《水力學》課程教學改革與實踐

齊昕

摘 要：水力學是水利工程等相關專業的一門專業基礎課，課程內容具有理論性強、教學枯燥、應用性強等特點，通過分析水力學課程教學的實際情況，結合水力學課程的特點，在具體的教學中將生活常識融入水力學教學中，采用多樣化的教學手段，加強實踐環節，對水力學課程改革與實踐進行了探討，為水力學課程建設與改革提供可以借鑒的經驗與示范。

關鍵詞：水力學 教學改革 問題導向

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0241-02

1 《水力學》課程特點

水力學廣泛應用于水利、土木、環保、化工、機械等許多行業，掌握水力學知識是從事這些行業的工程技術人員必備的基本要求?！端W》課程是水利類專業學生必修的一門專業基礎課，有著舉足輕重的地位。水力學課程的主要內容是水流運動的基本概念、基本理論和分析方法、靜止狀態下水流規律、運動狀態下水流運動規律，并且能運用水力學規律對常見的水力設計進行計算，為水力工程的勘測、規劃、設計、施工以及運行管理提供科學依據[1-2]。

水力學是一門技術科學，它是理論性、實踐性、運用性均較強的課程，基本概念多、經驗公式多、綜合性強、工程實踐性強。

2 《水力學》課程教學存在的問題

2.1 課時壓縮成為趨勢

我校水利類專業《水力學》課程當前雖采用的是高職專門教材，但教材多因循本科教材，沿用本科教學模式，特別是教材中存在大量公式的理論推導，過多而繁瑣的公式推導對學生的基礎知識提出了較高的要求。但是隨著高職教育的改革與發展，課程設置和學時分配發生了重大的變化，該課程的課時不斷地被壓縮，從原來的72學時變成現在的48學時，甚至有些專業只有32課時，但是教學內容仍然追求大而全，這就要求老師在較少的學時數下講授較多的內容，課堂信息量過大，學生短時間內很難接受，更談不上對所學知識的應用了，使得難于實現教學目標。

2.2 缺少實驗實訓環境

水力學實驗對于掌握水力學知識來說是非常重要的一個環節，但是由于原有的水力學實驗設備在搬遷新校區的過程中全部損毀，新設備也沒有購置，因此這幾年都沒有再開設水力學相關實驗，使得不論是教師還是學生都存在重視理論學習而忽視水力學實驗，對動手不重視，嚴重影響學習效果。水力學的學習離不開各種各樣的水工建筑物，但是受到各種因素的限制，學生很難有機會能直接看到水工建筑物的過流情況，缺少感性認識。

2.3 教學內容沒有針對性

教學過程中，不同的專業對教學內容千篇一律，沒有進行針對性的選擇教學內容，不能很好地結合專業特點及實際工程特點進行教學。而學生進入大學的學習目標和任務不夠明確，還依然習慣于高中的“填鴨式、老師后面催著”的教育模式，學生的學習很被動，甚至有的學生到大三還不知道自己的專業方向，更何況一門兩門專業課的重要性。沒有明確的學習目標，就不會有主動的學習勁頭，教學效果很難提高。

2.4 學生沒有學習主動性

學生在學的過程中，以教材為綱，課后學生很少積極主動地去學，課堂上教師也是照本宣科，學生很少做筆記，教師很賣力地講，而臺下的學生甚至聽得很痛苦，學生沒有真正地參與到課堂中來，整個學習的過程很被動，缺少學習的激情[3-4]。

3 課程改革與實踐

3.1 以問題為導向設計教學案例

水力學知識中有很多公式和現象都是從日常生活或工程中總結、抽象得到的。打破學科界限，對教學內容進行重組和優化，以問題為導向設計水力案例，將日常生活和工程實例緊密聯系。水力學的知識既能解決水利工程中的水力問題，同時也跟日常生活緊密相關，運用水力學的知識能夠解釋很多生活中常見的現象[4]。

通過收集整理各種生活中與水力學有關的案例，將原來教材上比較難懂的工程案例轉變為生活案例。例如，教材中講到計算水泵安裝高度的例題，同學們對題目的應用場景比較難理解，如果將題目改成是學生自己家里要修一口井抽水到屋頂水箱，問水泵應該安裝在哪個位置，這樣學生有了比較感性的應用場景，也很好奇為什么水泵不能隨意安裝，由此使學生能將所學的知識用于解決身邊的問題，學生獲得成就感。在講解虹吸管原理的時候，現場演示如何將杯子的水用一根軟管引流到杯外，能夠吸引學生的注意力，學生都愿意自己親自動手試驗。

3.2 量身定制實驗項目，開展現場教學

充分利用校內即將建成的水利工程管理仿真實訓中心，量身定制實驗項目，開展現場教學、項目教學，并開展水力試驗，增加課外輔導環節。

學生可以自由參觀水工模型的放水實驗，讓學生自己測量各種尺寸，測量流速、流量，并通過理論計算進行對照，從中理解水力學各種公式的運用場景。

3.3 建設虛擬三維水力學應用場景

水力學教材中的各種圖形均是平面二維的線條組成，對水和周圍環境的表達不形象，在教學中學生有時甚至不知道水在哪里，為了克服這些問題，課程組開發了三維虛擬水力學應用模型，將教材中的各種圖形、例題都通過三維形式展示出來，學生能看到水流和周圍環境，通過對照，使學生能感受到水力學知識所解決的水力學問題場景，由原來的二維場景變成形象的三維場景，學生的感性認識增強了，反過來對水力學的規律更好理解。

3.4 改變傳統的大班教學模式

水力學課程一般都是在第二、第三學期開設，教務處為了排課、班級管理等原因，通常是安排大班教學。對于水力學課程來說，學生人數多，部分班級可能到達90人以上，將影響課堂管理和教學效果，尤其是實驗、討論的時候。

3.5 改革教學內容組織方式

水力學的概念多、公式多，如果按照教材的編寫順序進行教學，學生容易學了后面的忘了前面的，因此對教學內容進行重組和優化。除了可以按照水流的運動狀態分為水靜力學和水動力學這種分類外，還可以分為理論和應用兩部分。因此在講授時要特別強調剛學習的知識點的應用性，而不是等所有的規律講完了再去講應用。endprint

例如：在講完了平面壁靜水總壓力公式的時候，馬上舉出與之密切相關應用案例，而不是接著講曲面壁的靜水總壓力。對于一些由經驗公式演變而來的水力學規律，要注重歸納總結公式的相通之處，例如沿程水頭損失的公式和明渠均勻流的流量公式都是從謝才公式推導演變而來，所以在講解沿程水頭損失公式的時候就可以融合一定的明渠的知識點。對于堰流、閘孔出流等較為復雜的水力計算，不能拘泥于教材上的幾個公式，應該結合《水力計算手冊》等工程中常用的工具書進行介紹，讓學生懂得利用工具書查找相關內容。

3.6 健全循序漸進的“問、學、訓”的教學模式

改革教學方法、手段，打破以往的結論式的教學模式，以“問題導向”作為切入點，健全循序漸進的“問、學、訓”的教學模式。

“問、學、訓”的教學模式，“問”是在課前先提出各種與所需知識點相關的日常生活問題，讓學生在課外自己收集資料、根據已有知識提出解決問題的方法，讓學生對生活有更多思考，了解自身的不足；“學”是學生帶著疑問學習各種知識點，對照自己的想法，進一步理解各種知識；“訓”是在學完對應的知識點后，根據提供的應用場景，利用水力學知識解決身邊的問題，同時結合水力學實驗歸納總結知識。

“問、學、訓”的教學模式，符合人由感性到理性、由現象到本質的認識過程。增強學生利用所學知識解釋現實、分析問題、解決問題的能力，培養學生主動思考和實踐能力，提高教學效果。

3.7 加強計算機輔助計算

水力學的公式多，各種參數嵌套在一起，傳統課堂中碰到具體計算的時候通常都是以符號代替，沒有最終計算出結果，或者是直接告訴學生得數，學生缺少自己動手計算的過程，這樣給學生的一個印象就是以為結果數量不重要，因此在解題時常常懂得寫公式，但是卻不會計算，缺少對計算結果的分析判斷[5-7]。

加強學生學習使用計算機輔助計算，在教學中，讓學生直接利用計算機編寫計算公式、帶入數據進行計算，通過計算結果分析判斷各種參數的選取是否合理，加強了學生對各種計算方法的理解。對一些對編寫程序有興趣的學生，安排學生自己編寫計算程序，還能形成你追我趕的學習氛圍。

4 結語

通過近幾年的教學實踐表明，通過教學內容、方法和手段創新，健全循序漸進的“問、學、訓”的教學模式，在學時總量減少的情況下，使教學更有針對性和實踐性，提升學生學習目的性、主動性，有效提高學生的工程實踐素質，激發學生的創新能力，增強學生的專業技術能力。

參考文獻

[1] 王黎軍.《水力學》課程教學改革的實踐與探討[J].中國科教創新導刊，2012（4）：74.

[2] 鄭美玉，趙小宇.應用型本科院校水力學課程教學改革探討[J].教育教學論壇，2017（13）：107-108.

[3] 李方紅，王維早，李鐸.提高水力學教學質量的改革措施[J].教育教學論壇，2015（28）：107-108.

[4] 李琳，趙濤，譚義海.以能力培養為導向的水力學課程教學改革[J].教育教學論壇，2014（32）：57-58.

[5] 張少雄，李強，霍倩.高等學校“水力學”教學體制改革創新研究[J].教育教學論壇，2013（5）：127-128.

[6] 齊清蘭，劉鳳華.高職高專水力學課程教學改革的理論與實踐[J].河北工程技術高等?？茖W校學報，2003（4）：56-57.

[7] 程浩亮，張慶文.基于多元化教學模式的水力學教學改革探究[J].科技創新導報，2015，12（20）：114-115.endprint