建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)《流體力學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)改革研究

陳俊俊　龐赟佶　王曉彤　劉素霞

摘要：針對(duì)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的發(fā)展形式和特點(diǎn)，結(jié)合我校的定位和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，指出建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)《流體力學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，并提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建議。

關(guān)鍵詞：《流體力學(xué)》課程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革；建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）16-0225-02

一、前言

我校的學(xué)生培養(yǎng)定位是：“立足內(nèi)蒙古，面向全國(guó)，服務(wù)國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，培養(yǎng)崗位適應(yīng)性強(qiáng)、工作作風(fēng)踏實(shí)的應(yīng)用型人才”[1]。

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：“適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德智體全面發(fā)展，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)施能力的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才”。畢業(yè)生能夠從事工業(yè)與民用建筑室內(nèi)環(huán)境與暖通空調(diào)、通風(fēng)除塵、采暖供熱、燃?xì)夤?yīng)、建筑給排水等公共設(shè)施系統(tǒng)、建筑熱能供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、管理以及建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的方案制訂，并具有初步的應(yīng)用研究與開(kāi)發(fā)能力，能夠在設(shè)計(jì)研究院、建筑工程單位、物業(yè)管理公司及相關(guān)的科研、生產(chǎn)和教學(xué)等單位從事技術(shù)與管理工作。

《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一，是該專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員必須掌握的知識(shí)。同時(shí)，該課程也是我校環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程、礦物加工工程、采礦工程、機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化等工程專(zhuān)業(yè)必須開(kāi)設(shè)的課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握流體力學(xué)的基本概念、基本理論以及水力計(jì)算的基本方法。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程的重要組成部分，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是發(fā)展流體力學(xué)理論，驗(yàn)證流體力學(xué)假說(shuō)，理解流體力學(xué)現(xiàn)象，解決流體力學(xué)工程問(wèn)題的一個(gè)重要手段，該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的好壞影響到學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解和掌握，以及動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，甚至影響到他們就業(yè)后對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用。

二、當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)基本目的要求是：使學(xué)生觀測(cè)流動(dòng)現(xiàn)象，驗(yàn)證所學(xué)理論，掌握實(shí)驗(yàn)的方法和操作技能，訓(xùn)練學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)資料、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)。目前我?！读黧w力學(xué)》課程開(kāi)設(shè)的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、圓形管道沿程阻力實(shí)驗(yàn)、圓形管道局部阻力實(shí)驗(yàn)、一元流動(dòng)量方程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、氣體紊流射流實(shí)驗(yàn)等[2]，全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)室房間、實(shí)驗(yàn)器材、指導(dǎo)教師人數(shù)等方面的條件有限，綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)不能開(kāi)出。不同專(zhuān)業(yè)、不同學(xué)時(shí)的《流體力學(xué)》課程的學(xué)生進(jìn)行完全相同的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課堂上，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式要求等方面進(jìn)行講解，之后學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，出現(xiàn)問(wèn)題在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行處理，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)完成情況和質(zhì)量來(lái)評(píng)定成績(jī)。雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)的比較全面，基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容，也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但沒(méi)有激發(fā)學(xué)生的積極性，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和熱情沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)，只是被動(dòng)的完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。近年來(lái)伴隨著我國(guó)教育體制的改革發(fā)展和招生規(guī)模的擴(kuò)大，給學(xué)校的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇，使學(xué)校的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但不可回避的是學(xué)生質(zhì)量在不同程度上有所下降，基礎(chǔ)知識(shí)不很扎實(shí)，給后續(xù)教學(xué)工作帶來(lái)了困難，也是擺在全校師生面前的難題。另外還有相當(dāng)一部分學(xué)生是通過(guò)調(diào)劑專(zhuān)業(yè)而來(lái)的，不是他們所鐘情和喜愛(ài)的專(zhuān)業(yè)，因此，學(xué)習(xí)積極性也不高，疲于應(yīng)付，學(xué)習(xí)目的不明確，態(tài)度不很認(rèn)真，缺乏學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力，只求考試及格過(guò)關(guān)了事，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)也是如此。

近年來(lái)，學(xué)校也做了很大努力，在改善實(shí)驗(yàn)條件方面投入不少，但由于學(xué)生人數(shù)眾多，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)較少，實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)偏多，親自動(dòng)手操作的次數(shù)不是很多，感性認(rèn)識(shí)不夠，盡管實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師想盡一切辦法，盡可能多的創(chuàng)造機(jī)會(huì)，但收效甚微，實(shí)驗(yàn)效果不理想，有的甚至連最基本的測(cè)試儀器，如畢托管的工作原理、使用及注意事項(xiàng)等都不清楚。另一方面，由于小組人數(shù)多，實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)相同，實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析、結(jié)果的討論，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的感悟不深，對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解、體會(huì)起不到作用，同時(shí)給實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核帶來(lái)了不便。

三、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容

1.實(shí)驗(yàn)課的地位。實(shí)驗(yàn)是《流體力學(xué)》課程非常重要的組成部分，但是在教學(xué)實(shí)踐中，往往更多強(qiáng)調(diào)的是理論的重要性，而忽視了實(shí)驗(yàn)對(duì)流體力學(xué)理論學(xué)習(xí)的幫助。因此要充分重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位，實(shí)驗(yàn)在流體力學(xué)教學(xué)中和理論課具有同樣的重要作用，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論、數(shù)值計(jì)算結(jié)果的唯一途徑，是學(xué)生獲得流體力學(xué)感性知識(shí)的主要方法，有利于學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的深入理解，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步思考，培養(yǎng)他們的擴(kuò)散思維，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。另外，要樹(shù)立重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、熱情服務(wù)學(xué)生的觀念。首先要重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，無(wú)論從政策傾斜還是人力、物力以及資金投入等方面都予以高度重視；其次要尊重實(shí)驗(yàn)教師的地位和實(shí)驗(yàn)教師的勞動(dòng)，吸引具有一定操作技能和設(shè)計(jì)構(gòu)思能力的教師充實(shí)到實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍中。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容?！读黧w力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容貫穿了建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的所有領(lǐng)域，如采暖供熱中的熱媒介質(zhì)（水）的流動(dòng)，空調(diào)工程中空氣、冷凍水、冷凝水的流動(dòng)，通風(fēng)除塵中空氣以及粉塵粒子的流動(dòng)，鍋爐中的煙氣、水、蒸汽、粉塵粒子的流動(dòng)等，所有這些流動(dòng)的參數(shù)測(cè)試分析類(lèi)似于流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。而目前《流體力學(xué)》課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)全部是傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，也是非常經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，雖然實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)的比較全面，基本覆蓋了課程的主要內(nèi)容，也有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但是，和專(zhuān)業(yè)工程實(shí)踐脫節(jié)，聯(lián)系不密切，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性不高[3，4]。

在完成傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的之后，指導(dǎo)組織學(xué)生自行完成一次設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)，把原有單一的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組合到新的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，如具有一定規(guī)模的管網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)設(shè)計(jì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，分別測(cè)定不同工況下的運(yùn)行參數(shù)，如流量、流速、壓力等，這樣既把流體力學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)結(jié)合在了一起，由于是按照自己的意愿設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，因而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了學(xué)生的操作運(yùn)行技能，同時(shí)，在解決出現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程中，使學(xué)生學(xué)到的知識(shí)得到了綜合應(yīng)用。因此筆者以為，傳統(tǒng)經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)固然重要，可以使學(xué)生所學(xué)知識(shí)得到加深鞏固和理解，綜合型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是對(duì)學(xué)生綜合能力得到鍛煉和提高的有效途徑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，優(yōu)化現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源，在完成傳統(tǒng)經(jīng)典驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，加強(qiáng)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出。

3.教學(xué)手段與方法。為了達(dá)到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師講解學(xué)生聽(tīng)的模式，指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)學(xué)生采取互動(dòng)的形式，共同探討實(shí)驗(yàn)的目的、意義、背景、對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)以及和相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系、完成實(shí)驗(yàn)測(cè)定的技術(shù)路線(xiàn)等，使學(xué)生處于主體地位，積極參與，主動(dòng)進(jìn)行。方法可以靈活多樣，教學(xué)手段可輔助以教學(xué)錄像、多媒體等，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)讓學(xué)生互相討論，從中獲得答案，指導(dǎo)教師予以補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核不拘泥于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，應(yīng)根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x的感悟、對(duì)知識(shí)聯(lián)系的理解、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作、問(wèn)題分析討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等綜合評(píng)價(jià)[3，4]。

四、結(jié)語(yǔ)

《流體力學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一，同時(shí)也是環(huán)境工程、熱能與動(dòng)力工程等專(zhuān)業(yè)必須開(kāi)設(shè)的課程。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是該課程非常重要的組成部分，實(shí)驗(yàn)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生觀察事物的能力、分析解決問(wèn)題的能力和相互協(xié)調(diào)合作的能力。因此要轉(zhuǎn)變觀念，重視流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，整合流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，進(jìn)一步補(bǔ)充完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改革流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，不斷研究流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì)，不僅要使學(xué)生完成經(jīng)典基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更重要的是要放手讓學(xué)生開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)，突出學(xué)生的主體性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性，使每一個(gè)完成流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生從中得到鍛煉和提高，為培養(yǎng)綜合型建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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