毛明明 山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院

計(jì)算流體力學(xué)是機(jī)械類、土木類以及水利類專業(yè)的基礎(chǔ)課程。是一種通過分析流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，在科學(xué)技術(shù)、環(huán)保以及工程等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用價(jià)值。在本科教學(xué)中融合計(jì)算流體力學(xué)教學(xué)，探究合理有效的教學(xué)手段可以有效的提升教學(xué)質(zhì)量與效果。

一、計(jì)算流體力學(xué)本科教學(xué)的可行性

計(jì)算流體力學(xué)是建立在經(jīng)典流體力學(xué)以及樹脂計(jì)算方法上的一門科學(xué)，主要通過計(jì)算機(jī)樹脂計(jì)算以及顯示圖像，可以在時(shí)間以及空間上定量描述流場的具體數(shù)值解，達(dá)到研究物理問題的目的。計(jì)算流體力學(xué)屬于流體力學(xué)的重要分支，在現(xiàn)代工程中具有重要的作用，在各個(gè)領(lǐng)域中具有重要的作用。

《計(jì)算流體力學(xué)》課程開設(shè)主要目的就是讓學(xué)生掌握流動(dòng)以及傳熱問題數(shù)值模擬的理論以及建模思路，掌握常用CFD軟件的方法，能夠利用計(jì)算流體力學(xué)的方式解決實(shí)際的問題與不足。在本科教學(xué)中其涉及到的主要內(nèi)容有流體力學(xué)理論、數(shù)值計(jì)算理論以及計(jì)算機(jī)程度設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容。整體上來說，計(jì)算流體力學(xué)的理論課程內(nèi)容相對(duì)較多，學(xué)生在學(xué)習(xí)中處于被動(dòng)的狀態(tài)，要想提升教學(xué)質(zhì)量就要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)策略，基于培養(yǎng)學(xué)生積極性為主要模式，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式，達(dá)到提升學(xué)生自主探究的目的。

在進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)本科教學(xué)重要聯(lián)系實(shí)際狀況，綜合工程具體狀況有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的工程解決能力，進(jìn)而在根本上達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。

二、實(shí)施計(jì)算流體力學(xué)本科教學(xué)弊端

整體上來說，在本科院校實(shí)施計(jì)算流體力學(xué)本科教學(xué)，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式與不足，避免傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過現(xiàn)代化的方式創(chuàng)新教學(xué)模式與手段，進(jìn)而有效規(guī)避教學(xué)內(nèi)容過于理論、工程實(shí)踐能力轉(zhuǎn)化不足等問題，在實(shí)踐中其主要問題具體如下：

（一）教學(xué)內(nèi)容過于理論

在教學(xué)實(shí)踐中，現(xiàn)有計(jì)算流體力學(xué)內(nèi)容還是沿用傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容與模式，在實(shí)踐中多數(shù)的內(nèi)容主要就是理論推導(dǎo)以及數(shù)學(xué)理論，學(xué)生理解較為困難，內(nèi)容枯燥，其存在的大量理論教學(xué)影響了學(xué)生的實(shí)踐探究。

（二）工程實(shí)踐能力轉(zhuǎn)化不足

在計(jì)算流體力學(xué)教學(xué)中雖然配置了一定的上機(jī)時(shí)間，但是這些時(shí)間還是無法滿足學(xué)生的實(shí)踐需求。一些學(xué)生通過上機(jī)練習(xí)可以掌握流體動(dòng)力學(xué)生方法的計(jì)算方式，可以通過計(jì)算流體力學(xué)解決在實(shí)踐中的一般流程，但是一些學(xué)生在實(shí)踐中還缺乏問題解決能力。在實(shí)踐中學(xué)生根據(jù)教師要求的上機(jī)指導(dǎo)書計(jì)算分析，而在計(jì)算中最為關(guān)鍵的計(jì)算區(qū)域創(chuàng)建、網(wǎng)格劃分、選擇模型、邊界條件等方式還是數(shù)量不足，無法有效的提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

三、實(shí)施計(jì)算流體力學(xué)本科教學(xué)的可行性策略與手段

計(jì)算流體力學(xué)本科教學(xué)中要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式與理念，在實(shí)踐中要做到教學(xué)改革與完善，其主要內(nèi)容如下：

（一）改革教學(xué)內(nèi)容

基于計(jì)算流體力學(xué)工程應(yīng)用為核心，通過案例教學(xué)的方式提升學(xué)生的實(shí)踐能力，讓學(xué)生在實(shí)踐中可以通過計(jì)算流體力學(xué)的方式解決在工程中遇到的實(shí)際問題。在實(shí)踐中可以嘗試通過以下幾點(diǎn)開展：

第一，減少理論指導(dǎo)，重點(diǎn)分析物理問題。在本科教學(xué)中要基于計(jì)算流體力學(xué)學(xué)科知識(shí)，明確重點(diǎn)內(nèi)容，重點(diǎn)的講解流動(dòng)控制方程推導(dǎo)、數(shù)值離散煩煩煩推導(dǎo)等等內(nèi)容為基礎(chǔ)，提升學(xué)生的對(duì)物理現(xiàn)象的理論分析以及通過計(jì)算流體力學(xué)解決工程實(shí)際問題的能力。通過將計(jì)算流體力學(xué)劃分為不同的專題，有針對(duì)的開展教學(xué)。其主要內(nèi)容就是基本流動(dòng)、傳熱問題、多相流問題、組分輸運(yùn)問題，這是本科院校計(jì)算流通力學(xué)教學(xué)重點(diǎn)。第二，完善操作內(nèi)容。完善上機(jī)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，充分的保障案例的完整性，通過案例的方式解決計(jì)算流體力學(xué)工程的問題，表達(dá)工程問題、簡化內(nèi)容，創(chuàng)建流體計(jì)算域，進(jìn)行計(jì)算網(wǎng)格劃分，合理選擇計(jì)算模型，進(jìn)行計(jì)算后的處理分析。

（二）改革教學(xué)方法

在明確教學(xué)內(nèi)容之后要?jiǎng)?chuàng)新內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的改革優(yōu)化。在實(shí)踐中，針對(duì)工程實(shí)踐為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)課程的創(chuàng)新優(yōu)化，要通過計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，靈活應(yīng)用多種教學(xué)模式與手段。

第一，通過工程案例的方式優(yōu)化理論教學(xué)。面向工程實(shí)踐的計(jì)算流體力學(xué)課程中涉及到了一些理論教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中要始終基于工程實(shí)際為核心強(qiáng)化教學(xué)指導(dǎo)，弱化理論推導(dǎo)的流程，讓學(xué)生理解理論公式的應(yīng)用方式，了解在應(yīng)用中的重點(diǎn)內(nèi)容。第二，基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行實(shí)踐優(yōu)化。通過優(yōu)化教學(xué)模式，基于項(xiàng)目去帶動(dòng)的方式進(jìn)行教學(xué)，劃分討論小組，合理的設(shè)置不同的課題，基于文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)之上，明確重點(diǎn)深入研究分析，在課堂上進(jìn)行討論研究，匯報(bào)研究的內(nèi)容?？梢院喕锢韱栴}，建立數(shù)學(xué)模型，了解其具體的求解過程，記錄參數(shù)信息，分析結(jié)果進(jìn)行討論研究。

（三）考核方式改革

在傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)考試中主要就是將考試成績進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。傳統(tǒng)的考核方式無法了解學(xué)生的具體表現(xiàn)狀況。為了提升教學(xué)質(zhì)量，就要改革考核方式通過論文答辯的方式優(yōu)化課程，分析學(xué)生的課堂表現(xiàn)以及綜合能力合理的評(píng)價(jià)分析。

結(jié)束語：探究《計(jì)算流體力學(xué)》課程教學(xué)在本科教學(xué)中的可行性，了解現(xiàn)有教學(xué)模式的問題與不足，根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)本科院校計(jì)算流體力學(xué)課程進(jìn)行了完善優(yōu)化，提出了要基于工程應(yīng)用為目標(biāo)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的改革理念。在實(shí)踐中要根據(jù)實(shí)際狀況探究全新的教學(xué)模式與數(shù)段，重視課程改革優(yōu)化，這樣才可以在根本上提升實(shí)施計(jì)算流體力學(xué)本科教學(xué)的可行性，達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。