基于信息化應(yīng)用型模式下《工程水力學(xué)》教學(xué)探討

張 琨，張殿光，高 興，田興旺，李 叢，孫 丹

（大連海洋大學(xué) 海洋與土木工程學(xué)院 遼寧 大連 116023）

1 課程教學(xué)改革的背景

國家教育中長期發(fā)展規(guī)劃指出：要把教學(xué)作為教師考核的首要內(nèi)容，深化教學(xué)改革[1]。我校提出實施英才教育，強(qiáng)調(diào)“以人為本”的教育理念，構(gòu)建藍(lán)色海洋學(xué)科的培養(yǎng)模式。在現(xiàn)實社會的信息化和大數(shù)據(jù)背景下，高等教育中作為基礎(chǔ)教育和專業(yè)教育連接點(diǎn)的專業(yè)任選課，對于拓寬學(xué)生視野和思維的重要性不言而喻，工程類課程的教學(xué)工作質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的好壞。

水利工程類專業(yè)課程的典型特點(diǎn)是既有很強(qiáng)的理論性又涉及很多工程應(yīng)用背景。《工程水力學(xué)》課程緊密結(jié)合水利工程實際基礎(chǔ)概念和公式繁多理論推導(dǎo)復(fù)雜，教學(xué)難度較大[2-4]。針對本課程特點(diǎn)和教學(xué)中出現(xiàn)的問題，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實踐能力和創(chuàng)新能力，對《工程水力學(xué)》課程進(jìn)行教學(xué)改革十分必要。

按照學(xué)校推行研究型教學(xué)模式的指導(dǎo)思想，結(jié)合兄弟院校和單位教學(xué)改革的經(jīng)驗[5-7]，通過深入解析研究型教學(xué)法的內(nèi)涵，作者認(rèn)為課程教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)放在基于豐富信息條件和大數(shù)據(jù)資源的軟環(huán)境建設(shè)上，即豐富課件、實際算例、測試軟件、網(wǎng)絡(luò)平臺等信息化資源同時，構(gòu)建與其相匹配的工程應(yīng)用型教學(xué)軟環(huán)境。

2 課程教學(xué)改革的內(nèi)容與方法

《工程水力學(xué)》是經(jīng)典理論和工程實踐相結(jié)合的一門科學(xué)，主要研究水的平衡和運(yùn)動規(guī)律及其在工程實際中的應(yīng)用。教學(xué)過程需注重經(jīng)典理論與工程實際問題相結(jié)合，通過基于大數(shù)據(jù)的案例，給學(xué)生提供解決實際問題的方法和空間。

本課程重點(diǎn)考慮在以下方面實施教學(xué)方法的改革：

2.1 信息化交互式教學(xué)

基于網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)平臺，融合多種教學(xué)資源，實現(xiàn)信息化教學(xué)。具體包括教材、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)平臺、視頻錄像、工程案例，習(xí)題軟件、網(wǎng)絡(luò)資源等多個方面，構(gòu)建多種類多樣式的綜合信息化教學(xué)資源體系，形成具有藍(lán)色學(xué)科特色的課程資源。

（1）利用泛雅平臺構(gòu)建交互式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)

基于泛雅平臺建立《工程水力學(xué)》網(wǎng)站，開展教師與學(xué)生線上線下的專題討論和交流。教師可以上傳教學(xué)大綱、課程簡介、教學(xué)日歷、授課視頻、電子課件、作業(yè)題、討論題、以及習(xí)題答案等多種教學(xué)資源；也可提供教師情況介紹、教改項目、教材編著、教學(xué)方法等課程建設(shè)的資源。基于網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生和老師可以加深交流，靈活討論，實現(xiàn)交互式教學(xué)。

效仿國外教學(xué)的做法，針對重要知識點(diǎn)布置課后作業(yè)并通過網(wǎng)絡(luò)提交，增加對學(xué)生課后自學(xué)內(nèi)容的要求。讓學(xué)生利用大量的課后時間去查找資料、自主學(xué)習(xí)完成作業(yè)，作為平時考核的一項依據(jù)。要求學(xué)生撰寫課程論文，描述某一與水力學(xué)相關(guān)的工程現(xiàn)象，用工程水力學(xué)的知識加以解釋，并嚴(yán)格按照科研論文的形式撰寫報告，以引導(dǎo)鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)、認(rèn)識、書寫文獻(xiàn)的能力。

（2）豐富網(wǎng)絡(luò)微課形式，形成藍(lán)色教學(xué)資源

微課是一種新的授課方式，形式新穎、教學(xué)簡單，成為學(xué)生和老師溝通的新渠道，同時也為教師中間共享和研究提供了便利。微課是一種非正式的泛在學(xué)習(xí)方式，是對正式學(xué)習(xí)方式的有益補(bǔ)充和輔助。

構(gòu)建本課程的微課網(wǎng)絡(luò)課堂并實現(xiàn)共享，內(nèi)容涵蓋理論與實驗講解部分，以便于學(xué)生利用移動客戶端根據(jù)自己的時間，隨時隨地的自主學(xué)習(xí)，最大限度的利用學(xué)生的碎片時間，溫習(xí)和鞏固課堂教學(xué)成果。突出實驗教學(xué)視頻優(yōu)勢，可以改善實驗室教學(xué)的時間和空間有限的缺點(diǎn)，方便學(xué)生深入理解和自主學(xué)習(xí)。

2.2 工程應(yīng)用型教學(xué)模式

在課堂上除了強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)的重要性和扎實性，也要結(jié)合課程特點(diǎn)和就業(yè)需求，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地積極思考理論聯(lián)系實際的必要性和緊迫性。重點(diǎn)推進(jìn)落實“教與學(xué)”，“學(xué)與用”的思想連貫性，為專業(yè)向工程實際類轉(zhuǎn)型和招生單位對學(xué)生素質(zhì)需求服務(wù)，從而構(gòu)建工程應(yīng)用型教學(xué)模式。

（1）豐富課堂教學(xué)，實現(xiàn)教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合

對于任何一種教學(xué)模式，課堂教學(xué)都是教學(xué)活動中最重要的環(huán)節(jié)。課堂環(huán)節(jié)需要老師發(fā)揮人格魅力和淵博知識，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，做到引人入勝的聽講，實現(xiàn)“教與學(xué)”的有機(jī)結(jié)合。

教學(xué)模式上，充分利用多媒體教學(xué)的生動和形象等優(yōu)點(diǎn)，借助網(wǎng)絡(luò)素材和視頻、動畫，更好的幫助學(xué)生熟悉、理解、掌握陌生的理論和不易達(dá)到的工程現(xiàn)場；對教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)調(diào)整，減少理想流體的復(fù)雜理論知識，增加實際流體的講解，側(cè)重解決實際工程問題，適當(dāng)拓寬知識面，為后續(xù)的專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。

（2）基于Fluent軟件，創(chuàng)新案例教學(xué)

課堂上簡單介紹計算流體力學(xué)（CFD）軟件Fluent的思想和用途，并通過簡單的算例演示劃分網(wǎng)格、選擇模型、設(shè)定邊界、分析結(jié)果等環(huán)節(jié)，使學(xué)生對軟件有所了解，增加學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生工程實際問題的分析能力。可嘗試在水力計算一節(jié)中引入一個實際的工程問題——管網(wǎng)的水利計算，同時引入較通用的水力計算小軟件，讓學(xué)生開拓視野，增長見識。

3 結(jié)語

教學(xué)實踐表明， 基于信息化網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的《工程水力學(xué)》教學(xué)改革，使學(xué)生們不僅掌握了分析問題和解決問題的方法，而且開闊了學(xué)生的視野和思維；同時也要求老師熟練應(yīng)用新型的、多樣化的教學(xué)方法，在實踐中不斷完善和提高自身素質(zhì)。

[1]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）.中華人民共和國教育部，2010.

[2]李琳，趙濤，譚義海，邱秀云，效振偉.以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的水力學(xué)課程教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2014，8(32)：57-59.

[3]楊向龍.土木工程學(xué)科《水力學(xué)》課程教學(xué)改革研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012(23)：37.

[4]王黎軍.《水力學(xué)》課程教學(xué)改革的實踐與探討[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2014，4：74-75.

[5]靳娟娟.水力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及教學(xué)改革初探[J].教育教學(xué)論壇，2016，26：32-33.

[6]李占松，師冰雪.研究生素質(zhì)教育與計算水力學(xué)課程教學(xué)[J].高教學(xué)刊，2017，2：103-105.

[7]彭楊.微課教學(xué)在《水力學(xué)》課程中的應(yīng)用淺析[J].教育教學(xué)論壇，2017，6(24)：70-71.