蔣琳琳

摘要：本文根據(jù)水力學(xué)課程的特點(diǎn)，結(jié)合獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)方案的要求，介紹了水力學(xué)課程在教學(xué)過程中存在的教材重推導(dǎo)輕應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)缺乏創(chuàng)新、考核方式比重不合理等問題，建議水力學(xué)教學(xué)理論和工程應(yīng)用的重點(diǎn)根據(jù)不同專業(yè)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，鼓勵(lì)學(xué)生講課教師補(bǔ)充的教學(xué)方法，將與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的知識(shí)拿到實(shí)驗(yàn)室講授，支持學(xué)生探索生活中的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)行期末考試與平時(shí)成績(jī)并重的考核方法，對(duì)獨(dú)立學(xué)院的水力學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索。

關(guān)鍵詞：水力學(xué)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

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

水力學(xué)作為主干基礎(chǔ)課程開設(shè)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(yè)。實(shí)際上，與流體、氣體流動(dòng)相關(guān)的專業(yè)都是以水力學(xué)為理論基礎(chǔ)，比如石油、冶金、海洋與船舶工程等專業(yè)。對(duì)水利水電工程的學(xué)生而言，水力學(xué)為本專業(yè)的水利工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、管理都提供科學(xué)依據(jù)，水力計(jì)算是學(xué)生畢業(yè)從事專業(yè)相關(guān)工作的能力基礎(chǔ)。但在水力學(xué)的教學(xué)過程中，常遇到“老師難教，學(xué)生難學(xué)”的困難，這種現(xiàn)象源于課程本身“三多一難”的特點(diǎn)，“三多”是指概念多、公式多、系數(shù)多；“一難”是指計(jì)算繁難[1]。

一、 水力學(xué)課程的特點(diǎn)

水力學(xué)包括水靜力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)，是研究以水為代表的液體的宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律，解決給水排水、道路橋涵、農(nóng)田排灌、水力發(fā)電、防洪除澇、河道整治工程中的水力學(xué)問題。與材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)等課程不同，水力學(xué)理論公式較多，推導(dǎo)過程復(fù)雜，理論在實(shí)際工程的應(yīng)用又引出大量經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，使學(xué)生在應(yīng)用過程中對(duì)公式和系數(shù)的選擇感到迷惑。對(duì)水的研究中，由“靜態(tài)”到“動(dòng)態(tài)”，由“作用力”到“能量”，由“自然狀態(tài)”到“人為因素”，這一系列轉(zhuǎn)變都使水力學(xué)具有不同于其他力學(xué)學(xué)科的特殊性，而這種獨(dú)立的特殊性使學(xué)習(xí)水力學(xué)的思維方式與教學(xué)方式也別具一格。

二、 水力學(xué)課程教學(xué)過程存在的問題

（一）教材體系與獨(dú)立院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的辦學(xué)定位不符

應(yīng)用型本科教育，以應(yīng)用能力和工程素養(yǎng)培養(yǎng)為教學(xué)主線，強(qiáng)調(diào)以工程技術(shù)為主要專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)[2]。目前各版本的水力學(xué)教材在某種程度上過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性，重演繹、詳推導(dǎo)[3]。由于教材與工程水力學(xué)結(jié)合較少，使水力學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課將學(xué)生引入專業(yè)課學(xué)習(xí)的效果并不理想，學(xué)生死記硬背公式只為解題，與實(shí)際工程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)無法靈活。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，缺乏積極性

大學(xué)教育是為培育出會(huì)學(xué)習(xí)，具有獨(dú)立思考能力和實(shí)踐能力的人，目前大部分學(xué)生心理成熟較晚，對(duì)自己沒有人生定位和目標(biāo)規(guī)劃，學(xué)習(xí)過程仍習(xí)慣高中“填鴨式”、“老師推著學(xué)”的教育模式，缺乏學(xué)習(xí)的積極性，在學(xué)習(xí)過程中顯得極為被動(dòng)。僅有少許堅(jiān)持畢業(yè)后從事本專業(yè)工作和考研的學(xué)生在水力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中會(huì)跟著老師的思路踏踏實(shí)實(shí)學(xué)習(xí)。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏創(chuàng)新

水力學(xué)核心實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在演示實(shí)驗(yàn)中學(xué)生以聽講解、看現(xiàn)象為主，不利于激發(fā)學(xué)生的積極性，在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容已能初步判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的規(guī)律，缺乏新意。按目前教學(xué)大綱要求的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)不利于學(xué)生的創(chuàng)新和對(duì)水力學(xué)理論知識(shí)的消化、重組與應(yīng)用。

（四）考評(píng)形式對(duì)期末考試的偏重太大

現(xiàn)行考評(píng)制度以期末考試為主，平時(shí)成績(jī)?yōu)檩o，在水力學(xué)最終成績(jī)中兩部分的比值約為7：3。對(duì)于此種情況，學(xué)生會(huì)更加注重考前復(fù)習(xí)，而非水力學(xué)的學(xué)習(xí)過程。部分出勤較差、聽課效率不高的同學(xué)只要試卷取得高分，就可減小與優(yōu)秀同學(xué)的分?jǐn)?shù)差，大大挫傷了學(xué)習(xí)狀態(tài)持續(xù)穩(wěn)定同學(xué)的積極性。

三、 獨(dú)立院校水力學(xué)教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議

（一）理論體系的改革

水力學(xué)的工程實(shí)踐以扎實(shí)的理論為前提，針對(duì)獨(dú)立院校學(xué)生“理論弱，實(shí)踐強(qiáng)”的特點(diǎn)，學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論并能結(jié)合理論分析實(shí)例工程成為教學(xué)的目標(biāo)。選擇推導(dǎo)過程簡(jiǎn)明、與最新水利工程研究成果結(jié)合緊密的水力學(xué)教材勢(shì)在必行?；纠碚摬糠?，學(xué)生主要掌握概念、理論公式、公式適用范圍即可。基本應(yīng)用部分可根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行合理調(diào)整，如給排水專業(yè)以有壓管流為主進(jìn)行排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與水力計(jì)算，水利水電工程專業(yè)以明渠水流為主進(jìn)行渠道的設(shè)計(jì)與水流能量消減研究。在教學(xué)大綱中，明確標(biāo)出各章節(jié)“了解、掌握、重點(diǎn)掌握”三類知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)新課和復(fù)習(xí)過程中有“主線”可依。

（二）教學(xué)方法的改革

傳統(tǒng)教學(xué) “滿堂灌”的教學(xué)方法，課程邏輯性較強(qiáng)，卻不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，應(yīng)鼓勵(lì)啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)方法，以學(xué)生聽課效率為主進(jìn)行引導(dǎo)教學(xué)。重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)講解完畢由學(xué)生復(fù)述，根據(jù)掌握情況調(diào)整講課進(jìn)度。對(duì)非重點(diǎn)知識(shí)，提前讓學(xué)生自學(xué)，課堂上由學(xué)生講解，教師補(bǔ)充。除講解書本中枯燥的內(nèi)容，要結(jié)合專業(yè)就業(yè)方向，多舉實(shí)例，提高學(xué)生聽課積極性。將書中例題與課后習(xí)題結(jié)合，講練合一，提高學(xué)生舉一反三的應(yīng)用能力。教師應(yīng)定期了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況和對(duì)水力學(xué)教學(xué)的建議，達(dá)到雙向交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

（三）教學(xué)手段的改革

在水力學(xué)授課過程中，較多的學(xué)校都選擇以板書為主，多媒體課件進(jìn)行輔助教學(xué)，而多媒體課件又拘于教材思路，平鋪直敘缺乏新穎。水力學(xué)課有它自身的特殊性，有些流動(dòng)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(dòng)現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)室錄制視頻，或者教師制作三維動(dòng)畫模擬流動(dòng)現(xiàn)象，并將視頻或動(dòng)畫添加在課件中豐富教學(xué)內(nèi)容，刺激學(xué)生的新奇感，活躍教學(xué)氣氛。多媒體技術(shù)有大容量的圖片、錄像、動(dòng)畫，也可用紅色字體標(biāo)注核心知識(shí)點(diǎn)，讓課程內(nèi)容變得生動(dòng)的同時(shí)，也提醒學(xué)生做好筆記。因此，教學(xué)手段可以嘗試以多媒體教學(xué)為主，重要公式的推導(dǎo)和例題講解時(shí)進(jìn)行板書，在板書過程中給予學(xué)生足夠的思考時(shí)間。除在教室上課這種方法以外，為了充分利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，有助于一些比較抽象的水力學(xué)現(xiàn)象的理解，還可將某些知識(shí)點(diǎn)拿到實(shí)驗(yàn)室去講，邊演示，邊講解。多元化的教學(xué)手段可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基本概念的掌握，還能將理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)進(jìn)行結(jié)合。

（四）實(shí)驗(yàn)方法的改革

水力學(xué)實(shí)驗(yàn)是理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐性教學(xué)階段，提高實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通常是老師介紹實(shí)驗(yàn)原理再演示，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟和教師的演示過程按部就班地記錄所需要的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生關(guān)注的核心點(diǎn)在數(shù)據(jù)是否能得到，忽略對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響因素的分析。最近三年，我們嘗試在實(shí)驗(yàn)課開始前一周，教師在課堂上先講解實(shí)驗(yàn)的原理及注意事項(xiàng)，學(xué)生自學(xué)《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》上的操作步驟，將學(xué)生5人分為一組，每人在實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、報(bào)告編寫任務(wù)上的分工各不相同。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中存在的問題進(jìn)行針對(duì)性講解，最后再演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在教師的演示過程中發(fā)現(xiàn)自己操作的不足。這種改革取得了階段性的效果，充分調(diào)動(dòng)了所有同學(xué)參與實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)了獨(dú)立思考的能力，增強(qiáng)了同學(xué)間的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。未來三年，我們計(jì)劃增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生組建實(shí)驗(yàn)興趣團(tuán)隊(duì)，實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放制度，把實(shí)驗(yàn)室變成學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的主陣地，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

（五）考評(píng)方式的改革

考評(píng)是對(duì)教師教學(xué)方法和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效檢驗(yàn)。為了考評(píng)結(jié)果的真實(shí)與客觀性，教師應(yīng)堅(jiān)持期末考試與平時(shí)考核并重的理念，兩種考核各占總成績(jī)的50%。平時(shí)考核包括對(duì)出勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、聽課效果等的全面考核，聽課效果的檢驗(yàn)方法可以是課堂回答問題、學(xué)生講解習(xí)題、學(xué)生設(shè)計(jì)生活中的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)等多種方法。增加平時(shí)成績(jī)的比重，可以使學(xué)生更加重視水力學(xué)的學(xué)習(xí)過程。另外，由于水力學(xué)學(xué)分大、課時(shí)長(zhǎng)，建議在中期進(jìn)行期中測(cè)試，讓學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，并為后半學(xué)期的水力學(xué)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

四、 結(jié)語

水力學(xué)是一門特點(diǎn)突出的綜合型學(xué)科，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際工程應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該認(rèn)清學(xué)生特點(diǎn)，選擇獨(dú)立院校適用的水力學(xué)教材，認(rèn)真研磨教學(xué)大綱，嘗試多元化的教學(xué)方法和手段，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的革新，與學(xué)生在水力學(xué)學(xué)習(xí)過程中寓教于樂，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)效果。

（作者單位：天津大學(xué)仁愛學(xué)院建筑工程系）

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