基于能力導(dǎo)向的水力學(xué)教學(xué)創(chuàng)新探索

朱國成，王闖，張鵬，任伯幟

(湖南科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

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基于能力導(dǎo)向的水力學(xué)教學(xué)創(chuàng)新探索

朱國成，王闖，張鵬，任伯幟

(湖南科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

水力學(xué)是土建類學(xué)科重要的課程內(nèi)容之一，也是給水排水科學(xué)與工程的核心課程，其課程內(nèi)容掌握的扎實(shí)程度將影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。結(jié)合當(dāng)前水力學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，提出以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的創(chuàng)新教學(xué)體系，從教材教案精選、激發(fā)興趣與轉(zhuǎn)換角色、構(gòu)建多元教學(xué)體系、完善立體考核體系4個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新的探索，以期能夠獲得提高水力學(xué)教學(xué)水平的新方法與新途徑。

水力學(xué)；能力導(dǎo)向；教學(xué)創(chuàng)新；考核體系

水力學(xué)教學(xué)本身抽象性和理論性較強(qiáng)，有較多計(jì)算方程及其附屬的方程運(yùn)用條件，再加之實(shí)際環(huán)境類型差異及水質(zhì)條件參數(shù)的變化，使水力學(xué)講解授課和學(xué)習(xí)掌握存在一定的難度。課程培養(yǎng)要求掌握主要教學(xué)內(nèi)容、典型生活生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)用和常規(guī)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作方法，具備一定實(shí)際工程運(yùn)用與案例水力分析、數(shù)值模擬和水力計(jì)算的能力。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，顯著提升教學(xué)效果的關(guān)鍵是以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的“教”與“學(xué)”聯(lián)合互動(dòng)，即由教師和學(xué)生兩方共同努力攜手完成，通過相互之間的共同努力才能顯著提高教學(xué)質(zhì)量。鑒于學(xué)分制的大學(xué)教育模式，全面合理的立體考核體系也較大程度影響教學(xué)效果。如何更進(jìn)一步提升水力學(xué)教學(xué)效果，以培養(yǎng)出能力優(yōu)秀的專業(yè)人才，一直是高校水力學(xué)教學(xué)研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)，其中，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的水力學(xué)教學(xué)創(chuàng)新顯得尤為重要和迫切。

1　適合專業(yè)需求的教材教案精選

適合專業(yè)需求的水力學(xué)教材至關(guān)重要。一本恰倒好處的水力學(xué)教材，再配以完備的教學(xué)備課體系，包括教學(xué)教案、課堂例題、課后習(xí)題、實(shí)驗(yàn)講義、實(shí)驗(yàn)習(xí)題等，會(huì)使整個(gè)教學(xué)過程有序進(jìn)行，對(duì)于首次接觸水力學(xué)的初學(xué)者，使其受益匪淺。目前，國內(nèi)現(xiàn)用的多種版本水力學(xué)教材，在相當(dāng)程度上過于重視學(xué)科的完整性和系統(tǒng)性，注重推算演繹和詳盡的公式推導(dǎo)[1-2]，而結(jié)合具體工程實(shí)際的實(shí)例分析在典型工科專業(yè)中得到較少體現(xiàn)，教材內(nèi)容與專業(yè)實(shí)際聯(lián)系往往欠缺，這種“重理論，輕運(yùn)用”的教材與應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)要求相偏離[2]。

此外，水力學(xué)教學(xué)課時(shí)相對(duì)緊張，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)需求各專業(yè)對(duì)水力學(xué)教學(xué)有所側(cè)重。水力學(xué)教學(xué)的理論重點(diǎn)集中在靜水力學(xué)與動(dòng)水力學(xué)。這兩章理論知識(shí)學(xué)習(xí)的好壞關(guān)系到整個(gè)水力學(xué)教學(xué)課程學(xué)習(xí)的成敗。在重點(diǎn)理論知識(shí)掌握的基礎(chǔ)之上，可針對(duì)給排水科學(xué)與工程培養(yǎng)計(jì)劃來量體裁衣，有別于土木工程、水利水電工程等專業(yè)水力學(xué)教學(xué)，重點(diǎn)突出水動(dòng)力學(xué)中“水頭損失”“有壓管道”和“明渠”相關(guān)分析計(jì)算，促使學(xué)生通過本課程要掌握與管道、明渠相關(guān)的水頭損失及水流型態(tài)判斷確定及分析計(jì)算，而堰流、閘壩水力消能計(jì)算多是水利水電工程的主要教學(xué)內(nèi)容，滲流多是巖土工程巖土水力學(xué)所主要研究的或是地質(zhì)工程、地下水科學(xué)等專業(yè)的教學(xué)重點(diǎn)。符合實(shí)情的對(duì)教學(xué)內(nèi)容的“篩選”有利于按時(shí)按量完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)效果。

2　激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)角色

與大學(xué)生豐富多彩的課外活動(dòng)相比，對(duì)于水力學(xué)這種理論性較強(qiáng)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生往往感到枯燥無味，這實(shí)際上反映了大學(xué)生本應(yīng)作為大學(xué)教育的活動(dòng)的主角逐漸成了學(xué)習(xí)被動(dòng)的角色。因此大學(xué)教育需要扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)教育的局面，樹立偉大的理想與努力成才的人生觀。

興趣是最好的老師。幾乎所有課程，引導(dǎo)激發(fā)并不斷培養(yǎng)興趣，對(duì)牢固掌握課程具有顯著效果。對(duì)于初學(xué)者，需要突出水力學(xué)課程在整個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的核心地位，盡可能促使學(xué)生理解水力學(xué)的重要性和必要性。當(dāng)前水力學(xué)課程的重要作用表現(xiàn)為：1)后續(xù)很多專業(yè)課程都依托水力學(xué)延展開來，不牢靠掌握水力學(xué)知識(shí)，專業(yè)課程會(huì)消耗大量寶貴的時(shí)間；2)水力學(xué)是許多高等院校研究生初試時(shí)的重要考試課程，如果希望在本專業(yè)繼續(xù)深造，努力學(xué)好水力學(xué)是重要的前提條件；3)畢業(yè)后參加工作，無論單位性質(zhì)和工作地域差別，從事與土建類相關(guān)的工作，水力學(xué)知識(shí)在解決相關(guān)水力問題方面都起到一定的理論指導(dǎo)作用。因此水力學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)我們?nèi)粘５膶W(xué)習(xí)、工作均起到重要的作用。

轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)角色是大學(xué)教育的必然要求。在大學(xué)教育過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生會(huì)過多地依賴課堂、教材，主觀能動(dòng)性較差。教師教授一點(diǎn)，學(xué)生接受一點(diǎn)，學(xué)生不能夠自主完成相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將過多精力集中于課外活動(dòng)，同時(shí)很難提出具有建設(shè)性的問題。這集中表現(xiàn)在：學(xué)生除了課后完成作業(yè)，幾乎不進(jìn)行自主學(xué)習(xí)活動(dòng)；很多學(xué)生面對(duì)超出自己認(rèn)知的問題，不能夠虛心請(qǐng)教；學(xué)生不向身邊會(huì)的同學(xué)或教師請(qǐng)教從而集思廣益，不通過計(jì)算機(jī)、圖書館進(jìn)行查閱。因此課堂教學(xué)需要讓學(xué)生理解“他山之石，可以攻玉”與“三人行，必有我?guī)煛钡牡览?。顛覆傳統(tǒng)學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的角色，面對(duì)難題調(diào)動(dòng)學(xué)生采取有針對(duì)性的方法克服困難，這樣可逐漸增加學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，而且會(huì)充分讓學(xué)生感受到挑戰(zhàn)困難獲得成功的成就感，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

3　構(gòu)建自主互動(dòng)的多元教學(xué)體系

水力學(xué)課程理論性較強(qiáng)，等式方程計(jì)算頗為復(fù)雜，在公式理論分析方面，板書教學(xué)講解速度較慢、推導(dǎo)過程清晰，使學(xué)生能夠緊跟教師思路而不落后，較為容易掌握；在水力學(xué)作用效果及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述方面，多媒體教學(xué)更加直觀深刻形象，使學(xué)生能夠迅速洞察其中含義、明白變化流程，板書教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合，教學(xué)效果顯著。還可考慮將教學(xué)內(nèi)容按教師分塊教學(xué)，按“靜”與“動(dòng)”將水力學(xué)教學(xué)內(nèi)容分成不同板塊[3]，課前自主預(yù)習(xí)，課中例題分析與小組討論結(jié)合，例題與習(xí)題講解，是強(qiáng)化理論知識(shí)掌握的方法[4]，小組討論便容易發(fā)現(xiàn)知識(shí)體系中的新問題并進(jìn)行探討歸納。結(jié)合具體工程實(shí)例、生產(chǎn)實(shí)際講授知識(shí)點(diǎn)，將水力學(xué)理論分析結(jié)合于具體工程，分析產(chǎn)生效果的水力學(xué)因素。例如，水力作用下大壩的建設(shè)施工問題分析；自主學(xué)習(xí)課堂教學(xué)，教師定期設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生自主探討完成，并及時(shí)給予答疑講解；構(gòu)建師生互動(dòng)的啟發(fā)式課堂教學(xué)，教師提出問題，或給出部分引導(dǎo)條件，激發(fā)學(xué)生自主性探索思考。針對(duì)個(gè)別基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，制定符合實(shí)際的有效學(xué)習(xí)計(jì)劃，幫助鞏固提高。

4　完善全面合理的立體考核體系

基于能力培養(yǎng)的水力學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)考核應(yīng)當(dāng)是全面的[5]，應(yīng)當(dāng)是過程性評(píng)價(jià)(平時(shí)成績)和終結(jié)性評(píng)價(jià)(期末考試)有機(jī)結(jié)合、理論性評(píng)價(jià)和實(shí)驗(yàn)性評(píng)價(jià)協(xié)同的立體考核體系?？己梭w系與學(xué)生自主性學(xué)習(xí)熱情激發(fā)是緊密相連的，將學(xué)生的課堂表現(xiàn)、知識(shí)掌握程度、實(shí)驗(yàn)操作展示、作業(yè)完成情況等均作為考核的重要部分，而不完全取決于終結(jié)性評(píng)價(jià)(期末考試)，采用綜合性評(píng)價(jià)方式進(jìn)行，以避免學(xué)生考前臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象，促使學(xué)生能夠自始至終地認(rèn)真學(xué)習(xí)。過程性評(píng)價(jià)考核的占比增加能夠讓師生互動(dòng)更加密切有效，極大地激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考問題。例如，可以指導(dǎo)學(xué)生舉出與水力學(xué)知識(shí)相關(guān)的一些日常生活問題，活躍課堂氣氛；反復(fù)地向不同的學(xué)生提出問題(尤其需要記住每位學(xué)生的姓名)，這樣的提問形式堅(jiān)持下來會(huì)得到很好的教學(xué)效果，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性會(huì)提高很多，這樣的教學(xué)方式讓學(xué)生感受到自己受到重視，這也是我們所期許的；在教育的過程中，給學(xué)生一點(diǎn)壓力是需要的，例如在黑板上讓學(xué)生現(xiàn)場繪制各種水力學(xué)水流突變(轉(zhuǎn)彎、突然放大、突然縮小等)因素下的測壓管水頭線和總水頭線，并附一定的講解，也許答案并不是你需要的，但是學(xué)生感受到一點(diǎn)小小的壓力，學(xué)習(xí)的自尊心便會(huì)增強(qiáng)，后續(xù)學(xué)習(xí)的質(zhì)量就有了保障。教學(xué)過程長期堅(jiān)持必將提升學(xué)生知識(shí)理解的能力和保障整體教學(xué)效果的提升，同時(shí)體現(xiàn)“學(xué)在平時(shí)，功在平時(shí)”，培養(yǎng)學(xué)生積極向上的學(xué)習(xí)心態(tài)，教書更育人。

水力學(xué)是土建、水利類學(xué)科專業(yè)必修課程，對(duì)后期專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的掌握至關(guān)重要。結(jié)合水力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，提出以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的創(chuàng)新教學(xué)體系，從適合專業(yè)需求的教材教案精選、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)角色、構(gòu)建自主互動(dòng)的多元教學(xué)體系、完善全面合理的立體考核體系四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新探索，將其內(nèi)在的教學(xué)規(guī)律與專業(yè)化人才培養(yǎng)需求相結(jié)合，以能力素質(zhì)培養(yǎng)為導(dǎo)向，培養(yǎng)更多專業(yè)化人才。

[1] 司春棣，韓會(huì)玲，齊清蘭，等.水力學(xué)教學(xué)中多媒體課件與板書的使用模式優(yōu)化研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):農(nóng)林教育版，2009(3):351-357.

[2] 龍北生，呂萍，高金花，等．應(yīng)用型本科水力學(xué)課程建設(shè)與改革實(shí)踐[J].長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2012(2):99-102.

[3] 程浩亮，張慶文.基于多元化教學(xué)模式的水力學(xué)教學(xué)改革探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015(20):114-115.

[4] 張同柏.認(rèn)知負(fù)荷理論觀照下的“教學(xué)案與多媒體合一”教學(xué)模式[J].教育理論與實(shí)踐,2015(11):7-9.

[5] 榮冠,周創(chuàng)兵,陳益峰.水利類專業(yè)工程地質(zhì)課程教學(xué)研究與改革探索[J].高等建筑教育,2013(5):110-116.

(責(zé)任校對(duì)朱正余)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.07.013

20151224

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51408215)

朱國成(1979-)，男，安徽淮南人，講師，博士，主要從事水質(zhì)保障教育與技術(shù)研究。

G642.0

A

1674-5884(2016)07-0040-03