“自助式”水力學實驗教學模式

劉貞姬 金瑾 湯驊 李強 李淼

摘? 要：實驗教學是教學體系中的重要環節，是聯系理論與實踐的關鍵。為了有效地解決傳統水力學實驗教學中存在的內容陳舊和“照方抓藥”問題，在水力學實驗教學中采用“自助式”的實驗教學模式，通過開放式的水力學實驗環境和自主設計課題、開展實驗的教學方式，轉變教師的職責，加強學生的主體作用，有利于進一步培養和提高學生的科研思維和自主創新能力。

關鍵詞：水力學實驗? 自助式? 自主實驗? 教學模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（b）-0234-03

Abstract： Experimental teaching is an important link in the practical teaching system and the key to link theory with practice. In order to effectively solve the problems of old content and"taking medicine according to prescription"? in traditional hydraulics experiment and teaching， this article adopts a "self-help" experimental teaching mode in hydraulics experiment teaching. Through the open environment of hydraulics experiment， the independent design of subjects and the teaching method of carrying out experiments， the change of teachers' responsibilities and the strengthening of students' main role are conducive to the further cultivation and improvement of students' scientific thinking and independent innovation ability.

Key Words： Hydraulics experiment;Self-help; Autonomous experiment; Teaching mode

水力學實驗教學作為一門具有較強實踐性的課程，是理論知識聯系實踐操作的關鍵環節，在對學生動手實踐與自主創新能力的培養方面有理論教學不可替代的重要作用[1]。結合十多年的水力學實驗教學經驗和通過分析傳統水力學實驗教學上存在的問題，研究建立了“自助式”的水力學實驗教學模式，學生可以通過自主設立實驗課題，自助實驗等方式來提高學生的獨立動手的能力，以及培養學生的自主創新能力和科研思維。

1? 傳統的水力學實驗教學

實驗教學是對理論教學的一個重要補充，它能夠極大地加深學生對理論知識的感性認識以及對基本概念和基礎理論的理解和掌握[2]。但是傳統的水力學實驗教學模式已經固化，在上水力學實驗課之前，一般教師會要求學生預習水力學相關實驗，其主要目的是讓學生提前熟悉水力學實驗的目的、過程和了解其實驗原理;在實驗課程中，教師先是講解相關實驗的水力學原理，再帶領學生將實驗的操作過程演示一遍，詳細講解實驗操作過程中采用的實驗方法、使用的實驗儀器以及實驗中應該注意的細節和事項;而在學生動手實驗操作過程中，學生一般只會按照教師的演示和要求，“照葫蘆畫瓢”地進行實驗，并倉促完成實驗報告，由于小組人數較多，還會存在抄襲實驗結果的現象。這種傳統的水力學實驗教學模式主要是以教師的講解和指導為主導，學生獨立思考為輔，而且只重視實驗數據的合理性和實驗報告的完成情況，完全輕視了學生對實驗的思考和對實驗的操作過程，使得學生缺乏自主性，同樣也降低了對學生的自我啟發和積極參與實驗的主動性。另外，水力學的實驗多為驗證性的實驗，在學生已知實驗過程和結果的情況下，很難激發學生對水力學實驗的興趣，而且完全依靠老師上課時臨時指導，學生得不到鍛煉，難以滿足社會對創新型人才的要求，也很難培養出具有真正創新能力和科研思維的水力學人才。

2? “自助式”實驗教學模式

2.1 “自助式”實驗教學原理

在總結傳統的水力學實驗教學方法的基礎上，本文提出了以下“自助式”的水力學實驗教學模式新思路，并擬就了新模式的理論構架與可操作程式，完善了教學配置。

實驗室為教學實驗配置了必做、選做、分析演示、傳統、現代技術實驗等實驗裝備，以更好地滿足不同專業的同學對水力學實驗的要求;另外實驗室還給學生提供了自選的“營養配餐”，包括必做實驗、選做實驗、分析演示實驗、傳統實驗以及現代技術實驗;還有可以給學生自主選擇的水力學實驗教學錄像、實驗CAI、實驗虛擬仿真等軟硬件設備的“消化輔助劑”，學生可以根據自己對水力學實驗的理解程度，選擇立刻進行相關實驗，也可以選擇先觀看實驗員提前錄制好的實驗指導視頻，或先嘗試利用計算機仿真進行虛擬實驗，再完成實際的水力學實驗。在學生自選、自主的實驗教學過程中，學生之間需要互助教學，即要求學生與學生之間要建立互相幫助、互相答疑、互教互學的聯系鏈，這樣既可以有效地幫助學生自己去解決實驗中可能遇到的各種實際問題，更重要的是又有利于培養學生的團隊協作精神。當實驗員同時兼教師職責時，在沒有學生來實驗室做實驗時，要履行實驗員之責，主要服務于“營養套餐”和“消化輔助劑”;當有學生做實驗時，要履行教師之責，與學生討論實驗方案，解決存在的問題以及檢查學生的實驗進度。當學生在實驗操作結束后，也可以再通過實驗錄像、實驗仿真軟件等進行查漏補缺，自主消化。圖1是自助式實驗教學模式的程式框圖。