流体力学发展史

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流体力学发展史范文第1篇

[关键词]教学效果 流体力学 专题讨论 学习兴趣

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）09-0106-03

一、流体力学教学的特点

高等教育不仅是知识的传授，更为重要的是能力的培养。能力的培养不仅包括学习知识的能力，还包括将所学知识灵活加以运用，解决实际问题的能力。这些能力的培养很难依靠传统的教学手段来获得，需要不断探索新型的课程教学体系。[1]

流体力学作为一门既具有基础课程性质又具有鲜明专业技术特点的课程，是实践上述教学思想的理想平台。[2]流体力学以牛顿运动定律、质量守恒定律和热力学基本定律为基础，研究在力的作用下流体的状态，流体与固壁、流体与流体、流体与其他运动形态间的相互作用，是力学的重要分支之一。一方面，流体力学与每个人的日常生活紧密相连；另一方面，流体力学覆盖了众多理工科专业领域，它所衍生出的研究方法正在向金融、管理等领域渗透，成为兼具深厚研究底蕴与前沿研究方向的学科。

二、一般工科院校流体力学教学的特点及存在的主要问题

以西安建筑科技大学为例，流体力学课程定位为建筑环境与设备工程、给水排水工程、环境工程、环境科学及土木工程等专业的主干课程，是进一步学习工程热力学、传热学、河流动力学、流体输配管网及其他专业课程的基础，对后续专业课教学起着非常重要的作用。长期以来，因概念抽象、学生缺乏工程概念和工程背景，使得流体力学课程既难教也难学，要想让学生将学到的知识与相关的实际问题结合起来尤为困难。

尽管流体力学具有悠久的历史，丰富的内涵和外延，但是作为专业基础课，流体力学为专业课服务的定位极大地限制了课程的教学时间。在学生素质参差不齐的情况下，使得培养学生扎实的基础和拓宽知识面两方面不能兼顾，顾此失彼。这一问题的存在不但限制了学生学习的积极性，也不利于培养学生在工程中分析问题和解决问题的能力。因此有必要对这一问题进行研究，找到解决问题的方法，改善流体力学教学的效果。

三、流体力学专题讨论的教学形式

对流体力学教学途径的探索和改革一直在开展，其中提高学生学习的兴趣是改善教学效果的核心，而专题讨论是有效的手段之一。现阶段，不同学校的专题研讨具有以下特点：第一，内容不局限于书本知识，而是更接近学术前沿，甚至是尚未完全成熟的理论；第二，讨论专题不同但都保持一致的风格，既需要学生独立思考，形成自己独特的见解，又需要小团队的协作精神；第三，研讨内容的选择更多地考虑了人的因素，讨论题目大都是基于任课教师和学生的兴趣。

哈佛大学率先在专题讨论的教学模式上进行了尝试。他们采用专门的新生研讨课的形式，由教授直接面向一年级新生开设，至今已有50余年的历史。通过新生研讨课，学生的学习热情得到提高，更为重要的是它为学生提供了浓厚的学术气氛。一般情况下，新生研讨课每年的主题都会发生变化或完全不同，而为了保证教授和学生之间的充分交流，学生人数一般会有所限制。

其他院校也有在不同课程中开展专题讨论课的教学实践。清华大学从2003年起就开始由流体力学的知名学者为新生开设了“智能流体及应用”的研讨课，得到了新生的普遍欢迎和好评。麻省理工学院从1986年开始尝试，每门研讨课的学生为8至10人，每年有800至900名新生参加，主要在大一、大二学生中进行。加州伯克利分校的流体力学新生研讨课则着眼于生活，更加注重应用，具有鲜明的特色。中国科学院力学研究所主要以流体力学史和经典流体力学问题的课前讨论为主，面向硕士和博士研究生。这些尝试都证明新颖的教学形式可以提高学生的兴趣，使学生带着问题进入正式课程的学习，增加学生学习的积极性，对学生具有非常正面的影响。

四、流体力学小专题讨论的实施、效果分析及后续工作

在借鉴国外高校和国内知名院校经验的基础上，我们开展了课前小专题讨论提高流体力学教学效果的改革尝试。这一方式已在西安建筑科技大学环境与市政工程学院的不同专业进行了尝试，其中在环境工程专业开展了两轮尝试，其余专业各开展了一轮尝试。目前已汇总了学生的研讨论题50余份，在此基础上对实施过程进行分析，得到一些有益的结果，下面从小组人数、内容选择、时间安排、讨论形式、成绩评定及教师作用五个方面进行阐述。

讨论小组中学生的组成、人数是实施这一举措的关键。在实施过程中我们尝试了以自由组合、按学号分组等方法组建讨论小组，每个小组学生的人数通常按照总课时和班级总人数来确定，每个组员分工负责、各司其职，例如分别负责资料收集、PPT制作和讲解工作。根据上述原则，在不同的班级中，小组的成员人数在1至4人间变化。从讨论效果可以看到，确定小组成员的人数是专题讨论中的关键环节。当小组人数较少时，一般选题不够深入，PPT的质量略显粗糙；而当小组人数较多时，专题讨论质量会上升，但会导致部分学生的参与流于形式。此外，讨论课初始阶段学生的示范作用非常重要，当这一阶段专题讨论的质量非常高时，往往能带动和影响后续学生专题讨论的质量，反之则起到不良的示范作用，因此很有必要在最初的实施过程里加以重点引导。在有多个行政班的情况下，还可以考虑穿插安排，在各个专业班级之间形成无形的竞争关系，这可以在一定程度上提高学生参与的积极性。

专题讨论的时间安排在课前5～10分钟为宜。这一安排的主要出发点是在不影响整体教学进度的情况下，将小规模的专题讨论有机地融入课堂教学，而不需要额外安排时间，这是我们区别于以往其他院校专题讨论课的最主要的方面。小专题讨论以清楚阐述一个主题为原则，避免过大的论题造成时间的拖沓。学生课前预先准备好演示所需的硬件条件，可以有效提高时间的利用率。按照一次课2×50分钟计算，每次10分钟的小专题讨论所占用的时间完全可以通过其他环节的调整获得，不影响教学计划的正常进行。

考虑到学生的知识面和授课进程，在讨论内容方面以流体力学范围内目标明确的小专题或流体力学史及流体力学经典问题为主。后者的选择主要是考虑到课程初期学生对流体力学没有认识或认识比较粗浅，可以通过国内外人物介绍和经典问题进行一段时间的过渡。在课程的中后期，学生的论题选题大都具有明确的针对性和时代气息。从现有的选题来看，学生的选题非常灵活和广泛，典型论题包括绿茵场上的流体力学、拳头大的雨滴见过没有、水旋石球、汽车阻力、高尔夫球效应等。选题内容与教材衔接紧密，其中有关边界层绕流阻力问题所占比例最大，约为40%，其次依次为流体力学史、伯努利方程、湍流及虹吸现象等。需要特别指出的是，在实施过程中需要对工程问题与科学问题加以区分引导，这主要是考虑到工科院校学生对工程问题的关注程度较高，而忽略了基础科学问题，教师有意识地引导将有助于弥补这一缺陷。

讨论通过PPT的形式进行展示，学生讲解后回答其他同学提出的简短问题。在条件许可的情况下，多媒体的运用可以使得其他学生更好地接受所讲述的内容，而且有助于锻炼学生凝练问题和阐述问题的能力，为他们提供展示能力的机会。尽管如此，多媒体讲述并不是唯一的选择，实物演示和提问式互动都可以很好地提升问题的阐述效果。例如，在讲述纸飞机的问题中，由于学生课前准备充分，将讲述中所提到的九种纸飞机的叠法都以实物的形式呈现在课堂上，并分发到其他同学手中，依据实物讲解其中纸飞机的稳定性、飞行距离等性能，效果突出。解答其他同学提出的问题是互相学习的过程，目前这一环节在实际讨论中因为时间受限而不能过度展开，需要在今后的实施过程中加以改进。

教师的定位是这一举措中的又一关键环节。任课教师通常需要对论题进行点评和拓展，并依据小专题讨论的总体效果将其计入平时成绩。教师在本方法中的引导尤为关键，这就要求教师具有较为宽广的知识面，要详细了解流体力学的发展史。教师应在平时不断学习和积累相关的知识，加强对有关前沿内容的跟踪和了解，并能够积极地在基本的教学任务之外主动参与到本环节中来。同时，在教学中对所讨论中涉及的内容进行再次强调，引导学生参与到课堂教学中来，提高他们学习的主动性。另外，讨论课也为师生之间的交流提供了一个平台，有利于加强师生间的沟通。最后，尽管学生对于讨论课的热情与讨论课的成绩评定没有直接的关联，但是计入平时成绩仍是必要的手段。

五、结论与讨论

流体力学作为物理学和力学的一部分，理论内涵丰富，同时又兼具工程问题的典型特点，是不同专业后续课程的基础，它的研究方法和研究思想具有很大的普遍性，研究内容也在不断地更新和发展。

通过引入小专题讨论的形式，增强了学生学习流体力学课程的积极性，强化了学生创造性思维和能力的培养，使得学生在跨出校门或进入更高层次学习阶段时具备很好的起点。从教学效果来看，该方法可以使学生更好地领会课程核心的内容，加深对伯努利方程、边界层扰流阻力等重点、难点内容的理解，扩展了知识面，了解流体力学在新能源、环境、纳米科技等新兴领域中的应用。在实施过程中，大部分学生都热情参与，表现出新时期大学生的特点。通过学生自选题、给定前沿问题或与专业相关的典型问题，可以使学生带着问题进入正式课程的学习，有效避免了直接接触复杂数学推导而带来的枯燥感。

小专题讨论方式仍有大量后续工作需要开展。首先，需要研究面向不同专业引入针对性小专题研讨的可能性，确定小专题讨论的合理规模、形式和不同专业的侧重点，形成具有继承性的教学传统。其次，在后续工作中，需要对专题讨论的素材进行整理，并针对部分学生继续培养其科研兴趣，或结合其他本科生教学活动，如本科生科研训练项目和大学生创新性实验计划等，继续对选题进行深入研究。最后，形成学生PPT课件集锦，供后续学生选题使用，或在课堂教学中进行相关引导。该方法的研究可以在有丰富内涵和历史的大课时专业基础课中加以推广，如大学物理、固体力学等。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 戴世强.授之以“鱼”，还是授之以“渔”？――学习和实践钱伟长教学方法论的一些体会[J].上海大学校报（电子版），2007：513.

[2] 樊洪明.在“流体力学”教学中应努力实现传授知识与增长能力的统一[J].建筑教育改革理论与实践，2006，（8）：268-271.

[3] 刘建龙，王汉青，寇广孝.激发学习兴趣提高流体力学教学效果[J].中国电力教育，2008，（20）：60-61.

[4] 辛军哲.在流体力学课程中实践启发式教学的几点体会[J].高等建筑教育，2004，13（2）：51-53.

[5] 朱克勤，任仲泉.关于美国几所著名高校的流体力学新生研讨课[J].力学与实践，2005，27（1）：78-80.

流体力学发展史范文第2篇

鸟巢的导游词【一】

大家好，现在由我来跟大家讲“鸟巢”的基本情况吧! 。

“鸟巢”为2008年第29届奥运会的主体育场。工程总占地面积21公顷，建筑面积258，000m2。场内观众坐席约91000个，其中临时坐席约11000个。举行了奥运会、残奥会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥运会后成为了北京市民广泛参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，并成为具有地标性的体育建筑和奥运遗产。

大家看上面的钢网，“鸟巢”钢结构总重4。2万吨，最大跨度343米，而且用巨大的钢网围合、覆盖着9万人的体育场;观光楼梯自然地成为结构的延伸;立柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，置身其中如同回到森林;把阳光滤成漫射状的充气膜，使体育场告别了日照阴影;整个地形隆起4米，内部作附属设施，避免了下挖土方所耗的巨大投资。 “鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。

好了，我对"鸟巢"的介绍说完了，接下来，大家就去参观"鸟巢’吧!

鸟巢的导游词【二】

国家体育场鸟巢是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作完成的巨型体育场设计，由艾未未担任设计顾问。形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。

“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。

流体力学发展史范文第3篇

[关键词]有限元法 机械工程 应用 发展趋势

中图分类号：TD525 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0260-01

引言

有限单元法最早可上溯到20世纪40年代。Courant第一次应用定义在三角区域上的分片连续函数和最小位能原理来求解St.Venant扭转问题。现代有限单元法的第一个成功的尝试是在1956年，Turner、Clough等人在分析飞机结构时，将钢架位移法推广应用于弹性力学平面问题，给出了用三角形单元求得平面应力问题的正确答案。1960年，Clough进一步处理了平面弹性问题，并第一次提出了"有限单元法"，使人们认识到它的功效。

随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法，有限元在产品设计和研制中所显示出的无可伦比的优越性，使其成为企业在市场竞争中制胜的一个重要工具。

1 有限元法的基本思想

有限元的核心思想是结构的离散化，就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析。

有限元法分析的基本步骤如下：

（1） 物体离散化。将分析的对象离散为有限个单元，单元的数量根据需要和计算精度而定。一般情况下，单元划分越细则描述变形情况越精确，越接近实际变形，但计算量越大。

（ 2） 单元特性分析。首先进行位移模式选择。有限元法通常采用位移法，因此应先选择合理的位移模式（位移函数） 。然后分析单元的力学性质。根据单元的材料性质、形状、尺寸、节点数目、位置及其含义，找出单元节点力和节点位移的关系式，亦即导出单元刚度矩阵，这是分析中的关键一步。最后计算等效节点力。将单元边界上的表面力、体积力或集中力等效地转移到节点上，也就是用等效的节点力来代替所有作用在单元上的力。

（ 3） 单元组集。利用结构力的平衡条件和边界条件把各个单元按原来的结构重新联结起来，形成整体刚度矩阵。

（ 4） 求解未知节点位移。解有限元方程求出节点位移，然后根据节点位移求出所有的未知量。

归根到底，有限元法是求解常、偏微分方程的一种方法。理论上讲，凡能够归纳为求解微分方程的工程问题都可以用有限元法来解决。因此有限元法可以进行结构、热、电磁、流体、声学等分析。

有限元法与其它常规力学方法相比，具有许多优越性：

①可以分析形状十分复杂的、非均质的各种实际的工程结构；②可以在计算中模拟各种复杂的材料本构关系、荷载和条件；③可以进行结构的动力分析；④由于前处理和后处理技术的发展，可以进行大量方案的比较分析，并迅速用图形表示计算结果，从而有利于对工程方案进行优化。

2 有限元软件的发展概况

有限元法经过近50年的发展，不仅理论日趋完善， 而且已经开发出了一批通用和专用的有限元软件，这就为有限元法的普及提供了基础，使它成为结构分析中最为成功和最为广泛的分析方法。目前已经使用这些软件成功地解决了众多领域的大型科学和工程计算问题，取得了巨大的经济和社会效益。

目前，大型的商业有限元软件有很多，它们基本上均具有较好的前处理、后处理和计算能力。已经可以满足众多产品开发的基本要求，然而在提高模拟的真实性和使用的适应性方面却不同程度地存在着不足。由于计算机技术的发展和新的工程要求的提出，这种挑战更加迫切。为了应付这些挑战，未来地有限元软件的发展将具有以下特点：

（1） 由单一物理场的研究向多物理场综合模拟以及相互作用模拟的方向发展。例如当气流流过1个很高的铁塔，铁塔会发生变形，塔的变形又反过来影响到气流的流动，这就需要用到结构――流体祸合分析。

（2） 由单一零件的模拟向整机的模拟方向发展。

（3） 进一步提高非线性问题的求解能力。材料科学的不断发展，研究出了很多性质特殊的新材料，现有的非线性求解器需要进一步完善其功能。

（4） 在有限元分析功能不断完善的基础上，向与优化设计、可靠性分析和其它综合评估功能结合的方向发展。

（5） 加强与设计制造过程的集成和数据转换， 向与CAD /CAM 无缝化集成的方向发展。即在CAD软件上完成产品的造型设计，自动生成有限元网格并进行计算，如果分析的结果不符合设计要求则重新进行设计和造型。

（6） 向智能化、本地化、方便的二次开发性、友好化方向发展，进一步加强前处理的可视化能力和后处理数据输出功能，以便减少使用者花费在数据准备和结果处理上的时间。

3 有限元法在机械工程中的应用

近年来，国内外许多学者对机械零部件的有限元分析进行了大量的研究，归纳起来主要是以下几个方面：

a. 静力学分析。当作用在结构上的载荷不随时间变化或随时间的变化十分缓慢，应进行静力学分析。这是对机械结构受力后的应力、应变和变形的分析，是有限元法在机械工程中最基本、最常用的分析类型。b.动力学分析。机械零部件在工作时不仅受到静载荷作用，当外界有与其固有频率相近的激励时，还会引起共振，严重破坏结构从而引起失效。故零部件在结构设计时，对复杂结构，在满足静态刚度要求条件下，要检验动态刚度。c.热应力分析。这类分析用于研究结构的工作温度不等于安装温度时或工作时结构内部存在温度分布时，结构内部的温度应力。d.接触分析。接触分析用于分析两个结构物发生接触时的接触面状态、法向力等。由于机械结构中结构与结构间力的传递均是通过接触来实现的，所以有限元法在机械结构中的应用很多都是接触分析。这是一种非线性分析，以前受计算能力的制约，接触分析应用的较少。e.屈曲分析。这是一种几何非线性分析，用于确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状，例如压杆稳定性问题。

4 有限元技术发展趋势

有限元法最早是从结构化矩阵分析发展而来，逐步推广到板、壳和实体等连续体固体力学分析，实践证明这是一种非常有效的数值分析方法。而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。所以近年来有限元方法已发展到流体力学、温度场、电传导、磁场、渗流和声场等问题的求解计算，最近又发展到求解几个交叉学科的问题。

有限元法的发展过程是与计算机技术的发展紧密相联的。只有计算机技术高度发展以后，有限元法才得到广泛的应用。一个复杂的问题的求解，过去用小型机花费几天才能得到结果，现在用PC机几个小时就能完成同样的工作。商业有限元软件也由只能在大中型计算机上使用，转入到多数都能在PC平台上运行。可以预期，随着计算机技术的进一步发展，有限元法的应用还将进一步扩大，并将成为工程技术中更重要、更有力的数值计算工具。

5 结束语

有限元法一直处于不断发展和探索之中。从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，有限元法在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。用有限元法进行设计方案的修改和调整，使产品达到性能和质量上的最优，原材料消耗最低。因此，基于计算机的分析、优化和仿真的CAE技术的研究和应用，是高质量、高水平、低成本产品设计与开发的保证。有限元法也必将在科技发展史上大放异彩。

参考文献

[1] 王成煮.现代机械设计――思想与方法[M].上海：上海科学技术文献出版社， 1999

流体力学发展史范文第4篇

[关键词]：土木工程；科学哲学；工程哲学

中图分类号：TB1文献标识码： A 文章编号：

0 引言

随着人类的进步与社会发展，土木工程作为古老又新兴的学科，依旧散发着迷人的光彩。理论的不断完善，实验精度的不断提高，规范的不断修正，使人们对土木工程的研究认识跨入了新的领域。现代科技的发展，是思维方式的发展，是智能斗争的升华。新材料的应用，新技术的开发和新施工工艺的进步，无不要求新的思维理论作为基础。解读土木工程中的科学哲学思想，成为当务之急。只有从思维层次上真正提高，才能创造出新的理论，引发新的技术革命和工艺开发。

1 土木工程和哲学的历史关系

土木工程作为从人类诞生之日起就存在的最古老学科之一，具有很强的实践性，与被誉为人类科学之母的哲学有着密切的关系。

从17世纪开始，德国古典哲学范式兴起。以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学，作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。有了具体的受力分析状态作为理论基础，土木工程的研究上了一个崭新的台阶。它将结构看作是线性的，研究并模拟实际的情况，将数学证明引入了土木工程的学科，是质的飞跃。在考察结构的相互作用时，将各部分分解开来，单独计算，最终整合。虽然与实际不尽相同，但在当时的情况下，已属难能可贵。

随着社会的发展，人们对土木工程的发展要求越来越高。特别是20世纪系统论和非线性等哲学思想的新鲜出炉，土木工程更加散发着勃勃生机。人们认识到结构不是一个线性的系统，而是非线性的。结构的相互作用也是要作为一个整体考虑，是一个系统，并将概率论与分形等思想融入其中，将土木工程的发展推上了一个新的高峰。

2 现代土木工程的哲学思想

吉林大学刘猷桓教授指出，“我们的时代使命是应用的观点和方法去反思现代科学技术发展提出的一系列新问题，进而推进科学技术哲学向前发展” [1] 。这是对于哲学界来说的。对于工程界也是一样，用的观点和方法反思工程问题并对其指导实践。

2.1 系统论思想

20世纪中叶，系统科学诞生。它批判了还原论。深入研究了各类系统的运行和演化规律，先后形成了控制论、信息论、运筹学、耗散结构论、协同学、超循环理论、混沌学、复杂适应理论和开放复杂巨系统理论等。从而认识到，系统的运行和演化过程，并不像机械论者所认为的，只是单纯的、线性的、必然的，平稳的过程。而一般是简单和复杂、线性和非线性、必然和偶然、量变和质变、有序和无序、进化和退化相结合的辩证过程[4]。系统论的内涵表现在系统存在、系统演化和系统变革三个方面。系统范畴的建立，在诸多方面丰富和发展了唯物辩证法。其中最重要的一点就是为事物的普遍联系找到了一个基本形式[5]。它为人们提供了一种以整体性、综合性、层次性、动态性和开放性为原则的科学思维方式——系统思维，为土木工程的思维提供了哲学理论依据。

系统思维在土木工程中的目的是以哲学思想和管理科学为手段，针对现代土木工程的新特点，充分发挥科学家、科研工作者、工程技术人员的创造性和积极性，争取小投入、高产出、出成果、出效益，从而发挥最佳效能。系统思想要求从整体上考虑问题，要求拥有整体观，有助于提高层次提出分析解决问题，抓住主要矛盾并能着眼以后，用可持续发展眼光看待现今的工程建设。

2.2 辩证法思想

土木工程活动中充满了辩证法，值得我们深入研究。工程活动中普遍存在的质量和造价及进度的辩证关系，竞争与协作等涉及人的因素的辩证关系。它具有虚拟性、理想性、建构性、转化性、协调性等辩证思维特性。应用辩证的思维看待问题，是客观的要求。在人类的思维方式中，如果只注重真理性规定，忽视模式创造，很容易陷入科学主义和教条主义的泥坑；如果只注重模式，忽视真理性规定，容易误入实用主义歧途，尤其是土木工程这个异常重视实践的学科。过于复杂的客观情况难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析，而且只有进行新的工程实践，才能揭示新的问题。但是，如果抛弃受力分析，所有的一切将是空中楼阁，失去了理论支撑和公式计算，土木工程只能止步不前。如何处理这一系列辩证关系，将是新一代土木人研究的对象。

2.3 复杂性思想

从无序中发现有序，从复杂中寻求简单，是人类认识论的永恒主题，也是科学发展史的基本取向。随着精密自然科学几乎将简单系统的重要简单性法则发现殆尽，加之已发现的简单性法则与现实复杂性之间的巨大差距，人们开始将探索的兴趣转向复杂系统。而20世纪中叶以来一系列处理复杂性的基本理论和数理工具的创立，终于使复杂科学应运而生。复杂科学并不背离从现实的复杂性中寻求隐藏的简单性的法则。然而，复杂系统与简单系统的本质区别在于，在复杂系统中不可能找出具有决定论性质的一组简单性法则，复杂科学完全排除拉普拉斯决定论的可预见性狂想，复杂科学否定完全的简单性而只求有限的简单性。复杂性研究的起步近年来进展迅速，在控制论、信息论、系统论、突变论、协同学、超循环论与耗散结构论等理论及混沌分形高性能计算机等数学工具的基础上，复杂科学的概念、理论及方法已基本确立起来[6]。随着复杂科学理论、学科及研究机构的兴起，复杂科学的概念、思想、方法已几乎渗透到精密自然科学的所有领域，为土木工程的复杂结构分析奠定了思维基础。

如在结构工程方面，人们认识到工程结构并不是简单的弹性体，而是一个具有复杂内容的非线性弹塑性结构。它包括材料的非线性以及结构本身的非线性等内容。有限元方法应运而生，它的不断完善和不断发展，为复杂结构分析开辟了道路。在防灾减灾方面，人们认识到地震波也不是简单的平稳输入，而是非平稳的随机过程，其中包括了幅值的非平稳和频率的非平稳。运用复杂科学思想方法对诸多方面进行分析解答，将使土木工程进入崭新的阶段。

3、土木工程的发展趋势哲学观

现代土木工程需要适应各类工程建设高速发展的要求。人们要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。

1、要加强科学哲学思想对土木工程的指导作用。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在应该运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程社会效果是有利也有弊，在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。

2、建立正确的土木工程观。工程哲学认为，工程观研究涵盖五个方面：①具有可持续发展内涵和可持续发展利益的工程观研究；②工程辩证观研究；③工程系统观研究；④工程生态观研究；⑤ 工程价值观的研究。一个重大工程，不仅要考虑其经济价值，而且要考虑其生态价值、社会价值、艺术价值，不仅要考虑其眼前的价值，还要考虑其长远的价值、历史价值，而这些都关系到人的发展观问题。我们要以正确的哲学观念来审视并指导活动。

3、理论联系实际，主观符合客观。土木工程不是闭门造车，是为生产生活人类活动社会发展服务的。再先进的理论，也是从实际中来受实际检验并为实际服务的。我们不能脱离实际进行纯理论研究，我们的工作是将理论实际结合起来，指导实践。此外，在改造自然的过程中，需要主观符合客观，遵循自然规律的指导。在人类需要和自然法则发生矛盾时，以客观为准，适度调和。

4、结语

十后，我国人民正在努力全面建成小康社会，我们正在进行史无前例的工程建设，在这样的社会条件和社会环境中，利用哲学观点解读土木工程——一个跨学科、多学科的研究领域，毫无疑问是既具有重要理论意义及现实意义的。有意识地运用哲学思维来指导土木工程发展，是时代的要求。对于工程技术人员来说，应自觉学习和掌握唯物辩证法，增强工作中的原则性、系统性、预见性和创造性；树立全局思想和大局观念，必须跳出工程技术来看工程，才能为工程的决策和管理提供可靠的依据；树立科学发展观，处理好现实中的关系和矛盾。运用哲学指导土木工程的研究以及实际工程建设，以推动土木工程的全面发展。

[参考文献]

[1] 柘珂，“现代科学技术与当代哲学高峰论坛"综述，东南大学学报（哲学社会科学版），2005.1，7（1）：35~36

[2] 丁玉琴、张永兴、何跃，岩土工程中的科学哲学思想及应用，高等建筑教育，2006.3，15（1）：16~19

[3] 赵建军，“工程哲学与科学发展观"研讨会综述，自然辩证法研究，2005.5，21（5）：105~106

[4] 姚志学，系统辩证论丰富和发展了辩证唯物主义，系统科学学报，2006.4，14（2）：1~5

流体力学发展史范文第5篇

【关键词】中职生 心理因素 自信心 赏识 竞争

一、培养学生自信心的方法和策略

1、做好新课程介绍，激发兴趣和好奇心理

著名科学家爱因斯坦曾说过：“兴趣是热爱的先导”。

作为一名专业教师，首先应依照教学大纲吃透教材，明确学生应该掌握的知识点和训练点；再者将它们与生活中实例相结合，使学生意识到，理论知识源于身边的生活，从而建立了浓厚的学习兴趣，使知识掌握得更快、更牢固。

在绪论课中，应把本课程在工程、其他领域中的应用介绍给学生，让学生了解到现代化的机械工程和建筑工程都是建立在力学知识的积累、应用和发展完善的基础之上的。从阿基米德创立机械学和流体力学，发现杠杆原理和阿基米德定律，到牛顿发现万有引力定律，到我国著名科学家钱学森研究的空气动力学等等力学发展史一一介绍给学生。再从蒸汽机、铁路、桥梁、舰船到神舟七号载人上天，到我国飞速发展的高速列车、到大型建筑，如葛洲坝水利工程，跨海大桥工程、鸟巢、水立方等等，无一不凝聚着力学大师们的智慧。学生带着好奇心来上课，教师要抓住学生这一心理状态，将这部分内容安排在第一次课，从而不失时机地激发他们对本课程的兴趣和树立学好这门课的信心。

2、追求自信与自强，锤炼自信心

自信心就是相信自己，是人们对自己的能力充分估计的自我体验。自信心关心的不是某人具有什么技能，而是人们用其拥有的技能能够做些什么。产生自信心就能不断地超越自己，就会产生一种来源于内心深处的最强大力量。这种强大的力量一旦产生，就会产生一种很明显的毫无畏惧的感觉、一种“战无不胜”的感觉。自信心可以说是学生走向成才之路的第一步，强烈的自信心能促使学生自强不息而最终成才。日本教育家田琦人曾分析了学生成绩差的原因，认为有三分之一的学生是因为自信心不足。自信心来源于超越自己，表现为超越他人。只要自信心提高了，成绩自然就会上去。

在本课程教学过程中 ，我深入了解学生的全面情况，对学生上课、下课行为表现细心观察，了解他们的处世态度、方法，道德品质和修养，生活中和他们交朋友，了解他们的爱好、志趣与追求。把课堂延伸至课外，通过与学生打羽毛球、拔河等丰富的课外活动，让他们体会力的作用效果；将他们带入施工现场，观察建筑施工的脚手架，让他们明确足够的强度和刚度是保证安全的重要前提。学生体会到现实中力学的存在与重要性，就会萌生渴求新知识的欲望，从而激发自身的自信心与责任感。，除此之外，我通过分析他们智力差异，能力差别，不断调整自己的教学方法，开拓新的教学思路，做到既不脱离教材，又不完全受教材的束缚。使课程资源不仅仅局限侠义的教本，而应向现实生活领域开发。

3、赏识优点，增强自信心

每个人来到世界上，都渴望被重视，被赏识。学生比成人更盼望同学的认同、老师的赏识。一个信任的微笑，一个肯定的点头，一个激励的眼神，一句鼓励的话语，都会给他们带来兴奋和快乐，都会增强他们的信心和勇气。对他们多一些恰当的、及时的表扬，少一些批评和责备。要经常对学生说：“你能行！老师相信你！；不要怕，大胆试一试”。在本课程的教学中，我将力学基本概念和公理定理讲清楚后，让同学同步练习，同时请两个同学上黑板训练解题，然后点评。发现优点和智慧点，以赞赏的语言对他们加以点评，同时再给出更多的解题思路和方法，使课程的切入向纵深发展。同学们的兴趣和积极性得以延续。课后的作业，要及时批改，出现集中性问题，在第二次课开始，立即作出答疑和点评。对作业较好的同学应给予充分表扬和鼓励。这样学生及时解决了疑难困惑，增强了学习的自信心和力量；受到了赏识，得到了心理满足，提高了学习勇气。

4、帮助学生学会竞争，发展自信心

教育的目标不在于使学生变得多么聪明，而在于引领学生的智慧开发。实践证明，专心专意地学习知识，才能很快地学会并牢固地掌握。许多同学投入在自己喜欢的领域开展活动，投入也显得自信，好胜心特别强。教师应了解每个学生的心理特点，帮助他们在某些领域的竞争中获得成功。尽可能地为学生提供表现机会和条件，放手积极参与到教学活动中来。尽量在课内课外营造这种氛围，如：课堂发言、作业展览板报，力学模型制作比赛等等。只有积极参与，才能从中学会竞争，也才能更好地发展自信。课堂上尽量启发他们多动脑筋，独立思考。鼓励学生用科学的怀疑态度和理性的批判精神去面对学习中的疑问。引导学生摆脱思维定势，通过独立思考，判断得出自己的结论，赢得自信；如分组讨论华盛顿州的塔库玛大桥最终为何坍塌？同学们思维活跃，讨论激烈，分析出各种原因，效果非常满意，我对每组不同的结论首先给予肯定，然后诱导他们向材料力学方面去想，最终得出正确的结论：桥面扭曲变形过大引起的。另外在教学中，我根据学生思维方式的差异性，进行有针对性的训练和培养。在教学中留给学生足够的自主空间和活动机会，使学生从客观的教学竞争活动中充分认识自我、完善自我，从自己身上，而不是从别人的赞美中获得自信，更加积极地投入到后续的学习中去。

5、鼓励学生勇于克服困难，保护自信心

失败的体验是对自信心无情的摧残，而成功的体验则可以增强自信、保护自信心，当学生遇到困难时，鼓励他们勇于克服困难是保护自信心的最佳方法。人的潜力是巨大的，成长中的技校生精力充沛，爱好挑战，我在教学中适度地布置一些具有挑战性的作业，他们大多数能够及时完成，这对于增强他们学习的自信心有巨大的促进作用。但也有一部分学生由于智力及基础较差，可能会遇到困难。在解决困难的过程中可能会犯有这样那样的错误。有时错误可能很低级，我没有讽刺、挖苦、嘲笑，而是始终以一颗和蔼、热情的心去保护学生的自尊。对学习中出现的错误，在给予纠正的同时应给予理解和原谅，并提醒下次注意。这样不仅使学生在克服困难的过程中增强了自信，也起到了保护学生学习积极性的作用。

二、结束语

教师要有学科交叉、文理渗透、理念复合的现代教学意识，善于帮助学生培养自信。这将有利于学生认识、发展完善的将各门学科联系起来，融会贯通，让学生正确、全面、深层、科学地认识人类、认识自己，认识人与人、人与社会、人与自然的关系，增强自信，挖掘潜能，与教师一起探索、总结、试验，制定学与教的途径。通过自信心的培养，学生学习工程力学的积极性大大增强了，考试成绩也比往届有了很大的提高。

参考文献

[1] 周汉峰.论中职生化学学习困难的内因及自信心的构建[J].科教文汇，2009，1.

[2] 吴增强.学习心理辅导[M].上海教育出版社，2000.