流體力學基礎課程實驗改革探討

一、流體力學基礎課程實驗存在的問題

流體力學基礎是我校安全工程學院消防工程專業的學科基礎課程之一。它的主要任務是通過各個教學環節，運用各種教學手段和方法，使學生掌握流體運動的基本概念、基本規律和基本計算方法;培養學生分析、解決問題的能力和實驗技能;為學習后繼課程、從事工程技術工作、科學研究以及開拓新技術領域打下堅實的基礎。由于多種原因，該課程實驗存在一些問題，主要表現在以下幾個方面。

1、學生對流體力學基礎實驗課的重視程度不夠，缺乏興趣和投入。

與課時較多的理論課相比，學生對實驗課程的重視程度遠遠不夠。由于實驗課時相對較少，大部分學生都認為實驗課程是理論教學的附屬品。實驗課時隨大流跟著做，然后糊弄個實驗報告就萬事大吉了。還有很多學生認為實驗部分在最后的總評成績中所占比例較少，所以不用花費過多的時間和精力。

2、實驗教學方法陳舊落后，實驗過程不盡合理。

由于實驗課時相對較少，加之實驗設備單一，只有一套設備可供學生使用。為按時完成教學任務，實驗時一般采用填鴨灌輸式授課方式進行。每組學生進入實驗室后，首先由負責教師介紹實驗裝置、實驗基本原理、實驗詳細步驟以及實驗注意事項等。然后學生按照實驗步驟循規蹈矩的完成實驗內容并記錄相關實驗數據。利用實驗數據整理并上交實驗報告后就算完成了實驗任務。整個實驗過程中學生相當于只會聽從執行命令的機器，完全不需要獨立思考。很顯然，這樣的教學方式無法滿足對學生綜合能力和綜合素質的培養目標。同時，學生在教學過程中完全處于被動地位，也無法調動學生學習的主動性和自覺性，學生對這樣的實驗自然提不起興趣。教學效果可想而知。

3、實驗考核方法存在問題。

由于實驗操作過程完全一致，所以以往的實驗考核一般只是考核學生的實驗報告質量。鑒于實驗數據較多，一般重點考核學生對實驗數據的圖表處理能力等。學生完成一份實驗報告需要處理大量數據并花費較長時間，需要課后完成，這樣容易出現抄襲和雷同、等現象，對公平考核學生的能力水平和檢驗教學目標非常不利。

二、流體力學基礎實驗課程改革方案

1、采用多種方法調動學生的學習的主動性和自覺性，提高學生對實驗的興趣和投入程度。

在課堂授課時，利用各種方式對學生滲透灌輸流體力學實驗課程的重要性和實用性。

其中重點從專業知識、就業、后續課程和實際工程解決問題等方面，尤其是結合工程實例舉例說明。通過實驗課首先可以培養實際動手能力、基本技能、工程實踐能力等。更重要的是對理解和融會貫通所學的基本理論有不可或缺的巨大幫助。比如，在流體力學課程中的基本概念動壓、靜壓、壓力水頭、速度水頭等，有些同學到畢業時甚至工作問題幾年后遇到實際問題時仍然理解不透。但通過流體能量特性實驗，如果在實驗時能事前認真預習，實驗過程中認真觀察實驗現象，實驗后能獨立認真整理實驗報告并積極思考。那么不但可以加深對這些基本概念的理解，更重要的是對流體力學基本理論在消防工程或者所有涉及流體輸送的工程中的應用有更深入的理解。關鍵是這些知識和能力，同學們在今后很難再有機會獲取。

2、改革實驗教學方法，改進實驗過程。

實驗教學觀念應以培養學生的綜合能力和綜合素質為主要目標。在流體力學實驗課程中，應改變舊的教師為主的教學理念，施行以學生為中心，教師為主導的新的教學理念。充分調動學生學習的主動性和自覺性。教師在教學實踐中改變填鴨灌輸式授課方式，不是手把手的教，而是采用啟發式引導式的教學方式，在保證安全的前提下，讓學生自己主動思考、大膽實踐。學生在實驗前必須進行充分的預習才能進入實驗室。教師在實驗前要檢查預習情況，要求學生掌握實驗原理，了解實驗步驟及注意事項尤其是安全事項。僅僅通過預習就讓沒接觸甚至沒見過實驗裝置實物的學生獨立完成實驗操作步驟是達不到的，教師需要對實驗儀器設備進行講解，并進行必要的操作演示，對學生提問、互動等是非常有效的方法。指導過程中要注意調動學生學習的主動性和興趣，避免過多的講解和演示操作。現代大學生各方面能力很強，只要調動起興趣和自覺性，潛力很大。流體力學的綜合型實驗，需要多個同學分工合作才能完成，實驗時注意讓每個同學在不同崗位完成實驗。為充分發揮學生的創造力，培養學生的創新能力和動手能力，提高學生的綜合素質，實驗只對最后需要完成的總體目標提出要求，采取的方法和步驟不做具體要求。在能正確完成實驗總體目標的前提條件下，哪怕實驗步驟不盡合理，費工費時，都是很好的實驗。比如流體能量特性實驗在測量流體流速時可以采用體積法和測速管法，兩種方法都可以滿足實驗要求，但不同的方法各有其優缺點。

如果能很好的從學過的流體力學理論知識給予合理的解答，不但實驗成績可以加分，理論部分成績也可以適當加分。因為我們這門課是考查課，理論部分主要考核指標是平時成績。能用學過的知識很好的解決實驗問題，這說明理論部分學得很好很透，能融會貫通。這從另一方面也解決了學生認為實驗學時少，實驗部分占總體課程分值比例低的問題。

3、對實驗考核方式方法進行科學整改

本門實驗課是流體力學基礎課程的附屬課，以往的考核方式主要是考核實驗報告質量，實驗課成績占總體成績的20%，上課出勤占10%，理論課考查，平時成績占70%。由于實驗報告是課后完成，單純靠實驗報告考核不全面，也不盡合理。要想客觀科學的評定學生的實驗成績需要對學生完成實驗的全過程進行綜合評價。改進后的考核方法是：實驗預習、實驗操作占比為30%，實驗報告占比為40%，實驗態度及實驗分析討論占比30%。實驗預習、實驗操作成績由負責教師在實驗過程完成后給出。實驗預習主要考核預習時對實驗原理、實驗步驟是否理解掌握，對實驗儀器設備的構成和使用操作了解程度，對安全注意事項是否明確。

實驗操作主要考核在實驗全過程中，首先思路清晰，在實驗要達成的目標確定后，對實驗步驟有正確的把握，其次，對實驗儀器設備能進行正確無誤的操作，如能熟練操作更佳。實驗報告應能正確闡述實驗過程，手工抄寫文字應工整，格式正確，重點考核實驗數據能否正確處理，整理出的圖表是否正確美觀等。實驗態度主要考核學生能否認真對待實驗。實驗分析討論主要考核學生的綜合素質和各方面能力，學生只有在本門課程理論部分充分理解學深學透，并學會利用所學理論很好的解決實際問題的條件下才能很好地完成實驗分析討論。學生可以根據實驗自擬問題進行討論。

三、結束語

實驗課程教學是流體力學基礎課程教學工作中非常重要的環節。通過這一環節可以加深學生對流體力學基礎理論的理解和掌握，還可以培養學生的動手能力、獨立思考能力以及利用流體力學理論解決工程實際問題的能力。本文結合消防工程專業對流體力學需求的特點對該門實驗課程的教學改革進行了初步探討。經過兩年的實踐和學生的反饋來看，改革取得了一定成效。首先學生學習的主動性和自覺性有了很大提高，對課程更重視。課前能認真預習，實驗室能用更短的時間正確完成實驗任務，部分同學在實驗時能問出一些比較有水平的問題。學生流體力學理論部分的學習也有了較大提高，成績喜人。改革不是目的，是很好的手段。

我們實驗的實驗教學改革的內容與方法，對培養學生的獨立思考能力、動手能力及實驗能力具有一定的效果。有助于學生在實驗課程中拓展思路，加深對流體力學理論知識融會貫通的認識和掌握，有利于培養應用型人才，有利于激發學生對流體力學實驗課程的興趣，通過實驗教學環節培養學生勤于思考、獨立解決問題的能力。學生綜合能力和綜合素質的培養，是教學改革和建設強大國家的迫切需要，是適應發展的必然要求。實驗教學改革任務艱巨，我們需要在實踐中不斷摸索和總結，才能一點點進步，高校實驗教學中還存在很多的問題，我們今后要不斷努力不斷探索，為提高教學水平努力。

作者簡介：崔永毅，出生年月：1965.2，性別：男，民族：漢族，籍貫：沈陽，學歷：碩士，工作單位：沈陽航空航天大學，職稱：副教授，研究方向：滅火技術、火災圖像檢測。