水利類專業水力學課程教學改革與實踐

荊海曉，王雯，左娟莉，王義民

水力學是以水為主要對象研究液體運動規律以及應用這些規律解決實際工程問題的科學[1]，是水利水電工程、水文與水資源工程、農業水利工程、能源與動力工程、環境工程、給排水科學與工程等水利類專業的一門重要的專業基礎課，也是水利類專業學生進行后續相關專業課程學習的先修課程[2]。但由于該課程概念性強、基本原理多且比較抽象，數學公式多，面向的工程應用范圍廣，導致教師在教學內容、方法選擇中差別大，學生在學習過程中感覺枯燥、吃力，甚至有學生出現厭學情緒，直接影響了該課程的教學效果[3,4]。

2018年第11屆中國大學教學論壇上，提出了消滅水課，打造金課的要求。所謂水課就是低階性、陳舊性的課，是教師不用心上的課。而金課是指具有高階性、創新性和挑戰度的課[5]。打造水力學金課將對水利類專業人才培養具有重要的支撐作用，也為水力學課程教學提出了新的挑戰。本文作者結合所在單位在水利類專業水力學課程多年教學、管理方面的經驗和體會，對水力學教和學過程中存在的問題、采取的針對性的解決方法以及取得的教學效果進行了深入分析。

教學過程是教師和學生雙方互動共同完成的一項工作，進行水力學課程教學改革需從教和學兩方面進行問題分析，提出有效的改進措施，提高教學效果。

一 “教”方面存在問題及改進措施

（一）教學態度——教師教學投入不足

任何一門課程要達到較好的教學效果，都要求授課教師及其團隊投入大量的時間和精力，包括課程內容設計、備課、課堂講課及互動技巧、課程實驗設計、課后 輔導答疑等。在每一次上課前，教師需要對教學內容和方法進行精心設計，否則就成了所謂的“水課”，即低階性、陳舊性的課。因此，教師投入在教學上的時間和精力是保證課堂教學效果的關鍵。但近些年，在水力學的教學中，我們發現教師在水力學課程教學中的時間投入明顯減少，通過對水力學課程教師進行調查，分析原因主要為教師年終考核及職稱晉升政策導向問題，如教學考核在教師年終考核指標中占比較小，且對教學效果考核評價指標單一，例如只要求教學課時達到一定數量，這導致課程教師不愿花時間進行課程教學效果的提高。此外，相關教學研究經費支持偏少，教學為主型的教師職稱晉升機會少等也導致教師投入教學研究活動的積極性和主動性不高。

針對以上問題，西安理工大學水力學研究所加強教師回歸本分思想教育，鼓勵教師潛心教書育人，做到“德高”“學高”“藝高”。同時，學院及系所鼓勵教師主持或參與教學改革項目，經費支持教師進行教學研究、講課比賽等提高教學技能的活動，對教學投入大、效果好的教師進行年終獎勵等，提高教師從事教學活動的積極性和主動性。

（二）教學能力——青年教師教學技能、工程經驗缺乏

水力學是一門具有廣泛工程應用的專業基礎課，其每一章的教學內容都有對應的工程應用背景。青年教師的工程實踐經驗偏少，在水力學教學過程中存在照本宣科，無法很好地聯系實際工程問題，特別是涉及經驗系數較多的明渠水流、堰流和閘孔出流部分。另一方面，根據學校教學督導專家反饋意見，青年教師在課堂教學 過程中，對課堂紀律、教學內容組織及提高課堂效率、把控講課進度、師生互動等方面均存在一定問題。

針對上述問題，學院和系所制定了如下的改進措施。1. 制定了青年教師赴大企鍛煉計劃，該計劃要求所有青年教師結合所講授專業課程選擇相關的企業、研究所進行鍛煉，促進青年教師對專業相關工程問題、需求的了解，提高青年教師的專業水平。2. 青年教師入職后1年內不能獨立講授課程，指定一名老教師進行傳幫帶，包括聽課、批改作業、講解習題課、輔導答疑、批改試卷等，提高青年教師的教學技能水平。3. 組織教師講課比賽、教學名師講課觀摩、教學督導聽課指導，進一步提高青年教師的教學能力，保證教學效果。

（三）教學內容和方法——內容陳舊、缺乏吸引力

水力學是一門傳統的學科，從目前所采用的教材來看，仍沿用上個世紀80年代的課程體系和內容進行教學，針對不同的水利工程專業，課程教學內容的設置側重點有所不同，但對近些年水力學的新問題、新進展很少反映[2]。水力學實驗教學方面，大多實驗仍為驗證性實驗，缺乏創新性的設計類實驗，很難吸引學生對實驗課的興趣。此外，教學方法上大多仍采用傳統的教師講、學生聽的方式，師生互動缺乏，課堂教學效果一般。

西安理工大學水力學研究所提出以下幾方面的改進措施：1. 每周定期組織教學法活動，針對教學內容、教學方法進行交流。鼓勵教師結合科研項目或生產課題凝練水力學新問題，如環境水力學、生態水力學問題等。2. 組織水力學專業教師參加新教學方式研討會，鼓勵教師采用新的教學方式，如費曼教學法、翻轉課堂等。3. 實驗教學方面，對本科生開放科研實驗室，培養學生對水力學的興趣，在實踐中培養學生的創新意識和能力。

二 “學”方面存在問題及改進措施

（一）學習態度——缺乏主觀能動性

通過與不同水利類專業學生進行交流，并結合考試效果進行分析發現，學生的學習態度直接決定學習效果。影響學生學習態度的原因主要包括：1. 班級整體學風。具體表現為同一專業不同班級上課效果差別大。 2. 課程性質。水力學課程性質為專業基礎課（必修）與院級選修課對學習效果影響較大。3. 大量復雜理論公式推導和經驗公式對學生的邏輯思維能力等要求較高，直接影響學生對課程的興趣。4. 學生個人因素。部分學生自律性不強，不按時上課、課堂看手機、睡覺等。

針對學生學習態度的問題，我們采取以下幾種措施：加強管理，建立教學考勤系統，保證課程到課率；以問題為導向的授課方式，在課堂教學中，從水利工程實際問題出發，進行知識點講授；小班上課（每班不超過60人），保證課堂教學效果；增強師生交流了解，培養學生興趣，如開展教授接待日活動，建立師生學習交流網絡群等。

（二）課程考核方式——缺乏靈活性

課程考核是對學生學習效果進行檢驗的重要手段，與大多課程一樣，水力學課程的考核也存在著考核方式單一的問題[6]。以期末考試為主的考核方法導致學生不重視平時的學習過程，只依賴課堂教學，課下投入時間不夠，考前突擊復習，對課程內容沒有深刻地理解及靈活的運用[7]。針對這一問題，我們提出在課程考核中加強學習過程考核的權重，讓學生重視平時學習過程，提高課堂教學效果。

三 效果評價分析

為了對以上針對性的改革措施效果進行分析，我們對近三年我校水利類專業的水力學課程考試效果、學生滿意度及督導專家評價進行了分析，具體如下。

（一）考試效果

圖1為我校水利類專業水力學課程近三年平均通過率及優秀率（不包括補考和重修）。整體來看，除工程管理專業外，其他相關專業的一次及格比例均在80%以上，及格比例最高為水文水資源專業，超過90%。各專業的優秀比例（85分以上）均在10%—20%之間，達到了較好的水力學教學效果。

圖1 西安理工大學水利類各專業水力學課程考試情況（2017-2019春三年平均值）

（二）學生滿意度

學生對水力學教學過程的滿意度也是評價課程改革的重要標準。我校教務處開通了學生評教系統，在每次課程結束后，要求學生及時對課程教學進行評價，并從以下6個指標進行打分。指標1：政治立場堅定，依法依規執教，言行引導積極向上，學術態度嚴謹，關愛學生，廉潔從教，為人師表。指標2：嚴格管理，按時上下課，課堂紀律好，認真批改作業和輔導答疑。指標3：講課熱情，精神飽滿，講述內容充實，課程內容嫻熟，運用自如。指標4：采用啟發性教學，闡述問題深入淺出，重點突出，能理論聯系實際或聯系學科發展的最新成果。指標5：采用合理的教學方式，如傳統教學方式，多媒體教學方式，或多媒體教學方式與傳統教學方式結合。指標6：對傳統教學，板書設計合理，數學工整規范；或者對于多媒體教學，課件版面精美、清晰。

圖2為近三年水力學課程6個指標的平均滿意度。可以看出，學生對水力學教學過程整體滿意度較高，均在85%以上，但在授課方式的結合、板書的規范性等方面（指標5、6）仍有待改進。

圖2 西安理工大學水利類專業水力學課程學生滿意度（2017-2019春三年平均值）

（三）專家評價

在水力學教學過程中，學校和學院也安排教學督導專家對課程進行隨機聽課并提出意見及建議，我們對近三年督導專家對水力學課程的反饋意見進行了總結，結果顯示，在水力學教學過程中，教師在教學態度、啟發式教學、課堂紀律管理、授課內容準備等方面均有明顯的改進，得到了督導專家的肯定。下面是部分專家反饋意見節選。

“備課充分，……講述精神飽滿，聲音洪亮，有引力。對問題的闡述簡練，條理清楚，層次分明，重點突出，思路清晰。注重聯系工程實際，有啟發性教學意識，與學生互動良好，課堂氣氛活躍。……板書設計合理，工整清楚。建議：圖的表達勿拘于節省版面”。“課程內容熟練，講課認真；講課聲音洪亮，語速適中，師生互動，課堂氣氛好。多媒體課件設計合理，表達清晰。學生聽講認真，課堂紀律好。”

總之，通過一系列相關的改革措施，我校水力學課程“教”和“學”兩方面都取得了明顯的改進，保證了較好的教學效果，為專業課的學習打下了良好的基礎。

四 結束語

水力學課程作為水利類專業的一門專業基礎課，其重要性不言而喻。本文以西安理工大學水利類專業水力學課程教學為研究對象，對教學過程中教和學兩方面存在的問題進行了分析，并提出了針對性的改進措施，通過近三年的水力學課程教學效果進行分析，證明了我校水力學課程的改革效果，為進一步建設水力學金課提供支撐，為我校水利工程一流專業的建設提供保證。此外，本文研究也可為國內相關院校的水力學課程教學改革提供參考借鑒。