流体力学案例

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流体力学案例范文第1篇

关键词：流体力学；课程改革；考核方式；教学方法

0引言

《流体力学》是工科专业的一门基础课程，在各工程领域也有着非常广泛的应用[1-3]。通过对流体力学的学习掌握就可以为后续专业课的学习奠定坚实的基础，而在实地教学中却存在诸多问题。因为大部分本科生以前接触的力学都是简单的固体力学，研究的是看得见摸得着的事物。而流体力学着重研究流体的静止及运动状态的规律，研究流体的质量守恒、能量守恒及动量守恒三大定律及其应用，对数学学习要求较高，课程中的概念较抽象、公式较复杂[4]，使很多学生难以理解其知识点，难以把握学习的要领，进而容易遗忘或者产生厌学情绪。因此，根据安全工程专业特点，对流体力学课程教学内容和教学方法等进行改革是非常必要的。

1课程教学特点及现状

《流体力学》是安全工程专业的一门学科基础必修课程，是一门多学科交叉融合的课程，涉及数学、物理学、力学等，理论性和工程实用性都较强。课程的研究对象为流体，区别于固体的主要特点是易流动，课程中的许多概念较为抽象，且方程的推导需要运用数学的方法，对学生运用数学知识分析问题的能力要求较高，总体来说，学生学习难度较大。目前，《流体力学》的课堂教学以理论知识讲解为主，习题练习为辅，要求学生数学基础、理解能力、逻辑思维能力较好，课上认真听讲，课后及时复习巩固。但是学生的学习主动性和积极性不高，课程作业的完成质量不高，只是单一的应付考试。

2课程改革探讨

为提高学生的学习效果，适应新形势下应用型人才的培养目标，培养学生严谨、认真的学习态度，培养学生分析及解决流体力学问题的能力，及运用流体力学方法进行科学研究的基本能力，并为后续专业课程的学习打下良好的基础。本文拟从教学内容、教学方法、考核形式三个方面对《流体力学》课程进行改革。

2.1教学内容

根据《流体力学》在安全工程专业中的课程定位，将流体力学的内容分为流体静力学、流体动力学基础、流动阻力及能力损失、管路流动、相似原理及因次分析等五大模块。课程内容围绕流体静止、运动两个状态及力学的三大方程展开，由浅入深。培养学生的工科思想及意识，能够对安全工程专业的流体力学问题进行分析。

2.2教学方法

整合传统和现代教学手段，采用不同的教学方式，如课堂教学与网络辅助教学相结合，将相关的习题解答方法及课堂练习同步至超星在线课堂，给学生课后复习巩固提供资料，并通过网络资源及时进行解答；多媒体教学与板书结合，将复杂的流体流动过程以多媒体动画的形式展现出来，让学生更直观的了解某种现象，增加对理论知识的理解和掌握；增加课堂习题练习及讲解，注重师生互动，注重理论练习实际，在课堂组织教学中通过师生互动调动学生学习积极性，并通过该环节了解学生课堂知识的掌握情况，及时调整讲授方法。

2.3考核方式

采用多元化的考核方式，变单纯的期末考试为平时和期末多层次考试，建立平时成绩考核机制。平时成绩考核包括章节测试、期中测试、课后作业、课堂练习及课考勤四部分内容，其中每一部分成绩占总成绩的10%；期末考试成绩占总成绩的60%。章节测试一般是针对每一章的重点难点，用3-5道典型习题，耗时45min，检测学生的掌握情况。要求学生在规定时间内完成，章节测试的平均成绩计入期末综合评定成绩。对于章节测试的习题进行批改、统计成绩、分析成绩，并对教学方法进行反馈，及时调整。课堂练习一般针对课堂中的知识点进行测试，习题主要以填空、选择、判断的形式出现，方便、灵活、易于控制时间。通过练习，让学生查缺补漏，同时根据练习情况及时调整授课进度及方法，确保学生对课程知识的主要内容了解和掌握。课后练习是对课程内容的巩固和补充，是对学生理论知识运用情况的检测，但课后作业易出现抄袭现象，对于疑似抄袭的作业，作业的分值不会给高分，通过课堂的互动可以判断抄袭者的范围，在课后习题讲解过程中有意让抄袭者进行讲解，同时通过作业重复练习，让学生真正理解作业的解题思路及方法。

流体力学案例范文第2篇

关键词：工程流体力学；计算流体力学；CFD软件及源程序；教学研究

中图分类号：G6420；TU 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）05015404

一、工程流体力学与CFD软件、源程序

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）软件通过计算机数值计算和图像显示后处理，对包含流体流动和有热传导等相关物理现象作出系统的分析。目前，CFD 技术已经广泛应用到航空、航天、气象、船舶、水利、化工、建筑、机械、汽车、海洋、体育、环境等领域，取得了令人瞩目的成就。在现代科学技术高度发展的今天，计算技术已被引入到流体力学领域，使以前因计算过于复杂而影响进一步探讨的流体力学问题逐步得以解决，计算流体力学已经成为研究流体力学的重要方法[1-3]。常用的CFD计算软件有FLUENT 、CFX、Phoenix等。FLUENT 软件是目前常用的一套高性能的数值软件，是专门针对流体工程数值计算与仿真需求而开发的一种流体数值仿真软件。

工程流体力学课程教学内容主要分为流体静力学、流体动力学、相似和量纲分析、管中流动、孔口出流和缝隙流动等[4]。其中，管中流动主要研究圆管中的层流及紊流、管路中的沿程阻力、管路中的局部阻力及管路计算等，涉及到一系列的概念和理论公式，学生理解起来有点枯燥、困难[4-5]。通过利用FLUENT软件和源程序进行数值模拟这一环节，变枯燥的理论公式计算为生动的计算机数值求解，既提高了学生的学习兴趣，同时也使学生有了更多的感性认识和理性认识，增强学生解决实际问题的能力。在流体力学课程教学中， 有意识地穿插计算数学、Fortran语言编程、CFD知识，有助于学生理解流体力学公式及方程，

也可以加强学生对其他学科知识的理解和掌握，达到多学科之间的融会贯通， 触类旁通。为此，笔者对科研成果中相关源源程序、部分开源程序和CFD 软件在工程流体力学课程教学中的应用做了一些探索与实践。

二、 教学案例

（一） 圆管中的层流及紊流教学实例

在工程流体力学教学中，管中流动是主要章节的内容，涉及的理论和公式多，不易理解。圆管流动有层流和紊流两种流动状况。雷诺数是判别流体流动状态的准则数。为加深学生对流速分布和压强分布规律的理解，在教学中可安排课外作业，设置用FLUENT软件来模拟研究三维圆管的层流和紊流流动状况，作出验证分析。

图1为圆管流动入口和出口边界截面的流速分布图（l=2m， d=0.1m）。取流动充分发展部分，离入流边界x/D=1.6的截面其流速分布如图2所示。可以看出流速沿半径Y方向成抛物线分布，与书中理论公式相符，如式（1）所示。通过数值模拟，学生对圆管内流动速度分布有了更深刻的认识。

由图3可以看出圆管内部压强分布从管口处向延伸方向逐渐减小，可知流速相应增大，符合流速大、压强小的流动定律，也符合圆管流动压降的原理。另外从入口处的压强分布可以看出，在圆管任何截面上，其压强分布也不是均匀的，也有分层现象。＼

图 3 圆管内部压强分布

图4为圆管轴线上的速度分布。由图可以看出，在圆管的轴上，进口段流速分布变化较大，从进口流速v1=0.005m/s急剧上升到最大流速umax=0.00 848m/s。层流入口段长度有经验公式可以算的，即

L≈0.058 dRe （2）

可算得入口段长度约为1.18m，由图4显示效果可以看出，流速在离入口1.1m到1.2m之间，即入口段长度约为1.1～1.2m，符合书中理论计算结果。

图 4 圆管轴线上速度分布

图5为圆管内部x轴方向不同截面的流速分布，可看出流速在截面上从入口到出口的变化。水流在圆管内部的流速分层很明显，靠近壁面处流速接近于零。

图 5 主流方向截面流速分布图

图6为圆管紊流充分发展段某一截面的流速分布图。从图中可以看出在紊流充分发展段，截面流速散点图最高处几乎为一条直线，说明圆管内大多数流体流速趋于稳定，而是更加平滑。紊流过流断面的流速对数分布比层流的抛物面分布均匀得多，这在理论上符合紊流流速的对数分布律，即：

uu=1Klny+C（3）

图6 Y方向中心轴线的流速分布

（二）管路中的沿程阻力教学实例

在流体力学教学内容管中流动一章的教学实践中，笔者利用前期研发的程序[6]设置了以半扩散角为4o、扩散度为3.92的锥形渐扩管路内的不可压缩流动数值模拟算例，旨在将对接科研成果的教学模式用于辅助工程流体力学课程教学实践。已知条件：锥形渐扩管路前接管直径为30 mm，后续管直径为50 mm，总长度为70 mm。管内流动介质为空气，进口速度为1m/s。 网格模型如图7所示。

图7 锥形渐扩管路系统内流场网格模型

数值计算结果如图8所示。从图中可清晰看出，在突然扩大段，压力逐渐增大，表现扩压效果，但中心线上的速度呈下降趋，若扩散角增大时，在渐扩段会出现局部回流区，这是造成局部能量损失的重要原因。

图8 锥形渐扩管路内压力场

局部阻力误差分析：对于锥形渐扩管的局部阻力，可以用包达定理的形式表示：

hζ=ku1-u222g（4）

其中，k为经验系数。由式可知，锥形渐扩管局部阻力损失理论计算公式为：

hz = ku1 - u2 22g = k1 - A1 A2 2×u21 2g = k1 - A2 A1 2×u22 2g（5）

其中A1为渐扩管上游横截面积，A2为渐扩管下游横截面积（m2），u1为渐扩管上游平均流速（理论值），u2为渐扩管下游平均流速（理论值）。A1 = πd21 4 = π×124，A2 = πd22 4 = π×224，u1=1 m/s，g=9.8m/s2 。代入（5）式得：

hζ理=0.004 305 m

实际流体的伯努利方程为[7]：

Z1 + P1 ρg + u21 2g = Z2 + P2 ρg + u22 2g + hf + hζ （6）

将仿真结果代入上式，其中Z1=Z2=0 P1=-0.03pa，P2=0.4pa，u1=1.06m/s， u2=0.58 m/s， hf=0， 得 hζ模拟=0.00 435m。误差率为：

η=hζ模-hζ理hζ模×100%

=0.00 435-0.004 3050.00 435×100%=1.03%

（三） 后台阶流动教学实例

为让学生对雷诺数有更进一步的感性认识，利用开源CFD程序[8]可设置后台阶流动教学实例，比较不同入流Re数时台阶后涡的大小和长度，现选择四种Re数工况的计算结果进行后处理，得到如图9所示的流线图。从图中可以看出，随Re数的增加，台阶后方主涡的大小呈增大趋势，在Re=1 000时在上方有次生涡的出现。

图9 不同雷诺数下的流线图

三、 教学实践中的几点体会

（一） 理论教学与数值实验教学的合理利用

在工程流体力学理论教学时可结合数值实验教学加以辅助，例如在管中流动一章教学时，可以用上述相关教学实例。由于在进行课堂演示教学时，依计算机性能及不同问题的规模难易程度，数值模拟求解的时间将有不同，要掌握合理数值模拟时间。可采取让学生安装CFD程序及软件，并要求学生事先自学使用方法，尝试数值预测，预习理论知识。然后教师理论教学时对学生预测结果进行抽样调查分析，将理论结果与计算结果比较分析。条件许可的话，也可以通过高性能集群提交计算作业，在较短的时间内获得计算结果。这样学生对复杂的理论就能有深入的认识，同时也锻炼了学生的科研能力。

（二）适当安排精选案例教学

课堂教学演示案例的选取应做到简单且具有代表性。 案例简单能够减少计算机的运行时间，使教学更加紧凑；而有代表性的案例贴近生活或工程实际，则有利于提高教学趣味，开阔学生的视野。由于课堂教学时间有限，因此应在简单演示教学案例的基础上，精心布置较为复杂的课外任务。

（三） 源程序和软件互补

在数值模拟教学中结合利用软件和程序。软件不是万能的，商用软件所能解决的问题是已在学术界得到充分研究的问题，对于科学研究来说，自己编程是必不可少的。一方面，自编程能更好地理解CFD具体实施过程，对商用软件的理解和使用也是有帮助的。另一方面，自编程序还可以更好地对接科研成果，用于工程流体力学课程辅助教学。

四、结 语

通过上述几个数值模拟实例可以看出，数值模拟过程并不太难，但结果更形象直观。借助计算机辅助手段，在工程流体力学课堂教学中，利用CFD软件及源程序进行数值模拟辅助理论教学， 将理论性较强的内容形象化，可以开阔学生的视野， 激发学生的学习兴趣和创新意识， 加深学生对基础理论的理解。此外，通过对接科研成果，用源程序进行数值实验教学还可以培养学生的动手能力和科研能力，丰富数值实验教学内容。参考文献：

[1]J.H. Ferziger， M.Peric.， Computational Method for Fluid Dynamics[M]. Springer，2002.

[2]张涵信，沈孟育.计算流体力学―差分方法的原理和应用 [M]. 北京： 国防工业出版社，2003.

[3]傅德薰，马延文.计算流体力学[M]. 北京： 高等教育出版社，2000.

[4]张也影.流体力学[M].2版.高等教育出版社，2009.

[5]郑捷庆，邹锋，张军，等. CFD软件在工程流体力学教学中的应用[J]. 中国现代教育装备， 2007（10）：119-121.

[6]何永森，舒适，蒋光彪，等.管路内流体数值计算与仿真[M]. 湖南 湘潭： 湘潭大学出版社，2011.

流体力学案例范文第3篇

关键词：流行病学；多媒体；案例教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）25-0066-02

流行病学是一门古老而年轻的、发展十分迅速的学科，它不仅是预防医学中的主导学科，也是现代医学中一门重要的基础学科。在国内很多医学院校，流行病学不仅是公共卫生专业和预防医学专业学生的基础课程，也是非预防医学如临床医学、护理、口腔等专业学生的必修课程之一。[1]然而，非预防医学专业学生对流行病学不感兴趣是目前较为普遍的一个问题，对于预防医学专业的学生来说，也存在理解难、应用难的问题。案例教学法是一种利用案例引导教学活动，组织学生进行讨论和学习的教学方法。它把案例引入到课堂环节，以实例的形式向学生提供若干特定的情境，使学生有如亲身经历真实事件的感觉。同时引导学生综合运用所学知识，去分析、解决实际问题。这些案例实际、生动、富有吸引力，能够激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生主动学习、分析问题和解决问题的能力。除此之外，它还能培养学生的沟通、表达和创新能力。近年来，多媒体教学技术与模式被引入学校、引入课堂，成为深化课堂教学改革、提高教师课堂教学技艺水平和教学质量的重要工具[2]。本文利用多媒体的“多样性、交互性、集成性”等特点，针对教学重点和难点，结合经典的流行病学研究案例，制作形象生动、实践性强的多媒体课件，辅助流行病学理论教学的开展。经过教学应用证明，多媒体教学可在一定程度上弥补见（实）习课时不足的缺陷，达到活跃课堂气氛、激发学生学习兴趣、加深学生对理论知识的理解的目的。利用多媒体的特点设计教学课件。多媒体课件由文字、图像、动画、声音、视频等信息组成，图文并茂，形象生动。在流行病学教学中，一些理论性较强的知识点仅靠讲解不容易解释清楚，如果结合教材、文献中的各种案例来进行讲解，再通过多媒体的图像、动画、声音的处理，使学生的多种感官同步接受信息的刺激，可激发学生的学习兴趣[3]。多媒体教学比传统教学花费的时间少，节约出来的时间可用来构建案例情景，尝试开展基于问题的教学法等教学模式的改革和探索，以锻炼学生自主学习的能力。

在流行病学中有很多概念和原理比较抽象，如果运用传统的教学方法讲解，不仅费时而且学生很难理解。例如在流行病学描述性研究这一章节中，教材中用了一系列统计指标列举了大量数据来描述三间分布，在授课时若照本宣科地讲解，学生必定觉得枯燥乏味、毫无兴趣，而通过多媒体课件，可以把这些数据和调查结果用一些图和表来进行讲解。例如用“饼图”比较不同疾病死亡率和死亡率的高低、用“线图”来描述疾病发病死亡的时间变化趋势、用“性别年龄曲线图”来说明疾病在人群中的分布特征、用“肿瘤发病/死亡地图”来描绘肿瘤的区域高发现象等，这些鲜活的例子和图表既可以让学生认识到这些有代表性的肿瘤发病死亡数据的来源，同时也加深了学生对这些统计指标意义的印象和理解。描述性研究、病例对照研究和队列研究是流行病学循序渐进的三个研究范畴，是从揭示疾病现象到找出原因并提供措施的一个过程，是流行病学教学内容的重要组成部分。在教学中不可避免地要讲解到相关的概念和定义，这时通常可以借助多媒体技术与案例教学法相结合，把晦涩难懂的理论融入到有代表性的案例中进行讲解，把研究方案的精髓和主线贯穿在相应的flash流程图中，把原来死板的原理通过动画灵活地表现出来。例如在讲解病例对照研究时，把英国Doll和Hill吸烟与肺癌关系的病例对照研究作为案例制作成多媒体课件，通过课件回顾该案例的设计思路及研究结果，这样使得学生在理解病例对照研究时更加容易，从而达到了很好的教学效果。在讲解试验流行病学的内容时，我们引用了1948年英国医学总会进行的链霉素治疗肺结核的试验，采用图片和动画的形式具体讲解了临床随机对照试验的设计和实施过程。在随机对照试验中，教学的难点之一就是随机分组方法，在传统教学方式下，讲解随机分组让学生很难理解，从而不能很好地应用到以后的学习和工作中。针对这一问题，我们在讲解这一部分时采用动画的形式展现随机分组的过程，让学生切实感受到如何进行随机分组，在使其印象更加深刻方面起到了很好的教学效果。在学习描述性研究、分析性研究和实验性研究之后，学生往往不能把三者结合起来综合运用，为了能够使学生在头脑中把三者有机地结合在一起，选择了查布察尔病病因调查的案例，运用图片和动画相结合的方式，展现了查布察尔病病因的调查过程，使得学生掌握了流行病学三大方法综合运用的技巧。

通过运用以上方法不仅大大提高了学生上课的积极性，同时也收到了很好的教学效果。但多媒体教学也存在一些不足。首先多媒体教学知识容量大，教师的授课速度较快，导致学生的思维难以跟上教师的教学进度，从而很容易使学生产生疲惫和厌烦情绪，反而达不到理解和掌握知识的效果。其次由于大部分医学院校教师没有受过专业的多媒体制作的培训，大多数多媒体课件只是文字和图片的简单结合，界面过于单调，或者把课件做成了教材的压缩版，难以吸引学生学习的兴趣，结果反而降低了教学质量。因此我们在制作多媒体课件时应该慎重考虑其缺陷，避免应用后带来的不良影响。最后，我们在制作多媒体课件时，很难体现一些细小的知识点，因此，在给学生讲解的过程中应该注意此方面内容的讲解，尽量使授课内容更加全面。

总之，多媒体教学和案例教学的结合应根据教学目标、教学内容、教学对象等因素，恰当地选材，制订科学的教学方案，设计合理的课堂教学计划，充分调动学生的积极性、主动性，切实有效地与学生进行交流，从而不断提高教学水平。

参考文献：

[1]吴敏，陈清.临床医学生的流行病学教学[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2004，6（6）：582-584.

[2]朱海燕，于先清.多媒体技术在预防医学教学中的应用[J].现代医药卫生，2008，24（1）：154-155.

[3]陈卫刚，李睿.内科学教学中多媒体技术应用的利与弊[J].卫生职业教育，2006，24（24）：55-56.

流体力学案例范文第4篇

【摘要】 目的 探讨接受不同预处理方案（化疗加全身放疗和单纯化疗）自体造血干细胞移植患儿的毒副反应、造血功能恢复及疗效的不同。方法 14例随访超过1年患儿，其中预处理方案为化疗加全身放疗6例，单纯化疗8例，观察急性毒副反应、生长发育、造血功能恢复以及生存情况。结果 3年无病生存率：A组67%（4/6），B组60%（3/5）；WBC>1.0×109/L、ANC>0.5×109/L 、PLT>20×109/L；恢复时间（天）分别为：A组（21±9）天、（24±11）天、（26±8）天，B组（18±7）天、（21±8）天、（22±12）天；急性相关毒性：黏膜反应发生率分别为A组84%和B组75%，A组中有Ⅱ级反应，并且有膀胱、腮腺反应；晚期反应：A组中部分病例发生身高生长减缓和内分泌功能异常，放射后白内障发生率为50%（3/6）。结论 两种方案疗效、移植后的造血功能恢复时间及急性相关副作用的发生率相近，但应用全身放疗的患儿有晚期影响发生。

【关键词】 化疗；全身放疗；自体造血干细胞移植

【Abstract】 Objective To compare the toxicities and potential effectiveness of autologous peripheral blood stem cell (PBSC) infusion in children with malignant disease post strong chemotherapy with TBI and without TBI. Methods 6.5~8Gy total body irradiation plus CTX 50mg/kg×2 (group A， 6 cases) versus carboplatin(425mg/m2×4days)， etoposide (338mg/m2×4days)and melphalan (70mg/m2×3days) or busulphan ( 1mg/ kg·6h×3days) and melphalan(140mg/m2)( group B， 8 cases) followed by autologous PBSC for consolidation treatment.Results The mean time for reaching a granulocyte count greater than 0.5 ×109/L and for a platelet count greater than 20×109 /L was ： group A (24±11)days ，( 26±8)days； group B (21±8)days ，(22±12)days. The event-free survival was similar in both groups. The incidence of severe mucositis， cystitis， parotiditis，cataract， disorder of growth and endocrine in group A.Conclusion The outcome ， the duration of neutropenia and thrombocytopenia， and the incidence of acute related toxicites was similar in these patients. In group A， chronic complications were found.

【Key words】 chemotherapy； total body irradiation；autologous peripheral blood stem cell transplantation

自体外周血造血干细胞移植已经广泛应用于恶性肿瘤的治疗，相关的预处理方案也有多种。笔者采用了含全身放疗和不含全身放疗方案的自体外周血造血干细胞移植治疗儿童恶性实体瘤，现就实际应用情况做以下总结。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组14例，男10例，女4例；平均年龄6.6岁(3.5~9岁)；全部14例患儿均经病理诊断为Ⅲ~Ⅳ期恶性淋巴瘤（7例）和神经母细胞瘤（7例）。平均移植前发病时间291天（180~780天）；平均随访时间1367天（420~4320天），其中11例随访超过1100天。移植时均处于完全缓解或部分缓解。

1.2 治疗方法

1.2.1 移植前治疗 所有患儿均接受常规诱导化疗，神经母细胞瘤患儿进行原发部位的手术切除。

1.2.2 干细胞动员、采集、冻存 于移植前1~3个月进行干细胞动员和采集。动员方案为化疗加人重组粒细胞刺激因子（rhG-CSF），剂量5~10μg/（kg·d）。以CS-3000 plus和COBE spectra- 4型血细胞分离机采集2~3次，采集单个核细胞（MNC）(7.62±2.66)(3.53~8.99)×108/kg ，CD34+细胞(9.18± 5.65) (2.98~17.24)×106/kg，CFU-GM集落(14.16±12.45)(0.67 ~31.65)×104/kg。采集物于-196℃进行冻存，需用时取出经40℃水浴迅速解冻。

1.2.3 预处理方案 （1）A组预处理基本方案为环磷酰胺加分次全身放疗(FTBI)。环磷酰胺剂量为50mg/（kg·d）×2，FTBI剂量为6.5~8Gy，分2次，剂量率≤5cGy/min。此外联合的药物有：阿糖胞苷（1~2）g/（m2·d）×2、足叶乙甙（100~300）mg/（m2·d）×2、甲环亚硝脲（150~250）mg/m2×1次。（2）B组预处理基本方案为卡铂425mg/（m2·d）与足叶乙甙338mg/（m2·d）于-7、-6、-5、-4天进行24h持续静滴，马法兰70mg/（m2·d）于-7、-6、-5天静脉注射；或白消胺1mg/（kg·6h）于-6、-5、-4天口服， 马法兰140mg/m2于 -3天静脉注射。

1.2.4 干细胞回输 预处理结束后24~72h静脉回输，CD34+ 细胞：(3.87± 2.45)(1.16~8.13)×106/kg。

两组患儿年龄、性别、病种、发病时间、移植时疾病状态和干细胞动员方案、采集、回输干细胞数量无差异。

1.3 评定标准

1.3.1 造血功能重建 观察外周血白细胞、血小板和中性粒细胞计数。

1.3.2 急性相关毒性判定 于移植后0、7、14、28天按Bearman标准［1］进行心脏、膀胱、肾脏、肝脏、中枢神经系统、口腔和胃肠道相关毒性评分，肺脏观察至移植后90天。

1.3.3 晚期影响观察 于移植前2周和移植后每3个月检查1次，项目包括：骨髓象、肝肾功能、乙型和丙型肝炎病毒标志物、三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、促甲状腺素(TSH)、生长激素(GH)、睾酮(T)、雌二醇(E2)、黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)。胸部X线片检查、心电图检查、裂隙灯检查晶体。身高增长采用标准差计分表示(SDS)：SDS=（患儿身高-同性别同年龄组平均身高）/同性别同年龄组平均身高之标准差，连续2年中下降>0.3为异常。

1.3.4 疗效评定 评定标准按WHO原则分为：完全缓解、部分缓解、稳定、进展。治疗前2周经影像学（CT或MRI）、骨扫描、骨髓穿刺及血清学检测进行评定，治疗后60~90天复查上述项目，以后每90天复查1次。治疗反应时间：自干细胞输注之日（0天）起。

1.4 统计学方法 采用t检验比较外周血恢复时间，乘积限法进行生存分析，确切概率法比较急性相关毒性的发生。

2 结果

2.1 造血功能重建 两组外周血白细胞（WBC）、中性粒细胞（ANC）和血小板（PLT）计数的恢复情况见表1。

2.2 治疗效果 两组治疗后不同时间的无病生存情况见图1。

2.3 急性相关毒性 两组急性相关反应情况见表2。

注：其他反应：包括腮腺肿痛、血淀粉酶、血糖异常

2.4 晚期影响 A组中，2例生长激素低于正常，并有1例于移植后1~2年出现了一过性身高生长减慢(SDS下降超过0.3)。1例出现代偿性甲状腺功能低下，1例男性患儿进入青春期后第二性征未发育，血睾酮水平低。另外3例发生了白内障。B组中，5例移植后超过3年，没有发现身高增长和内分泌异常表现，无白内障发生。两组患儿智力正常，情绪稳定，性格良好。部分患儿乙型、丙型肝炎病毒和巨细胞病毒标志物阳性，个别病例肝功能异常。心、肺、肾随诊无异常发现。

3 讨论

借助于造血干细胞支持难治性恶性肿瘤的治疗效果取得了明显提高，而预处理方案起着至关成败的作用。对于儿童在制定预处理方案时既要重视疗效，同时也要注意耐受性和对生长发育的影响。我科自1989年开始了儿童自体造血干细胞移植治疗恶性肿瘤的工作，初期所采用预处理方案包含全身放疗，而后期则采用了不含全身放疗的预处理方案，二者在应用中情况有所不同。

恶性淋巴瘤和神经母细胞瘤为儿童常见的恶性实体瘤，恶性度高，转移广泛、发生早、治疗难度大。尤其对晚期病例，常规化疗常难以取得满意疗效。本研究所包括的病例均为难治性恶性肿瘤，两组生存情况均较常规化疗好［2，3］。3年无病生存率64%（A组67%，4/6；B组60%，3/5），其中超过5年3例，超过10年2例，由前图可见，两组治疗后生存情况无差异（P=0.1185）。

有报道应用自体造血干细胞移植治疗恶性淋巴瘤，预处理方案不含全身放疗的移植后造血功能恢复快［4］。实际工作中，A组平均出层流室时间+36天，平均输血21次（4500ml，红细胞和血小板）；而B组平均出层流室时间+27天，平均输血15次（3100ml，红细胞和血小板）。B组患儿住层流室时间短，必要输血次数和输血量少。本研究两组患儿外周血的恢复时间经统计学检验差异无显著性，可能与例数少有关，需观察更多病例。

急性相关反应方面，两组主要表现为黏膜和胃肠道反应，发生率相近，分别为A组83%和67%，B组75%和75%，P＞0.05，但A组中有Ⅱ级反应，需止痛药缓解。膀胱反应仅见于A组，发生率为50%，并有1例出现Ⅱ级反应，表现为出血性膀胱炎，主要与大剂量应用环磷酰胺有关［5］。A组发生Ⅱ级反应共3例次，另1例Ⅱ级反应表现为腹泻。B组共有Ⅱ级反应2例次，1例为胃肠道表现，另1例出现惊厥，考虑与白消胺有关［6］。Bearman标准未包括的表现：A组中3例腮腺肿痛，为放射性腮腺炎［7］，2例血淀粉酶和血糖高于正常；B组2例出现血淀粉酶和血糖升高。可见，两组急性反应主要表现为黏膜炎和消化道毒性，发生率相似，但A组反应程度重，并且有膀胱、腮腺反应。

由于腺体细胞对放射线敏感，大剂量全身放疗会对垂体、下丘脑及相应内分泌腺体功能产生影响，从而影响儿童生长发育［8，9］。鉴于此，笔者在制定预处理方案时选用了小剂量分次全身照射，但仍然对接受治疗的患儿有一定的影响。A组中，部分病例于移植后1~2年内发生身高生长减缓和内分泌功能异常。并且A组中1例男孩进入青春期后第二性征未发育，可能与放疗和大剂量应用环磷酰胺有关。

A组放疗后白内障发生率为50%（3/6），由于晶体上皮细胞对电离辐射敏感，放射损伤后产生颗粒样物质所致，多发生于放疗后1~4年，本组病例发病率与其他研究相仿［10］。不接受放疗这种损伤就不会发生。

总之，两种方案自体造血干细胞移植治疗儿童恶性实体瘤的疗效相近，采用单独化疗作为预处理的患儿住层流室时间短、必要输血少、所需费用低、急性和慢性相关副作用小，以后可多加应用。

1 Bearmen S， Frederick R， Appelbaum C， et al.Regimen-related toxicity in patients undergoing bone transplantation.J Clin Oncol，1988，6(10)：1562-1565.

2 Matthay KK， O’Leary MC， Ramsay NK， et al.Role of myeloablative therapy in improved outcome for high risk neuroblastoma：review of recent children cancer group results.Eur J Cancer，1995，31(4)：572-575.

3 孙晓非， 苏义顺，刘冬耕，等. BFM-90、CHOP和CHOP/HD-MTX方案治疗儿童青少年B细胞非霍奇金淋巴瘤的生存率比较. 癌症，2004，23(8)： 933-938.

4 Brice P， Marolleau JP， Dombret H， et al. Autologous peripheral blood stem cell transplantation after high dose therapy in patients with advanced lymphomas. Bone Marrow Transplant，1992，9(5)：337-342.

5 郭超，章卫平，王健民，等.外周血干细胞移植中出血性膀胱炎的病因与防治. 第二军医大学学报，2002，23(9)：949-951.

6 Vassal G， Deroussent A， Hartmann O， et al. Dose-dependent neurotoxicity of high-dose busulfan in children： a clinical and pharmacological study. Cancer Res，1990，50(19)：6203-6207.

7 Chaillet MP， Cosset JM， Socie G， et al. Prospective study of the clinical symptoms of therapeutic whole body irradiation. Health Phys，1993，64(4)：370-374 .

8 Sanders JE， the Seattle Marrow Transplant Team. The impact of marrow transplant preparative regimen on subsequent growth and development.Seminars in Hematology，1991，28(3)：244-249.

流体力学案例范文第5篇

关键词： 五步教学法 大学物理教学 创新能力

近年来在高校教学中，学生的理论学习，尤其是基础课的学习严重脱离生产实际，学生走上工作岗位，感觉所学不能为己所用，认为物理学枯燥、深奥、难懂、难学。为了改革传统的课堂教学与新时期教育目标不相适应的教学观念、教学环节、教学方法等，适应新时期对人才培养的新要求，提高学生学习物理的兴趣，引发学生对物理现象背后本质的思考，培养学生学习物理的兴趣，使学生通过尝试创新增强创新意识，养成创新思维习惯，从而提高创新能力，笔者提出了五步教学法。

1.教学方法创新

五步教学法主要包括启发、探寻、反思、设计、实践五个环节。

1.1启发

即创设情境、启发思考，激发探究欲望。一改传统教学由理论到理论的枯燥的直接讲授，避免学生产生厌烦情绪，通过展现鲜活的丰富多彩的生活现象，引导学生对现象产生好奇，激发学生的研究兴趣和创造热情，使学生的各种生理和心理机制调节到最佳状态，为创造性思维做好心理准备。

1.2探究

即归纳现象，得出规律，实现由感性认识到理性认知的飞跃。在启发已经完成的情况下，教师应趁热打铁，及时引导学生归纳这些现象的共同特征，引发学生对共同特征背后本质规律的思考。在这一过程中，会涉及物理学解决问题的思想方法（如：简化模型、等效思想等），必然会引起学生的疑问，产生新设想和对已有认识结构的冲撞。引导学生及时记录这些思想火花，这是创新思维的开始（或产生）。

1.3反思

即巩固规律，反思物理意义，实现由理论到实践的初步跨越。在第二步中得出用数学公式或文字所表达的物理规律之后，要及时引导学生反思其物理意义，透过理论公式和文字符号看蕴含的实际意义，对公式进行数学变换，再看其相应的物理意义和实际意义，以解例题的形式引导学生学会用理论指导实践，解决实际问题，并挖掘规律的其他一切可能价值。在此过程中，注意启发学生试图用所学知识解决现实问题，并提示学生及时记录创新设想。在这一阶段中，学生会产生大量的新设想或新问题，这是创新活动的开始。

1.4设计

即查阅资料，明确问题，并设计解决问题的初步方案，实现由理论到实践的大胆尝试。在“反思”过后，学生头脑中将会产生许多问题，迫切需要解决，甚至希望亲自做实验进行验证。这时，教师应及时引导学生学会研究，学会查资料，学会正确表征自己所提出的问题，进一步完善理论构想，初步设计解决问题的方案。

1.5实践

即进行实验或理论推演，创造成果，最终实现由理论到实践的飞跃。

“五步教学法”坚持以学生为主体、教师为主导的原则，能克服以教师或教学内容为中心、学生习惯于以教师为权威、全盘接受教师传授知识的缺点，为学生的创造性思维和创新行为提供可能。另外，笔者精心构建的整个教学新体系，都是围绕培养学生综合素质和创新能力的总目标进行的。为了达到最后的教学目标，笔者十分注意教学手段的运用，对多媒体和板书取长补短，进行适当整合。笔者认为，多媒体在演示动画、展示情景、创设情境、画图及布置思考题等方面更有优势，而板书在理论推演、控制节奏、及时答疑等方面具有多媒体不可替代的作用。

2.教学组织实施

2011年暑假，根据创新教学策略和研究方案，以及刚体的定轴转动、流体力学、液体表面现象、稳恒磁场和波动、几何光学等内容，实施创新教学，在多媒体演示中插入更多形象生动的图片。整节课对多媒体播放顺序做了调整，更适应“五步教学法”的节奏。

2.1设计小课题

根据每章内容，初步拟定研究小课题，供学生参考，在实际研究中，学生可自行选题。下面列举部分小课题：（1）人体骨骼的结构和力学特性；（2）肌肉牵引骨骼的力学原理；（3）人体的运动机制；（4）人体血液循环的力学原理；（5）对血压的影响在医学上的应用；（6）血液中各种细胞迁移现象分析；（7）B型超声波的原理；（8）超声波的生物效应；（9）孕妇做B超对胎儿有害吗；（10）医学上常见气体栓塞现象及其防护。

2.2教学案例

2.2.1教学内容的组织实施

2.2.1.1“五步教学法”和创新思维训练相结合。过去应试的物理教学方式比较强调归纳总结、数学推导，大量时间用于训练学生的解题技巧，教学过程基本是单向的，学生学习起来枯燥乏味，由此萌发出怕学物理的心理。在创新教学新体系中，笔者以教学模式的改革为切入口，以引导学生创新思维为重点，重视学生的个性发展和创新能力培养。在课堂教学中注重物理图像，注重物理学知识与自然现象、生活实践、科学技术相结合，采用教师与学生双向交流和沟通的方式实施教学。为了增强课堂教学效果，笔者依据学生的思维发展特点，遵循创新思维活动心理过程，以创新教学新体系为支架，遵循“五步教学法”原则，大胆开展创造性课堂教学，大大活跃课堂教学气氛。如对流体力学的教学，笔者采用“五步教学”，首先呈现本章的知识构架，让学生对所学的内容有一个粗略的框架，然后播放与流体有关的图像和动画，主要有台风、山涧小溪、水上冲浪、自来水管、输液管、人体血液系统等，接着引导学生观察现象，通过对现象产生原因的追问，引发学生思考，激发学习兴趣。在学生的思维状态处于“最佳发展状态”，对现象本质无限好奇之时，提示学生运用物理学解决问题的一般方法，根据实际流体的特征、性质和要解决的问题，抓住主要矛盾，进行合理简化，建立理想流体和稳定流动物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，让学生兴奋地体验物理方法和物理思想的妙用，同时也完成了“五步教学法”中的“启发”环节。这时，在学生会产生掌握方法的满足感，迫切了解现象本质的热情有所下降，激烈的脑细胞活动也得到片刻休息时，笔者不失时机地提示学生：“一切物理现象都遵循物理学的三大基本守恒定律。”引导学生思考：“理想流体做稳定流动会遵循怎样的规律呢？”由此顺利转入“探寻”环节。此时学生思维活动状态再次被激活，师生共同探寻规律，由质量守恒定律，进行逻辑和数学推演，得到连续性方程，认识到：流体的连续性方程其实就是质量守恒定律在流体力学中的应用特例。再由机械能守恒定律，结合连续性方程，进行逻辑和数学推演，得到伯努利方程，学生会深刻地体会到：将物理普遍规律，运用于具体现象中，就会产生新的定律和定理，从而产生理智感，在接受知识的同时激发创造热情，至此也完成“探究”环节。在得出连续性方程和伯努利方程之后，学生会以为掌握了规律，就已经完成了学习任务，可能不会再思考定律的深刻意义和价值，学生的心理活动暂时处于冷却状态。笔者抓紧时机，要求学生运用规律，解释刚才所呈现的物理现象。学生的思维活动再次激活，转入对定律的“反思”环节。本单元的“反思”环节，主要解决定律中每一项的物理意义，定律本身的物理意义，定律在特殊情况下的表现形式，讨论定律的各种用途等。在这一环节中，学生不仅会对定律有更深刻的领会，能较好地接受发散思维训练，体会运用规律解决实际问题的过程，而且在理论与实践的联系中，学生会萌生许多问题或设想。笔者会提醒他们及时记录问题，并鼓励大家课后进行更深入的研究。至此，完成了“反思”环节，并启动了“设计”环节。整个课堂教学由张有弛，环环相扣，既重视基础知识的教学，又重视创新能力和创新精神的培养，实现知识、能力和素质协调发展的培养目标。

2.2.1.2课内与课外相结合。课堂教学只能完成“五步教学法”中的前三步，对在“反思”中产生的问题，需要在课后进行“设计”和“实践”。而“设计”和“实践”是进行创造活动、形成创造成果的重要途径，也是培养创造能力和创新精神的重要途径。

在教学中，改变问题尽量解决于课堂的传授式教学方法，课堂教学重点是启发思考现象、引导探寻规律、激发反思问题，侧重讲思路、讲方法、引问题、重讨论，而将许多通过思考可以自己掌握的内容留给学生自己去做。课外作业形式多样，除了常规作业以外，笔者布置一些思考题、讨论题、设计题及小课题等。对学生，要求每一章学过以后，完成一定的常规作业的基础上，组织小组讨论，学期结束，每人写一份小论文，并实施新的学生考核方式。小组讨论的目的，是对学生进行发散思维训练，同时也为学生提供机会，让他们提出在“反思”环节中产生的问题，完成对问题的表征，并“设计”解决方案。布置小论文，目的是让学生对问题有一个酝酿期，体验“顿悟”和“灵感”的作用，同时完成论文的过程，也贯穿着思维的“实践”过程。小论文自由选题，自由发挥，培养学生的自学能力和自觉性，从而培养学生的创新能力和创新精神。

参考文献：