摘 要：流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程的重要組成部分，每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都能巧妙地融入培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的基本元素，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)， 提高認(rèn)識(shí)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和理論分析能力，掌握實(shí)驗(yàn)方法和技能，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題，提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力。

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng) 綜合能力

0綜述

流體力學(xué)是許多專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，從水利水電工程、風(fēng)力發(fā)電、給水排水、暖通空調(diào)、大氣污染擴(kuò)散，到飛機(jī)、船舶設(shè)計(jì)、衛(wèi)星和導(dǎo)彈發(fā)射，無(wú)不涉及流體力學(xué)。根據(jù)不同介質(zhì)，流體可分為氣體和液體。流體力學(xué)的發(fā)展過(guò)程始終伴隨著實(shí)驗(yàn)研究，由于流體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，僅靠理論分析和數(shù)值計(jì)算難以完全解決工程流體力學(xué)問(wèn)題，因此重大工程和航空航天項(xiàng)目，都必須經(jīng)過(guò)流體試驗(yàn)驗(yàn)證或修正后方能實(shí)施。

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是流體力學(xué)課程的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增加學(xué)生對(duì)流體力學(xué)的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神及創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)習(xí)理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)思維方法，加深理解流體力學(xué)的基本概念，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握流體力學(xué)基本參數(shù)的測(cè)量方法和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)應(yīng)用，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，達(dá)到提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力。

1.實(shí)驗(yàn)安排與設(shè)置

不同專業(yè)的流體力學(xué)課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)不同，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也不一樣，按實(shí)驗(yàn)類型可分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是利用實(shí)驗(yàn)手段和方法，對(duì)理論分析得出的定理、公式或結(jié)論的真實(shí)性和正確性加以驗(yàn)證；演示實(shí)驗(yàn)是通過(guò)技術(shù)手段，使流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡和流體現(xiàn)象變得可視，讓學(xué)生通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，增加感性認(rèn)識(shí)，加深理解流體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律和現(xiàn)象；綜合性實(shí)驗(yàn)涉及本課程或本專業(yè)多學(xué)科的綜合知識(shí)，學(xué)生通過(guò)綜合性實(shí)的驗(yàn)訓(xùn)練，能運(yùn)用綜合知識(shí)解決流體相關(guān)問(wèn)題。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)與綜合能力的培養(yǎng)

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)有五個(gè)環(huán)節(jié)：（一）預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，熟悉本實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容；（二）授課環(huán)節(jié)，指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)課上講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、設(shè)備構(gòu)造、實(shí)驗(yàn)方法和步驟；（三）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)方法實(shí)際操作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后需經(jīng)指導(dǎo)教師檢查簽字后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室；（四）撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生回去整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，圖表制作，誤差分析，解答思考題；（五）批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)，教師通過(guò)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，在下一次實(shí)驗(yàn)課講評(píng)本次實(shí)驗(yàn)學(xué)生出現(xiàn)的典型問(wèn)題和共性問(wèn)題，避免以后再犯同樣的錯(cuò)誤。下面將通過(guò)實(shí)例探討如何利用實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.1實(shí)驗(yàn)授課環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)授課是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，把握住這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生不但能順利完成實(shí)驗(yàn)，還能學(xué)到理論課以外的知識(shí)。根據(jù)我們多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生只注重實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和機(jī)理一知半解，知其然不知其所以然，針對(duì)這一情況，在講授實(shí)驗(yàn)課時(shí)，采取啟發(fā)互動(dòng)模式，對(duì)可能引起誤解的理論概念和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論，學(xué)生對(duì)所提出問(wèn)題給出自己的理解和解答，為了全面了解學(xué)生掌握的真實(shí)情況，教師會(huì)根據(jù)學(xué)生發(fā)表意的意見(jiàn)進(jìn)行歸納，讓學(xué)生舉手表態(tài)同意哪一種解答？并說(shuō)出理由，然后讓答對(duì)的同學(xué)進(jìn)行講解，教師最后歸納總結(jié)，通過(guò)這種互動(dòng)教學(xué)模式，不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教學(xué)效果顯著。

2.2 自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備

高校應(yīng)該鼓勵(lì)教師研制實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，把現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和綜合知識(shí)融入教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，這不但能提升教師的科研能力和教學(xué)水平，還能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。我校流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備自制率超過(guò)85%。下面以有壓管水擊演示實(shí)驗(yàn)為例，闡述自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備在教學(xué)中的作用與優(yōu)勢(shì)。

水擊壓強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)如圖1所示：

（1）突然關(guān)閉閥門，水擊發(fā)生，測(cè)壓管⑧的水位由動(dòng)水壓強(qiáng)位置飆升遠(yuǎn)超過(guò)給水箱總水頭；

（2）學(xué)生把手輕放在實(shí)驗(yàn)段橡膠管⑦上，能感觸到水擊產(chǎn)生時(shí)管壁受壓膨脹、減壓收縮的過(guò)程；

（3）正壓波傳遞到A點(diǎn)時(shí)，金屬觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)⑩導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光，秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)正壓波傳遞到B點(diǎn)時(shí)，另一個(gè)金屬觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光，秒表停止計(jì)時(shí)，水擊波傳遞速度 ；

（4）壓力傳感器能將壓力變化轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)能記錄并顯示出水擊壓強(qiáng)過(guò)程線，從水擊壓力過(guò)程線能定量測(cè)量出閥門關(guān)閉時(shí)間、最大水擊壓強(qiáng)、水擊波周期和衰減過(guò)程。

課堂上講解水擊現(xiàn)象比較抽象，學(xué)生也難理解和掌握，通過(guò)自制設(shè)備演示，把復(fù)雜的水擊現(xiàn)象清晰的展示給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)觀察和體感，了解水擊的發(fā)生過(guò)程，搞清楚水擊發(fā)生時(shí)水力參數(shù)變化規(guī)律，以及如何在工程中避免水擊發(fā)生，這是現(xiàn)代教育不可或缺的手段。

2.3把控實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

大多數(shù)學(xué)生都能按實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但也有個(gè)別學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不夠重視，不能按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此教師要嚴(yán)格把控實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)答疑，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄，對(duì)不符合實(shí)驗(yàn)要求的數(shù)據(jù)，啟發(fā)學(xué)生找出原因或重做，讓學(xué)生懂得要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)。

2.4撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果，它不但能反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平，還能檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握了課堂教學(xué)理論，是否達(dá)到了教學(xué)目的。因此實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算、誤差分析、圖表制作及分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)論，此外還應(yīng)該包含有一定難度的思考題。

實(shí)驗(yàn)思考題的設(shè)計(jì)原則是緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)原理，落腳是實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。好的思考題應(yīng)該提問(wèn)簡(jiǎn)潔，難度適中，不限于用一種方法和思路解答，學(xué)生需要經(jīng)過(guò)查詢參考資料，獨(dú)立思考，舉一反三方能解答，這既鍛煉了學(xué)生的思維能力，又提高了解決問(wèn)題的能力。

3.結(jié)果和結(jié)論

綜上所述，流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)是理論教學(xué)不可分割的重要組成部分，也是現(xiàn)代教學(xué)的必要手段，在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新精神方面，只要抓住實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，從教育規(guī)律入手，循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、協(xié)作實(shí)驗(yàn)、科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過(guò)每一步點(diǎn)滴的訓(xùn)練，一定能培養(yǎng)出學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題，提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]周琦. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要手段和途徑 [J ].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，20（1）：76-81

[2]黃永琴.論實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J ]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2001 ，18（4） ：54 – 591