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工程流体力学

《工程流体力学》课程标准

课程名称：

工程流体力学

适用专业：

石油工程技术

计划学时：

一、课程性质

《工程流体力学》课程是石油工程技术专业的一门有特色的必修专业基础课程，也是一门知识性、技能性和实践性要求很强的课程。

流体力学课程是学生理解掌握现代化石油勘探、设计、运行与管理的知识基础，也是学生继续深造及将来从事研究工作的重要工具，为今后的专业学习和工作实践奠定基础。

本课程是石油工程技术专业一门必修的专业基础课程，具有较强的实际应用性，在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。

二、培养目标

《工程流体力学》课程立足于高职院校的人才培养目标，培养拥护党的基本路线，适应社会主义市场经济需要，德、智、体、美全面发展，面向石油工业生产、管理和服务第一线，牢固掌握石化职业岗位（群）所需的基础理论知识和专业知识，重点掌握从事石化领域实际工作的基本能力利基本技能，具有良好的职业道德、创业精神和健全体魄的高等技术应用型专门人才。

按照职业岗位标准和工作内容的要求，通过对本课程的学习，使学生掌握化学分析中、高级工的应知理论、应会技能和必备的职业素养。

成为满足石化企业分析检验岗位对所需人才知识、能力、素质要求的高技能人才。

通过项目导向，教学探究型的教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养、独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力和与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。

通过本课程的实践教学，使学生毕业后可胜任流体力学学科或相邻学科的教学、科研、技术开发与维护工作，能够解决能源化工等工程中遇到的流体力学问题，从而实现本专业的培养目标。

知识目标

（1）使学生掌握流体力学的基本知识、基本理论、基本实验技能。

（2）培养学生对流体力学基本概念、基本理论、基本运算原理的应用能力。

（3）使学生具有实验实训室常用仪器、设备的规范使用能力。

（4）使学生掌握连续性方程、能量方程、动量方程的应用。

方法能力目标

（1）使学生掌握流体力学的基本原理及分析方法，在进行教学的同时，注重基础理论的发展过程及联系，培养学生解决一般问题的能力。

（2）将一些较典型的属于知识传授性质的内容以及较简单重复的内容通过课外教学的形式传授给学生，培养学生的自学能力。

（3）使学生掌握一定的实验技能与方法，具有测量运动参数、分析实验参数和编写实验报告的能力。

社会能力目标

（1）注重向学生介绍化学的思想及该学科在研究、发展过程中的特色。

（2）树立“绿色”的现代实验理念。

（3）培养学生养成独立思考的习惯。

（4）注重学生严谨、求实科学作风的培养。

（5）养成热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。

（6）具有良好的人文素质和职业道德，能够与人和睦相处，团队意识强。

三、课程理念

应面向全体学生，为学生进入和适应社会打下基础，着眼于学生全面发展和终身发展的需要，有助于学生的终身学习；改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，突出创新精神和实践能力的培养；树立以学生为主体的教学观念，鼓励教师创造性地探索新的教学途径，改进教学方法和教学手段；促进学生全面发展、采用灵活多样的评价方法，注重学生学习过程和学习结果的全程评价；建立评价目标多元、评价方法多样的评价体系体验探究过程，养成科学的态度，具备适应未来生存和发展所必备的科学素养。

四、课程设计

课程设计理念

以学生就业能力培养为导向，创新人才培养模式，坚持以高职教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，以应知、应会、必需、够用”的原则，以培养锻炼职业技能为重点，让每一位学生都能成为社会和企业必需的优秀的专门型技术人才。

本课程以石化工作岗位的职业能力培养为重点，以岗位职业标准利工作任务为依据，通过分析石化生产过程、石化分析检测过程任务设计教学内容，让课程内容与生产工作任务一一对应；突出学生职业能力培养。

校内实训与企业生产内容相同，按照仿真生产进行，把课程设在实训室及实训基地，融教学生产为一体，教学做为一体，营造良好的职业氛围和环境，注重培养学生的专业思维能力和专业实践能力。

通过专业教学与实训实习相结合，体现高职课程的职业性、实践性、开放性，设计教学任务，在教师的指导下让学生自己设计实训项目，自己完成实训项目，培养学生分析问题、解决问题的能力。

课程设计思路

《工程流体力学》课程在设计思想上充分体现一体化，即：

理论与实践内容一体化、知识传授与动手实验一体化、理论与实践教师为一人的“一体化”，课程采用项目导向，任务驱动的教学模式。

《工程流体力学》的课程内容要经历由企业调研到行业岗位分析到典型工作任务确定，从典型工作任务对职业核心能力的要求到学习领域的设定，强调学习领域的教学内容是由多个学习情景的整合，在每个学习情景构建中分成应知知识点、职业能力要点、职业素质训练三个部分，为学生素质能力、职业能力、创新能力培养开拓了新的途径，每一个学习情景对应一个典型工作过程。

与前后课程的联系

该课程前承《油田化学》，后继《采油工程原理》、《内燃机原理》等课程，为后续实习和毕业设计做必要的知识准备；起着承上启下的关键作用。

对教师的要求

（1）具备物理、化学、高等数学的理论基础知识；

（2）具备操作基本分析实验能力；

（3）有1年以上企业一线生产经验或3年以上企业见习经历；

（4）具备设计基于任务驱动的教学法的设计应用能力。

（5）对学习场地、设施的要求

为保证学生顺利完成项目任务，本课程理论部分需要在多媒体教室完成教学过程，学生能在图书馆或机房通过网络查找有关资料；实验实训部分需要在化工综合实验室和分析化学实验室进行。

学习资源的选用

（1）教材选取的原则

以培养实践能力、创新能力和创业能力为指导思想，贯彻高职高专培养目标，强调理论与实践的结合、教材与实际的结合、操作与管理的结合。

（2）推荐教材

王楠等工程流体力学（第三版）石油工业出版社2005年

（3）参考的教学资料

袁恩熙工程流体力学石油工业出版社1995年

张兆顺等流体力学清华大学出版社2006年

五、教学设计

教学设计的理念和原则

本课程教学以理论“必需、够用”为基本原则，根据学生职业人生设计教学项目，以职业工作流程为线索，以职场情境创设为导入，以项目和任务为载体，设计《分析化学》课程。

（1）建立“项目化”的课程结构。

重点是突破学科教育重知识系统、重文体知识、重章节结构的课程体系，以职业工作流程为线索，以项目（任务）为载体，对课程内容进行整体设计。

（2）采用“任务驱动”的教学模式。

根据课程内容模块，以完成职业任务为核心派生工作项目，以完成工作项目为目标派生工作职责，以胜任工作职责为目的重组理论与实践教学内容。

（3）确定“能力培养为主”的教学方案。

为使学生适应本专业就业环境，注重强化训练学生动手、动口和动脑能力。

（4）建立综合实训平台。

通过实验实训，让学生在操作过程中对知识和技能有更进一步的认识和理解。

学习情景设计

按照以项目为导向，任务为驱动，以岗位职业能力培养为重点，根据石化采油、钻井岗位能力要求，将教学内容设置成6个学习情境。

学习情境1：

流体静力学

学时数

项目内容

一、流体力学基本概念；

1.流体力学基本任务、研究方法

2.流体主要物理化学性质

3.作用力分类

二、流体静力学

1.流体静压强

2.流体静压强分布规律

3.静压强的测量

4.作用在平面、曲面上的流体总压力

5.相对平衡

项目任务

1.了解流体力学的任务和作用

2.认识流体的物理化学性质

3.掌握流体静力学基本方程

4.掌握静压力计算方法

项目目标

1.能准确理解概念

2.掌握运算规则

3.正确数据处理

岗位能力

具备出具科学数据报告的能力

具备力学压强及压力的计算能力

教学材料

多媒体课件、教材

教学步骤

过程

教学方法

学时

讲授

认识流体力学的分类及发展，讲解流体的性质及分类，重点讲解静力学特性及静力学基本方程书写及工程应用

材料分析法

讨论法

讲授法

练习

根据相关数据计算静压强、静压力

练习法

自主学习法

学习情境2：

动力学理论基础

学时数

项目内容

一、理论基础

1．研究方法

2．连续性方程

3．伯努利方程

4．动量方程

二、相似原理和量纲分析

1．相似原理

2．相似准则

3．模型设计

4.量纲分析

项目任务

1．动力学研究方法

2．连续性方程应用

3．伯努利方程计算

4．相似原理理解

项目目标

1．了解动力学研究方法

2．熟悉连续性方程

3．理解描述流体运动的一些基本概念

4．理解相似原理及量纲分析

岗位能力

具备使用连续性方程、伯努利方程计算的能力

教学材料

多媒体课件、教材、实验准备

教学步骤

过程

教学方法

学时

讲授

讲解动力学涉及的一些基本概念，分析动力学研究方法，重点讲解动力学计算方法，讲述相似原理及量纲分析在动力学中应用

讨论法

讲授法

练习

连续性方程及伯努利方程的熟练运用

讲授法

讨论法

演示法

观察法

学习情境3：

流动阻力和能量损失

学时数

项目内容

1．两种流态

2．判别标准

3．边界层

4．流动阻力

5．能量损失

6．层流运动

7．紊流运动

8．沿程阻力

9.局部阻力

项目任务

1．雷诺数

2．紊流阻力系数

3.局部阻力计算

项目目标

1．了解层流与紊流流态的特点

2．理解流动阻力的两种形式

3．熟练掌握层流的流动特性

4．了解莫迪图，掌握阻力系数计算方法

5.掌握管道流动中局部阻力计算方法

岗位能力

具备利用动力学公式计算阻力损失的能力

教学材料

多媒体课件、教材

教学步骤

过程

教学方法

学时

讲授

讲解流体两种流态，分析层流与紊流区别，重点讲解层流与紊流能量损失计算方法

演示法

讨论法

讲授法

实验

1.雷诺实验

2.沿程损失实验

观察法

学习情境4：

孔口、管嘴有压出流

学时数

项目内容

一、孔口、管嘴

1．孔口基本概念

2．孔口自由出流

3．孔口淹没出流

4．圆柱形管嘴出流

5．其他形管嘴出流

6.短管水力计算

7.长管水力计算

8．串、并联管路

二、有压管路中的非恒定流

1．水击现象

2．直接水击和间接水击

项目任务

1．管路分类

2.长管计算

3.短管计算

4．水击现象

项目目标

1．理解孔口自由、淹没出流的概念

2．掌握恒定孔口出流的计算方法

3．了解管嘴出流

4．掌握短管水力计算和相关工程问题的解决

5.知道串联、并联管路计算过程

6.了解水击发生的条件，知道有压管路水击过程

岗位能力

具备利用基本公式解决工程实际问题的能力

教学材料

多媒体课件、教材

教学步骤

过程

教学方法

学时

讲授

讲解配位滴定基础及原理，分析提高配位滴定选择性的方法，重点讲解配位滴定应用

讨论法

讲授法

学习情境5：

明渠恒定流

学时数

项目内容

一、明渠分类

1．棱柱型渠道

2．非棱柱型渠道

3．顺坡、平坡和逆坡渠道

二、恒定均匀流

1．恒定均匀流水力特征

2．恒定均匀流产生条件

3．谢才公式

4.曼宁公式

5.巴普洛夫斯基公司

三、水力计算

1．水力最优断面

2．渠道的允许流速

3．验算渠道的输水能力

4．确定渠道底坡

5．确定渠道断面尺寸

四、明渠非均匀流

1.恒定非均匀流

2.急流、缓流、临界流及判别标准

3.断面比能

4.临界水深

5.水跃

6.水面曲线计算

项目任务

1．无压恒定流特征

2．断面单位能量

项目目标

1．了解明渠分类

2．掌握明渠恒定流特征及产生条件

3．掌握谢才公式、曼宁公式

4.知道水力最优断面和允许流速

5.理解明渠恒定非恒定流特征及产生条件

岗位能力

具备利用基本原理解决实际问题的能力

教学材料

多媒体课件、教材

教学步骤

过程

教学方法

学时

讲授

讨论法

讲授法

练习

1．共轭水深的计算

2．谢才公式、曼宁公式

练习法

自学法

学习情境6：

堰流

学时数

项目内容

一、堰流

1．定义及分类

2．基本公式

3．系数

4．影响因素

二、常见堰

1．三角堰等流量公式

2．宽顶堰

3.小桥孔径的水力计算

项目任务

1．堰流分类

2．流量计算

项目目标

1．了解堰流的定义及其分类

2．掌握堰流的基本公式

3．知道三角堰等流量公式

4．理解宽顶堰水流特征

5.理解小桥孔径水力计算原则

岗位能力

具备利用理论知识解决实际问题的能力

教学材料

多媒体课件、教材、实验准备

教学步骤

过程

教学方法

学时

讲授

讨论法

讲授法

实验

堰流实验

讲授法

讨论法

演示法

观察法

教学方法与手段

本课程采用讲授法、案例法、任务驱动法、多媒体教学。

（1）本课程的教学要不断摸索适合高职教育特点的教学方式。

采取灵活的教学方法，启发、诱导、因材施教，注意给学生更多的思维活动空间，发挥教与学两方面的积极性，提高教学质量和教学水平。

在规定的学时内，保证该标准的贯彻实施。

（2）教学过程中，要从高职教育的目标出发，了解学生的基础和情况，结合其实际水平和能力，认真指导。

（3）教学中要结合教学内容的特点，培养学生独立学习的习惯，开动脑筋，努力提高学生的自学能力和创新精神，分析原因，找到解决问题的方法和技巧。

（4）重视学生之间的团结和协作，培养共同解决问题的团队精神。

（5）加强对学生分析技能的指导。

（6）教学中注重任务驱动教学方法的应用。

（7）任课教师根据学生情况及学院条件，可设计相应难度的主题，以达到教学目的。

教学评价与考核方式

对学生实行以职业能力为中心的考核。

通过各种考试形式激发学生自主学习的积极性，并体现在解决实际问题的应用能力、获取新知识、新技能的学习能力、团队活动的合作能力和职业语言表达能力等方面。

（1）采用阶段性评价、过程评价与目标评价、项目评价相结合，理论与实践一体化评价模式。

（2）关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、分析化学基本技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩

（3）应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。

（4）考核知识点与技能点全面开放，以项目带动知识点的学习。

（5）以定量方式呈现评价结果。

采用平时成绩和答辩成绩相结合的形式。

考评方式

过程考评30

期末考评70

素质考评

任务考评

操作考评

考评实施

由指导教师根据学生表现集中考评

由主讲教师根据学生完成的任务情况考评

由实训指导教师对学生进行项目操作考评

按照教考分离原则，由教务处组织考评。

考评标准

根据遵守设备安全、人身安全和生产纪律等情况进行打分5分

预习内容5分

项目操作过程记录5分

任务方案正确4分

仪器使用正确3分

操作过程正确5分

任务完成良好3分

建议题型不少于5种：

填空、单项选择、多项选择、判断、名词解释、问答题、论述题

注

造成设备损坏或人身伤害的本项目计0分

考核方式设计

建立过程考评与期末考评相结合的方法。

具体考核要求见上表。

六、课程资源的开发与利用

教材编写

（1）必须依据本课程标准编写教材，教材应充分体现项目导向、任务驱动的课程设计思想。

（2）教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和岗位操作规程。

要以生产工艺为载体，引入必须的专业知识，增加实践内容，强调理论在实践过程中的应用。

（3）教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加探学生对工厂生产设备的认识和理解，教材表达必须精炼、准确、科学。

（4）教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新方法、新成果及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。

（5）教材中的活动设计的内容要具体，并具有可操作性。

信息技术应用

（1）注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用，这些资源有利于创设形象生动的工作情景，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。

建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源利用效率。

（2）积极开发和利用网络课程资源，充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源，使教学从单一媒体向多种媒体转变，教学活动从信息的单向传递向双向交换转变，学生单独学习向合作学习转变。

（3）运用现代教育技术和虚拟现实技术，建立虚拟社会、虚拟企业、虚拟车间、虚拟项目等仿真教学环境，优化教学过程，提高教学质量和效率，有利于规范学生操作流程，有利于培养学生专业素质。

（4）建立习题库及答案，同时为学生提供多版本的参考书，有利于学生复习和巩固知识。

（5）建立学习资料库，推荐国内与专业有关的网站地址，积极引导与培养学生学会自主学习、资料查询等能力。

工学结合

（1）产学合作开发课程资源，充分利用本行业典型的生产企业的资源，进行产学合作，建立实习实训基地，实践“工学”交替，满足学生的实习实训，同时为学生的就业创造机会。

（2）建立一支适应本专业的、稳定的、开放性的、具有丰富实践施工经验的兼职教师，实现理论与实践教学合一、专职教师与兼职教师合一、课堂教学与生产现场教学合一，满足学生综合职业能力培养的要求。

工作规范

（1）认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，认真落实各项安全措施，坚持安全工作是一切工作的基础，积极完成各项工作任务。

（2）有计划地组织对学生进行安全思想、安全制度和安全技术的教育培训，不断提高学生的安全技能和意识。

（3）进入实训场地，认真组织各种安全活动，构筑安全文化，强化安全意识。

（4）学生应做好预先复习，指导教师不得擅自脱岗，应记好考勤。

（5）在实训中，学生必须服从指导教师，本经允许不得擅自启动电源，使用仪器、设备等。

（6）凡违反操作规程、损坏仪器、设备者，应按规定赔偿损失。

七、说明

（1）授课：

理论讲授与实践教学结合进行教学。

（2）环境：

教室与应用化工综合实验室相结合。

（3）能力培训要求：

着重培养学生的自学能力，动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。

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