“水力學”課程多元教學模式的應用研究

□劉貞姬　劉煥芳　宗全利　金　瑾

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“水力學”課程多元教學模式的應用研究

□劉貞姬劉煥芳宗全利金瑾

【摘要】為了適應新世紀人才培養的需求，改變傳統的“以教師為中心”的教學模式，調動學生學習的主動性和創造性，文章對水力學課程教學中存在的問題，結合當前軟、硬件條件提出相應對策，旨在使“水力學”理論多元化、實驗教學豐富化，實現“水力學”教學向著培養具有創新能力和創新意識的學生的方向發展，進而提升學生的實際操作能力和科研能力。

【關鍵詞】水力學；多元化；教學模式；多媒體

“水力學”是高等工科院校水利水電工程、土木工程、給排水工程、環境工程等專業的一門骨干專業基礎課，即介于基礎課與專業課之間的一門課程，具有承上啟下的作用。該課程主要研究液體的平衡和機械運動的規律及其實際應用。對水利水電、農業水利工程專業的學生來說，“水力學”作為重要的專業基礎課程，有著承上啟下的作用，是學好后續專業課的必備課程，如“水工建筑物”“節水灌溉”等，由于“水力學”在整個課程體系占據一定的地位，因此它也是許多學校考研的必考科目。

在工農業生產中，如水力發電、航運、灌溉、石油生產運輸等行業，出現了與“水力學”相關的生產技術問題。因此，高校對該課程教學十分重視。但是，在長期教學中，教師只重視向學生灌輸理論知識，而忽視了培育學生的創新意識和實踐能力，教師所教知識畢竟有限，學生不注重過程，只注重結果，缺少了主動思考、質疑和探索能力，這樣培養出來的學生難以滿足21世紀教育發展的要求。

此外，在科技迅猛發展的今天，社會要求大學生不能僅僅滿足于課堂上的理論知識學習，而是要通過理論結合實踐來開闊視野，增長知識面，從而提升自己的競爭力。因此，教學改革不能停留在對某門課程實驗內容和實驗方法的改革，必須打破以理論教學為主的傳統教學模式，從改革課程體系入手，修訂教學計劃，提高教學地位，充分考慮教學有機整體，特別是對于“水力學”這樣既注重理論性又注重實踐性的課程來說，建立理論與實驗并重的教學模式更顯得尤為重要。筆者主要根據多年的“水力學”課程教學經驗，總結“水力學”課程特點、目前教學現狀及適合“水力學”的教學手段，對“水力學”課程教學中多元教學模式的應用與提高進行探索。

一、“水力學”課程學習特點

1.涉及學科多、綜合性強

“水力學”課程涉及高等數學中積分、求導等計算方法，以及物理學和理論力學中相關的運動規律和原理，對高數、物理、力學等基礎課程掌握不夠的學生，不易理解該課程。此外，理論性較強也是該課程的一大特點。因此學習“水力學”一定要綜合數學、物理和理論力學等知識，且需要學生擁有分析問題和綜合運用知識的能力。

2.三多一少，難理解

在以往的“水力學”課程學習中，“概念多，公式多，推導多，少實例（即三多一少）”是學生對課程的評價，這也是這門課程的四個顯著特點。“水力學”的研究內容包括“水靜力學”和“水動力學”；研究方法是利用“普通物理公式”推導“水力學公式”，利用“基本原理”解決“各種水利現象”；相對其他課程，“水力學”涉及許多工農業生產中的問題，如明渠的水力計算、輸配水管道、輸水建筑物、擋水建筑物及泄水建筑物的計算與設計等具有很強工程實踐性的問題。總而言之，“水力學”公式眾多，缺少工程實例，學習起來比較困難。因此，輕松地理解概念，準確運用公式，是“水力學”課程的教學重點。

二、“水力學”課程教學中存在的問題

1.多媒體教學難以代替“板書”的地位

在全國各高校教學中，多媒體教學是目前水力學教學中采用比較多的方法。多媒體教學能將圖、文、聲、像集中于一身，為教學提供了豐富的視聽環境，具有傳遞信息量大、節約課時的優點，可激發學生的學習興趣，提高學習效率，具有化抽象變直觀、化難懂為易懂的優點。因此，多媒體教學在“水力學”課程的應用已經在各高校得到普及。但在具有諸多優點的同時，在多媒體教學中也體現出諸多不足之處。由于教師在教學過程中過分依賴多媒體，而忽視了“板書”在“水力學”教學中的重要作用，多媒體教學過程較快，學生很難掌握在幻燈片中的公式和解題方法。而傳統的“板書”這樣將公式一步一步推導、將例題從頭至尾分析并解答的方法，依然受到許多學生青睞。

2.實驗方案制作主體不明確

在實驗教學中往往是教師讓學生去做設計好的實驗內容，缺少學生自主實踐能力的鍛煉，僅僅是乏味的驗證性實驗，并且實驗結果大體相同，易被抄襲，而實驗方案的制作主體依然是教師，這樣不利于培養學生的創新精神。

3.多媒體質量有待提高

（1）教師過分依賴課件，將所有文字都轉到課件中，過于重視文字性內容，而不注重知識的解釋，講授時則“照屏宣科”，教學效果很差。

（2）圖、動畫和視頻是“水力學”學習的重要部分。而限于教師對各種課件制作技術的使用程度，水流現象的動畫、視頻，水中受力的分解圖等得不到充分講解。

（3）幻燈制作時過于注重背景的花哨，而忽略了色彩搭配；更多是沒有考慮到幻燈片在教室內放映的效果，字體顏色與背景色對比不鮮明，學生看起來不夠清晰。

三、水力學教學問題的解決措施

1.板書教學與多媒體教學相輔相成

影響教學質量的并非多媒體技術本身，而是低水平的多媒體課件與尚未成熟的“水力學”多媒體教學方法造成的。隨著科學技術的不斷發展，多媒體教學已成為現代教學的重要手段之一，但板書教學卻是“水力學”教學中任何一種教學手段不可替代的、最有效的教學方法。“黑板+粉筆”教學可將公式從頭到尾的推導，將例題一步一步分析并解答，該教學模式對學生分析問題和解決問題的能力有很大的提升，也為學生記錄筆記留下時間。由于在“水力學”學習中學生面對的是“無形”的水，以及各種水流現象和水力工程，通過現代化教學手段的運用，讓學生直接觀察到各種水力現象，學生可以看見實際的水流，有助于學生理解，這是傳統板書教學無法達到的效果。

2.實現自主創新性實驗

在實驗教學方式上，有意識地增加學生的自主設計實驗方案；在實驗內容上逐步從驗證性實驗過渡到設計性實驗，盡量多給學生留下思考的時間和創新的機會；經過實驗設計性實驗的鍛煉，由易而難，由淺入深，循序漸進，逐步完成設計性綜合實驗，以自主創新性實驗為最終目標。總之，學生不再盲目地為完成實驗而做實驗，而是實驗前有思考，實驗方案中有創新，實驗完成后有收獲，達到設計、操作、實踐能力全方位的鍛煉。

3.提高多媒體教學的效果

在多媒體教學中，要控制節奏，給予學生思考時間。既要通過動畫引導學生思考、理解相關知識點。不能一味地追求使用多媒體，否則會成為教學的干擾因素。針對不同的教學內容采取不同的教學方法，巧妙地將多媒體與傳統教學相結合。

教師可將教學內容制作成多媒體課件，化抽象為直觀，以加深學生印象。而在公式推導、解題過程中，使用“板書教學”，側重在演算，使學生理解并掌握基本知識點，培養邏輯推理的能力，為解決實際問題打下基礎。教師應隨時觀察學生的上課情況，并以此為根據，把握多媒體教學信息切換的速度。

設計“水力學”課件時，要把握好教學重點和難點，對基本內容融會貫通，精心設計出符合學生的思維特點、認知結構的體現方式，使設計的課件與教學目標、學生等構成相互協調的整體，并不斷優化多媒體在“水力學”教學中應用的新模式。

4.優化教學手段

“水力學”課程有其自身的特殊性，譬如層流和紊流的雷諾試驗、述液體運動的拉格朗日法和歐拉法等。充分利用多媒體課件，密切結合實驗內容，將有助于學生理解水力學現象。這樣既增加學生主動學習的興趣，又將學生的理論知識與實踐能力聯系起來。就整個過程而言，激發了學生的學習興趣，有效地提高了學習主動性和學習效率。在理論教學方面中突顯多媒體教學的地位，在實踐教學方面培養學生主動思考和動手能力是“水力學”多元化教學模式的精髓。

四、多元化教學模式的應用與提高

1.教學模式“三個結合”

對于任何學科而言，一種單調的教學模式顯然無法滿足現代教育理念的要求。因此，要達到良好的教學效果，就必須重組、優化已有教學模式，力求實現“三個結合”，即理論知識傳授與學生自主實踐相結合、教學實踐與組織學生參加科學研究相結合、課堂教學與課外創新實踐活動相結合。要實現此目的必須進一步調動任課教師的積極性和主動性，真正實現課堂授課與實驗教學相互補充、相得益彰。

2.優化多元教學模式，提高教學質量

無論什么課程，單調的教學模式將無法適應現代教育的要求。為了達到良好的教學效果，就必須對已有的教學模式進行優化，努力實現教學“三個結合”。在打破了實驗依附理論的傳統教學模式基礎上建立多元化的教學模式，使“水力學”課程多元化教學成為學生綜合應用所學知識和提高自主創新能力的有效途徑，并從根本上改變了傳統教學模式，這既有利于創新性人才的培養，也體現了高等學校的創新教育理念。

通過多年“水力學”教學經驗，筆者認為，在現代教育理念的大背景下，一定的知識儲備、一些專業技能是完善教師自身素質所必需的，在此基礎上實現優化多元教學模式，同時避免按部就班、注重嘗試創新也應該得到教師的重視。通過合理地改進教學方法以獲得良好的學習效率，最終培養出適合我國現代化建設需要的具有創新性質的高素質人才。

參考文獻：

[1]吳持恭.水力學[M].北京：高等教育出版社,2008.

[2]吳利生.發展現代教育技術筑好高校教改平臺[J].山西高等學校社會科學學報，2001,13(1)：61-63.

[3]梁素韜,韓會玲,郝艷敏.淺談水力學課程教學改革[J].河北農業大學學報(農林教育版),2003,5(4)：32-33.

[4]陳正壽,孫孟.水力學多元化教學模式改革與探討[J].中國水運, 2011,11(12)：57-60.

[5]段小月,楊春維,湯茜,等.水力學教學方法的探討[J].赤峰學院學報（自然科學版）,2013,2(29)：22-23.

[6]霍倩,金麗華,李強.“水力學”課程多媒體教學的探索與實踐[J].內蒙古工業大學學報,2011,20(2)：110-113.

[7]敬雙怡,殷震育,李衛平,等.運用多元化教學模式提高“水力學”教學質量[J].科技信息,2013,(3)：30-31.

[8]鄭志宏,李尋,劉金輝,王學剛.“三合一”分層教學模式在水力學教學中的應用[J].高等建筑教育,2007,(16).

[9]李春娟.互動教學模式的應用——以“水力學”教學為例[J].科技信息,2013,(3)：21-23.

（編輯：郝嬋）

作者簡介：劉貞姬，副教授，碩士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究；劉煥芳，教授，博士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究；宗全利，教授，博士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究；金瑾，講師，碩士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究。

中圖分類號：G642.0

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0568（2016）05-0015-03

【基金項目】本文系石河子大學教育教學改革項目“‘水力學’課堂教學與實踐教學的創新研究”（編號：KG-2013-27）的研究成果。