水力學能力導向的一體化教學方式探討

徐 翹 童子林

(合肥工業大學土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009)

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水力學能力導向的一體化教學方式探討

徐 翹 童子林

(合肥工業大學土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009)

介紹了水力學課程的主要內容與教學目標，針對目前水力學教學過程中存在的問題，從考核方式、教學方法、引入CFD等方面，提出了水力學能力導向的一體化教學方式，從而提高學生學習該課程的積極主動性，培養學生的創新能力。

水力學，教學方法，考核方式，創新能力

0 引言

教育質量是對教育水平高低和效果優劣的評價，最終體現在培養對象的質量上，衡量標準是教育目的和各級各類學校的培養目標。規定受培養者的具體質量要求,衡量人才是否合格的質量規格[1]。在制訂專業培養目的和目標時，合肥工業大學以“工程基礎厚、工作作風實、創業能力強”的人才培養特色為指導原則，制定了能力導向的一體化教學體系。

《水力學》給水排水工程學科專業基礎課，理論性和運用性強。在水力學課程授課前，學生通過專業導論和認識實習，對給排水專業有一定認識，但是總體還是比較陌生，《水力學》是給排水專業主干課程給水排水管網工程、水質工程學、建筑給排水工程、水泵與水泵站等學習的前期基礎，其教學效果直接影響給排水專業學生對后續課程的學習。因此在教授水力學基本知識理論的同時，幫助學生將水力學學習與給排水專業知識聯系起來是非常重要的。基于對我國給排水科學與工程專業進入規范化辦學新階段的認識，水力學學科也在不斷發展、為了更好的實現給排水科學與工程專業人才培養，加強培養學生的工程素質和實踐創新能力，能力一體化為導向的人才培養目標，課程教學方式和考核體系都進行了改革，加強了過程化監控和創新能力的培養，筆者就能力導向的一體化教學體系下的水力學教學方式改進進行一些探討。

1 改革考核方式

傳統的以期末考試為主的考核方式，大學生中出現突擊式學習方式，前松后緊，期末考試前壓力過大，課程知識掌握不扎實。能力導向的一體化教學模式注重過程化管理，強調既考查知識又考查能力。在新教學模式下期末考試成績占40%，期中測試成績占30%，實驗成績占15%，課堂測試占15%。在考試成績中大幅度提高了期中考試成績占比，改變學生學習習慣，讓學生從一開始就有緊迫感，提高學生學習的積極性和主動性。除了集中考核方式，新的教學模式下的考核方式應該貫穿整個教學過程，考核指標包括量化指標和非量化指標，課堂測試占比15%，包括課堂習題練習、隨堂提問、課堂分組討論和學生出勤情況，量化指標包括學生課堂練習正確率、隨堂提問準確性，非量化指標包括課堂練習和提問的主動性，課堂小組討論參與的積極性和創新性。實驗成績的評定，實驗數據的質量和實驗報告的完成情況是重要組成部分，實驗過程中的表現也是重要的評分標準，水力學實驗是以小組為單位完成，教師要注重觀察學生在完成實驗的時候的協作能力，分組實驗每個同學的主動性和認真程度進行成績評定。新的考核方式注重過程化管理，有效的提高教學效果。

2 豐富教學方法

水力學又是一門理論性和工程實際意義都較強的課程，理論抽象，且學生在之前接觸的都是固體力學，初學水力學相對比較困難，不易掌握[2]。在進行水力學教學時應注意多種教學方法應用，幫助學生更好的學習。

2.1 多種教學手段運用

對于流線跡線比較抽象的概念，借助錄像和計算機仿真動畫演示，變抽象為直觀，以飛機飛行表演為例，飛機拉出的彩色運行軌跡就是跡線，如果拍一張照片，照片上的飛機表演隊組成的圖案就可以看成是流線。如果每架飛機運行軌跡不隨時間變化，飛機順序通過空間固定位置，則單架飛機的流線就是整個空間的跡線，故恒定流的流線與跡線重合[2]。這樣的例子可以幫助學生加深對流線和跡線的理解。講解明渠非均勻流章節，通過實際河流中的水流現象和動畫演示配合講解急流、緩流和臨界流，將枯燥抽象的定義與實際水流現象相聯系，真正理解本次講授的課程內容和知識點。還有包括表面張力、層流紊流。水躍水跌等都可以用類似的方法進行講解。

2.2 自學式教學

在孔口管嘴等推導較簡單的章節，在講解孔口管嘴的基本概念后，指導學生進行自學，由學生自己進行能量方程建立和求解，加強學生對教學過程的參與性，做課堂的主人，鼓勵學生自學后給同學講解，并予以加分獎勵。

2.3 討論式教學

在講授局部水頭損失部分，教師教授產生局部水頭損失的原理，鼓勵并指導學生思考并獨立分析如何減少局部水頭損失，并分組進行討論，利用水力學流體力學知識點，分析在給排水專業和日常生活中，減少或者增加局部水頭損失的原因和方法，最后由教師進行點評。課堂分組討論效果良好，討論積極，理論聯系實際，學生表現出濃厚的學習興趣，也激發了學生學習的熱情和競爭意識。

2.4 案例教學

案例教學法首創于哈佛大學，最早被運用于19世紀后半葉的法律教學中。工程實例教學法是將工程實例應用于教學，激發學生的學習興趣，改善學生的學習效果。幫助學生將理論知識和專業實際工程緊密聯系起來。在進行明渠恒定均勻流水力計算講解時，結合城市排水管網水力計算實例以及實際工程概況、設計要求及設計者的設計思路引導學生主動完成思考，確定相關參數，一步步完成城市排水管網水力計算，最終完成對所學知識的掌握，一方面幫助學生學習明渠恒定均勻流的水力計算基本原理，一方面聯系給排水專業實踐，極大的提高了學生的學習興趣，同時與后續城市管網工程建立緊密聯系[3]。

3 將CFD引入水力學課程

能力導向的一體化教學體系，鼓勵培養學生的創新能力，激發學生學習和創造的熱情，教學過程中引入流體力學模擬軟件，通過直觀的實例模擬和實驗課中讓學生上機模擬流動現象，同時鼓勵學生申報創新實驗，應用軟件對給排水專業后續的水處理設備和城市管網工程進行水力條件模擬，讓學生認識到水力學流體力學應用的廣泛性，幫助學生培養自己研究問題解決問題的能力，增強學生積極性主動性，為日后從事工程和科研工作打下堅實的基礎[4]。

4 加強學科最新發展動態和成果

教師自身應該不斷學習，了解和掌握水力學最新發展動態和研究成果，不斷更新教學內容，將學科前沿內容和最新研究成果融入教學中，同時邀請國內外水力學專家學者給學生做講座了解國內外水力學研究最新動態，幫助學生了解水力學發展動態和前景方向，有助于學生把握未來升學和工作方向。

5 結語

能力導向的一體化教育體系下旨在提高學生的學習主動性和積極性，培養學生的創新能力、實踐能力和解決問題的能力，通過上述教學方式和考核方式改革，水力學教學質量有了較大提高，學生的綜合素質也有提高，取得了良好的教學效果，有助于培養學生成為基礎扎實，知識面寬，有創新意識的新時代工程師[5]。

[1] 顧明遠.教育大辭典[M].上海：上海教育出版社，1992.

[2] 王玉敏，余 冉.對土木專業《流體力學》教學的幾點體會[J].高教學刊，2016(2)：69-70.

[3] 張西平，吳金華，梁素韜，等.工程實例教學法在水力學課程教學中的應用[J].河北農業大學學報，2014，16(2):94-97.

[4] 秦 浩，宋文武，史廣泰.流體力學理論與實驗課教學改革探討[J].課程教育研究，2016(4)：136.

[5] 吳 鵬，徐樂中，費忠民，等.“三注重”教學模式在《水質工程學》課程教學中的應用[J].中國給水排水，2015,31(22)：37-40.

Inquiry on ability-oriented integrated teaching model ofHydraulics

Xu Qiao Tong Zilin

(CollegeofCivil&HydrologyEngineering,HefeiUniversityofIndustry,Hefei230009,China)

The paper introduces major contents and teaching targets ofHydraulics. In light of currentHydraulicsteaching problems, starting from aspects of examination method, teaching method and introducing CFD, it puts forward ability-oriented integrated teaching model ofHydraulics, so as to improve students’ learning initiative and creating their innovative capacities as well.

hydraulics, teaching method, examination methods, innovative capacity

1009-6825(2016)32-0249-02

2016-09-05

徐 翹(1981- )，女，講師

G642.0

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