流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新論文
1.引言
對(duì)于理工科院校來(lái)說(shuō)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)必修課，同時(shí)這門(mén)課程具有的實(shí)踐性也是相當(dāng)強(qiáng)的，作為大學(xué)生接受大學(xué)教育關(guān)于系統(tǒng)試驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端，但是，從當(dāng)前教學(xué)工作的開(kāi)展來(lái)看，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在不少問(wèn)題，常見(jiàn)的就有普遍存在“填鴨式”這種單一的教學(xué)模式，在教學(xué)理念上也沒(méi)有太大的突破，“驗(yàn)證理論”模式仍然是主導(dǎo)，教學(xué)內(nèi)容上多存在繁多和陳舊的問(wèn)題，經(jīng)典性試驗(yàn)所占的比重比較大，而設(shè)計(jì)性試驗(yàn)的比重較少，課時(shí)不足，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，未能取得理想的教學(xué)效果。這一系列問(wèn)題導(dǎo)致大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量難以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量上的躍進(jìn)，可見(jiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)體系的改革是勢(shì)在必行的。筆者以流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，談?wù)劗?dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新研究。
2.傳統(tǒng)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)普遍存在的問(wèn)題
2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不夠豐富，實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足
結(jié)合流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)看，主要集中在流體壓強(qiáng)測(cè)量到流體力學(xué)三大基本方程的驗(yàn)證等內(nèi)容上，這就是大部分屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)安排不到位，缺乏了綜合性實(shí)驗(yàn)，阻礙了學(xué)生關(guān)于創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)和發(fā)展，還有一點(diǎn)值得注意的是，當(dāng)前大學(xué)教育仍然沒(méi)有擺脫重理論、輕實(shí)踐的弊端，所以實(shí)驗(yàn)課程安排的課時(shí)是不夠的。
2.2教學(xué)方法和教學(xué)模式未有新破圖
受到了我國(guó)傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，老師通常采用的教學(xué)步驟都是講授-演示-指導(dǎo)-批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，而學(xué)生就一味地跟著同一個(gè)指示來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，缺乏了自己的思考，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，也是請(qǐng)教老師來(lái)直接幫忙助理，那么實(shí)驗(yàn)課程就會(huì)無(wú)形中形成了一門(mén)應(yīng)付式的課程。
2.3實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放工作開(kāi)展程度不夠
當(dāng)前高�；旧隙奸_(kāi)設(shè)了關(guān)于流體實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)設(shè)備和平臺(tái)，而高校也普遍存在著這樣的一個(gè)問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室僅僅對(duì)參加競(jìng)賽的同學(xué)或者一部分教師開(kāi)放，這樣不僅導(dǎo)致設(shè)備沒(méi)有得到有效的利用，還影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的認(rèn)識(shí)，所以即使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案多么理想，也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生因?yàn)椴荒苁褂迷O(shè)備的問(wèn)題，而無(wú)法進(jìn)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，從而也就不利于學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
3.完善當(dāng)前流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)策
3.1改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方法
適當(dāng)修改目前使用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，目的就是將原理方面的內(nèi)容盡量做到簡(jiǎn)明扼要；實(shí)驗(yàn)操作的步驟不宜過(guò)于細(xì)致；第一，可以考慮通過(guò)增加思考題和小設(shè)計(jì)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在流體流動(dòng)方面可以增加壓強(qiáng)、液位、流量和流速等方面的測(cè)量，讓學(xué)生能夠在宏觀的層面上對(duì)流體有一定的感知，通知在大腦中也能形成關(guān)于流體的基本表征的感知，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)；第二，增設(shè)演示性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，讓學(xué)生可以提前對(duì)儀器有所認(rèn)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)了學(xué)生課堂上對(duì)抽象概念的感性認(rèn)識(shí)，也有利于區(qū)分不同實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)指出；針對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，研究的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)原理、操作技能、數(shù)據(jù)分析和整理結(jié)果上，要求學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)驗(yàn)基本原理，運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程和步驟詳細(xì)地寫(xiě)出來(lái)，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)處理的方法，能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和整理。
3.2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式
重視學(xué)生啟發(fā)式教學(xué)的意義，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容，通過(guò)舉一反三的提問(wèn)方式，為學(xué)生提供獨(dú)立思考的空間，要求學(xué)生注意對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，增加對(duì)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的分析和總結(jié)，而老師也應(yīng)當(dāng)在這個(gè)層面上進(jìn)行總結(jié)，可以對(duì)學(xué)生提出更加深一層次的問(wèn)題來(lái)讓學(xué)生再次思考。
3.3轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)方式
用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或者綜合性實(shí)驗(yàn)取代部分實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中將所學(xué)的知識(shí)充分利用起來(lái)，以雷諾實(shí)驗(yàn)為例，測(cè)量圓管內(nèi)流過(guò)的水體積是利用接水盤(pán)的，而水流的時(shí)間是通過(guò)秒表來(lái)測(cè)量的，從而再對(duì)圓管內(nèi)水流的速度進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，我們可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)出幾個(gè)方案，采用不同的'方法來(lái)對(duì)圓管內(nèi)水流的流速進(jìn)行測(cè)量，例如，通過(guò)畢托管和孔板來(lái)對(duì)流量進(jìn)行測(cè)量等。學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中一般都會(huì)對(duì)畢托管、孔板等相關(guān)流量計(jì)的測(cè)量原理和構(gòu)造產(chǎn)生了解，這在一定程度上又可以鞏固自己所學(xué)到的理論知識(shí)。這樣的教學(xué)模式對(duì)于老師來(lái)說(shuō)，促進(jìn)了老師對(duì)實(shí)驗(yàn)的專(zhuān)研素養(yǎng)，業(yè)務(wù)能力有所提高，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，其學(xué)習(xí)的思維的活躍程度也有所上升，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生對(duì)于新知識(shí)的理解能力，讓學(xué)生可以在獨(dú)立的空間內(nèi)進(jìn)行思考，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新。
4.結(jié)束語(yǔ)
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，一方面需要對(duì)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力進(jìn)行培養(yǎng)，另一方面還需要激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)興趣，改變過(guò)去學(xué)生依賴(lài)?yán)蠋煹男睦�，讓學(xué)生的綜合素質(zhì)可以得到全面的提高。流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)科學(xué)習(xí)中的份量不可忽視，其能夠?qū)W(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐活動(dòng)緊密結(jié)合在一起，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
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