提升高校水力學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的思考

侯保林　李志

摘要：水力學(xué)實驗教學(xué)是知識向能力轉(zhuǎn)化、理論和實際結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實驗教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。本文從全面轉(zhuǎn)變思想觀念、確立學(xué)生的主體地位、提高參與度、加強過程管理、實驗室開放管理等方面進行了探討，以期提高水力學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水力學(xué)；實驗教學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）39-0271-02

水力學(xué)是水利工程、土木工程、給排水科學(xué)與工程、暖通工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在學(xué)科專業(yè)課程體系中占據(jù)著重要的地位，是完成專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的重要基礎(chǔ)課程。水力學(xué)屬于力學(xué)范疇，課程教學(xué)具有抽象性且理論性較強，涉及很多計算和推導(dǎo)過程，另一方面，水力學(xué)又具有很強的工程應(yīng)用性，作為工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，水力學(xué)與工程實際又緊密聯(lián)系，因此，水力學(xué)的課程教學(xué)就要求學(xué)生具有扎實的理論基礎(chǔ)，具有在實際工程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的工程應(yīng)用能力。水力學(xué)實驗正是由抽象知識到感官認識、由理論到實際轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。水力學(xué)中許多理論和概念較為抽象，很多流動和流態(tài)難以用語言清晰的描述，水力學(xué)實驗在這些抽象的理論概念或復(fù)雜流動的講授、理解和演示方面具有無法替代的作用。在本科學(xué)習(xí)階段，水力學(xué)實驗主要包括流體靜力學(xué)實驗、雷諾實驗、伯努利方程實驗、沿程阻力和局部阻力實驗、文丘里管和孔板流量計實驗等。實驗?zāi)康氖鞘箤W(xué)生在動手參與實驗過程中鞏固和加深對理論知識的理解和認識，在思考過程中培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，在整個實驗過程中提升科研技能和科研素養(yǎng)。但目前的水力學(xué)實驗教學(xué)過程中，存在著一些問題，直接影響實驗教學(xué)質(zhì)量，進而影響專業(yè)能力的培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，更不能滿足新時代對創(chuàng)新型人才的素質(zhì)培養(yǎng)要求。如何用科學(xué)的方法改變水力學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，提升實驗教學(xué)質(zhì)量，做好理論與實踐相結(jié)合這一重要環(huán)節(jié)，就顯得極為重要和迫切。

一、全面轉(zhuǎn)變思想觀念，重視實驗教學(xué)

在我國教育的發(fā)展過程中，形成了重理論教學(xué)、輕實驗教學(xué)的觀念，實驗課一直處于輔助地位，老師將實驗課看作理論課程的輔助與補充，學(xué)生將實驗課當(dāng)作課外活動，在老師和學(xué)生的觀念中均把理論課放在重要的位置，而將實驗課輕視化，比如很多專業(yè)沒有針對性的安排實驗課程，有些學(xué)生在實驗前沒有認真閱讀實驗指導(dǎo)書，做實驗時簽到后象征性的開動一下實驗設(shè)備，而沒有用心去看實驗的內(nèi)容，敷衍完成實驗報告，整個過程中對實驗課程沒有足夠的重視。所以，只有全面轉(zhuǎn)變思想觀念，注重實驗教學(xué)，讓老師和學(xué)生都重視實驗教學(xué)，才能提高實驗課教學(xué)質(zhì)量，起到實驗課的作用，達到實驗教學(xué)目標(biāo)，這也是實驗教學(xué)改革的先導(dǎo)，只有從思想上將實驗教學(xué)置于理論教學(xué)的同等地位，才能從根本上改變實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，提升實驗教學(xué)質(zhì)量。當(dāng)然，要將思想觀念的轉(zhuǎn)變落到實處，比如在制訂培養(yǎng)方案、課程體系和教學(xué)大綱時要將實驗課同理論課同等對待，思想上的注重實驗教學(xué)也要體現(xiàn)在備課、教學(xué)的全過程。因此，要從思想上轉(zhuǎn)變觀念，也要將注重實驗教學(xué)落到實處。

二、確立學(xué)生在實驗中的主體地位，提高學(xué)生參與度

在實驗教學(xué)中，由于主觀或客觀條件的限制，學(xué)生仍然沒有處于主體地位。實驗教學(xué)過程中，演示實驗居多，或者是老師講解和演示一遍后，學(xué)生重復(fù)實驗過程，沒有發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，特別是在實驗室大量實驗設(shè)備完成更新和補充之后，實驗教學(xué)過程依然沒有體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，學(xué)生有效參與度較低，造成部分實驗教學(xué)資源的浪費。要確立學(xué)生在實驗中的主體地位，就要讓學(xué)生在實驗教學(xué)全過程作為主導(dǎo)者，教師作為引導(dǎo)者。教師要創(chuàng)造條件和運行教學(xué)策略，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和興趣，調(diào)動學(xué)生參與實驗的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的能動性和創(chuàng)造性，避免應(yīng)付式的實驗操作，提高學(xué)生的實驗過程有效參與度。在實驗準備過程中，可以根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，讓學(xué)生去構(gòu)思實驗操作和過程，教師在講解原理或?qū)嶒炦^程時設(shè)定不同層次的問題，讓學(xué)生在實驗過程中尋找問題的答案。比如流體靜力學(xué)實驗中基準面的選擇，很簡單的一個問題激發(fā)學(xué)生的大量思考，在實驗中也可以記錄不同基準面時的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)時就會發(fā)現(xiàn)基準面的選擇在實驗中的意義。實驗講解過程中，還可以舉出實際工程中的案例，比如局部阻力實驗時，用水泵進出水口的漸縮和漸擴管以及閥門的開啟度控制作為工程實例，通過實驗讓學(xué)生更形象的認識實際工程中的部件造成的水頭損失，激發(fā)學(xué)生實驗的興趣。實驗準備時，教師也可以讓學(xué)生做好數(shù)據(jù)處理的軟件或程序，實驗過程中直接輸入數(shù)據(jù)可以獲得實驗效果，實驗效果不夠理想時可以主動的去尋找實驗過程中的問題，并想辦法解決這些問題，以獲得理想的實驗數(shù)據(jù)。提高學(xué)生的參與度，激發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生積極主動地參與到整個實驗過程中。

三、加強過程管理，提高教學(xué)效率

水力學(xué)實驗課大都屬于水力學(xué)課程的附屬教學(xué)內(nèi)容，要提高水力學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，可以將水力學(xué)實驗課單獨作為一門課程，編制獨立的考核方式，提高學(xué)生對實驗課程的思想認識水平。盡管實驗課程單獨成課，實驗課程與理論課程也是密切聯(lián)系的，實驗課程的開課時間要與理論課程的學(xué)習(xí)時間相協(xié)調(diào)，實驗課與理論課的時間間隔太長，實驗課鞏固理論知識、增強感官認識的作用會減弱，實驗課程的安排可以根據(jù)學(xué)生理論課程的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果靈活安排，如水力學(xué)中流體靜力學(xué)學(xué)習(xí)時間較早，流體靜力學(xué)實驗可以安排在流體靜力學(xué)理論課程內(nèi)容剛教授完后，以鞏固流體靜力學(xué)理論，加深壓強傳遞、壓力體等知識的感官認識，流體靜力學(xué)實驗也可以安排在流體動力學(xué)教授完之后，學(xué)生對流體有更深入的理解后再進行靜力學(xué)實驗會有更深入的認識和思考。實驗過程中，要根據(jù)不同的實驗和專業(yè)選擇合適的教學(xué)方式和方法，有的實驗可以進行部分演示，有的實驗教學(xué)采用視頻動畫，比如流體靜力學(xué)實驗中可以選擇一種工況進行演示，然后設(shè)定問題，讓學(xué)生帶著問題去做另外兩種平行工況下的實驗。充分發(fā)揮實驗課堂教學(xué)效率，讓學(xué)生在實驗課堂教學(xué)中完成大部分的課程任務(wù)。編制合理的考核方式，對學(xué)生實驗成績進行考評，能夠提高學(xué)生對實驗課程的重視程度，促進實驗過程的管理，考核方式要全面，應(yīng)包括實驗報告、實驗參與度、實驗過程表現(xiàn)等多個方面。

四、實驗室開放管理

現(xiàn)在的課程體系中，水力學(xué)實驗課時相對比較緊，只有實驗的基礎(chǔ)內(nèi)容可以在規(guī)定的課時內(nèi)完成，而創(chuàng)新性實驗和創(chuàng)新性思維的啟發(fā)需要更多的時間，結(jié)合目前大多數(shù)水力學(xué)實驗室利用率相對較低的狀況，水力學(xué)實驗室可以全部或部分分時段開放，增加學(xué)生接觸實驗設(shè)備的機會，提高設(shè)備利用率。在實驗課程開課前，學(xué)生可以根據(jù)理論知識在實驗室內(nèi)自己設(shè)計實驗，并與課程教學(xué)實驗進行對比，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維。學(xué)生在課余時間也能夠根據(jù)實際觀察到的水力學(xué)現(xiàn)象和所學(xué)的理論，組成興趣小組進行實驗設(shè)計和探索，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動性。實驗室的開放相應(yīng)的需要增加實驗室的管理和設(shè)備的維護，就需要有一支專業(yè)的實驗教學(xué)管理師資隊伍，保障實驗室的正常運行和實驗教學(xué)活動的順利開展。

五、結(jié)語

水力學(xué)實驗是使學(xué)生實現(xiàn)知識向能力轉(zhuǎn)化的重要紐帶，是理論與實踐結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。提升實驗教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才綜合能力，需要全面轉(zhuǎn)換思想觀念，突出學(xué)生的主體地位，提高學(xué)生有效參與度，加強過程管理。在實踐中改革，持續(xù)改進，為國家培養(yǎng)更多符合時代需求的高素質(zhì)人才。

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