实验案例水力学能量方程实验.docVIP

实验案例水力学能量方程实验 实验教学目的:“自主、探究”型实验模式的建立 实验教学的方法：在明确实验要求的前提下，学生自主实验，辅以教师的指导 实验教学设计：无须教师集中讲解、有CAI或资料代替，学生自主选用 实验仪器及配置： （1）、自循环能量方程仪及相应的量测用具若干。 （2）、实验仪器的技术使用说明书、实验指导书和实验室装备简介等资料。 （3）、计算机数台，并与学校局域网相连接 （4）、计算机仿真实验辅助软件，实验指导或问题讨论的有关录像，以及实验数据分析软件等 实验教学评定：有学生提交的实验报告和两种实验模式比较进行评判 佐证材料：⑴新高职实验报告。 ⑵3+2高职实验报告。 案例设置说明： （1）、能量方程实验在整个《水力学》课程中,占有举足轻重的地位。它虽是一个独立的实验，但在整个实验过程中，涉及到的很多知识点都与其它章节中的实验相联系； （2）、实验的过程和结果最贴近生产应用，如水利工程中的河道、渠道等； （3）、该实验仪器的技术参数都是在制作时定型的，已成不变的，在分析问题上，对发散学生的思维方面有局限性。 传统的实验教学存在的问题： 学生缺乏自主权。 传统的实验教学是以教师为主的教与学的基本格局，学生只是知识的传承者。实验开始，老师详细讲解实验内容和方法并做示范操作，实验过程中帮助学生解决遇到的各种问题。这种实验模式造成教师“包办”过多，学生自主学习受限的结果，学生没有猜想和假设，没有疑惑。比如：在“能量方程”实验仪的喉管6、7点断面处（如图一~三） 两测压管的差距很大，而8、9点断面的差值小，并且两断面相距很近，但很少有学生提问“为什么”？更不要说去主动思考了，学生只是完成实验任务而已。 实验仪器方面： 仪器规格统一，技术参数一致。我校的《水力学》实验仪器全部是从浙江大学购置而来，其能量方程实验仪更是配置一样，整齐划一。无论哪个小组的实验，如果选择相等的流速，其测出的流量是相等的，总水头线Ｅ－Ｅ的曲线图是一样的。因此，在实验过程中，对学生进行的仅仅是严格的实验操作训练，这种模式在很大程度上，遏制了学生的个性发展。 在实验安排方面： 传统的《水力学》实验，由于受实验台数和各班教学进度的限制，每学期什么时间，哪个班级做什么实验都是预先安排好的，到实验室后，按照老师划分的小组，在同一时间内同步进行，不再另外安排课时，因此，每个小组的所有同学的实验数据和成果都是一样。另一方面，对基础差或动手能力差的学生而言亲自动手操作的机会少，忽视了每个同学的个体差异和个性发展，不能做到因人而异，自主选择。这种模式以结论的形式呈现教学内容，过分注重对知识的验证，学生掌握的只是能量方程的物理意义和仪器的操作使用。忽视了培养学生的探究和创新能力的提高。 在学生的能力提高方面： 由于在“能量方程实验”中，需要掌握的概念比较多，像总水头、测压管水头、总水头线、测压管水头线、渐变流、急变流等贯穿于实验始终，且它又涉及到前面的静水力学知识，联系到后面的毕托管测流速，流量计测流量，以及重力离心惯性力等概念，仅仅简单的实验操作，学生不易从中发现问题，缺乏探究的困惑、挫折、失败，更没有成功的喜悦。 实验教学整合的思路： 鉴于上述传统实验教学中存在的问题，我们本次能量方程的实验教学，在应用现代化教学手段进行整合时，主要采取了以下措施和方法进行了处理，以期解决上述问题，争取取得较好的实验教学结果。 突出以学生为主体，实验程序与方法由学生自主选择。 由于现在实验室内配置了计算机和与能量方程相对应的实验应用软件和录像等，故在整合时我们注重利用多媒体网络技术对内容进行新颖的编排，和力求实效的调整，学生来到实验室后，可以选择多种方式来完成实验，如：是先在多媒体计算机上模拟实验，先看实验指导和实验录像；还是先看书面资料，在实验仪器工作台上实际操作，可根据自己的兴趣、爱好、各自的理解程度，自主选择。而教师则是学生的服务者。学习基础较差的学生可选择：录像——多媒体演示——实操——录像——再实操，反反复复，一直到自己真正掌握，并有升华；学习功底较好的学生，可选择：实操——多媒体演示——数据验证——成果分析——问题质疑；学有余力，或善于钻研的学生，可选择独立构思实验方案，在计算机上随意设计，之后付诸实操的方式。 在实验仪器方面： 解决了实验仪器规格统一，过水管径完全一致的状况。通过给学生提供实验ＣＡＩ课件，学生除在实验仪器上实际操作外，还可以通过计算机多媒体技术随意更改仪器设备的技术参数。如：我们的能量方程实验仪的过水管径共有三个不同直径的过水断面，分别为d1=1.37cm、d2=1cm、d3=2cm，这些都是固定不变的，而同学们在通过实验ＣＡＩ进行摸拟操作时，可在允许值0.4d12.0、0.55d21.4、0.8d38、d2d1d3范围内随意设置，