基于獨立學院《水力學》課程教學方式改革探索

蔣琳琳

摘要：本文根據水力學課程的特點，結合獨立學院人才培養方案的要求，介紹了水力學課程在教學過程中存在的教材重推導輕應用、實驗缺乏創新、考核方式比重不合理等問題，建議水力學教學理論和工程應用的重點根據不同專業進行適當調整，鼓勵學生講課教師補充的教學方法，將與實驗有關的知識拿到實驗室講授，支持學生探索生活中的水力學實驗，實行期末考試與平時成績并重的考核方法，對獨立學院的水力學教學改革進行了初步探索。

關鍵詞：水力學；教學改革；實驗教學

中圖分類號：G641 文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）03-0111-02水力學作為學科而誕生已有400年歷史，《墨經》中浮力與排液體積關系設想的記載，阿基米德關于浮體有效重力計算方法的研究，帕斯卡關于液壓等值傳遞帕斯卡原理的提出，使水力學從水靜力學的研究得到發展。

水力學作為主干基礎課程開設于高校水利水電工程、港口航道與海岸工程、土木工程等專業。實際上，與流體、氣體流動相關的專業都是以水力學為理論基礎，比如石油、冶金、海洋與船舶工程等專業。對水利水電工程的學生而言，水力學為本專業的水利工程勘測、設計、施工、管理都提供科學依據，水力計算是學生畢業從事專業相關工作的能力基礎。但在水力學的教學過程中，常遇到“老師難教，學生難學”的困難，這種現象源于課程本身“三多一難”的特點，“三多”是指概念多、公式多、系數多；“一難”是指計算繁難[1]。

一、 水力學課程的特點

水力學包括水靜力學和水動力學，是研究以水為代表的液體的宏觀機械運動規律，解決給水排水、道路橋涵、農田排灌、水力發電、防洪除澇、河道整治工程中的水力學問題。與材料力學、結構力學、土力學等課程不同，水力學理論公式較多，推導過程復雜，理論在實際工程的應用又引出大量經驗公式，經驗常數，使學生在應用過程中對公式和系數的選擇感到迷惑。對水的研究中，由“靜態”到“動態”，由“作用力”到“能量”，由“自然狀態”到“人為因素”，這一系列轉變都使水力學具有不同于其他力學學科的特殊性，而這種獨立的特殊性使學習水力學的思維方式與教學方式也別具一格。

二、 水力學課程教學過程存在的問題

（一）教材體系與獨立院校應用型人才培養的辦學定位不符

應用型本科教育，以應用能力和工程素養培養為教學主線，強調以工程技術為主要專業學科基礎[2]。目前各版本的水力學教材在某種程度上過于強調學科的系統性和完整性，重演繹、詳推導[3]。由于教材與工程水力學結合較少，使水力學作為專業基礎課將學生引入專業課學習的效果并不理想，學生死記硬背公式只為解題，與實際工程相關知識點無法靈活。

（二）學生學習目標不明確，缺乏積極性

大學教育是為培育出會學習，具有獨立思考能力和實踐能力的人，目前大部分學生心理成熟較晚，對自己沒有人生定位和目標規劃，學習過程仍習慣高中“填鴨式”、“老師推著學”的教育模式，缺乏學習的積極性，在學習過程中顯得極為被動。僅有少許堅持畢業后從事本專業工作和考研的學生在水力學的學習過程中會跟著老師的思路踏踏實實學習。

（三）實驗教學缺乏創新

水力學核心實驗包括流譜流線、水擊、空化空蝕、雷諾、能力方程、局部水頭損失等演示實驗和驗證實驗。在演示實驗中學生以聽講解、看現象為主，不利于激發學生的積極性，在驗證實驗中，根據課堂教學內容已能初步判斷實驗結果的規律，缺乏新意。按目前教學大綱要求的傳統實驗內容教學不利于學生的創新和對水力學理論知識的消化、重組與應用。

（四）考評形式對期末考試的偏重太大

現行考評制度以期末考試為主，平時成績為輔，在水力學最終成績中兩部分的比值約為7：3。對于此種情況，學生會更加注重考前復習，而非水力學的學習過程。部分出勤較差、聽課效率不高的同學只要試卷取得高分，就可減小與優秀同學的分數差，大大挫傷了學習狀態持續穩定同學的積極性。

三、 獨立院校水力學教學改革的幾點建議

（一）理論體系的改革

水力學的工程實踐以扎實的理論為前提，針對獨立院校學生“理論弱，實踐強”的特點，學生掌握基礎理論并能結合理論分析實例工程成為教學的目標。選擇推導過程簡明、與最新水利工程研究成果結合緊密的水力學教材勢在必行。基本理論部分，學生主要掌握概念、理論公式、公式適用范圍即可。基本應用部分可根據各專業特點進行合理調整，如給排水專業以有壓管流為主進行排水管網的設計與水力計算，水利水電工程專業以明渠水流為主進行渠道的設計與水流能量消減研究。在教學大綱中，明確標出各章節“了解、掌握、重點掌握”三類知識點，學生學習新課和復習過程中有“主線”可依。

（二）教學方法的改革

傳統教學 “滿堂灌”的教學方法，課程邏輯性較強，卻不利于培養學生的創造性思維，應鼓勵啟發式、互動式教學方法，以學生聽課效率為主進行引導教學。重點知識點講解完畢由學生復述，根據掌握情況調整講課進度。對非重點知識，提前讓學生自學，課堂上由學生講解，教師補充。除講解書本中枯燥的內容，要結合專業就業方向，多舉實例，提高學生聽課積極性。將書中例題與課后習題結合，講練合一，提高學生舉一反三的應用能力。教師應定期了解學生對知識的掌握情況和對水力學教學的建議，達到雙向交流，實現教學相長。

（三）教學手段的改革

在水力學授課過程中，較多的學校都選擇以板書為主，多媒體課件進行輔助教學，而多媒體課件又拘于教材思路，平鋪直敘缺乏新穎。水力學課有它自身的特殊性，有些流動很難用語言來描述[4]。例如急流、緩流、層流、紊流等，用文字和語言描述使概念顯得空洞，因此，可將此類流動現象在實驗室錄制視頻，或者教師制作三維動畫模擬流動現象，并將視頻或動畫添加在課件中豐富教學內容，刺激學生的新奇感，活躍教學氣氛。多媒體技術有大容量的圖片、錄像、動畫，也可用紅色字體標注核心知識點，讓課程內容變得生動的同時，也提醒學生做好筆記。因此，教學手段可以嘗試以多媒體教學為主，重要公式的推導和例題講解時進行板書，在板書過程中給予學生足夠的思考時間。除在教室上課這種方法以外，為了充分利用實驗室設備，有助于一些比較抽象的水力學現象的理解，還可將某些知識點拿到實驗室去講，邊演示，邊講解。多元化的教學手段可以促進學生對基本概念的掌握，還能將理論與實驗有機進行結合。

（四）實驗方法的改革

水力學實驗是理論聯系實際的重要實踐性教學階段，提高實驗部分的教學質量至關重要。以往的實驗教學，通常是老師介紹實驗原理再演示，學生按照實驗步驟和教師的演示過程按部就班地記錄所需要的數據，實驗過程學生關注的核心點在數據是否能得到，忽略對實驗現象的觀察、對實驗結果影響因素的分析。最近三年，我們嘗試在實驗課開始前一周，教師在課堂上先講解實驗的原理及注意事項，學生自學《實驗指導書》上的操作步驟，將學生5人分為一組，每人在實驗操作、數據記錄、數據處理、報告編寫任務上的分工各不相同。

實驗結束后，教師根據實驗報告中存在的問題進行針對性講解，最后再演示實驗，讓學生在教師的演示過程中發現自己操作的不足。這種改革取得了階段性的效果，充分調動了所有同學參與實驗的積極性，培養了獨立思考的能力，增強了同學間的團隊意識。未來三年，我們計劃增加設計性實驗，學生組建實驗興趣團隊，實驗室實行開放制度，把實驗室變成學生動手、動腦的主陣地，提高學生的創新意識和能力。

（五）考評方式的改革

考評是對教師教學方法和學生學習效果的有效檢驗。為了考評結果的真實與客觀性，教師應堅持期末考試與平時考核并重的理念，兩種考核各占總成績的50%。平時考核包括對出勤、作業、實驗、聽課效果等的全面考核，聽課效果的檢驗方法可以是課堂回答問題、學生講解習題、學生設計生活中的水力學實驗等多種方法。增加平時成績的比重，可以使學生更加重視水力學的學習過程。另外，由于水力學學分大、課時長，建議在中期進行期中測試，讓學生及時復習所學內容，并為后半學期的水力學學習打下堅實基礎。

四、 結語

水力學是一門特點突出的綜合型學科，強調理論與實際工程應用的有機結合。在教學過程中，教師應該認清學生特點，選擇獨立院校適用的水力學教材，認真研磨教學大綱，嘗試多元化的教學方法和手段，加強實驗教學環節的革新，與學生在水力學學習過程中寓教于樂，全面提高學生的學習興趣，從而提高教學效果。

（作者單位：天津大學仁愛學院建筑工程系）

參考文獻：

[1]何文學.《水力學》課程素質教育實施要點及實現途徑[J].浙江水利水電學院學報，2014，26（4）：89-92.

[2]張鳴放.關于應用型本科教育若干基本問題的探討[J].現代教育科學，2009，（3）：1-4.

[3]裴國霞.水力學課程教學模式的改革與實踐[J].內蒙古農業大學學報，2009，2（3）：39-41.

[4]楊敏，高金花.《水力學》教學改革的探索[J].吉林水利，1997，3（15）：30-31.