固体力学基本知识

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固体力学基本知识范文第1篇

关键词：工程流体力学；教学改革；第一次课

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）24-0218-02

工程流体力学课程在我校这一工科院校中，长期以来，本科生在未学习之前，已经从他人那里了解到，这门课很难，不好学，不好过关。学生认为流体力学难学的后果，直接反映在多年来很少有人、甚至无人报考我校工科流体力学方向的硕士和博士，致使我校工程流体力学方向后续人才短缺，学科建设出现重重困难。那么作者希望学生在学习这门课程的过程中，是轻松、主动而有兴趣地去学习。为了帮助学生克服畏难情绪，对工程流体力学课程学习产生兴趣，轻松学好这门课，作者在十几年的教学过程当中，积累了一些经验。开好头，为课程打好良好的第一印象非常关键，所以作者非常重视第一次课的讲授内容，以增强学生学习信心和培养学习兴趣为主要目的，为顺利完成该课程的学习奠定基础。

一、第一次课的教学内容

在第一次课，首先自我介绍，然后点名相互认识，留下联系方式，介绍教材和参考书，授课的章节和学时安排等常规内容外，讲授内容主要分为两大块：（1）上课要求；（2）绪论。

1.上课要求。上课要求主要包括课程学习目的和意义、出席和上课纪律要求、作业和实验报告要求、考核方法等内容。①学习目的和意义。学习目的和意义按照大纲要求，掌握流体力学的基本知识，及其解决问题的基本方法和基本实验技能。强调“基本”的含义，因为是首次接触本课程，系统介绍流体力学知识，对大家的要求是“基本”的，同时也强调仅这些即将学的基本知识也能够解决一些工程应用的问题，并简单举例。②出席和上课纪律要求。出席和上课纪律应该遵守学校规定，但是考虑到学生个体的不同。所以有必要让学生清楚什么样的行为是被接受的、允许的，不要出现行为困难的问题。③作业和实验报告要求。作业和实验报告会出现抄袭现象，回避是没有用的，所以上课时直接指出来，希望将抄袭现象弱化。指出要借鉴，而不是抄袭。这样大大降低了学生不经过理解地抄袭作业现象。④考核方法。将考核方式明确地告诉学生，是平时成绩和课程结束后的闭卷考试成绩各占一定比例，综合评出成绩。并计算出考核通过的最低考试成绩。同时强调不存在不通过比例。这样可以避免两种不良现象发生，一是学生会盲目认为很难学，不能过关而放弃学习，二是成绩差的学生会因为排名总在后面，而放弃学习。

2.绪论。绪论主要包括工程流体力学研究内容、课程特点、研究方法、解题步骤、学习方法和大学生认知阶段，等等方面。重点讲前三点涉及的内容。①流体力学研究内容。讲述工程流体力学研究内容首先展开讲解的是研究对象为流体，此时虽然没有讲流体的定义，但是还是提出请学生举例哪些物质是流体？让学生从最简单的问题开始流体力学知识的学习。学生说对了予以肯定。学生会将多相流和塑性物质列进来，也要说清楚与本课程所学流体的区别和联系，并将学生想不到的流体补充出来，还告诉学生目前最新研究方向在处理流固相互作用时有提出将固体处理为特殊流体，以简化流固交界面的处理；还有已有研究表明固体颗粒的高速运动遵循流体力学规律，以及当车流量和人流量很大时，被称为交通流，犹如流体流动一样，那么在后续课程讲解中可将高密度、大流量的人群流动现象用来形象化的阐述流体的运动规律，帮助学生理解抽象的流体运动规律，使问题直观。还需要指出，最常见的流体是空气和水，人类无时无刻不处于空气和水当中，提醒学生在学习的过程中，可以将所学知识放到自己熟悉的环境中去理解，比如池塘或小河中的水、教室里的空气，等等。将理论知识与生活结合起来，既能帮助理解所学知识，又能将知识应用起来，提高学习兴趣。②流体力学课程特点。流体力学课程的特点主要讲三点，一是一门技术（专业）基础性课程；二是用场的观点研究问题；三是概念多、公式多。它是一门专业基础课，从实践中抽象出来，再应用到实践中去；所以课程知识可用于解决工程实际问题。用场的观点研究问题。首先提问，说到“场”大家会想到什么？有的同学很高端大气上档次地回答重力场、电场、磁场，那我继续问还有呢？有的学生开玩笑说操场，好像在说操场不够档次、不够科学。而我肯定“操场”，因为是相同的“场”字嘛，而且还有工场、商场、广场等。然后引导学生思考，既然用相同的“场”字，其中必有共同点，它是什么？学生想出来了，是某某占据的空间。以此类推，流体占据的空间就是“流场”，概念很容易就被理解了。同时还让学生意识到科学不是高不可攀的，做科学时不要端起架子，它是很贴近生活的。流场的概念出来了，但是其空间的大小呢？这个问题也必须解释清楚。首先提出两个问题让学生思考：海洋是海水占据的空间，是一个流场吗？大气层是空气占据的空间，是一个流场吗？其实流场的大小与我们要研究的空间范围有关。比如，我们现在想知道教室内空气的温度分布，那么要分析的流场就是教室内空气占据的空间；如果要预报中国天气，那么中国上空的大气层或者更大范围就是要研究的流场；如果想了解南海海洋环流、潮汐流动等，南海海水占据的空间就是要求解的流场。将抽象概念与实际结合，在易于理解的同时，引起学习兴趣。在此基础上，进一步与物理量场联系起来，流场中的物理量，比如速度，是时间和空间函数，被称为速度场，还有压力场，等等。场是具有连续无穷维自由度的系统，那么流场的速度场、压力场，等等具有连续性，与第一章中连续介质假设内容一致，在这里提到，为后面学习埋下伏笔。概念多、公式多的原因是因为在以前的学习过程中鲜有接触与流体力学有关的知识，导致大量的专业术语集中出现。但是这些概念、公式并不是全新的。比如流体质点的概念与以前物理中所学的质点概念是很一致的；多的公式其实是质量守恒定律、牛顿定律、能量守恒定律、动量定理，等等在流体力学中的表达形式，比如连续性方程是质量守恒定律的表达形式，伯努利方程与能量守恒定律相吻合，欧拉方程、Navier-Stokes方程是牛顿运动定律的表现形式，动量方程是动量定理的表达，把要学到的主要方程名称在此叙述一遍，目的是让学生有个初步接触，为后续学习打下铺垫。③流体力学研究方法。流体力学研究方法主要有三种：解析方法、实验方法和数值计算方法。本课程主要介绍解析方法，有一章是专门介绍实验研究方法的，而数值计算方法本课程几乎不涉及，由计算流体力学讲解。并强调，求解的基本方程是连续性方程、欧拉方程或Navier-Stokes方程，那么为什么基本方程一样，可以求解出各种不同的流动？于是提出边界条件和初始条件的概念，使边界条件和初始条件的重要性一目了然；也为后续学习打下基础，并引起学生的兴趣和重视。

二、结论与展望

通过第一次课，使学生对整个课程的要求、特点、内容有一个整体了解，做到心中有数，克服不良情绪，从不同方面让学生做好学习的心理准备。第一次课，如果是一个良好开端，并为后续学习做了大量铺垫，使学生获得了自信，并激发了其学习的兴趣，学生后面的学习将会顺利很多。工程流体力学是大部分工程专业的重要基础课程，作者希望学生灵活掌握流体力学知识，并能够在工作中活学活用。

参考文献：

[1]许维德.流体力学[M].北京：国防工业出版社，1979.

[2]张也影.流体力学[M].北京：高等教育出版社，1999.

固体力学基本知识范文第2篇

关键词：燃烧；燃烧技术；教学内容；热能与动力工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0055-02

目前，化石燃料在世界各国能源中占有主导地位，约占全球能源消费的87%，而且在未来可以预见的时期内，全球能源结构仍是以化石燃料为主，其他新型能源为辅的格局。随着社会和科技的发展，对能源的需求越来越多，能源短缺已成为一个全球各国共同面临的现实问题。由于化石燃料的大规模使用，其所带来的环境污染问题也日趋严重。目前，节能减排已成为世界各国当前和未来的重要发展目标。研究和开发高效、低污染燃烧装置，提高燃料燃烧能量利用率，减少对环境的污染，是目前世界各国迫切需要解决的重大关键技术。

哈尔滨工程大学基于当前对节能减排的迫切需求，自2006年起，在动力与能源工程学院热机专业本科教学计划中，开设了“燃料与燃烧”课程；自2007年起，分别在硕士研究生和博士研究生相关专业培养计划中开设了“高等燃烧学”和“燃烧学的理论方法及应用”等课程。

一、“燃料与燃烧”课程定位

哈尔滨工程大学作为工业和信息化部直属学校，其动力与能源工程学院热能与动力工程专业是国家级特色专业，同时拥有工信部教学中心和黑龙江省级教学示范中心。作为燃烧机械的基础，“燃料与燃烧”与大学普通物理、工程热力学和流体力学等多门基础课程密切衔接，课程在科学理论指导下，密切联系实际工程应用。通过课程学习，可以拓宽学生专业眼界，了解燃烧学科发展前沿和发展重点，培养学生综合运用知识的能力和动手能力。“燃料与燃烧”课程对于培养学生的独立思考能力、创新能力和团队合作能力具有重要作用[1，2]。自2006年设课以来，“燃料与燃烧”一直作为本科热能与动力工程专业的骨干基础课程。

“燃料与燃烧”课程的教学水平直接影响我校热机各专业方向的学生素质和教学质量。对“燃料与燃烧”课程进行教学内容改革，提高其教学质量，对于提升哈尔滨工程大学热能与动力工程专业在国内的影响和地位具有重要意义。

二、“燃料与燃烧”课程教学内容设计

除基础理论部分外，“燃料与燃烧”课程中工程应用部分教学内容更新很快。随着科学技术的不断发展，燃烧技术不断进步，燃料及燃烧装置不断推陈出新，相应教学内容也需不断随时更新，要求授课教师有坚实和广阔的理论基础，掌握国内外燃烧理论和技术的最新发展。

哈尔滨工程大学是我国进行船舶动力装置研究和培养该领域高层次创新人才的重要基地，近年来对高性能船舶动力装置进行了大量深入的研究，承担完成了包括工信部高技术船舶项目、省市部委项目和各级基金项目等多项课题研究，对发动机预混燃烧、扩散燃烧、均质燃烧、稀薄燃烧和低温燃烧等燃烧模式均有深入的研究，取得了多项具有国内外先进水平的研究成果，发表了大量的相关论文和专利。这些科研成果为“燃料与燃烧”课程教学和师资平台搭建提供了丰富的资源，对“燃料与燃烧”的教学改革起到了很大的推动作用。

随着燃料技术、燃烧技术和燃烧装置的不断发展和进步，为满足教学需求，及时反映燃烧技术的最新进展，我校教学团队编写了《燃料与燃烧》本科教材。该教材是根据船舶动力装置燃烧的特点，基于我校“三海一核”教学和学科的研究特色编写的。《燃料与燃烧》教材系统阐述了燃烧的基本原理和理论；详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法，详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学，着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧；最后，为及时反映燃烧技术的研究进展，增添了新型船舶动力装置所采用的高效低排放燃烧技术[3]。在教材的编撰过程中，大量引用了我校燃烧理论和燃烧装置研究领域相关教师及硕博研究生的研究成果和国内外最新研究进展。教材内容丰富新颖、专业针对性强，可为我校及其他院校热能与动力工程专业各研究方向本科生奠定系统的专业理论知识。通过课程学习，使学生在掌握扎实理论知识的同时，获取燃料与燃烧相关工程应用知识。教材强调了“燃料与燃烧”课程教学内容的系统性、理论性以及工程应用性，编写过程中注重了教学内容的易懂性，和培养学生应用所学知识、实际动手实验以及团队合作的能力。

通过“燃料与燃烧”课程的教学，使学生对燃料性质、燃烧现象的本质以及燃烧基本理论有一定的认识，进而掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。掌握动力机械中气态、液态和固态燃料的相互关系和区别，以及它们的特性、燃烧特点和规律，包括闪点、着火点和自燃点，不同燃料闪点、着火点和自燃点的变化规律，以及着火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理等。课程侧重预混气的爆震、层流预混燃烧、气体扩散燃烧和燃料液滴燃烧等与动力机械密切相关的燃烧理论[3]。

国内外对动力装置节能减排的要求实质上推动了燃料、燃烧理论及燃烧装置的快速发展，为确保“燃料与燃烧”课程教学内容能充分反映相关理论和技术的发展，最新国内外燃料技术、新型燃烧技术及燃烧装置应作为课程教学的重点更新内容。“燃料与燃烧”课程先后介绍了燃料及燃料特性、化学反应动力学、燃烧理论和燃烧装置等，涵盖了燃料、燃料的燃烧计算、燃烧化学动力学、燃烧反应系统的守恒方程、着火理论和燃烧界限、预混燃烧、扩散燃烧、液体燃料的燃烧、固体燃料燃烧、燃烧排放控制和燃烧装置等方面的教学内容。课程各教学模块内容主要包括：（1）燃料，主要包括燃料的来源、种类、组成，燃料性质、参数及变化规律，燃料物性计算方法；（2）燃烧过程的物质平衡与热平衡，包括生成焓、反应焓、燃烧焓，固体燃料、液体燃料和气体燃料的理论空气需求量，实际空气供给量和空气过量系数，完全燃烧产物生成量、成分和密度，不完全燃烧产物及燃烧过程的质量检测，燃烧温度和热离解对燃烧温度的影响；（3）燃烧与化学平衡，重点为化学反应速度及化学平衡，反应度与平衡常数的关系；（4）化学反应动力学，内容包括基元反应、质量作用定律、反应级数，化学反应速率及其影响因素、各种级的单步化学反应，链锁反应；（5）燃烧系统守恒方程，分子传输方程，基本守恒方程，流动边界与热边界层；（6）着火和燃烧界限，热自燃理论、强迫着火、熄火、着火爆炸与熄火现象为化学动力学控制的燃烧问题，燃烧界限的影响因素；（7）预混气的燃烧，重点为燃烧波及其区别、瑞利公式、雨果尼奥曲线、雨果尼奥曲线上熵的分布、爆震波后已燃气的速度与当地声速的比较、查普曼-焦格特爆震波速度的确定、爆震波的速度、开爆震性和化学反应动力学决定的爆震极限；（8）层流预混火焰，主要包括热理论，参数对火焰传播速度的影响，火焰驻定原理，火焰淬熄；（9）层流扩散燃烧，主要内容为伯克和舒曼理论的基本假定和求解方法、燃料射流的唯象分析（层流火焰高度和湍流火焰高度）和层流扩散火焰射流（层流射流的混合和有化学反应的层流射流）；（10）气体湍流燃烧，重点为湍流火焰的唯象方法；（11）液体燃料的扩散燃烧，主要包括单油滴的蒸发及质量燃烧速度，气流中的燃料液滴，火焰的位置、燃料蒸汽、氧气、产物及温度的分布、喷雾燃烧及油滴群燃烧；（12）固体燃料的燃烧，内容包括固体燃料的燃烧过程、固体碳粒的燃烧（扩散燃烧、动力燃烧和过渡燃烧）、碳粒燃烧的化学反应（碳和氧的反应、碳和二氧化碳的反应、碳和水蒸汽的反应、一氧化碳的分解反应）、多孔性碳粒的燃烧、二次反应对碳粒燃烧的影响、碳粒燃烧速率及燃尽时间、灰分对碳燃烧的影响、固体燃料的燃烧方式和燃烧装置；（13）燃烧排放控制，包括燃烧过程中NOx、SOx和颗粒等污染物的生成机理，影响污染物生成的因素，控制污染物排放的技术措施（改变燃烧途径的措施和后处理措施）；（14）液体和气体燃烧技术及燃烧装置，主要包括船舶动力装置（船舶柴油机、船用锅炉和船用燃气轮机等）的燃烧技术。

三、结论

“燃料与燃烧”是当今国内能源动力类本科专业前沿课程之一。作为哈尔滨工程大学动力与能源工程学院热机专业方向的一门核心基础课程，“燃料与燃烧”在我校热能与动力工程本科教学体系中扮演着重要角色。通过对““燃料与燃烧”课程教学内容设计的探讨，确定了以船舶动力装置共性燃烧理论作为基本的教学内容，用国内外最新燃料与燃烧技术的发展更新课程教学内容，以期夯实学生的专业理论知识、扩展学生的眼界、提高学生的综合素质。根据燃料和燃烧应用技术的发展，尤其是船舶发动机行业燃烧技术的发展，及时更新、丰富和优化课程教学内容，是实现课程教学目标、培养创新型人才的关键。通过教学内容的设计和改革，我校近几年的教学实践表明，“燃料与燃烧”课程教学取得了良好的效果。

参考文献：

[1]苏磊.《燃烧学》教学有感[J].中国科教创新导刊，2009，（34）：134.

固体力学基本知识范文第3篇

【关键词】环境科学专业；环境工程学；困境；教学改革

国内多个高校的环境科学专业都开设了一门必修课程向学生系统介绍水、大气、固废污染控制方面的基本原理和技术方法。如北京师范大学开设的《污染控制工程基础》、清华大学开设的《环境工程原理》、同济大学开设的《环境工程学》。我校的环境科学专业也开设了《环境工程学》这一门必修课程，旨在使学生系统地掌握环境工程的基本原理、基本方法，较全面掌握水与废水处理、大气污染、固体废物管理的基本概念、原理和工艺特性等。针对我校环境科学专业学生和课程的特点，笔者通过近十年的教学实践，对本门课程的教学进行了一些探索和改革，以最大程度的提高教学效果和教学质量。

1 课程教学中的困境

1.1 学生工学基础薄弱

《环境工程学》涉及的内容不可避免的会涉及到部分流体力学、化工原理、水力学等工科课程的内容，而我校环境科学专业学生工学基础薄弱，在课程设置中无相关的课程。因此，在授课过程中，如何让这部分内容不影响学生对于相关知识的理解是一个值得深思的问题，同时也对教师提出了更高的要求。

此外，工程基础薄弱对实际工程的了解仅仅限于课本上的基本知识， 缺少实际认识， 从而在真正设计时无从下手；学生在设计时缺乏对设计手册、设计规范等相关资料查阅的能力， 不能综合运用所学的理论知识来分析解决实际存在问题。

1.2 学时少，理论与实践脱节严重

我校该课程采用的教材一直沿用的是蒋展鹏主编的《环境工程学》，现已经历三版（第三版为蒋展鹏和杨宏伟主编）。教材主要系统的论述环境工程的基本理论、污染防治技术与污染控制工程及发展趋势，主要包括3篇内容[1]，及主要涉及三大污染控制工程，内容范而多。但实际的课堂教学学时只有51个学时，如何在有限的学时内向学生讲授相关的知识，同时达到相应的教学目的，是一个需要深思和探索的问题。

同时，该门课程本身是一门理论和实践性都很强的课程，由于总课时偏少、内容多， 教师教学更偏重于理论教学，从而导致该课程理论教学、实验教学、实践教学三者之间的互动和渗透不够， 脱节现象比较严重。

1.3 教学手段与方法单一

教学手段与方法的正确与否事关教学工作的成败和教学效率的高低，是实现教学目的、完成教学任务的关键[2]。在传统的教学过程中，教师主宰课堂的“一言堂”，只会导致学生被动地接受知识；同时，多媒体工具使用单一，只是简单的将教材内容编辑后照搬到幻灯片上，照本宣科。这种单一的教学手段使学生的主体地位没有得到充分发挥，限制了教学质量水平的提高。

2 教学改革

2.1 整合更新教学内容，突出重点，讲授与自学相结合

课程教学内容多而范，课时少，且随着时代和社会的发展，新技术和工艺流程不断涌现，因此要以教学大纲和教材为根本，合理安排教学内容，不断更新和整合教学内容，突出重点。针对教材相对于实际工程工艺的滞后性，增加一些环境工程学方面尤其是污染处理技术方面的新知识，不断拓展教学内容的深度和广度，提高学生的学习兴趣和对专业相关知识的储备。同时注重新旧工艺的联系与区别，提高学生的思维能力，让学生明白新工艺的改进之处，甚至提出一些改进方案，充分调动学生的学习兴趣。本课程旨在使学生掌握三大污染控制工程的基本原理和方法，且学生工科基础薄弱，因此对于涉及到部分工科基础课程如流体力学、化工原理、水力学等工科课程的内容时，一般不做深究，对于设计方面的内容，亦不做要求。在课堂教学中讲解这些学科一些基础知识，引导学生自学，同时鼓励学生参加环境工程的一些相关专业课程学习和选修本专业如《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》等课程；鼓励学生多查阅当代环境工程新技术、新理念的中英文文献，作为本学科知识的课余补充，这样学生不仅可以直接了解国内外在污染控制方面的最新动态，增强学生的英语阅读的理解能力，更主要的是教给学生一种自主学习的态度与技能。

2.2 采用多元化教学手段和方法

课程涉及内容广泛，在教学方法上应该将讲授法、讨论式、案例式和现场观摩相结合，根据教学内容不同采用不同的教学方法，更好的调动学生学习的积极性和主动性，激发学生在环境工程学术领域中的求知欲望和创新意识。考虑到本课程的特点，本课程主要采样以多媒体教学为主，板书为辅的教学手段。通过多媒体教学手段，可以以丰富的图片、逼真的动画及实地录像，以学生为中心，通过简洁的文字叙述和深入的语言讲解，将抽象的概念和理论直观化展示将涉及的装置、材料的外观和运行状况等信息进行生动描述，以提升学生的兴趣和关注力，提高课堂教学的效果同时可以可节约课堂板书的时间，提高课堂教学信息量[3]。笔者在教学过程中发现，如果整堂课都采取多媒体的教学手段，学生会产生视觉疲劳；此外，对于一些繁琐的计算过程，板书的教学效果要优于多媒体教学。在课余时间组织学生赴学校相关实习基地进行现场参观，弥补课堂教学对相关工艺和设备直观认识的不足，提高学生的实践能力。要求学生针对某种污染，通过查阅相关资料，提出相应的污染控制技术，达到学以致用的目的，同时也能了解相关污染物控制技术的最新进展，让学生也走上讲台，实现“教”与“学”的良好互动。

2.3 加强理论课与实验实践课程的结合

“纸上得来终觉浅”，《环境工程学》本身就是一门实践性很强的课程，需与相关的实验和实践课程紧密联系。实验课是环境科学专业的必修课的重要组成部分，在教学过程中加强相关实验课程的教学有助于学生对理论知识的理解和掌握。但我校的本门课程不设实验课，设单独的环境科学专业实验课程，因此在教学过程中要重视这两门课程的衔接和结合。

增强学生的自主创新能力，根据学生兴趣，结合国家级和校级的创新型实验项目，要求学生完成课外实践活动，比如对工艺流程的设计改动，加强他们对课本知识的理解；鼓励学生参与到研究生和导师的相关科研工作当中去，增强学生的实验实践能力。

【参考文献】

[1]蒋展鹏， 杨宏伟.环境工程学[M].3版.北京：高等教育出版社，2004.

固体力学基本知识范文第4篇

关键词：水处理理论与技术;课程体系;教学模式;教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）43-0092-02

《水处理理论与技术》课程是武汉大学水质科学与技术专业、能源化学工程专业重要的必修课。通过本课程的学习，使学生掌握水处理的基本原理，熟悉水处理工艺单元、设备、系统的基本知识，培养学生具有设计、计算水处理工程中的设备、工艺系统的基本能力，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理奠定必要的理论和应用基础。

一、课程的性质和要求

《水处理理论与技术》课程主要包含水处理的基本原理和应用技术，涉及化学反应、化工传质、流体力学和机械设备等多学科的专业知识。通过本课程的学习，使学生掌握水处理的基础理论知识，以及工艺设计和计算方法，了解水处理在电力、煤炭等能源行业的应用知识，初步具备将各种水处理单元技术组合成水处理系统的能力。

二、课程现状

1.传统教材单一，教学内容陈旧。全国高校同类课程参考教材主要是许保玖主编的《给水处理理论》（中国建筑工业出版社，2000年），许保玖、龙腾锐主编的《当代给水与废水处理原理》（第二版，高等教育出版社，2003年）。这些教材都是水处理领域经典的教学参考书，都很好地阐述了水处理的基本理论和基础知识，但是教材出版年代比较久远，不能满足新形势下水处理技术不断发展的需求，不能及时更新拓展教学内容。

2.教学方式落后。水处理设备及构筑物的工作原理和结构复杂，依靠传统课程讲解及板书的教学方式获得的信息很抽象，学生难以理解，而且教学方式过于单一，学生较难理解工作原理和设备运行情况。学生的创造性和积极性难以被激发出来，导致教学效果欠缺[1]。

3.考核与评价方式片面。传统的考核方式通常以单一的期末闭卷考试为主，这种单一以分数高低评价学生成绩的考核方式不能适应《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的要求，也不利于学生的全面综合发展。

三、课程体系的建设

1.教材的选择与建设。考虑本专业是以电力行业为办学特色以及将来学生就业方向，选择了周柏青、陈志和主编的热力发电厂水处理（上册，第四版，中国电力出版社，2009年）及李培元、周柏青主编的发电厂水处理及水质控制（第一版，中国电力出版社，2012年）作为主教材[2，3]。并参考国外大学的原版教材，把最前沿的理论和知识融入教学中，让学生从Water research，Desalination等著名期刊上搜寻最新的水处理技术文献，掌握最新最前沿的理论与基础知识，从而激发学生的学习兴趣。

2.理论课程与实验课程。《水处理理论与技术》的理论课程，共3学分54学时，包括水质概述、水的混凝处理、沉淀与澄清、过滤、离子交换除盐、凝结水精处理、循环冷却水处理7章内容。《水处理理论与技术》的实验课程18学时，包括混凝实验、树脂RH―Na交换平衡等温线的测定、循环冷却水阻垢剂的快速筛选、水处理药剂缓蚀性能的测定四个教学实验。

3.教学大纲的修订与教学内容的调整优化。在新大纲中对原教学体系和内容进行了调整和充实。如将絮凝反应池中新的设计理念、新型过滤材料、凝结水精处理新型过滤技术等，在教学内容中得到补充和完善。在教学过程中，将授课内容分为基本和重点两类。对于重点内容，对书本中的知识重新设置并对相关知识加以补充，例如重点内容阳离子与阴离子之间的关系、含盐量与溶解固体之间的关系、硬度与碱度的关系、pH值与碳酸化合物之间的关系、pH值与硅酸化合物之间的关系。同时还注重培养学生综合运用知识的能力，例如在讲工程应用时以电厂水处理各个工段的处理方法和工艺为例，重点讲述基本原理在工艺流程上的应用。

随着发电厂高参数、大容量机组的增加，凝结水处理技术越来越广泛得到应用[4]，增加了凝结水处理系统混床树脂的分离，混床运行中出现的异常情况、可能原因及处理方法等内容。循环冷却水处理增加了盐量平衡与水质变化，补充水量的计算。此外，课堂教学内容的调整与优化还包括当今国内外先进的水处理技术和工艺，并与传统技术与工艺进行对比，使学生真正掌握水处理技术的精华，启发学生思维，培养学生的创新意识。

四、教学模式的改革

1.开展引导式、启发式、举例式教学。开展了引导式、启发式、举例式相结合的教学方法。本课程内容广、名词概念多，传统的教学方式使学生不能及时理解和掌握知识。在教学过程中应以学生为主体，调动学生参与到课堂教学，发挥学习的主动性和积极性。在讲授时要突出重点，启发和引导学生提出问题，和学生共同探讨;鼓励学生积极查阅国内外文献，寻找答案。此外，教师在课前将课件上传班级QQ群，使学生提前预习和课后复习。教学方法的改革对于提高教学质量、改进教学效果、培养学生分析与解决能力均有很大促进。

2.利用多媒体、板书、视频相结合进行教学。“水处理理论与技术”课程有许多工艺流程图、设备及构筑物结构图等，传统的教学方法是教师现场绘制或展示挂图等，缺乏生动性和灵活性。本课程以文字、图片、三维动画和视频录像为基础，精心制作课程PPT，将水处理工艺的各个流程以现场照片、视频和电脑制作的单元处理过程的动画再加上文字说明展示给学生，为学生提供生动形象、丰富多彩的知识，使学生更容易理解并掌握水处理设备、构筑物和工艺系统的工作原理，为今后在工作中能够合理选择和设计水处理工程打下良好的基础。

3.专家讲座。定期聘请水处理工程领域的专家学者给学生进行讲座，能够使学生把课本上的理论知识与实际工程联系起来，有助于提升学生对知识的掌握并拓展视野。通过专家讲座，让学生了解国内外水处理领域的新工艺、新材料和新方法，发展趋势及应用特点和适用性，对培养学生深入探索的精神具有显著的作用。

4.讨论课。将全班学生分成7个小组，每小组3～4人，每个小组对不同论题进行论述，要求查阅国内外最新文献并制作PPT。每小组推出代表上台讲述5～8分钟。陈述完毕后，其他同学和教师对其论题进行提问，由该小组成员负责回答。讨论结束后，教师概括其主要内容，评价该组同学的陈述情况，并提出建议。通过开展讨论式课堂教学，极大调动了学生的主观能动性，取得了很好的效果。

五、结束语

根据笔者近几年在《水处理理论与技术》实际教学过程中的实践与体会，本文对该课程的教学内容和教学模式进行了探索，着重对课程体系的建设、教学方法和教学手段的改革，构建有利于培养电力、煤炭等领域的水处理技术研究和管理人才的教学新体系。在教学过程中运用多样化教学方法调动学生的学习积极性和创造性，取得了良好的教学效果。通过多元化考核体系的建立，能更全面、科学地评价学生的综合素质，从而培养出符合国家需求的高素质专业技术人才。

参考文献：

[1]杨国红.水质工程学多样化教学方法探讨与实践[J].技术与创新管理，2013，34（6）：595-597.

[2]李培元，周柏青.发电厂水处理及水质控制[M].第一版.北京：中国电力出版社，2012.

[3]周柏青，陈志和.热力发电厂水处理（上册）[M].第四版.北京：中国电力出版社，2009.

[4]牛微，毕孝国.“火力发电厂水质净化”课程内容的优化研究[J].课程教材改革，2013，（264）：65-66.

The Class Teaching Innovation and Exploration for the "Theory and Technology of Water Treatment"

ZENG Yu-bin，ZHOU Bo-qing，LIU Guang-rong

（School of Power and Mechanical Engineering，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China）