面向工程教育專業認證的水力學課程教學改革

張升堂

摘要：水力學是水利類工科專業重要的專業基礎課。近年來隨水利類專業培養模式不斷調整變化，水力學課程教學各環節也相應做出調整。目前面對工程教育專業認證欲接軌世界同類課程教育，結合課程特點及專業要求，分析水力學課程教學過程中存在問題，提出了進行水力學課程教學改革的思路與理念。

關鍵詞：工程教育專業認證；水力學；課程改革；水利類專業

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）52-0085-02

一、前言

工程教育專業認證體系是遵從《華盛頓協議》多邊互認工程教育本科專業學位，認可工程教育資格，推動工程學位互認和工程技術人員的國際范圍流動[1]。工程教育專業認證體系通用標準對要通過其認證專業的課程體系進行了規范。水力學為技術基礎課，注重于工程實際水流現象的分析和計算，有很強的專業技術性[2]。為適應工程教育專業認證，水力學課程應做出改革調整。

水利類專業專門培養在地表水和地下水資源的勘探、評價、開發、管理及其工程設計、施工等方面的工程技術人才。目前我國在水利類專業學科體系齊全，教育水平在世界范圍內名列前茅，為國家培養了大批的人才。但是隨著經濟社會的進步，各種新興媒體技術的沖擊，以及綜合素質人才培養要求等的需求，原有的學科培養系統不能滿足要求，所以近年來對課程體系進行了改革，現正處于改革調整期后的適應階段。筆者有幸從事水力學教學多年，為水文與水資源工程、水力工程、水力電力設備、給水與排水等工程類專業講授水力學課程，同時又留學美國亞利桑那大學做博士后參與水文與水資源工程學院、土木工程學院水力學課程的實驗實踐環節，審視近年來水力學課程的教學改革，分析面臨水利類專業進行工程教育專業認證時水力學課程存在問題，并為以后的改革提出發展思路。

二、存在問題

工程教育專業認證要求符合本專業培養目標的工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程的課時量至少占總學分的30%，專業基礎類課程應能體現數學和自然科學在本專業應用能力培養，并實現創新能力的培養[3]。對比這些要求目前水利類專業的《水力學》課程教學存在以下問題：

1.學時一再壓縮。目前高校在課程設置時，為提高學生基礎課的能力培養，側重基礎課程學習，壓縮專業基礎課的教學時間。目前許多院校水力學學時由原來的100多個學時，減到80多個學時，有部分學校甚至壓縮為40多個學時，學時的大量壓縮，使學生對水力學知識的運用能力、實驗動手能力都有所下降[4]。

2.學生興趣的轉移。學生在水力學課程學習中多對工程應用方面的知識有較大興趣，而對水流本身的問題探究即純水力學理論問題較少關注，因而在學習中對水流現象的學習僅局限于膚淺的表層，而未涉及水流現象的理論實質探索與學習，這對以后的更深層次的學習十分不利。

3.傳統教學手段受到挑戰。1998年學科專業目錄調整后，要求強化基礎、深化專業、提高素質，各門課程學時大幅減少，方向課增多。教學質量要求提高，要求學生對基本概念的理解、理論方法的應用、實驗技能的提高均比過去嚴格許多。傳統的教學手段難以達到上述要求。

4.公式及推導冗繁。水力學有許多理論及公式，在工程實際中又衍生出大量的半經驗、半理論公式、系數公式或經驗常數等等[5]。而目前各種版本的水力學教材盡管做了一些修改，但由于其強調學科的系統性、整體性，都按部就班詳細推導，強調技術基礎為專業服務等特點，所以水力學課程與其他專業課程相比公式多、概念多、系數多[6]。因而水力計算的內容很多，而且計算復雜，很多問題無解析算，只能用試算法，所有這些都使學生感到不習慣，從而導致學習困難。

5.實驗條件有待改善。工程教育專業認證要求工程實踐與設計至少占到總學分的20%，同時應設置完善的實踐教學體系，并應該與企業合作，開展實驗實訓，進一步培養學生的動手能力和創新能力[7]。部分水利類專業建設中還有一些實驗設備沒有到位，不能進行正常的教學實驗，因此實驗教學條件還有待于進一步完善。

三、課程教學改革思路

基于以上面臨工程教育專業認證時存在的問題，欲實現水利類專業多邊互認、技術人員的國際范圍流動，筆者認為應從以下方面著手進行水力學課程改革：

1.明確主線重組教學內容。由于水力學課程學時的壓縮，且需要保證教學質量不下降，同時教學內容不能縮水的情況下，應采取的改革措施是：對專業基礎內容進行重新整合，使重點更加突出，且使課程精練，更符合工程教育專業認證要求。

2.選用適當的教材。教材建設是課程的核心，是教師實現教學之本，為實現工程教育專業認證，應結合和參考國外優秀教材內容適當選取。由于水利類專業都開設水力學或流體力學課程，不同專業對水力學知識深度、廣度要求也不一樣。而目前流行的水力學教材版本不同、難易程度不同、內容側重不同，因此各有所長，在綜合考慮對比情況下，結合專業培養與實現工程教育專業認證目標認證選擇。

3.改革課堂教學方法。積極實施啟發式教學。堅持采用教師主講與課堂討論相結合的方法，或者有講有問，每節課的最后幾分鐘留作討論，使學生增強了敢想、敢問的信心和勇氣，以期達到雙向交流，保證教學相長，為將來的工程技術人員的力學問題有效溝通解決進行能力培養[8]。傳統的水力學教學學生的能動性、個性發揮不夠，影響教學效果，被稱為一塊黑板、一支筆的呆板教學方式[9]。因此制作多媒體課件，演示水力軟件于授課過程中，以有利于學生對水利工程中的水力學現象和基本理論的認識與理解，以提高教學效果。

4.加強學生計算能力培養。計算機技術的應用為水力計算提供了條件，學生對計算機學習一般興趣濃厚，這為水力學課程結合計算機教學創造了良好條件。學生計算能力不僅是指一般常規非線性方程的解算及其程序編制能力，而且還應該包括偏微方程的某些部分及其算法，強調計算機及算法應用[10]。因此，在水力學需要試算內容講授時應啟發學生動手編程的熱情，這樣既加深了學生對解題過程的理解，又提高了程序設計水平，同時滿足了工程教育專業認證中有關學生綜合應用所學知識解決實際問題能力培養的要求[11]，使學生計算能力實現質的飛躍，以適合水利類專業工程教育專業認證的需要，為以后參加工作打下了堅實的基礎。

四、結語

面對工程教育專業認證，水力學課程教學質量的提高，需要有一套不斷適應新形勢的課程體系改革和課程內容更新為之保障，而課程體系改革和課程內容更新是一個復雜的系統工程，也是一個不斷優化的過程，需要從業者不斷地進行探索、改革、實踐與提高。

參考文獻：

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