揚州大學水力學一流本科課程建設探索與實踐

李 潔，許仁義

（揚州大學，江蘇 揚州 225009）

2019 年，《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》[1]明確提出：必須把教學改革成果落實到課程建設上。全國高校在教育部文件的指導下開始建設一流本科課程[2-3]，在新形勢下我們快速響應并在水力學課程的教學改革和一流課程建設方面進行了積極探索。

水力學是研究液體平衡和機械運動規律及其應用的一門學科基礎課，不僅涵蓋較多理論知識，還包括實驗方法和工程應用，水力學課程的教學質量直接關系到相關專業人才的綜合素質和綜合能力的培養，影響到國家水利建設事業的發展[4-6]。本文以揚州大學水利科學與工程學院水力學課程為例，介紹建設水力學一流本科課程的探索與實踐。

1 課程目標

水力學是揚州大學水利類專業的專業基礎課，通過本課程的學習使學生能應用液體平衡和液流運動的基本理論與計算方法，解決水利工程中的有關水力學問題，并在實驗中掌握利用常規儀器設備量測水位、壓強、流速、流量等水力要素的操作技能，讓學生鍛煉分析實驗資料和整理實驗報告的能力，學會觀察和分析液流現象、建立實驗研究模型，培養實驗團隊協作、獨立工作和創造性能力，為學習后續相關專業課和將來從事專業工作打牢基礎。同時，堅持立德樹人，將專業知識與課程思政相結合，挖掘課程內容背后的思政元素[7-8]，培養學生的愛國主義精神，激發學生的專業自豪感，為中國水利事業培養合格的接班人。

2 課程建設及應用情況

2.1 教學改革要解決的重點問題

根據人才培養目標和能力素質要求，目前水力學課程進行教學改革，需要解決三大重點問題，主要包括：

（1）提升教學設計質量，改進教學方法。采用啟發式和引導-探究式教學方法，做到師生互動，理論聯系實際。啟發式和引導-探究式教學法是在講解基本理論和方法的基礎上，啟發學生進行獨立思考，大膽設題，做到融會貫通，舉一反三。使教學由灌輸式、啟發式向探索性、研究型轉化，挖掘學生的潛力，提升學生的創新能力。

（2）改革教學模式，將理論教學、實驗教學與工程實踐相結合。經常將學生帶到科研現場參觀、學習，科研完成后將模型留作教學演示和實驗，使實驗內容不斷豐富，如南水北調進、出水流道系列模型、淮河入江水道整治水工試驗模型等，培養專業型、創新型、應用型人才。

（3）將課程內容與教學思政相結合。收集水力學課程的思政素材，挖掘課程中的思政元素和切入點，利用圖書資料、文獻資料以及視頻資料等，解讀相關案例背后的水力學知識和思政內容，激發學生的愛國熱情和專業自豪感，建設相關的思政案例素材庫，實現課程內容與思政元素的融合。

2.2 課程教學內容及組織實施情況

下面主要從水力學課程的教學內容、組織形式以及教學模式方面，介紹其主要內容及組織實施情況。

（1）課程教學內容。按照教學大綱要求，水力學課程內容體系結構分為兩大部分，水靜力學部分和水動力學部分。水靜力學部分主要包括液體的主要物理性質，靜水壓強及其特性，液體平衡方程，等壓面，壓強分布規律，液體相對平衡和作用在曲面上的靜水總壓力等。水動力學部分主要介紹液體運動的流束理論，包括液體運動的連續性方程、能量方程和動量方程；液流型態和水頭損失，包括液流型態和水頭損失的關系，沿程阻力系數變化規律，局部阻力系數等；明渠均勻流和明渠非均勻流，水頭，堰閘出流及消能，有壓管道恒定流和非恒定流，明渠非恒定流，液體運動流場理論，恒定平面勢流及滲流等。其中靜力學和液流運動基本方程為水力學基本內容，各專業均要重點掌握，其他內容視各專業具體情況有所側重。

（2）組織方式。基本概念，基本理論和基本方程重點介紹，要求學生全面掌握，徹底理解并消化，其目的是要求學生掌握液體運動的基本概念和液體運動的流束理論和流場理論，能利用所學理論對常見的水力學問題進行分析計算。對水力學中的基礎應用和實際工程問題，要求學生在理解的基礎上進行分析、判斷和計算，目的是培養學生利用理論知識分析問題和解決問題的能力，為后續專業課打好基礎。同時，增加相關實際工程案例，在合適的節點融入思政元素，實現課程講授與教學思政的完美融合。

實驗教學是水力學課程教學的重要組成部分。實驗教學的指導思想是理論聯系實際，通過實驗教學環節加深對水力學基本理論的理解和掌握，具體設想為：根據教學進程，適時進行實驗教學，實驗中充分發揮學生的主觀能動性，啟發學生進行思考，加深對基本理論的理解。除此之外，經常帶學生參觀和學習南水北調進、出水流道系列模型、淮河入江水道整治水工試驗模型等，將實際工程與理論知識相結合，激發學生學習興趣，培養學生利用所學知識解決實際工程問題的能力，從而達到學以致用的目標。

（3）教學模式。隨著網絡的發展，充分利用水力學課程相關的網絡教學資源，實現課前課后自學與課堂教學的緊密結合。在課堂教學中，使用“ADDIE 教學”“5E 教學”等新型教學模式，加強師生之間的交流互動，激發學生的學習興趣和學習積極性，啟發學生思考問題，引導學生積極參與到課程討論中，培養其解決實際水利工程問題的能力。在課前，讓學生通過網絡教學平臺，做好水力學課程的預習工作，在課后通過形象記憶圖、思維導圖等形式串聯相關知識點，并布置相關習題作業，使學生對課程的重難點部分有更好的理解，形成“課前-課堂-課后”階段性持續教學模式。這樣，既可以使學生提前對課堂內容進行概覽，又可以通過做習題等方式對重點和難點進行梳理和鞏固，使整個課程的教學效果得到提升。

2.3 課程成績評定方式

根據水力學課程的特點，將本課程考核分為三部分：一是平時作業和平時實驗報告的考核；二是理論課（包括基本理論部分和工程應用部分）的考核，采用閉卷筆試；三是實驗課考查。其中，平時成績主要由課堂考勤、課外閱讀、書面作業、討論匯報和小測驗這五部分考核進行評定，實驗成績采用平時實驗報告成績和實驗室現場面試方式進行評定。具體成績考核細則見表1。

表1 水力學課程成績考核細則

2.4 課程評價及改革成效

本課程教學改革實現了基礎理論、實驗教學與工程實踐相結合，形成了“課前-課堂-課后”階段性持續教學模式，任課教師課前精心備課，課堂認真講課，課后細心批改作業，教學上采用靈活多變的教學方法，教學設計新穎，采用先進教學手段和新型教學模式，在傳授專業知識的同時發揮育人作用，實現專業教育、素質教育以及思想政治教育的全面結合。通過不斷探索與實踐，水力學課程教學課堂氣氛活躍，學生學習興趣濃，教學效果好，近3 年學生對本課程開設質量的反映良好，學生評教分數達到95 分，遠高于學校評教的平均分數。

3 課程特色與創新

3.1 課程特色

水力學課程為水利類專業基礎課，也是水利類等專業碩士研究生必考課程，在整個課程體系中起承上啟下的關鍵作用。本課程建設的主要特色為：

（1）實驗室建設與自制儀器設備在國內同行處于領先地位，經過多年的建設，水力學實驗室設備先進、功能齊全，并自制大量實驗儀器設備和實驗課件，多次獲省教育廳獎，國內多所院校多次來本實驗室參觀、學習。

（2）以科研促教學，本課程教師承擔了多項與水力學相關的科研項目，并取得多項科研成果。教學中將理論教學和工程實際緊密相結合，將科研成果及時反映到教學中，經常將學生直接帶到科研現場進行參觀、學習，科研完成后將模型留作教學演示和實驗，使實驗內容不斷豐富，如南水北調進、出水流道系列模型、淮河入江水道整治水工試驗模型、引江濟淮鳳凰徑泵站水利樞紐模型、江都水利樞紐整體模型等。

（3）深度挖掘教學內容的思政元素，運用多個典型案例講解專業知識背后的思政內容，激發了學生的愛國熱情和專業自豪感，建立思政內容素材庫，采用優勝劣汰的原則，不斷進行創新和動態調整，使課程內容與思政教學緊密結合。

3.2 教學改革創新點

本課程教學改革的主要創新點主要體現在以下方面：

（1）以學生為中心，育人與育才相結合。采用多種新型教學方法啟發引導學生發現問題、解決問題，使學生掌握相關專業知識。與此同時，將課程思政與專業知識有機結合，培養學生的愛國主義熱情、專業自豪感和文化自信心。

（2）創立了較為完善的理論-項目式應用教學模式，實現了水力學課程的理論、實驗與工程實踐相結合。這種教學模式，既激發了學生的學習興趣，又提高了學生的動手能力以及解決實際工程問題的能力，為培養專業型、應用型人才奠定基礎。

（3）教學質量評價多元化，教與學的持續反饋。每學期開展教師教學質量評價（包括：學生評價、院領導及督導組評價及同行評價），對聽課學生進行本課程教學效果評價調查和召開學生代表座談會，了解學生反應，及時調整教學方案。加強新媒體手段的應用，不斷聽取學生課堂內外反饋意見，改進教學內容與模式。

4 結語

在全國開展一流本科課程建設的新形勢下，水力學課程應該樹立新的課程建設理念，不斷學習和開發新的教學模式，進一步提升教學質量，加強課程思政建設。同時，在今后的課程建設中還應注重數字化教材建設和虛擬仿真平臺的建設，為培養創新型、應用型、全能型水利人才奠定基礎。