工程流体力学实验课程教学改革理论与实践

    随着我国高等教育改革的不断深入， 实践性教学越来越受到重视，其意义不亚于理论教学。对于实践性教学中的实验课而言，既可以帮助学生巩固理论知识，又能提高学生的动手能力，培养学生的学习兴趣。此外，在现代科技发展过程中，科学实验是验证理论必不可少的环节，而且很多科学理论都是从实验中总结出来的。因此，对实验教学进行改革，不断提高实验课程的教学效果，是培养应用型和创新型人才的必然要求。

    1 工程流体力学实验教学现状

    工程流体力学是热能与动力工程、建筑环境与设备工程等专业重要的技术基础课。 该课程的基础理论和物理概论比较抽象，而实验教

学在理论知识验证和帮助理解理论知识方面具有无法替代的作用，是提高学生动手能力，培养理论联系实践能力的重要环节。然而，传统的教学在实验内容单一，设备陈旧，且实验台套数严重不足等问题，无法满足培养应用型和创新型人才的需求。 为了提高学生的综合素质，进一步提高学生的动手能力，本文在新形势下对工程流体力学实验课程进行实验内容设计、教学方法和教学手段进行综合改革，取得了较好效果。

    2 工程流体力学实验教学改革的指导思想

    在进行实验课程改革时，应不断更新实验内容，使实验内容紧跟时代发展；尽量创造学生的动手机会，提高动手能力；在进行实验现象观测的同时，引导学生对实验现象进行分析，提高理论联系实际的能力；尝试使用先实验、后理论，通过实验引出理论的教学方法，帮助学生掌握科学研究方法。

    3 工程流体力学教学实验改革内容

    （1）实验内容安排

    工程流体力学可安排如下实验内容：通过调压筒改变静止液体上方空气压力，分别在静止液体上方制造正压和负压，测量液体不同位置点位置水头和压力水头以验证流体静力学原理；观察一元稳定流动时不同高程、管径时压力水头和速度水头的变化，分析其中的能量转换情况，进而导出伯努利方程；观察层流和湍流现象并测算临界雷诺数；测定不同流速的沿程阻力系数，分析影响沿程阻力系数的因素，并加深对自模化现象的理解； 观察边界层分离和卡门涡街等流动现象，并分析流速对上述现象的影响。 除此之外，根据具体情况开设一些开放性实验。

    （2）尽量创造学生的对手机会，提高动手能力

    在实验课程建设上， 可避免使用一些自动化程度较高的实验设备。 比如，在沿程阻力实验中测量流量时，可优先选用体积法，由两名同学密切配合，分别使用量杯和秒表测体积流量。起初，两名同学的配合并不好，随着实验的进行，默契逐渐达成，形成了紧张忙碌的实验场面。这样既创造了学生的动手机会，提高了动手能力，还增强了学生的团队意识，原本等靠要实验数据的现象消失了。 试想如果使用浮子流量计，该实验只需调节阀门和读数即可，此时该实验动手机会减少，读数时该组同学各自为政，原先的默契配合不复存在，实验效果明显下降。 此外，为了保证每位同学都有动手机会，在进行实验安排时，每套实验设备安排 1-2 名学生为宜，最多不超过 3 人。 但由于实验设备台套数不足， 如此安排必定导致全体同学完成同一实验的周期大大延长，为解决这个问题，可在实验室建设时安排同类实验设备集中存放，同时开设多个实验台，但这样以来，存在一个实验教师同时指导多组不同实验的情况，加重了实验教师的负担，这可通过聘请学生实验助理员的方法加以解决。 试想每组实验台安排人数过多，必定有同学没有动手机会，甚至不能观察到实验现象，这样会产生等、靠、要实验数据的思想，如此以来实验效果大大下降。