水力学课程教学模式的探索与改进

摘 要 根据水力学课程的内容与特点，首先确定教学主线，将基本理论和基本原理作为该课程的根本立足点，充分吸收社会经济和水利行业发展的最新成果，广泛收集工程案例，将其融入课程实践教学环节中；进一步结合学校人才培养模式和该课程特点，探讨水力学教学过程中如何把多学科知识交叉渗透到课堂理论教学环节中，如何将案例教学吸收和纳入实践教学环节中，改进实践教学手段，形成理论教学、案例教学与实践教学相结合的多种教学手段并存的教学模式。

关键词 水力学；实践教学；教学模式

中图分类号：G642.0 TV131 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）06-0077-03

宁夏大学己于2008年9月成为211工程院校中的一员，学校和每一位教师都将此作为一次殊荣而继续努力拼搏和奋斗，但与此同时对教师也提出新的更高的要求。怎样能够提高教学质量，增强教学效果，提高学生的综合素质和社会竞争力，已经成为摆在每一位教师面前的严峻课题。

水力学是一门专业基础课，理论性强，内容抽象。历届学生都反映这门课程难学、不易理解，因此，怎样从课程本身的性质和特点着手，变抽象为简单，提高学生学习的积极性和主动性，从根本上改变学生对这门课程的认识和理解，从而增强教学效果，是每一位从事水力学教学工作的教师应深思的问题。笔者有以下几方面的体会。

1 把握课程定位，理清课程特点，确立教学主线

教师在讲授任何一门课程之前，首先对整个课程的内容、定位以及课程特点都要有一个宏观和系统的把握与认识，了解课程各部分内容之间的相互联系，以便教学过程中将各部分内容融会贯通起来，并确立教学主线。

把握课程内容以及课程定位 水力学课程是研究水体静止和运动状态的运动规律及其应用的一门科学，因此，它的内容也就划分为三大块：水静力学、水动力学、各自在工程实践中的应用。各部分内容既相互独立又相互关联，尤其是水动力学部分的内容融入了许多水静力学的知识点。

水力学是宁夏大学土木与水利工程专业水利水电工程、农业水利工程、土木工程、交通工程等专业的一门重要的专业基础课程，有着承上启下的作用，是学好后续专业课的必备课程基础，在整个课程体系里占据着十分重要的地位。然而，目前从全国范围来讲，水力学课程面临共同的问题——学时压缩。宁夏大学水力学课程由原来的60多个学时减到30多个学时，这就对教师的教学方法与手段提出更高的要求：在对课程定位以及课程内容在宏观上有了明确的把握以后，要想在有限的学时内将课程重要的内容传授给学生，就迫切地需要教师对自己的教学方法与思路做出改进。

理清课程特点 在对整个课程内容以及定位有了宏观的认识和把握以后，就需要进一步理清课程的特点。笔者通过不断总结，认为水力学课程有四个显著特点。

1）知识面广。课程涉及高等数学、物理学、理论力学、材料力学等多学科知识点。

2）理论性强。课程中基本概念和基本公式多，在学习中需要对基本概念有清楚的了解，并且这些基本理论和知识都依赖于其他学科中的基本理论，尤其是三大方程涉及的三大定律，只有对每一章主要的计算公式和应用条件都熟练掌握以后，才有可能系统连贯地掌握整个课程的知识主线，更好地把握整个课程知识点。

3）实践应用性强。水力学课程中的三大方程、有压管道中的恒定流、明渠流等知识点与工程实际运用中的许多环节都结合得非常紧密，这就对该课程的实际应用提出较高的要求。

4）系统性强。课程每一章节的内容都是紧密相关的，前面章节的理论是后面章节推导和应用的理论依据，而后面章节的理论知识又验证着前面的理论，使得整个课程内容形成一个不可分割的有机整体。这就要求对水力学课程每一个环节的知识点都要掌握得十分扎实，才不会对后续章节的学习造成障碍，而后续章节的学习又是对前面知识点的复习和巩固。

确定课程教学主线 把握了水力学课程内容和课程定位，明确了课程特点以后，就需要教师据此确立自己的教学主线。水力学课程是宁夏大学水利水电专业、农田水利专业、交通工程专业、土木工程专业的一门必修课程，与高等数学、大学物理、化学等基础理论课程有所区别，是一门理论性、应用性、实践性很强的学科，同时也是学好后续专业课程的必备基础。因此，结合课程自身的特点，为适应教学需求，首先进行适度的教学内容整合、精简，以教学内容与工程实际应用的一致性、适度够用性为原则，将基本原理和基本理论作为教学的立足点，但要适当淡化公式推导，舍弃一些落后的试算法、图解法、验证实验，以及抽象难懂且占较少比例的理论知识，与此同时充分吸收社会经济和水利行业发展的最新成果，广泛收集工程案例，将其融入课程实践教学环节中，从而加强水工建筑物静水压力、管道水力计算、水流现象分析等应用性强的教学内容，使得教学环节与学生未来的工作领域结合更加紧密。

2 教学思路与方法

精心做好课前准备工作

1）广泛阅读各类参考教材。高校教师不能死盯着一本授课教材，一捧就是几十年，应广泛涉猎各类参考教材，看得多了，总会对某些知识点萌生一些新的启发，从而对授课内容进行必要的删除与补充。

2）要对上一年度该部分内容的讲授过程，学生的反应、作业情况进行回顾与必要的反思，对授课内容做出调整。

3）要对讲授内容做一明确定位，是属于理论性的还是应用性的？应当采取什么方法去讲授？

4）要精心设计教学方法与手段，将多媒体教学与板书进行有机结合[1]。

合理将多学科的知识渗透到课堂教学内容中 之前已经谈到水力学课程具有知识面广的特点，涉及高等数学、物理学、理论力学、材料力学等多学科知识点，当涉及其他课程的知识点时，授课前通常会要求学生对相应内容做必要的回顾和预习。如：水静力学中解析法求静水压力涉及理论力学中的静面矩和惯性矩定理；水动力学中三大方程涉及物理学中的质量守恒定律、能量守恒定律、动量定理，那么就要求学生对这三大方程的理论基础和在其他课程中的一些应用非常熟悉。因此，在讲授这部分内容之前就要提前告诉学生，并要求学生课后提前预习这些相应课程中的理论内容，达到能够说出定理内容并举出一个相应的应用实例的程度。同时，下次上课之前首先会通过抽查提问的方式帮助学生回顾和熟悉这些内容，将这些内容讲透吃透后，再开始新的教学内容。采用这样的方法和手段就不会造成其他学科内容成为该门课程学习的障碍[2]。

巧妙处理重点、难点内容，化难为易 对于水力学课程教学中的重点及难点内容，教师不能只是一味地强调它如何重要，一定要掌握，而是要想办法化难为易。如在讲授水静力学部分内容时涉及真空的概念，这一概念是静力学的重点内容，因为它影响到后续章节中虹吸管和水泵应用的学习，并且这一概念在日常生活和工程实践中应用也很广泛，但概念却比较抽象，每届学生刚接触时都反映这个概念难以理解。此时通过讲解后，只要求学生从字面上记住并对这个概念有一个初步的感性认识，不理解没关系。在讲授虹吸管和水泵的应用时再次涉及真空的概念，并且此时是和工程实践结合起来讲解这一概念，学生往往对这一内容都非常感兴趣，带着兴趣去学习这一内容。

此时面对这个重难点问题，讲授前要求学生从日常生活及生产实际中找出虹吸管及真空现象实例，授课时由学生举出虹吸管及真空现象实例并分析其原理，然后教师引导学生进一步分析真空变化与压强大小及测压管液面之间的关系。这样一种方式使得课堂气氛十分活跃，学生在不知不觉中已掌握了这一重点、难点内容[3]。

将案例教学引入课程教学中 水力学课程作为一门应用性极强的专业基础课程，在其课堂授课中非常有必要引入工程实例教学法，通过教师讲授与工程实例演示激发学生的学习兴趣、改善学生的学习效果。

考虑到当前水力学课程课时少的现实情况，为适应该教学模式，首先进行适度的教学内容整合、精简。根据课程内容，通过对实际工作任务分析，将整合后的授课内容整体划分成几个不同的教学模块和相应的学习任务。进一步收集工程案例，案例收集过程中工程实例的真实性是十分重要的，一般来说工程现场或科研实践活动中的实际问题让学生有身临其境的感觉，更能激发学生的学习兴趣和求知欲望。主要通过以下途径收集工程案例：1）通过与往届毕业学生的沟通搜集工程实例；2）通过科研工作过程积累工程实例；3）通过实习过程搜集工程实例。然后将收集到的工程案例巧妙地融入教学环节中。

在各模块及任务学习时，针对学习任务，引入典型工程案例，教师首先介绍案例基本背景和应用，提出问题，让学生认识到这一模块的学习能够解决什么工程实际问题；带着问题，结合案例进行有关理论知识点的讲解；学生在教师讲解基础上进行基本知识练习；掌握了相关的基本理论知识后，再次引入经典案例，引导学生分组进行案例分析讨论，教师作总结评价；最后进一步引导学生进行案例水力计算与设计，并将其中一案例作为一次模块学习任务结束后的大型作业，作为课程效果评价的主要依据[3]。

自学与课堂讨论相结合 根据水力学课程的特点和学时所限，讨论课仅能占总学时很少的一部分，这样就要求教师授课前认真考虑和挑选课堂自学和讨论的内容。针对水力学课程的内容体系以及特点，将有压管道恒定流水力计算这一章作为学生自学与课堂讨论的内容。因为这一章内容恰好是水动力学基本理论——三大方程讲述完毕之后水力学能量方程具体应用的一章内容，从研究的内容及范围来看，这类问题与日常生活密切相关，且学生已经对能量方程理论及应用有一定的认识，较为适合采用自学与课堂讨论相结合。要求学生事先做好这一章内容的教学课件，课堂上随机抽取学生讲授一部分内容，再由教师做必要的补充讲解，这样做既加强了学生学习的主动性，也加深了学生对能量方程应用的认识，同时又达到节省课时的目的[4-5]。

通过补充综合性例题，将知识点系统化 水力学的一大特点就是系统性强，课程每一章节的内容都是紧密相关的，而目前水力学教材中的习题、例题大多数是围绕单独章节内容而设置的，缺乏系统性。学生常反映水力学千头万绪，知识点多，而事实上水力学课程中众多知识点都可以进行整合、串联。针对这种情况，在课堂教学中针对每一章节内容，讲解之前都要理出一条内容主线，层次分明，标明知识点和知识点之间的关联性，这样学生学习起来脑海里就不至于是一锅粥了，并且每一内容的学习目的性也很明确。课后进一步要求学生根据自己的理解写出这一章的学习总结，并且作为一次作业计入平时成绩，打好每一章节内容的学习基础。

教师根据教学内容的相互联系，进一步总结各章节之间的相互关联性和差别性，帮助学生理清整个课程的学习思路，并通过补充综合性例题来体现各章节之间的联系。如第二章水动力学基本理论、第三章水头损失这两章内容之间有很强的内在联系，就将这两章内容放在一起给学生进行课堂总结，同时补充1～2道有代表性的综合例题。学生便能将这两章内容有机地联贯起来，变零散的知识点为有序有机的整体，学习起来也就轻松了很多。

3 实践教学条件和环境的改进

2005年以来在宁夏大学北校区建了新的水力学实验大厅，实验教学设备全部得到更新，目前水力学实验室已有实验类和演示类两个系列共12种国内最先进的教学实验仪器，主要有水静力学实验仪1台、能量方程实验仪1台、毕托管测速实验仪1台、动量方程实验仪1台、雷诺实验仪1台、沿程水头损失实验仪1台、局部水头损失实验仪1台、堰流实验仪1台，大水槽1条、流线演示仪1套、孔口与管嘴出流演示仪1台、水面曲线演示仪1台、水击现象演示仪1台，完全满足了课程大纲的要求，实验开出率为100%。

此外，水力学实验室还从武汉大学引进国内最先进的水力学实验CAI软件，该系列软件仿真度高，界面动态效果真实，实验数值可靠，教学辅助功能齐全，可供学生在计算机上进行各项实验过程的操作、数据采集与成果分析。所附的实验原理、问题及解答可供学生实验预习与答疑之用。通过仿真实验，学生对实验的水力学思想和方法、仪器的结构和原理的理解，可以达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力、学习实验技能、深化水力学知识的目的，同时增强了学生对水力学实验的兴趣，大大提高了水力学实验课的教学水平。

随着实验教学仪器的更新和实验要求的提高，认真、及时做好实验教材的修编工作，减少验证性实验，增加操作实验、综合性实验和传统实验缺乏项目，如综合实验、流线演示等内容。同时建立校外参观实习基地，结合工程、科研单位的实际研究项目，带学生参观生产试验，培养学生的实际工程观念，提高学生解决工程实际问题的能力，充分调动学生的学习兴趣和主动性。

参考文献

[1]吴持恭.水力学[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]裴国霞.水力学课程教学模式的改革与实践[J].内蒙古农业大学学报，2000（3）：39-41.

[3]司春棣，韩会玲，齐清兰.水力学教学中多媒体课件与板书的使用模式优化研究[J].河北农业大学学报：农林教育版，2009，11（3）：351-353.

[4]陈正寿，孙孟.水力学多元化教学模式改革与探讨[J].中国水运，2011，11（12）：51-53.

[5]敬双怡，殷震育，李卫平.运用多元化教学模式提高“水力学”教学质量[J].科技信息，2013（3）：31-33.

推荐访问:水力学 教学模式 改进 探索 课程