流体力学实验教学与管理的探究

摘要  流体力学实验室进行了多方面的改革与实践，加强了实验室的建设与管理，提高了教学质量，促进了学生创新和综合实践能力的培养。

关键词  流体力学管理  创新能力

Abstract  In order to meet the requirements of qualified researching and teaching in the modern society, a comprehensive range of reform and experimental system has been carried out for the fluid mechanical laboratory. This system is benefit to the special training for students majoring in related fields. 

Key words  fluid dynamics   management   creative abilities

流体力学是一门技术基础课，在工程领域应用广泛。流体力学实验室承担了我校农业水利工程、水利水电工程、农业建筑环境与能源工程、土木工程、热能与动力工程、环境工程和气象工程等八个专业的实验课。为了进一步加强基础课教学实验室的建设与管理，提高教学质量，适应开放式实验教学的需要，在学校的大力支持下，我们从硬件建设、计算机系统管理、实验教学方法、实验项目管理与设置等方面进行了改革与实践。建立起较为完整的实验室管理体系。中国农业大学水利与土木工程学院实验室通过了北京市教育委员会高等学校基础课实验室评估。

一、实验室基本设备的更新与完善

实验室仪器设备的水准直接影响到实验教学质量，从1980年到2002年,由于缺少经费,流体力学实验室的实验仪器设备陈旧老化，仪器套数少，远不能满足一个标准班教学实验的使用，造成学生在做实验时动手率低，实验中调试排气需占用大量时间。书本上经常提到一些流动现象，如：层流、紊流、射流、真空度、旋涡、水击、虹吸、空化和边界层等基本概念,由于没有必要的教学仪器,学生不能直接观察，难以理解透彻。

我们和清华大学水力学实验室联合开发了31台（套）新型实验仪器：静水压强实验仪、静水总压力实验仪、能量转换实验仪、文透里流量计实验仪、雷诺实验仪、局部水头损实验仪、沿程水头损实验仪、水面曲线实验仪等，同时对原有实验设备进行了设计、改造和更新。目前流体力学实验室建有小型水槽1个、大型水槽2个、明槽非均匀流水面曲线实验仪，实用剖面堰与宽顶堰溢流实验仪，明槽水跃实验仪，有压地基渗流水电比拟实验仪，调压井水击实验仪，空气粘性实验仪和流线漩涡流谱实验仪以及各种模拟实验仪和管流实验仪等設备，用这些设备可完成17种教学实验。

更新改造后，实验仪器设备更具优势：满足了把理论与实践相结的实验教学的需要。在测量精度、可视性及实验原理方面,均达到国内最先进水平。 在可视性强方面，学生能直接观察，容易理解旋涡、射流、突然扩大、突然缩小、空化等流动现象,所以对基本概念理解得更加透彻。小型化的实验设备、供水系统自成一体且占地面积仅为0.98M2 。而传统的流体力学实验设备却与之相反。这为学生独立操作创造了有利条件。小型化的实验设备，测试性能强，调试排气占用时间少，测量精度高。我们还对雷诺实验仪的恒定水头稳水段进行了改造，设计了隔水板，让水流形成绕流状态，使临界雷诺数的测定准确度大大提高，层流状态也很容易调试成功。

二、流体力学实验室的管理

我们对流体力学实验室实行了规范化管理，建立了计算机系统管理：实验项目管理，实验项目综合管理，实验专业班级管理，仪器设备管理，低值仪器设备工具明细管理，实验课计划管理，实验运行记录管理，学生实验报告存档管理，并建立了新的规章制度。设备帐目管理网络化，实验室与学校设备处直接网上连通。

三、实验教材的更新和完善

为了适应开放式实验教学，满足仪器更新和高标准实验的需求,我们新编了实验指导书，这部实验指导书，把测量流体、水位、流量的传统方法和现代方法一一作了重点介绍。并将各种实验设备的基本数据重新率定，实验成果分析的思考题注重理论与实践相结合，使学生拓展了思路，扩大了知识面，为未来创新奠定了基础。

四、创建开放型实验室和设计性综合实验

（一）创建开放型实验室。为了培养学生的实践能力,加强实验操作的基本功训练,实验室向学生开放,这为学生提供了创造性实验的环境和机会。学生可以自命题目、自行设计方案、也可选择大纲以外的实验项目进行实验，学生需首先向实验室提出书面申请，方可安排进行实验。学生也可以按各专业教学大纲的要求，1-3人自由组合进行实验，如果该实验结果不理想，所得数据不准确，未能达到要求，他们可以重做而不需要做书面申请。在实验过程中，指导教师随时进行辅导。

（二）在实验教学中，我们开设了设计性综合实验，其特征主要表现为：内容的复合性，方法的多元性，手段的多样性。这样能够使学生开阔思路去探究，去发现问题，然后找出解决问题的方案。设计性综合实验改变了原有的理论式的传统模式，这有利于学生实践与创新能力的培养。在教师的指导下, 学生自已动手,将自己的设想付诸于实践。学生在实验的过程中培养了自己的创新意识。这种把理论与实践相结合的实验方法，倍受学生欢迎。

以上我们所试行的流体力学实验教学与管理的探究，受到了学生的普遍欢迎，取得了理想的教学效果，提高了学生创新和综合实践的能力。我们将继续努力，为了21世纪中华民族的伟大复兴，培养出更多的优秀人才。

参考文献

1.北京高校基础课教学实验室评估指南