高等農(nóng)業(yè)院校水力學(xué)課程教學(xué)改革初探

趙濤等

摘要：針對高等農(nóng)業(yè)院校學(xué)生的特點和現(xiàn)狀，本文對水力學(xué)課程教學(xué)改革進行了探討，即實施多途徑、多形式的考核，強化基礎(chǔ)理論環(huán)節(jié)，引入案例式教學(xué)方法，鍛煉學(xué)生的實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)能力。實踐證明，對傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革促進了學(xué)生整體水平的提高，達到了以考促學(xué)、增強實踐教學(xué)、提高教學(xué)整體效果的目的。

關(guān)鍵詞：高等農(nóng)業(yè)院校，水力學(xué)課程，教學(xué)改革

中圖分類號：G6420；TV13 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2014）03009403

一、水力學(xué)課程教學(xué)及考核方式改革的必要性

水力學(xué)課程是一門介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的專業(yè)基礎(chǔ)課，是許多工科專業(yè)的必修課程之一，尤其是對水利水電工程、農(nóng)田水利工程等水利類專業(yè)來說，它更是一門起著承上啟下作用的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。水力學(xué)的研究范疇是液體（主要是水）的平衡和機械運動的規(guī)律及其應(yīng)用[1]。土力學(xué)課程有兩大特點：一是具有力學(xué)特點，需要高等數(shù)學(xué)、普通大學(xué)物理和一些基礎(chǔ)力學(xué)的支持。二是具有專業(yè)課程的某些特質(zhì)，內(nèi)容涉及水利類專業(yè)知識常見的名詞和工程現(xiàn)象，比如渠道、隧洞、各種堰型、水面線、消能等等。如果沒有扎實的基礎(chǔ)知識以及較強的專業(yè)接受能力，將對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計造成不利影響，因此，應(yīng)重視水力學(xué)課程的教學(xué)[2][3]。

由于總課時和教學(xué)內(nèi)容都較多，所以水力學(xué)課程一般分兩個學(xué)期講授，在兩個學(xué)期末各進行一次期末考試，兩次成績平均之后再與實驗成績加權(quán)，構(gòu)成學(xué)生該課程的最終成績。在多年的教學(xué)實踐中，筆者感到現(xiàn)有教學(xué)考核模式存在以下一些問題：其一，課程內(nèi)容分成兩個學(xué)期講授，時間跨度大，經(jīng)過一個假期之后，學(xué)生很容易遺忘第一學(xué)期的內(nèi)容。眾所周知，水力學(xué)的前半部分為基礎(chǔ)理論，如果掌握不好，會嚴重影響后續(xù)工程應(yīng)用部分的學(xué)習(xí)，因此現(xiàn)有課程設(shè)置模式造成第二學(xué)期的教學(xué)效果較差；其二，課程考試分兩個學(xué)期進行，以致兩次考試內(nèi)容相互脫節(jié)，如果調(diào)整為全部課程內(nèi)容講授完后僅進行一次期末考試，則考試內(nèi)容又過多，學(xué)生負擔(dān)過重，理解掌握起來難度較大。針對以上問題和現(xiàn)狀，筆者在實踐中對水力學(xué)課程教學(xué)方式和學(xué)生考核方式進行了改革探索。

二、水力學(xué)課程考核和教學(xué)方式改革的具體實踐

（一）隨堂測驗考核

為了隨時檢驗課堂教學(xué)效果，并鞏固之前所學(xué)的知識，教學(xué)中筆者采取了多種方式的隨堂測驗考核形式。首先，在每一章結(jié)束之后，尤其是學(xué)習(xí)水力學(xué)理論知識后，專門安排一堂課的時間進行筆試。為防止學(xué)生之間的相互抄襲，考題形式因?qū)W號不同而不同?？荚?/p>

內(nèi)容則多種多樣，有概念題、繪圖題、計算題等。學(xué)生當堂完成并上交，考核結(jié)果作為平時成績的一部分。其次，水力學(xué)中有需要手繪的內(nèi)容，例如靜力學(xué)中靜水壓強分布圖以及壓力體圖的繪制，壓管流部分有總水頭線以及測壓管水頭線的繪制，明渠水流中的水面線的繪制等等。講解這些繪圖知識后，采取在黑板上出題，要求部分學(xué)生在黑板上現(xiàn)場繪制，之后再提問其他學(xué)生繪制結(jié)果正確與否，并讓發(fā)現(xiàn)錯誤的學(xué)生現(xiàn)場改錯。這樣做的結(jié)果不僅可以考核學(xué)生是否掌握繪制方法，還可以幫助學(xué)生了解容易出現(xiàn)錯誤的知識點，并學(xué)習(xí)如何避免犯錯誤。第三，每堂課上課之前，教師就上一堂課的講授內(nèi)容進行提問。提問的內(nèi)容可以是基本概念，也可以是教材上的思考題。這樣不僅可以幫助學(xué)生鞏固溫習(xí)學(xué)過的內(nèi)容，還可以了解學(xué)生對上一堂課內(nèi)容的掌握程度，同時也增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性，提高了學(xué)生的課堂聽課質(zhì)量。

本科水利水電工程及農(nóng)田水利專業(yè)課程考核的試點改革，其結(jié)果表明，上述隨堂測驗的考核方式效果總的來說比較理想。雖然剛開始學(xué)生普遍不太適應(yīng)，測驗成績不甚理想，但學(xué)生慢慢適應(yīng)這種平時不斷復(fù)習(xí)課堂內(nèi)容的方式后，測驗成績逐漸好轉(zhuǎn)。實踐表明，隨堂測驗的考核方式，改變了學(xué)生過去不重視平時學(xué)習(xí)的積累，只在學(xué)期末考試前突擊復(fù)習(xí)、臨陣磨槍以應(yīng)付考試的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，現(xiàn)在學(xué)生更注重日常的學(xué)習(xí)，做到課堂知識當堂消化吸收，這樣有利于知識的掌握和鞏固。

（二）重視實際動手能力的考核

課堂教學(xué)的目的在于給學(xué)生講解理論原理、描述實驗現(xiàn)象、枚舉工程實例，以幫助學(xué)生更好地掌握書本知識。對于水力學(xué)來說，實驗課是非常重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，實驗的目的是讓學(xué)生通過實際動手操作，切身領(lǐng)會理論知識和實驗現(xiàn)象。此外，通過實驗不僅能檢驗學(xué)生對理論知識的掌握程度和融會貫通的運用能力，而且還能增加學(xué)生對水力學(xué)課程的興趣。因此，課堂講授與實驗操作二者是相輔相成缺一不可的。結(jié)合學(xué)校水力學(xué)開放實驗室條件，筆者隨機抽取一個學(xué)生小組，單獨進行全程提問討論的水力學(xué)實驗考核。例如，在管道突然擴大局部水頭損失系數(shù)測定實驗中，實驗管路系統(tǒng)上安置了多根測壓管，實驗過程中隨機提問學(xué)生，應(yīng)該讀取哪些測壓管的讀數(shù)才能正確計算出對應(yīng)的水頭損失，并說明原因；在雷諾試驗中結(jié)合紊流形成的原因，提問學(xué)生水箱中的水如果靜置一段時間和不靜置立即進行雷諾試驗，結(jié)果會有什么區(qū)別并加以解釋；在實用堰流實驗中，結(jié)合下游尾門的調(diào)節(jié)，提問學(xué)生水躍的移動與下游渠道水深的關(guān)系，等等。除此之外，實驗指導(dǎo)書中每一個水力學(xué)實驗之后都有若干相關(guān)思考題，有的思考題需要學(xué)生實際動手操作才能給出答案。因此在實驗過程中，教師應(yīng)通過與學(xué)生的互動，引導(dǎo)學(xué)生自己通過實驗給出思考題的答案，這樣既可以考查他們的課堂理解能力，也可以考核其動手能力。通過上述方法，使學(xué)生不再僅僅是機械重復(fù)實驗指導(dǎo)書中的實驗步驟，而是真正理解實驗所蘊含的水力學(xué)原理，并且能結(jié)合之前學(xué)過的水力學(xué)知識，讓課本中的知識點不再孤立，從而達到將前后知識相聯(lián)系并靈活運用的目的。

（三）專題學(xué)習(xí)及查閱文獻能力的考核

針對水力學(xué)課程的理論應(yīng)用部分，有針對性地引導(dǎo)學(xué)生自行查閱包括期刊在內(nèi)的各類專業(yè)文獻。例如下游建筑物的消能與銜接這一章，主要介紹的是水利工程中主要的消能方式及其計算。目前在工程中實際應(yīng)用的消能銜接方式遠不止教材

介紹的那幾種，而且隨著時間的推移和研究的深入，還會出現(xiàn)新型消能工，例如孔板式、寬尾墩、階梯式、豎井旋流消能等等。針對不同的專題引導(dǎo)學(xué)生進行廣泛的課外閱讀并撰寫報告，然后隨機抽取若干學(xué)生進行PPT匯報和共同討論。實踐表明，這樣做不僅可以加深學(xué)生對這一章知識的理解和學(xué)習(xí)，還能開拓學(xué)生思維，使其不受書本的禁錮，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)的能力。同時，在匯報和討論過程中，還能培養(yǎng)學(xué)生的語言組織與表達能力，為今后的畢業(yè)答辯甚至工作打下基礎(chǔ)。

（四）結(jié)合生產(chǎn)項目進行案例式教學(xué)

水力學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，很多理論都來源于物理實驗，尤其是重要的水利工程大多數(shù)都需要進行物理模型試驗。教師們除教學(xué)工作外，一般還承擔(dān)多項實際工程的物理模型試驗工作。因此，可結(jié)合各類水工及水力學(xué)模型試驗開展案例式教學(xué)，為學(xué)生真正接觸水力學(xué)實際問題提供機會。例如結(jié)合倒虹吸管水工模型試驗，可以讓學(xué)生分辨正虹吸與倒虹吸的區(qū)別，了解實際工程中有壓管道的計算和模擬等；通過引水樞紐模型試驗，可以讓學(xué)生了解彎道水流現(xiàn)象、工程泥沙的初步知識以及閘孔出流的計算等；通過泄水陡坡模型試驗，可以讓學(xué)生了解明渠水流的特征、泄水建筑物下游的消能銜接與計算。在案例式教學(xué)中，書本上抽象的專業(yè)術(shù)語和概念變得形象和生動，學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和掌握。教學(xué)與實際工程的有機結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，也為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

三、水力學(xué)課程考核及教學(xué)方式改革的成效

課程考核方式的改革，使學(xué)生從過去的被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。對學(xué)生來說，每一章的知識點可以在短時間內(nèi)得到鞏固和強化，而對教師來說，則可以通過這種方式檢驗教學(xué)效果，及時發(fā)現(xiàn)課堂講授的疏忽，或者學(xué)生容易困惑和出錯的知識點，并及時糾正，因此，課程考核方式的改革對學(xué)生和教師都是有益的。教學(xué)改革之初，學(xué)生課堂測驗和隨堂提問考核的及格率只有30%—40%，到第二學(xué)期，及格率已升至80%左右。案例式教學(xué)和組織學(xué)生課外撰寫小論文等教學(xué)方式的改革，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和求知欲明顯提高，以往學(xué)生在進行水力學(xué)實驗時，基本上是按照教師布置的實驗任務(wù)來操作，學(xué)生就完成什么，學(xué)習(xí)上很被動；而現(xiàn)在學(xué)生對實驗室內(nèi)的各種水工模型，以及教師正在進行的水利工程方面的科研工作都表現(xiàn)出相當?shù)呐d趣，并愿意動手去做，這充分說明授課形式的改革是成功的。

四、結(jié)語

近年來，針對少數(shù)民族地區(qū)農(nóng)科院校學(xué)生的特點，筆者所在學(xué)校不斷探索教學(xué)方法的改革，在教學(xué)實踐中積累了一定的經(jīng)驗，取得了一定的效果。實踐表明，教學(xué)方法的改革，不僅有利于學(xué)生對水力學(xué)知識的掌握，而且有利于學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)水力學(xué)的興趣。這一教學(xué)改革探索不僅對學(xué)生而且對教師都有促進作用。近年來學(xué)校多位水力學(xué)課程的教師獲得教學(xué)競賽優(yōu)秀獎，學(xué)生在考研選擇專業(yè)課考試科目時，有98%的學(xué)生選擇了水力學(xué)課程。事實證明，只有立足現(xiàn)實，打好專業(yè)基礎(chǔ)，提高適應(yīng)性，建筑學(xué)專業(yè)才能走出一條既有高水平的教育質(zhì)量，又有鮮明民族特色的發(fā)展之路。參考文獻：

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[3]朱常龍.流體力學(xué)教學(xué)思考[J].力學(xué)與實踐，2011，33（1）：94-96.