流体力学与其他力学课程交叉教学方法的探讨

发布时间：2021-01-07 01:37

　　流体力学是力学和机械等专业本科生的一门专业基础课。由于其涉及数学、物理的概念多、公式复杂、理论抽象而实际应用广,是公认的难教、难学的课程之一。笔者提出了将流体力学与理论力学、材料力学、电动力学等其他力学课程交叉教学的方法,充分利用各门力学课程知识间的联系,使得学生在学习流体力学的同时复习其他力学的知识,通过对比深化理解流体、固体、刚体和电磁场,最终获得对力学学科的整体视野,增强教学效果。 

【文章来源】：力学与实践. 2020,42(03)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

电流激发的磁场与不可压缩无旋运动的点涡流场的对比

在介绍机翼升力理论中需要用到速度场环量的概念。为了加深学生对环量的理解，我们介绍了积分型麦克斯韦方程组的两个重要的环路积分：法拉第电磁感应定律和安培环路定理通过电磁场环路积分和速度场环量的对比，使得学生意识到环路积分具有的拓扑不变性，以及速度场环量深刻的物理意义。此外，还让学生比较了机翼的升力公式F=ρU×Γ和运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的公式f=qv×B，分析了两者的相似性。从上述公式和图2中可以发现：两者受力的大小都与速度成正比，且受力方向与速度垂直。因此，两者具有高度的相似性，其背后的物理意义发人深省。麦克斯韦曾表示[10]：“对两个理念系统间的形式类比的认识比通过分别研究每个系统所能取得的知识更为深奥。”这种启发式的教学可以很好地调动学生的发散性思维，提高他们学习和研究的积极性。2 教学效果

【参考文献】：
期刊论文
[1]麦克斯韦电磁场理论的建立及意义——纪念2015国际光年[J]. 梁瑶,徐小泉,桑芝芳.  物理教师. 2015(06)
[2]麦克斯韦方程和规范理论的观念起源[J]. 杨振宁,汪忠.  物理. 2014(12)
[3]论物理学中的类比方法 以汤姆森和麦克斯韦为例[J]. 苏湛.  科学文化评论. 2014(04)
[4]“交叉型”教学在流体力学教学中的作用与研究[J]. 邹丽,吴锤结,王振.  中国校外教育. 2010(S2)
[5]浅析流体力学与电动力学基础的相似性与统一性[J]. 周教生,王霞,李建峰,雷桂林.  武汉工程职业技术学院学报. 2006(04)
[6]力学课程贯通式教学的探索与实践[J]. 陈建康,刘成云,谢扬敬.  高等工程教育研究. 2001(02)



本文编号：2961637