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水力学实验报告范文1
关键词：水力学;教学改革;水文气象
水文气象学是研究水圈与大气圈界面上发生的物理规律、过程及其演变规律的一门学科。它既是应用气象学的一个分支，又是水文学的重要组成部分。目前大气、陆地和海洋水分循环系统综合模型的研究，使水文气象学的发展受到了广泛重视[1]。2011年6月南京信息工程大学率先成立水文气象学院（以下简称“我院”），并于同年进行大气科学（水文气象方向）本科专业招生，为解决洪涝、干旱、台风、山洪、泥石流等极端水文气象事件培养复合型人才。水力学是高等工科院校不少专业特别是水利类专业的一门重要技术基础课。笔者借鉴已有的教学手段，结合水力学课程特点，积极探索理论学习和动手实验相结合、多种教学手段并存的教学模式，力争取得水力学课程的最佳教学效果。
一、根据课程特点，确定教学主线
1.水力学课程特点
水力学课程具有概念多、公式多、推导多、计算难的特点。其研究内容包括“水静力学”和“水动力学”;研究方法主要是利用物理学和理论力学中相关的运动规律和原理，运用高等数学中的积分、求导等计算方法，推导水力学公式，用于挡水、输水及泄水建筑物的计算和设计，具有较强的工程实践性。
作为一门应用范围相当广泛的技术基础课，水力学教材种类繁多。但目前不同机构或部门组织编写的教材基本上是采用20世纪50年代前苏联洛强斯基的课程体系框架[2]，在很大程度上能够满足目前水力学教学的需要。对于水文气象学这个新兴的专业，没有经验可以借鉴。为了较好地保证教学工作的顺利进行，分别以吴持恭主编，高等教育出版社出版的《水力学》（第4版）教材（国家级精品教材）和赵振兴等主编的《水力学实验》作为课堂教学和实验用书。
2.确定教学主线，探索“教―学―做一体化”模式
水力学基本原理、工程应用和水力学实验是该课程的三大组成部分。基本原理和理论是课程的基础，工程应用是基础的应用和体现，水力学实验可以验证、加深和巩固理论课所学知识，三者相辅相成，是一个不可分割的整体。
教学方法或手段是教师向学生表达教学内容、传授课程知识的途径。在理论性和实践性较强的水力学课程教学过程中，坚持启发式教学，重点讲清基本的概念、原理和方法。根据教学内容，分阶段进行课堂总结，将相关内容连贯起来，变零散知识为整体知识，提高学生综合分析问题的能力。
由于水力学涉及高等数学、大学物理、理论力学等知识，理论推导复杂、概念和方法多且易混淆，学生普遍反映这是一门难学的课程。为了充分调动学生的积极性、主动性和创造性，我院成立了水力学兴趣小组。按照教学进度，安排小组成员参与实际工程设计，使学生变被动为主动，极大地提高了其学习兴趣和解决问题的能力。
水力学试验是揭示水流运动规律的一种重要手段。通过观察水流的静止和机械运动现象，了解水流运动的一般规律，学会量测水力要素和使用基本仪器的方法，掌握基本的实验技能;培养学生分析实验数据、整理实验成果和编写实验报告等方面的能力以及良好的实验室工作习惯和科学素质，为今后的工程设计和科学研究打下必要的基础。
二、水力学课程建设与实践
1.教学内容灵活化
基于“教―学―做一体化”教学模式，应针对不同内容，采取不同的教学方法。如三大方程是重点，应详细讲解。另外，我院购进了全套的水力学实验设备，每套设备有2台仪器可供使用，一次实验安排2～3个实验内容，保证每个同学均有机会动手操作。课余时间，实验室对学生开放，鼓励其进行创新性实验研究。
2.教学手段多样化
多媒体可将水力学中很多难以用语言表达清楚或学生很难理解的水力现象展示给大家，把抽象、难懂的问题变得直观、易懂，因此其成为水力学课堂教学中的重要手段。但由于该课程自身的特点，全部使用多媒体并不能达到较好的教学效果，因此，采用多媒体和板书相结合的授课方式，可大大提高教学质量，达到事半功倍的教学效果。同时在教学中鼓励学生参与教学，在课堂上采用学生讲课、讨论、提问等方式，从而增强学生的参与意识，活跃学习氛围。
参考文献：
[1]尹义星.普通水文气象学课程探究式教学模式探讨[J].安徽农业科学，2013（27）.
水力学实验报告范文2
关键词：双语教学；SPOC；教学模式；流体力学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0249-02
一、引言
随着全球经济一体化的不断发展，对复合型人才的需求越来越大，高等教育的国际化也逐渐成为发展趋势。国内高校如何实现人才的国际化提高教育的国际竞争力，引起广泛的思考。双语教学被认为是高等教育国际化的重要内容。流体力学课程是能源动力类专业及机械类部分专业的专业基础课，具有较强的工程性、技术性和实践性，课程基础知识与生产生活实际密切相关，除流体力学的基本理论和方法讲解外，还需注重实验测试、工程应用等实践教学。双语教学可以使学生具备一定的专业英语技能，采用原版教材接触国外最新的专业知识，使在人才培养上与国际接轨成为可能。但是流体力学双语教学存在一些问题，实践教学部分如何体现双语授课及其意义与价值，还需进一步思考，流体力学双语教学模式仍处于探索阶段。
二、流体力学课程双语教学现状
1.教学目标不够清晰。流体力学课程本身概念多、专有名词多、流动原理复杂，用中文教学时部分学生尚且不能很好地完成该课程的学习，双语教学时通常引进原版的英语教材，学生英语水平参差不齐，对于英语水平不佳的学生来说，学习难度将进一步提高，流体力学双语教学往往变成了专业外语课，专业词汇及专业术语的解释占据了课堂大部分的时间，忽视专业知识的讲授，与双语教学实施的初衷大相径庭。
2.缺乏专职的双语教学师资。双语教师既要精通专业知识，又要有较高的外语水平，能流利地应用外语讲授课程。目前，担任双语教学的教师主要是外语水平相对好的专业课教师，没有受过系统的语言教学方面的训练，遇到突发事件时，很难用英语准确、充分地表达自己的想法。另外，承担双语课程的教师一般比较年轻，教学经验不足，教学手段、教学方法和教学能力还需进一步完善。
3.学生接受度不佳。双语授课时，通常是教师用英文向学生传授知识，学生始终是被动地听讲、被动地接受英语和专业知识，师生之间几乎没有互动，学生的英语听说能力、英语应用能力依然得不到锻炼。双语教学过程中必然会涉及大量生僻的专业词汇，学生很容易由于一些句子没听懂，产生畏难情绪，影响课程双语教学效果。
三、MOOC模式与SPOC模式
MOOC（Massive Open Online Course，大规模开放式在线课程）模式将多种形式的数字化资源放在网上，学习者反复观看教学视频，理解课程讲授的知识。将MOOC模式应用到流体力学双语教学中，可以有效解决学习者由于英语水平不高而引起的学习困难的问题。然而，MOOC模式下的教学活动主要是以知识为中心的理解类活动，个性化学习和学习体验缺失，虚拟实验无法替代真实实验。流体力学课程除了要求学习者掌握基本知识点外，还要求学习者学会知识点的应用。MOOC模式下单一的线上教学不足以激发学生的热情，课程完成率不高的缺点亦广为诟病。流体力学课程双语教学的目的在于在讲授流体力学知识的同时，培养学生具有较强的英语应用能力，学生若不能有效地完成课程学习，则新教学模式的探索就显得毫无意义。SPOC（Small Private Online Course）是小规模限制式在线课程，其受众可以限制为在校大学生，设计和利用优秀的MOOC资源，克服MOOC单一的线上学习的缺点，实施混合式教学，将MOOC之所长与面对面教学融为一体，增加师生互动，激发学生的学习热情，提高课程完成率和学习成绩。因此，SPOC模式将更加适合流体力学双语教学，帮助教师与学生突破英语水平不高的限制，高效地完成流体力学知识的讲解与学习，同时提高教师与学生的英语听说能力及英语应用能力，实现教学相长的良性循环。
四、流体力学SPOC双语教学资源
1.流体力学SPOC双语课程教学视频。众所周知，看电影学英语是提高英语水平的一个好方法，通过视频看情节，重复听取单词，更加容易了解单词的发音及其用法，当然还能学到更加地道的生活化语言。受这一方法的启发，引进国外优秀的流体力学MOOC资源，根据国内大学生思维方式、知识结构的特点进行优化，编写双语教材，精心制作流体力学SPOC双语课程教学视频，让学生听英语学流体力学知识。
2.流体力学SPOC双语实践教学视频。流体力学SPOC双语教学开展3～4周后，学生对流体力学课程及专有词汇有了一定了解，此时可以开展流体力学SPOC双语实践教学。双语实践教学视频仅提供流体力学专有词汇的中文意思，要求学生逐渐适应全英语教学。在视频页面显示实验名称，提供英文版实验目的、实验原理及实验步骤、实验数据处理方法说明、实验报告撰写要求及思考题回答要求，这部分文本依然提供鼠标取词功能，帮助学生理解实验要求。流体力学SPOC双语实践教学视频可以不局限在本校流体力学实验室能开设的实验，可以是国外的实验装置、先进测量方法等的解说，让学生了解学科的前沿知识。
五、教学过程
1.课堂教学。流体力学双语课开课前，教师将每次课的授课内容、相应的教材章节、相关的双语课程教学视频列表发放给学生，让学生明确SPOC双语教学模式下教与学双方所需要的改变与努力，以期获得良好的教学效果，同时师生共同提高英语应用能力。课堂教学采用翻转课堂的讲学模式，要求学生课前观看SPOC双语课程教学视频，理解视频中的主要内容，思考教师前一次课布置的讨论主题。在课堂上，教师讲评教学视频中的重难点，不再讲解课程的全部内容，课前备课的精力不再集中在背熟讲稿，而是更专注于主题的设置、问题的解答及流体力学知识的应用方法，预估学生可能的回答内容并准备合理有度的评论。组织学生学习小组，一个自然班通常为30名学生，分成6组，每组5人，设小组长1人。每次课教师针对重点与难点准备30个问题，基本从易到难设置，分成五轮问答。每轮小组抽签得到问题，各小组派一名学生回答，若用英语回答正确得25分，用中文回答正确得20分，回答不完全正确，由教师酌情给分。每组各成员得分之和即是该学习小组的得分，多次平均后作为平时成绩。
2.实践教学。基于流体力学SPOC双语实践教学视频，实践教学改变了传统实验教学模式。按照原有的教学方式，学生进入实验室，教师针对实验台讲解后，学生立刻开始做实验采集数据，没有时间深入思考实验相关流体力学知识，很难将理论与实践联系起来。在SPOC双语教学模式下，学生在实验前先观看相关视频，进入实验室后，实验指导教师拿出测试卡要求学生答题，全部正确后，学生才进入实验室采集数据。学生仍以课堂学习时的学习小组为单位进入实验室，采集并整理数据，形成全英文的实验报告。流体力学SPOC双语实践教学视频要求每位学生均观看，测试卡答题可由学习小组派代表完成测试，实验操作、实验数据处理以及实验报告撰写等任务由学习小组自行安排分工，小组成员协同合作，培养学生的团队合作精神。在SPOC双语教学模式下，要求学生观看双语实践教学视频8个，学生学习小组根据各自的兴趣爱好选择2个，完成实验数据采集，整理分析形成英文实验报告。教师根据实验数据及思考题准确程度给分，两项实验平均分为各学习小组的实验成绩。
六、课程考核
流体力学SPOC双语教学采用多样化的考核形式，最终成绩由课堂平时成绩（40%）、实验成绩（20%）、学习小组组长打分（10%），学生自评分（10%）及期末考试成绩（20%）组成。其中课堂平时成绩及实验成绩占60%，大幅降低了期末考试成绩的所占百分比，鼓励学生在平时认真准备双语课程的学习，真正做到学以致用。其次，课堂平时成绩、实验成绩均是以学习小组为单位给出的团体得分，要想获得好分数，各成员必须共同努力。学习小组组长对各成员打分，占最终成绩的10%。学生自评分是学生对自己的评价，在学期结束时总结自己的学习成效，占最终成绩的10%。期末考试试卷设置50%的英语题量，占最终成绩的20%。
七、结语
流体力学SPOC双语教学新模式的关键在于优质的SPOC视频教学资源和师生之间的互动配合，学习世界一流大学的教学视频优化SPOC教学资源，可以快速缩小与世界一流大学教育水平的差距，教师备课的重点由知识传授转变为知识的深入理解与应用，学生从被动地接受知识转变为主动学习知识并尝试应用。并且，教师与学生的英语听说能力、英语应用能力都能得到锻炼。在流体力学SPOC双语教学模式下，教师有更多的时间准备创新性的教学设计与教学内容，学生以团队形式组队学习，在课堂上与教师互动，培养学生灵活应用知识的能力与创新能力。基于流体力学SPOC双语教学模式，可以形成优质的双语教学师资队伍，培养学生具备创新精神、双语沟通能力和团队合作能力，满足教育国际化的需要。
参考文献：
水力学实验报告范文3
我校给水排水工程专业实验教学主要是《普通化学》、《水分析化学》和《水处理微生物学》配套的基础实验以及为《水质工程学》配套设置的32学时的水处理实验技术，同时4学时的《建筑给水排水工程》演示实验，使学生通过实验教学加深对水处理基本原理的理解，培养学生实验方案设计的初步能力、一般实验技能、实验仪器、设备的基本应用及进行科学研究的初步能力，但在多年教学中发现实验教学存在一定的问题。
1.1实验教学得不到重视，实习环节不系统作为新升本不久的地方院校，教学中多注重工程设计环节教学实践及能力培养，忽略了实验教学的重要性。水质工程学实验教学从属相应的理论课程，是水处理理论结果的验证和演示，是理论教学有效补充，对但实验教学内容陈旧，多为演示及验证性实验，导致教师对实验重视不够。在有限的时间内，学生按照事先给定的实验指导书中的方法和步骤进行操作，得到相应的实验数据，填入实验报告单，得到实验之前就已经知道的结论。这种实验教学方式导致学生在实验过程中处于被动地位，学生主观能动性和积极性得不到发挥，对实验教学环节不够重视，更谈不上创新意识、独立分析问题和解决问题能力的培养。
1.2专职实验教师缺少，教师积极性不高课程授课教师一般重视课程理论教学与工程实践项目，不愿意将精力放在实验教学上，实验室缺少专职实验教学指导教师，目前本校给水排水工程水处理实验室仅有专职教师一人，既要进行实验室仪器设备的日常维护和文件管理，还要兼顾部分理论课教学，且实验室管理人员没有得到应有重视，工作积极性不高，尤其是对待实验教学方面，多以匆匆按照指导书的内容完成了事，最终导致学生实验小组人数尽可能多，实验内容尽可能少，实验过程尽可能简化，实验报告书批阅不仔细。
1.3实验设备利用率低，先进检测设备少由于学校办学条件限制及实验室面积和实验经费原因，实验仪器设备台套数较少；另外，实验室设备管理体制不够完善，设备共享性差，致使设备利用率低。同时实验室管理手段还比较落后，管理水平低，实验室实行的依然是比较落后的、传统的封闭式管理方式。实验室设备服务对象单一，各项管理制度依然不健全，实行封闭式管理，严重影响设备利用率。由于资金问题，实验室大型的实验仪器设备基本没有，实验室综合性人才普遍比较缺乏，同时具有较强专业背景的授课老师忙于理论教学及横向工程项目，疏于对专业仪器设备的掌握和实验课程教学，导致实验室现有设备作用不能充分发挥，造成设备利用率低。
2开放性实验教学体系的建立
2.1开放性实验教学内容组成体系凭借学校应用型人才培养的战略实施和湖南省省级特色专业建设契机，根据“弱化验证性实验，强化综合、设计性实验”新的教育发展趋势，以及“验证型实验巩固理论知识，综合实验提高综合素质”的教学思想，利用现有资源，对原实验教学内容进行重组，选择一些综合性强、设计性强、工程背景较强的实验进行重新设计，构建“基础实验—综合实验—开放性实验”多层次实验教学体系，加大综合、设计型实验力度，并以开放性实验适应不同层次的学生要求，形成新的实验教学体系，着力培养学生自主学习和动手能力，使学生学习本课程后能够到水处理厂经过短暂培训后直接上手操作。基础实验主要包括普通化学实验、水分析化学实验、水处理微生物学实验及水力学实验，实验过程主要由学生预习实验报告，教师利用PPT讲解实验基本要求、分析仪器和相关设备原理、实验流程及操作过程、数据处理要求等，学生在教师指导下完成。根据实验室教学条件采用以一个或者半个班为单位，一般按4~6人一组，分工协力完成本组实验，理论课主讲教师与实验指导教师共同指导，保证每个学生亲自动手完成实验。综合性实验是指实验内容涉及专业课程综合知识或与本课程相关课程知识的实验。综合实验要求指导教师给定实验目的要求、实验条件及所学理论知识和基础实验操作技能，由学生自行设计实验方案并加以实现；实验过程中，学生自行根据实验基本要求及目的制定实验计划，经老师同意后完成实验。实验指导教师根据学生实验的需要，在实验器材与药品上配合完成学生完成综合性实验。开放性实验主要针对学有能力、学有兴趣的学生设置的针对性实验项目。实验主要依靠学生自主设计，在掌握基础实验、部分综合实验操作技能的前提下，进行自选项目的实验，采取4~6人小组预约方式，实验在指导教师的辅助下由学生自主完成。学院根据实验项目需要给予不同程度的经费资助，实验完成后由指导教师组织相关教师进行项目答辩，通过答辩后相关资料交由院部整理备案。
2.2开放性实验教学管理体系开放性实验单独设课，指导教师单独计算教学工作量，实验课程由教学及科研经验丰富的教师担任，专职实验教学人员辅助教学与指导，实现实验室的全面开放或阶段性开放。实验前实验小组人员必须掌握给排水专业实验仪器的使用和操作技能，熟悉掌握实验任务书、指导书及操作步骤，学生进行网上预约前，需由实验指导教师核准实验小组对实验的准备工作后可进入预约系统，预约成功后按预约时间进入实验室按实验目的和要求完成实验项目，实验指导教师负责答疑和考查，实验室专职教学人员负责监督实验仪器设备的使用和操作指导。实验完成后，实验仪器设备需提交给实验专职教师进行核查。实验完成后将实验报告提交给实验指导教师审查，由实验指导教师组织进行答辩，进行实验成绩评定，并将考核结果及存在的问题及时在实验教学平台网上公布。对实验资料交由院部归档管理，学生随时可以查阅实验完成和考核结果。
2.3开放性实验教学保障体系开放性实验教学的顺利进行，需要完善的保障体系支持。首先，教研室教师对本专业开放性实验教学的顺利开展大力支持，开放性实验教学选择科研经验丰富、专业知识全面的的老师担任，实验室专职教师进行辅助，教研室教师集体进行开放性实验教学评估，形成比较完善的开放性实验教学指导和监督体系。其次。学院对于开放性实验均给予经费支持，支持力度也在逐年增大；此外，本专业为湖南省特色建设专业，对实验耗材有专用经费进行支持，可确保开放性实验的顺利完成。学校给水排水特色专业建设网站上建立了实验教学网络平台，形成给排水开放性实验室教学网络辅助教学。再次，针对给排水开放性实验教学的特点与需要，建立了灵活的实验室教学管理制度，方便实验的顺利开展。针对教师重视理论课教学、忽视实验教学的情况，经学院批准，制定了教师参与开放性实验教学的工作量计算方法，规定理论课教师必须参与实验课的教学与实验室管理。
3学生工程设计能力的培养
给水排水工程专业具有实践性强、工程应用背景浓厚的学科特点，学生除应掌握扎实的专业理论知识外，还需培养动手能力、团队协作精神、工程实践能力和专业理论知识应用能力，实现复合应用型人才的培养目标。鉴于CAD课程在给排水工程规划设计中的重要性，在专业课教学中，调整了给排水CAD的教学大纲，在工程实践性极强的《泵与泵站》、《给水排水管网系统》等课程的课程设计之前完成给排水CAD的教学，相关课程设计要求学生运用CAD设计软件完成，初步锻炼学生运用CAD软件进行工程初步设计的能力。吸收专业知识掌握好、CAD软件运用熟练的学生进入教研室老师组建的市政工程设计室参与老师横向社会服务项目的完成。近年来，学生在教师负责的横向课题如水资源规划、给水工程专项规划、排水工程专项规划、给排水管道施工图设计及给水厂初步设计等领域发挥重要作用。此外，每年教研室均组织给排水设计大赛，吸收设计能力强的学生进入设计室学习与工作，做到设计室向学生的开放。从实际结果看，进入设计室的学生在教师指导下，工作热情积极，服从设计室管理与调配，工作中不计报酬，以锻炼自身的工程设计能力为目的，其自身工程设计能力均有较大提高。
4开放性实验教学存在的问题
本校给排水开放性实验教学由于组织实施时间较短，实际运行中存在较多问题。由于开放性实验具有独立性、设计性及创造性等特点，在实验过程中，指导教师只负责实验方案的审查，实验过程的指导。实践证明，开放性实验教学有助于地方高校应用型人才的培养。结合本校给排水工程开放性实验室的运行，开放性实验教学存在以下问题：
4.1重设计、轻实验开放性实验教学对提高给排水专业实验教学及理论知识的提高具有重大意义。但多年形成的教学传统短时间内仍难以改变。重社会服务项目、轻纵向科研的教学风格也使得学生更加注重自身工程设计的能力培养，学生对实验项目不够重视，认为实验对其将来要从事的工作帮助不大，心理上的不重视也导致了开放性实验实施的困难性。对此，学科带头人向学生强调了实验的重要性和必要性，统一思想认识，调动学生的积极性。因此，开放性实验教学的实施仍然需要较长一段时间的认知过程。
4.2经费投耗大开放性实验教学势必增加实验器材及药材的耗用量，加上原来实验室器材基础薄弱，先进的实验设备少，这都给给排水开放性实验的顺利开展增加了难度。学院以“湖南省给水排水工程特色专业”和学校“应用型人才培养”的目标为契机，加速了给排水实验室实验仪器的更新，自行设计制作了部分实验器材，并对实验耗材进行统一管理，从各方面尽量做到节约。虽然目前有特色专业专项经费支持，但从长远发展来看，仍面临经费短缺现象，需要多方面拓展经费来源。
4.3实验内容及组织难度大开放性实验的目的在于提高给排水实验教学的内容和层次，实验内容注重学生理论知识的应用和综合专业能力的培养，提高学生独立解决问题和团结协作的能力。由于各种条件限制，开放性实验的选题遇到较多困难。指导教师根据实验室条件、专业研究热点以及纵向科研项目在给水处理、污水处理及生态环境等方面给予选题指导，最大限度地丰富学生的选题范围。同时，鼓励学生结合自己的兴趣，踊跃参加校级、省级大学生科技创新项目的申报和研究工作。由于开放性实验的特殊属性，实验过程中耗材的增加、实验仪器的损坏以及实验时间的安排等因素均给开放性实验的组织带了了难度。
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