多元化教學(xué)模式在“水力學(xué)”教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

蔣耿民 王宗華 徐俊

[摘 要]該文以本科階段少學(xué)時(shí)水力學(xué)課程為例，通過(guò)分析傳統(tǒng)水力學(xué)課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了線上教學(xué)與線下課堂相結(jié)合的多元化教學(xué)模式，并對(duì)近幾屆學(xué)生的教學(xué)效果進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，希冀為其他相關(guān)課程教學(xué)提供借鑒和參考。

[關(guān)鍵詞]多元化教學(xué)模式;水力學(xué);教學(xué)研究

[基金項(xiàng)目]2018年度南陽(yáng)師范學(xué)院課堂教學(xué)模式改革項(xiàng)目“‘新工科背景下應(yīng)用型大學(xué)水力學(xué)課程教學(xué)改革研究”（院教發(fā)〔2018〕116號(hào)）

[作者簡(jiǎn)介]蔣耿民（1985—），男，河南南陽(yáng)人，工學(xué)博士，南陽(yáng)師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院講師（通信作者），主要從事水資源高效利用研究;王宗華（1974—），男，河南南陽(yáng)人，工學(xué)碩士，南陽(yáng)師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院副教授，主要從事水資源高效利用研究;徐 俊（1981—），男，河南信陽(yáng)人，工學(xué)博士，南陽(yáng)師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院講師，主要從事水資源高效利用研究。

[中圖分類號(hào)] G420[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）33-0291-02[收稿日期] 2020-02-01

水力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，主要研究水的平衡和宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用[1，2]。廣泛用于水利工程、土木工程、環(huán)境工程等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。

一、水力學(xué)課程教學(xué)改革背景

水力學(xué)課程主要由兩大部分組成：即水力學(xué)基本理論（水靜力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)、量綱分析與相似原理）與水力學(xué)工程應(yīng)用（有壓管流、明渠恒定流、堰流及閘孔出流、滲流）。該課程是介于以學(xué)習(xí)自然科學(xué)的基本理論為目標(biāo)的基礎(chǔ)課和以學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)為目的的專業(yè)課之間的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是連接前期基礎(chǔ)課和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁。另一方面，該課程又是一門兼具基本理論與工程應(yīng)用的課程，涉及公式繁多，理論推導(dǎo)復(fù)雜，課程內(nèi)容與課時(shí)比較大。

目前，全國(guó)各高校水力學(xué)教學(xué)大綱結(jié)合各專業(yè)特點(diǎn)主要按三類學(xué)時(shí)模式編制執(zhí)行，即：多學(xué)時(shí)（120左右）、中學(xué)時(shí)（60左右）和少學(xué)時(shí)（32左右）。我院土木工程專業(yè)水力學(xué)課程通常安排在大三上學(xué)期，參考《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》要求，按30學(xué)時(shí)（理論課時(shí)20，實(shí)驗(yàn)課時(shí)10）開(kāi)課。

作為土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，面臨著如何在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)傳授學(xué)生更多知識(shí)的問(wèn)題，因此，尋求一種較好的教學(xué)模式對(duì)該課程的教學(xué)有著至關(guān)重要的作用。

傳統(tǒng)的水力學(xué)課堂教學(xué)模式往往是以教師為主體，通過(guò)老師的語(yǔ)言向?qū)W生解釋概念、論證原理和闡明規(guī)律[3]。教師在課下花費(fèi)大量時(shí)間和精力精心備課，課中對(duì)課堂內(nèi)容也做到充分的講解，但是因?yàn)檎n程學(xué)時(shí)的限制和教學(xué)模式的單一，往往“臺(tái)上滔滔不絕，臺(tái)下昏昏欲睡”，不能喚起學(xué)生的注意和興趣，導(dǎo)致教學(xué)效果低下。

二、多元化少學(xué)時(shí)水力學(xué)課程教學(xué)模式

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異和“互聯(lián)網(wǎng)+”與教育的融合滲透，教育教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)正在發(fā)生變革與轉(zhuǎn)型。教學(xué)模式也由傳統(tǒng)的以教師為主體、以課堂學(xué)習(xí)為載體的單一模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、線上教學(xué)與線下課堂相結(jié)合的多元互動(dòng)模式[4，5]。

（一）基于網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)構(gòu)建線上課堂

教師在本階段水力學(xué)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)之前，應(yīng)先發(fā)布階段學(xué)習(xí)任務(wù)包括主要內(nèi)容、重難點(diǎn)等，推薦學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)課程視頻讓學(xué)生進(jìn)行自學(xué)（例如：中國(guó)大學(xué)MOOC等開(kāi)放平臺(tái)），通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)，學(xué)生可以接觸到很多名?；蛐袠I(yè)名師的水力學(xué)開(kāi)放式在線課程，可弱化由于區(qū)位或?qū)W校層次引起的教育教學(xué)資源的限制，利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)教育資源的公平配置。為了使優(yōu)質(zhì)課程資源真正發(fā)揮作用，在學(xué)生自學(xué)過(guò)程中需要教師能夠及時(shí)掌握并監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度情況，教師可通過(guò)改造式資源設(shè)計(jì)，根據(jù)水力學(xué)課程教學(xué)需求改變SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制式在線課程）的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)資源等。在線上預(yù)習(xí)和線下講授之后，還可以借助于網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)發(fā)布作業(yè)，進(jìn)行階段考核。以某平臺(tái)為例，任課老師首先根據(jù)本校師生實(shí)際情況新建或選取已有優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)校可進(jìn)行收集匯總，然后向平臺(tái)提出申請(qǐng)構(gòu)建本校的學(xué)校云，本校師生通過(guò)認(rèn)證之后就可開(kāi)展線上授課和學(xué)習(xí)。在此過(guò)程中教師不僅可以根據(jù)教學(xué)需求對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)課程授課內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程進(jìn)行修改編輯，而且還可以通過(guò)后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度及考核情況，以便在線下教學(xué)過(guò)程中更有的放矢、精準(zhǔn)授課。

（二）借助現(xiàn)代教學(xué)工具打造智慧課堂

在課堂教學(xué)過(guò)程中，教師可借助智慧教學(xué)工具（雨課堂、超星課堂、智課堂等）進(jìn)行線上線下同步教學(xué)。傳統(tǒng)水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中對(duì)每節(jié)課學(xué)生出勤的考核，往往是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)名的方式，對(duì)原本就很緊張的課時(shí)無(wú)疑雪上加霜。但是借助智慧教學(xué)工具可以使學(xué)生通過(guò)掃碼登錄，有效解決課堂考勤問(wèn)題。傳統(tǒng)課堂中，教師在講授過(guò)程中如果想了解學(xué)生對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，只能靠現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)或課堂測(cè)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行判斷，既耗時(shí)又不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反映整體情況。而借助于智慧教學(xué)工具，一方面可在課堂講授過(guò)程中設(shè)置幾道難度適宜的課堂小測(cè)驗(yàn)，并設(shè)定每道題目的答題時(shí)間約1分鐘左右，利用投稿和彈幕等功能，實(shí)時(shí)上傳顯示所有學(xué)生答題結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，使得反饋信息更具體直觀，還能督促學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中始終認(rèn)真專注。

因?yàn)闇y(cè)試題目是不定時(shí)出現(xiàn)的，學(xué)生一旦手機(jī)打開(kāi)了其他軟件，很難在設(shè)定時(shí)間內(nèi)返回并進(jìn)入答題環(huán)節(jié)，不能及時(shí)答題就會(huì)影響平時(shí)成績(jī)。這樣既維持了良好的課堂秩序，又大大提高了課堂效率。另一方面，對(duì)一些主觀性較強(qiáng)的題目，可讓學(xué)生在下面完成后拍照上傳到教師的終端設(shè)備，教師可以選擇有代表性的內(nèi)容進(jìn)行播放講解。另外，在整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程中，教師授課PPT可同步推送到學(xué)生手機(jī)，學(xué)生在聽(tīng)課過(guò)程中可以對(duì)不懂的內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)記，教師可以實(shí)時(shí)查閱并及時(shí)調(diào)整講課進(jìn)度，最終更高效、準(zhǔn)確地完成教學(xué)目標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心。

（三）融入工程案例打通最后一公里

水力學(xué)是一門兼具基本理論與工程應(yīng)用的課程，在教學(xué)過(guò)程中借助于多媒體手段融入實(shí)際工程案例，更能充分發(fā)揮出水力學(xué)課程應(yīng)用性的特點(diǎn)，并且可以激發(fā)學(xué)生對(duì)水力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。比如可以引入液體防彈衣的發(fā)明原理及應(yīng)用進(jìn)行非牛頓流體內(nèi)容講解，引入飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)原理進(jìn)行能量方程講授，講到曲面靜水壓力可以結(jié)合南水北調(diào)中線工程U型渡槽的設(shè)計(jì)，講到倒虹吸管可以結(jié)合南水北調(diào)中線穿黃工程，講到無(wú)壓圓管均勻流可以結(jié)合市政排水管道設(shè)計(jì)，講到復(fù)式斷面渠道可以結(jié)合在城市內(nèi)河整治中生態(tài)斷面的設(shè)計(jì)理念及應(yīng)用……通過(guò)把現(xiàn)實(shí)中大家耳熟能詳?shù)囊恍┕こ贪咐c水力學(xué)課程中的知識(shí)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)講解，一方面可以將枯燥的書本知識(shí)具象化生活化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高水力學(xué)課堂學(xué)習(xí)效率，提升水力學(xué)教學(xué)質(zhì)量。另一方面通過(guò)把當(dāng)前工程設(shè)計(jì)中遇到的水力學(xué)難題引入課程教學(xué)過(guò)程中，可以將工程和科研的思路、方式方法傳授給學(xué)生，鍛煉學(xué)生分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)方案中行業(yè)拔尖創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，打通理論到應(yīng)用、知識(shí)講授到能力培養(yǎng)的最后一公里。

三、結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，由于教學(xué)條件和學(xué)時(shí)限制，教師把更多精力放在書本知識(shí)講授和完成教學(xué)進(jìn)度等方面，無(wú)暇顧及人才培養(yǎng)方案設(shè)定的關(guān)于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。學(xué)生則是被動(dòng)、外驅(qū)式學(xué)習(xí)，缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。而多元化教學(xué)模式的應(yīng)用，可以在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，最大限度利用現(xiàn)代技術(shù)手段輔助教師教學(xué)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)驅(qū)力、提升學(xué)生課程參與度。以南陽(yáng)師范學(xué)院2015級(jí)土木工程專業(yè)普通二本120名學(xué)生為教學(xué)對(duì)象，通過(guò)進(jìn)行少學(xué)時(shí)水力學(xué)多元化教學(xué)模式授課，最終得到了較好的教學(xué)效果。學(xué)生優(yōu)秀成績(jī)占比9.17%，良好58.33%，中等26.67%，不及格5.83%，與土木工程專業(yè)2012—2014級(jí)三屆學(xué)生平均值相比，優(yōu)秀成績(jī)提高了7.21%，良好成績(jī)提高了30.14%，中等成績(jī)降低了31.24%，不及格成績(jī)降低了6.11%。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展為多元化教學(xué)模式在少學(xué)時(shí)水力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用提供了技術(shù)支撐，任課教師應(yīng)結(jié)合學(xué)校和學(xué)生實(shí)際情況因地制宜、因材施教，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善多元化教學(xué)模式在少學(xué)時(shí)水力學(xué)課程中的教學(xué)實(shí)踐，探索理工科課程教學(xué)模式改革的新思路，最終實(shí)現(xiàn)理工科課程教學(xué)的提質(zhì)增效。

參考文獻(xiàn)

[1]何子干，趙志軍，肖婧，等.少學(xué)時(shí)水力學(xué)教學(xué)改革和達(dá)成度分析[J].長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，33（5）：41-44.

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[3]張土喬，張燕，邵煜，等.問(wèn)題和工程案例為導(dǎo)向的工程流體力學(xué)課堂教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2019，（33）：105-107.

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The Application of Diversified Teaching Model in Hydraulics Course

JIANG Geng-min， WANG Zong-hua， XU Jun

（Academy of Civil Engineering & Architecture， Nanyang Normal University， Nanyang，

Henan 473061， China）

Abstract： Taking the undergraduate hydraulics course as an example， this paper analyzes the problems existing in the traditional hydraulics classroom teaching， and puts forward a diversified teaching model combining online teaching with offline classroom. And the teaching effect of recent students is analyzed， hoping to provide reference and reference for other related courses. Taking the undergraduate Hydraulics course as an example， this paper analyzes the problems existing in the traditional Hydraulics classroom teaching， and puts forward a diversified teaching model combining online teaching with offline classroom teaching. And the teaching effect of recent years is analyzed， hoping to provide reference for other related courses.

Key words： diversified teaching model; Hydraulics; teaching research