生科研能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得了很好的效果，指導(dǎo)本科生多次在國(guó)家級(jí)和校級(jí)科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)。本科生參與申請(qǐng)發(fā)明專利，并在核心以上專業(yè)期刊。
六、結(jié)語(yǔ)
在“研究性教學(xué)”理念引導(dǎo)下，整合技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)資源，教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員分布于不同專業(yè)方向，相互間的研討和交流促進(jìn)了教學(xué)理念和教學(xué)水平的提升，全方位改革課程內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段，將教學(xué)和科研、技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)與“創(chuàng)新研修課”、“科技創(chuàng)新”指導(dǎo)等環(huán)節(jié)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多元化專業(yè)教育和精英式培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
[1]于歆杰，陸文娟，王樹(shù)民.專業(yè)基礎(chǔ)課中的研究型教學(xué)——清華大學(xué)電路原理課案例研究[J].高等工程教育研究，2006，（1）：118-121.
[關(guān)鍵詞]波箔 ；軸承 ；設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TH133.37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）02-0106-01
近年以來(lái)，空氣式動(dòng)壓箔片軸承越來(lái)越受到機(jī)械領(lǐng)域青睞，其原理主要是利用轉(zhuǎn)子以及軸承內(nèi)表面之間的動(dòng)壓效應(yīng)，形成一種氣膜使軸承近似懸浮的狀態(tài)，而內(nèi)部的平箔和波箔則起到良好的彈性支撐作用。采用波箔型空氣動(dòng)壓軸承可以替代小型商務(wù)飛機(jī)上的滾珠軸承，減少發(fā)動(dòng)機(jī)重量，增加發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性。
如圖1.1所示為設(shè)計(jì)出來(lái)的箔片軸承。包括凸肩1、軸承殼體2、平箔片3和多條波箔片4。其中軸承殼體2為圓環(huán)形狀；凸肩1是從軸承殼體2的一端邊緣沿徑向向外延伸而形成，起固定和傳遞載荷作用；平箔片3為圓弧狀，多條平箔片3并排設(shè)置，并且相鄰平箔片3的兩側(cè)邊緣相互搭接在一起，以保持足夠的強(qiáng)度；波箔片4也呈圓弧狀，其上設(shè)有多個(gè)相互交替設(shè)置且具有不同曲率半徑的兩種波紋，一面貼附在所有平箔片3的外表面上，用于為平箔片3提供支承，另一面固定在軸承殼體2的內(nèi)圓周面上，并且平箔片3和多條波箔片4的一端同時(shí)固定在軸承殼體2的內(nèi)圓周面上，另一端為自由端。
圖1.2所示為設(shè)計(jì)出來(lái)的波箔，波箔片4上兩種波紋的曲率半徑分別為3.77mm和10.88mm，并且曲率中心位于波箔片4的外側(cè)，平箔片3和波箔片4以及波箔片4與軸承殼體2內(nèi)圓周面之間的楔形間隙5的個(gè)數(shù)均為16個(gè)，平箔片3和波箔片4上固定端與相應(yīng)的自由端相互靠近設(shè)置，平箔片3的直徑為46mm。波箔片4上波紋的尺寸范圍為3.6-3.8mm。
在仿真平臺(tái)，可以讀出，一個(gè)正常的工作狀態(tài)下，高壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為51760rpm，低壓轉(zhuǎn)速為43636rpm，溫度為1179k，壓強(qiáng)為543.278kpa，發(fā)動(dòng)起排氣溫度874k，利用CAD軟件進(jìn)行建模，將模型導(dǎo)入Ansys之后，模擬出來(lái)正常工作狀態(tài)下軸承的應(yīng)力，應(yīng)變，位移變化。模擬出來(lái)的結(jié)果如圖1.3：
對(duì)軸承流場(chǎng)分析，采用了不同的進(jìn)氣速度，得到的最終軸承所受到的承載力的模擬，通過(guò)分析對(duì)比，得出軸承的承載力隨著進(jìn)氣速度的增大逐漸增大.
結(jié)論
軸承的最大位移，應(yīng)變，以及應(yīng)力隨著轉(zhuǎn)速的增加，都呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨著進(jìn)氣速度的增大，軸承的承載力也逐漸增大。因此選擇相對(duì)較小的進(jìn)氣速度對(duì)于軸承壽命的延長(zhǎng)是非常有必要的。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介：
王淑櫻（1993―），男，漢，天津，本科，研究方向：飛行器動(dòng)力工程。
Abstract: Traffic problem is one of rigorous problems which society faces at present. It is of great practical and theoretic significance to the research of traffic-flow problem. In this paper, a new microcirculation linear car-following model for urban traffic flow is established by combining micro models and macro models of traffic flow, based on the ideas of the car-following models and fluid dynamical models. An example on traffic-flow microcirculation is designed for the application of the new model. The new model is verified and applied by numerical simulation for the example. The results show that the new model can simulate some important fundamental properties of the practical traffic-flow microcirculation better.
關(guān)鍵詞： 交通流模型；隨機(jī)擾動(dòng)；交通流微循環(huán)；數(shù)值模擬
Key words: traffic flow models；random disturbance；traffic-flow microcirculation；numerical simulation
中圖分類號(hào)：O29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2010）34-0197-02
0引言
當(dāng)今社會(huì)，不論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，不管是國(guó)際大都市還是中小城市，都面臨著一個(gè)共同的交通問(wèn)題，所以對(duì)交通流問(wèn)題的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前關(guān)于交通流模型的研究主要有車輛跟馳模型，基于流體比擬的流體力學(xué)模型和元胞自動(dòng)機(jī)模型三種[1-4]，這些模型都從不同的方面反映了現(xiàn)實(shí)交通流的一些規(guī)律和特征，但是由于上述這些模型主要是根據(jù)國(guó)外交通流的特點(diǎn)建立的，所以在應(yīng)用中往往不能很好地反映我國(guó)實(shí)際交通流的情況。同國(guó)外交通情況相比，我國(guó)的交通情況有諸多不同，主要表現(xiàn)為以下的一些特點(diǎn)：機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車混合運(yùn)行，城市車道過(guò)窄，行人與自行車流量較大等。所以呈現(xiàn)出車速普遍偏低，容易出現(xiàn)交通擁堵，事故頻繁的現(xiàn)狀。事實(shí)上，城市道路交通系統(tǒng)是由人、車、路及含有許多隨機(jī)因素的交通環(huán)境構(gòu)成的開(kāi)放的動(dòng)態(tài)的巨系統(tǒng)，道路上的交通流具有不確定性、隨機(jī)性的特征，交通流中的不確定現(xiàn)象是由隨機(jī)因素造成的，“任何”確定型的模型都不能完全解釋這一現(xiàn)象[5]。實(shí)際交通流中的隨機(jī)擾動(dòng)因素很多。例如,行人橫穿公路對(duì)交通流的干擾；公交車停靠站臺(tái)或從站臺(tái)啟動(dòng)對(duì)交通流的干擾；運(yùn)行過(guò)程中某一車輛的突然加速或減速對(duì)交通流的干擾；交通事故與道路施工對(duì)交通流的干擾；紅綠燈的交替變化對(duì)交通流的干擾等。因此要想在交通流建模過(guò)程中能更好地再現(xiàn)實(shí)際交通流，更為準(zhǔn)確地捕獲交通流的實(shí)際現(xiàn)象，考慮含有隨機(jī)時(shí)空擾動(dòng)因子的建模方法是必要的。在Weits模型中，引入了交通流隨機(jī)擾動(dòng)因素，并對(duì)交通密度的變化進(jìn)行了隨機(jī)分析[5]。在文獻(xiàn)[4]中，作者指出把微觀和宏觀相結(jié)合的方法建立交通流模型可以更好地推進(jìn)交通流理論的發(fā)展，文章主要分析車輛跟馳模型和流體動(dòng)力學(xué)模型的特點(diǎn)，建立新的模型并應(yīng)用于交通流微循環(huán)動(dòng)力學(xué)行為的研究中。
1模型的建立
在交通流模型中主要考察三個(gè)最基本的參數(shù)，即交通流量q、車流密度ρ、車流速度v。它們都是時(shí)空變量，并且同時(shí)受到多種隨機(jī)擾動(dòng)因素的影響。交通流中的不穩(wěn)定現(xiàn)象正是由這些隨機(jī)擾動(dòng)因素造成的，為確保車輛安全行駛的前提下，在考慮城市交通流微循環(huán)線性跟馳模型的建立時(shí)著重分析了隨機(jī)擾動(dòng)因素對(duì)交通流的影響，建立含隨機(jī)擾動(dòng)因素的城市交通流微循環(huán)線性跟馳模型。
在文獻(xiàn)[6]中，已經(jīng)建立了如下的線性跟馳模型
v（x，t）=（1+δ（x，t））v（x+Δx，t），Δx（x，t）＞Δc（1-δ（x，t））v（x+Δx，t），Δx（x，t）Δc（1）
在該模型中，若考慮隨機(jī)擾動(dòng)因素對(duì)跟車速度的影響，引入微循環(huán)隨機(jī)控制變量R，用該變量來(lái)調(diào)節(jié)在車輛進(jìn)入微循環(huán)車道跟馳行駛和從微循環(huán)車道分流過(guò)程中對(duì)跟車速度的控制。當(dāng)頭車進(jìn)入微循環(huán)支道時(shí)，啟動(dòng)微循環(huán)隨機(jī)控制變量R，決定是跟隨頭車進(jìn)入微循環(huán)支道行駛還是與頭車分流行駛；當(dāng)頭車從微循環(huán)支道進(jìn)入主（次）干道十字路口紅綠燈時(shí)，啟動(dòng)微循環(huán)隨機(jī)控制變量R，決定是跟隨頭車直行通過(guò)紅綠燈路口還是與頭車分流并入主（次）干道行駛；當(dāng)與頭車在微循環(huán)車道跟馳行駛時(shí)，啟動(dòng)微循環(huán)隨機(jī)控制變量R，將車速控制在微循環(huán)支道所允許的安全行車速度范圍內(nèi)。于是，由模型（1）得到如下的微循環(huán)線性跟馳模型
v（x，t）=（1+δ（R，x，t））v（x+Δx，t），Δx（x，t）＞Δc（1-δ（R，x，t））v（x+Δx，t），Δx（x，t）Δc（2）
模型（2）就是所建立的含隨機(jī)擾動(dòng)因素的城市交通流線性模型。
2模型分析
城市交通流系統(tǒng)中存在著主干道與次干道，次干道與次干道，次干道與微循環(huán)支道，微循環(huán)支道與微循環(huán)支道等彼此之間的分流和并道等復(fù)雜的車輛跟馳行為。應(yīng)用微循環(huán)可以解決以下兩方面重要的交通問(wèn)題：
2.1 應(yīng)用微循環(huán)解決主干道上的“左轉(zhuǎn)”問(wèn)題。如（圖1）所示的辦法，通過(guò)三次微循環(huán)支道“右轉(zhuǎn)”來(lái)解決車輛主干道上的“左轉(zhuǎn)”問(wèn)題．在該“左轉(zhuǎn)”過(guò)程包括兩次通過(guò)主干道紅綠燈交叉路口，一次主干道分流，一次次干道并流與分流以及兩段微循環(huán)支道跟馳行駛。
2.2 應(yīng)用微循環(huán)解決主干道上的“分流”問(wèn)題。如（圖2）所示，該“分流”的交通行為包括一次主干道分流，一次微循環(huán)支道與次干道紅綠燈十字路口，一次三段微循環(huán)支道跟馳行駛并入次干道。
下面來(lái)分析影響微循環(huán)隨機(jī)控制變量R的相關(guān)因素。首先，經(jīng)過(guò)主、次干道上紅綠燈十字路口時(shí)，微循環(huán)隨機(jī)控制變量R的選擇與綠燈放行的時(shí)間τ密切相關(guān)。其次，當(dāng)頭車經(jīng)過(guò)主、次干道分流或并流時(shí)，不論跟車與頭車是同向行駛還是分流行駛，跟車的微循環(huán)隨機(jī)控制變量R都與該車道車流密度ρ的變化密切相關(guān)，若分流行駛，那么主、次干道車流密度ρ減小，跟車微循環(huán)隨機(jī)控制變量R隨之正向變化；若并流行駛，那么主、干道車流密度ρ增大，跟車微循環(huán)隨機(jī)控制變量R隨之反向變化。再次，若車輛在微循環(huán)支道上跟馳行駛，則主要考慮頭車速度的變化對(duì)跟車的擾動(dòng)，此時(shí)跟車的微循環(huán)隨機(jī)控制變量R完全退化。
綜合上述的分析，可以將跟車的微循環(huán)隨機(jī)控制變量R表示為R=R（τ，ρ）。于是，模型（2）就表示為
v（x，t）=（1+δ（R（τ，ρ），x，t））v（x+Δx，t），Δx（x，t）＞Δc（1-δ（R（τ，ρ），x，t））v（x+Δx，t），Δx（x，t）Δc（3）
的形式。
3模型在交通流微循環(huán)中的應(yīng)用
【實(shí)例模擬】“跟車行駛”的交通流微循環(huán)動(dòng)力學(xué)行為模擬。
城市交通流微循環(huán)中，不論是主干道上的“左轉(zhuǎn)”還是“分流”問(wèn)題，都離不開(kāi)主、次干道以及微循環(huán)支道上的“跟車行駛”行為。而“跟車行駛”所考慮的相關(guān)因素主要涉及到路段的車流密度ρ，路段的限速要求vf，某一時(shí)刻通過(guò)該路段頭車的初始速度v0（x，t）以及該路段上的隨機(jī)時(shí)空擾動(dòng)因素等。應(yīng)用模型（3），可以模擬車輛在主、次、支道上城市交通流微循環(huán)的“跟車行駛”動(dòng)力學(xué)行為，模擬結(jié)果如（圖3）所示（程序genchexing1.m）：
該結(jié)果表明，路段上各輛車的速度變化規(guī)律，即隨著時(shí)間的變化，路段上各車輛的速度跟隨頭車速度隨機(jī)波動(dòng)。在該交通行為中，若對(duì)車速不加限制或車速控制不當(dāng)，很容易發(fā)現(xiàn)交通流中“激波”的產(chǎn)生，從而有發(fā)生交通事故的危險(xiǎn)．所以，應(yīng)用城市交通微循環(huán)支道來(lái)解決主干道上的“左轉(zhuǎn)”和“分流”問(wèn)題，可以有效地降低主干道上的車流密度，減小主干道上的交通壓力，提高主干道上的行車速度，從而避免或減少交通流中“激波”的產(chǎn)生，有效地控制城市交通“擁堵”的問(wèn)題。
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關(guān)鍵詞:紫外線消毒;水和污水處理;病原微生物;劑量
中圖分類號(hào)：R123文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言：水中存在的傷寒桿菌、痢疾桿菌、霍亂弧菌、寄生蟲(chóng)、賈第孢子蟲(chóng)與隱孢子蟲(chóng)以及病毒等病原微生物對(duì)人體健康帶來(lái)重大的威脅。污水中的細(xì)菌及致病微生物更多,其排放或回用時(shí)對(duì)環(huán)境以及人們的健康帶來(lái)的影響更大。因此,水的消毒是水和污水凈化處理中重要的一個(gè)單元環(huán)節(jié)。常用的水的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒等。氯消毒成本低廉、應(yīng)用方便廣泛,但是存在液氯的儲(chǔ)存和運(yùn)輸、投配等風(fēng)險(xiǎn),更主要的是氯消毒過(guò)程中余氯會(huì)與水中有機(jī)物反應(yīng)并生成有致癌、致畸、致突變的THMs等有害消毒副產(chǎn)物,從而影響飲用水水質(zhì)安全性
1.紫外線消毒的原理及在水處理中的應(yīng)用概況
1.1紫外線消毒的原理
紫外線消毒水處理技術(shù)是一種基于現(xiàn)代光學(xué)、防疫學(xué)、生物學(xué)和物理化學(xué)的消毒技術(shù),利用特殊設(shè)計(jì)的紫外發(fā)生裝置產(chǎn)生UV-C照射流水,當(dāng)水中的各種細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)、水藻以及其它病原體受到一定劑量的UV-C輻射后,其細(xì)胞中的脫氧核糖核酸或核糖核酸結(jié)構(gòu)受到破壞,使其喪失復(fù)制和繁殖能力,因細(xì)菌、病毒的生命周期一般較短,不能繁殖的細(xì)菌、病毒就會(huì)迅速死亡,從而在不使用任何化學(xué)藥物的情況下達(dá)到消毒和凈化的目的
1.2紫外線消毒水處理的優(yōu)點(diǎn)
,紫外線消毒水處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)還有以下幾點(diǎn),紫外線屬?gòu)V譜殺菌射線,在足夠的照射劑量下,能殺死一切微生物,包括細(xì)菌、結(jié)核菌、病毒、芽抱和真菌,并且殺菌速度快,大多數(shù)都是在1s之內(nèi)。另外,紫外線消毒技術(shù)對(duì)近些年發(fā)現(xiàn)的致病性病原微生物賈第鞭毛蟲(chóng)和隱抱子蟲(chóng)也具有良好的滅活效果。使用低壓汞燈和中壓汞燈均能有效地滅活隱抱子蟲(chóng),38mJ/cm2的輻射劑量就能達(dá)到99.99%的殺滅率。
2.3紫外線消毒在水處理中的應(yīng)用概況
1910年Cernovedeow和Henvi第一次將紫外線消毒技術(shù)用于飲用水消毒。此后,紫外線消毒水處理技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在歐美許多國(guó)家的水處理廠中,紫外線消毒被廣泛采用。如在芬蘭的赫爾辛基,處理能力達(dá)310萬(wàn)m3/d的紫外線消毒裝置已在一家企業(yè)投入使用。美國(guó)已將紫外消毒工藝作為自來(lái)水消毒的最佳消毒方式寫(xiě)入供水法規(guī)中。美國(guó)EPA2006年又制定《紫外線消毒準(zhǔn)則手冊(cè)》(Ultraviolet Disinfection GuidanceManual)。在污水消毒方面,以我國(guó)為例,國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2002年12月24日頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》中首次將微生物指標(biāo)列為基本控制指標(biāo),要求城市污水必須進(jìn)行消毒處理,該標(biāo)準(zhǔn)的頒布為紫外消毒技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了契機(jī)。建設(shè)部于2005年11月通過(guò)了《城鎮(zhèn)給排水紫外線消毒設(shè)備(GB/T19857-2005)》標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定城鎮(zhèn)生活飲用水的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為40mJ/cm2,中水回用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為80mJ/cm2,城鎮(zhèn)污水的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為15mJ/cm2(一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)),城鎮(zhèn)污水的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為20mJ/cm2(一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn))[7]。《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50014-2006)》規(guī)定,污水宜采用紫外線或二氧化氯消毒,也可用液氯消毒;污水的紫外線劑量為二級(jí)處理的出水為15～22mJ/cm2,再生水為24～30mJ/cm2;此外,對(duì)紫外線照射渠的設(shè)計(jì)也做出了詳細(xì)的規(guī)定。上述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了紫外消毒設(shè)備的應(yīng)用和技術(shù)要求,同時(shí)也為紫外消毒技術(shù)在生活飲用水、飲用凈水、城鎮(zhèn)污水處理廠出水、城市污水再生利用水、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前,紫外消毒已成為水廠和污水處理廠出水消毒的規(guī)范化手段之一。
3紫外線消毒水處理技術(shù)的不足及其克服
紫外線消毒雖然具有很多化學(xué)消毒無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),但也存在著一些制約其發(fā)展的因素,其中最突出的是紫外線無(wú)持續(xù)殺菌能力,另外紫外線消毒對(duì)水體要求高,技術(shù)本身存在的一些限制使紫外線技術(shù)在應(yīng)用中面臨著諸多問(wèn)題,如何有效地解決這些問(wèn)題,是紫外線技術(shù)在水處理領(lǐng)域的推廣應(yīng)用所面臨的巨大挑戰(zhàn)。
3.1病原微生物的光復(fù)活及紫外線無(wú)持續(xù)殺菌能力
微生物自身具有修復(fù)機(jī)制,這使得已經(jīng)被紫外線殺滅的細(xì)菌在光照條件下發(fā)生復(fù)活現(xiàn)象,影響出水水質(zhì)。此外,當(dāng)處理水離開(kāi)紫外線消毒反應(yīng)器之后,消毒過(guò)程既已經(jīng)結(jié)束。對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)娘嬘盟蛟偕?在管網(wǎng)傳輸過(guò)程中一些被紫外線殺傷的微生物有可能會(huì)修復(fù)損傷的分子,使細(xì)菌再生,也可能在沿途滋生新的細(xì)菌和病毒,從而對(duì)水質(zhì)安全有構(gòu)成威脅。一般通過(guò)提高UV劑量和采用UV-氯或UV-PAA(過(guò)氧乙酸)組合工藝來(lái)解決光復(fù)活問(wèn)題及維持持續(xù)的消毒效果。紫外線與其它消毒技術(shù)聯(lián)用,如UV-氯胺組合消毒工藝,即可以利用紫外線的廣譜殺菌能力和高效殺滅賈第鞭毛蟲(chóng)和隱抱子蟲(chóng)的能力,又可以利用氯胺消毒持久性最長(zhǎng)和消毒副產(chǎn)物鏈很小的優(yōu)勢(shì),不失為一種值得推廣的多屏障消毒工藝。
3.2紫外線穿透力低
紫外線的穿透力低,這就使得其消毒效果受水質(zhì)的影響比較大,水的色度、濁度、有機(jī)物和氨氮等都會(huì)吸收紫外線而降低其透過(guò)強(qiáng)度,影響紫外線的消毒效果。另外水體中的生物群、懸浮物、礦物質(zhì)等容易積聚在燈套管的表面,形成結(jié)垢影響紫外光的透出,從而影響紫外線的消毒效果[1]。因此,采用紫外線消毒時(shí)需要對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理,盡量降低水的濁度、有機(jī)物等對(duì)紫外線消毒的影響。在設(shè)計(jì)紫外線消毒工藝時(shí),應(yīng)盡可能把此工藝放在處理末端,并通過(guò)改變流速、優(yōu)化燈管布置等來(lái)提高水與紫外線的接觸時(shí)間,以保證出水水質(zhì)。要定期對(duì)燈套管進(jìn)行清洗,以減少燈套管表面的結(jié)垢對(duì)紫外線的吸收。
4紫外線消毒水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用展望
4.1紫外線消毒后的細(xì)菌復(fù)活
微生物對(duì)由紫外線造成的DNA損壞有很強(qiáng)的修復(fù)能力,因此復(fù)活后的微生物可以繼續(xù)分裂和繁殖。DNA修復(fù)可以在無(wú)光(黑暗修復(fù))的條件中進(jìn)行,但在有陽(yáng)光直射(光復(fù)活作用)的開(kāi)放系統(tǒng)中，這種修復(fù)的速度會(huì)大大地加快。盡管對(duì)于紫外線消毒后的細(xì)菌復(fù)活現(xiàn)象,一方面可以通過(guò)優(yōu)化工藝如增加水與紫外線的接觸時(shí)間、加大紫外線劑量、改變紫外線燈的類型(如電壓和波長(zhǎng)等)等來(lái)解決;另一方面可考慮紫外線消毒與其他工藝聯(lián)用以達(dá)到較好的處理效果。研究發(fā)現(xiàn)紫外線的劑量和燈管的類型對(duì)復(fù)活反應(yīng)的發(fā)生有極大的影響,甚至可以起決定性的作用,例如,低壓(單波長(zhǎng))紫外線燈比中壓(中波長(zhǎng))燈更容易受光復(fù)活作用的影響[9]。但是,我們?nèi)匀恍枰獙?duì)光復(fù)活機(jī)理和發(fā)生條件進(jìn)行更廣泛和更深入的研究。目前,細(xì)菌和病菌的復(fù)活再生成為紫外線消毒技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一[10]。
4.2流體力學(xué)模擬軟件(CFD)的應(yīng)用
流體力學(xué)模擬軟件(CFD)可以應(yīng)用于紫外線反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。CFD用來(lái)預(yù)測(cè)和分析流場(chǎng)現(xiàn)象、水頭損失、流速、壓力、粒度分布和紫外劑量等參數(shù),再根據(jù)項(xiàng)目的不同(如流量、流體動(dòng)力性質(zhì)等等)進(jìn)行模擬,最終確保實(shí)際的紫外線系統(tǒng)可以按照設(shè)計(jì)要求完成最終的消毒任務(wù),這樣就有效的提高了紫外線系統(tǒng)的消毒效率。目前,CFD已經(jīng)成為很多優(yōu)秀紫外線設(shè)備廠商設(shè)計(jì)的日常校準(zhǔn)工具。
4.3紫外線消毒高效光源
紫外線消毒常用中低壓汞燈。然而自2006年鑒于汞的危害性,歐盟(EU)不建議采用汞燈。20世紀(jì)80年代,紫外燈管的功率只有幾十瓦,對(duì)于大規(guī)模的水廠或污水處理廠,需要安裝的紫外模塊太多,而且紫外燈壽命很短,只有1 000h,燈管更換頻繁。因此,大規(guī)模的水廠如果采用紫外消毒技術(shù)投資和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高。現(xiàn)在155W和320W的紫外光燈已經(jīng)開(kāi)始普遍應(yīng)用,800W的高強(qiáng)紫外燈正在研制。2萬(wàn)t/d的污水處理廠可以僅用50支紫外光燈,20萬(wàn)t/d的污水處理廠(一級(jí)B出水)只需300支燈管即可,而且紫外光燈的壽命也可以達(dá)到12 000～20 000h,使得消毒系統(tǒng)的可靠性大大提高,運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用也大為下降。發(fā)光二極管(LED)用作紫外消毒的光源被成為未來(lái)技術(shù)。LED的優(yōu)點(diǎn)在于它們能將所有的電能集中到260～262nm之間這樣一個(gè)狹窄的波長(zhǎng)范圍,并且具有很高的功效和很長(zhǎng)的使用壽命(據(jù)報(bào)道超過(guò)100 000h),因?yàn)樽陨淼狞c(diǎn)光源,所以它們不會(huì)受到傳統(tǒng)圓柱形設(shè)計(jì)的局限。這項(xiàng)頗具前景的技術(shù)也存在著在燈管功率驅(qū)動(dòng)上的缺陷,因此這項(xiàng)技術(shù)還停留于概念階段。對(duì)于紫外線-發(fā)光二極管(UV-LED),有研究采用光伏技術(shù)即利用太陽(yáng)能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)LED進(jìn)行滅菌(PV-UV-LED)。但是目前UV-LEDs波長(zhǎng)范圍為370～400nm,即UV-A光。UV-A光直接作用于DNA,核酸和細(xì)胞的酶、改變分子結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。此外UV-A與水中DO和水反應(yīng)生成高活性的O自由基和過(guò)氧化物,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和滅活。
5.新一代紫外線消毒技術(shù)的特點(diǎn)
利用流體力學(xué)軟件建模的方法,大大提高了制造商對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品性能的控制能力,使他們對(duì)自己的產(chǎn)品更有信心。系統(tǒng)的選型也不再神秘,因?yàn)橹圃焐棠芘c設(shè)計(jì)師共同合作,最終能更加精確地預(yù)計(jì)在不同水質(zhì)和流速條件下的處理級(jí)別和能力。紫外線設(shè)備制造商們很快就能利用該工具來(lái)優(yōu)化反應(yīng)器內(nèi)的紫外線生產(chǎn)劑量,同時(shí)減小能耗。在制造商開(kāi)發(fā)和改良反應(yīng)器之后,他們采用一系列的認(rèn)證協(xié)議來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì),如歐洲的DVGW和NORM認(rèn)證(飲用水),以及NWRI認(rèn)證(廢水),美國(guó)的USE-PA認(rèn)證。在今后幾年內(nèi),市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)性能更為優(yōu)化的反應(yīng)器。傳統(tǒng)紫外線技術(shù)也會(huì)得到進(jìn)一步的改進(jìn)。中壓燈會(huì)在效率、壽命和功率方面得到提高,與石英套管的有機(jī)結(jié)合可使燈管壽命超過(guò)12 000 h。這種技術(shù)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小,特別是在需要改建翻新或要求對(duì)適應(yīng)套管自動(dòng)清洗時(shí),會(huì)受到設(shè)計(jì)師和使用者們的青睞。低壓高強(qiáng)燈管的輸出功率也會(huì)進(jìn)一步提高,將能達(dá)到1kW,這樣會(huì)大大降低系統(tǒng)的占地面積和簡(jiǎn)化維護(hù)工作。對(duì)于低壓紫外線設(shè)備而言,燈管的布置是一個(gè)相當(dāng)重要的問(wèn)題,因?yàn)橐惶椎蛪鹤贤饩€設(shè)備需要使用上千根的低壓紫外線燈管。新的紫外線光源,如發(fā)光二極管(LED)被稱為未來(lái)技術(shù)。LED的優(yōu)點(diǎn)在于它們能將所有的電能集中到260～262nm之間,并且具有很高的功效和很長(zhǎng)的使用壽命(據(jù)報(bào)道超過(guò)100 000 h),因?yàn)樽陨淼狞c(diǎn)光源,所以它們不會(huì)受到傳統(tǒng)圓柱形設(shè)計(jì)的局限。這項(xiàng)頗具前景的技術(shù)也存在著在燈管功率驅(qū)動(dòng)上的缺陷,因此這項(xiàng)技術(shù)還停留于概念階段。其他燈管類型中,例如激態(tài)分子燈,它的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)汞,不需要預(yù)熱,但目前此項(xiàng)技術(shù)仍受到功效低和整流器成本高的限制。而且,激態(tài)分子燈常常比它們要替代的產(chǎn)品更具毒性。紫外線強(qiáng)度感應(yīng)器也在過(guò)去的十年中得到了很大提升,現(xiàn)在已經(jīng)有了穩(wěn)定可靠、精確的殺菌感應(yīng)器以及一個(gè)完善的認(rèn)證體系。另外,感應(yīng)器、流量表和其他監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)可以幫助制造商改善控制系統(tǒng)和優(yōu)化設(shè)備的性能。他們也可以通過(guò)操作平臺(tái)與控制中心的操作人員進(jìn)行聯(lián)系。越來(lái)越多的微生物D10值被人們所了解,并且這個(gè)列表隨時(shí)都在更新。最顯著的是,研究已確認(rèn)了只要很低劑量的紫外線就能消滅隱孢子蟲(chóng)(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(chóng)(Giardia),但是也發(fā)現(xiàn)了幾種具有極高D10值的病毒。隨著紫外線技術(shù)應(yīng)用的更新,會(huì)有更多的微生物被加進(jìn)到現(xiàn)有的D10值列表中。復(fù)活反應(yīng)是紫外線技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)―――一些微生物在其DNA受紫外線照射后可以作用于受損部分并完成修復(fù)過(guò)程。DNA的修復(fù)過(guò)程可能發(fā)生在封閉(暗)的系統(tǒng)中,也可能發(fā)生在有光的開(kāi)放系統(tǒng)中(光復(fù)活反應(yīng))。紫外線劑量和紫外線燈的類型能決定復(fù)活反應(yīng)是否能進(jìn)行,低壓(單一波長(zhǎng))紫外線燈會(huì)比中壓(多波長(zhǎng))紫外線燈更易產(chǎn)生光復(fù)活。在光復(fù)活領(lǐng)域需要進(jìn)行更多的研究努力,在今后5年中很可能會(huì)有新的進(jìn)展。還有大量關(guān)于紫外線消毒的研究正在進(jìn)行中,尤其是如何去除水中以下常見(jiàn)的物質(zhì),比如氯,溴化物,硝酸鹽,臭氧,自然有機(jī)物和鐵。普通的紫外線消毒劑量不能明顯去除以上物質(zhì)。對(duì)更多的水中外來(lái)元素的研究也在進(jìn)行中。
6.紫外線技術(shù)的應(yīng)用
6.1飲用水領(lǐng)域
紫外線消毒技術(shù)最大的潛在市場(chǎng)是在飲用水領(lǐng)域。紫外線技術(shù)已被認(rèn)可為適合殺滅隱孢子蟲(chóng)(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(chóng)(Giardia)消毒的技術(shù),特別適用于地表水和其他易受感染水源。自1997年至今,由于以下幾個(gè)因素市場(chǎng)增長(zhǎng)速度略有減緩,其中包括隱孢子蟲(chóng)(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(chóng)(Giardia)對(duì)紫外線敏感度的不確定,紫外線消毒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架的缺乏,現(xiàn)場(chǎng)操作和工藝設(shè)計(jì)的缺乏,紫外線消毒在飲用水廠中的應(yīng)用案例和工程知識(shí)的缺乏,水工業(yè)總體的保守,以及使用紫外線殺滅隱孢子蟲(chóng)(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(chóng)(Giardia)專利技術(shù)的幾項(xiàng)訴訟案件的結(jié)果還不確定。所有這些問(wèn)題或者已經(jīng)解決了或者正在解決中,這些努力都將為這個(gè)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)鋪平道路。
6.2回用水領(lǐng)域
對(duì)于紫外線技術(shù)而言另外一頗具潛力的市場(chǎng),是應(yīng)用于灌溉的再生水和中水處理。污水回用技術(shù)在美國(guó)西南部和其他淡水急劇短缺的地區(qū)已經(jīng)很常見(jiàn),比如中國(guó)北部,歐洲南部,中東和北非。針對(duì)這個(gè)市場(chǎng),只要使用比飲用水系統(tǒng)更大的紫外線劑量,紫外線技術(shù)被證實(shí)有效。與飲用水標(biāo)準(zhǔn)類似的嚴(yán)格的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),將成為評(píng)估這些關(guān)鍵應(yīng)用的重要方法。防止光復(fù)活反應(yīng),也將會(huì)成為處理和評(píng)估的關(guān)鍵因素。
6.3地下水回灌
紫外線技術(shù)的另一新興市場(chǎng)是經(jīng)紫外線消毒后的水可以應(yīng)用于含水層的恢復(fù)和地下水的儲(chǔ)存種應(yīng)用包括將深度處理過(guò)的廢水注入蓄水層來(lái)補(bǔ)充飲用水供應(yīng)。美國(guó)的加利福尼亞,德克薩斯和佛羅里達(dá)三個(gè)州都開(kāi)始考慮使用此種技術(shù),而且在世界上的其他地區(qū)對(duì)此種應(yīng)用的興趣也在不斷提升。
6.4其他
紫外線還可以起到氧化作用,單獨(dú)使用紫外線技術(shù),或?qū)⒆贤饩€技術(shù)與氫氧根自由基相結(jié)合,可以破壞水中的污染物。這種技術(shù)已成功應(yīng)用在地下水補(bǔ)充,工業(yè)廢水處理和飲用水處理中。值得一提的是,美國(guó)幾項(xiàng)大型的強(qiáng)氧化項(xiàng)目已經(jīng)采用了紫外線技術(shù),用來(lái)氧化處理亞硝基二甲胺,甲基叔丁基醚、殺蟲(chóng)劑、異嗅異味復(fù)合物和氯化溶劑等。
6.5歸納總結(jié)
紫外線技術(shù)產(chǎn)業(yè)在過(guò)去十年來(lái)已經(jīng)相當(dāng)成熟,而今正由主流水處理公司進(jìn)行著標(biāo)準(zhǔn)化的使用和推廣。傳統(tǒng)的紫外線技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)試,如今在廣泛的應(yīng)用中取得了相當(dāng)優(yōu)異的成績(jī)。隨著標(biāo)準(zhǔn)、版稅、工藝和工程不確定性等一系列的降低,預(yù)計(jì)在今后20年中,預(yù)計(jì)紫外線技術(shù)的認(rèn)可度將會(huì)迅速提高。傳統(tǒng)的紫外線產(chǎn)品的設(shè)計(jì)很大程度上依賴于流體力學(xué)軟件(CFD),但是在將來(lái)的設(shè)計(jì)中它將被作為一種常規(guī)的校準(zhǔn)工具。在今后十年中,對(duì)傳統(tǒng)燈管,紫外線強(qiáng)度感應(yīng)器和控制器的改進(jìn)將不會(huì)間斷。例如LED燈和微波燈這樣的新技術(shù),在效率、占地面積和能耗上的優(yōu)勢(shì),都會(huì)給未來(lái)技術(shù)的革新提供了極大的空間。現(xiàn)階段,特別是在新技術(shù)能帶來(lái)更高效率和更低能耗的情況下,飲用水市場(chǎng)需求將會(huì)快速的增長(zhǎng)。而其他應(yīng)用,例如廢水再利用及含水層儲(chǔ)存和補(bǔ)充的市場(chǎng)相比飲用水要小一些,增長(zhǎng)速率相對(duì)緩慢,但仍具吸引力。紫外線技術(shù)應(yīng)用在強(qiáng)氧化項(xiàng)目仍在處于啟蒙階段,很大程度上受到能耗的制約。如果新型的、更高能量效率的技術(shù)出現(xiàn),此領(lǐng)域?qū)?huì)迎來(lái)飛速的增長(zhǎng)。
7.新技術(shù)
傳統(tǒng)紫外線技術(shù)也會(huì)得到進(jìn)一步的改進(jìn)。中壓燈會(huì)在能量效率，壽命和功率密度方面得到提高，與石英套管的有機(jī)結(jié)合可使燈管壽命超過(guò)12,000小時(shí)。這種技術(shù)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，特別是在需要改建翻新或要求對(duì)適應(yīng)套管能夠自動(dòng)清洗時(shí)，會(huì)受到設(shè)計(jì)師和使用者們的更多青睞。低壓高強(qiáng)燈管的輸出功率也會(huì)進(jìn)一步提高，也許能達(dá)到 1kW ，這樣會(huì)大大降低系統(tǒng)的占地面積和簡(jiǎn)化維護(hù)工作。對(duì)于低壓紫外線設(shè)備而言，燈管的布置也是一個(gè)相當(dāng)重要的問(wèn)題，因?yàn)橐惶椎蛪鹤贤饩€設(shè)備需要使用上千根的低壓紫外線燈管。流體力學(xué)軟件（CFD）和對(duì)實(shí)際反應(yīng)器的模擬方法，大大提高了制造商對(duì)自身產(chǎn)品處理程度和實(shí)用能力的預(yù)測(cè)力，使他們對(duì)自己的產(chǎn)品更有信心。系統(tǒng)的選型也不再是魔術(shù)，制造商能與設(shè)計(jì)工程師共同合作，最終更加精確的預(yù)計(jì)在不同水質(zhì)和流速條件下的處理級(jí)別和達(dá)到不同的處理效果。紫外線設(shè)備制造商們利用流體力學(xué)軟件來(lái)優(yōu)化反應(yīng)器內(nèi)的紫外線劑量，控制流速，從而更高效的完成消毒任務(wù)，并將能耗減到最低。在制造商開(kāi)發(fā)和改良反應(yīng)器之后，他們采用一系列的認(rèn)證協(xié)議來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)，如歐洲的 DVGW 和 ÖNORM 認(rèn)證（均適用于飲用水），以及美國(guó)的NWRI證明（污水處理和再生水的回用），美國(guó)的USEPA認(rèn)證。不久的將來(lái)，更為優(yōu)化的反應(yīng)器會(huì)被研發(fā)，生產(chǎn)和推廣。新的紫外線光源，如發(fā)光二極管（LED）被稱為未來(lái)技術(shù)。LED的優(yōu)點(diǎn)在于它們能將所有的電能集中到 260nm－262nm 之間這樣一個(gè)狹窄的波長(zhǎng)范圍，并且具有很高的功效和很長(zhǎng)的使用壽命（據(jù)報(bào)道超過(guò) 100,000 小時(shí)），因?yàn)樽陨淼狞c(diǎn)光源，所以它們不會(huì)受到傳統(tǒng)圓柱形設(shè)計(jì)的局限。這項(xiàng)頗具前景的技術(shù)也存在著在燈管功率驅(qū)動(dòng)上的缺陷，因此這項(xiàng)技術(shù)還停留于概念階段。其它燈管類型中，例如激態(tài)分子燈，它的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)汞，不需要預(yù)熱，但目前此項(xiàng)技術(shù)仍受到功效低和整流器成本高的限制。而且，激態(tài)分子燈常常比它們要替代的產(chǎn)品更具毒性。越來(lái)越多的微生物D10 值*被人們所了解，并且這個(gè)列表隨時(shí)都在被更新。最顯著的是，研究已確認(rèn)了只要很低劑量的紫外線就能消滅隱孢子蟲(chóng)（Cryptosporidium）和賈第鞭毛蟲(chóng)（Giardia)，但是也發(fā)現(xiàn)了幾種具有極高 D10 值的病毒。隨著紫外線技術(shù)應(yīng)用的更新，會(huì)有更多的微生物被加進(jìn)到現(xiàn)有的 D10 值列表中。復(fù)活反應(yīng)是紫外線技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)――一些微生物在其 DNA 受紫外線照射后，顯著特點(diǎn)在微生物可以做用于受損部分并完成修復(fù)過(guò)程。DNA的修復(fù)過(guò)程可能發(fā)生在封閉（暗）的系統(tǒng)中，也可能發(fā)生在有光的開(kāi)放系統(tǒng)中（光復(fù)活反應(yīng)）。紫外線劑量和紫外線燈的類型能決定復(fù)活反應(yīng)是否能進(jìn)行，低壓（單一波長(zhǎng)）紫外線燈會(huì)比中壓（多波長(zhǎng)）紫外線燈更易產(chǎn)生光復(fù)活。在光復(fù)活領(lǐng)域需要進(jìn)行更多的研究努力，在今后 5年中很可能會(huì)有新的進(jìn)展。還有大量關(guān)于紫外線消毒的研究正在進(jìn)行中，尤其是如何去除水中以下常見(jiàn)的物質(zhì)，比如氯，溴化物，硝酸鹽，臭氧，NOM**和鐵。普通的紫外線消毒劑量不能明顯去除以上物質(zhì)。對(duì)更多的水中外來(lái)元素的研究也在進(jìn)行中。
8.新興市場(chǎng)
自1997年至今，由于以下 幾 個(gè) 因 素 市 場(chǎng) 增 長(zhǎng) 速 度 略有 減 緩 ， 其 中 包 括 隱 孢 子 蟲(chóng) （Cryptosporidium）和賈第鞭毛蟲(chóng)（Giardia)對(duì)紫外線敏感度的不確定，紫外線消毒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架的缺乏，指南和指導(dǎo)的缺乏，紫外線消毒在飲用水廠中的應(yīng)用案例和工程知識(shí)的缺乏，水工業(yè)總體的保守，以及使用紫外線殺滅隱孢子蟲(chóng)（Cryptosporidium）和賈第鞭毛蟲(chóng)（Giardia)專利技術(shù)的幾項(xiàng)訴訟案件的結(jié)果還不確定。所有這些問(wèn)題或者已經(jīng)被解決了或者正在解決中，這些努力都將為這個(gè)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)鋪平道路。對(duì)于紫外線技術(shù)而言另外一個(gè)頗具潛力的市場(chǎng)，是應(yīng)用于灌溉的再生水和灰水。污水回用技術(shù)在美國(guó)西南部和其他淡水急劇短缺的地區(qū)已經(jīng)很常見(jiàn)，比如中國(guó)北部，歐洲南部，中東和北非。針對(duì)這個(gè)市場(chǎng)，只要使用比飲用水系統(tǒng)更大的紫外線劑量，紫外線技術(shù)被證實(shí)有效。與飲用水標(biāo)準(zhǔn)類似的嚴(yán)格的伴生標(biāo)準(zhǔn)，將成為評(píng)估這些關(guān)鍵應(yīng)用的重要方法。防止光復(fù)活反應(yīng)，也將會(huì)成為處理和評(píng)估的關(guān)鍵因素。紫外線技術(shù)的另一新興市場(chǎng)是經(jīng)紫外線消毒后的水可以應(yīng)用于含水層的恢復(fù)和地下水的儲(chǔ)存。這種應(yīng)用包括將深度處理過(guò)的廢水注入蓄水層來(lái)補(bǔ)充飲用水供應(yīng)。美國(guó)的加利福尼亞，德克薩斯和佛羅里達(dá)三個(gè)州都開(kāi)始考慮使用此種技術(shù)，而且在世界上的其它地區(qū)對(duì)此種應(yīng)用的興趣也在不斷提升。值得一提的是，美國(guó)幾項(xiàng)大型的強(qiáng)氧化項(xiàng)目已經(jīng)采用了紫外線技術(shù)，用來(lái)氧化處理 NDMA***，MTBE****，殺蟲(chóng)劑，異嗅異味復(fù)合物和氯化溶劑等。
9.水處理中影響二氧化氯消毒效果的因素
在使用二氧化氯進(jìn)行水處理工作的時(shí)候，也是會(huì)受到一定的因素影響的!一般情況下，水溫的因素是會(huì)影響到水處理中消毒試劑的使用效果，在進(jìn)行消毒的時(shí)候，消毒的效果是和水溫的變化有很大的影響，通常會(huì)表現(xiàn)出正比例的關(guān)系。通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)可以得出，在水溫過(guò)低的時(shí)候，二氧化氯的消毒效果是十分弱的，所以在進(jìn)行消毒的時(shí)候，一定要特別重視水溫對(duì)于消毒效果的影響。在進(jìn)行水處理的時(shí)候，水體的酸堿值也是影響二氧化氯消毒的一個(gè)影響的因素，在酸堿值適中的情況下，二氧化氯的消毒效果是十分的理想的，并且是十分穩(wěn)定的，一旦酸堿值過(guò)高或者是過(guò)低都會(huì)影響二氧化氯的消毒效果，所以在進(jìn)行二氧化氯消毒以前可以對(duì)水體的酸堿值進(jìn)行必要的測(cè)試，這樣可以使得二氧化氯的消毒效果達(dá)到最好在水體中投入的消毒試劑的份量以及消毒試劑與水體的接觸時(shí)間都是會(huì)影響消毒試劑作用水處理的效果，通常的情況下，提高消毒試劑的投入份量并且增加其與水體的接觸時(shí)間都是會(huì)提高水處理的效果!在實(shí)際的水處理過(guò)程中，一定要特別注意水的溫度，水體的酸堿度以及消毒試劑的投入量和消毒試劑和水體的接觸時(shí)間，只要注意這些才會(huì)使得二氧化氯的消毒效果達(dá)到最好。而且在使用二氧化氯進(jìn)行水體污染的時(shí)候，一定要注意水處理過(guò)程中的出水余量，將其控制在合理的量中，這樣可以避免在水處理后水體中產(chǎn)生異味，而且對(duì)于水體的純度和色度也會(huì)起到一定的作用。
結(jié)論
紫外線技術(shù)產(chǎn)業(yè)在過(guò)去十年來(lái)已經(jīng)相當(dāng)成熟，而今正由主流水處理公司進(jìn)行著標(biāo)準(zhǔn)化的使用和推廣。傳統(tǒng)的紫外線技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)試，如今在廣泛的應(yīng)用中取得了相當(dāng)優(yōu)異的成績(jī)。隨著標(biāo)準(zhǔn)、版稅、工藝和工程等一些不確定性的降低，在今后 10 年中，預(yù)計(jì)紫外線技術(shù)的認(rèn)可度將會(huì)有進(jìn)一步的提高。傳統(tǒng)的紫外線產(chǎn)品的設(shè)計(jì)很大程度上依賴于流體力學(xué)軟件（CFD），但是在將來(lái)的設(shè)計(jì)中它將被作為一種常規(guī)的校準(zhǔn)工具。在今后10年中，對(duì)傳統(tǒng)燈管，紫外線強(qiáng)度感應(yīng)器和控制器的改進(jìn)將不會(huì)間斷。例如LED 燈和微波燈這樣的新技術(shù)，在效率，占地面積和能耗上的優(yōu)勢(shì)，都會(huì)給未來(lái)技術(shù)的革新提供了極大的空間。現(xiàn)階段，特別是在新技術(shù)能帶來(lái)更高效率和更低能耗的情況下，飲用水市場(chǎng)需求將會(huì)快速的增長(zhǎng)。而其它應(yīng)用，例如廢水再利用及含水層儲(chǔ)存和補(bǔ)充的市場(chǎng)相比飲用水要小一些，增長(zhǎng)速率相對(duì)緩慢，但仍具吸引力。紫外線技術(shù)應(yīng)用在強(qiáng)氧化項(xiàng)目仍在處于啟蒙階段，很大程度上受到能耗的制約。如果新型的、更高能量效率的技術(shù)出現(xiàn)，此領(lǐng)域?qū)?huì)迎來(lái)飛速的增長(zhǎng)。
結(jié)束語(yǔ)：紫外線消毒由于不投加化學(xué)藥劑,不產(chǎn)生有害物質(zhì),安全可靠。紫外線消毒具有廣譜性,能快速高效地殺死包括細(xì)菌、結(jié)核菌、病毒、芽抱和真菌等在內(nèi)的所有微生物,尤其是對(duì)水中賈第鞭毛蟲(chóng)和隱抱子蟲(chóng)具有良好的滅活效果。因此,紫外線消毒技術(shù)在水和污水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是,在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮抑制消除微生物的復(fù)活再生和持續(xù)殺菌以及克服紫外線穿透力低的問(wèn)題。紫外線消毒技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用的主要方向包括紫外線消毒后的細(xì)菌復(fù)活研究、流體力學(xué)模擬軟件的應(yīng)用、和紫外線消毒高效低能耗光源的開(kāi)發(fā)等。這些方面的研究與開(kāi)發(fā)為未來(lái)技術(shù)的革新提供了極大的空間。在不久的將來(lái),紫外線消毒技術(shù)在水和污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用將更加普及。
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作者：趙曉亮 劉寶勇 陳建平
[摘要] 作為環(huán)境類專業(yè)的必修課程，《大氣污染控制工程》中所教授的原理、理論與設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)是從事環(huán)境工作必備的理論基礎(chǔ)。在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合《大氣污染控制工程》課程的特點(diǎn)，本文全面剖析課程教學(xué)過(guò)程中容易出現(xiàn)的教學(xué)教育技術(shù)問(wèn)題，分析相應(yīng)的革新方向；強(qiáng)調(diào)健康良好的師生關(guān)系的保障作用；提出基礎(chǔ)了解、機(jī)理掌握、實(shí)驗(yàn)?zāi)M與設(shè)計(jì)創(chuàng)作相結(jié)合的“四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系；凸顯“體系是基礎(chǔ)，實(shí)踐是重點(diǎn)，教師是關(guān)鍵，評(píng)估是保障”知行緊密結(jié)合的教學(xué)理念。旨在增強(qiáng)環(huán)境專業(yè)在校大學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，實(shí)現(xiàn)激發(fā)興趣、釋放想象力與提高綜合實(shí)踐能力的教學(xué)目的。
[關(guān)鍵詞] 教學(xué)方法；復(fù)合式；四位一體；實(shí)踐
1、《大氣污染控制工程》課程特點(diǎn)。
《大氣污染控制工程》是環(huán)境科學(xué)或工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)學(xué)科，是環(huán)境類專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，該課程的教學(xué)效果也是衡量專業(yè)教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量水準(zhǔn)的集中體現(xiàn)[1]。鑒于授課學(xué)時(shí)的限制以及涉及學(xué)科（標(biāo)準(zhǔn)、法律等）較多的特點(diǎn)，在具體的課堂教學(xué)中容易出現(xiàn)如以課堂為中心，教學(xué)內(nèi)容不健全不系統(tǒng)[2]；以書(shū)本為中心，學(xué)科交叉有待增強(qiáng)，實(shí)踐性不強(qiáng)；以傳授為中心，前瞻性不夠，創(chuàng)新性缺乏[3]；以教師為中心，學(xué)生參與太少，學(xué)生本位理念淡薄等問(wèn)題。針對(duì)以上幾個(gè)方面的問(wèn)題，為了更好地在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)把知識(shí)傳授給學(xué)生，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與熱情， 提高他們理論和實(shí)際相結(jié)合的能力，本文就該課程教學(xué)方法改革的方向，采取的手段與形式進(jìn)行了探討，為進(jìn)一步完善該課程的教學(xué)， 培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)環(huán)境工程專業(yè)人才具有十分重要的意義。
2、建立復(fù)合式教學(xué)方法中的師生關(guān)系。
健康良好的師生關(guān)系的建立與深刻理解是復(fù)合式教學(xué)方法順利有效實(shí)施的情感保障。所謂師生關(guān)系是教師和大學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中以“教”與“學(xué)”為載體而形成的一種特殊的社會(huì)關(guān)系，是學(xué)校中最基本的人際關(guān)系，具有強(qiáng)烈的情感特點(diǎn)，并會(huì)滲透到學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大的影響。
任何一種教學(xué)方法的實(shí)施都要具備一定的實(shí)施環(huán)境，這就是融洽的課堂氛圍，而營(yíng)造良好有序課堂氛圍的基礎(chǔ)就是和諧的師生關(guān)系。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明：盡可能多的關(guān)注大學(xué)生的生活需求與情感訴求是走進(jìn)大學(xué)生內(nèi)心的心靈密碼。
3、提出“四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系。
3.1 “四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系的組成。
復(fù)合式教學(xué)體系是復(fù)合式教學(xué)方法的主導(dǎo)載體。根據(jù)大氣污染控制工程既有其獨(dú)立的、自成體系的一面，又有與其他學(xué)科或課程交叉滲透的一面，加上本課程對(duì)實(shí)踐性有較高的要求，我們提出“四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系，具體組成為:基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)踐課程四個(gè)模塊。每個(gè)模塊又包含多門課程，可滿足不同教學(xué)要求。課程體系見(jiàn)圖1 。
圖1《大氣污染控制工程》課程“四位一體”復(fù)合式教學(xué)體系組成
其中，為體現(xiàn)環(huán)境工程與環(huán)境科學(xué)的專業(yè)區(qū)別，基礎(chǔ)課程中的化工原理與流體力學(xué)兩門課程在有些高校環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中沒(méi)有列入[4]-[5]。這就要求授課教師應(yīng)在教學(xué)的過(guò)程中進(jìn)行適時(shí)有效的補(bǔ)充，保證教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性與完整性。從課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法及手段的相互關(guān)系來(lái)看，課程體系和教學(xué)內(nèi)容會(huì)在很大程度上影響學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
3.2 “四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系對(duì)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的側(cè)重。
“四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系中實(shí)踐性環(huán)節(jié)是課程教學(xué)的核心。為了提高學(xué)生對(duì)交叉學(xué)科（化工原理與流體力學(xué)等）的學(xué)習(xí)能力與獨(dú)立思考能力，我們?cè)诘谄邔W(xué)期末設(shè)置了大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)低濃度有害氣體吸收、煙氣收集系統(tǒng)等裝置的設(shè)計(jì)，既達(dá)到對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用鞏固，同時(shí)鍛煉了學(xué)生身體力行的實(shí)踐動(dòng)手能力。另外，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中我們還設(shè)置了“主體論文寫(xiě)作”的環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，閱讀分享大量的專業(yè)論文、教案資源，在上授課教師的指導(dǎo)下撰寫(xiě)并力爭(zhēng)發(fā)表學(xué)術(shù)論文，既拓寬學(xué)生專業(yè)知識(shí)視野，也提高了學(xué)生的研究興趣與能力。
我們始終不忘我校的培養(yǎng)目標(biāo)是高素質(zhì)工程類人才，始終把提高學(xué)生動(dòng)手能力和工程素養(yǎng)作為目標(biāo)進(jìn)行課程建設(shè)，非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已建成了“大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)室”、“環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室”、以及“遼寧工程技術(shù)大學(xué)循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心”等，為大氣污染控制工程課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)提供了有力保證。鼓勵(lì)學(xué)生參與公開(kāi)實(shí)驗(yàn)課“旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器、袋式除塵器性能的測(cè)定”、“空氣中主要污染物的測(cè)定”、“粉塵粒徑分布的測(cè)定”以及“煙氣除塵脫硫?qū)嶒?yàn)”等教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
組織倡導(dǎo)課外活動(dòng)是讓學(xué)生獲得鍛煉的平臺(tái)。為了提高學(xué)塵器、吸收塔、吸附床等設(shè)備的原理與構(gòu)造，我們組織學(xué)生動(dòng)手制造實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停勾髿鈨艋O(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)操作原理一目了然，起到了事半功倍的作用。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教育部每年針對(duì)高校組織的“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)大賽”，對(duì)創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)效果不錯(cuò)。
3.3 “四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系對(duì)教師素質(zhì)的要求。
（1）具備扎實(shí)的專業(yè)素養(yǎng)與良好的領(lǐng)域前瞻性
“學(xué)高為師”是保持大氣污染控制工程課程高水平教學(xué)質(zhì)量的根基所在。單純的專業(yè)內(nèi)容是乏味的。為了更有效地組織出盡量生動(dòng)鮮活的課堂教學(xué)，要求教師備課盡量多的閱讀研究本領(lǐng)域的最新成果，沉下心來(lái)“凝練提純”。扎實(shí)的專業(yè)理論、清晰有序的邏輯推理、詳實(shí)豐富的相關(guān)現(xiàn)實(shí)社會(huì)信息都是保證專業(yè)課既有“營(yíng)養(yǎng)”又具有“情趣”。
（2）具備先進(jìn)教學(xué)工具與手段的應(yīng)用能力
“四位一體”系統(tǒng)化復(fù)合式教學(xué)體系要求授課教師應(yīng)能夠使用先進(jìn)的教學(xué)手段，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代化教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，為學(xué)生提供了一種新型的學(xué)習(xí)和授課方式。我校提供課外環(huán)境專業(yè)師生交流的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，分享眾多的國(guó)家精品課資源，讓學(xué)生可以跨空間和時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)性自我學(xué)習(xí)。
（3）具備擇優(yōu)棄粕的教育創(chuàng)新能力
教學(xué)方法是影響學(xué)生的思維方式和綜合素質(zhì)的重要因素[6]-[8]。任何一個(gè)創(chuàng)新的環(huán)境都需要一個(gè)對(duì)應(yīng)的輕松環(huán)境[9]-[11]。因此教師需要正確看待教師權(quán)威，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑能力，創(chuàng)新改革教學(xué)方法，留給學(xué)生發(fā)表自我觀念課堂和課后空間。例如，我校《大氣污染控制工程》教學(xué)課堂嘗試設(shè)置了“主題演講”的環(huán)節(jié)，提倡學(xué)生分組提前就某一環(huán)境主題做好充分準(zhǔn)備，課堂演繹并及時(shí)討論總結(jié)成果，效果很好。另外，教師對(duì)于教材與教學(xué)大綱的使用應(yīng)具備創(chuàng)新能力。一方面要保證知識(shí)的完整性、連續(xù)性；另一方面講解的順序與主次關(guān)系可以結(jié)合本校的優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)學(xué)科狀況突破教材，做到“因地制宜”，但必須是科學(xué)的。地礦學(xué)科是我們學(xué)校的優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)專業(yè)，因此，我們?cè)谖廴疚锟刂品矫妫攸c(diǎn)講解和補(bǔ)充粉塵顆粒物的凈化去除內(nèi)容，如“煤堆起塵量”、“運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵治理”等內(nèi)容研究。
4、重視評(píng)估教學(xué)的效果。
教學(xué)效果是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)有法無(wú)定法，必須解放思想，以素質(zhì)教育為中心，以學(xué)生為主體。教學(xué)評(píng)估內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括教師評(píng)估與學(xué)生評(píng)估兩方面內(nèi)容。目前，我們學(xué)校已經(jīng)開(kāi)展了每年兩次的學(xué)生網(wǎng)上評(píng)教、教師網(wǎng)上互評(píng)以及年度“學(xué)生最喜愛(ài)的老師”評(píng)選等教師評(píng)估活動(dòng)，但對(duì)于學(xué)生全教學(xué)過(guò)程檢查評(píng)估指標(biāo)體系的研究正處于研究階段。評(píng)估是教改的指揮棒。因此深化教育改革，實(shí)施素質(zhì)教育，盡快制定適合新形勢(shì)的教學(xué)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。
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