提升高校水力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的思考

侯保林　李志

摘要：水力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是知識向能力轉(zhuǎn)化、理論和實(shí)際結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(qiáng)過程管理、實(shí)驗(yàn)室開放管理等方面進(jìn)行了探討，以期提高水力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水力學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)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(qiáng)，涉及很多計(jì)算和推導(dǎo)過程，另一方面，水力學(xué)又具有很強(qiáng)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(shí)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(shí)的理論基礎(chǔ)，具有在實(shí)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(shí)驗(yàn)正是由抽象知識到感官認(rèn)識、由理論到實(shí)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(dòng)和流態(tài)難以用語言清晰的描述，水力學(xué)實(shí)驗(yàn)在這些抽象的理論概念或復(fù)雜流動(dòng)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(shí)驗(yàn)主要包括流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利方程實(shí)驗(yàn)、沿程阻力和局部阻力實(shí)驗(yàn)、文丘里管和孔板流量計(jì)實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生在動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)過程中鞏固和加深對理論知識的理解和認(rèn)識，在思考過程中培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中提升科研技能和科研素養(yǎng)。但目前的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，存在著一些問題，直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而影響專業(yè)能力的培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，更不能滿足新時(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，做好理論與實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念，實(shí)驗(yàn)課一直處于輔助地位，老師將實(shí)驗(yàn)課看作理論課程的輔助與補(bǔ)充，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)課當(dāng)作課外活動(dòng)，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(shí)驗(yàn)課輕視化，比如很多專業(yè)沒有針對性的安排實(shí)驗(yàn)課程，有些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前沒有認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，做實(shí)驗(yàn)時(shí)簽到后象征性的開動(dòng)一下實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而沒有用心去看實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，敷衍完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，整個(gè)過程中對實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓老師和學(xué)生都重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量，起到實(shí)驗(yàn)課的作用，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，這也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的先導(dǎo)，只有從思想上將實(shí)驗(yàn)教學(xué)置于理論教學(xué)的同等地位，才能從根本上改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。當(dāng)然，要將思想觀念的轉(zhuǎn)變落到實(shí)處，比如在制訂培養(yǎng)方案、課程體系和教學(xué)大綱時(shí)要將實(shí)驗(yàn)課同理論課同等對待，思想上的注重實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)落到實(shí)處。

二、確立學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位，提高學(xué)生參與度

在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，演示實(shí)驗(yàn)居多，或者是老師講解和演示一遍后，學(xué)生重復(fù)實(shí)驗(yàn)過程，沒有發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，特別是在實(shí)驗(yàn)室大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成更新和補(bǔ)充之后，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的浪費(fèi)。要確立學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位，就要讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程作為主導(dǎo)者，教師作為引導(dǎo)者。教師要?jiǎng)?chuàng)造條件和運(yùn)行教學(xué)策略，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)造性，避免應(yīng)付式的實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程有效參與度。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，可以根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，讓學(xué)生去構(gòu)思實(shí)驗(yàn)操作和過程，教師在講解原理或?qū)嶒?yàn)過程時(shí)設(shè)定不同層次的問題，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中尋找問題的答案。比如流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)中基準(zhǔn)面的選擇，很簡單的一個(gè)問題激發(fā)學(xué)生的大量思考，在實(shí)驗(yàn)中也可以記錄不同基準(zhǔn)面時(shí)的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)時(shí)就會發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)面的選擇在實(shí)驗(yàn)中的意義。實(shí)驗(yàn)講解過程中，還可以舉出實(shí)際工程中的案例，比如局部阻力實(shí)驗(yàn)時(shí)，用水泵進(jìn)出水口的漸縮和漸擴(kuò)管以及閥門的開啟度控制作為工程實(shí)例，通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生更形象的認(rèn)識實(shí)際工程中的部件造成的水頭損失，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)，教師也可以讓學(xué)生做好數(shù)據(jù)處理的軟件或程序，實(shí)驗(yàn)過程中直接輸入數(shù)據(jù)可以獲得實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)效果不夠理想時(shí)可以主動(dòng)的去尋找實(shí)驗(yàn)過程中的問題，并想辦法解決這些問題，以獲得理想的實(shí)驗(yàn)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(dòng)地參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中。

三、加強(qiáng)過程管理，提高教學(xué)效率

水力學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，可以將水力學(xué)實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)作為一門課程，編制獨(dú)立的考核方式，提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的思想認(rèn)識水平。盡管實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)成課，實(shí)驗(yàn)課程與理論課程也是密切聯(lián)系的，實(shí)驗(yàn)課程的開課時(shí)間要與理論課程的學(xué)習(xí)時(shí)間相協(xié)調(diào)，實(shí)驗(yàn)課與理論課的時(shí)間間隔太長，實(shí)驗(yàn)課鞏固理論知識、增強(qiáng)感官認(rèn)識的作用會減弱，實(shí)驗(yàn)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(shí)間較早，流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)傳遞、壓力體等知識的感官認(rèn)識，流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)也可以安排在流體動(dòng)力學(xué)教授完之后，學(xué)生對流體有更深入的理解后再進(jìn)行靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)會有更深入的認(rèn)識和思考。實(shí)驗(yàn)過程中，要根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)和專業(yè)選擇合適的教學(xué)方式和方法，有的實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行部分演示，有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用視頻動(dòng)畫，比如流體靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)中可以選擇一種工況進(jìn)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(shí)驗(yàn)。充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行考評，能夠提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的重視程度，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)過程的管理，考核方式要全面，應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)參與度、實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)等多個(gè)方面。

四、實(shí)驗(yàn)室開放管理

現(xiàn)在的課程體系中，水力學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)相對比較緊，只有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)內(nèi)容可以在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)完成，而創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性思維的啟發(fā)需要更多的時(shí)間，結(jié)合目前大多數(shù)水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室利用率相對較低的狀況，水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以全部或部分分時(shí)段開放，增加學(xué)生接觸實(shí)驗(yàn)設(shè)備的機(jī)會，提高設(shè)備利用率。在實(shí)驗(yàn)課程開課前，學(xué)生可以根據(jù)理論知識在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并與課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(shí)間也能夠根據(jù)實(shí)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探索，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)室的開放相應(yīng)的需要增加實(shí)驗(yàn)室的管理和設(shè)備的維護(hù)，就需要有一支專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理師資隊(duì)伍，保障實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的順利開展。

五、結(jié)語

水力學(xué)實(shí)驗(yàn)是使學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識向能力轉(zhuǎn)化的重要紐帶，是理論與實(shí)踐結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，實(shí)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(qiáng)過程管理。在實(shí)踐中改革，持續(xù)改進(jìn)，為國家培養(yǎng)更多符合時(shí)代需求的高素質(zhì)人才。

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