水力学实验教学的改革与探索

1 前言

实验教学是实践教学体系中的重要一环, 是联系理论与实践的关键环节, 更是促进学生理解、运用理论知识、提高动手实践能力的主要渠道。水力学作为一门实践较强的技术基础课, 实验教学在整个教学过程中具有不可代替的作用。我院的水力实验室承担了土木工程专业 (铁道工程、桥梁工程、地下工程、工业与民用建筑、岩土工程、道路工程等专业方向) 和供热通风专业的实验教学任务。如何引导发挥学生在水力实验中的主动性和创造性, 提高学生实验技能, 是现代大学生进行素质教育的重要环节。

2 科学地组织教学

实验室是开展实践性教学的重要基地, 实验室建设的好坏, 是衡量一所大学办学质量高低的标准之一, 同时, 实验教学在培养人才的素质方面也具有独特的作用。它不仅传授知识和技术, 而且也培养学生分析和解决问题的能力、实事求是的作风和严谨的科学态度。大学生具备的知识是其发展能力的基础, 而对能力的培养必须以必要的知识和技能为基础。实验能力的培养要以必要的专业理论、实践理论和实验技能作为基础。如果不懂专业理论和实验目的、不熟悉有关仪器设备的基本原理和操作方法, 就不可能很好的完成实验, 也谈不上培养能力。国内外经验证明, 要培养高质量人才必须加强基础理论、基础技能和基本知识的教育, 重视能力的培养。历年来我国高等学校一直强调, 要“打好基础, 加强理论和实践的结合, 提高能力”, “保证实践环节和时数, 加强基本技能和工程实践训练”, 把教学重点由侧重验证理论教学转移到能力培养上来。对于我院这类以工科为主的院校, 实验室便是培养学生实验技能的主阵地。在长期的实验教学中, 我们发现, 学生在做实验时, 对一些实验环节的步骤不是很清楚, 主要表现在: (1) 对实验指导书的部分内容不十分理解; (2) 操作方法不熟练; (3) 对实验数据只是盲目的记录而忽视对实验现象的分析与研究。针对以上几种现象, 结合实验室的具体情况, 我们进行了以下尝试。

2.1 注重实验前的讲解与示范

实验指导书是学生做实验的必备之书, 但有些学生不能真正的理解实验要求和内容, 操作时不知如何动手。紧紧抓住这一弱点, 我们在课前认真做好讲解, 在黑板上画出设备的剖面图, 随后再对照实物进行讲解, 使学生了解实验内涵和操作步骤。如在文丘里管实验中首先讲解文丘里管的三个组成部分:收缩段、喉道段、扩散段, 让学生直观地看到设备的组成和形状。然后再详细讲解水流在通过文丘里管时, 动能和势能转换情况, 比压计上的水柱便是各断面的势能等。

在讲解实验的同时, 重点讲解仪器的操作和实验数据的整理、绘制图线、表格计算以及实验中应注意的事项。使学生可以清晰地了解实验的各个程序和环节, 为做好实验奠定了基础。

2.2 加强实验过程中学生综合能力的培养

实验能力是一个学生在校期间所必须掌握的基本功。实验室教学在能力培养上主要包括以下五个方面:观察思维能力;动手操作能力;分析问题和解决问题的能力;实验设计能力;创造能力。我们结合这些能力的培养根据我室的具体情况, 针对我院学生毕业后到施工现场多的特点, 为了使学生真正认识到理论和实践相结合的重要性, 提高实验教学的质量、效果, 充分发挥学生的主观能动性和综合动手能力, 我们改变了以前分组过大的做法, 避免有的学生只能观看实验而不能动手的现象, 做到每台仪器上分3-4人且轮流操作, 这样就使每个学生都有动手的机会。

同时根据学生能力的差别, 实行因材施教, 根据实验设备的具体情况和实验学时的不同, 让一些能力比较强的学生自行设计实验, 自行调试部分设备, 改变了以往实验设备单纯由老师调试, 学生只做现成实验的做法;对一些能力比较差的学生采取引导他们由浅到深逐渐放开的办法, 来激发学生的主观能动性。如:在雷诺演示实验时由老师给定实验内容和要求, 由学生亲自调试仪器, 观察流体在流动时的两种形态, 写出实验步骤和两种形态的特点及要素。要求学生回答演示的目的是什么、实验的原理是什么、演示实验成功的条件是什么、通过演示观察到什么、在演示中运用了哪些理论、演示仪器如何调试等问题。教师边讲解边启发提问, 促使学生开动脑筋, 积极寻求答案。

2.3 建立实验教学考核制度

把实验教学考核评分标准分为三项:一是学生在规定的时间内能否完成仪器调试;二是实验完成后数据的整理计算;三是思考问题是否完整, 三项之和就是该学生的实验分数。这样做有利于学生在实验课前认真预习指导书, 实验时动手操作仪器设备, 把所学到的知识运用到实践当中, 使学生感到实验室确实是“动脑”、“动手”的场所。

3 加强实验室师资队伍建设

随着高校改革的不断深入, 高校实验室要适应现代高科技的发展, 人才培养是首要问题。没有一支结构合理、素质较高且能熟练掌握现代化科学技术的实验队伍, 是不能驾驭实验室建设和发展方向的。所以, 应当高度重视实验室队伍的建设, 抓好这支队伍的优化、培养与考评。

建立一支由初级、中级和高级技术人员组成的学术梯队, 才能保证实验教学向着良性循环的方向发展, 才能够保证仪器设备处于良好的运行环境和最佳的工作效率。实验人员水平提高和调整结构是队伍建设的目标, 在稳定思想的同时, 推动实验室整体水平的提高。注重加强人才培养, 大力引进专业对口事业心强的高层次人才, 培养实验室自己的学术带头人。对于年轻的实验技术人员, 应帮助他们定出培养计划, 规定在几年内达到的目标, 做到讲解、操作、实验集于一身, 站稳实验室讲台, 鼓励他们根据工作需要进修有关课程, 带着问题去补充有关的专业知识来提高实验技术水平和专业技能, 在工作中注重培养锻炼他们独立工作的能力, 促使其勤于思考, 刻苦钻研, 勇于攻克各种难关, 不断提高自己的技术技能, 让他们既懂技术又懂管理, 以形成一支具有活力的高水平的青年骨干队伍, 并以此为核心带动实验室技术队伍的全面提高。

4 结语

经过改革实践, 我们深深地体会到实验教学的改革与实践收到了良好的效果。充分调动了学生的主观能动性, 加快了学生对新知识、新技术、新设备的掌握和运用;提高了学生科技开发、技术改造以及动手创造的能力;培养了学生独立工作以及分析问题和解决问题的能力;提高了学生的工程技术能力, 同时也提高了实验教学的质量。

摘要：水力学实验是水力学课程教学的重要环节。结合教学实践, 从科学地组织教学和加强实验室师资队伍建设两方面对水力学实验教学的改革进行了探索与实施, 取得了较好的教学效果。

关键词：水力学,实验教学,改革,素质教育