淺談《水力學》課程教學方法

摘要：《水力學》是一門重要的專業基礎課程，是學習相關專業知識的敲門磚。本文介紹了《水力學》課程采用“板書+課件”的多媒體輔助教學模式增加了課堂趣味性，提高了學習興趣；結合專業和實際工程的“倒敘式”教學方法培養學生工程意識和分析能力；結合EXCEL、MATLAB、MATHCAD等軟件提高學生的計算機水平和計算能力；基礎性實驗和綜合設計性試驗相結合的實驗教學環節，提高學生的創新能力和勇于探索的精神。

關鍵詞：教學方法；多媒體教學；“倒敘式”教學方法；現代計算技術；綜合設計性實驗

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）11-0081-02

20世紀末我國高等教育進入大眾化階段，培養具有創新能力的應用型高級技術人才，為經濟和社會發展提供知識、技術支持成為高等教育的主要任務。《水力學》是具有特殊性的專業技術基礎課程，在培養學生專業素質、動手能力、創新能力等方面起著舉足輕重的作用。因此，教師如何在《水力學》課程的教學過程中以專業為基礎，利用先進的教學手段，結合實際工程提高教學質量、學習興趣和工程意識成為需要不斷思考和實踐的問題。

一、《水力學》課程的特點

《水力學》是水利、土木、給水排水、環境等諸多工程專業的專業技術基礎課程，具有綜合性強、基本概念多、經驗公式多和工程實踐性強的特點。《水力學》是學習基礎課過渡到學習專業課的橋梁，是學好后續專業課的關鍵，所學知識可以解決實際工程中泄流、消能、有壓管道非恒定流，明渠過流能力等大量的水力計算問題，具有較強的理論性和工程實際意義。

二、《水力學》教學方法

《水力學》以其特殊的課程地位，在學生學習專業知識和培養專業素質過程中的作用不可忽視。教學過程中采用多種教學手段相結合的教學方法，提高教學質量、學習興趣，培養工程意識，在幫助學生學習、鞏固理論知識，提高實踐能力等方面收到了較好的效果。

1.板書與多媒體的結合。板書是傳統的教學方法，是教師根據教學的需要在教學用具（黑板）上以書面語言或符號的形式，給予學生視覺上的書面信息或符號信息，進行表情達意、教書育人的活動。[1]在教學過程中，板書更易于交流，教師推導和演算的過程是學術思想和解題思路的具體呈現。由于書寫的過程較慢，產生了學生與教師一起思考和交流的過程，將知識融會貫通，變直觀思維為抽象思維。例如推導連續性方程、伯努利方程、動量方程以及例題講解的過程就充分體現了這一點，學生緊跟教師理清自己的思路，把握總體結構和知識點。對于不同基礎的學生和不同難易程度的知識點，利用板書的教學手段就更加靈活。但是板書有花費時間長、上課效率低的局限性。多媒體課件教學模式是以計算機為媒介，通過計算機與學生之間的交互作用達到教學的目的。計算機多媒體是集文字、圖形、聲音、動畫等多種元素為一體的媒體，為教學提供了豐富的視聽環境。[2]通過大量的信息和素材在多媒體課件中圖文并茂地展示，化靜態教學為動態教學，學生能夠直觀地理解和學習相關知識，激發學習興趣，提高學習效率。例如，層流向紊流的演化過程，挑流消能等水力現象以及水利工程圖片等等，這些都能夠吸引學生的注意力，提高授課效率。但是在教學過程中過度依賴多媒體系統，或者只是將板書的內容完全搬到多媒體課件上，課堂將變得枯燥乏味，教師成為閱讀課件的機器。采用板書為主，多媒體為輔的教學方法能夠彌補二者的局限。用板書呈現大部分的教學內容，多媒體課件展示教學輔助材料，總結章節重難點，有利于學生建立知識框架，將抽象的問題直觀化，有利于學生感受教師鮮活靈動的思想、智慧和豐富的情感。使用多媒體輔助教學對教師有更高的要求：提高多媒體制作水平；在教學設計過程中根據知識點收集相關素材，合理安排板書和多媒體課件的內容，嚴密組織教學。只有對每個環節和細節都做到高要求和精心的準備，才能真正發揮多媒體輔助教學的效果，提高教學質量。

2.理論與實踐的結合。《水力學》課程的內容有很強的工程背景，而且不同的專業對課程內容的側重點不同，采用經過基于工程實例的“倒序式”教學方法，即學生根據精心選定的相關專業的實際工程案例，在教師的引導下通過案例分析，確定需要解決的問題，分析問題的實質，與課本內容對照，學生能夠自上而下地學習，變被動為主動。這種基于建構主義教學理論的教學方法在培養學生工程意識，提高分析能力、學習能力和計算能力等方面有非常顯著的優勢。在大學里，學生會接觸到許多計算機的知識，但也僅限于應付計算機等級考試或憑個人興趣愛好做一些編程嘗試，不能與所學專業課程結合，學以致用。將復雜的水力學問題和計算機技術結合起來是學生非常感興趣的學習方式。有壓管道的管徑計算，正常水深、臨界水深和水面線計算等等都是非線性高次方程求根的水力學復雜計算問題，而在普通教材中只介紹查圖法、試算法等等，這些方法過時而且過程煩瑣、計算量大。利用EXCEL、MATLAB、MATHCAD和一些工程計算機軟件解決復雜的水力計算問題，促使學生深入學習數值計算方法，形成科學的思維方式，提高編程能力，全面提高學生綜合素質。實驗教學是水力學教學的重要組成部分，在理論知識的驗證和理解方面有著理論課程無法替代的作用，是實現知識與能力，理論與實踐相結合的關鍵環節。發揮學生在實驗中的主動性和創造性是實驗教學的關鍵問題。實驗教學的設計是從基礎實驗到設計性、綜合性實驗的分層次、多樣化培養學生的主動性和創新能力。基礎性的實驗教學是驗證性的，從中學習基本的實驗方法，數據采集和處理，誤差分析，培養動手能力。設計性實驗培養縝密的思維和創新能力，如空化空蝕實驗、明渠水流測糙率實驗等等。

法國數學家彭家勒曾經說過：“科學家研究自然，并非因為這樣做有好處，是因為他們從中得到樂趣，而他們之所以能夠從中得到樂趣，那是因為它美。”水力學的研究對象是靜止或運動的液體，它們本身就很美。教師精心組織教學，完成一堂師生和諧，用自己充沛的精力、飽滿的情緒、昂揚的激情感染學生，激勵學生的課也是美。在教學過程中，能夠將這些美帶到課堂上，與專業知識相結合，與現代計算技術相結合必會激起學習熱情，提高學習積極性。

參考文獻：

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作者簡介：任燕（1979-），女，青海人，講師，水利水電工程。endprint