提升高校水力學實驗教學質量的思考

　　水力學是水利工程、土木工程、給排水科學與工程、暖通工程等專業的專業基礎課程之一，在學科專業課程體系中占據著重要的地位，是完成專業培養目標的重要基礎課程。水力學屬于力學范疇，課程教學具有抽象性且理論性較強，涉及很多計算和推導過程，另一方面，水力學又具有很強的工程應用性，作為工科專業的基礎課程，水力學與工程實際又緊密聯系，因此，水力學的課程教學就要求學生具有扎實的理論基礎，具有在實際工程中發現問題、分析問題和解決問題的工程應用能力。水力學實驗正是由抽象知識到感官認識、由理論到實際轉化的關鍵。水力學中許多理論和概念較為抽象，很多流動和流態難以用語言清晰的描述，水力學實驗在這些抽象的理論概念或復雜流動的講授、理解和演示方面具有無法替代的作用。在本科學習階段，水力學實驗主要包括流體靜力學實驗、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。實驗目的是使學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。但目前的水力學實驗教學過程中，存在著一些問題，直接影響實驗教學質量，進而影響專業能力的培養和專業培養目標的實現，更不能滿足新時代對創新型人才的素質培養要求。如何用科學的方法改變水力學實驗教學中存在的問題，提升實驗教學質量，做好理論與實踐相結合這一重要環節，就顯得極為重要和迫切。

　　一、全面轉變思想觀念，重視實驗教學

　　在我國教育的發展過程中，形成了重理論教學、輕實驗教學的觀念，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，學生將實驗課當作課外活動，在老師和學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，比如很多專業沒有針對性的安排實驗課程，有些學生在實驗前沒有認真閱讀實驗指導書，做實驗時簽到后象征性的開動一下實驗設備，而沒有用心去看實驗的內容，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，只有全面轉變思想觀念，注重實驗教學，讓老師和學生都重視實驗教學，才能提高實驗課教學質量，起到實驗課的作用，達到實驗教學目標，這也是實驗教學改革的先導，只有從思想上將實驗教學置于理論教學的同等地位，才能從根本上改變實驗教學的現狀，提升實驗教學質量。當然，要將思想觀念的轉變落到實處，比如在制訂培養方案、課程體系和教學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也要體現在備課、教學的全過程。因此，要從思想上轉變觀念，也要將注重實驗教學落到實處。

　　二、確立學生在實驗中的主體地位，提高學生參與度

　　在實驗教學中，由于主觀或客觀條件的限制，學生仍然沒有處于主體地位。實驗教學過程中，演示實驗居多，或者是老師講解和演示一遍后，學生重復實驗過程，沒有發揮出學生的主觀能動性和創造性，特別是在實驗室大量實驗設備完成更新和補充之后，實驗教學過程依然沒有體現學生的主體地位，學生有效參與度較低，造成部分實驗教學資源的浪費。要確立學生在實驗中的主體地位，就要讓學生在實驗教學全過程作為主導者，教師作為引導者。教師要創造條件和運行教學策略，激發學生的學習動機和興趣，調動學生參與實驗的積極性，充分發揮學生的能動性和創造性，避免應付式的實驗操作，提高學生的實驗過程有效參與度。在實驗準備過程中，可以根據培養目標，讓學生去構思實驗操作和過程，教師在講解原理或實驗過程時設定不同層次的問題，讓學生在實驗過程中尋找問題的答案。比如流體靜力學實驗中基準面的選擇，很簡單的一個問題激發學生的大量思考，在實驗中也可以記錄不同基準面時的數據，分析數據時就會發現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，通過實驗讓學生更形象的認識實際工程中的部件造成的水頭損失，激發學生實驗的興趣。實驗準備時，教師也可以讓學生做好數據處理的軟件或程序，實驗過程中直接輸入數據可以獲得實驗效果，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據。提高學生的參與度，激發學生興趣，使學生積極主動地參與到整個實驗過程中。

　　三、加強過程管理，提高教學效率

　　水力學實驗課大都屬于水力學課程的附屬教學內容，要提高水力學實驗教學質量，可以將水力學實驗課單獨作為一門課程，編制獨立的考核方式，提高學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系的，實驗課程的開課時間要與理論課程的學習時間相協調，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學生理論課程的學習情況和學習效果靈活安排，如水力學中流體靜力學學習時間較早，流體靜力學實驗可以安排在流體靜力學理論課程內容剛教授完后，以鞏固流體靜力學理論，加深壓強傳遞、壓力體等知識的感官認識，流體靜力學實驗也可以安排在流體動力學教授完之后，學生對流體有更深入的理解后再進行靜力學實驗會有更深入的認識和思考。實驗過程中，要根據不同的實驗和專業選擇合適的教學方式和方法，有的實驗可以進行部分演示，有的實驗教學采用視頻動畫，比如流體靜力學實驗中可以選擇一種工況進行演示，然后設定問題，讓學生帶著問題去做另外兩種平行工況下的實驗。充分發揮實驗課堂教學效率，讓學生在實驗課堂教學中完成大部分的課程任務。編制合理的考核方式，對學生實驗成績進行考評，能夠提高學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，應包括實驗報告、實驗參與度、實驗過程表現等多個方面。

　　四、實驗室開放管理

　　現在的課程體系中，水力學實驗課時相對比較緊，只有實驗的基礎內容可以在規定的課時內完成，而創新性實驗和創新性思維的啟發需要更多的時間，結合目前大多數水力學實驗室利用率相對較低的狀況，水力學實驗室可以全部或部分分時段開放，增加學生接觸實驗設備的機會，提高設備利用率。在實驗課程開課前，學生可以根據理論知識在實驗室內自己設計實驗，并與課程教學實驗進行對比，充分發揮學生的創造性思維。學生在課余時間也能夠根據實際觀察到的水力學現象和所學的理論，組成興趣小組進行實驗設計和探索，增強學生的學習興趣，提高學習的主動性。實驗室的開放相應的需要增加實驗室的管理和設備的維護，就需要有一支專業的實驗教學管理師資隊伍，保障實驗室的正常運行和實驗教學活動的順利開展。

　　五、結語

　　水力學實驗是使學生實現知識向能力轉化的重要紐帶，是理論與實踐結合的關鍵環節。提升實驗教學質量，實現專業能力培養和專業培養目標，培養創新型人才綜合能力，需要全面轉換思想觀念，突出學生的主體地位，提高學生有效參與度，加強過程管理。在實踐中改革，持續改進，為國jia培養更多符合時代需求的高素質人才。