基于流体力学实验下大学物理实验创新研究

张学斌

【摘要】衡量一个民族和社会是否富有生机和活力的条件就是创新能力，同时，创新能力也是对一个民族和社会文明发展水平衡量的标志。而当前大学物理教学中一个重要的课题就是如何加强学生的创新能力，因此，笔者结合自己在实际工作中的经验和学术知识，对大学物理中的流体力学教学进行研究，重点探究如何在大学物理中加强学生自主创新能力的培养。

【关键词】流体力学实验 大学物理 实验创新

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）10-0175-02

1.引言

对于理工科院校来说，大学物理实验是一门必修课，同时这门课程具有的实践性也是相当强的，作为大学生接受大学教育关于系统试验方法和实验技能训练的开端，但是，从当前教学工作的开展来看，大学物理实验教学存在不少问题，常见的就有普遍存在“填鸭式”这种单一的教学模式，在教学理念上也没有太大的突破，“验证理论”模式仍然是主导，教学内容上多存在繁多和陈旧的问题，经典性试验所占的比重比较大，而设计性试验的比重较少，课时不足，影响了学生学习的积极性，未能取得理想的教学效果。这一系列问题导致大学物理实验教学质量难以实现质量上的跃进，可见，对实验课程内容和实验体系的改革是势在必行的。笔者以流体力学实验为例，谈谈当前大学物理实验的创新研究。

2.传统流体力学实验普遍存在的问题

2.1实验内容不够丰富，实验课时不足

结合流体力学实验教学来看，主要集中在流体压强测量到流体力学三大基本方程的验证等内容上，这就是大部分属于验证性实验，设计性实验安排不到位，缺乏了综合性实验，阻碍了学生关于创新能力方面的培养和发展，还有一点值得注意的是，当前大学教育仍然没有摆脱重理论、轻实践的弊端，所以实验课程安排的课时是不够的。

2.2教学方法和教学模式未有新破图

受到了我国传统教学观念的影响，在实验教学的过程中，老师通常采用的教学步骤都是讲授-演示-指导-批改实验报告等，而学生就一味地跟着同一个指示来进行实验，缺乏了自己的思考，一旦发现问题，也是请教老师来直接帮忙助理，那么实验课程就会无形中形成了一门应付式的课程。

2.3实验室开放工作开展程度不够

当前高校基本上都开设了关于流体实验操作的相关设备和平台，而高校也普遍存在着这样的一个问题：实验室仅仅对参加竞赛的同学或者一部分教师开放，这样不仅导致设备没有得到有效的利用，还影响了学生对实验设备的认识，所以即使实验设计方案多么理想，也会导致学生因为不能使用设备的问题，而无法进行开放性实验，从而也就不利于学生自主创新能力的培养。

3.完善当前流体力学实验的对策

3.1改进实验内容和教学方法

适当修改目前使用的实验指导书，目的就是将原理方面的内容尽量做到简明扼要；实验操作的步骤不宜过于细致；第一，可以考虑通过增加思考题和小设计来激发学生的学习兴趣，在流体流动方面可以增加压强、液位、流量和流速等方面的测量，让学生能够在宏观的层面上对流体有一定的感知，通知在大脑中也能形成关于流体的基本表征的感知，加强学生对理论知识的学习；第二，增设演示性实验的内容，让学生可以提前对仪器有所认识，从而实现了学生课堂上对抽象概念的感性认识，也有利于区分不同实验的侧重点指出；针对验证性实验来说，研究的重点应当在实验原理、操作技能、数据分析和整理结果上，要求学生能够结合实验基本原理，运用所学到的知识，将实验过程和步骤详细地写出来，设计出数据处理的方法，能够对实验结果进行分析和整理。

3.2改进实验教学的模式

重视学生启发式教学的意义，结合实验目的和内容，通过举一反三的提问方式，为学生提供独立思考的空间，要求学生注意对实验现象的观察，增加对实验规律的分析和总结，而老师也应当在这个层面上进行总结，可以对学生提出更加深一层次的问题来让学生再次思考。

3.3转变实验方式

用设计实验或者综合性实验取代部分实验，让学生能够在实验中将所学的知识充分利用起来，以雷诺实验为例，测量圆管内流过的水体积是利用接水盘的，而水流的时间是通过秒表来测量的，从而再对圆管内水流的速度进行计算。同时，我们可以让学生设计出几个方案，采用不同的方法来对圆管内水流的流速进行测量，例如，通过毕托管和孔板来对流量进行测量等。学生在进行设计方案的过程中一般都会对毕托管、孔板等相关流量计的测量原理和构造产生了解，这在一定程度上又可以巩固自己所学到的理论知识。这样的教学模式对于老师来说，促进了老师对实验的专研素养，业务能力有所提高，对于学生来说，其学习的思维的活跃程度也有所上升，激发了学生的学习兴趣，提高了学生对于新知识的理解能力，让学生可以在独立的空间内进行思考，实现实验的创新。

4.结束语

进行实验课程教学，一方面需要对学生独立解决问题的能力进行培养，另一方面还需要激发学生在学习过程中的学习兴趣，改变过去学生依赖老师的心理，让学生的综合素质可以得到全面的提高。流体力学实验教学在学科学习中的份量不可忽视，其能够将学生的理论知识和实践活动紧密结合在一起，调动了学生的学习积极性，实现创新能力的培养。

參考文献：

[1]虞娇婷，陈都，曹志旭.基于FLASH的虚拟流体力学实验平台设计[J].科技风，2015（05）.

[2]赵琴.国外本科流体力学实验教学——以艾奥瓦大学为例[J].力学与实践，2014（05）.

[3]郭美荣，侴爱辉，夏德宏.比较教学法在工程流体力学实验教学中的应用[J].中国校外教育，2014（21）.