基于流體力學實驗下大學物理實驗創新研究

張學斌

【摘要】衡量一個民族和社會是否富有生機和活力的條件就是創新能力，同時，創新能力也是對一個民族和社會文明發展水平衡量的標志。而當前大學物理教學中一個重要的課題就是如何加強學生的創新能力，因此，筆者結合自己在實際工作中的經驗和學術知識，對大學物理中的流體力學教學進行研究，重點探究如何在大學物理中加強學生自主創新能力的培養。

【關鍵詞】流體力學實驗 大學物理 實驗創新

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）10-0175-02

1.引言

對于理工科院校來說，大學物理實驗是一門必修課，同時這門課程具有的實踐性也是相當強的，作為大學生接受大學教育關于系統試驗方法和實驗技能訓練的開端，但是，從當前教學工作的開展來看，大學物理實驗教學存在不少問題，常見的就有普遍存在“填鴨式”這種單一的教學模式，在教學理念上也沒有太大的突破，“驗證理論”模式仍然是主導，教學內容上多存在繁多和陳舊的問題，經典性試驗所占的比重比較大，而設計性試驗的比重較少，課時不足，影響了學生學習的積極性，未能取得理想的教學效果。這一系列問題導致大學物理實驗教學質量難以實現質量上的躍進，可見，對實驗課程內容和實驗體系的改革是勢在必行的。筆者以流體力學實驗為例，談談當前大學物理實驗的創新研究。

2.傳統流體力學實驗普遍存在的問題

2.1實驗內容不夠豐富，實驗課時不足

結合流體力學實驗教學來看，主要集中在流體壓強測量到流體力學三大基本方程的驗證等內容上，這就是大部分屬于驗證性實驗，設計性實驗安排不到位，缺乏了綜合性實驗，阻礙了學生關于創新能力方面的培養和發展，還有一點值得注意的是，當前大學教育仍然沒有擺脫重理論、輕實踐的弊端，所以實驗課程安排的課時是不夠的。

2.2教學方法和教學模式未有新破圖

受到了我國傳統教學觀念的影響，在實驗教學的過程中，老師通常采用的教學步驟都是講授-演示-指導-批改實驗報告等，而學生就一味地跟著同一個指示來進行實驗，缺乏了自己的思考，一旦發現問題，也是請教老師來直接幫忙助理，那么實驗課程就會無形中形成了一門應付式的課程。

2.3實驗室開放工作開展程度不夠

當前高校基本上都開設了關于流體實驗操作的相關設備和平臺，而高校也普遍存在著這樣的一個問題：實驗室僅僅對參加競賽的同學或者一部分教師開放，這樣不僅導致設備沒有得到有效的利用，還影響了學生對實驗設備的認識，所以即使實驗設計方案多么理想，也會導致學生因為不能使用設備的問題，而無法進行開放性實驗，從而也就不利于學生自主創新能力的培養。

3.完善當前流體力學實驗的對策

3.1改進實驗內容和教學方法

適當修改目前使用的實驗指導書，目的就是將原理方面的內容盡量做到簡明扼要；實驗操作的步驟不宜過于細致；第一，可以考慮通過增加思考題和小設計來激發學生的學習興趣，在流體流動方面可以增加壓強、液位、流量和流速等方面的測量，讓學生能夠在宏觀的層面上對流體有一定的感知，通知在大腦中也能形成關于流體的基本表征的感知，加強學生對理論知識的學習；第二，增設演示性實驗的內容，讓學生可以提前對儀器有所認識，從而實現了學生課堂上對抽象概念的感性認識，也有利于區分不同實驗的側重點指出；針對驗證性實驗來說，研究的重點應當在實驗原理、操作技能、數據分析和整理結果上，要求學生能夠結合實驗基本原理，運用所學到的知識，將實驗過程和步驟詳細地寫出來，設計出數據處理的方法，能夠對實驗結果進行分析和整理。

3.2改進實驗教學的模式

重視學生啟發式教學的意義，結合實驗目的和內容，通過舉一反三的提問方式，為學生提供獨立思考的空間，要求學生注意對實驗現象的觀察，增加對實驗規律的分析和總結，而老師也應當在這個層面上進行總結，可以對學生提出更加深一層次的問題來讓學生再次思考。

3.3轉變實驗方式

用設計實驗或者綜合性實驗取代部分實驗，讓學生能夠在實驗中將所學的知識充分利用起來，以雷諾實驗為例，測量圓管內流過的水體積是利用接水盤的，而水流的時間是通過秒表來測量的，從而再對圓管內水流的速度進行計算。同時，我們可以讓學生設計出幾個方案，采用不同的方法來對圓管內水流的流速進行測量，例如，通過畢托管和孔板來對流量進行測量等。學生在進行設計方案的過程中一般都會對畢托管、孔板等相關流量計的測量原理和構造產生了解，這在一定程度上又可以鞏固自己所學到的理論知識。這樣的教學模式對于老師來說，促進了老師對實驗的專研素養，業務能力有所提高，對于學生來說，其學習的思維的活躍程度也有所上升，激發了學生的學習興趣，提高了學生對于新知識的理解能力，讓學生可以在獨立的空間內進行思考，實現實驗的創新。

4.結束語

進行實驗課程教學，一方面需要對學生獨立解決問題的能力進行培養，另一方面還需要激發學生在學習過程中的學習興趣，改變過去學生依賴老師的心理，讓學生的綜合素質可以得到全面的提高。流體力學實驗教學在學科學習中的份量不可忽視，其能夠將學生的理論知識和實踐活動緊密結合在一起，調動了學生的學習積極性，實現創新能力的培養。

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