淺談對高職《水力學(xué)》課程教學(xué)的認(rèn)識和分析

摘 要：面對課時數(shù)較少，且高職學(xué)生基礎(chǔ)知識水平、學(xué)習(xí)能力較低的實際情況，本文結(jié)合我校高職水利水電工程建筑專業(yè)的教學(xué)需要，從選取整合水力學(xué)教學(xué)的知識內(nèi)容，探索教學(xué)方法的具體實施策略，以及對專業(yè)課教師的能力要求等幾個方面，淺談對高職《水力學(xué)》課程教學(xué)的分析和認(rèn)識，借此對專業(yè)教學(xué)起到一點點促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：高職教育；水力學(xué)；教學(xué)方法；分析

1 引言

《水力學(xué)》作為許多工科專業(yè)的核心課程，運用廣泛，是學(xué)生專業(yè)能力形成及其職業(yè)崗位任職能力發(fā)展必不可少的依托，一定的水力計算能力是其職業(yè)能力的重要組成部分。筆者多年的教學(xué)體會：《水力學(xué)》課程學(xué)生普遍反映難學(xué)，教學(xué)實施難度較大，教學(xué)效果不佳。分析原因來源于以下方面：

①水流與邊界條件相互影響，使水流運動復(fù)雜多變。水力學(xué)的基本概念抽象，其中的基本理論通常是借助許多假定來簡化復(fù)雜的問題，也就出現(xiàn)了不同的計算公式，并且，公式中有許多系數(shù)待定。“概念多、公式多、系數(shù)多、計算繁難”讓學(xué)生難理解。

②水力學(xué)課程教學(xué)安排的實踐性內(nèi)容不太突出，理論和實踐有一定分離。學(xué)生遇到工程實際問題時不知道該如何解決，學(xué)習(xí)的理論知識點不知道該用于何處，如何運用；教材章節(jié)設(shè)置的習(xí)題和例題中相應(yīng)的工程實例應(yīng)用問題較少；也沒有專門的課程設(shè)計或綜合練習(xí)，對培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力及向工程應(yīng)用過渡起不到積極作用。

③校內(nèi)實驗項目多為驗證目的，學(xué)生也很難從水流現(xiàn)象的觀察中去更進(jìn)一步理解水力學(xué)理論。

高職學(xué)生的培養(yǎng)是以技能提升為目標(biāo)，教學(xué)改革實踐是在不斷弱化理論、強化技能。筆者認(rèn)為，掌握一定的理論基礎(chǔ)，知道“為什么”，才能獲取更多有效的方法去“怎么做”和指導(dǎo)操作做的更好，提升水力計算能力。如何更好地實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)目標(biāo)，滿足“必須、夠用”，突出職業(yè)能力培養(yǎng)，成為該課程授課教師積極思考的問題。

2 課程教學(xué)內(nèi)容的整合

水力學(xué)課程體系有三大組成部分：水力學(xué)基本原理、工程水力學(xué)、水力學(xué)實驗原理，其關(guān)注的重點各有不同和側(cè)重。工程水力學(xué)針對不同的專業(yè)方向和培養(yǎng)層次，有諸多內(nèi)容可供選擇。作為水利、土木、環(huán)境等諸多專業(yè)都需要掌握的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，且與后續(xù)專業(yè)課程聯(lián)系緊密，知識體系無法砍掉；在實際工程中，許多環(huán)節(jié)都需要水力學(xué)的知識，而且要求較高。

為了讓學(xué)生對基本概念、基本公式及其運用條件有比較清楚的了解，對整個課程的知識有系統(tǒng)而連貫的認(rèn)識，筆者通過分析高職學(xué)生的實際特點和水工專業(yè)學(xué)習(xí)的需要，首先將水力學(xué)課程的基本知識整合取舍，總結(jié)為“1、2、3、4、5”，具體為：

“1”是指一個研究對象，水力學(xué)是研究水的運動規(guī)律及工程作用，水的主要物理力學(xué)性質(zhì)應(yīng)是首先了解的；

“2”是指水力學(xué)知識分為兩部分，有靜水力學(xué)（水的平衡規(guī)律）和動水力學(xué)（水的運動規(guī)律）；

“3”是指解決水力學(xué)問題的三大方程，連續(xù)性方程、能量方程、動量方程；也可以理解為在水力學(xué)教學(xué)中，著重抓好“三基本”訓(xùn)練，水力學(xué)的基本理論、水力計算的基本方法、實驗操作的基本技能。

“4”是指結(jié)合水流的邊界條件形成各具特點的四種常見流動，見表1；

“5”是指水力學(xué)在水利水電工程中的五項主要工程應(yīng)用；

①水對邊界的作用力：涉及到擋水建筑物的穩(wěn)定，閘門的啟門力，水輪機的工作原理等；

②管路系統(tǒng)的設(shè)計：涉及到給水、排水；

③渠道的設(shè)計：涉及到明渠導(dǎo)流，灌溉渠、排水溝、河道的輸水能力等；

④堰、閘的設(shè)計：涉及到泄水建筑物的泄洪能力；

⑤消能設(shè)施的運用：涉及到水利樞紐下游的防護(hù)。

然后，按照上述五項主要的工程應(yīng)用劃分對應(yīng)的教學(xué)模塊。

3 具體教學(xué)實施策略建議

整個教學(xué)過程遵循教師為主導(dǎo)，注重學(xué)法的指導(dǎo)，不在于“學(xué)什么”，而在于“怎么學(xué)”——學(xué)習(xí)的方法和過程。《水力學(xué)》教學(xué)活動的實施策略要點：

（1）強化對基本概念的理解；

（2）忽略理論公式的推導(dǎo)，結(jié)合生活、工程實例導(dǎo)入原理；

（3）充分利用實踐、實驗觀察水流現(xiàn)象；

（4）總結(jié)提煉，整合歸納知識要點和章節(jié)的脈絡(luò)聯(lián)系，尋求問題共性從而突破難點。

以下是某次課的教學(xué)過程示例：

（1）引言：工程實例——提出問題——引入教學(xué)內(nèi)容；

（2）講授新課：公式原理——實驗演示——課堂討論——問題解決——再練習(xí)——工程實訓(xùn)

（3）鞏固小結(jié)：強調(diào)學(xué)習(xí)的重點、要點。

比如，在學(xué)習(xí)伯努利（能量）方程時，借助水靜力學(xué)方程和高中物理對動能定理及能量守恒定律的描述，老師直接介紹伯努利方程的形式，并加以必要的意義說明。接下來引入與該方程結(jié)合較緊密的一些自然和生活中的現(xiàn)象，例如：讓同學(xué)們自己動手進(jìn)行趣味實驗：

1）吹平行的兩張薄紙；

2）吹并排放置的兩個空易拉罐；

3）用倒著的漏斗朝下吹乒乓球等；

進(jìn)而再分組討論生活中的一些現(xiàn)象：

4）火車站臺和地鐵站臺上的安全線；

5）兩艘船不能并排行駛；

6）窗外有風(fēng)吹過，窗簾向窗外飄；

7）汽車開過后，路面上方塵土飛揚；

8）非洲草原犬鼠的特別洞穴等等。

然后，指導(dǎo)學(xué)生利用水力學(xué)原理進(jìn)行解釋。最后，總結(jié)強調(diào)能量方程的特點、應(yīng)用條件、注意事項等等。再給一些與有壓管流相關(guān)的工程資料讓學(xué)生分析計算訓(xùn)練，鞏固運用，也使管流一章的分析計算問題得以順勢突破。

通過教學(xué)實踐，上述環(huán)節(jié)的設(shè)計增強了課程教學(xué)的趣味性，同學(xué)們質(zhì)疑、提問，不斷打開思路，在熱烈的討論中相互交流學(xué)習(xí)，加深了對方程的理解，運用也更加靈活，學(xué)習(xí)效果非常好。

4 對專業(yè)課教師教學(xué)能力的要求

要較好地完成專業(yè)課教學(xué)，對教師的專業(yè)素養(yǎng)要求是比較高的，教師自身能力需要持續(xù)提升，并融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展過程之中；教師在教學(xué)中表現(xiàn)出來的嚴(yán)謹(jǐn)、敬業(yè)、堅持、專業(yè)等做事的態(tài)度和思想，也是對學(xué)生“工匠精神”最好的身教。

首先，應(yīng)具備扎實的專業(yè)理論知識和實踐操作能力，并擁有一定的專業(yè)寬度，才能對專業(yè)知識和課堂教學(xué)活動有較強的駕馭能力。

其次，是具有較強的教學(xué)專業(yè)技能和方法，具備整合教學(xué)內(nèi)容，模塊化教學(xué)的能力。專業(yè)課作為一門相對獨立的知識體系，構(gòu)成知識分布在教材的不同章節(jié)中，教師應(yīng)根據(jù)知識相互之間的的結(jié)構(gòu)、層次、關(guān)聯(lián)程度、獨立性等來劃分和設(shè)計教學(xué)模塊。不同的教學(xué)模塊制定不同的教學(xué)目標(biāo)，徹底打亂教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)和授課順序。同時，通過對各個模塊教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，來提高教師自身的模塊教學(xué)能力。

另外，專業(yè)教師還要站在本專業(yè)的角度和高度，注意結(jié)合具體某一門課程在整個專業(yè)體系中的地位和該發(fā)揮的作用，讓講授的專業(yè)知識能夠承上啟下。

5 總結(jié)

就解決某一具體問題設(shè)置教學(xué)方法，以實際運用為主導(dǎo)方向，將涉及的知識點貫穿其中，學(xué)習(xí)理論知識目的明確，可以有效地提升學(xué)生在遇到同類問題時的分析解決能力，避免理論知識的空洞、抽象性以及不會靈活應(yīng)用帶給學(xué)生的學(xué)習(xí)困擾。討論式課堂教學(xué)不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高思考能力，同時也告訴學(xué)生，課堂學(xué)習(xí)絕不是學(xué)生汲取知識的唯一途徑。專業(yè)課教師能力特別是模塊教學(xué)、整合知識能力的提升，應(yīng)自覺地持續(xù)地融解到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)之中。

作者簡介

卞首蓉（1971-），女，漢族，貴州赤水人。工學(xué)碩士，副教授，主要研究方向：巖土工程、水利水電工程建筑。