大學物理下冊公式總結大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇大學物理下冊公式總結范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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【Abstract】College physics multimedia teaching course are used increasingly become an important means of teaching. However， the use of multimedia in teaching there are often teaching course are from the blackboard to the big move， not a very good grasp of teaching rhythm， do not attach importance to students logical reasoning ability， as well as teachers， such as dominant defects are not conspicuous.This article focused on the existence of the drawbacks of college physics multi-media teaching and coping strategies.

【Key words】College Physics;Multi-media Teaching;Defects;Coping Strategies

物理學是一門以實驗現象為基礎的學科，大多數物理知識是通過物理現象的觀察與實驗總結出來的。目前大學物理教學普遍使用多媒體課件進行授課，教學過程直觀生動，信息量大，彌補了傳統教學方式的不足。但是也存在弊端。本文主要探討大學物理多媒體教學過程中存在的弊端以及應對策略。

1 大學物理多媒體教學的優勢

具有豐富的表現力，特別是在模擬物理現象方面是傳統教學方法無法比擬的。例如劈尖干涉中干涉條紋的移動、振動、波動等現象，物理圖像非常清晰，便于師生交流。

信息量大，以較少的學時數完成很大的教學任務。與傳統的黑板粉筆模式比有很大的優勢，教學過程更加緊湊，既節約了大量的板書時間，又增加了每堂課的教學內容。

有利于知識的認知。從心理學的觀點來看，人類接受知識的主要來源是視覺，在大學物理教學中使用多媒體對學生有很強的吸引力，其中的圖像、動畫等能夠激發學生的學習興趣，而且印象深刻，便于記憶。

2 大學物理多媒體教學的弊端與應對策略

2.1 黑板向課件大搬家。有些教師沒有處理好傳統教學方式與多媒體教學的關系，甚至為了減少板書內容，所做的課件基本是黑板板書內容的大搬家。課堂教學猶如播放了一遍幻燈片，只是將課件內容一頁一頁往下翻。尤其是一些教師把例題、練習題等內容也制作在課件中，甚至離開了多媒體就不會講課。

這是多媒體教學普遍存在的一個問題，教師首先要根據教學要求精心制作課件，要做到主次分明，切忌面面俱到。該由教師講解的內容就要在黑板上板書出來詳細生動地講解。否則，單一的多媒體教學，就會導致按照課件呆板地念，使多媒體教學變成現代版的照本宣科。不能充分發揮教師的主導作用， 一堂課下來學生都看著大屏幕，教師只充當講解員的角色，教學效果很難保證。

2.2 由于使用多媒體課件教學時，一堂課的知識量比傳統教學方法大很多，學生在聽課時沒有時間去思考，更沒有時間做筆記。

對于這個問題，要正確處理好課堂教學與輔助教學的關系，將多媒體課件作為輔助手段。因此在使用大學物理多媒體課件時，教師應根據教學內容合理地把握節奏，在重點、難點問題上速度要放慢，要讓學生來的及看清楚、有思考的余地、還要有記錄要點的“間隙”。教師要實時掌握學生學習情況，控制學習進度，注意課堂反饋。

2.3 一味使用多媒體課件弱化了對學生邏輯推理能力的培養，對邏輯推理能力的養成有比較明顯的負面影響。

這也是大學物理多媒體教學過程中需要特別注意的問題。在物理模型的建立、定理的證明以及一些推導和演算過程中，不僅要講清講透，還應同時在黑板上邊作圖邊分析邊推導。例如推導過程、數學上的處理方法、物體的受力分析等等就必須用粉筆在黑板上一步步的做并詳細的講解。這樣的過程是教師思維過程的體現，能夠引導著學生的思維過程，培養學生分析問題解決問題的能力。

當有些問題必須在課件上處理時，教師要適當控制節奏，讓定律、公式、矢量一行行一個個地出現。例如在講解由傳播方向相反的兩個行波疊加形成駐波時，既要通過動畫演示疊加的過程，又要同時在黑板上進行推導，將兩個方面對比分析，這樣學生就會理解的比較透徹。

2.4 使用多媒體課件教師受束縛，教師往往被固定在某一位置對著電腦講課，使得教師的肢體語言得不到很好的體現。

這是多媒體教學中很常見的一個問題，首先要盡可能使用具有翻頁功能的激光筆，這樣可以把教師從某一位置上解脫出來。

教師是教學活動的組織者與教學情景的設計者，需要有精湛的教學藝術。教師應針對所教學生的知識水平、學生可能提出的問題以及學習中可能遇到的困難，根據教學要求確定自己的課件內容，將知識點規劃出清晰的層次。這樣多媒體教學不僅不會束縛教師的手腳，還會發揮出傳統方法難以實現的內容。

3 結論

采用多媒體課件教學，是教學手段和教學方法改革的方向。在大學物理教學過程中用好多媒體教學手段的關鍵是教學方法的研究，堅持課堂教學的教師主導地位，以學生為中心，實現傳統教學方法與多媒體課件輔助教學有機結合。同時應結合大學物理的特點，充分發揮多媒體輔助教學的優勢，激發學生學習的興趣。將多媒體輔助教學與傳統的教學模式有機結合，消除它的弊端，促進教學質量的提高。

參考文獻

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1.對稱美

對稱總給人美感，物理學規律的描述處處顯示出了對稱美。例如，平面鏡成像、電荷的正負、作用力和反作用力、電生磁和磁生電、物質與反物質等空間對稱性，角動量守恒體現了宇宙的空間轉動對稱性，能量守恒體現了宇宙的時間平移對稱性。

2.簡約美

在一個藝術家眼里，簡潔就是一種美。物理學源于對自然現象的解釋和摸索，曾經是很繁瑣的，隨著物理學家對自然規律一步步探究，他們逐漸總結出了反映物理本質屬性的基本概念、定理和定律。例如，宇宙中的種種作用力可歸納為萬有引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力四種；牛頓三定律解釋了低速條件下的物體動力學特征；麥克斯韋方程組可以解釋電磁學的許多問題；愛因斯坦相對論內涵很神奇，它的原理卻十分簡單明了。

3.和諧美

自然界既是千姿百態的，又是統一的，萬千事物的存在和變化遵從一定的規律，這些為數不多的規律體現了自然界的統一與和諧之美。牛頓將“落下的蘋果”和行星運動引力聯系起來；麥克斯韋理論統一了電、磁、光；愛因斯坦廣義相對論將引力、時間、空間、物質聯系起來；德布羅意關系揭示了物質波動性和粒子性的統一。物理學不僅是一門科學，也是一種文化，在理科生大學物理課堂上，教師可以將物理與文學結合起來，借助優美的古詩詞句加深學生對物理規律的理解和記憶，同時培養他們的文學素養。張若虛的《春江花月夜》中，詩句“春江潮水連海平，海上明月共潮生”描繪了明月與潮水同升的景象；史達祖在《滿江紅•中秋夜潮》中用詩句“萬水歸陰，故潮信盈虛因月”提示了潮汐現象與月亮相關。由此，教師可以讓學生明白：利用萬有引力公式定量計算發現，月球的引潮力是太陽的2倍多，潮汐主要是月球對潮水的引力而形成的。蘇軾的詩“峰多巧障目，江遠欲浮天”形象講述了“光沿直線傳播”的理論。教學中以詩句引趣，以意激情，使學生自然地進入最佳學習狀態，有利于啟發學生思維，強化學生記憶，調動課堂氣氛。

二、注意文理科生大學物理教學的差異性

文理科生物理基礎差距大，理科生熟悉的內容，文科生可能并不了解。文科生具有較強的文字功底和語言表達能力，理科生獨立思考和邏輯思維強。為解決不同知識背景學生的需求，教師應從教學內容、考核方式和教學方法等方面探索出適合高等院校實際的、能充分調動師生積極性的教學模式。

1.教學內容的不同

文科學生與理工科學習物理知識有著本質不同。首先，課時差距很大，北京工商大學（以下簡稱“我?！保├砉た泼繉W年總課時為119課時，而文科學生只有34課時，這要求教師要精選文科生物理學習內容；其次，物理基礎的不同使得任課教師在教學深度和難度上要把握得當。另外，理工科大學物理教學是為了培養研究和應用型人才，文科學生學物理是為了提高他們的科學素養。因而，理工科教學內容應“系統化”、“邏輯化”和“研究型”，而文科學生側重于科學精神和物理規律的定性學習。我校理工科大學物理教學內容系統化，涉及力學、熱學、振動和波動、光學、電磁學和近代物理。教師教學不單純以“傳授知識”活動為主，而且要輔之以“探索知識”活動，這不但發展一般應用知識的能力，還要發展高層次能力，即創造力。在教學中，注重教學主題的引入，啟發學生思考問題，理論聯系實際，從而培養學生分析問題和解決問題的能力，讓學生從單純的物理知識學習上升到創新能力的培養。我校教師讓學生走進實驗室，引導學生自主設計和開發新的實驗儀器，通過這樣的教學方式，提高學生動手能力和科研技能，培養他們的創新能力。最終，教師指導學生獲得三項物理演示實驗競賽獎：2011年北京市大學生物理實驗競賽一等獎，2011年北京市大學生物理實驗競賽三等獎，全國高校第10屆物理演示教學儀器一等獎。文科大學物理教學中注重物理學史的介紹，讓學生了解物理學規律和定律變革的洗禮，深刻領會物理學家思想的真諦，感悟科學家所具有的探索精神、求真精神、創新精神和獻身精神，以及科學家們所表現出的謙虛、誠實、合作、淡泊名利的優秀品質。例如，在講述卡諾循環物理原理時，介紹了法國青年工程師卡諾如何在前人研究基礎上找到了提高蒸汽機效率方法的研究過程，由此激勵學生在學習中應像卡諾那樣具備不斷探索的精神。又如在引入庫倫定律時，不僅讓學生了解庫倫，還要了解卡文迪許、富蘭克林等科學家為該定律的建立付出的不懈努力，使庫侖定律最終在1784～1785年間通過紐秤實驗得以驗證。課堂物理學史的引入不僅能使學生對所學內容印象深刻，還激發了他們學習物理的興趣，培養了他們的人文精神。

2.課堂教學方式不同

針對理工科學生特點，教師著重訓練他們的邏輯思維能力、空間想象能力、運算能力和科學研究能力，可以采取下面幾種教學方式：第一，運用所學物理知識，教師引導學生對物理問題進行科學分析，形成一定的邏輯思維習慣、抽象思維能力、解題思路和物理模型。第二，教師指導學生熟練運用高等數學知識解決物理問題。微積分是最常用的數學分析手段，也是學生覺得最難的數學工具，物理教師應向學生深入剖析微積分的物理意義，以此提高他們的運算能力。第三，大學物理實驗數據經常要使用計算機軟件來處理，有些學生計算機水平低，教師應加強他們的信息處理能力。第四，物理規律和理論來源于實驗和生產實踐，教師通過大學物理實驗課培養學生的實驗動手能力和創造力。大學物理學習對文科生要求相對比較低，主要掌握基本物理概念和原理，培養一定的科學思維方式?？紤]到文科生物理基礎薄弱，教師可利用輕松愉悅的教學方式引入教學主題，向文科學生適當介紹與物理有關的社會問題如能源、環境問題，當代科技前沿知識如航天飛機、納米材料知識，而最簡單形象的就是利用實驗儀器的演示來解釋物理問題。我校大學物理演示實驗室已向文科生開放，“法拉弟籠”是學生最感興趣的實驗之一。當約50~100KV高壓電源向法拉第籠放電時，籠內的同學安然無恙，學生對此驚訝不已，覺得真不可思議。教師用靜電屏蔽的物理理論進行解釋后，并啟發學生思考：在生活中是否存在類似現象？學生想到了高壓線圈外的鐵架，還有些同學想到如果將易發生雷電地區的房屋裝上這些具有屏蔽作用的籠網，可以保護人身安全，這樣的演示實驗讓學生感覺到物理現象就在身邊。物理演示實驗室展廳還擺放有許多生活中可以見到的實驗儀器，如三維電影、魚洗盆。這些實驗儀器越貼近生活，學生越有興趣，急切地想知道它們的物理本質。教師再引導學生分析其中的物理奧妙，學生必然興趣盎然，覺得物理大有用處。

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作者簡介：齊旭東（1981-），男，河北唐山人，河北工業大學能源與環境工程學院，講師。（天津 300401）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0130-02

一、環境類工程流體力學的學科特色分析

環境類專業涉及流體力學的內容廣泛，而且與機械、熱能動力、水利等傳統學科對流體力學的要求有明顯不同。[1-3]河北工業大學（以下簡稱“我?！保┉h境工程專業采用聞德蓀先生編著的《工程流體力學》教材，由高等教育出版社出版，分上下兩冊，上冊為《理論流體力學基礎》，下冊為《應用流體力學》。該教材與其它傳統學科所采用的流體力學教材相比區別較大：由于人類生活和生產主要局限在生物圈，生物圈中水和氣是無處不在的，環境類專業主要圍繞水和氣，因此，上冊《理論流體力學基礎》的覆蓋面極大，包括靜力學、運動學、動力學、恒定平面勢流、流動相似原理、流動阻力和能力損失等模塊；下冊《應用流體力學》包括孔口和管嘴出流、有壓管流、明渠流、堰流、滲流等模塊。下冊以水為主，旁及氣體，實際上是水力學基礎。但是，與傳統水力學又有著明顯的不同，這一不同并不是教材主要內容的差異，而是學科體系的構建不同。傳統水力學在學科構建上有著鮮明的學科特色，而環境類專業所學習的《應用流體力學》（教材下冊）是采用更加簡單的方式初步介紹水力學。換言之，是上冊《理論流體力學》的動力學在幾種特殊邊界流場中的具體應用，這些特殊流場的研究對于設計和計算環境類的反應器、構筑物的形式和尺寸，以及流體輸配具有重要意義。

工程流體力學與三大力學（理論力學、材料力學、結構力學）相比，其主要概念和原理幾乎沒有相似之處，[4-6]與大學物理學相比也無相似之處。[7]換言之，在工程流體力學中涉及的概念和原理對本科生來說幾乎是全新的。工程流體力學建立在連續介質假設基礎上，是通過牛頓經典力學和高等數學知識對流體靜止和運動規律進行研究，通過歐拉法或拉格朗日法對流動現象建立數學模型，從而用微積分等高等數學方法解決流體流動問題。該學科的基本概念和原理在三大力學或大學物理學中幾乎是從未提及過的。

可見，工程流體力學的學科特點鮮明，是環境類專業的重要骨干課程。筆者從事工程流體力學教學7年有余，并主動向老教師或其他同行學習探討，發現除了要把握好該課程的學科特點外，對教學難點也要廣泛篩選、收集和研究，并結合教學方法進行探討論證，[8-12]具體分析見表1及下文。

表1 若干教學難點與教材章節對應一覽表

序號 教學難點 教材章節[1]

1 連續介質假設 第一章緒論

2 隔離體受力分析 第一章緒論

3 流體相對平衡 第二章流體靜力學

4 流體靜力學基本方程、阿基米德原理 第二章流體靜力學

5 拉格朗日法、歐拉法 第三章流體運動學

6 亥姆霍茲速度分解定理 第三章流體運動學

7 理想流體動力學、實際流體動力學 第四章理想流體動力學和平面勢流、第五章實際流體動力學基礎

8 牛頓一般相似原理、單項力相似準則 第六章量綱分析和相似原理

9 普朗特混和長度理論 第七章流動阻力和能量損失

10 孔口、管嘴出流和有壓管流 第九章有壓管流和孔口、管嘴出流

11 堰流 第十章明渠流和閘孔出流及堰流

12 滲流 第十一章滲流

二、環境類工程流體力學的教學難點與教學方法銜接技巧分析

連續介質假設（序號1）是工程流體力學的基礎，其重要性不言而喻，但是作為一門新課程的開始，學生往往很難接受這樣的模型假設。因此，宜采用討論法處理該問題，討論法的難點是避免討論課的無計劃性。質點的概念對于研究流體運動是至關重要的，但是有大半學生掌握不到要領。具體體現在，把流體質點的概念與物理學剛體質點的概念混淆，覺得二者完全一致，沒有特殊涵義。面對這一問題，與學生針對兩個“質點”概念進行詳細的機理分析是很必要的。連續介質假設的核心理念是流體質點概念的提出，流體質點是這樣定義的：流體質點是指尺度大小同一切流動空間（流場）相比微不足道又含有大量分子，具有一定質量的流體微元；物理學中的剛體如果只發生平移運動的話，該剛體可簡化成質點處理，即用一個質點代替剛體，使物理運算變得很方便。因此，這兩個“質點”概念有著不同的涵義，流體的主要特點之一就是易流動性，流場的形狀受制于邊界條件，流場在流動過程中，邊界形狀不斷變化，所以，流場形狀也在不斷變化，因此，流體質點不能替代流場，而是由大量的流體質點組成連續介質，填充整個流場。

工程流體力學本質上講是力學問題，需要在解題前進行受力分析（序號2）。在中學物理學中，受力分析貫穿始終，為中學生所熟知。所以，該部分的學習推薦采用自學指導法和對比分析法，這樣可以充分調動學生的學習積極性。由于流場形狀受制于邊壁，流體的受力分析規律性不明顯，這與中學物理學的剛體受力分析區別較大。流體受力分析，均可從兩個方面進行，即質量力和表面力。質量力包括重力和慣性力，屬于遠程力，作用在整個流場的所有質點上，其中，慣性力的存在與否取決于坐標系的選擇。如果選擇慣性坐標系，則慣性力肯定不存在；如果選擇非慣性坐標系，則慣性力肯定存在。表面力包括切應力和壓應力，概念的內涵與剛體的表面力相似，切應力和壓應力之間的區別在于作用力方向的不同。

很多學生不了解學習流體相對平衡（序號3）的意義何在，根據該知識的特點，可采用探究發現法處理該部分內容。流體相對平衡的意義，在于將特殊的運動問題轉化成相對靜止的問題，從而使計算得到簡化。當整個流場與固體邊壁無相對運動時，選擇非慣性坐標系，根據達朗貝爾原理引入慣性力，可用相對平衡條件來處理該問題，即對隔離體采用受力平衡條件，可使計算過程大大簡化。

中學物理學所熟悉的流體靜力學基本方程（）和阿基米德原理（F浮=ρgV排），二者如何從流體靜力學的角度來重新定義（序號4），也是這一章的難點。該難點的講解宜采用啟發性談話法，該方法一定要注意談話內容的設計合理性，以期對整個談話過程有的放矢。流體靜力學基本方程的限定條件是質量力僅有重力，也就是說，坐標系為慣性坐標系。如果將其推廣到非慣性坐標系，則計算方法應為歐拉平衡微分方程的積分式，歐拉平衡微分方程是建立在牛頓第二定律基礎上的。該部分需要學生將流體靜力學基本方程與歐拉平衡微分方程積分式進行對照。阿基米德原理是計算浮力的基本原理為中學生所熟知，在中學物理中往往解釋成由實驗研究獲得，實際上在大學工程流體力學中可以解釋成曲面所受靜壓力的合效應使其意義更廣泛。

流動現象如何用數學語言描述，這是流體力學建立的基礎，該難點的處理宜采用講授法。描述流體運動的方法有兩種，即拉格朗日法和歐拉法（序號5）。拉格朗日法是從流場中選擇關鍵性流體質點組成流體質點系，跟蹤每一個流體質點，研究其運動規律，進而總結出質點系運動規律，從而推演出整個流場運動規律，該方法概念清晰，但是分析和計算過程復雜。歐拉法是從流場中選擇有代表性的空間點，分析這些空間點的運動規律，從而總結出整個流場運動規律。在計算流體力學中，常常采用拉格朗日法，在工程流體力學中常常采用歐拉法。

流體微元運動的基本形式包括平移、轉動、角變形、線變形等。在流體微元內部，如果已知其中一點的運動要素，在微元內其他空間點的運動要素可以用已知點的運動要素表達出來，該定理稱為亥姆霍茲速度分解定理（序號6）。很多學生對該定理存在疑問：微元內部這兩個空間點之間怎么會存在聯系？該問題適合采用探究發現法進行介紹，教師可首先將其轉化成高等數學的模型，提示學生用微積分的方法來處理，具體而言，二者之間的聯系是通過高等數學中的泰勒公式建立的。

理想流體動力學和實際流體動力學（序號7）在工程流體力學中是可以合并講授的，采用系統講授法更合適，這樣更有利于知識的完整性。流體動力學主要涉及三大方程的后兩個，即能量方程和動量方程。首先介紹理想流體運動微分方程和實際流體運動微分方程，前者也稱為歐拉運動微分方程，后者也稱為N-S方程，這兩個重要方程均由牛頓第二定律推導獲得，二者可作為計算流體力學基礎，由此也可推導出能量方程。另一點需要注意，能量方程有兩種形式，理想流體能量方程和實際流體能量方程，前者可以統一到后者中去，由于實際流體存在粘滯力，可產生能量損失，即單位重量流體從計算斷面1-1運動到計算斷面2-2時的平均能量損失；如果是理想流體，則粘滯力不存在，產生的能量損失為0。

量綱分析和相似原理主要涉及到（動力）相似準則里的牛頓一般相似原理和單項力相似準則之間的辯證關系（序號8）。該部分知識瑣碎，宜采用講授法。兩個流動，即原型和模型流動，如果要實現流動相似，幾何相似和初始條件、邊界條件相似是基礎，動力相似是保證，運動相似是目標。如果要實現動力相似，需要對應空間點處各個同名力方向相同，大小成固定比例，這稱為牛頓一般相似原理。但如果在幾何相似和牛頓一般相似原理都成立的前提下，原型和模型的幾何形狀和大小完全一致，失去了模型實驗可縮小原型幾何尺寸的意義。正是基于此，所以提出單項力相似準則，在流動中起主導作用的力往往只有一種，這是流動現象的特點，所以如果在原型和模型中，起主導作用的力相似的話，可認為二者的動力相似已實現。

普朗特混和長度理論（序號9）是學生學習的難點，大多數學生感覺該部分不知所云。比如說，該半經驗理論的意義是什么，問題從何而來？該部分宜采用討論法。流體處于湍流狀態時，運動參數可以分為時均流速和脈動流速，時均流速產生時均切應力，脈動流速產生附加切應力，時均切應力的計算采用牛頓內摩擦定律，附加切應力計算采用脈動流速計算，即，其中脈動流速ux’和uy’計算困難，需要通過普朗特混和長度理論進行計算，該理論通過將湍流脈動與理想氣體自由程理論進行類比，提出自由程概念，從而將脈動速度與時均速度建立聯系，實現了附加切應力的計算可行性。

孔口、管嘴出流和有壓管流（序號10）是研究水力設備和輸配水管網的基礎，這一部分的模型主要涉及孔口、管嘴、短管、長管、管網，對這些模型的深入研究需要采用上冊流體動力學的連續性方程和能量方程，在深入分析流動規律后，可得最一般的規律性，即流量和斷面平均流速的計算公式。這部分可以看成針對幾種特殊邊界應用動力學方程來求解計算題，所以在介紹了孔口或短管以后，其他形式的邊界流動由學生通過練習法和討論法來自學，最后由教師進行總結。

在緩流中，為控制水位和流量而設置的頂部溢流的障壁稱為堰，緩流經堰頂溢流的局部水流現象稱為堰流（序號11）。在環境類專業中，堰是常用的溢流集水設備和量水設備，在一確定的堰流中，流量與其它特征量的關系明確。薄壁堰可在環境類構筑物中作為出水設施，如二次沉淀池出水等。該部分內容生疏，宜采用演示法和講授法。

滲流（序號12）是指流體在孔隙介質中流動，該流動狀態在地下水中廣泛存在，對地下取水井的設計往往要采用該模型的相關理論。該部分多在研究生階段深入學習。

三、結語

工程流體力學在環境類專業中的現實意義和理論意義重大，在注冊環保工程師基礎考試中份額可觀。該課程學習難點頗多，對于本科生來說學習的壓力較大，需要教師在知識點梳理、難點篩選、師生溝通、教學方法總結等方面多做工作，筆者通過對環境類專業工程流體力學教學的自身體會完成此文，希望對教學一線的教師有所幫助。

參考文獻：

[1]聞德蓀.工程流體力學（水力學）[M].第3版.北京：高等教育出版社，2010.

[2]陳卓如.工程流體力學[M].第2版.北京：高等教育出版社，2008.

[3]吳持恭.水力學[M].第4版.北京：高等教育出版社，2008.

[4]哈爾濱建筑工程學院，沈陽建筑工程學院.理論力學[M].哈爾濱：哈爾濱船舶工程學院出版社，1992

[5]劉鴻文.簡明材料力學[M].北京：高等教育出版社，2007.

[6]王煥定，章梓茂，景瑞.結構力學[M].第3版.北京：高等教育出版社，2011

[7]東南大學等七所工科院校.物理學[M].第五版.北京：高等教育出版社，2008

[8]教育部人事司.高等教育學[M].北京：高等教育出版社，1999.

[9]教育部人事司.高等教育心理學[M].北京：高等教育出版社，1999.

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化工原理是化工專業最重要的專業基礎課程，是在本科生完成必要的高等數學、大學物理、物理化學、大學計算機基礎等重要基礎課程學習之后，才有能力學習的重要內容。其主要講述了化工生產過程中各單元操作的基本原理、工藝計算（設計型、操作型）、設備結構、裝置操作等重要內容。旨在學習過程中，逐步培養學生學會處理工程問題的方法，提高分析問題、解決問題的能力。

但化工原理涉及的章節多，每章要求掌握的概念、數據、公式很多。學生常常反映化工原理難學、課后練習難做。少數學生對化工原理產生畏懼心理，甚至引起厭學現象產生。

化工原理習題是教師從實際工程問題中概括提煉出來的，適合學生在較短時間完成的一些典型工程問題。因此習題教學成為該課程的鍛煉學生分析、解決工程問題能力的一個重要環節。在該環節要求學生將理論課教學時學習到的知識消化、吸收、并靈活應用，才能較好解決從工程中提煉出來的習題解答。

筆者通過對化工原理習題教學過程進行總結，發現多媒體技術的應用可便于教師演示、幫助學生理解、強化記憶、提高學習興趣，大大增強課堂效果。本文主要介紹筆者運用多媒體技術在化工原理習題課教學中的一些體會。

1 高效的電子板書

在傳統的習題教學中，教師需要用粉筆或水彩筆書寫板書（求解的過程及單元結構示意圖），這需要耗費許多時間，且如果教師的書寫不規范，往往會導致學生對知識的混淆、甚至是誤解。在教師書寫板書時，學生往往忙于抄寫，沒有集中精力領會教師講授的內容，這給學習過程造成了很大的不便。同樣的一份板書，教師在每個教學班都需要書寫一次，是人力上的浪費，更浪費了很多的寶貴時間。這時，無論從老師還是學生的角度來說，多媒體課件（電子板書）的使用都節省了大量的時間，而且還具有其他一些優點。

第一，節約資源，高效環保。傳統的粉筆式板書要求教師書寫極其規范、清楚，并保證后排的學生能夠看清楚。粉筆的殘渣會落在老師的手上、衣物上，影響老師的講課情緒，也不美觀、得體。漂浮在空氣中的粉渣對前排同學的影響非常大，對同學的健康影響較大。同時，板書的書寫會讓不同角度的同學存在視覺死角，影響上課效果。

第二，提高師生雙方的思考強度。運用傳統的板書，師生雙方在書寫、抄寫板書的過程中，都會暫停思考的過程，只專注于內容上的書寫是否正確，而不會展開更加深入、細致的思考過程，往往糾結于文字的正確，對邏輯的正確性降低了要求。電子板書的運用，教師提前將板書制作完畢，并可以在課程開始前進行多次校對、演練，將存在的問題找出，并拓展出許多新的問題，這樣可以在課堂上節省出更多的時間，為同學們提出更多的問題，也可以預留出更多的時間解答同學們的疑問。對同學們來說，課件可以在課后得到，只需要在課上記錄關鍵知識點即可，也大大提高了學習效率。

第三，提高學生的課后學習效率。傳統板書造成學生在課后往往難以辨認一些記錄的細節，且不能完全還原老師上課的講解過程，從而遺漏一些關鍵的知識點，學習效率大大降低，而這是通過考試也無法檢驗出來的，成為以后步入社會后的一個嚴重隱患。相反，電子課件完全不存在以上的缺點，能夠完整的記錄教師的講課思路，不會遺漏每一個重要的知識點，顯著地提高學生的復習效率，不再有模棱兩可的知識點的存在。

綜上，電子板書的運用能夠顯著提高教學效率，加快教學進度的同時并不會削減同學們的學習效果，加上電子板書的制作并不復雜，在大力推廣后，將起到更重要的作用。

2 生動的flash及視頻

化工原理課程是一門相對來講比較抽象的課程，而習題教學更是比較枯燥、乏味，不能引起同學們的高度關注和興趣。單憑文字的敘述難以傳達具體的科學過程，也不能加深學生的理解，這時，生動的flash及視頻的應用，能幫助其理解，從而提高習題課的效果。在化工原理習題教學中，有幾個內容對于flash及視頻的嵌入有著很好的兼容性和需求性。

首先，液體流動及管路運輸。這部分內容的學習要求學生具有很高的思考能力和很細致的思維模式，不能遺忘每一個細節，缺失的每一個環節都會導致最后計算結果的錯誤，極大地挫傷學生的學習熱情和積極性。在這里，flash和視頻的運用可以有效地幫助同學解決這個問題。它們可以完整地模擬整個流體的流動情況，對管路運輸的每一個環節的能量輸入與輸出進行衡算，在每一個閥門處的能量損失都會進行展示，從而加深同學的理解。經過一次完整的展示后，在以后的計算中，學生會很系統地思考問題，不會遺忘每一個重要環節，從而快速地解決問題。

其次，傳熱環節。傳熱內容的學習是化工原理課程中的重中之重，但由于其比較抽象，難以對具體環節進行捕捉，學生的學習效果一直不好，達不到教學要求的高度，對師生都產生了很大的影響。在加入flash及視頻教學后，同學們對于管路流體的流動方式有了直觀的認識，進出口及流向的判定更加準確，最關鍵的是，對于熱量衡算過程，有了最本質的認識。在經過這輪強化記憶后，學生在處理問題時，往往僅需畫出簡單的流程圖，便可高效地解決問題，迅速地得出問題的答案。

最后，精餾過程。精餾過程是化工原理的重要內容，也是化工廠中常使用的分離設備，它除了具有很高的利用率外，同時也要求設計者能夠準確地設計精餾塔的工藝參數，操作者能夠掌握不同工況下的操作方式。但在學習這一部分的內容與解答習題的過程中，學生往往難以理解該過程的精髓和解題方式。因此，flash及視頻的運用往往能夠解決學生的疑惑，讓他們直觀地觀察一個精餾塔的具體工作方式和理論依據，讓學生在獨立解決問題時，能夠快速地構建模型，從而解決問題。這個過程使學生獲益很大，讓其一旦學會后，遺忘速率降低，在步入工作崗位后，仍然能記憶深刻。

3 通用的模擬軟件

在當代的化工產業中，單純依靠人工計算及工廠試驗，已難以跟上時代的腳步，且造成了大量的人力、物力浪費，因此模擬逐漸成為備受工業界矚目的新興內容。在化工原理習題課教學中，適當模擬軟件的介紹和應用，可以縮短化工繁雜計算過程時間，及時獲得計算結果，便于比較多變量對化工過程的影響。

模擬在化工原理習題教學中也成為一個重要的部分，它不僅能幫助同學輕松地解決習題，更鍛煉了同學們的計算機應用能力，也進一步加深了學生對于知識的認識。此外，近年來，PRO %I等軟件的應用能力也慢慢成為企業、高校、科研機構對畢業生的專業技能的一個要求。

在模擬方面，我們分為兩個部分，一是加強學生對PRO %I等應用型軟件的操作，二是提高學生應用Matlab等原生型軟件進行自主編程。

PRO %I等應用型軟件在工業上運用很多，其操作方便，參數眾多，可以解決現代化工過程的許多問題。當代的大型化工企業都要求員工熟練掌握該系列軟件。因此，對于當代大學生，學習化工原理課程的同時，不能只停留在會簡單計算的程度上，熟練掌握該類軟件的使用，可以更直觀地對所有工藝過程進行查閱，從總體上進行了解，而在單一的化工操作單元的基礎上，將多個操作過程串聯起來，這樣，能更有效地對每一個環節加深理解，合理布局，對資源充分運用。在使用的過程中，對該系列軟件進行掌握，并與人工計算過程進行對比，尋找差異，進一步推動自己專業知識的學習，提高自己的計算精度。

應用型軟件的優點就是操作簡單，但是缺點也隨之暴露，模板化過強，對于個別獨特要求的工藝過程，難以解決。此時，原創性模擬軟件的出現就很必要了。而學生在學習習題的過程中，不僅僅需要加深自己的理論基礎，也需要具有很強的應變思考能力和計算機編程能力。通過這部分的練習，學生已不單單停留在課堂學習的平臺上，而是進入到理論聯系實際，與社會工業生產直接接軌的新高度，這種實用的教學方式，讓學生對該實用的技術具有很濃厚的興趣，從而激發其潛能，加速學習進度，大大提高學習效果，反響十分突出。

4 結束語

化工原理是化工專業的基石，而習題教學更是學習的必要過程，只有經過這一環節的鍛煉，學生才能將理論課中所學的知識更好理解、靈活運用。多媒體課件在這一教學過程中，可以起到很大的作用，而通過以上三方面的教學過程，學生可以更好地掌握基礎知識，提高解決問題能力，加強自主解決問題的信心，從而對學習效果起到顯著的提高。因此，多媒體將在未來的化工原理習題教學中起到越來越重要的作用。

參考文獻

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