水力学实验教学改革的初探

段小月，杨春维，滕洪辉，孙玉伟，高秀红

(吉林师范大学 环境科学与工程学院 , 吉林 四平 136000)

水力学是高等工科院校中给水排水工程、水文水资源、环境工程等专业的一门重要的专业基础课程，主要研究液体平衡和机械运动的规律及其实际应用，可以用来解决工农业生产中碰到的许多与液体运动规律有关的生产技术问题。作为一门具有较强实践性的课程，水力学实验是实现理论知识与实践操作相结合的关键环节，在提高学生实践与创新能力方面具有理论教学不可替代的重要作用。然而，在长期的教学过程中，我们发现当前的水力学实验教学内容和教学方法都还存在一些问题亟待解决。本文将针对这些问题，结合自己的教学经验，对水力学实验的教学方法进行探讨。

1 水力学实验存在的问题

1.1 教学内容验证性实验题目过多

目前，水力学实验主要包括水静力学实验、雷诺实验、能量方程实验、动量方程实验等十多个实验，大部分属于基础性和验证性实验。学生实验兴趣不高，没有自主学习的动力，从而抑制了学生主动性和创造性的发挥，很难达到培养学生创新意识的教学目的。

1.2 教学方法单一

在水力学实验教学过程中个，大部分院校还是采用“填鸭式”教学，即实验前教师先将仪器设备准备并调试好，上课时教师向学生详细讲述实验原理与实验方法后，学生即按照教师要求的实验步骤，按部就班地打开阀门、观测水流现象，记录相关数据。学生在整个学习和实验过程中，仅仅是按照老师的"意愿"进行操作，很少有学生思考实验中用到的各种仪器设备作用和实验方案的设计与原理，枯燥无味，不能培养学生分析问题和解决问题的能力[1]。

1.3 实验仪器数量少

由于水力学实验仪器一般较大，需占用较大空间，所以水力学实验室的实验仪器套数一般2～3套，即使学生分组实验，每组人数一般也达到8～10人。这样有相当一部分学生，尤其是那些不爱动手的学生认为只要同组同学做实验就行，不用亲自操作仪器，实验结束后将同组同学的实验数据抄上即可，所以实验报告抄袭现象严重。

1.4 考核方式过于单一

由于实验教学的特殊性，目前大部分相关高校将水力学实验的课程性质定位考察课。成绩评定主要依据平时课堂表现和实验报告，不设考试环节，所以学生对该门课程没有任何压力，不同程度上存在重视理论学习，忽视实验，对实验课投入的精力不足，动手能力弱等问题。这直接影响到学生对该门课程知识的总体应用能力的提高。

2 教学方法的改革

2.1 增加创新性实验

教师应根据实际情况，大胆改进，把乏味的验证性实验内容逐步改变为综合性、设计性、创新性实验内容，给学生自由拓展的空间，让学生自己研究和拟定实验方案，并对实验方案进行比对和优化，研究解决实验中出现的各种问题。如流体静力学实验本是一个基础验证性实验，但如果在实验过程中，教师在学生掌握液式测压计的使用技能的基础之上，让他们利用流体静力学基本方程独立设计某种未知液体密度的实验方案，并讨论方案的合理性。通过设计性、创新性实验的训练，学生在解决问题和设计实验的过程中自然而然地掌握了水力学的基本原理和分析与计算方法，从而大大提高了教学效果和教学方法，也有效地提高了学生的创新能力。

2.2 教学方法改革

教师应在适时地向学生介绍一些课程的新动态的同时，主要发挥学生的能动性。通过转换教师和学生的角色，实现“以教师为中心”向“以学生为中心”转变。如每次实验课前要求学生预习并设计实验方案，上课时先让学生讲述实验原理和自己设计的实验方案[2]，教师引导大家讨论实验方案的合理性，对实验方案进行优化。学生通过对实验原理的讲解和实验方案的设计，综合运用课堂所学理论知识，最大限度地调动学习的主动性、参与性，有效地提高实践能力。但教师要保证教师指导的有效性，能对学生的实验方案和操作方法给予适时的指导，起到对学生启发和点拨的作用。同时，教师还要尽量为学生创造实际工程实践教学的机会，尽可能利用一切条件，让学生到水利工程现场去了解实际工程中的水力现象，要求学生对实际工程实例进行分析，并用所学知识解决遇到的问题，从而大幅度地提高学生探究、分析解决问题的能力。

2.3 更新实验仪器，开放实验室

实验条件的改善对提高学生的实验兴趣起到至关重要的作用。引进或研制先进的多功能仪器设备，可以将计算机科学、模拟技术等先进的科学技术引进水力学实验教学，借助软件系统，构建先进的实验平台，完成多种水流现象的动画模拟和数据处理，有利于学生理解课堂所学理论知识[3]，同时学生在实验学习中接触并使用最先进的量测技术和实验设备。另外，引进设备、增加实验仪器数量，还能使学生的实验人数减少，给学生创造人人动手的机会，改变学生只看不动手的现象。还可结合实际工程，“把工程搬进实验室”，在教学中潜移默化地培养学生工程意识[4]，为了给学生充分的实验时间和自由的实验环境，还应将实验室开放，同学们可以通过预约随时来实验室做实验。

2.4 改革考核方法

建立合理的实验教学考核制度和评分标准，对提高教学质量起到举足轻重的作用。针对水力学实验考核方法单一的问题，笔者认为应将实验考试加入到水力学实验的考核环节中，

实验过程不一定要进行卷面答题，可以随机抽取实验，对学生进行操作考核。根据期末考核、平时表现和实验报告综合评定，客观地评价学生的学习效果。为了加强学生实验的积极性，水力学实验的考核还是应把学生平时表现和实验报告成绩放在第一位。平时表现主要考核学生平时预习情况，实验态度、以及基本操作能力、分析解决问题能力、独立实验能力；实验报告主要考察学生量测数据的准确程度和数据处理能力。一般可以按平时成绩、实验报告、期末考试分别占40%、30%、30%进行分配，有利于学生课前认真预习，实验过程中积极动手，避免实验报告抄袭现象的发生，促进教学质量的提高。

3 结语

水力学实验在水力学教学中发挥着重要的作用。本文针对当前水力学教学中存在的问题，提出几点水力学实验的教学改革方法，包括增加创新性实验、改革教学方法、更新实验仪器、改革考核方法、开放实验室，以实现水力学实验教学向着培养学生多方位创新能力和创新意识的方向发展。然而笔者提出的水力学实验教学改革仅仅是一项教学探索，其改革效果还有待于在实践教学过程中不断地完善和发展。

[1] 管 瑶,贺兴宏,韩 越.提高水力学实验教学质量的探讨[J].塔里木大学学报,2008,20(1):96-98.

[2] 赵明登,曾玉红,槐文信,等.水力学综合性设计性创新性实验系统研究与应用[J].2010(6):115-117.

[3] 陈正寿,孙 孟.水力学多元化教学模式改革与探索[J].中国水运,2011,11(12):57-59.

[4] 吴凌壹,刘 建.结合工程教育的水力学实验教学方法[J].实验室研究与探索，2016,35(12):209-211.

(本文文献格式：段小月，杨春维，滕洪辉，等.水力学实验教学改革的初探[J].山东化工，2018，47(02)：123，125.)