流體力學(xué)與其他力學(xué)課程交叉教學(xué)方法的探討
發(fā)布時間:2021-01-07 01:37
流體力學(xué)是力學(xué)和機械等專業(yè)本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。由于其涉及數(shù)學(xué)、物理的概念多、公式復(fù)雜、理論抽象而實際應(yīng)用廣,是公認的難教、難學(xué)的課程之一。筆者提出了將流體力學(xué)與理論力學(xué)、材料力學(xué)、電動力學(xué)等其他力學(xué)課程交叉教學(xué)的方法,充分利用各門力學(xué)課程知識間的聯(lián)系,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)流體力學(xué)的同時復(fù)習(xí)其他力學(xué)的知識,通過對比深化理解流體、固體、剛體和電磁場,最終獲得對力學(xué)學(xué)科的整體視野,增強教學(xué)效果。
【文章來源】:力學(xué)與實踐. 2020,42(03)北大核心
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
電流激發(fā)的磁場與不可壓縮無旋運動的點渦流場的對比
在介紹機翼升力理論中需要用到速度場環(huán)量的概念。為了加深學(xué)生對環(huán)量的理解,我們介紹了積分型麥克斯韋方程組的兩個重要的環(huán)路積分:法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定理通過電磁場環(huán)路積分和速度場環(huán)量的對比,使得學(xué)生意識到環(huán)路積分具有的拓撲不變性,以及速度場環(huán)量深刻的物理意義。此外,還讓學(xué)生比較了機翼的升力公式F=ρU×Γ和運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的公式f=qv×B,分析了兩者的相似性。從上述公式和圖2中可以發(fā)現(xiàn):兩者受力的大小都與速度成正比,且受力方向與速度垂直。因此,兩者具有高度的相似性,其背后的物理意義發(fā)人深省。麥克斯韋曾表示[10]:“對兩個理念系統(tǒng)間的形式類比的認識比通過分別研究每個系統(tǒng)所能取得的知識更為深奧!边@種啟發(fā)式的教學(xué)可以很好地調(diào)動學(xué)生的發(fā)散性思維,提高他們學(xué)習(xí)和研究的積極性。2 教學(xué)效果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]麥克斯韋電磁場理論的建立及意義——紀念2015國際光年[J]. 梁瑤,徐小泉,桑芝芳. 物理教師. 2015(06)
[2]麥克斯韋方程和規(guī)范理論的觀念起源[J]. 楊振寧,汪忠. 物理. 2014(12)
[3]論物理學(xué)中的類比方法 以湯姆森和麥克斯韋為例[J]. 蘇湛. 科學(xué)文化評論. 2014(04)
[4]“交叉型”教學(xué)在流體力學(xué)教學(xué)中的作用與研究[J]. 鄒麗,吳錘結(jié),王振. 中國校外教育. 2010(S2)
[5]淺析流體力學(xué)與電動力學(xué)基礎(chǔ)的相似性與統(tǒng)一性[J]. 周教生,王霞,李建峰,雷桂林. 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2006(04)
[6]力學(xué)課程貫通式教學(xué)的探索與實踐[J]. 陳建康,劉成云,謝揚敬. 高等工程教育研究. 2001(02)
本文編號:2961637
【文章來源】:力學(xué)與實踐. 2020,42(03)北大核心
【文章頁數(shù)】:4 頁
【部分圖文】:
電流激發(fā)的磁場與不可壓縮無旋運動的點渦流場的對比
在介紹機翼升力理論中需要用到速度場環(huán)量的概念。為了加深學(xué)生對環(huán)量的理解,我們介紹了積分型麥克斯韋方程組的兩個重要的環(huán)路積分:法拉第電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定理通過電磁場環(huán)路積分和速度場環(huán)量的對比,使得學(xué)生意識到環(huán)路積分具有的拓撲不變性,以及速度場環(huán)量深刻的物理意義。此外,還讓學(xué)生比較了機翼的升力公式F=ρU×Γ和運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的公式f=qv×B,分析了兩者的相似性。從上述公式和圖2中可以發(fā)現(xiàn):兩者受力的大小都與速度成正比,且受力方向與速度垂直。因此,兩者具有高度的相似性,其背后的物理意義發(fā)人深省。麥克斯韋曾表示[10]:“對兩個理念系統(tǒng)間的形式類比的認識比通過分別研究每個系統(tǒng)所能取得的知識更為深奧!边@種啟發(fā)式的教學(xué)可以很好地調(diào)動學(xué)生的發(fā)散性思維,提高他們學(xué)習(xí)和研究的積極性。2 教學(xué)效果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]麥克斯韋電磁場理論的建立及意義——紀念2015國際光年[J]. 梁瑤,徐小泉,桑芝芳. 物理教師. 2015(06)
[2]麥克斯韋方程和規(guī)范理論的觀念起源[J]. 楊振寧,汪忠. 物理. 2014(12)
[3]論物理學(xué)中的類比方法 以湯姆森和麥克斯韋為例[J]. 蘇湛. 科學(xué)文化評論. 2014(04)
[4]“交叉型”教學(xué)在流體力學(xué)教學(xué)中的作用與研究[J]. 鄒麗,吳錘結(jié),王振. 中國校外教育. 2010(S2)
[5]淺析流體力學(xué)與電動力學(xué)基礎(chǔ)的相似性與統(tǒng)一性[J]. 周教生,王霞,李建峰,雷桂林. 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2006(04)
[6]力學(xué)課程貫通式教學(xué)的探索與實踐[J]. 陳建康,劉成云,謝揚敬. 高等工程教育研究. 2001(02)
本文編號:2961637
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