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流体力学实验下大学物理实验创新

 论文栏目:大学物理论文     更新时间:2015/11/22 18:17:01   

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。

作者:张学斌 单位:陕西省商洛市商州区商洛学院

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