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水力学实验报告精选(九篇)

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水力学实验报告

第1篇:水力学实验报告范文

关键词:给排水科学与工程;水力学;实验教学;教学效果

中图分类号:TV13;G6423文献标志码:A文章编号:10052909(2016)03009904一、水力学课程特点

水力学主要研究液体的宏观机械运动规律及其在工程实际中的运用。水力学课程为后续相关专业课程,如水泵与水泵站、给水排水管网系统、建筑给水排水工程、给水水质工程学、排水水质工程学的深入学习打下牢靠基础。因此,学好水力学课程尤为重要。

水力学是一门理论性质较强的专业基础课,如何让学生对单调枯燥、抽象繁杂的教学内容产生浓厚兴趣并加以充分吸收,如何调动学生的热情和积极性,如何更进一步提升水力学的教学质量,是一直以来高校水力学教学研究的重点,也是土建学科教师共同面临的教研问题。

(一) 培养目标定位

通过课程的学习,学生需要了解和掌握水力学的基本原理与实际运用,最终形成扎实的理论知识和应用能力。结合工程实际问题简化分析水力学问题,并具备常规实验动手能力,主要包括水静力学分析计算与水动力学三大典型方程的灵活运用、水流形态的判断及其沿程和局部水体损失的确定计算,注重学生面对实际水力问题的分析计算能力和基本实验动手能力培养,为后续相关专业课程的学习奠定良好基础。

(二) 理论教学部分

水力学的理论教学用时占到本课程总学时的70%,主要是传统“粉笔+黑板”板书教学和多媒体讲解及展示教学相结合,并辅以一定的讨论和检测习题来巩固完善水力学教学。刚开始,必须掌握静水压强、静水总压力计算分析和水动力学三大基本方程,只有精通水静力学和水动力学的基本知识,才能在后续水头损失、有压管道、明渠恒定流、堰流、渗流等内容学习过程中游刃有余,水到渠成地完全掌握各种典型实际水力分析工程运用。水力学教学本身抽象性和理论性很强,有较多的计算方程及其附属的方程运用条件,再加之实际环境类型的差异及水质条件参数的变化,使水力学讲解授课和学习掌握存在相当难度,对工程力学、大学物理、高等数学微积分等基础知识储备有一定要求,这就需要学生在平时掌握过程中清楚各个方程的详细推导过程,包括等式方程的等效替换、适度变形和方程使用前提及在该条件下的参数确定,遇到与之对应的具体水力学问题,可以按照等式方程形成原理,写出适合实际问题的水力学方程。

此外,水力学教学课时相对紧张,在理论教学部分要针对给排水科学与工程培养计划量体裁衣,有别于土木工程、水利水电工程等专业的水力学教学,重点突出水动力学中的“水头损失”、“有压管道”和“明渠”相关分析计算,让学生掌握与管道、明渠相关的水头损失及水流形态判断确定及分析计算,而堰流部分多是水利水电工程为主要教学内容,渗流多是岩土工程岩土水力学的主要研究内容或是地质工程、地下水科学等专业的教学重点。鉴于此,课堂授课的例题讲解,要多以市政管道、室内管道、水泵站、大坝修筑、自来水厂、污水处理厂等为主,让学生更关注本专业领域所涵盖内容,培养学生结合实际问题的分析能力。

(三) 实验教学部分

实验教学是水力学授课的重要环节。水力学的实验教学用时占到本课程总学时的30%,主要在实验室通过水力模型模拟实际工程中的现象,基于化学试剂在水中呈现的不同颜色,来清晰地观察不同外部因素驱动下的水流形态及所形成的水力现象,对课堂理论教学起到补充作用。学生通过动手实验和观察实验,并结合课堂理论知识,使整个水力学的学习变得轻松。实验教学能让学生动手参与并思考问题,积极性显著提高。

值得重视的是,指导教师的水力学实验选择和教学安排对水力学教学效果影响较大。水力学实验的典型性是实验选择的一个重要方面,而水力学实验的全面性更值得思考,要选择能反映多个水力学知识点的综合性实验,特别重视涉及核心知识点的实验。例如,雷诺实验中层流和紊流形态的观察区分,阻力实验中水损的形成,及阻力存在下对水流形态的作用影响。教学中可以让学生观察具体的实验装置和器具,回忆并讲解理论知识,查漏补缺、强化理解,也可以让学生结合生活实际工程中的水力现象,来分析其涉及的水力学知识,如泵站水泵的吸水管路、压水管路设置安装、室内用水器具的管道衔接及其水力成因,将抽象空洞的理论知识与生活生产实际紧密结合,让学生意识到水力学知识对社会发展的巨大贡献。

二、提升教学质量探索

(一) 强化基础课程教学

学好水力学需要掌握好工程力学、大学物理、高等数学等基础知识,否则在水力学学习过程中容易发生概念模糊,公式记忆不清晰等现象。例如,研究液体黏滞性、牛顿内摩擦定律、真空度等知识会涉及大学物理的相关知识,讲解静水压力、液体平衡微分方程、静水总压力的分析计算会涉及高等数学中的微积分原理,水静力学中具体水工构筑物受力分析会涉及工程力学的力学分析内容。如果高等数学、工程力学、大学物理等基础知识掌握不到位,在分析具体水力问题时就会力不从心,感觉找出解题思路却难以继续计算下去而不了了之,更多的时候甚至会对整个题目无从下手,这样发展下去会极大地消弱思考热情,教学成果大打折扣。因此,授课教师在课堂应根据学生的知识接受情况,决定是否需要温习回顾以前的基础课程内容。在合理控制教学进度的同时,让学生理解知识点。

(二) 激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师。在学生刚刚接触水力学课程的时候,就要突出水力学课程在整个专业领域的核心地位,要让学生明白学好水力学的重要性和必要性。事实表明:(1)水力学是后续专业课的重要基础,不学好水力学,后续的相关专业课(给水排水管网系统、水质工程学等)和课程设计(水泵站设计、自来水厂和污水处理厂设计等),甚至包括毕业设计都很难顺利通过,即使在后续学习过程中,通过一定途径弥补以前水力学的弱势,也会消耗大量的宝贵时间,因此,在初期学习过程中,掌握好水力学知识显得尤为重要。(2)相当数量的高校在本专业研究生初试时就考查水力学,基于考取研究生的高难度要求,如果想在本专业继续深造学习,就应该不遗余力地学好水力学。(3)毕业后如果直接参加工作,施工单位、设计单位、自来水厂、污水处理厂等都不可避免涉及水力学知识。换言之,只要从事“水”相关的工作,水力学内容就必不可少。另外,水力学教学中知识本身的丰富性及其与工程实践的联系性将促使初学者高度关注,极大地增加了初学者的学习兴趣,引导并不断培养学习兴趣对水力学讲授至关重要。

(三) 创新课堂教学方法

水力学课程理论性较强,概念理解困难,公式计算较为复杂,单一选择“粉笔+黑板”传统教学模式势必会降低教学效率,教学内容易受限制。与此同时,仅仅采用传统的多媒体教学,学生可能跟不上教学进度,课堂学习难度加大。板书教学与多媒体教学结合,教学效果显著[1-2]。在公式推导与理论分析方面,板书教学具有无可替代的教学优势,其讲解速度较慢,推导过程清晰,使学生紧跟教师思路而不落后,较为容易掌握。在水力学作用效果及实验现象描述方面,多媒体教学更加直观、深刻、形象,使学生迅速洞察其中奥秘,明白变化流程,加深对知识的理解。课堂上例题分析与小组讨论结合有助于进一步提升教学质量,例题与习题讲解是强化理论知识掌握的重要方法,小组讨论便于发现知识体系中的新问题并进行探讨归纳。如在水静力学和水动力学知识掌握中,可让学生总结比较“静”与“动”分析中的异同点,巩固基本理论。

创新教学模式助力教学效果提升。有学者提出“三合一”分层教学模式[3]。第一,结合具体工程实践实例、生产实际讲授知识点,将课堂抽象的水力学理论分析结合具体工程实践,如水体动静结合的水力作用下大坝的建设施工。第二,自主学习课堂教学模式下的水力学教学探讨,教师定期设置教学内容,让学生自主探讨完成,并及时对疑难问题答疑和详细讲解,增强学生自主学习意识。第三,构建师生互动的启发式课堂教学,教师提出问题,或是给出部分引导条件,激发学生自主探索思考。

利用多媒体平台优化教学方法,通过动画视频展示让复杂的问题通俗易懂,尤其是在讲解复杂水力学现象的动态成因和静力分析、“动”与“静”耦合体系在复杂水力条件下的形成过程及水力分析时,通过多媒体演示,使学生豁然开朗。此外,针对个别基础薄弱的学生,可结合学生个体实际制定有效的学习计划,帮助学生巩固掌握水力学知识。

当前混合学习和移动学习日益快速发展, “微课”教学模式已成为当前我国教育信息化资源建设的重点和研究热点[4],涵盖了从中学到大学的整个教育历程[5]。“微课”的优点表现在:教学时间较短,教学内容较少,资源容量较小,资源组成/结构/构成情景化,主题突出等[6-9]。“微课”不同于一般单纯知识性的传统视频演示,而是模拟一对一的教学情景,针对一个很小的知识点,进行讲解。讲解具有“启惑”作用,既注重教师的教,更注重学生学习,区别于一对多课堂教学。“微课”教学模式可帮助教师拓宽教学技能,深化教学实践[10]。“微课”是一种很好的辅助教学模式,对教学重点或难点,可采用录制“微课”的模式进行讲解。“微课”应用于给排水专业水力学课程是一种新的教学模式。

(四) 提高学生动手实验能力

为促使学生更好理解理论知识,加强实验教学显得尤为重要。尽管学生在课堂上已经掌握了水力学理论知识,但是在学习初期学生可能产生许多疑虑,即并不确定这些理论知识是怎样运用于实际生活生产,甚至会怀疑这样复杂的理论知识在实际情况下是否有效。水力学实验正是将理论与实践工程结合的实验探索,而实验参数的调整和不确定性正是实际水力现象的可能变化途径。直观的动手操作实验能让学生很快明白实验方法步骤及其与实验相关的理论知识分析,实验所引发的新问题必然引起学生的积极思考,以期运用所掌握的相关理论知识解决实际水力学问题,动手实践可显著提升学生自主思考的能力。

不同于一般的物理化学实验,不同的水力学实验需要相对独立的实验仪器。“先教师示范、后学生模拟”是水力学实验的通用流程。一般情况下,在进入水力学实验中心后,教师先讲授实验背景、实验核心理论、实验流程,紧接着教师会示范模拟并讲解,其次是学生动手实验并观察记录,而后是教师指导实验并解析实验中的问题,最后归纳总结、整理仪器、离开实验中心。实际教学中,可分小组实验,但各组进行的试验一般相同,而实验最终结果差异较大,甚至部分小组实验难以完成,针对这些差异的讲解也是实验教学的重要组成部分,会让学生直观地认识到外部因素对实验的偶然性影响和理论知识对实验指导的必然性作用。实验完成后,教师要督促学生及时完成实验报告书并批阅反馈,不仅让学生明白实验报告所涵盖内容,而且培养学生对实验现象、实验数据处理的能力。

(五) 引导大学生自主创新

随着社会和科技的发展,知识创新已成为各行各业不断发展的动力。当前大学生的能力评估已经不单纯依赖于考试成绩,大学生知识创新活动是另外一种展示大学生风貌和知识水平的方法[11],也能一定程度反映高校的人才培养质量。在水力学的教学过程中,激发学生以水力学知识进行自主创新是课堂教育与实验室教学的升华。因此,应当积极引导学生参与各项竞赛活动或一些社会团体举办的具有开发大学生自主创新能力性质的活动,如“全国大学生挑战杯”“中国给水排水杯”“力诺瑞特杯”“大学生节能减排社会实践与科技竞赛”等。大学生参与这些竞赛将有助于提高大学生专业知识水平、动手能力、自信心与自主创新能力。大学生自主创新的方法不局限于各种竞赛,由于各方面条件限制,大学生也可以通过撰写论文、申请发明专利或实用新型专利等形式体现自身的自主创新能力。当前,大学生在自主创新过程中可能遇到诸多问题,例如,普遍缺少科学精神,教育体制存在缺陷,创新平台有待搭建,缺少自主创新能力等级评价体系等[12]。因此,在创新的过程中,学校和教师需要加强科学精神的宣传工作,积极为学生搭建各项创新平台,不断提高学生自主创新能力。应以学生为主,教师为辅,积极开发学生的创新能力,只有这样,学生的自主创新能力才能提高。

三、结语

水力学是一门理论性较强的专业性基础课,对本科生后期学习相关专业知识影响很大。在传统的教学基础之上,在教学过程中激发学生学习兴趣与提高学生专业知识水平是一项重要课题。充分利用当前信息化技术优势,采用多元教学模式,如自主互动、“粉笔+黑板”教学方式、视频动画等多媒体,甚至新型的“微课”教学模式。教学规律与专业化人才培养需求相结合,传统教法与新形势下现代教法并轨,将学生能力素质培养放在首位,有针对性地设计教学内容,积极推动和引导学生参与社会实践,提升学生自主创新能力和专业知识水平。

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第2篇:水力学实验报告范文

关键词:土木工程专业;实验教学;创新训练

中图分类号:G642423 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0114-04

伴随着知识经济时代的到来,在综合国力竞争中,创新性人才被越来越多的国家视为战略性资源和决定性因素。创新性人才是在先天禀赋、后天环境、教育影响和个人努力中成长起来的,其中教育的作用集中体现在促进学生的创造性发展上。创造性发展,在掌握大量理论知识的基础上,通过实践才能真正实现[1]。

高校实验教学在创新性人才培养中的作用,主要是促进大学生创造性的发展,形成大学生创新能力。实验教学在激发学生创新意识,拓展学生创新思维,增长学生创新技能,涵养学生创新品格等方面的作用,是其他任何教学形式所不能替代的[1]。

东南大学土木工程实验教学中心现有专职人员34人,实验用房面积12 000 m2,面向全校18个专业,每年为3 000余名在校生开设10门实验课程,并于2008年底被评为国家级实验教学示范中心建设单位。

一、实验教学改革与体系建设

(一)实验教学改革思路及方案

土木工程实验教学平台属于校级大类学科基础实验平台,主要面向全校的工程建设类本科专业。改革思路是:根据土木工程领域创新性人才的整体培养目标确定了实验教学体系在培养过程中的总体功能要求;通过功能分析确立了系统内部的层次结构和组成要素;由总体功能目标对各层次结构和组成环节提出子功能要求;根据子功能要求确定外部环境(理论知识基础和实验条件),进而制订各实验环节的教学大纲。

(二)实验教学体系建设

以创新意识激发为先导,以创新思维拓展为重点,以创新技能培养为主线,以创新品格形成为目的,紧密结合土木工程实际和卓越工程师培养的要求,东南大学土木工程实验教学中心构建了课内外一体的实验教学体系:(1)课程教学体系。按照公共基础实验、专业基础实验、专业实验三个模块构建实验教学课程体系。(2)课外创新训练平台。通过大学生创新实验计划、教师科研项目、学科竞赛等多种渠道开展学生的创新性训练,构建开放、创新的大学生科研训练平台。(3) 实验项目层次。按照基础型实验提高型(综合型、设计型)实验研究型、创新型实验三个层次建设实验内容。

1. 三个模块的课程教学体系

根据专业教学的整体培养目标,确定土建类专业的实验课程体系由三个模块组成。第一模块(基础实验模块)包括工程力学和水力学课程实验,面向土建类专业和其他工程建设类专业实验教学。该模块侧重训练学生专业素质所必须的力学类核心基础课程的相关知识、基本方法、基本技能,为专业学习和专业实践训练奠定坚实基础。同时,该模块教学内容也是机械动力、材料化工、交通类相关专业基础实验课程体系的重要组成部分。第二模块(专业基础实验模块)包括土力学实验、土木工程材料实验、工程结构设计原理实验,面向土建类专业和其他工程建设类专业实验教学。该模块通过规范、系统的基础课程实验训练,让学生养成严谨、细致的科学工作作风和科研动手能力;通过进一步掌握实验设计、装置准备、数据采集、结果分析等方法,了解科学创新的基本过程,增强工程创新意识。第三模块(专业实验模块)包括土木工程结构试验与检测、路基路面试验检测、地下结构工程试验检测、现代施工技术与预应力技术实验、土木工程拓展实验及工程信息管理实验等,面向土建类专业实验教学。该模块通过专业课程实验、大型综合实验、课程设计等综合实践环节,注重培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力,从而增强综合判断意识与能力,增强工程与技术素养 [2]。

2.课外创新训练平台

课外科研训练环节的设立主要是为了培养学生主动发现问题并运用所学知识自主解决问题的能力。这些实验或实践没有特定的对应理论课程,但是在实际操作过程中可能运用到学生所有学过和没有学过的课内、课外知识。实验中心不为学生完成课外科研训练设定具体的实验项目和大纲,允许学生充分发挥其主观能动性,自主提出实验项目,制定实验方案和目标,利用实验中心的实验设备和师资力量开展实验研究。

课外科研训练环节,强调学生是主体,是研究课题的实践者。实验中心在其中的主要作用是为学生提供开放的实验环境、实验设备,在学生的实践过程中提供相应的技能指导和理论引导。

3. 三个层次的实验项目

每一门课程的实验教学项目按照基本型、提高型(综合设计型)和创新型的三个层次进行分类与建设。其中,基本型实验是实验课程的基础,所有学生必须完成;提高型(综合设计型)实验的内容适当超出大纲的要求,学生应在教材基础上参考其他资料,可以在开设的范围内限定选择完成部分项目;创新型实验项目中,学生的自由度和知识综合程度更高,学生可以某一主题为背景,自主设计实验方案和实验目标,并进行实验,这一类实验多为自由选做实验,适合学有余力的学生进一步研究和探索。

二、 实验教学方法与手段

中心提出了“以创新意识激发为先导,以创新思维拓展为重点,以创新技能培养为主线,以创新品格形成为目的,紧密结合土木工程实际和卓越工程师培养要求,构建课内外一体的实验教学体系”的建设目标。为实现这一目标,主要采取了以下实验教学方法和手段。

(一) 实验教学体系渐进化

每一个实验科目,要求学生完成必做基础实验内容外,结合理论课程的教学内容,利用实验中心开设的选做实验项目,由学生按照自己的兴趣和能力选做一部分难度较大的实验来提高学习能力和实验动手能力。在此基础上鼓励学生将实验室内所学基本技能应用到实际工程中,解决实际问题。例如:斜拉索是斜拉桥一个十分重要的组成部分,其受力状况和承载能力直接影响整桥的安全储备。对于斜拉索索力的测量现在最常用的是频率法――基于索力和索振动频率之间存在的对应关系进行测量。首先在本科阶段第一层次工程力学基础实验中开设振动基本参数的测量原理实验,使学生掌握基本的振动参数测量技能;然后在第二层次综合设计型实验中,让学生采用前面所学的基本振动参数测量技能测试拉索中的拉力与其频率之间的关系,让学生自己通过分析找出索力与索的振动频率之间的关系;最后,在第三层次创新研究型实验中,让学生在实际工程中,采用前面已分析总结的索力与索自振频率之间的关系来分析斜拉桥斜拉索的索力,从而掌握斜拉桥健康评估的基本方法。在整个实验教学体系的建立中,均按照基础型实验、提高型(综合设计性)实验和创新型实验的模式组织实验项目,而整个实验教学过程也体现由基础到提高再到综合创新的训练过程,最终目的是让学生掌握如何应用课堂所学方法来解决工程中的实际问题。

(二)课外创新训练途径的多样化

实验中心为学生进行课外创新训练提供了很多途径。

(1)在实验中心参加自主立项的国家级、省级、校级及院(系)四级大学生创新性实验计划项目。近两年,通过学校及学院专项经费资助,学生自主立项课外科研项目130项,年均60项以上。这些项目包括院级和校级101项,国家级大学生创新性实验计划项目20项,参加自主立项课外科研项目的研究人员约500人次。实验中心通过安排教师进行指导,开放实验场所、设备,为这些课题的研究提供了平台。

(2)利用实验中心的实验条件参加国家级、省级、校级结构设计、力学等学科竞赛。学校开展一年一度的力学竞赛、材料力学实验竞赛、结构设计竞赛、结构创新竞赛等学科竞赛活动。其中,材料力学实验竞赛、结构设计竞赛、结构创新竞赛由学生自由组队并提出设计方案,实验中心组成专家委员会,面向所有参赛者对所有方案进行评选,选择创新性较强的方案进行重点资助,对完成情况较好的命题推荐参加省、地区和全国比赛。通过点评,所有参赛学生了解自己与他人方案的优点、缺点和改进方向,不仅有利于提高学生的方案设计水平,而且很大程度上激励了他们的学习兴趣。

5年来,获得省部级以上各类竞赛奖励的150人次,其中国家级的力学、结构设计大赛一等奖10余人次。

(3)鼓励学生在实验中心参与研究生实验和教师的科研项目。土木工程学院教师每年完成国家、省部级科研项目数十项,同时很多教师参加了国内重点工程的科技攻关。每年约有80名以上的研究生在实验中心开展科研实验项目。实验中心鼓励本科生参加实验中心的研究生实验项目,实验中心在开放式管理平台中每周公布下周将要进行的研究生实验项目名称、目的、方案和本科生参与需求,学生自由报名参加。由于这些实验研究本身具有创新性,开拓了学生的视野,提高了学生解决实际工程问题的能力。

(三) 实验教学手段的多样化

针对不同层次的实验内容采用不同的教学组织形式、教师指导方式和不同的考核办法。

基本型实验,学生通过课程网络平台选择实验时间,分组,并预习实验指导书内容。学生在预习基础上独立操作,完成实验报告。教师完成实验准备工作,实验过程中不讲解,仅答疑。根据实验报告的完整性、数据的准确性和结论的合理性评定学生成绩。

提高型实验,学生首先根据选定的实验项目提交相应的实验方案,包括试件(样)设计、测试参数、测试方法和测试手段;经指导小组审查通过后预约实验时间,自行进行实验准备和实验操作,并完成分析报告,教师提供试验设计指导。根据理论分析的正确性、实验方法的先进性和实验数据的可靠性评定学生成绩。

创新型实验,学生提交申请报告,通过答辩确定是否立项。同意立项后实验室根据项目要求提供实验条件及安排指导教师,学生自主完成实验后撰写研究报告。根据研究成果的创新性、科学性和实用性评定学生成绩。

(四) 实验课程管理的开放化

实验中心实现以学生为本的开放管理制度。每一门实验课程均安排必做实验项目和选做实验项目,便于学生按照自己能力、兴趣和目标自我调整。实验室全天向学生开放,学生可以在允许的时间范围内通过网络系统向实验室提出预约和申请,自由选择时间进行课内实验和自主实验。同时,制定完善的校内和校外开放制度,承接跨专业、跨学科和跨学校学生提出的实验申请。

三、 平台发展规划

(一)国际化土木工程本科实验教学创新平台的建设

坚持开放办学战略,不断加强国际合作与交流,努力提高国际化办学水平是东南大学十二五期间的重要发展战略。在十二五期间,将努力推进国际化土木工程本科实验教学改革。

在条件相对成熟的材料力学、结构力学、水力学、结构设计原理实验等实验课程或实验项目中有选择地编写双语实验教学大纲、双语实验指导书、双语实验教材等,争取开设10~15个双语实验教学项目。

与国外知名大学合作,有计划选聘国外大学教师参与本科实验教学,同时选派具有博士学位的年轻教师去国外大学进行短期培训和进修。

(二)坚持课堂教学与工程实际紧密结合

目前,教育部要求“面向工业界、面向世界、面向未来,培养卓越工程师后备人才”,并于今年启动了“卓越工程师教育培养计划”。该计划具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。因此有必要拓宽视野,寻求合作,深化与科研、工程、社会应用的联系,完善工程实践国际化人才培养环境。

(三)创新实验课程开放管理模式

实现实验教学日志、实验时间、实验项目的远程登记,采取现场刷卡(校园一卡通)的开放实验室管理模式。加强资源共享,建立开放的实验中心设备动态管理系统,让学生实时掌握实验室设备的使用情况,方便实验设备的开放。网上提供实验中心主要设备的性能指标、使用说明书、操作手册等,方便学生使用。提供现场答疑、网上答疑、电话答疑等多种渠道,及时、准确地回答试验中学生遇到的各种问题。

平台建设的目标是:通过对现有实验教学体系的改革和创新,以创新意识培养为先导,以学生能力培养为主线,以加强学生设计能力培养和工程实践训练为重点,构建课内外一体的创新型国际化土木工程本科实验教学平台,满足学生自主研学和创新实践的需求。

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Construction of experimental teaching innovation platform of civil engineering for undergraduate

XU Ming, ZONG Zhouhong, XIAO Shizhe, QIU Hongxing, WU Jing

(College of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, P. R. China)

第3篇:水力学实验报告范文

【关键词】 实践教学 科技创新 质量控制 水利专业

Scientific Innovation and Quality Control in Practice Teaching of Hydraulic Engineering

Zhu Honggeng Wang Jianjun

(College of Hydraulic Science & Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225009)

【Abstract】 The position of practice teaching is improved through revising teaching plan and distinct results in practice teaching are achieved by taking following measures as enhancing transverse connections between courses, devising open experiments and initiating scientific innovation and full-process quality control.

【Key words】 practice teaching scientific innovation quality control hydraulic engineering

实践教学是水利专业大学生巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是课堂理论教学的重要补充,是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台[1,2],在实践教学环节中,我们通过修订教学计划,增加实践教学课时,加强课程之间的交叉和融合,倡导科技创新,在实践教学设计、组织、实施、评价等过程中,尊重客观规律,充分发挥广大师生的主观能动性,积极参与教学实践[3,4],在实践中加深理解理论知识,提高了认识问题、解决问题和动手能力,取得了良好的效果,深受学生的欢迎。

1 修订教学计划提高实践教学地位

从修订教学计划和教学大纲入手,在保证主要理论教学内容不减少的前提下,大幅度提高实践教学环节学分,增加课程教学中的实践教学课时。以《水泵及水泵站》课程为例,原实验教学时数为8课时,包含在48个教学总教学课时之中,实验成绩仅占课程总成绩的10%,往往给学生造成实验教学不十分重要的感觉。新教学大纲修订之后,实验课学时增加到16学时,并从《水泵及水泵站》课程中独立出来,成为一门单独开课和独立记分的课程,提高了实验教学的地位,体现了实验教学的积极性,也改变了学生对待实验教学的态度,教学效果也得到了明显的提高。

2 加强课程之间的横向联系促进实践教学有机结合

通过加强教学团队和课程群之间的合作,重视不同课程之间任课老师的交流,把不同课程的实践教学有机联系起来,促进实践教学有机结合,提高实践教学质量。以农业水利工程专业为例,在过去的教学实践中,教学实践的安排经常是由教研室为单位进行组织和实施,指导教师的研究方向比较单一,使得实践过程中的教学内容和指导过分针对某一具体课程,而忽视了该专业中不同课程之间的内在联系。针对上述问题,我们在新教学计划的框架内,在制定教学大纲和安排实习计划的时候,就考虑到实践教学内容的前后呼应和上下衔接,由不同课程教学的教师承担实践教学。

在综合实习教学环节中,我们改变了以往按教研室承担实习的模式,而是先组织农田水利教研室、水工结构教研室、施工教研室、水泵及泵站教研室的教师带队开会,撰写实习指导书,联系实习地点,明确实习内容。在实习过程中,把学生分成数个小组,由不同课程的教师带队实习,轮换交叉给学生讲解和指导,如农田水利教研室的老师带领同学们参考农田水利设施,讲解农田水工建筑物的组成和设计要求,水工结构教研室的老师对照实物,组织大家分析设计田间水工建筑物的要点和注意事项,施工教研室的老师讲解田间水工建筑物的施工特点和步骤,水泵及泵站教研室的老师则在泵站现场,讲解灌溉泵站和排涝泵站的布置特点,灌溉渠道和排涝渠道如何与在灌区田间建筑物的衔接等问题,具有实习时间紧凑、课程前后呼应,内容丰富多彩、涉及知识面广,知识点联系多等优点。

3 开放性实验设计,培养创新性人才

通过开发了网上实验教学预约平台,改变过去同一班级同一时间做相同实验的传统,学生可根据教学内容,结合自己的时间安排,自行选择实验时间和实验内容。实验指导教师根据预约情况,提前准备实验设备和器材,把实验方法和注意事项做成网页文件,供学生提前熟悉和预习,使得学生的时间和实验室资源得到充分利用。重视学生接受能力和动手能力的差异,允许学生重复以前的实验,探索未搞清楚的问题,提高实验教学和理论教学的效果。

利用国家精品课程《水泵及水泵站》及国家优秀教学团队的学科优势,我们率先开展开放性实验设计和实践教学尝试,学生可结合课程教学和科研兴趣,可不局限于规定的实验内容,开展开放性实验设计。实验室提供实验需要的器材和设施,部分实验装置由学生自己搭建,自行安装和调试,在保证实验设备和人身安全的前提下,指导老师仅需总体把握,在必要的时候指点一下即可。在实验老师的指导下,学生可自行设计实验,根据实验目的,编写实验方法和步骤,提交指导老师审核。实验结束后撰写实验报告,对实验设计和实验结果进行总结。学生们在设计开放性实验的过程中,应用了已学知识,十分有利于提高学生的动手能力和独立工作能力,提高分析问题和解决问题的能力,培养学习兴趣和科研兴趣,锻炼自己的科研能力和工作能力。

4 结合工程实践倡导科技创新

理论联系实际是实践教学的重中之重,否则实践教学就变成空谈。针对我们学院水利水电工程、农业水利工程、水文水资源工程等不同专业的特点,利用在科研中建立起来的联系和校友资源,在省内外20多家水利工程管理处、机电设备制造厂商、设计研究院、水建公司建立了实习基地。可根据不同的实习目的和需求,选择不同的实习基地,开展实践教学活动,让学生身临工程现场,看到真正的项目设计、施工过程、机电设备的制造及水利枢纽的运行,了解专业需求,激发学习热情。

除了理论联系实际,结合工程进行实践教学之外,我们还特别强调和倡导科技创新[5,6],取得了不俗的成绩。例如:“水下机器人”的科研项目,就是在了解了闸站工程检修的实际需求后提出的,获得了江苏省教委大学生创新项目立项和学院配套资金的资助,取得了全国大学生科技竞赛二等奖的好成绩,并获国家专利授权。“新型闸首结构系统”科研项目,也是同学们根据水力学和水工建筑物等课程的相关知识,结合工程实际需求提出的,达到减小闸孔绕流水力损失的目的,其成果获得了首届全国大学生水利创新设计大赛一等奖的表彰。

5 全方位介入管理保证实践教学质量

引入ISO9000质量管理理念,把与实践教学相关的所有资源和活动作为过程,进行质量控制与管理[7,8]。(1)院教务部门提前把实践教学任务下达到各个教研室,协调教学与科研的关系,安排经验丰富和责任心强的指导教师,从精力、质量和时间上保证实践教学的正常进行。(2)实习指导老师对实习路线、实习地点和实习内容进行讨论和优化。(3)提前印发实纲、实习指导书、工程说明和图纸等资料,提前消化,避免盲目参观和实习。(4)实践结束后,要求提交详细的实习报告,由不同课程的带队教师批改,分别给出成绩,加权评分,给出总成绩。(6)将实践教学中所有的相关信息资料都存储在数据库中,为后期的质量跟踪、信息反馈、后期改进、满意度调查等信息化管理提供便利。

6 结语

在长期的教学实践中,我们深深地认识到理论是基础,实践出真知,课堂教学与实践教学互相依赖,缺一不可,今后还将继续坚持下去。通过实践教学,在实践中开展研究性教学,开阔了学生的视野,提高了学生的动手能力,开拓了学生的创新精神,有利于提高教学质量和培养社会需要的复合型人才。

参考文献:

[1]孙向军,艾晓杰.加强实践教学体系建设培养创新性工程技术人才[N].联合时报,2012年6月1日.

[2]屠萍官,张荣庆,王喜忠.研究型大学实践教学体系的改革与创新[J].实验技术与管理,2005(1):1-4.

[3]郑春龙,邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究,2007(4):85-86.

[4]张欣韵.地方本科院校实践教学体系构建刍议[J].扬州大学学报(高教研究版),2013,17(1):84-87.

[5]何康民.论高校学生创新精神与实践能力的培养途径[J].江汉大学学报,2008,25(1):90-92.

[6]黄丽敏.高等工科教育实践教学改革浅析[J].黑龙江科技信息,2012(18):216.

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