不同專業《流體力學》課程實驗應變與對策

陳俊俊+龐赟佶+鄭坤燦+于玲紅+敬雙怡+劉素霞

摘要：本文針對我校流體力學實驗室的演變發展和各不同專業流體力學課程開設情況，結合我校的定位和學生培養目標，以及流體力學實驗室的運行現狀，指出了流體力學課程實驗教學存在的問題和不足，從實驗教學內容、方式、手段等方面提出了切實可行的應變與對策措施，為流體力學實驗在課程教學以及后續課程學習中發揮積極作用奠定了基礎。

關鍵詞：不同專業；《流體力學》課程；實驗教學；對策

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）01-0154-02

《流體力學》是我校建筑環境與能源應用等十個專業的一門主要技術基礎課程，也是我校重點建設的課程之一。通過本課程的學習，要求學生掌握流體力學的基本概念、基本理論，以及水力計算的基本方法，為后續專業課程的學習奠定基礎。流體力學實驗是流體力學課程的重要組成部分，我校的學生培養定位是：“立足內蒙古，面向全國，服務國家基礎工業和地方經濟建設，培養崗位適應性強，工作作風踏實的應用型人才”[1]，因而實踐性環節的重要性尤為突出。通過流體力學實驗，能夠使學生進一步掌握流體力學理論，理解流體力學現象，學會應用流體力學的理念思維解決流體力學工程問題的方法和手段。同時流體力學實驗對學生動手實踐能力和分析、解決問題能力的培養提高無疑會產生積極的影響。

一、當前實驗室和實驗教學存在的問題

1.實驗教學現狀。原流體力學實驗室隸屬于能源與環境學院，隨著學校的發展，原流體力學實驗室的性質發生了變化，演變成全校的專業基礎實驗室，承擔全校各專業流體力學課程的實驗教學任務，由于專業不同，課程學時不同，課程實驗內容、目的、要求也有所不同，對實驗室的管理、教學等方面的工作提出了更高的要求。原實驗室在管理、運行方面比較單一，實驗指導教師從實驗原理、實驗目的、實驗儀器設備、實驗操作步驟、實驗注意事項、實驗報告格式要求等方面進行講解，學生分組進行實驗操作，觀察實驗現象，采集實驗數據，出現問題在指導教師的指導下進行處理。教師根據實驗報告的書寫完成情況和質量來評定成績。有利于增進學生對理論知識的理解，但對激發學生學習積極性有所不足。另外，實驗全部是傳統的驗證型實驗，綜合型、設計型實驗不能開出。因而學生做實驗的主動性和熱情沒有體現出來，只是被動地完成了實驗教學過程，對學生創新性思維的培養沒有起到應有的作用。

2.實驗教學效果。近年來伴隨著我國教育體制的改革發展和招生規模的擴大，給學校的發展帶來了機遇，使學校的發展取得了長足的進步，但不可回避的是學生質量在不同程度上有所下降，基礎知識不很扎實，給后續教學工作帶來了困難，也是擺在全校師生面前的難題。入校時有相當一部分學生是通過調劑專業而來的，不是他們所鐘情和喜愛的專業，因此，學習積極性也不高，疲于應付，學習目的不明確，態度很不認真，缺乏學習的熱情和動力，只求考試及格過關了事，流體力學實驗課的學習也是如此。另外，對于不同專業、不同學時流體力學課程的實驗，即使實驗名稱一樣，其實驗目的、要求、問題分析討論也應該有所區別，適當考慮各自專業的特點，但實際情況是，實驗指導教師只注重流體力學理論，而很少考慮參加實驗學生的專業特點和對本課程的要求，這也是造成學生實驗積極性不高的原因之一。近年來，學校各個層面也做了很大努力，力爭改善實驗教學條件。但由于學生人數眾多，實驗儀器設備較少，實驗學生重視不夠，實驗效果不理想，有的甚至連最基本的測試儀器如畢托管的工作原理、使用及注意事項等都不是很清楚。另一方面，由于小組人數多，實驗測試數據相同，實驗報告抄襲現象嚴重，沒有進行數據的處理、分析、結果的討論，因此對實驗的感悟不深，對所學理論知識的理解、體會起不到作用，同時給實驗成績的考核帶來不便。

二、新實驗室的應變與對策

1.實驗教學的地位。內蒙古科技大學是一所具有博士、碩士授予權，普通二本、高職和自治區一本的綜合性普通高等院校。培養方案對學生的定位是：“立足內蒙古，面向全國，服務國家基礎工業和地方經濟建設，培養崗位適應性強，工作作風踏實的應用型人才”[1]。流體力學是以實驗為基礎的一門專業基礎學科，而且該課程的開設服務面較廣。因此，流體力學課程實驗在課程教學中的地位是非常重要的。

2.優化實驗教學大綱。結合新的培養方案[1，2]和各專業卓越工程師培養、專業評估要求等分別調整了各自專業的培養方案，編制各課程的教學大綱。流體力學課程也做了相應的調整，根據不同專業的要求，按照學時多少，流體力學課程分為流體力學A、流體力學B和流體力學C，根據不同專業的要求選擇相應學時的流體力學課程，各不同專業結合各自的專業特點和要求分別編制了流體力學教學大綱[2]。為了更好地完成實驗教學任務，根據流體力學教學大綱，編制了不同學時的流體力學實驗教學大綱，編寫過程中，征求了不同專業對流體力學課程內容及實驗的要求意見，優化篩選了實驗項目內容、實驗目的要求、實驗問題討論、過程要求、成績評定等，進一步規范了實驗教學，在此過程中最重要的是和各自不同專業的內容融合在一起，凸顯出流體力學知識在本專業或后續課程學習中的作用和重要性，讓學生明確流體力學課程學習的目的性，提高他們學習的積極性和興趣。

3.優化實驗教學內容與方法。為了達到應有的實驗教學效果，在實驗教學過程中，要打破傳統的實驗指導教師講解學生聽的模式，指導教師與實驗學生之間、學生與學生之間采取互動的形式，共同探討實驗的目的、意義、背景、對應知識點以及和相關知識的聯系、完成實驗測定的技術路線、實驗過程程序等[3，4]，使學生處于主體地位，積極參與，主動進行。對于不同學時的課程實驗項目內容，雖然教學大綱已經明確規定，但是，在具體實踐教學過程中，要因學時、專業、學生層次等有所不同，因材施教。如同為圓形管道沿程阻力系數測定實驗，對于機械專業來說重點在層流區域的流動阻力變化規律，而其他專業重點在紊流區域的流動阻力變化規律，就流動機理而言，紊流流動要比層流流動復雜的多，層流流動阻力能夠用經典理論推導說明，而紊流只能借助于實驗做一些經驗或半經驗處理。同為流動沿程阻力，對不同學時和不同層次的實驗者解釋的程度也有所不同，初淺者可理解為阻力是由于流體質點之間、質點與管壁之間的碰撞、摩擦引起，略深一點可認為是附面層流動規律，可采用牛頓內摩擦定律進行問題的處理等。實驗課后問題的分析討論也應有所不同。多年的理論教學和實驗教學經驗證明，實驗應在理論課講授之后的2—3次課進行較為適宜，一方面，學生剛學完一個新的知識點，相對比較好奇和感興趣，另外，經過后續2—3次課的學習，對所學知識點的理解和感悟更深一點，因此，這時再借助于實驗，使學生所學知識理解體會更深、掌握更為牢固，同時，學生實驗的進行也會更加順利，避免盲目懵懂、不知所措的現象發生。在學生實驗課前，借助于內蒙古科技大學教學改革項目“基于‘互聯網+的流體力學強理論課程教學改革與實踐探索”成果，利用微信、網絡平臺，把實驗視頻、實驗設備圖片等信息資料提前發給學生，使他們能夠提前了解實驗的一些相關事宜。在實驗進行過程中，指導教師一定要非常明確告訴學生實驗的目的，并結合實驗學生的專業和要求，回答學生經常提出的問題，即我學這門課程、做這個實驗對我的專業學習或后續課程的學習起什么作用等，以強化學習的積極性和意識。在完成實驗報告后，要作更深層次的思考，認真體會流體力學知識、流體力學實驗的作用和重要性，學會用流體力學的知識理念分析問題，用流體力學實驗的思維方法去解決工程問題，達到對所學知識的理解和掌握，同時個人能力的培養有所提高[4]。endprint

三、結語

流體力學實驗室是我校重要的專業基礎實驗室，流體力學實驗是該課程非常重要的組成部分，因此要轉變觀念，重視流體力學實驗教學，整合流體力學實驗資源，進一步補充完善實驗教學內容，特別是不同專業、不同學時的實驗目的內容。改革流體力學實驗教學方法和手段，努力提高實驗教師隊伍的自身業務水平，不斷研究流體力學實驗發展趨勢，放手讓學生開發設計型、研究型實驗，突出學生的主體性，提高學生學習的主動性和創新性。

參考文獻：

[1]內蒙古科技大學教務處組.內蒙古科技大學本科專業培養方案（2017版）[Z].

[2]陳俊俊，李義科，牛永紅，龐赟佶，劉素霞.新版《流體力學》課程教學大綱修訂及思考[J].科學管理研究，2011，（2）.

[3]練勇，劉杰慧，郭海華，帥波.優化基礎性實驗 提高實驗教學質量[J].實驗室科學，2016，（6）.

[4]陳俊俊，龐赟佶，王曉彤，劉素霞.建筑環境與能源應用工程專業《流體力學》課程實驗改革研究[J].教育教學論壇，2016，（16）.

Abstract：In view of the evolution of fluid laboratory in our university and different professional condition of fluid mechanics courses，combined with the orientation，the training objectives of students and the running status of fluid mechanics laboratory，this paper points out the problems existing in the experimental teaching of fluid mechanics，and put forward the practicable countermeasures from teaching content，methods，means and so on. The discussion plays an active role in the course teaching and follow-up course study.

Key words：different majoys；fluid mechanics course；experimental teaching；countermeasuresendprint