淺談流體力學實驗教學改革方法

劉鳳嬌

摘要：流體力學是熱能工程專業的必修課。流體力學課程比較復雜，很多抽象的概念需要通過實驗的手段展現。但是，現階段，我國高校流體力學實驗的形式普遍單調，內容也偏向守舊，有可能影響學生實踐能力的養成，也無法通過實驗激發學生的創新思維。本文針對流體力學實驗教學的改革展開討論，提出幾點實驗教學改革方法。

關鍵詞：流體力學;實驗教學;改革

流體力學不少知識點需要借助實驗來完成，實驗質量的高低直接影響學生對于知識的掌握。不僅如此，形式單一、內容不夠新穎的實驗教學還會打擊學生的學習積極性，讓學生在長期的學習過程中逐漸喪失興趣。在傳統的教學模式中，教師通常主導實驗教學，學生和教師的互動性不強，參與實驗的積極性也不高。還有一些高校流體力學實驗室的條件較差，不能滿足新時代的教學需求。所以，高校教師和管理人員需要提高認識，針對流體力學的實驗教學進行積極的改革，讓學生成為實驗的主體，通過科學的方法完善實驗教學體系，讓流體力學實驗充分發揮效果。

1.實驗要立足于教材

流體力學教材經過多版本的改進，雖然已經逐漸成熟，但整體上來講仍然偏傳統、嚴謹。占用大篇幅進行推理論證的實驗教學教材一定程度上過于嚴謹、刻板，影響了學生的發揮，框定了學生思維拓展空間。現階段，我國高校的流體力學實驗教材還有很多實驗沒辦法付諸實踐，學生只能被動通過簡單的設備介紹和原理分析方法學習，從而逐漸喪失了實驗興趣，造成實驗教學效果不理想。

為了改變上述情況，教師可以從激發學生的實驗興趣入手，讓學生針對自己的專業需求，在實驗之前先收集不同領域的專業知識，在實驗過程中結合流體力學知識在實際工程中的應用，讓學生探索流動現象、機理和發生的條件，總結規律。比如，教材中會出現沿程水頭損失試驗，教師為了讓學生更加深入理解實驗內容，可以在課堂上為學生重現這一實驗。在實驗的過程中，教師有針對性進行分析和解釋，給學生更多自主空間，讓學生能夠培養工程應用能力。同一個實驗，教師可以讓學生探索更多的途徑，例如自己嘗試設計實驗裝置，搭建實驗平臺，培養學生的創新思維能力。需要注意的是，這些激發學生探索欲望的實驗行為需要立足于教材，不能脫離教材中的知識點，教師要在學生設計實驗方案的過程中，盡量將實驗方案向教材的方向引導，讓學生通過實驗來印證教材中的知識點，這樣才能讓學生更加牢固地掌握知識。

2.實驗教學方法改革方法

很多流體力學實驗是不能由單個人的力量來完成的，教師可以將班級學生進行分組，以小組為單位布置實驗任務，讓學生通過更靈活的方式來完成實驗任務，獲取實驗結果。教師應該注意，在分組時要考慮到學生個體之間的差異，讓組內成員能夠在知識水平、實驗技能水平上形成互補，在實驗時才能讓每個個體都充分發揮作用，提高自己。

實驗過程中，教師應該更加注重讓學生發揮水平，根據現有的知識儲備來完成實驗。所以，教師應該對實驗進行精心設計，避免實驗難度過高，讓學生無從下手，也要避免實驗難度太低，影響學生的積極性。在學生遇到實驗難題時，教師不應該第一時間給出解答方法，而是應該結合學生現在掌握的知識，引導學生調動邏輯思維，將現有知識應用在實驗中解決問題。比如，在進行“流體靜力學實驗”時，學生可能由于對靜力學基本方程式的理解不夠透徹而導致計算結果發生誤差，這時，教師首先應當帶領學生重新回顧實驗流程，讓學生注重實驗的每一個環節，確保每個環節都準確無誤之后，教師可以為學生仔細分析方程式p= p0+ρgh= p0+γh的含義，讓學生能夠將其套用在實驗中，從而得到實驗結果。這樣，學生不僅在實驗中完善了邏輯思維，還提高了實踐能力，相較于教師直接給出答案的方法，獲得了更大幅度的提升。

3.實驗報告模式創新方法

總結實驗報告對于學生鞏固實驗過程中所應用到的知識和技能很有幫助。過去，由于部分高校對于流體力學實驗不夠重視，對學生實驗報告的書寫沒有進行嚴格的要求，對實驗報告中數據的準確性沒有進行檢查，或者沒有將誤差值算在實驗數據之中，大大降低了實驗報告的準確性;還有很多學生應付了事，將實驗報告寫成流水賬，這不僅對學生回顧實驗過程、鞏固知識沒有幫助，對學生正確科學觀念的形成也會產生消極影響。

為了改變這種情況，教師應該對學生的實驗報告模式進行改革。通常，流體力學實驗基本流程分為實驗目的、實驗裝置、實驗原理、實驗方法與步驟、實驗分析等五部分。教師應嚴格要求學生按照這一流程書寫實驗報告，在滿足結構的基礎上豐富實驗內容。不僅如此，教師還可以鼓勵學生對實驗過程進行優化，讓學生大膽創新，設計更好的實驗過程，當學生發現自己設計實驗出現問題的時候，可以與教師交流探討尋找原因，這樣可以讓學生更加自信并流暢書寫實驗報告，深刻地學習并掌握流體力學的相關知識。

結束語

流體力學實驗要想取得更好的效果，教師應從實驗的各個環節對實驗進行適當的改革，讓其能夠更好地適應當今教學形勢，并激發學生的實驗興趣，讓學生更好地參與到實驗當中來。本文從多個方面對流體力學實驗教學改革提出了建議，希望對高校流體力學實驗教學水平的提高有所幫助。

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