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《流体力学》是我校建筑环境与能源应用等十个专业的一门主要技术基础课程,也是我校重点建设的课程之一.通过本课程的学习,要求学生掌握流体力学的基本概念、基本理论,以及水力计算的基本方法,为后续专业课程的学习奠定基础.流体力学实验是流体力学课程的重要组成部分,我校的学生培养定位是：“立足内蒙古,面向全国,服务国家基础工业和地方经济建设,培养岗位适应性强,工作作风踏实的应用型人才”[1],因而实践性环节的重要性尤为突出.通过流体力学实验,能够使学生进一步掌握流体力学理论,理解流体力学现象,学会应用流体力学的理念思维解决流体力学工程问题的方法和手段.同时流体力学实验对学生动手实践能力和分析、解决问题能力的培养提高无疑会产生积极的影响.
一、当前实验室和实验教学存在的问题
1.实验教学现状.原流体力学实验室隶属于能源与环境学院,随着学校的发展,原流体力学实验室的性质发生了变化,演变成全校的专业基础实验室,承担全校各专业流体力学课程的实验教学任务,由于专业不同,课程学时不同,课程实验内容、目的、要求也有所不同,对实验室的管理、教学等方面的工作提出了更高的要求.原实验室在管理、运行方面比较单一,实验指导教师从实验原理、实验目的、实验仪器设备、实验操作步骤、实验注意事项、实验报告格式要求等方面进行讲解,学生分组进行实验操作,观察实验现象,采集实验数据,出现问题在指导教师的指导下进行处理.教师根据实验报告的书写完成情况和质量来评定成绩.有利于增进学生对理论知识的理解,但对激发学生学习积极性有所不足.另外,实验全部是传统的验证型实验,综合型、设计型实验不能开出.因而学生做实验的主动性和热情没有体现出来,只是被动地完成了实验教学过程,对学生创新性思维的培养没有起到应有的作用.
2.实验教学效果.近年来伴随着我国教育体制的改革发展和招生规模的扩大,给学校的发展带来了机遇,使学校的发展取得了长足的进步,但不可回避的是学生质量在不同程度上有所下降,基础知识不很扎实,给后续教学工作带来了困难,也是摆在全校师生面前的难题.入校时有相当一部分学生是通过调剂专业而来的,不是他们所钟情和喜爱的专业,因此,学习积极性也不高,疲于应付,学习目的不明确,态度很不认真,缺乏学习的热情和动力,只求考试及格过关了事,流体力学实验课的学习也是如此.另外,对于不同专业、不同学时流体力学课程的实验,即使实验名称一样,其实验目的、要求、问题分析讨论也应该有所区别,适当考虑各自专业的特点,但实际情况是,实验指导教师只注重流体力学理论,而很少考虑参加实验学生的专业特点和对本课程的要求,这也是造成学生实验积极性不高的原因之一.近年来,学校各个层面也做了很大努力,力争改善实验教学条件.但由于学生人数众多,实验仪器设备较少,实验学生重视不够,实验效果不理想,有的甚至连最基本的测试仪器如毕托管的工作原理、使用及注意事项等都不是很清楚.另一方面,由于小组人数多,实验测试数据相同,实验报告抄袭现象严重,没有进行数据的处理、分析、结果的讨论,因此对实验的感悟不深,对所学理论知识的理解、体会起不到作用,同时给实验成绩的考核带来不便.
二、新实验室的应变与对策
1.实验教学的地位.内蒙古科技大学是一所具有博士、硕士授予权,普通二本、高职和自治区一本的综合性普通高等院校.培养方案对学生的定位是：“立足内蒙古,面向全国,服务国家基础工业和地方经济建设,培养岗位适应性强,工作作风踏实的应用型人才”[1].流体力学是以实验为基础的一门专业基础学科,而且该课程的开设服务面较广.因此,流体力学课程实验在课程教学中的地位是非常重要的.
2.优化实验教学大纲.结合新的培养方案[1,2]和各专业卓越工程师培养、专业评估要求等分别调整了各自专业的培养方案,编制各课程的教学大纲.流体力学课程也做了相应的调整,根据不同专业的要求,按照学时多少,流体力学课程分为流体力学A、流体力学B和流体力学C,根据不同专业的要求选择相应学时的流体力学课程,各不同专业结合各自的专业特点和要求分别编制了流体力学教学大纲[2].为了更好地完成实验教学任务,根据流体力学教学大纲,编制了不同学时的流体力学实验教学大纲,编写过程中,征求了不同专业对流体力学课程内容及实验的要求意见,优化筛选了实验项目内容、实验目的要求、实验问题讨论、过程要求、成绩评定等,进一步规范了实验教学,在此过程中最重要的是和各自不同专业的内容融合在一起,凸显出流体力学知识在本专业或后续课程学习中的作用和重要性,让学生明确流体力学课程学习的目的性,提高他们学习的积极性和兴趣.
3.优化实验教学内容与方法.为了达到应有的实验教学效果,在实验教学过程中,要打破传统的实验指导教师讲解学生听的模式,指导教师与实验学生之间、学生与学生之间采取互动的形式,共同探讨实验的目的、意义、背景、对应知识点以及和相关知识的联系、完成实验测定的技术路线、实验过程程序等[3,4],使学生处于主体地位,积极参与,主动进行.对于不同学时的课程实验项目内容,虽然教学大纲已经明确规定,但是,在具体实践教学过程中,要因学时、专业、学生层次等有所不同,因材施教.如同为圆形管道沿程阻力系数测定实验,对于机械专业来说重点在层流区域的流动阻力变化规律,而其他专业重点在紊流区域的流动阻力变化规律,就流动机理而言,紊流流动要比层流流动复杂的多,层流流动阻力能够用经典理论推导说明,而紊流只能借助于实验做一些经验或半经验处理.同为流动沿程阻力,对不同学时和不同层次的实验者解释的程度也有所不同,初浅者可理解为阻力是由于流体质点之间、质点与管壁之间的碰撞、摩擦引起,略深一点可认为是附面层流动规律,可采用牛顿内摩擦定律进行问题的处理等.实验课后问题的分析讨论也应有所不同.多年的理论教学和实验教学经验证明,实验应在理论课讲授之后的2—3次课进行较为适宜,一方面,学生刚学完一个新的知识点,相对比较好奇和感兴趣,另外,经过后续2—3次课的学习,对所学知识点的理解和感悟更深一点,因此,这时再借助于实验,使学生所学知识理解体会更深、掌握更为牢固,同时,学生实验的进行也会更加顺利,避免盲目懵懂、不知所措的现象发生.在学生实验课前,借助于内蒙古科技大学教学改革项目“基于‘互联网+’的流体力学强理论课程教学改革与实践探索”成果,利用微信、网络平台,把实验视频、实验设备图片等信息资料提前发给学生,使他们能够提前了解实验的一些相关事宜.在实验进行过程中,指导教师一定要非常明确告诉学生实验的目的,并结合实验学生的专业和要求,回答学生经常提出的问题,即我学这门课程、做这个实验对我的专业学习或后续课程的学习起什么作用等,以强化学习的积极性和意识.在完成实验报告后,要作更深层次的思考,认真体会流体力学知识、流体力学实验的作用和重要性,学会用流体力学的知识理念分析问题,用流体力学实验的思维方法去解决工程问题,达到对所学知识的理解和掌握,同时个人能力的培养有所提高[4].
三、结语
流体力学实验室是我校重要的专业基础实验室,流体力学实验是该课程非常重要的组成部分,因此要转变观念,重视流体力学实验教学,整合流体力学实验资源,进一步补充完善实验教学内容,特别是不同专业、不同学时的实验目的内容.改革流体力学实验教学方法和手段,努力提高实验教师队伍的自身业务水平,不断研究流体力学实验发展趋势,放手让学生开发设计型、研究型实验,突出学生的主体性,提高学生学习的主动性和创新性.
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参考文献：
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