高職水力學課程多元化教學模式構建研究

遼寧省交通高等專科學校 羅 巖

水力學是高職院校給排水工程技術專業的一門重要專業基礎課程，在各個領域有著廣泛的應用，是后續專業課如水泵與水泵站、給水排水管道工程、建筑給排水工程、水處理工程等課程的基礎，該課程所涉及的基本原理和基礎理論對后續專業課程的學習以及在工作中解決工程實際問題等起著重要的指導作用。

水力學理論性較強、概念抽象、公式繁多、計算量大，加之學生數學基礎參差不齊，使得學生普遍反映比較難學。由于該課程需要大量應用計算，不便于全部采用多媒體教學，一直以來的教學模式主要是傳統的板書教學和實驗教學兩部分，學生的評價模式以期末考試成績為主要評判內容，同時考慮平時作業情況和實驗成績。經過多年的教學實踐發現，教學手段的單一，造成一定數量學生學習中渾水摸魚，抄襲作業和實驗數據的情況比較普遍，教學效果不佳，對今后學習專業課和從事工作都是不利的。

為了提高水力學教學質量，對該課程的改革提出設想，根據學生特點和高職培養目標，結合實際重新整合優化教學內容，采用多種教學方法，實現教學模式多元化，提升教學效果。

一、板書與多媒體相結合的理論教學模式

根據課程性質和學生特點，教學上以理論教學模式為主，具體采取板書和多媒體相結合的教學方式。

板書是傳統的教學方法，該方法在不同層次的教學活動中發揮了積極的作用。教師可以通過生動、形象的描述和肢體語言吸引學生的注意，式有利于教師主導作用的發揮。板書教學方式比較靈活，可以根據不同基礎的學生調整教學節奏。

什么是多媒體教學？多媒體教學模式是文字、圖形圖像、聲音、等多種元素為一體的教學模式，給學生提供全方位、多維的信息。如將雷諾實驗過程以視頻的形式展示在學生面前，將復雜的變化過程變得易于理解。直觀的水力學現象能夠激發學生的學習興趣，提高其學習積極性。此外，利用多媒體能節約許多在黑板上作圖和書寫的時間，將節約出來的時間用來講解習題，提高了教學效率。多媒體在實驗教學中的使用，可使抽象、難懂的問題變得直觀，加深學生對知識的理解，并為其親自動手做實驗提供初步認識[3]。

多媒體教學具備單獨板書教學無法比擬的優勢，但也應有選擇地加以利用，將多媒體教學與板書教學相結合。要根據教學內容的差別而采用不通的教學方法。例如水力學的基本概念、基本原理及應用情況等內容采用多媒體教學，利用圖片、視頻、動畫等使抽象問題直觀化，使學生有更深刻的感性認識。對于較重要的公式及一些重點、難點內容還是要采用板書教學，如在公式推導過程、解題過程中，使用板書教學，留給學生足夠的思考時間，便于學生集中注意力看清步驟、方法和解題思路，逐步理解、掌握演算過程，從而獲得良好的教學效果。

二、課堂討論式教學模式

為提高學生學習熱情，突出學生在教學過程中的主體地位，理論課堂中加入討論式教學模式，圍繞教師指定或學生自選的專題進行課件制作及講解，帶動全班討論。

國內外很多高校的水力學或流體力學課程都引入過這種討論時教學模式，并取得了較好的效果。哈佛大學率采用專門的新生研討課的形式至今已有50余年的歷史。清華大學從2003年起就開始由流體力學的知名學者為新生開設了“智能流體及應用”的研討課，得到了新生的普遍歡迎和好評。麻省理工學院從 1986年開始嘗試，在大一、大二學生中進行研討課。加州伯克利分校的流體力學新生研討課則著眼于生活，具有鮮明的特色。中國科學院力學研究所面向碩士和博士研究生開展流體力學史和經典流體力學問題的課前討論。以上各高校或科研機構的嘗試都取得了較好的效果，較大地提高了學生的學習興趣。

根據高職人才培養目標及學生特點，目前已擬定了10份討論題目，內容主要圍繞水力學發展史、自然界水力學現象、工程中的水力學原理等方面。計劃在實施過程中按學號分組的方法組建討論小組，每個組員分工負責資料收集、PPT 制作和講解工作等。學生課前準備好演示所需的PPT 課件，課件演示和講解時間安排在課前5～15分鐘，學生講解后回答其他同學提出相關問題。內容豐富的多媒體課件可以使別的同學更好的理解所講的內容，這樣不僅可以鍛煉學生的表達能了還可以為他們提供一個展示自我的機會。解答其他同學提出的問題是互相學習的過程。教師在討論結束后對論題及講解情況進行點評，并依據專題討論的總體情況評定成績。

三、設計性實驗教學模式

實驗教學是水力學課程教學的重要組成部分，但目前水力學實驗中由教師講授實驗方法和實驗步驟，這種模式不利于學生對知識的理解，忽略學生的積極性和主動性。因此嘗試將部分實驗項目調整成設計性實驗。設計性實驗，是指在給定的實驗目的和實驗設備下，學生根據水力學原理自行設計實驗步驟并自行完成的實驗。在實驗過程中，學生為了達到實驗目的需要主動思考。因此這種教學模式有利于發揮學生學習的主動性和探索性，打破了實驗依附理論的傳統實驗教學模式，使實驗教學真正成為學生學習知識和提高能力的有效途徑，更適應于高職高技能人才培養的目標。

目前擬定的設計性實驗項目有《管路局部阻力實驗》和《閥門不同開啟度阻力系數測定實驗》。在實驗課之前，教師將實驗目的、實驗設備及實驗原理進行說明，必要時通過視頻或圖片介紹相關實驗的設備及實驗過程。之后，教師布置實驗預習與準備題目，學生則需要在課后根據實驗目的完成實驗方案設計，制定實驗步驟，擬定實驗測定參數。在完成實驗之后，學生處理實驗數據，計算實驗結果，分析實驗現象，撰寫實驗報告。這種實驗教學模式能夠激發學生主動思考，有利于提高學生的動手能力，開發思維能力和創新能力。

水力學是給排水工程技術專業的一門重要的專業基礎課，具有較強的理論性、抽象性和實踐性，掌握好這門課程有重要的工程意義。教師應在人才培養方案的指導下，根據課程特點采取合適的教學模式，構建有高職特色的水力學課程教學體系。為學生后續專業課程的學習及職業素質培養奠定基礎。

[1]王 燁，李亞寧.流體力學課程多視角教學方法的探索與實踐[J].高等建筑教育，2013.04

[2]司春槺，韓會玲，齊清蘭.水力學教學中多媒體課件與板書的使用模式優化研究[J].河北農業大學學報（農林教育版），2009.03

[3]敬雙怡，殷震育，李衛平.運用多元化教學模式提高“水力學”教學質量[J].科技信息，2013.03

[4]崔海航，張鴻雁，張志政.流體力學小專題討論提升課堂教學效果的研究[J].大學教育，2013.05

[5]史文海，李校兵.水力學綜合設計性實驗教學改革探索[J].溫州大學學報（自然科學版），2007.05