流体力学学科评估

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流体力学学科评估范文第1篇

Abstract： As an very important subject， ballistics have always taken a considerable status in weapon science. With the rapid development of new weapon and high technology recently， ballistics come to a very precious period. It is the obligatory duty for the ballistics teaching staff to improve the graduate students level by seizing the opportunity and marching the reform of ballistics graduate students teaching stuff and form. The transformation of ballistics graduate students teaching was discussed in three aspects such as equipment development， the basic theory research and fighting capacity transformation. The results can be referenced by relevant staff.

关键词： 弹道学；教学；研究生

Key words： ballistics；teaching；graduate student

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）19-0232-02

0 引言

弹道学是研究弹丸从起点到终点运动规律及有关现象的科学，在武器系统设计、性能分析、产品研制、定型和作战使用等方面都具有十分重要的地位和作用，也是军事院校中武器装备类专业必不可少的专业基础课。

弹道学在历史上曾经是非常受到重视的显学，但随着军队院校办学思路向装备保障和指挥转变，弹道学的地位受到削弱，教学课时减少，科研队伍缩减，办学水平下降，逐渐沦为一个二流学科方向，这也是这一学科在国内学术界的现状。造成这一现象固然有学术管理体制等客观因素方面的原因，但也有思想观念跟不上时展的步伐，固步自封，“等靠要”意识等方面的主观原因，严重制约了学科发展。而弹道学学科的现状又影响了一批批学员在选择学科时的决定，反过来又对学科发展造成不利影响，成为了与弹道学发展受限互为因果的局面。

伴随着我军武器装备更新换代和科技水平的不断提升，弹道学学科迎来了一个不可多得的发展机遇，抓住机遇，促进学科的快速发展，提升弹道学教学水平，成为一项非常紧迫的任务。

1 适应装备研制转型，促进弹道学研究生教学的发展

我军炮兵装备的转型有两个主要动向。一是从引进、仿制到自主研发的转变。二是从无控的面杀伤武器系统过渡到精确打击武器系统。武器系统进入自主研制模式后，弹道方案设计这一研制过程中必不可少的重要环节中，弹道设计理论和技术的作用才真正体现出来，因为不经过弹道设计，武器系统的结构方案就不从谈起。

从历史经验看，如果弹道工作者在武器系统设计的早期就参与研制，充分开展弹道方案论证和设计，会起到事半功倍的效果，但现实中往往是武器系统出现了弹道问题才让弹道工作者介入，严重影响了武器系统的研制过程。为此需要弹道学工作者的主动介入。在近期的研究生教育中，尝试利用各方面有利因素，带领研究生主动介入武器装备早期的研制工作，一方面使武器装备的研制能够及早受到弹道学的助益，另一方面也使研究生能够参与弹道方案的设计与论证，最大限度地接受到了弹道学的最新理论与实践的考验，通过在实践中的工作、学习和交流，使研究生在各方面都受到了教育，提高了能力，增长了见识，积累了经验，为弹道学学科人才培养和补充提供了非常重要的条件。

2 推进基础理论研究，拓展弹道学研究生教育

随着现代战争对精确打击武器系统的需求日益迫切，弹道学理论正面临从经典弹道学理论向现代弹道学理论的发展和完善，其中涉及到许多基础理论方面的研究工作，例如末敏弹、弹道修正弹、末制导炮弹、大长细比弹丸、液体载荷弹丸和超高速弹丸的运动规律和飞行稳定性问题等，这些都是有待于进一步深入研究的理论课题。另一方面，新型武器系统的多信息、高技术和复合弹道特征使得弹道设计需要解决的问题变得十分复杂，涉及到数学、刚体力学、流体力学、空气动力学、发动机原理、自动控制理论等知识的综合运用与有机融合，相对于经典弹道学理论，新型弹药的运动具有模型复杂、影响因素多、非线性特征突出等特点。

以上这些方面都是对弹道学这一古老学科在目前信息化大趋势下的挑战，也是难得的机遇。面对这些挑战和机遇，在弹道学研究生教育方面是大有可为的。近几年来，已经有意识地将研究生教育向这些新方向转移，在给研究生论文选题过程中，积极主动地与高新技术接轨，将其它学科的最新成果应用于弹道学理论研究上，例如，在近三年的部分硕士研究生教学和选题中，都将弹丸的气动仿真作为主要方向，将空气动力学和流体力学的最新成果和计算机仿真技术应用于求取弹丸气动参数，同时参与了某些装备的预先研制，使研究生有接触装备、试验、甚至是参研的机会，增加了团队合作意识，强化了个人科研能力，开拓了视野，拓展了弹道学的外延，深化了弹道学的内涵，培养了一批既熟悉传统弹道学理论，又对信息化条件下的新型弹药有充分了解和研究的硕士博士研究生，形成一批有深度有质量的成果，有力地支撑了弹道学的学科地位。

3 适应新形势下战斗力生成模式转型，更新教学内容

随着装备的不断更新，传统弹道学的内容逐渐不能适应教学要求，因此需要将传统弹道学的内容加以改进和充实，使之适应新形势下部队战斗力生成模式转变的需要。

为适应部队高技术装备保障和训练模式的转变，在近几年的研究生教学和实践中，重点开展了弹药消耗规律、训练技术和方法以及部队条件下装备训练效果和射击精度评估技术方面的专题教学。探讨了在部队条件下制约武器系统射击精度的各种因素，武器系统射击精度与弹药消耗之间的联系，研究了准确装定射击诸元的技术方法，以及高科技条件下弹道特性和基本规律等方面的内容。事实证明，带着实际问题进行研究生教学，能够起到强化基础，导引兴趣的作用，使研究生在基础课程学习阶段就能够对科研有所了解，提高了分析问题和解决问题的能力，也为自主选题提供了更多的选择。近几年来，笔者所在单位经过教学内容更新后培养的研究生，无论是分配到部队还是科研机构，都能将所学知识灵活运用到工作中，表现出了良好的适应性，得到了所在单位的好评。

4 总结

弹道学本身就是一门实践性很强的学科，虽然有理论内容，但实践内容更为重要。通过积极主动地适应武器装备的发展，接合实际问题，创新教学方式，更新教学内容，为弹道学研究生教育探索了新的途径和方式。实践证明，这是一条非常值得参考的研究生培养模式。

参考文献：

[1]邱华，毛俊超.军校研究生创新教育的思考[J].高校讲坛，2009（1）.

流体力学学科评估范文第2篇

关键词：马尔可夫链；蒙特卡罗方法；MCMC方法；多孔介质流体预测；孔隙度；渗透率

中图分类号：TE319 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）32-7769-03

Abstract： Permeability and porosity， which significantly describing of subsurface properties， are essential factors for the predicting gas production. But given the fact that in porous media flow process， the probability density functions for permeability and porosity are usually too complex for direct sampling， using classical statistical ways to describe the process is troublesome. This article introduced a relative Markov chain Monte Carlo method to solve this kind of problems. In this article， we demonstrated the process consisting Bayes estimation of permeability and porosity， sampling from their posterior distribution， finding the likelihood of the flows and prediction for the production given limited training data. Also， at the end of this article also listed the problems existing in current methods and provided several potential ways for improving.

Key words： Markov Chain； Monte Carlo method； Flow Prediction in Porous media

流体在多孔介质中的流动是一类复杂流动，并在石油开发、能源安全以及地下水污染治理等许多领域均有涉及。在这些领域中，很多问题需要根据已有经验和已测数据构建地下流体模型，并对地下流体的某些属性或发展趋势做出预测，例如水油比、CO2浓度、放射性粒子浓度或者生产曲线等。在石油储层的勘探开发过程中，地下流量的预测尤为重要，不仅关乎生产效益更对生产决策起到至关重要的作用。

在地质流体力学中，以孔隙度和渗透率作为参数的流量概率密度分布，往往呈现出较为复杂的函数结构，很难用常用的经典分布（如标准正态分布，均匀分布等）予以描述。因此，需要从孔隙度、渗透率及油井产量所构成的复杂参数/分布结构中获得必要的模拟样本。该文将马尔可夫链蒙特卡罗方法（Markov chain Monte Carlo method）应用于多孔介质流体预测中，介绍了MCMC方法的由来及其基本概念，阐述并依据实例展示了MCMC及其相关算法在石油产量预测中的运用，同时也对如何进一步提高预测成效提出了一定设想。如通过相关物理地质分析可得到以孔隙率和渗透率等作为参数的油井产量的概率密度函数π（x），其函数形式由于地质构造公式的制约将会相当复杂，导致无法直接获取产量的样本，通过上述算法，我们可以任意选取初始值开始取样，一段时间后（初始化阶段结束后），取样值将会依概率收敛于目标密度函数，此时可将初始化阶段结束后得到的样本作为一组从原概率密度分布得到的近似样本。在实际运用中，由于孔隙率渗透率等地质参数是未知的，需要对其进行贝叶斯估计，其过程中同样将运用MCMC方法。

2 MCMC方法应用实例

在V. Ginting等人的研究中，应用MCMC方法对石油储层产量曲线进行了预测[4]。在本案例中，首先通过部分已知的流量数据来进行渗透率和孔隙度的贝叶斯估计，并由已知的相关分布综合资料来创建地下行为模拟。再使用这些数据运行流体模拟软件得出产量曲线。具体做法如下：

石油储层的产量曲线预测包含两个步骤：描述和预测。一般我们无法获得具体的渗透率和孔隙度的资料，但是在MCMC方法的支持下我们可以通过贝叶斯估计得到。首先依据常用假设对基于渗透率和孔隙率的分布函数进行预处理，通过运用Karhunen―Loeve（简称KL）展开降低参数维度，得到包含渗透率和孔隙率的参数向量ψ，为了得到ψ的贝叶斯估计，需要从关于渗透率和孔隙率的后验概率分布中采样，即从P（ψ|Fm）中采样，这里的Fm代表了部分已知流量数据。

然而正如上文中提到的，实现这一方法的关键点是得到关于渗透率和孔隙率的合理的贝叶斯估计。这除了要求对MCMC及其相关算法的熟练掌握外，最重要的是对先验概率分布的合理假设。在研究中，为了得到合理的先验概率分布，提出了用Karhunen―Loeve展开降维，然而在进行模拟运算时，为了简化模型，还是基于渗透率和孔隙率相互独立的基本假设，这也就为未来的相关研究留下了很大的提升空间。

3 关于MCMC方法的改进设想

在以上关于MCMC方法的应用实例中，为了简化模型，假设渗透率和孔隙度是不相关的，但是实际上并非如此。相关文献[5-6]表明，低渗透率低孔隙度岩石的孔隙度和渗透率之间并非相互独立。所以为了得到更精确更符合实际的预测结果，在MCMC方法中，可以在渗透率和孔隙度之间加入他们之间的关系参数，通过对这类相关系数或协方差等参数的数字估计，整个模型的精度和预测效果有望大幅度提高。除了运用Karhunen―Loeve展开的降维方法以外，还有多种统计方法可以应用于此类研究，如考虑将因子分析、主成分分析等多元统计方法，或是lasso等针对高维参数的估计方法加入研究，相关的估计与预测分析将会有进一步的发展。

4 结束语

MCMC方法已广泛应用于金融、地质、环境保护、电力系统等领域的研究[7-10]，应用MCMC方法研究期货市场流动、地震参数、水污染溯源、大型电力系统可靠性评估等方面的工作日趋活跃，MCMC方法作为统计学的一种重要方法，将继续在其他各学科中得到应用与发展。

本文具体介绍了MCMC方法的基本概念及相关算法，并依据国外相关研究实例介绍了其在多孔介质中流体预测中的运用。详细阐述了通过MCMC方法获得多孔介质流体模型中渗透率和孔隙度的贝叶斯估计的基本步骤，进而依据其估计建立出完整的地下属性描述并进行流量预测的具体过程。同时在文章的结尾部分，根据现有方法的不足，提出了相关的改进设想，有望基于相关分析提高预测成果。

参考文献：

[1] Classical Text in Translation：A. A. Markov， An Example of Statistical Investigation of the Text Eugene Onegin Concerning the Connection of Samples in Chains， trans. David Link. Science in Context 19.4 （2006）： 591-600.

[2] 陈平，徐若曦.Metropolis-Hasting自适应算法及其应用[J].系统工程理论与实践，2008（1）：100-108.

[3] Rosenthal，Jeffrey （March 2004）. "W.K. Hastings， Statistician and Developer of the Metropolis-Hastings Algorithm". Retrieved 2009-06-02.

[4] V.Ginting， Multiple Markov Chains Monte Carlo Approach for Flow Forecasting in Porous[J]. Procedia Computer Science， 2012 （9）：707-716.

[5] 邵维志，解经宇，等.低孔隙度低渗透率岩石孔隙度与渗透率关系研究[J].测井技术，2013（4）： 149-153.

[6] 李留仁，袁士义.分形多孔介质渗透率与孔隙度理论关系模型[J].西安石油大学学报：自然科学版，2010（5）：49-51.

[7] 卢斌，华仁海.基于MCMC方法的中国期货市场流动性研究[J].管理科学学报，2004（9）：98-106.

[8] 张广智，阳.利用MCMC方法估算地震参数[J].石油地球物理勘探，2011，46（4）：605-609.

流体力学学科评估范文第3篇

（中国矿业大学安全工程学院 江苏 徐州 221008）

摘 要：为培养宽基础、强能力、高素质，具有创新精神和实践动手能力的消防工程专业人才，在十几年消防工程专业教学和实践工作基础上，结合毕业生及用人单位的反馈意见，提出消防工程专业本科培养方案采用5＋3模式。针对毕业生在实际工作中存在实践动手创新能力较弱的问题，提出改变传统的教学模式，将注入式教学转变为启发式、交互式教学，注重启发学生思维。此外通过推行教授课程负责制，革新课程教学内容，改进实验课教学模式、加强实习和进行针对性的毕业设计等实践动手环节，构建完善的消防工程专业创新本科人才培养体系，培养学生独立分析问题、解决问题和实践动手能力以及创新意识。

关键词 ：消防工程；课程体系；人才培养；创新；研讨式教学

中图分类号：X952 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．02．025

收稿日期：2014－11－14

0 引言

消防工程成为高等教育一门独立的专业是在20世纪50年代。1956年美国马里兰大学第一个建立了消防工程系，并于当年招收消防工程专业本科生。迄今为止，加拿大、澳大利亚、日本、新西兰、荷兰、比利时、韩国、巴西等国都在大学里开设消防工程专业课，有的大学还建立了专门的消防教育机构，提供正规化的学历教育，可授予学士、硕士和博士学位。

我国高等院校从20世纪80代初开始培养消防工程专业人才，当时只有中国人民武装警察部队学院一家高校设置了消防工程专业。随着社会对消防安全的逐渐重视，我国对培养高素质消防工程专业人才提出了更高的要求。经教育部批准，中国矿业大学于2000年设立消防工程专业，2001年招收第一届本科生，是国内地方高校设立的第一个消防工程专业，目前在全国本科专业排名中名列第一，同时被评为江苏省特色专业。到目前为止，已有中国人民武装警察部队学院、中国矿业大学、沈阳航空工业学院、中南大学、华北水利水电学院、西南林学院、西南交通大学、河南理工大学、辽宁工程技术大学等10余所院校开设了消防工程专业，且数量仍在增加。

经过十几年消防工程专业的教学和实践工作，结合毕业生及用人单位的反馈意见，目前该校消防工程专业的毕业生在消防专业知识的掌握上基本符合用人单位的要求，但是在实际工作中遇到新问题的解决能力以及现场实践动手能力较欠缺。为了解决这一问题，作为培养消防工程技术人才的高等学校有必要对现有的教学培养体系进行适当的调整，重点加强学生的创新能力和实践动手能力的培养。

1 消防工程专业创新本科人才培养体系

1．1 培养目标

消防工程专业培养宽基础、强能力、高素质，具有创新精神和实践动手能力，掌握火灾科学基本理论、消防安全技术，消防政策法规，具有消防安全技术研究、设计、监测、管理和火灾安全评估、控制及火灾事故调查分析能力的工程技术人才。

1．2 培养方案

消防工程专业本科培养方案采用5＋3模式，即前5个学期进行学院内大安全专业的课程学习，淡化专业方向，后3个学期分安全工程和消防工程2个方向进行专业课程学习。新生进入学校后只进入学院而不进入专业，在低年级学习基础课程，高年级时进入学科领域学习专业课程。这种课程安排使学生入学后能够得到宽口径、厚基础的培养，避免学生因过早进入专业学习而知识面狭窄的弊端。

1．3 课程体系

1．3．1 基础课程

基础课程主要有数学、英语、思想政治教育、物理、化学等全校统一设置的课程。如高等数学、线性代数、概率论与数理统统计、大学英语、大学物理、大学化学、工程力学、工程图学、电工技术与电子技术、工程热力学与传热学、工程流体力学等课程。

1．3．2 专业课程

专业课程分专业主干必修课和专业选修课。专业主干必修课主要有燃烧学、火灾动力学、建筑防火工程、水灭火工程、建筑防排烟工程、火灾识别与联动控制、建筑耐火结构。专业选修课程主要有火灾事故调查、电气防火、消防法规、现代灭火技术、消防专业英语、化工企业火灾防护、消防队伍管理与灭火战术、应急救援导论、火灾数值模拟、火灾风险评估、消防心理学、地下工程火灾防护。

1．3．3 实验课程

实验课程是学生巩固、理解课堂知识、提高动手和创新能力的重要环节。实验课程安排了火灾及烟气蔓延、材料热释放速率的测定、火灾时期烟雾特性的测定、灭火剂灭火、火灾自动报警系统、火灾自动灭火系统等。

1．3．4 专业实习

消防工程专业实习分为认识实习、生产实习和毕业实习。认识实习采用大组参观了解的方式。生产实习采用小组跟班学习的方式，直接参加消防系统的安装施工和调试工作。毕业实习安排到武警消防支队，参加消防系统的验收工作，并收集毕业设计资料。

1．3．5 毕业设计

毕业设计包含一般部分、专题部分和翻译部分。一般设计部分是在毕业实习期间收集资料的基础上，结合就业单位岗位需求，在建筑防火与安全疏散设计、建筑消防水灭火系统设计、建筑火灾自动报警系统设计、建筑气体灭火系统设计、建筑防排烟工程设计中选择1项内容完成设计。毕业设计专题由指导教师提供一些已经具备研究条件，切实可行，有研究和应用价值的题目，由学生通过实验研究完成。专业文献翻译部分是将与消防有关的英文专业论文翻译成中文。

2 消防工程专业创新本科人才培养教学改革

消防工程是一门新兴学科，其内容涉及多个学科。既有理论基础方面内容，又涉及到各种法律规范和工程实践等知识。学习内容十分繁杂，需要的基础知识门类较多，如建筑、力学、电子与计算机技术、传热学、燃烧学等。因此该专业的教和学均存在一定的难度，必须进行教学改革。

2．1 教材建设

以课程教学团队为依托，积极推行教授课程负责制，着力革新课程教学内容，规划建设与新课程体系相适应的专业教材体系。在新教材编写上注意易教易学、深浅适度、理论联系实际，加强“三基三新”（基础理论、基本概念、基本方法、新技术、新理论、新方法）内容，并在教材中设置一定的典型案例、讨论题、分析和思考题。

2．2 多媒体教学

全部课程均采用多媒体教学方式。这种教学方式和传统教学手段相比具有以下优点：重点突出；图文并茂；节约时间、增大信息量；促进交互式教学；易于补充和提高。

2．3 研讨式教学

开展研讨式教学，以特色课程“建筑防火性能化设计”为例，该课程共计32课时，要求学生先经过“建筑防火工程”、“火灾动力学”等专业课程的学习。32学时中，课堂教学12课时，主要由教师讲授建筑防火性能化设计的原则和方法，介绍相关信息的获取途径；余下20课时，由教师提供若干实际建筑物，将学生分成不同的设计小组进行设计，学生根据所学知识首先分析这一建筑存在哪些消防问题，然后提出性能化设计指标和解决方案。在具体实施时，可利用学院提供的实验室条件和计算机条件。在这一过程中，需要学生完成分工协作、查阅资料、设计实验、上机计算、编写报告和社会能力交流等。课程考核采用小组答辩方式进行。

2．4 改进实验课教学模式

为了提高实验课教学效果，实验课教学先由教师讲解实验系统的构造和基本原理、能够进行的实验内容、实验仪器的使用方法等，然后由同学们提出实验方案，在教师的指导下修改实验方案，完成实验，写出实验报告。

2．5 加强实践环节

消防工程实习基地建在徐州、无锡、苏州、杭州、厦门等城市。实习分为三个环节，即认识实习、生产实习和毕业实习。实习环节与教学紧密结合，针对性强，与学生的就业联系较紧，有利于调动学生积极性，提高实践效果。

2．6 有针对性的毕业设计

毕业设计选择徐州国际饭店、徐州金鹰国际商厦、 徐州金地商都等大型公共建筑作为蓝本，进行建筑防火与安全疏散设计、建筑消防水灭火系统设计、建筑火灾自动报警系统设计、建筑气体灭火系统设计、建筑防排烟工程设计。通过毕业设计让学生更好地掌握课程内容，使所学知识融会贯通。

3 加强消防工程专业师资队伍建设

3．1 建设目标

建设一支专业结构和年龄结构合理、能够承担消防工程本科教学相应基础和专业课程的教学工作，能够从事消防科学技术研究的师资队伍。

3．2 培养方式

采用“下现场”、“上学历”、“引进来”、“导师制”等多种途径建设师资队伍，为消防工程专业向更高层次的发展奠定了坚实的基础。对于现有师资和拟引进师资我们拟采用“导师制”、“国内外进修”和“岗位培训”等方式进行培养，以尽快适应本专业的本科教学、研究生教学和科学研究工作，提高专业的整体水平。

3．3 聘请兼职教授

根据本专业课程体系的设置特点，中国矿业大学已聘请了公安部天津消防科学研究所高水平研究人员作兼职教授，定期来校作有关专题报告，开阔了广大师生的视野、拓宽了他们的知识面。

4 结论

针对目前毕业生在实际工作中遇到新问题的解决能力以及现场实践动手能力较欠缺等问题，结合中国矿业大学消防工程专业10多年的教学实践工作，必须对现有的教学体系进行改革，重点加强学生的创新能力和实践动手能力的培养。本文得到的结论如下：

（1）消防工程专业本科培养方案采用5＋3模式，采取大类招生，学生通过对学科、专业的学习和了解后，结合自己的兴趣、特长，再在院系范围内自由选择专业或专业方向，这种课程安排使学生入学后能够得到宽口径、厚基础的培养。

（2）以课程教学团队为依托，积极推行教授课程负责制，着力革新课程教学内容，规划建设与新课程体系相适应的专业教材体系。将燃烧学、火灾动力学、建筑防火工程、水灭火工程、建筑防排烟工程、火灾识别与联动控制、建筑耐火结构作为消防工程专业主干必修课。

（3）通过实验课、专业实习和针对性的毕业设计来提高学生的创新能力和实践动手能力。

（4）采用先进的多媒体交互式教学方式，改变传统的教学模式，将注入式教学转变为启发式、交互式教学，转变以教师为中心的观念，把学生看作教学活动的主体，注重启发学生思维，培养学生独立分析问题、解决问题的能力以及实践动手创新能力。

参考文献

1 肖学锋．中国消防工程及其21世纪的前景［J］．中国安全科学学报，2000（1）

2 姜学鹏，徐志胜，李耀庄，等．我国消防工程专业学历教育前景和亟待解决的问题［J］．中国安全科学学报，2006（4）

3 傅智敏，黄金印，屈震．消防工程教育与课程体系探讨［J］．中国安全科学学报， 2004（12）

4 傅智敏，黄金印．消防科学技术发展历程回顾及火灾科学与消防工程学科体系探讨［J］．中国安全科学学报，2003（9）

5 郭铁男，傅智敏，黄金印．火灾科学与消防工程学发展现状及学科体系构架［J］．消防科学与技术， 2004（3）

6 陈爱平，于春华，陈先斌．“消防工程”专业发展与定位的思考［J］．消防科学与技术，2003（6）

7 陈发明．消防工程专业人才培养体系的探讨［J］．消防科学与技术，2007（4）

流体力学学科评估范文第4篇

关键词：高等职业教育；数学建模；数学实验；竞赛

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0213-02

随着社会进步、科技创新和经济产业结构的不断调整，我国对高素质高技能应用型人才的需求正在不断扩大，高等职业教育的高规格人才培养显得尤其重要。社会上各行各业的工作人员，需要善于运用数学知识和数学思维方法来解决实际问题，方能为公司赢得经济效益和社会效益。面临新教育态势的压力，面对数学基础薄弱的学生，如何在有限教学期限内快速提升高职数学课的教学品质，成为高职高等数学教学改革的焦点。

一、高等职业教育数学课教学现状与分析

经过查阅大量文献资料、学生学情调研和教师座谈研讨，可以将目前高等职业教育数学课教学现状归因为课程特点、教师和学生三个方面。

1.数学课的特点。数学是一门与现实世界紧密联系的科学语言和基础的自然学科，其形式极为抽象。学生学到数学概念、方法和结论，并未掌握数学学科精髓，未使数学成为解决实际问题的利器。

2.教师方面。课堂上，教师卖力的教授“有用”的理论和方法，但学生学得吃力且效果不佳。现在，部分教师将实际生活中的鲜活例子融入数学课的教授，打破了数学教学体系和内容自我封闭的僵局，但有些教师将“数学教育是一种素质教育”阻碍为抽象、深奥的课程，严重挫伤了学生学习的积极性。

3.学生方面。就高职生学情而言，生源大多来自高考第五批等录取批次，普遍不晓得数学理性思维对人思维能力培养的重要性，高职生学习目标不明确，学习习惯尚未养成，学习动力不足。此外，面对大量抽象符号和逻辑推理，形象思维强的高职生极易产生抵触心理。上述分析表明，要想实现“数学教育本质上是一种素质教育，数学的教学不能完全和外部世界隔离开来”，就需要改变数学教育按部就班的静态教学现状，创新教学模式，激发学生的主体参与意识，方能形成生动、活泼、有趣的数学课堂。

二、数学建模在高等职业教育人才培养过程中的意义和作用

从公元前3世纪的欧几里得几何，开普勒的行星运动三大规律到近代的流体力学等重要方程，数学建模的悠久历史可见一斑。

1.数学建模的桥梁作用。随着大数据时代的到来，大量数据爆炸性的涌入银行、超市、宾馆、机场的计算机系统，都需要进行归纳整理、去伪存真、分析和汇总。因此，需要在实际问题和数学方法两者之间架设一个桥梁，这个桥梁就是数学模型。实际问题与数学模型的关系，如图1所示。

如图1所示，对于生产和科研中的实际问题，如果需要给出定量分析和解答，就可确立为数学建模的范畴。针对实际问题，需要深入了解问题背景、目的以及问题对象的特征信息等，这一步称为建模准备。数学建模过程中，首先对反映问题本质属性的形态、量和关系抽象简化，找出变量和参数进行建模假设；然后，根据建模假设区分变量和参数间的关系，选择恰当的数学工具和模型方法进行模型构建；接着，结合模型特点和已知条件，选择相应数学方法和算法，借助计算机程序完成模型求解，模型求解之后对模型进行稳定性、误差和灵敏度等分析，若分析结果不合格，返回至模型假设重新建模直至符合要求；最后，需要以实际数据和现象对模型进行检验，若不符合客观实际需重新建模，直至模型可以投入运用。

2.数学建模思想融入高职数学课堂的意义。鉴于高等职业教育数学课教学现状与分析，结合数学建模进入高等院校数学课堂时机的日渐成熟，以及高等职业教育旨在培养高职生如何“用数学[1]”而非“算数学[1]”的目标，将数学建模思想融入高职数学课堂有着积极肯定的意义。（1）时机成熟。随着大型快速计算机技术及数学软件的快速发展，早期大型水坝的应力计算、航空发动机的涡轮叶片设计等数学模型中的数学问题迎刃而解，数学建模与科学计算的完美结合成为数学科学技术转化的主要途径。计量经济学、人口控制论等新兴的交叉学科为数学建模提供了广阔的应用新天地。（2）目标明确。数学建模的切入搭建了数学和外部世界的桥梁，解开了数学课堂教学的困境，让高职生以数学为工具去分析、解决现实生活中实际问题的目标切实可行。面对工程技术、经济管理和社会生活等领域中的实际问题，拥有敏锐洞察力的高职生面对现实问题的挑战，主动好奇的参与到资料收集、调查研究过程中来，能够摆脱惯性思维模式，敢于向传统知识挑战，尝试多样解题方式，不仅激发了学习动机，提升了数学知识水平，更有助于学生创新精神和能力的培养，让其在体会数学建模魅力和实用性的同时，渗透数学应用能力。

三、数学建模在高等数学教学中的应用实践

学生走上工作岗位后，无形中会利用数学建模思想来解决实际问题。那么，如何有效的将数学建模“植入”高数课程教学，则需要一系列科学合理有序的教学改革方可取得成效。（1）融入数学建模思想的高职特色教材[2]。作为教学载体，高职数学教材应从应用性职业岗位需求出发，以专业为服务对象，以实践操作为重点，以能力培养为本位，以素质培养为目的撰写情境式案例驱动的高职特色教材。（2）构建服务专业的高职数学教学模式。以学校专业需求为服务出发点，制定专业特色鲜明的数学课程教学新体系，搭建课程的“公有”模块和“选学”模块，加强专业针对性。与服务专业类似，对于不同年级、不同数学基础学生的需求，提供个性化、分层化、系列化的教学内容，显得尤为关键。（3）培养数学应用意识的案例教学方法。历届全国大学生数学建模竞赛参赛数量和规模的扩张使我们懂得：以热点案例出发，能够激发学生的求知欲，在求解过程中自然引出系列数学知识点，通过数学建模，让学生体会数学是刻画现实世界的数学模型，品味数学乐趣，趣化学习过程，强化数学知识应用意识，树立学生主体意识并培养学生创新意识和能力。（4）营造数学应用意识的数学实验氛围。利用数学软件，通过寥寥数行代码解决曾经无从下手的复杂问题，必会吸引学生从耗费时间的复杂计算转移到数学建模思想、数学方法的理解和应用，培养以数学和计算机分析和解决实际问题的能力，提高数学应用意识。（5）指导学生参加全国大学生数学建模竞赛。历届数学建模竞赛从内容到形式，都是一场与真实工作环境接近的真刀真枪的历练，要求学生团队综合运用数学及其他学科知识、使用计算机技术通过数学建模来分析、解决现实问题。从“乘公交，看奥运”、“世博会影响力的定量评估”到“SARS的传播”、“饮酒驾车”，这些开放、挑战性问题，必然会提高学生的洞察力、想象力、创造力和协作精神。

四、数学建模在高等数学教学中的实践效果

自2010伊始，将数学建模和数学实验引入高职数学课程教学中以来，学生主动学习意愿增强，学习效果显著提升。效果主要表现实际问题求解的多样性和开放性使得学生思维得以激活和解放，解题的自由使得互联网应用达到最优化。学院连续多年组织学生参加北京市高职高专大学生数学竞赛多次获得一、二、三等奖，在全国大学生数学建模竞赛中获得多项北京市一等奖，近两年获得国家二等奖2项、国家一等奖1项的佳绩。经过共同努力，应用数学基础获批为国家精品资源共享课。需要强调三点：首先，案例教学中要科学合理的训练学生的“双向翻译[3]”能力，要培养学生应用数学语言把实际问题翻译为明确的数学问题，再把数学问题的解翻译成常人能理解的语言。其次，所有教学活动要以学生为中心，并且离不开教师煞费苦心精心设计的教学活动，因为数学建模、指导数学实验和辅导学生参加竞赛需要教师掌握算法、优化、统计、数学软件、计算机编程等综合能力，因而教师尤为关键。再者，学院领导对数学建模、数学实验在人才培养过程中的重要性要有清晰充分的认识，才会有力度的支持数学教学改革。

五、结语

将数学建模思想和方法融入高职数学课程教学是一种先进的教育教学改革理念，是提升高职数学教学品质的关键，需要广大教师踏踏实实的钻研和工作，真正讲好每一个案例，为培养具备数学应用意识的高规格人才而努力。

参考文献：

[1]姜启源，谢金星.一项成功的高等教育改革实践――数学建模教学与竞赛活动的探索与研究[J].中国高教研究，2011，（12）：79-83.

流体力学学科评估范文第5篇

关键词：多元化；考核体系；物流设施与规划；过程性考核

中图分类号：G642 文献标识码：A

Abstract： Aiming at a single assessment mode， one-sided examination content， ambiguous examination purpose and non-ideal assessment effect on the logistics facilities and planning course assessment， a diversified evaluation system based on ability was proposed which mainly included comprehensive knowledge assessment and process assessment at ordinary times. The comprehensive knowledge examination consists of understanding ability， inductive ability and comprehensive ability assessment. The process assessment is made up of scientific research innovation ability assessment， team cooperation ability and practice ability assessment. The application effect indicates that the assessment system is highly appreciated by students.

Key words： diversification； evaluation system； logistics facilities and planning； process assessment

近年来，随着物流业的快速发展以及社会对物流技术人才的需求不断增长，对学生运用理论知识和实践动手能力解决问题的要求也日益提高[1]。与此同时，高校也在积极地推进创新教育和实践能力培养活动，其课程教学模式也进行了一系列卓有成效的改革[2-3]。但受各种客观条件的影响，多数教改成果往往强调教学模式单方面的改革，而忽略了考核模式的改革，进而导致教学模式与考核模式脱节，未能更好地发挥考核模式对教学模式的促进和反馈作用，不利于学生综合能力、创新能力和实践动手能力的培养[4]。因此，为了提高教学质量，促进学生创新能力以及实践能力的提高，探讨与本课程教学相结合的考核模式是现行考核形式改革的当务之急，具有一定的现实意义。

课程的考核形式是课程教学的最后一个环节，科学、合理的考核形式在某种程度上能更好地指导学生的学习方式。考核的目的既可检验学生对所学课程的掌握情况，巩固所学知识，同时也可帮助教师不断总结教学经验，改进教学内容与教学方法，促进教学质量的提高。

《物流规划与设计》课程是物流管理专业的核心课程，由于目前的考核形式比较单一，存在诸多不足。为此，本文建立基于能力本位的多元化课程考核体系，并对考核体系的各模块进行了分析，最后分析了考核体系的应用效果。这对于改进考核形式、提高课程教学质量具有重要意义。

1 课程考核形式现状及存在问题分析

《物流规划与设计》课程是一门实践性较强的课程。由于课程性质为必修课，该课程自开设以来，一直沿用着期末闭卷笔试的考核方式，兼顾学生平时成绩，即平时成绩占30%、期末卷面成绩占70%。

尽管目前的闭卷考试形式具有定时间、定地点，方便组织安排，考试公平公正性强、过程易控制等优点[5]，但也存在以下几方面不足。

（1）考核方式单一。目前课程的考核方式主要侧重理论知识和综合知识的考核。其考试形式为闭卷书面作答，题型主要以选择、判断、简答、案例分析和论述为主。这些题型只能反应学生对理论知识的掌握程度，不能更好地体现创新能力和应用能力的培养。

（2）考核内容片面化。现行考核内容偏重于知识记忆，主要局限于教材、课堂笔记、教师课堂扩展和指定的重点，在学生综合应用能力和创新能力的考核方面显得不足，进而形成一种“上课记笔记、课后抄笔记、考核背笔记、考后全忘记”的现象[5-6]。

（3）考核目的性不强。由于课程实践性较强，目前笔试考试并不能全面地体现出考核目标。每次考试结束后，虽然任课教师会对试卷质量进行分析，并对相关知识点的掌握情况进行总结以及得分情况进行分析，但这并不能很好地体现实践应用能力和综合创新能力培养目标，且对今后的考核指导价值也不大。

（4）考核效果不理想。由于现行考核方式为被动式卷面考试，形式比较单一、与实践应用结合不够紧密，所以学生在复习过程中只是为了考试而复习，为了考试而考试，这就使学生处于一种被动式学习的状态，由此对其产生厌烦心理，考核的效果自然也不会很理想。

2 课程考核体系的构建思路

课程考核是课程学习的一部分，是对课程学习的有效反馈和评价。一个完整的课程考核体系应该包括期末综合性考核和平时过程性学习评价两部分。针对本课程的现状，考核体系应侧重于各知识点的量化考核，尤其是要针对平时过程性考核给出每种考核方式的量化指标，如团队协作能力、分析解决问题能力、科研创新能力等。在平时过程性考核中，由于分组协作完成设计任务，教师应该能够有效地分辨出每位学生具体完成的工作量，且需要在各考核环节中给出具体的量化措施。通过各考核模块的设定，学生可以从中学习并领会到考核并不仅仅是为了“机械地”检验对所学内容的掌握程度，而是对所学知识的一种融会贯通，是对其学习能力、理解能力、团队协作能力以及科研创新能力的一种提升。

3 多元化课程考核体系的构建

为实现课程评价体现能力本位的特点[7]，从而引导学生进一步提高综合应用能力和创新能力，在课程的考核形式上要实行多元化考核，不但要考核学生的理论知识和综合知识，还要考核其创新能力、工程实践能力和团队合作能力。

为了提高课程考核结果的可信度，提高教学质量，本文提出基于能力本位的多元化课程评估考核体系，即由综合知识考核（占40%）和平时过程性考核（占60%）两部分组成，如图1所示。其中综合知识考核主要包括理解能力考核、归纳能力考核以及综合能力考核；平时过程性考核主要包括科研创新能力考核、团队协作能力考核以及实践能力考核。图1中每一部分考核内容满分都是100分，按比例折算后计入最后总成绩。

3.1 综合知识考核

（1）理解能力考核。理解能力考核主要体现在课堂口头测试和随堂笔试测试两方面。课堂口头测试主要以教师提出问题，学生回答问题的形式展开。教师可以针对课堂中讲授的重点内容，有针对性地提问学生，根据学生回答的准确性和逻辑性来进一步了解学生对该部分内容的理解和掌握程度。随堂笔试测试一般安排10min左右，以课程试题库为依托，试题形式主要是填空题、选择题和判断题；或者也可由任课教师根据当堂授课重点，提出思考题，让同学们根据自己的理解随堂完成。这两种课堂测试方式既可以加强学生对基础知识的理解，培养其理解和记忆能力，又可以使其养成集中精力认真听课的良好学习习惯，从而有效避免课堂“低头族”现象。

（2）归纳能力考核。归纳能力考核主要以大作业的形式为主，根据重要章节内容，分别在每章讲解后，让学生自主命题或教师给定主题，查阅本章节所涉及内容的相关研究进展，在一周内提交作业。例如在讲解现代生产物流的特点和模式这一章节时，教师可给定逆向物流、冷链物流等研究热点主题，让学生针对这一主题，从需求预测、运作模式、成本控制、关键流程识别、物流路径优化等方面去查询资料，并对资料进行筛选、归纳和总结，以大作业的形式提交。

该考核形式一方面有利于培养学生的文献检索能力和归纳总结能力[8]，另一方面也可以提高学生的学习兴趣、促进学生全面了解该学科的最新研究进展，同时也可大大降低学生“为了完成作业任务而做作业”的负面抵触情绪。

（3）综合能力考核。综合能力考核主要以研究报告或者课程设计方案为主，重点考核理论知识的综合应用。教师在课程一开始就将专题内容布置给学生，让学生利用课余时间查询资料、分析并解决问题，以小组为单位共同完成一份报告或设计方案。其考核方式为学生个人评价（15分）、教师评价（50分）、小组之间互评（35分）。报告或方案的最后总成绩根据这三部分所得分来评定。该考核方式可以培养学生发现问题、分析问题并综合应用理论知识解决问题等多方面能力。

3.2 平时过程性考核

（1）科研创新能力考核。科研创新能力考核主要通过开展创新性实验来考核，具体考核内容为实验的设计、分析和结果处理，其中实验设计占该部分考核比例的60%，实验过程分析占30%，实验结果处理占10%。教师可根据授课内容，给定实验目的和要求，让学生根据自己兴趣设计符合课程内容的实验。评分参考标准可依据表1中的选项进行打分。

由于物流规划课程具有实践性较强的特点，因此考核过程中应注重培养学生的动手能力和创新能力。

（2）团队协作能力考核。该部分考核形式主要利用“物流游戏”教学法[9]。教师根据课程所授内容设置相关的“物流游戏”来测试学生的团队协作能力，提供具体的游戏流程操作，让学生通过“做中学”逐渐领会和掌握课程所授章节内容的理论知识。如在厂址选择一章中，教师可按照厂址选择考虑的因素，将学生分成不同的小组或者由学生自由组队，分别代表“政府人员”、“社区居民”、“企业决策人员”等，扮演不同的角色，以小组研讨的形式，对备选厂址进行讨论、分析并给出决策结果。教师可从自主能动性（10分）、工作态度（10分）、合作能力（20分）、亲和力（30分）及改善能力（协作中发现问题并能提出合理化建议，占30分）几方面进行考核。这种考核方式有利于培养学生理论联系实际的团队合作意识以及解决问题的应变能力。

（3）实践能力考核。该部分的考核内容主要通过开展综合性实验来实施。如自动化立体仓库模拟实验，主要有条码识别和检测、出入库管理等内容。在任课教师和实验教师的共同指导下，学生可根据仓储物流的实际运作过程来设计实验，通过小组讨论形成初步方案，然后借助于计算机编程、物流仿真软件以及自动化立体仓库物流实验装置台（含条码数据采集器）来实现整个过程的模拟。教师可根据实验前的资料准备（10分），实验方案设计的合理性、可行性及创新性（30分），实验过程中操作的熟练程度（30分），实验中遇到问题的处理能力及沟通能力（20分），实验结果的分析与处理（10分）几方面进行打分。该考核方式既体现了专业课知识的综合应用，又能培养学生的实践动手能力。

4 多元化课程考核体系的应用效果分析

该考核体系已经在学校物流管理专业大四年级的两届学生中进行了试用，试用对象分别为2010级两个自然班以及2011级两个自然班。在每一学期末课程结束后，笔者都设计调查问卷了解同学们对多元化考核体系的看法。问卷调查结果显示，经过两学期的试用，效果很好，具体如图2所示。

从图2中可以看出，该考核体系中各模块在两个年级中都得到了绝大多数同学的一致认可。在综合能力模块和实践能力模块中，2011级同学在考核过程中的表现略逊于2010级的表现，这是由于2011级参加考研和各类资格认证考试的同学较2010级多，再则完成这两个模块中的具体考核内容（研究报告、综合性实验）所需要的时间长，因此导致这些同学没有充足的时间去准备考核内容，进而在这两方面失分较多。在其他四个模块中，2011级同学的表现均优于2010级的，对各模块的认可度也有一定的上升。这是由于该考核体系在2010级同学中已经进行了试用，试用后，教师针对考核体系各模块中存在的不足做了一些改进，并在2011级同学进行再次试用，同学们不仅兴趣较高，而且也积极配合实施。以后还要针对各模块分别进行分析，以便将该考核体系进一步推广到同类型的课程中。

5 结束语

考核模式的改革与教学模式的改革是相辅相成、互动的关系，多元化考核模式在课程教学中的应用，有利于培养学生实践动手能力以及解决问题的应变能力。同时，多元化考核评估体系的实施需要任课教师投入大量的时间精力。教师选择多元化评估考核方式时，应充分考虑课程的特点、学生的理论基础、班级规模及考核目标，以及针对考核目标设计以“能力”为主线的考核指标，做到“以考促教、以考促学”[10]，可以获得更好的教学效果。

参考文献：

[1] 全春光，程晓娟. 《物流工程》课程设计教学改革探索[J]. 当代教育理论与实践，2012，4（7）：51-52.

[2] 许义文. 高校素质教育重在创新教育[J]. 西南交通大学学报（社会科学版），2002，3（2）：104-107.

[3] 付永红，郭雪松. 高校素质教育管理创新的思考[J]. 辽宁医学院学报（社会科学版），2007，5（4）：66-69.

[4] 杨德翠，刘新. 植物生理学课程多元化考核模式的建立[J]. 安徽农业科学，2013，41（24）：10167-10168.

[5] 侯东亮，陈芳蓉. 基于“五位一体”的多元化课程考核体系构建――以《现代物流设施与规划》课程为例[J]. 廊坊师范学院学报（自然科学版），2014，14（4）：122-124.

[6] 张金标，邵露. 关于推进高校考试改革的几点思考[J]. 教育探索，2007（12）：39-40.

[7] 盛锦春，刘莉. 能力本位的高职会计专业课程考核模式变革分析[J]. 中国电力教育，2014（2）：156-157.

[8] 闫会娟，毕建涛. 基于启发式过程考核的课程考核体系研究和实践[J]. 中国教育信息化，2013（14）：29-30.