与流体力学相关的现象十篇

与流体力学相关的现象篇1

关键词： 水文测验 实习 水文气象学

一、引言

水文气象学是一门以气象学和水文学理论和方法为基础、以水文工程应用为导向，运用气象学和水文学的基本原理和方法解决水文气象实际问题的新兴学科[1][2]。本着以“气象学和水文学内涵式结合，以理论指导实践，以需求引导创新”的原则，根据当前阶段水文水利和气象等业务部门对高质量水文气象人才提出大量需求，我国首个培养水文气象学本科生的专业在南京信息工程大学水文气象学院（后文简称：我院）应运而生，但传统水文学课程已经不适应社会新的需求。新的学科，新的需求，必然要求我们对传统水文课程进行改革。

水文测验、水文预报、水文与水利计算，简称“测、报、算”，是传统水文水资源专业的核心课程[3]。水文测验学是研究如何正确、经济、迅速地测定各种水文要素的数量及其在时间和空间上的变化过程，是水利类专业本科生的主干专业课程。实践性强是水文气象学基础系列课程的显著特点之一，在教学别强调理论要与实践结合。水文测验实习是将理论课程付诸实际生产实践的，从而使水文学本科生获得重要的专业技术训练的野外实践过程。本文结合水文气象学的新学科特点，以水文测验实习为例，其实习目的和实习内容是根据水文与水资源工程专业学生的培养目标制定的，直接照搬到水文气象学专业上，不符合水文气象专业学生的培养目标。笔者根据水文气象学的独特学科特点，优化传统水文测验实习目标和内容，使之更符合水文气象专业的培养目标，进而培养具备扎实基础、熟练水文测验技能专业背景的水文气象专业技术型人才，为今后从事水文气象行业相关的水信息采集，水文气象数据处理方面的工作打下基础。

二、水文气象学的必要性与独特性

水文气象学是我国、亚洲，乃至全球的新兴交叉学科，目前国际上只有俄罗斯、瑞典、英国、乌克兰四个国家拥有水文气象研究机构。气象学与水文学长期以来处于割裂状态，传统的水文学只研究降水落到地面之后的各种过程，气象学则只关注降水在空中未降落之前的各种过程，即水文学上不接天空，气象学下不接地气，二者之间“割裂性”使得很多社会实际问题不能有效解决。随着社会进步与经济发展，单纯的水文学或气象学已经不能满足实际发展的需要。而水文气象学作为纽带将水文学和气象学二者有机地、巧妙地结合起来，同时是气象学和水文学发展的新亮点，它使得气象学接地气，使得水文学往上游端发展，是理论与实际结合的典范。其产生与人类社会对洪涝灾害现象的认知水平、抗御灾害的能力、科学技术的进步和社会经济的发展密切相关，其内涵和研究的领域随之不断深化和发展。俄罗斯的水文气象着重研究高纬度地带融雪和降雨产生的降雨-径流机理及应用;美国的水文气象着重研究中低纬度的季风和热带气旋引起的降雨-径流机理及应用，尤其是飓风引起的极端暴雨洪灾的分析、计算和预报。

水文气象学本科学生的培养，既要考虑水文学与气象学知识的有机结合，又要考虑其较强的实践性。因此，本学科的学生既要学习气象学的知识，如天气动力学、动力气象学等，又要学习水文学的知识，如水文学原理、水文测验学等，更要学习水文气象交叉方面的知识，如水文气象学、水文气象集合预报等。水文气象学的这种有机性和实践性，要求教学过程要特别强调理论要与实践结合，同时要求在水文学课程中渗透气象学知识，在气象学课程中渗透水文学知识。

三、传统水文测验实习内容及存在的问题

水文测验学是水文气象专业的必修课程，实践性强，与具体生产业务密切相关，其实习教学环节是培养水利学科应用型人才实践能力和创新能力的重要渠道，是水利类教育教学的重要环节。根据水文气象专业自身特色，积极探索适合创新人才培养的水文测验实习模式具有重要意义。

水文测验实习的主要目的在于加强学生专业实践能力的培养，提高学生的操作实践能力;通过水文测站的生产实践，初步掌握测站的主要测验业务和技能，并加深对水文测验理论的理解，使学生将水信息采集和水文数据处理基本理论、基本方法付诸实践，进行基本水文测验专业技能训练。要求学生通过在站实践，增强对水文现象的感性认识，掌握各种水文要素的观测及测验方法;通过观测、测验报表的填写和成果的计算等基本技能的训练，结合教学、科研进行试验研究，培养分析问题、解决问题的能力。传统水文测验实习的主要内容包括水信息采集的野外仪器使用培训和实际水文数据处理两部分，重点和难点在于培养和训练学生水文测验的基本技能，具体包括以下几个方面：（1）降水与水位观测及其资料整理;（2）水准测量和大断面测量及技术：完成水准测量和河道大断面测量外业工作，并完成相应的资料整理，绘制大断面图;（3）流速测验与测速垂线精简：完成流速测验，并在保证流量计算结果精度的前提下，采用最少的测速垂线数目，并确定其在断面上的分布，点绘全断面精简后的测速垂线位置图;（4）流速脉动实验：通过流速脉动实验掌握流速脉动的特性、变化及分布规律，推求流速误差与测速历时的定量关系。（5）测站资料整编：对实习测站年实际数据的分析、计算、定线、推流，初步掌握受混合影响的水位流量关系的数据处理方法;悬移质泥沙数据处理的定线方法，并进一步了解测验工作与数据处理工作的互相关系。

笔者结合在国外多年求学和教学的科研经验，考虑不同的学科特色，与国外水文测验实习方面比较，传统水文测验实习主要存在以下几个问题。

1.实习方式老套，死板照条，不具有创新性：目前高校水文测验实习，学生多根据具体的实习任务，流水线式、按部就班地完成实习内容。某些学生实习结束后都不清楚为什么要做这些测量，这些测量的目的是什么，测量出的结果怎样应用在实际生产中。现存的实习方式不能实现预期实习目标。

2.实习内容陈旧，一成不变，未考虑具体学科特点：一直以来，现在水文测验实习内容没有发生过大的变化，笔者求学时如此，为师时亦如此。现有的水文测验教材反映的是陈旧、常规的测验内容和方法，远远适应不了实际教学需要，现代先进的测流、测深及水文气象自动测报系统等新理论、新技术、新方法都没有得到应有的反映[4]。与国外高校相比，我国大多数高校没有根据本校学科的特色，制定相应的实习内容。本课程应特别注重其实践性，日本美国等国家院校，水文测验实习的比重占50%左右[5]，而我国大部分院校的比重仅20%，甚至更低。相比而言，我国水文测验教学没有侧重其实践性，不利于培养学生理论联系实际能力和创新能力。

3.教学方法落后，教学仪器陈旧，考核方式单一：国内水文测验的教学主要以理论课和野外实习相结合的方式进行，两者本身是相辅相成的关系，但某些高校往往第一年安排理论课学校，第二年安排实习课，导致两者相互脱节;教学仪器陈旧，课堂上不能展示最新的水文测验技术方法。与国外相比，国内水文测验实习主要以实习报告形式展示实习效果，考核学生对实习内容的掌握程度。这种考核方式不能合理地反映学生的实际水平，也不能有效考查学生的创新能力。

四、新学科水文测验实习的挑战与改进

针对水文气象专业的独特性，我院以实验教学示范中心建设为契机，以培养能力、提高素质为主线，以培养创新型和应用型人才为目标，构建“一体化、三层次、多形式”的水文气象学实践教学体系[6]，并在这一基础体系上进行科学有效的实施和管理。一体化是指把相关的实验知识、技术和方法有机地组织在一起形成一个完整的体系;三层次是指将实践教学分为基础性试验、综合应用型实验和实践创新型实验三个层次;多形式是指实习实践的方式不拘一格，室内、室外相结合，讲授式、启发式、自学式、开放式等多种形式有机组合的实践教学。在我院这种有机实践教学体系下，针对我国水文测验学现存的问题，结合水文气象学的具体特点，并考虑我国水文测验发展的总体方向及现代化科学技术发展的趋势，我院水文测验实习的改进措施如下：

首先健全水文测验实习内容，在原有基础上增加气象学要素，使之体现水文气象有机结合的特色，如增加多时段降水、气温、风速、辐射、湿度及蒸发的观测，分析气象因子与流量、蒸发的相关关系，总结出对流量影响最大的一个或者一组气象因子，这可以对河流流量的影响因素有更深刻的理解，也可以更好地理解水文气象过程。

其次改进水文测验的实习实践形式。野外实习之前采取理论讲解与视频演示相结合的方式，让学生理解实习的方法和原理，初步掌握实习的相关技巧;到达具体实习场所，再采取现场演示，边讲边做、边做边讲，与学生共同完成实习所要求的内容。实习过程，务必保证每一个学生亲自动手，熟练掌握每一个实习内容。同时要改变传统单一、填鸭式的实验形式，增加开放式实验环节，让每个学生或每个小组自己提出问题，自己设计实验，自己动手完成，最大限度地激发学生的创新性。

此外，要改变单一的考核评价方式，采取实习报告与现场答辩相结合的考核方式。传统实习报告的形式可以系统地、全面地考核学生是否了解实验的目的、意义，是否掌握实验内容、实验方法，是否理解每一个实验过程，是否学会争取分析实验结果，此方法具有全面性的特点。但是传统报告的形式不能合理体现学生的创新能力和实际操作能力，现场答辩可以直接考核学生的动手操作能力，通过现场提问实验的关键过程，考核学生的临场应变能力、学生对实验掌握的熟练程度，答辩与提问相结合填补了传统实习报告的不足之处，完善了水文测验实习的综合考核评价体系。

参考文献：

[1]杨文峰，周辉，李明，等.水文气象预报研究述评[J].陕西气象，2007，5：14-18.

[2]张小娜.水文气象专业设置初探[J].教育教学论坛，2013，37：134-136.

[3]芮孝芳.水文学原理[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[4]张利平，夏军，许建民，付小平.水文实验教学改革的研究与应用[J].长江职工大学学报，2001，18（3）：36-38.

[5]康艳，宋松柏，王双银.水文测验类实验项目教学方法改革探索[J].实验实践教学，2013，31：145-146.

与流体力学相关的现象篇2

论文摘要：“工程流体力学”作为能源学科的专业基础课，在本科生整个培养体系中起着举足轻重的作用，是一个很重要的教学环节。现结合成人教育对象的特殊性对“工程流体力学”课程在成教热能专业中的教学进行了探讨，综合考虑教育对象和本课程的特点对教学内容进行了补充和修正。并结合实践经验，在教学中采用互动教学的方法，以学生为主体，通过自主学习，让学生结合自己的现场经验在课堂上“讲授”，然后对教学效果进行评价，最后由老师精讲。以期达到理论与实践、专业与课程的统一。

流体力学的研究对象包括液体和气体两大物质形态，流体力学的基本任务是建立描述流体运动的基本方程，确定流体经各种通道及绕流不同物体时速度、压强的分布规律，探求能量转换及各种损失的计算方法，并解决流体与限制其流动的固体壁之间的相互作用问题。[1]在实际工程的许多领域里，流体力学一直起着十分重要的作用。无论是水利工程、动力工程、航空工程，还是化学工程、机械工程等都在日益广泛地应用着流体力学。就某种意义而言，也正是在流体力学的研究工作不断取得成就的前提下，才促进了这些工程领域的大力发展。工程流体力学是在阐述流体力学的基本理论的基础上，重点阐述和研究流体力学在工程上的应用，工程流体力学广泛应用于动力、水利、机械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、气象、环境等众多领域，是这些领域相关专业的主干技术基础课程。

一、教材与教学内容选取

“工程流体力学”教材种类繁多，[2]但是目前为止还没有一本针对能源类本科成人教育《工程流体力学》教材，笔者通过对多种教材的研读，以及往年成教上课的经验，根据各教材所涵盖的基本理论，及描述流体特性表达式推导过程的深度和难度、教材内容的广度，最终选用杨建国等人编著的《工程流体力学》（北京大学出版社，2010年1月第1版）作为成教热能专业的临时教材。

“工程流体力学”的内容繁杂、学科综合性强，流体力学内容很抽象，偏微分方程几乎贯穿全部课程。流体力学欧拉方法的思路与物理及其他力学不同，学生理解、掌握起来有困难。[3]鉴于成人教育对象数学基础和力学基础相对薄弱的特点，在授课中应尽量避免大量的数学公式的推导和微元的受力分析，把第七章相似原理与量纲分析作为自学内容，在讲解动量定理、动能定理和质量守恒定理时，把输运定理作为主要的公式推导工具，着重强调基本概念和基本原理的学习和掌握。

二、授课目标及教学方法

1.明确教育目标的职业性和教育内容的实用性

成人教育是以提高社会从业人员的履职能力和适应职业变化能力为目标的教育，其教育内容与职业需求联系紧密，以补充、改善成人的职业知识和技能为目的，实用性较强。[4]

对于成人教育一定要明确教育目标的特点，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育对象（以下称为“成人”学生）的特点可以归结为以下几点：

第一，“成人”学生职业性强；

第二，“成人”学生都有固定的工作岗位，有着丰富的实践经验，在某些方面的认识和能力要强于授课老师；

第三，“成人”学生专业基础课，例如数学和物理等的基础知识比较薄弱，很难理解深度较高、难以理解的原理和公式推导；

第四，“成人”学生渴望获取知识，尤其是能帮助其解释工作中遇到的实际问题的理论知识；

第五，“成人”学生一般工作繁重，上课时间一般是挤出来的，因此课堂授课的效率尤为重要；

第六，“成人”学生学习目的性很强，对于不相关的内容很少去涉猎，因此造成了知识面相对狭窄，从而增加了授课的难度；

第七，“成人”学生的自主学习能力强，这跟现在在校大学生的自主学习能力差形成了鲜明的对比。

因此，要时刻谨记以上七条“成人”学生的特点，在教学中要时刻把握住“成人”学生的职业性，并注意授课内容的实用性。在教学学时有限的情况下，在提高教育目标理论水平基础上，使其掌握并能运用这些理论分析在生产实践中遇到的各种实际问题，提高预判生产中出现重大问题的能力，对于某些技术人员，应使其具备流体设备及机械系统和装置的设计、运行管理的工程技术能力。技术人员经过理论知识的强化学习，再加上自身实践经验，最终可成为基础扎实、知识面宽、有较强实践能力和创新意识的复合型人才。

如何增强授课内容的实用性是授课的关键问题之一，因为授课对象是能源类“成人”学生，因此笔者认为授课内容应该结合世界目前面临的重大问题：能源危机和环境污染，也就是国家的重大政策——节能减排。当今世界能源越来越紧张，污染越来越严重，而且世界的大气污染形势和应对政策一直在变化，因此在授课中适度加入相关节能减排的内容，使“成人”学生了解世界，尤其是我国大气污染的严峻性，树立节能环保意识。增加我国最新政策和法规的讲解，如“十一五”期间的烟气脱硫；在“十二五”期间，我国将对氮氧化物进行总量控制等，以及解决这些问题所用到的必备知识之一就是流体力学。例如要想取得好的脱硫除氮的效果，就要把握烟气的流动，研究烟气流动正是流体力学的责任。我国的科技水平迅速提高，需要让学生了解污染物控制的发展趋势，如哪些理论问题仍需深入研究，哪些技术是当今热点，使“成人”学生在未来的学习研究和工作中容易找准方向。就笔者以往的授课经验，“成人”学生大多为热能专业的学生，而且大多来自发电厂或与发电厂相关的单位，他们对烟气脱硫设备比较熟悉，有可能在今后的工作中参与脱硫塔设计或运行，因此将该部分作为本课程的一个重点。通过大量图片、动画和视频讲解各种常用烟气脱硫中气体流动的特点，加入影响脱硫效果的设计思路和方法，主要是讲解烟气流动的流场、流线、流型的相关概念及理论，使“成人”学生系统掌握烟气脱硫技术中流体力学的作用。

总之，授课内容的实用性是教学的关键问题之一，授课内容实用“成人”学生才爱听，效果才好。

2.教学手段和教学方法

（1）加强理论知识的讲授。成人教育的对象多数为参加工作多年和未受过正规高等教育的成年人，即“成人”学生，他们又有着丰富的实践经验。“成人”学生虽然专业经验丰富，但是专业理论相对薄弱，尤其是专业基础知识比较薄弱，用现在本科教育的术语讲，就是专业基础课不过关。从笔者实际函授授课的经验来看，“成人”学生专业基础课尤以高等数学的基础最为薄弱，然而流体力学的主要工具就是数学。 转贴于

因此，要加强理论知识的讲授，对一些概念和基本理论要细讲精讲，为了提高他们的理解和记忆，在授课中多用一些现实生活中生动形象的实例，并加入一些图片和视频。例如在讲授流体的概念时，可以用“给他一点阳光他就灿烂，给他一点山花他就烂漫”这样朗朗上口的词句来形象说明流体的流动性；在讲授流线和迹线时，可以引用唐代大诗人王维写下的千古流传的名句“大漠孤烟直，长河落日圆”来形象地说明迹线的概念。这样既提高了学生的学习兴趣又加深了印象。此外，还可以在授课中适当插入一些图片和视频，来激发他们学习的兴趣。

（2）采用导学+启发式方法授课。实行“导学式”教学模式。即，贯彻“学生为主体、教师为主导”的教学理念，[5]在教学中实行启发式教学，充分发挥现代教育技术在提高教学效率和教学质量方面的重要作用。凭作者多年的授课经验可知，单纯采用教师讲、学生听的课堂教学模式，即使加入大量实例，教学效果仍然较差，所以讲授中进行启发互动式教学。所谓互动式教学，是在教学中教与学双方交流、沟通、协商、探讨，在彼此平等、彼此倾听、彼此接纳、彼此坦诚的基础上，通过理性说服甚至辩论，不同观点碰撞交融，激发教学双方的主动性，拓展创造性思维，以达到提高教学效果的一种教学方式。这种讲课的方式，不是老师一个人讲，而是启发学生思考。[6]

“工程流体力学”基础理论讲解比较枯燥，为了提高教学效果，经常在课堂上提出问题和例题，鼓励学生积极回答，并展开讨论，激发学生的主观能动性，从而加深理解。在教学中要把握“成人”学生的独特特点：那就是有自己固定的工作岗位，有着丰富的工作经验，对设备的结构和运行了如指掌，对设备处于非常规运行时有自己的处理方法，但是为什么这么处理他们并不清楚。例如，笔者在宁夏灵武电厂进行调研时，一个空冷岛运行专工在说到如何预测和解决空冷机组夏季出力不足的问题时，他们的经验就是大量喷水，但是他们不知道造成此现象的原因，也不清楚最佳的喷水量，也不知道雾化质量的重要性。因此在授课中就要充分发挥“成人”学生实践经验丰富的特点，让他们提出问题，然后通过自学解决问题并把自己的内容在课堂上“讲授”，教师对结果加以评论，并指出这些方法的优缺点，提高学生的创新意识；接下来精讲教材中的理论知识以及补充内容，并配以图片、动画、视频，鼓励学生思考，进行可行性分析，指出它们的优势和缺陷，并再次简要讲解相关理论，使学生的短时记忆转化为长时记忆。

（3）考核方式。由于成人教育不同于一般高校，因此采用平时成绩、期末考试成绩各占一定比例的考核方式，最终合理地给出学生的期末总成绩。平时成绩包括学生考勤、课堂讲授和问题回答情况、课下作业尤其是资料搜集情况、实验等，对整个教学过程中表现突出的学生，提高他们的平时成绩。

三、实验教学

“工程流体力学”课程的理论性和实践性都比较强，很多理论知识需要通过实验去理解、消化。因此实验教学是提高学生对知识掌握情况的必备环节。

实验教学主要的目的是通过直观的现象来理解课本知识，本课程精心选择了如下五个实验。

1.伯努利方程实验

观察液体在管道中流动时能量守恒和转换的物理现象、测绘玻璃水管管路上测压管水头线及总水头线。

2.流速和流量的测定实验

了解文丘里流量计及毕托管的测速原理。

3.雷诺实验

观察各种流态、测定流态与雷诺数的关系、观察层流时管道断面流速分布。

4.沿程阻力损失实验

加深了解圆管层流和紊流的沿程阻力损失随平均流速变化的规律。

5.局部阻力损失实验

对圆管突扩局部阻力系数的经验公式和突缩局部阻力系数的经验公式进行实验验证与分析。

四、结语

针对热能与动力工程专业“成人”学生的特点，对“工程流体力学”的教学进行了探讨，使课程更适合“成人”学生的特点，扩大了他们的知识面，增强了其主动思考的能力，丰富、深化了“成人”学生的理论知识，也为成人“工程流体力学”教学探索出有益手段。在今后的教学过程中要进一步探索新的教学方法和手段，学习和借鉴优秀教师的教学成果，不断提高自身的综合素质和专业理论知识，立足学校特色优势，继续努力进行“工程流体力学”课程的建设和探索，以期积累更多的经验和取得更大的成绩。

参考文献

[1]陈卓如，等.工程流体力学[M].北京:高等教学出版社，2006.

[2]杨建国，张兆营，等.工程流体力学[M].北京:北京大学出版社，2010.

[3孙恒朱，鸿梅，舒丹.“启发—联想式”教学方法在流体力学教学中的应用[J].中国电力教育.2010，(5).

[4]黄裕华.成人教育要突出“成教化”特色[J].福建信息技术教育，2005，(7).

与流体力学相关的现象篇3

    一、抽象性强的教学难点及其突破方法

    只有真正认识事物的本质属性,才能形成正确的概念,进而通过准确的判断,和合乎逻辑的推理,方可认识事物间的本质联系,形成系统的科学原理。但事物的本质属性和它们之间的本质联系具有极强的抽象性和隐蔽性、无法被人直接感知。而感性认识是理性认识的基础,在感知过程中,事物的真象、假象,反映事物的本质与非本质的现象,往往作为刺激信息,同时输入人的头脑。科学的概念,是人们从反映事物的本质属性的现象中,经过抽象、归纳等思维过程而形成的,而反映事物非本质属性的现象,对人的认识都起着干扰与破坏作用。所以“去伪存真,去粗取精”是认识发生飞跃的关键性环节。因此越是抽象的教学内容,往往成为教学上的难点。

    突破这类教学难点,决不能用教师无私“奉献”和学生机械背诵概念定义的方法,要强化对典型事物的感知过程和抽象、归纳过程,抓好“两去”和“两存”这一关键性的认识环节。为此教师要研究:事物的真象、假象、反映事物的本质与非本质的现象,某类事物的个性、共性各有哪些;制订观察计划,明确观察目的,确定观察内容,安排观察顺序;去什么,存什么,如何去,如何存,如何引导学生,按一定的逻辑关系用语言准确地表述概念和原理;如何利用“变式”,检查学生对概念、原理认识的是否正确。如讲解“天气”这一概念时,可按以下几个步骤进行教学:让学生说出每天电视台预报天气的内容;将天气预报内容进行如下分析:(1)空间范围的有限性,(2)时间上的短暂性,(3)大气的某些物理性(温度、湿度、降水、风力等);按上述三性表述“天气”这一概念;待讲完“气候”的概念后,将二者进行比较;举出人们日常生活中运用“天气”与“气候”两概念的正反实例,启发学生辨认正误。

    概念的本质属性越多,认识与掌握它的难度自然也就越大。如“太阳常数”这个概念,是指在下列条件下,接受的太阳辐射能量:(1)日地平均距离;(2)在大气的上界;(3)垂直光线;(4)一平方厘米;(5)一分钟内。为了防止学生遗漏其中的任何条件,或无端增添其他条件,必须引导学生充分认识每个条件,在形成概念中的作用。使学生深刻地理解到,科学概念内涵的表述必须完整和准确。

    由于地理事物存在空间的广阔性与演变时间的漫长性,和人视野的狭小性与感知时间有限性的矛盾,决定了学生对许多地理事物(或现象)都无法直接感知,认识这样的地理事物和现象自然也是十分困难的。突破这样的教学难点,除了充分借助图象和现代化的教学手段外,还可进行形象化的比拟和鲜明对比。即选取与新学事物有某种相似之处,而又为学生所熟悉的旧事物来说明。从比较两事物的异同点的过程中,使学生想象出新学事物的形象,并认识其本质属性。如为了使学生认识洋流的形象与属性,用学生已有的河流的表象讲解:象河水在陆地上流动一样,洋流是一部分海水在海洋中的流动。接着又从以下三个方面将两者进行对比:(1)洋流(指风海流)是一部分表层海水常年稳定地作水平流动,而河流则是由河面至河底,整个河床内的河水在流动;(2)洋流规模之大远非河流所能比拟(如墨西哥湾暖流在英国附近的流量,相当于长江的2600倍);(3)河水总是由高处向低处呈不规则曲线流动,而大多数洋流系统则是呈环状路线流动(通过观察世界洋流图而得),即流动有定向性。通过上述对比,使学生能想象出他们从未见过的洋流的形象,对其本质属性和流动规律也有了正确认识,最后要求学生概括出洋流的定义。

    一般地理事物多是呈三维状的实体,而表示它们的图象多是二维状的平面图。看平面图识立体物,对于缺乏立体概念和想象力的学生来说,的确是十分困难的。突破这样的教学难点,首先要通过观察模型或实物,使学生对地理事物获得正确的表象。进而通过演示教具,使学生理解立体物如何转化为平面图,转化后原物的各部分是否发生变化,发生了什么样的变化。如面对缺少测量知识的初中学生讲授等高线平面图,可用画有假想等高线的地形模型,先引导学生认识各种地表形态的名称及其特点,进而向学生说明,等高线平面图的形成可以这样设想:地面上假想的等高线按比例缩小后,垂直降落于同一平面而形成的(演示教具)。平面图上的等高线与地面上假想的等高线形状相似,但大小与空间位置却各异,后者分居于不同高度的平面内,而前者则位于同一平面内,其高度只能用相应的数字标注。其次要充分发挥学生的想像力,将图象还原成原物。如把表示山地的等高线,按其标高将它们迁移,置于相应的高度,再按比例扩大,就变成地面上假想的等高线了。

    二、综合性强、应用灵活的教学难点及其突破方法

    地理概念之间的因果联系,是地理事物之间相互制约的反映,地理概念之间的多种关系是地理事物复杂结构和多种属性的反映。地理概念体系就是对地理事物之间的多种联系和关系的高度概括。一般来讲,具有多因、多果、多层次关系的地理知识,因涉及的地理概念、原理、规律较多,而且因果关系、主次地位也常因具体情况的变化而发生改变。掌握这样的知识,不仅要有扎实的基础知识,而且还需要有较高的分析问题和灵活应变的能力,故而成为教学中最为突出的难点。

    比如有关气候的知识层次较多,各层次之间的联系和关系也十分复杂,每个层次又含有多个知识要点。如气候分布规律若按纬度位置,可分为低纬、中纬和高纬;若按海陆位置又可分为大陆东岸、西岸和中部,以及靠近大陆东、西两岸的岛屿和大洋中部的岛屿。气候因素可分为太阳辐射、大气环流和地面状况等。各知识要点的主从地位,又常因具体情况的变化而发生改变。如在一般情况下,太阳辐射是一地气候形成的最基本的因素,但对“世界屋脊”——青藏高原来说,地势高则成为影响其气候的主要因素。即是同一层次的各知识要点之间,也有比较复杂的联系和关系。如果没有扎实的基础知识,举一反三,灵活应变的能力是难以掌握的。

    突破这样的难点,必须按教材的要求和学生的实际状况出发,制订总体“战略战术”规划,实行先“个个击破”、“步步为营”、稳步前进,一旦时机成熟,再立即发动“总攻”。具体作法如下:

    第一、在引导学生充分认识概念内涵的基础上,形成正确的地理概念,并通过“变式”,锻练学生准确识别地理事物(或现象)和举一反三的能力。

    第二、在充分揭示地理事物各种联系的基础上,形成相应的地理原理和地理规律。选择适当的时机,通过小结建立起某种地理事物和现象,与其他多种地理事物和现象之间的联系,发展学生多端思维,并培养学生全面论述地理问题的能力。

    第三、通过章节或者专题总结,在理清相关概念多联系、多关系的基础上,建立相应的地理概念体系。因为知识是由概念与原理组成的体系,没有一个概念、原理不与其他概念、原理发生联系,也没有一个概念或者原理不包括在一定的知识系统之中。只有当学生了解一个概念、原理与其他概念、原理的相互联系,和它在知识系统中所处的位置时,学生对这个概念、原理的理解才会深刻,记忆才会牢固,运用起来,才能灵活易于迁移。

    地理概念体系建立的过程,也就是引导学生揭示相关概念之间纵横联系和各种关系的过程。随着揭示活动的深入,宜将揭示的结果,尽量用图示的形式展现在学生的面前。因为在图示中,需用最简炼的文字显示出各个知识要点,使它们犹如闪光的“珍珠”,给人以深刻的印象;图示中使用的各种符号,就好像人们探索各知识要点之间联系的通道。这些通道犹如人们思维活动的“金线”,将颗颗“珍珠”串联起来,形成一条一条的知识链,从而使分散孤立的知识点,组合成一个排列有序的知识整体。

    地理概念体系的建立,能够使学生头脑中的各段思路相接,各支思路相通,从而构成庞大的四通八达的思路网络系统。实践证明,地理概念体系能够为学生分析、论证地理问题,提供理论依据,也能为学生的思维活动提供线索。当他们探索地理问题时,容易做到目标明确,思路广阔,逻辑严密,思维敏捷,结论正确。

    第四、培养学生具有灵活的应变能力和良好的思考习惯。学生灵活应变能力的高低,集中反映了其思维品质的优劣。法国数学家笛卡尔曾说:“那些只是极慢前进的人,如果总是遵循正确道路,可以比那些奔跑着然而离开正确道路的人走在前面许多。”欲有正确行动的路,必先找出正确思维的路。正确的思路从哪里来?辩证唯物主义认为:认识是人脑对客观世界的反映,建立在客观规律基础上的思想,才是正确的思想。根据这一基本原则,地理概念是人脑对地理事物(或现象)本质属性的反映;地理原理是人脑对相关地理事物之间相互联系的反映。学生对地理概念、原理、规律认识的形成过程,都能使他们地理思路随之得到一定的“延伸”,或增添新的思路支脉。

    而每个地理概念则成为地理整体思路网络上的思维点,每条思路都是由若干相关的思维点之间固有的联系渠道,在人脑中的反映。

与流体力学相关的现象篇4

【关键词】物理教学 思维方法 培养

新课程标准强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。”物理中的现象、概念和规律，单凭教师的讲解很难达到理想效果。如果指导学生运用相应的物理科学方法去认识和理解，就会大大提高学生对这些物理现象、概念和规律的认知能力和理解能力。因此在物理教学过程中，要重视对学生进行物理思维方法的培养，只要学生掌握了科学的物理方法，就拥有了打开物理知识殿堂的钥匙。那么，我们应该对学生进行哪些物理科学方法的培养呢？

一、转换法

所谓转换法，是指通过对研究对象、物理状态、物理规律、思维角度、物理过程、物理模型等的转换，达到化繁为简，化难为易，使问题巧妙获解的一种思维方法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常采用转化法转而观察其他相关的物理现象或间接测量其他相关的物理量来完成研究。

（一）转化法在物理实验现象方面的应用

在研究电热与什么因素有关时，电热的多少是无法直接“看出”的。怎么办呢？我们可以转化一下思维，电热能使煤油温度升高，煤油吸收的热量越多，温度升得越高，我们只要比较煤油温度的高低，不就知道了电热的多少了吗？还有，磁场看不见、摸不着，那磁场真的存在吗？我们把小磁针放在磁体周围，可通过观察其是否转动来确定。电磁铁磁性的强弱无法用肉眼判断，可转换为通过其吸引大头针数量的多少来判断，吸引得越多说明磁性越强。教材中在物理实验现象方面应用转化思维的非常多。我们将小球的动能转化为对小木块做的功，被推动距离越远则动能越大；把测滑动摩擦力的大小转换成测拉力的大小；根据小灯泡是否发光来推断导线中是否有电流。

（二）转化法在测量工具方面的应用

依据水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩来反映物体温度的变化情况，从而制成温度计。再如，利用弹簧在一定限度内，所受的拉力越大伸长越长的原理来制成弹簧测力计。

二、控制变量法

自然界中的各种现象并不是孤立存在的，而是相互联系的，因此，事物绝不仅仅只受一个因素的影响，而是受相互交错的多种因素的共同影响。简单地说，控制变量法是一种研究问题的方法，在研究某一物理量与多个因素的关系时，先使一个因素变化控制其余的因素不变，从而逐一研究出此物理量与所有因素的关系，这样就把多因素问题变成多个单因素的问题。

例如，高中物理中研究摩擦力与哪些因素有关的实验。我们猜想摩擦力可能受压力大小和接触面的粗糙程度的共同影响。在研究摩擦力与压力的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，这样就排除了因接触面粗糙程度不同而对摩擦力的影响，只改变作用在接触面上的压力大小，这种情况下若摩擦力也发生了变化，足以说明摩擦力与压力有关，若摩擦力没有变化，则说明摩擦力与压力没有关系。同理，研究摩擦力与接触面的粗糙程度关系时，需要控制压力不变，只改变接触面的粗糙程度。

还有，研究通过导体的电流I与导体两端的电压U和导体的电阻R的关系时，要研究电流I与电压U的关系，需要保持电阻R不变；若要研究电流I与电阻R的关系，需要保持电压U不变。课本中研究影响电阻大小的因素、焦耳定律、研究影响电磁铁磁性强弱的因素、研究影响压力作用效果的因素、研究影响液体压强的因素、阿基米德原理等用的研究方法也都是控制变量法。控制变量法是高中研究物理问题最常用的方法之一。

三、理想实验法

理想实验法是指在实验基础上经过概括、抽象、推理得出某些规律，而得出的这些规律却又不能用实验直接验证的一种研究问题的方法。理想实验法在科学研究中有着重要的作用。牛顿概括出牛顿第一定律前，伽利略设计了斜面小车实验，分析认为运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动的时间就越长，进一步推理如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，物体将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。这就是历史上著名的理想实验。还有验证声音的传播需要介质时，逐渐抽出玻璃罩内的空气，闹钟的铃声越来越小，我们进一步推理，理想情况下假如把玻璃罩内抽成真空就听不到铃声了，说明真空不能传声，声音传播需要介质。

四、类比法

类比方法最早是由亚里士多德提出的。所谓类比，是指根据两个对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种推理方法，实际上是一种从一般到一般或从特殊到特殊的推理过程。类比方法可以帮助我们理解一些抽象、无形、陌生的物理现象和物理知识，在物理学中有较广泛的应用。例如为帮助学生理解电流和电压，可以把电流、电压与水流、水压进行类比。抽水机提供了水压，水压使水沿着一定的方向流动形成水流，水流通过涡轮使涡轮转动消耗水能；电源提供电压，电压使电荷做定向移动形成了电流，电流通过电灯消耗电能。学习原子结构时，把电子绕原子核高速旋转的原子结构模型与九大行星绕太阳运转的太阳系进行类比。

五、等效替代法

与流体力学相关的现象篇5

一、对设计方案进行评价

例(黄冈)物体在流体(液体和气体)中运动时，受到的阻碍物体运动的力，叫流体阻力.这种阻力的大小与哪些因素有关呢？(1)请仔细观察如图所示的应用实例，对影响流体阻力的因素提出一种猜想：.(2)小刚同学猜想：流体阻力可能与运动物体表面粗糙程度有关.

他设计了如下的实验方案：

①用弹簧秤拉一艘底面光滑的船模型在水中运动，记下弹簧秤的示数F1；

②用弹簧秤拉另一艘底面粗糙的船模型在水中运动，记下弹簧秤的示数F2；

③通过比较F1与F2的大小，就能得出物体受到流体阻力是否与物体表面粗糙程度有关.

请你对小强同学的实验方案中存在的问题，进行评估(只需写出一条评估意见)：.

分析与解答此题是探究实验题，但在探究之余，又要学生对其他学生的探究进行评估，这是中考试卷中的亮点，是试卷改变科学文化知识方面考查，素质教育评价的尝试，命题者独具匠心.研究流体阻力与物体表面粗糙程度关系时，首先要控制变量(从流体性质、物体大小、流速等方面)；其次还要注意方法的可行性，能否用弹簧测力计测出流体阻力及它们的差别.答案为：(1)流体的阻力与物体的形状、正截面积大小、物体相对于流体的速度、流体的性质等有关；(2)实验方案中存在的问题：①没有控制使用同一艘船模型；②没有说明船应做匀速直线运动；③没有说明弹簧秤应对船施加水平力方向的力；④没有控制船的运动速度相同；⑤船模型在水中低速运动时，两艘底面粗糙程度不同的船受到的阻力差别可能不大，弹簧秤读数无法显示差异.

二、对实验操作的评价

例(宜昌)在探究凸透镜成像规律的实验中：某同学在做实验时，先把蜡焰放在较远处，使物距大于2倍焦距，测出物距，然后移动凸透镜，观察光屏上成清晰的像时，测出像距，并记录像的大小、正倒和虚实.请问他的操作方法正确吗？为什么？

分析与解答实验探究的是物距、像距及对应的像的大小、正倒、虚实关系，不同物距，像的情况不同(像距、大小、正倒、虚实)，测出物距后，再移动凸透镜，就使物距发生了变化，前面测量的物距变为无效数据.答案：操作不正确，在测出物距后，再移动凸透镜，物距发生了变化.

三、对实验数据处理的评价

例(泰州)在测量小灯泡功率的实验中，表1为一小组的实验记录(该小组所用灯泡的额定电压为3.8 V)：

表1

实验序号电压(V)电流(A)电功率(W)额定功率(W)

13.00.240.721.13

23.80.301.141.13

34.50.341.531.13

由表1可知，该小组的错误是：.

分析与解答物理实验中，对某一物理量往往要进行多次测量，而多次测量并不相同.有的多次测量是为了求平均值来减小误差，有的是为了使实验结论具有普遍性,有的是为了便于比较不同情况下对应物理量的变化及现象.本实验中测出了不同电压、电流下的电功率并不是为了求平均值，因为在不同情况下，电功率并不相同，额定功率应该是额定电压下的功率.答案：不同电压下，实际功率不同，额定功率是额定电压的功率，测额定功率不应该取平均值.

四、对实验结论进行评价

例(哈尔滨)同学们在一起交流学习体会时，一位同学说：“电路消耗的总功率都等于各用电器消耗的功率之和”.另一位同学想用实验来验证他的说法是否正确，于是他设计了甲图所示的电路进行实验.图中电源电压为3 V，实验中他记录的数据如表2所示.

(1)请你用笔画线代替导线将乙图中的各器材连接成测A点电流的实验电路.

(2)计算出表格中相对应的电功率填入表格内，并分析表格中的数据写出实验的结论.

(3)请你对该同学验证的过程与得到的结论是否科学，谈谈自己的观点.

表2

测量的位置ABC

电流I/A0.40.10.3

电功率P/W

与流体力学相关的现象篇6

[关键词]物理教学电磁学电磁场电路

物理教材中所阐述的内容主要是经典物理学的基础知识，这些理论是建立在牛顿时空观的基础上，以力学、电磁学为重点。本文就电磁学部分的教学谈谈自己的观点。

一、电磁学的知识体系

电磁运动是物质的一种基本运动形式。电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用，其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象、电磁辐射和电磁场等。为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的。透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学。对此，应从以下三个方面来认真分析教材。

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行。只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力。

场是物质的相互作用的特殊方式。电磁学部分完全可用场的概念统一起来，静电场、恒定电场、静磁场、恒定磁场、电磁场等，组成一个关于场的体系。

“路”是“场”的一种特殊情况。物理教材以“路”为线的框架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。

“场”和“路”之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的，“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法。

2.认识物理规律

规律体现在一系列物理基本概念、定律、原理以及它们的相互联系中。

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较，找出它们相互之间存在的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的。

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系，电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体。

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念。

“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律。在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线。本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的重点和核心是感应电动势。运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步。

3.通过电磁场所表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明，在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用，运动电荷的周围除了电场外还存在着磁场。磁体的周围也存在着磁场，磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。科学实验证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态。

运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用，所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的。麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场。按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。转从场的观点来阐述路。电荷的定向运动形成电流，产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场。导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处。导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷，当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止。

二、以知识体系贯穿始终，使理论学习与技能训练相融合

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题。电场部分是学好电磁学的基础和关键。电场强度、电势、磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念。电场线、磁感应线是形象地描述场分布的一种手段。

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等。场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度。在电场中用电场力做功，说明场具有能量。通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了。

与流体力学相关的现象篇7

关键词:多媒体教学;工程流体力学;教学效果

中图分类号:G642.0　文献标志码:A　文章编号:1673-291X(2010)03-0247-01

一、前言

随着计算机技术的普及和网络技术的迅速发展,多媒体教学已被高等院校广泛采用,并深受广大师生的欢迎。因此,利用多媒体教学手段开发学习资源,构建新的教学模式,达到最佳教学效果,成为国内外提高教学质量、改革教学方式的重要手段。

本文通过工程流体力学教学实践,探讨多媒体教学在授课过程中产生的效果。提出了在工程流体力学教学活动中将多媒体技术与传统教学手段相结合,活跃课堂气氛,提高学生学习的积极性和主动性。达到优化教学效果的目标。

二、传统教学模式的利与弊

传统教学模式历史悠久,教育理论成熟,已经积累了丰富的经验。在传统教学中,通过教师的形象、生动的讲述,学生易于接受,师生之间可以面对面地探讨疑难问题。对于工程流体力学而言,教学内容不可避免地会涉及到数学公式的推导,传统的板书教学方式即可以留给学生更多的思考时间,同时又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强记忆。然而传统式教学主要依靠粉笔与黑板的教学条件,是以教师为主体的教学模式,从而大大降低了教学效率,也扼杀了学生个性的发挥和创意的产生。

三、多媒体教学的特点

多媒体教学以其鲜明的教学特点,丰富的教学内容,形象生动的教学情景,在教学过程中发挥了重要的作用:

第一,激发学习兴趣,有利于提高课堂效率。兴趣是学生获取知识、拓宽视野、丰富心理活动最主要的推动力。多媒体技术综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动,激发学生的学习兴趣,从根本上改变了传统教学模式的单调性。而且多媒体教学可以充分发挥学生听觉、视觉等器官对信息的接收,对学生的眼、耳等器官进行多重刺激,从而活跃学生的思维,增强学生记忆力,提高课堂效率。第二,直观、易懂,有利于提高教学质量。流体力学是从力学的观点出发,主要研究流体所遵循的宏观运动规律以及流体和周围物体之间的相互作用规律的科学,在日常生活和各种工程实际中具有广泛的应用领域,是动力工程和流体机械专业一门重要的专业基础课。与固体的运动规律相比,流体在运动过程中存在诸如激波、接触面间断、两相流体之间相互掺混等复杂现象。多媒体教学手段能够通过图片、动画和视频资料等直观、清晰地观看复杂的流动现象,使学生较容易地掌握相关内容,提高教学质量。第三,增加教学容量,节约空间和时间。工程流体力学研究内容较多,涉及范围较广,在有限的课时内传授给学生的信息量较大。传统教学中知识的传播主要靠教师的口授与黑板板书,在一定程度上限制了课堂信息的含量,多媒体教学充分地利用了电脑能够存贮大量信息的优势,授课的信息量明显增多,教学内容更加丰富,使学生在有限的时间内接收更多的知识,开阔了学生视野,增加课堂知识的容量,提高了教学的效率。

四、多媒体教学手段与传统教学方式相结合

多媒体教学的发展并不意味着摒弃一切传统的教学方法和手段,而是将多媒体教学与传统教学方式相结合,扬长避短,发挥各自的优势,更好地服务于教学工作。

工程流体力学教学内容主要包括两大部分,理论教学和流体力学实验教学。

工程流体力学理论教学部分包含大量流体力学的基本概念、基本方程和一些复杂的流动现象。例如在教学过程中,流体静力学基本方程的推导过程依然使用传统教学中的板书,这样既可以留给学生足够的思考时间,又可以加深学生对公式推导过程的理解,加强学生的记忆能力。而对于某些基本概念和特定的流动现象,可以通过多媒体教学手段,加深学生对基本概念和流动现象的理解。

流体力学实验是流体力学教学中的重要组成部分之一,贯穿于课程始终。现行流体力学教学实验多为验证性实验,实验方法单一,同时,还受实验老师较少、实验课时有限以及设备等多种因素的影响,学生选择的范围极小,在很大程度上制约了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,不能很好地达到流体力学实验教学的要求。然而引入多媒体教学手段以后,学生可以灵活地改变实验条件,演示各种实验现象。

参考文献:

与流体力学相关的现象篇8

1. 知识传授与情感交流的关系

要处理好知识传授与情感交流的关系，主要是要处理好“人”与“机”的关系。这里“人”包括老师和学生，“机”指得是多媒体教学的软、硬件。

大家都知道，教师与学生之间的交流是双向互动的，既有知识的传授、反馈，又有感情的交流。而“人”与“机”的交流是单向的，且缺乏能动的情感交流。这就决定了人机交流不能取代师生交流。因此，在多媒体的使用时间比例上，要突出教师在“教”中的主体地位，而不能以“机”取而代之。在多媒体的使用方式和时机上，要突出学生在教学中的主体地位，要有利于发挥学生的主观能动作用。因为语文是人们交流思想、表情达意的工具，语文教学要教会学生用语言文字表达自己的思想情感。语文教师应该以自己的激情，唤起学生的热情，用充满情感的话语和体态，传达自身的情感体验，同时也要关注学生的情绪变化，引导学生体验文章的思想情感，表达自己的情感体会。如果老师被多媒体软、硬件所取代，师生的感情交流就无从谈起。因此，制作多媒体的课件，要注意融入情感调动因素，如音乐、朗读录音等。

2. 图形图像与语言文字的关系

语文是一门讲究形象思维的学科，文学艺术注重形象可感。在语文课上，老师为了让学生形象直观地感受到课文内容，选取许多图形图像制作课件，但是他们忽略了一个问题：语文不是因图像而形象，老师要做的是让学生在阅读理解语言文字中感受到文章的思想情感以及带来的美的愉悦，也就是说要让学生通过语言文字生动形象的描述激发自身的形象思维――想象，在大脑中呈现出相关的具体图景。在制作语文课件时，图形图像资料的应用要遵循只取所需、适可而止的原则，不要过于注重课件外观的精美而添加图形图像，这样可以避免喧宾夺主，也可以减小课件的容量，便于携带和运行。对于学生比较陌生或缺少相关生活画面但又与课文理解密切相关的内容，可以在课件中加以呈现。在教学中要引导学生利用语言文字的描述想象和再现有关图景。例如在诗歌教学中，要充分调动学生的想象力，想象和体会诗歌的意境，可以指导学生用自己的话描述感受到的生动画面，并把它们画下来，在用实物投影仪等设备展示出来。这样，既给学生以形象直观的感受，又保护了他们的想象力，还使他们得到美的熏陶。在语文教学中，老师的任务不是简单地图解课文描述的人和实物，而是借助图形图像创设情境，引导学生把语言文字还原成生活图景，并加以感受或表达，其终极目标是用图形图像唤醒语言文字的感受，进而创造新的生活图景，丰富情感体验。所以展示图形图像不能代替阅读主体的想象，观看电视剧不能取代阅读文学作品。前者在多媒体教学中只能起到辅助、拓展、丰富的作用。

3. 边缘知识与语文知识的关系

语文是一门工具科。为了体现其工具性及其在各个学科中的运用，语文教材内容选材广泛，天文地理、历史风情都有涉及，学生的知识面显然不足以覆盖这些。为了帮助学生理解课文内容，教师势必要补充相关资料，创设相关情境。特别是一些说明文和具有深远历史背景的文章。为了创设情境或介绍相关知识，语文老师在教学这些课文时，往往会利用多媒体课件展示有关素材，介绍说明对象，介绍有关历史背景，加深学生对它的认识和了解。没有正确处理好边缘知识和语文知识的关系，表现在制作课件的内容上就体现为：语文学科知识弱化，其他学科知识突出。

4. 课堂气氛与教学密度的关系

与流体力学相关的现象篇9

初中物理涉及到的研究方法有很多,以下试举数例加以说明。

一、控制变量法

自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单个自然条件下整体观察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是“控制变量”的方法。

在初中物理实验过程中,控制变量法是一种最常用、非常有效的探索客观物理规律的科学方法,其在初中物理教材中的应用有:

1.研究蒸发的快慢与哪些因素的有关;

2.研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;

3.研究液体压强与哪些因素有关;

4.研究浮力大小与哪些因素有关;

5.研究压力的作用效果与哪些因素有关;

6.研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关;

7.研究动能、重力势能大小与哪些因素有关;

8.研究导体的电阻与哪些因素有关;

9.研究电阻一定、电流与电压的关系;

10.研究电压一定、电流和电阻的关系;

11.研究电流做功的多少与哪些因素有关系;

12.研究电流的热效应与哪些因素有关;

13.研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系;

14.研究物体吸收放热的多少与哪些因素有关;

15.研究电功大小与哪些因素有关;

16.研究通电螺线管的极性与哪些因素有关;

17.研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关;

18.研究感应电流的方向与哪些因素有关;

19.研究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。

二、等效替代法

等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当,学生不仅能顺利得出结论,而且容易接受和理解。

在初中物理教材中的应用有:

1.研究串、并联电路时,引入总电阻的概念;

2.等效替代法测电阻;

3.滑动摩擦力的测量;

4.“曹冲称象”;

5.通过导体时产生的一些现象(如小灯泡发光)来确定是否有电流通过;

6.研究大气压的值时,用水银柱高所产生的压强来研究大气压;

7.在平面镜成像的实验中用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同。

三、推理法

有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论。

在初中物理教材中的应用有:

1.研究声音不能在真空中传播;

2.研究牛顿第一定律。

四、类比与归纳法

类比法是指由一类事物所具有的属性,可以推出与其类似的事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法。从一般性较小的前提出发,推出一般性较大的结论的推理方法叫归纳法。在科学研究中,归纳法发挥着重要的作用,许多物理概念、定律及规律的获得都是借助了归纳法的力量,由实验(演示实验或学生实验)归纳获得的。

在初中物理教材中的应用有:

1.研究电流和电压时,用水流和水压类比;

2.用水波类比声波;

3.类比磁极间和电荷间的相互作用。

大多数定理和规律的提出都应用了归纳法,比如铜能导电、银能导电、锌能导电,则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理,我们要反复地通过实验来验证它的正确性;然后归纳、分析整理得出正确的结论。在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排,于是我们验证了阿基米德原理的正确性,使用的正是这种方法。

五、图像法

图像是一个数学概念,用来表示一个量随另一个量的变化关系,很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况,因此图像在物理中有着广泛的应用。在实验中,运用图像来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。

在初中物理教材中的应用有:

1.固体的熔化和液体的凝固图像;

2.研究欧姆定律的电压与电流图像;

3.研究物体匀速直线运动的路程与时间图像;

4.液体的沸腾实验图像;

5.探究物质的密度的图像。

六、转换法

对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身,通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等去认识事物的方法。

在初中物理教材中的应用有:

1.用细线测量地图上铁路线的长度,直尺和三角板测硬币的直径;

2.用小磁针研究磁场方向;

3.用电磁铁吸引大头针的多少来比较磁性的强弱;

4.根据电灯的亮暗程度比较电流的功率;

5.通过比较电流的大小来比较电阻的大小;

6.通过观察木块被运动物体撞击后移动的距离大小来比较物体动能的大小;

7.通过观察木桩被打入沙中的深浅来比较重物的重力势能的大小;

8.通过墨水滴入水中的扩散现象来说明分子的运动特点;

9.通过物体形变量的大小来说明物体受力的大小。

研究方法多种多样,每一种方法都有自己的特点。在指导学生研究物理现象、概念和规律时,教师应潜移默化地渗透科学研究方法,正确地认识各种教学方法的功能和效果,在具体教学过程中,根据实际情况选择不同的教学方法。

另外,研究某些物理知识或物理规律,并不是仅仅用到一种方法,往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小)、归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法。可见,物理的科学方法题无法细致分类,我们在教学过程中应注意培养学生的综合能力。

参考文献:

与流体力学相关的现象篇10

脉诊是中医重要的诊法之一，具有完整、系统的理论体系，长期以来，在中医理论体系及诊疗实践中占有非常重要的地位。中医一直把脉诊作为探测病因、病位、病性及预测疗效的根据之一，在临床诊病中发挥着十分重要的作用。几千年来，中医一直依靠手指触觉来体会患者动脉搏动时所提供的脉象信息，在判别脉象的属性方面仅停留在一些形象化的概念上。对某一脉象的认识，是以医生指下的体会结合该医生对脉象概念的领会来加以鉴别，缺乏客观指标作为判定脉象的标准，所谓“心中易了，指下难明”，因此，脉诊的客观化是一个亟待解决的问题。

1 概述

《素问·阴阳应象大论》中记载：“善诊者，察色按脉，先别阴阳。”脉象就像一面镜子，可以反映患者脏腑气血的盛衰和邪正消长的情况。历代医家经过长期的临床实践和总结，形成了多种用以表现生理、病理信息的脉象种类，有据可查的就达80余种，目前各种中医书籍上只讲述常用的27种或28种；而且，中医的每一种脉象均有其名称，通常至少有5年以上的经验才可能掌握这种诊脉的基本方法。长期以来，众多医家对诊脉的部位、取脉的方法以及病脉和常脉等做了深入论述，但对脉象客观化的研究一直没有重大进展和突破。

现代科学技术的进步为疾病脉象的客观研究提供了新的方法和手段。如果能在中医理论指导下，采用现代信息技术等对疾病的脉象信息进行提取，并将脉象信息与疾病的生物信息进行关联研究，从而形成开放的脉象理论系统，真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的，将为现代中医学理论体系提供新的理论思想和认知系统。

2 脉象信息获取的测量学分析

从测量学的角度来看，传统脉诊中普遍采用的“独取寸口诊法”是医者以自己的手指作为传感器，依靠指端的触觉、压觉、振动觉，对被诊者的脉速以及左、右掌后桡动脉寸、关、尺三部的脉动压力及其分布情况进行检测，并通过指法的变化来检测桡动脉管在受到各种干扰力的情况下的动态变化。由于诊脉以手指为工具、以经验作为判断依据，因此，医者用手指测得的脉象并非是各个被测量的一个精确的数值集合，而是医者在不同的指法下对被测者脉搏搏动时其皮下桡动脉管的各种运动形式的感觉和总体印象。手指脉诊中所采用的传感器性能是不统一、不标准、不恒定的，这个特点从根本上决定了手指脉诊带有主观性，是一种模糊的、不准确的测量。此外，由于被诊者的人体差异以及医者师承经验的不同，使得脉象的辨认和识别缺乏统一、精确的标准，但若从各种不同的疾病中去仔细分析和研究，一定能体会到脉象的复杂分类与不同类型的疾病之间有着密切的关系。

从信息提取的角度看，传统的中医脉诊是采用柔性感传器装置(医生的手指)，通过阻尼系统(患者的表皮及皮下组织)对柔性管路(患者桡动脉)以及其中的脉动液体流(患者血流)进行复杂的动力学分析后，经医生比较、综合，最后得到的脉诊结论。事实上，脉诊是一套完整的有机信息提取、处理和分析过程，这也是目前中医脉诊客观化遇到障碍的根本原因之一。现有检测人体中医脉象信息的装置，或是信息量不足(常见的单点式脉象换能器的脉象仪)，或是所得到的信息与中医脉诊理论不直接相关(如光电容积脉搏波、阻抗容积脉搏波)，或是信息的提取有别于传统方法(如现有的刚性多点阵脉象检测装置)[1]。

笔者认为，要实现脉诊的客观化，首先要求我们必须根据中医药基础理论对脉象进行本质研究，然后采用现代生理学的方法来阐明脉象的形成机制，进而用各种相关的物理指标来量化地描述脉象的特征、分析脉象的信息结构，并在此基础上建立脉象的数理模型，最后采用相关的物理传感器来实现脉象信息的检测。总之，针对中医脉诊客观化的研究，应在符合传统中医脉诊方法学的基础上，提取更多、更直观的信息，通过更完善的信息分析与处理，在与中医脉诊实践的相互印证中，逐步实现中医脉诊的客观化。

3 国内外相关研究现状分析

关于脉象的客观化研究现状，一些学者从不同侧面进行了分析与总结。谭氏等[2]认为，自20世纪50年代以来，结合现代科学技术的最新进展，对脉诊学的理论、诊脉方法、临床诊断和实验研究等方面均开展了大量工作，取得了较大的进展。对人体脉搏系统的信息检测和建立人体心血管系统的动力学模型，一直是生物力学和生物医学界所关注的重要问题之一。现代医学研究表明，心脏有节奏地间歇性射血引起主动脉内的压力和流量脉动，由心脏沿动脉向外周血管传播，其传播的波形随心血管系统性能的变化会发生敏感和显著的变化。国内学者根据中医脉诊的原理，研制了种类繁多、性能各异、工作原理不同的脉象传感器[3-7]。利用这些传感器基本上可检测出中医诊脉的各种脉象。另外，在理论方面也作了较深入的研究，对脉搏波的特征信息提出了各种不同的分析方法，取得了一定的进展[8-11]。有学者认为，脉象研究要突破上述经验性表象描述的局限、真正与现代数理科学相结合，就必须从心脏运动和动脉管道运动的生物力学特征入手，建立脉象的生理、数理模型[12-13]。

另外，生理学研究表明，脉象主要综合了心脏和血管的舒缩运动、血管管道的弹性振动以及在手指压力的干扰下血流和血管运动的变化所产生的多种信息，是这3种主要运动在寸口处使医者的手指产生的连续时间的空间立体感觉[14]。据此，从20世纪80年代开始，学者们对脉象的信息构成进行了研究。李氏[15]概括了脉象的信息特征，认为切脉时浮取、沉取所感受的脉管运动形式是不同的，浮取时感知的主要是桡动脉管壁的位移，而沉取时感知的是压力脉搏波；并在此基础上对中医27种脉象各种指感的物理因素作了分析，对脉象的函数表达和曲线族进行了研究，得出了各种脉象与相应的物理变量之间的函数关系，综合地反映了脉象在时间、空间上的分布形态。对脉象的一系列生理、物理研究以及实践都表明，上述各物理量的集合能够较为全面地表征指感脉象的特点。然而，这种表征方式存在着局限性，采用这些物理量只能建立脉象的经验性表象描述，并不能从生理机制上刻画脉象的内在本质。当然，也有学者开始思考利用相对成熟的检测方法进行脉象研究，该研究参阅相关资料，从理论上对脉诊与心电图QRS波的相关性进行论证，结合临床对实际操作进行可行性分析，得出了“心电图QRS波与脉象的联系有密切相关”的结论，认为参考心电图的变化，尤其是QRS波的变化，结合临床辨证施治，有助于脉诊学的研究与发展[16]。

但是，脉象客观化研究举步维艰，不仅仅表现在脉象信息获取技术的局限性上(现有检测人体中医脉象信息的装置，或是信息量不足，或是所得到的信息与中医脉诊理论不直接相关，或是信息的提取有别于传统方法)。由古代中医从全方位对整体脉象的动态描述可以看出，脉象描述参数是多元的，是从整体着眼的，它不仅包含空间函数，还包含着时间函数，是一个综合了时间和空间的多维概念。另外，古人对脉象的论述是与病证结合起来，是熔医、理、脉、法于一炉的。因此，这些研究还是简化的、局部的，在反映系统整体性和规律性方面与实际应用还有较大差距。主要表现为：①对脉象特性缺乏统一的认识，对脉象的表述没有一致的方法。②脉图特征及其分析方法研究多为单一的时域分析方法。由于脉象形成极为复杂，它与血管结构和特性、管外肌肉和皮肤组织、血液特性等多种因素有关，反映的是一个综合的结果，若用单一的时域分析方法来处理采集到的非线性、非平稳的脉搏波信号有一定的局限性。因此，寻找新的脉搏信号提取方法来研究脉象是非常必要的。③关于脉象、脉图形成机制研究，目前多限于血液流变学、微循环障碍、血流动力学、心功能4个方面，但能够反映心血管状态的病理指标(如冠状动脉狭窄程度、心脏和颈动脉超声、炎症指标、血脂异常等)和脉象、脉图参数的相关性研究报道较少。脉象和心血管状态的关系有待进一步探索。④目前脉象客观研究还尚未从脉象基本要素的角度进行量化研究，也就是说，还没有学者去探索有哪些生物信息指标或脉搏参数对判断患者的脉位、脉力、脉长、脉宽、脉流利度、脉紧张度等基本要素可以起到量化作用。

4 方法探析

笔者认为，开展中医脉象客观化研究必须具备以下2个基本前提。第一，坚持以中医药学基本理论为指导。确立以中医学基本理论为指导并贯穿研究过程始终的研究思想，是中医脉象理论现代研究不走弯路并能正确开展的前提和保证。只有坚持以中医药学基本理论为指导，才能使脉象理论现代研究的最终成果既能实现现代语言的科学表述，又能在确定自我主体价值的前提下进行传统与现代的渗透与融合，从而形成脉象理论的开放系统，真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的。第二，合理界定脉象理论体系和具体脉象的描述体系。中医脉象理论是历代医家在长期医疗实践过程中，对脉象特征及脉证关系了解与认识的不断深化，进而加以概括和总结，逐步形成的，是由经验上升为理论的科学模式形成过程。要想验证经验科学所形成结论的正确性，必须回到经验科学的原始材料中去，对其进行系统梳理和整合，理出中医脉学的理论思想体系，确立具体脉象合理的特征标识，正本清源。

目前，国内外脉象客观化的研究往往是个案式的考察，没有对古代文献的脉象描述进行全面的大规模研究。本研究拟以“中医药文献保障系统”为基础[17]，对实验脉象进行穷尽式全面排查，编历出古代文献中与其相关的词语与概念，建立脉象描述体系(脉象特征)。该研究可以基本理清中医脉象构成各要素及其关联关系的基本轮廓。

5 相关探索

利用自然语言处理(NLP)技术与方法，开发研究关键技术，针对中医药传统脉证知识，构建古代脉象数理模型，将该数理模型运用到现代生物医学及现代中医药文献中，并结合多知识源融合的脉象数理模型分析器，挖掘现代生物学、生化学相关关联指标，进而构建现代脉象数理模型，实现脉象的现代数理量化描述，从而形成脉象理论的开放系统，真正实现发展创新中医脉象理论的最终目的。

本课题组现已进行了大量的基础性研究工作，具体包括以下几点：①开展针对专业文献文本理解的数据基础研究。研制开发中医药文献自动分词和词性标注系统，开展行文架构研究，研制中医药语义词典，为基于大规模真实语料的中医药各项研究奠定了数据基础[17-18]。②研制开发非相关文献知识发现辅助系统，并利用专业语义词典提供的多种词法及句法结构，进行词性、语义类以及共词排除等多种控制，这在国际上尚未见到相关报道，是对非相关文献知识发现理论本身的一种创新与发展[19]。③将非相关文献知识发现应用到中医药脉象客观量化研究领域，为中医药研究提供新的理论、方法，注入新的活力。

参考文献

[1] 沙 洪，赵 舒，王 妍，等.中医脉象多信息采集系统的研制[J].中华中医药杂志，2007，22(1)：21－24.

[2] 谭延亮，游开明，陈列尊，等.脉诊客观化研究新思路[J].四川中医，2007， 25(8)：21－23.

[3] 凌志远，杨大本.一种新型脉搏换能器的研制[J].华南理工大学学报(自然科学版)，1992，20(3)：79－85.

[4] 黄献平，李冰星.BYS14型心电脉象仪与MX811型脉象仪的比较[J].湖南中医学院学报，1999，19(1)：66－67.

[5] 曹玉珍，张力新，王超文.三导脉搏波传感装置[J].仪表技术与传感器， 1996，(11)：42－43.

[6] 梁中庆，阮晓声.光闸式桡动脉搏传感器的研制[J].中国医学物理学杂志，1996，13(1)：55－57.

[7] 王国力，赵子婴，白金星.PVdF压电薄膜脉搏传感器的研制[J].传感技术学报，2004，12(4)：688－692.

[8] 罗志昌，张 松，杨文鸣.脉搏波波形特征信息的研究[J].北京工业大学学报，1996，(3)：71－79.

[9] 胡家宁，阎述池，王秀章，等.脉象人工神经网络分析系统模型[J].中国医科大学学报，1997，26(2)：134.

[10] 王炳和，郭红霞.人体脉搏系统传递函数模型的参数估计与脉搏波仿真[J].计算机工程与应用，2004，40(8)：193－195.

[11] 柳兆荣，徐 刚，陈 泳，等.动脉中血液脉动流的一种分析方法[J].应用数学和力学，2003，24(2)：205－214.

[12] 李晓阳，曾衍均.动脉壁三维含残余应力因素的本构方程[J].中国生物医学工程学报，2002，21(1)：28.

[13] 蔡绍皙，王贵学，欧阳克清，等.关于血管内皮细胞膜张应力累加效应的实验研究[J].中国生物医学工程学报，2002，21(1)：9.

[14] 王东生，雷 磊，李新芳，等.从泊肃叶定律看中医脉象形成的机理[J].中国中医基础医学杂志，2001，7(6)：5.

[15] 李景唐.中医脉象的客观描述和检测[J].中国医疗器械杂志，2001，25(6)：318.

[16] 卢贺翔，李 冀.脉诊与心电图QRS波的相关性探讨[J].陕西中医，2007，28(2)：181－183.

[17] 王振国，刘 耀.对古代科技文献信息构建的理论与文法——中医药古文献的开发与利用[J].情报资料工作，2005，(2)：32－34.