沈春穎 鄧淇 何士華 馬江霞

摘? 要：針對高校水力學(xué)實驗教學(xué)上存在實驗器材功能單一、教學(xué)內(nèi)容單調(diào)、教學(xué)理念陳舊、師生重理論輕實驗等一系列問題，提出水力學(xué)綜合實驗教學(xué)改革建議和措施。高校通過改善實驗室條件，改進實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，完善水力學(xué)實驗教程。同時通過結(jié)合仿真水力學(xué)實驗平臺教學(xué)開展線上線下水力學(xué)實驗教學(xué)等一系列措施方法，從而提高學(xué)生分析、解決問題以及創(chuàng)新的能力，增強學(xué)生自身的綜合素質(zhì)，進一步提升教學(xué)質(zhì)量，為國家培養(yǎng)更多的知識素養(yǎng)儲備豐富的新型水利類人才提供便利。

關(guān)鍵詞：水力學(xué)實驗? 教學(xué)改革? 教學(xué)方法? 創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）01（b）-0225-04

Discussion on the Teaching Reform of Hydraulic Comprehensive Experiment

SHEN Chunying? DENG Qi? HE Shihua? MA Jiangxia

（School of Electric Power Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming， Yunnan Province， 650500 China）

Abstract： In view of a series of problems existing in the hydraulic experiment teaching in the universities， such as the single function of experimental equipment， the monotonous teaching content， the old teaching concept， and the emphasis of teachers and students on theory rather than experiment， this paper puts forward some suggestions and measures for the reform of the comprehensive hydraulic experiment teaching. The universities improve the laboratory conditions， improve the experimental teaching content and teaching methods， and improve the hydraulic experiment course. At the same time， a series of measures and methods can be taken to carry out online and offline hydraulic experiment teaching by combining the simulation hydraulics experimental platform teaching， so as to improve the students' ability of analysis， problem-solving and innovation， enhance their own comprehensive quality， further improve the teaching quality， and provide convenience for the country to cultivate more new water conservancy talents with rich knowledge literacy.

Key Words： Hydraulic experiment; Teaching reform; Teaching methods; Innovation ability

水力學(xué)是水利類專業(yè)一門重要必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，水力學(xué)課程包括理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個部分[1-2]，這兩部分都是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的兩個不可缺少的重要方面，而其中水力學(xué)實驗是整個理論教學(xué)不可替代環(huán)節(jié)。水力學(xué)實驗課程對培養(yǎng)水利類的學(xué)生掌握本專業(yè)的經(jīng)典理論、基本技能，激發(fā)學(xué)生的科研潛能和創(chuàng)新思維有著重要作用，水力學(xué)實驗作為一門獨立的水利類專業(yè)基礎(chǔ)實驗，而實驗是學(xué)生把理論與實踐相結(jié)合重要環(huán)節(jié)，實驗課程的開展將大大增強學(xué)生的動手能力和運用水力學(xué)知識解決工程實際問題的能力。

現(xiàn)針對水力學(xué)實驗課程現(xiàn)狀、實驗室儀器等方面，對水力學(xué)綜合實驗教學(xué)改革進行探討，給出具體的解決措施和方法，為了更好地讓學(xué)生加深對課本理論知識的理解，對知識消化吸收，可以逐漸培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，使得理論與實踐更好地結(jié)合起來[3-4]。

1? 目前水力學(xué)實驗課程現(xiàn)狀

1.1 實驗儀器功能單一

高校的實驗器材功能單一，在基礎(chǔ)實驗室建設(shè)中，其基礎(chǔ)實驗儀器的購買，大都是以單一的驗證性實驗為目的。實驗儀器一旦配套固定，只能進行預(yù)定的實驗[5-6]，同時實驗儀器需要占用很大一部分空間，并存在維護構(gòu)件復(fù)雜等缺陷。

1.2 實驗室器材較少

高校水力學(xué)實驗室每個實驗購置的實驗器材數(shù)量較少，學(xué)生分組合作完成實驗，每組人數(shù)在5～7人左右，有些學(xué)生沒有真正參與到實驗中去，真正做實驗的也就是極少部分學(xué)生，其他學(xué)生只是復(fù)制一下實驗數(shù)據(jù)，沒有起到水力學(xué)課程開設(shè)實驗課的真正目的，這會出現(xiàn)學(xué)生理論和實踐沒有更好地結(jié)合在一起的問題[7-8]。

1.3 實驗教材內(nèi)容單調(diào)

水力學(xué)實驗教材僅是介紹了實驗操作步驟、數(shù)據(jù)的記錄、數(shù)據(jù)的計算及實驗的注意事項等內(nèi)容，而沒有更好地引導(dǎo)學(xué)生去對實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)及整理等方面去改進去優(yōu)化，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，同時水力學(xué)實驗教材演示性和驗證性的實驗居多，導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識，且創(chuàng)新能力的缺失尤為嚴重，與開展實驗課教程的初衷相違背[9]。

1.4 教學(xué)理念陳舊

傳統(tǒng)的水力學(xué)實驗課程教學(xué)模式一般是“老師怎么教，學(xué)生怎么學(xué)”被動式的學(xué)習(xí)方式，即在學(xué)生分組進入實驗室時，老師會先在教室給同學(xué)們講明白本次實驗的目的、實驗原理、實驗步驟、實驗處理數(shù)據(jù)和方法及實驗的注意事項。逐項講解后，學(xué)生們在進入實驗室做實驗，這樣使得學(xué)生處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力、積極性，不利于對學(xué)生的創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)[10]。

1.5 各高校實驗改革參差不齊

在南京大學(xué)召開全國高等學(xué)校實驗室工作研究會組織的“第二次全國實驗教學(xué)改革研討會”中提到，各大高校都在加大實驗室的建設(shè)，但各大高校實驗室發(fā)展不平衡，且在高校改革中存在一些問題，有如下幾點：（1）學(xué)校在教學(xué)觀念上還是重理論輕實踐;（2）有些高校沒有一個完整的實驗教學(xué)大綱、教學(xué)計劃，沒有完整的教學(xué)體系;（3）現(xiàn)有的實驗內(nèi)容比較陳舊，實驗方法、手段比較落后。

2? 水力學(xué)實驗課程教學(xué)改革

2.1 改善實驗室設(shè)備和條件

學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)離不開現(xiàn)代化的實驗教學(xué)條件，從各大高校開展實驗情況來看，引進先進的實驗設(shè)備是可以促進高校更新實驗思想，掌握新的實驗技術(shù)、方法以達到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的目的[11]，因此高校應(yīng)該加大實驗室的建設(shè)投資力度，引進先進的實驗設(shè)備及優(yōu)秀的仿真實驗平臺，或在高校中以合作形式自主研發(fā)虛擬仿真實驗平臺。虛擬仿真實驗有其優(yōu)勢，學(xué)生操作方便，特別是在記錄實驗數(shù)據(jù)以及計算上更為簡化，并且做實驗的時間上更為靈活。學(xué)生可以多次進入平臺進行實驗操作，獲得多組實驗數(shù)據(jù)。能夠節(jié)省了實驗準(zhǔn)備工作，提高實驗的可靠性、精準(zhǔn)度、可操作性，同時加大了學(xué)生自主操作能力，增強學(xué)生的實驗興趣，并留下更多的時間給學(xué)生答疑[12-13]。

傳統(tǒng)進行水力學(xué)實驗每組5～7人，實驗中每人并沒有全部參與到實驗中去，有的同學(xué)在認真做實驗，同時也會出現(xiàn)部分同學(xué)玩手機、聊天等現(xiàn)狀，傳統(tǒng)實驗分組呈現(xiàn)出一種不合理的情況，對于這種狀況的出現(xiàn)，適當(dāng)減少每組實驗人數(shù)，同時通過增加水力學(xué)實驗設(shè)備臺數(shù)，盡可能讓更多學(xué)生參與到實驗中的每個環(huán)節(jié)中去，使得學(xué)生更好地把理論與實踐相結(jié)合。從而達到開設(shè)實驗課程的目的，同時調(diào)動學(xué)生主動性、觀察實驗現(xiàn)象能力和動手能力。

2.2 教學(xué)手段與內(nèi)容的改革

2.2.1 教學(xué)手段

傳統(tǒng)的水力學(xué)實驗課程一般模式是“老師怎么教，學(xué)生照著做”，在一定程度上限制學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展，為了更好地改進課堂，可以“反轉(zhuǎn)”把課堂交給學(xué)生，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，老師的工作就是啟發(fā)學(xué)生的思維，將學(xué)生引向善于綜合和創(chuàng)新的軌道上和解決學(xué)生無法解決的難題，例如使用比較先進的水力學(xué)實驗儀器、尚未接觸的領(lǐng)域等[14]，一般情況下，老師不具體參與學(xué)生實驗過程。

在進行水力學(xué)實驗課程前可以讓學(xué)生根據(jù)實驗原理自主設(shè)計實驗，并說明自己設(shè)計實驗的可行性理由、說明自己設(shè)計實驗的操作步驟、說明自己設(shè)計實驗的優(yōu)缺點哪里需要改進，這樣做的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，真正讓學(xué)生參與到實驗中去，達到開設(shè)實驗課程的目的，從而讓學(xué)生更好的把理論知識與實踐結(jié)合起來，同時提高了學(xué)生分析問題，解決問題的能力。

2.2.2 教學(xué)內(nèi)容

水力學(xué)實驗通常可分為演示性、驗證性實驗兩種，這類實驗創(chuàng)新性小且實驗的操作步驟固定單一，限制了學(xué)生的思考沒有達到實驗的目的。實驗是一種發(fā)現(xiàn)問題、解決問題實驗，而不是一種告知實驗結(jié)果的實驗，在這種的教育模式下實驗室課題組老師可以優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，改進教學(xué)內(nèi)容方法。其主要目的是進行學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為了達到實驗的目的，學(xué)?？梢蚤_設(shè)一些創(chuàng)新型的水力學(xué)實驗，鼓勵同學(xué)們參加水利類創(chuàng)新比賽。同時根據(jù)水利類專業(yè)的不同特點，合理地設(shè)置實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容。讓學(xué)生根據(jù)實驗原理，設(shè)計一些實驗教材上沒有的實驗方法，這樣會給學(xué)生一定程度上的“動力”，激勵他們?nèi)ゲ殚喆罅康南嚓P(guān)書籍和文獻來完成實驗。最后通過匯報該實驗的可行性，運用到了哪些實驗方法和原理，從而達到實驗的要求。通過這樣的方法一定程度上能夠培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力，將理論和實踐更好地結(jié)合在一起[15-16]。

水力學(xué)課程包括理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩部分，傳統(tǒng)的考核方式是兩部分結(jié)合起來，現(xiàn)通過把水力學(xué)理論、水力學(xué)實驗兩部分獨立考核，目的是為了避免學(xué)生重理論而輕實踐，其中水力學(xué)實驗成績評定內(nèi)容包括實驗的參與度與積極性，實驗中觀察操作，實驗后分析總結(jié)的全過程。通過這種考核方法，有助于調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣，更好地把理論用于實踐中去。

2.3 開展線上線下水力學(xué)實驗

現(xiàn)如今線上的教學(xué)工具非常豐富，例如，雨課堂、學(xué)習(xí)通、課堂派等線上教學(xué)APP，實驗室教師可圍繞水力學(xué)綜合實驗課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，通過在線上教學(xué)講解網(wǎng)絡(luò)實驗操作步驟、記錄、計算及注意事項等內(nèi)容。老師講解后，學(xué)生通過實驗室提供的仿真水力學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進行線上實驗，該平臺可以更改儀器原始參數(shù)的數(shù)據(jù)，每位同學(xué)都有不同參數(shù)的實驗設(shè)備，這也是現(xiàn)場實驗較難做到的，通過這樣的模式實現(xiàn)了線上實驗教學(xué)更大的可操作空間，最大限度地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。同時在線下實驗中，同學(xué)們進入實驗室實際操作，通過自己親自實際操作，更好地將理論結(jié)合在一起，在實驗儀器、實驗方法、實驗步驟中，學(xué)生們可以有機會進行更多的思考，這樣可以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力，分析解決問題能力。

線上線下兩種水力學(xué)實驗教學(xué)模式結(jié)合在一起可以更好地讓學(xué)生把理論與實踐結(jié)合起來，同時開展線上水力學(xué)實驗，學(xué)生可以不受時間約束地進行實驗操作，能夠節(jié)省開支。

3? 縮短高校實驗改革差異

各高校在實驗教學(xué)改革中更好地領(lǐng)會全面貫徹落實第三次全國教育會議精神，并在實驗室建設(shè)投資中，進行實驗室設(shè)施和條件的改善，同時各高校之間通過加強實驗室改革的交流合作互幫互助，取長補短發(fā)現(xiàn)各自不足之處并加以改進。高校之間通過搭建共享實驗平臺做到資源共享，一定程度對實驗室的建設(shè)和改革起到促進作用，與此同時各高校在加強實驗室隊伍建設(shè)中，主要通過吸收高水平教師從事實驗教學(xué)工作，能夠使實驗室教學(xué)質(zhì)量進行穩(wěn)步提升。

4? 思政融入專業(yè)實驗教學(xué)

“課程思政”是指思想政治教育活動融入于學(xué)生的學(xué)習(xí)課程中去，把“立德樹人”作為教育的根本任務(wù)的一種綜合教育理念，并最終傳遞給思想政治教育的受教主體，這樣高校培養(yǎng)出的人才符合國家的發(fā)展要求[17-18]。在系統(tǒng)地學(xué)習(xí)水力學(xué)知識后，學(xué)生具備了扎實的水利類專業(yè)的基礎(chǔ)，畢業(yè)后他們可到施工單位、設(shè)計單位、高校教學(xué)等進行上崗工作。在進行水力學(xué)實驗中需要調(diào)整流量，在調(diào)節(jié)流量時應(yīng)注意控制進水閥門的開度，以防流量過大，漫出水槽，要有安全意識。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，實驗操作每一環(huán)節(jié)需要以科學(xué)的態(tài)度，認真仔細地記錄實驗真實數(shù)據(jù)，實事求是地進行實驗分析得出實驗結(jié)果。團隊協(xié)作，共同完成實驗任務(wù)，通過團隊合作可以營造一種工作實踐的氛圍，使每個組員都有一種責(zé)任感，有助于提高小組成員的積極性和效率。因此對學(xué)生進行思政教育是必要的，教育學(xué)生時刻牢記做任何事情都要有嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，細心的實驗操作，始終把人民生命財產(chǎn)放在第一位。

在水力學(xué)實驗教學(xué)中融合課程思政內(nèi)容，能夠提高學(xué)生專業(yè)興趣、培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。更好地為國家貫徹“全員育人、全過程育人、全方位育人、全課程育人”提供了參考，為實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興貢獻自己一份力量[19]。

5? 結(jié)語

上述的一些措施方法在高校的水力學(xué)實驗教學(xué)改革中起到了顯著的作用，提高了學(xué)生做實驗的積極性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性，同時實驗教學(xué)質(zhì)量也得到了相應(yīng)的提高，高校在今后的水力學(xué)實驗教學(xué)中，依舊要引進先進實驗設(shè)備，努力改善實驗設(shè)施和環(huán)境，深化和探索教學(xué)改革方法措施，同時要充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立現(xiàn)代化教學(xué)系統(tǒng)，與時俱進引入新的實驗思維和方法，促進學(xué)生專業(yè)實踐能力的提升，推動智慧教學(xué)與專業(yè)實踐教學(xué)的深度融合。

參考文獻

[1] 艾翠玲.水力學(xué)實驗教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[2] 劉鳳泰.關(guān)于實驗教學(xué)改革的問題[J].實驗技術(shù)與管理，2000（4）：6-10.

[3] 龐巍，司春棣，齊清蘭.提高水力學(xué)實驗課教學(xué)質(zhì)量的體會與實踐[J].技術(shù)與市場，2007（12）：51.

[4] 薛紅琴，林子增.提高水力學(xué)教學(xué)質(zhì)量的研究探討[J].科技資訊，2010（1）：196.

[5] 史文海，李校兵.水力學(xué)綜合設(shè)計性實驗教學(xué)改革探索[J].溫州大學(xué)學(xué)報：自然科版，2007（5）：57-60.

[6] 鄭秋芳，張親，鄭化宇.水力學(xué)實驗教學(xué)改革探討[J].科技資訊，2006（23）：106.

[7] 賀榮兵.高職《水力學(xué)實驗》教學(xué)改革模式研究[J].綠色科技，2017（7）：276-277.

[8] 王華生，孫緩緩，潘禹，等.關(guān)于水力學(xué)實驗教學(xué)改革的探討[J].教育現(xiàn)代化，2020，7（10）：40-41，44.

[9] 侯保林，李志.提升高校水力學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的思考[J].教育教學(xué)論壇，2018（39）：271-272.

[10] 劉幸福，吳元喜，余龍江，等.在實驗教學(xué)中，試行“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式探討[J].實驗技術(shù)與管理， 2002（3）：114-116，123.

[11] 曾衛(wèi)東，張才喬.深化實驗教學(xué)改革，促進創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理，2005（4）：84-87.

[12] 張大慶，鄧洪福.“水力學(xué)”實驗教學(xué)改革探討[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，2002（4）：92-93.

[13] 張親，鄭秋芳，鄭化宇.水力學(xué)實驗教學(xué)改革探討[J].河南水利與南水北調(diào)，2007（4）：70.

[14] 劉幸福，吳元喜，余龍江，等.在實驗教學(xué)中，試行“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式探討[J].實驗技術(shù)與管理，2002（3）：114-116，123.

[15] 劉貞姬，劉煥芳，宗全利.淺談水力學(xué)實驗教學(xué)改革[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2007（33）：185.

[16] 段小月，楊春維，滕洪輝，等.水力學(xué)實驗教學(xué)改革的初探[J].山東化工，2018，47（2）：123，125.

[17] 周淑晶，張義英，魏洪福，等.將思政教育融入到有機化學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐[J].化工時刊， 2020，34（3）：42-43.

[18] 焉炳飛，李文佐.“課程思政”融入物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的初步探索[J].云南化工，2020，47（2）：182-184.

[19] 劉少楠，梁健，李梅梅，等.高校實驗教學(xué)結(jié)合課程思政的優(yōu)勢與現(xiàn)狀[J].教育觀察，2019，8（31）：126-127，130.