高職院校水力學課程教學改革方法

岳志芳

摘? 要 水力學是高職院校給排水工程技術專業的一門專業基礎課，課程內容具有理論性強、內容抽象、公式多等特點。通過分析水力學課程特點及存在問題，從理論、實踐、考核三個方面提出相應的改革措施，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 高職;水力學;教學改革;排水工程技術

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）22-0084-03

Teaching Reform Method of Hydraulics Course in Higher Voca-tional Colleges//YUE Zhifang

Abstract Hydraulics is a professional basic course for water supply and drainage engineering technology in higher vocational colleges. The course content is theoretically strong， abstract in content， and

has many formulas. By analyzing the characteristics and existing pro-

blems of hydraulics courses， the author puts forward corresponding reform measures in the aspects of theory， practice and assessment， and provides experience and demonstration for the construction and reform of hydraulics curriculum.

Key words vocational college; hydraulics; teaching reform; drainage

engineering technology

1 引言

水力學是高職院校給排水工程技術專業的一門專業基礎課程，為后續的專業課程學習奠定基礎，是學生專業能力形成及職業崗位任職能力發展必不可少的依托。其課程內容與很多專業課程相互滲透[1-2]，對后續專業課程的學習起著鋪墊作用。

水力學是研究液體的平衡規律和機械運動規律及其應用的一門學科，是力學的一個重要分支。該課程抽象概念多、理論公式多、修正系數多、計算煩瑣，學生在學習過程中對公式及相關系數理解困難，學習難度大，因此，這門課程對于高職院校的學生來說是比較難學的。另外，水力學的研究對象是以水為代表液體，它容易流動且沒有固定的形狀[3]，研究方法和固體的完全不一樣。而高職院校學生普遍存在理論學習興趣不高、基礎數學和力學基礎薄弱等問題，導致課堂教學效果達不到預期教學目標。

鑒于水力學課程的特點以及高職院校學生的學習情況，現階段的教學方式與技能型人才培養的要求、學生實操能力的提升不匹配[3]。在雙一流建設過程中，根據本專業的培養目標和該課程的特點優化教學方法，提高學生學習的積極性，鍛煉學生的實操能力，提高課程教學效率和質量，是這門課程教學方法改革的重要目標。

2 課程特點

從教材內容看，課程中大多數是理論公式，包括液體平衡微分方程式、平面及曲面靜水總壓力的計算公式、恒定總流連續性方程、能量方程和動量方程、有壓管道水力計算公式等[4]，這些理論公式均涉及高等數學、大學物理及其他力學的相關知識，推導過程煩瑣復雜。

從研究內容看，水力學研究的是液體的力學規律，液體沒有固定的形狀并且容易流動，使水力學這門課程具有復雜化和抽象化的特點。

從課程體系看，水力學是給排水技術工程的專業基礎課，它工程應用的內容涉及很多專業課，對后續課程知識網絡的構建起著中間橋梁的重要作用。

3 課程存在問題

學生學習主動性較差? 高職院校的學生基礎數學和物理都比較薄弱，在學習過程中很難將數學、物理及力學原理與水力學的公式聯系到一起，從而產生強烈的為難情緒，整個學習的過程很被動，缺少學習的激情，影響課堂講授效果。

實驗實訓條件較差? 由于校內實驗室條件和實驗學時數有限，目前課程中開設的實驗主要是驗證性和演示性實驗，教師講解、操作、演示，學生參照實驗指導書開展實驗，實驗過程完全依托于教師。這樣的實驗過程不利于學生主動思考問題和分析問題，不利于提高學生的實操能力，很多學生做完實驗后還是知其然不知其所以然。

課時壓縮明顯? 隨著職業教育改革、高職擴招，人才培養方案中的課程設置和學時分配發生很大改變。水力學課程的課時被不斷壓縮，但是對于教學內容還追求全面。這就要求任課教師在學時數較少的情況下講解全面的內容，課堂傳授的知識點太多，高職學生在短時間內很難接受，更談不上對所學知識的應用了，使得難以實現教學目標。

教學內容缺乏針對性? 有的教師在教學過程中不能很好地結合專業工程實踐特點進行教學。同時，高職學生的學習目標和學習任務不明確，很多學生依然習慣于傳統的注入式教學方法，學習沒有主動性;有的學生不知道自己的專業方向，意識不到水力學課程的重要性，在學習過程中沒有明確的學習目標，學習效果也很難改善。

4 課程教學改革方法

以高職教育為出發點，以培養學生應用能力為主導，結合課程及給排水工程技術專業的特點，進行水力學課程的教學內容、教學方法、教學手段的改革。

理論教學方面的改革

1）采取多樣化的教學方法。在課堂講授過程中，針對不同的教學內容采用不同的教學方式。對于理論公式的推導過程，如能量方程、動量方程、平面曲面靜水總壓力的計算公式推導，采用板書與講授的方式教學，板書講解速度慢，學生可以緊跟教師的思路。針對學生基礎數學和基礎物理較差的特點，推導之前先回顧牛頓第二定理、動量定理、定積分等知識點，讓學生循序漸進地理解理論方程和公式的推導過程。在應用方面，多布置計算實例，讓學生在自主學習課堂教學中完成，遇到問題自主學習、分組討論解決，這樣會讓學生感受到挑戰困難、獲得成功的成就感，從而增強學生學習的主觀能動性。對于真空、水擊、氣蝕等比較抽象的概念以及一些作用效果方面，僅僅依靠板書和講授是很難讓學生順利理解的，這時則可采取多媒體輔助教學進行相應的動畫演示，能夠使學生直觀形象地觀察一些變化流程。板書教學與多媒體教學結合，教學效果顯著。

2）設計問題—探究—答疑的教學案例。水力學中很多知識點都是從日常生活中總結得出的[5]，將日常生活、工程實例和課堂教學內容緊密聯系，可幫助學生更好地掌握知識點。問題—探究—答疑這個過程是教師在課前把所需知識點的日常生活問題拋給學生，讓學生通過網絡、參考書等渠道收集資料;然后讓學生帶著問題學習重要的知識點，根據自己的想法，進一步掌握各種知識點;最后回到問題，讓學生利用課堂所學知識解決問題，同時自己歸納總結。

如講解虹吸管水力計算時，先從家用小型魚缸換水引出問題：水為什么能不借助外部能量而從魚缸里源源不斷地流出？帶著疑問，學生學習的興趣倍增。最后，能量方程的應用幫助學生解答了問題。這種教學方式符合人由感性到理性、由現象到本質的認識過程，可以督促學生利用所學知識解釋日常生活中的問題，有助于培養學生分析與解決問題的能力、主動思考和實踐能力，從而提高教學質量。

3）增強與工程實踐、專業課之間的聯系。水力學安排在第二個學期，學生在上課之前基本沒接觸過給排水工程技術專業的專業性知識，對于一些工程方面的認識也很淺顯。在上課過程中可以為學生播放一些專業方面的視頻及紀錄片，比如有關三峽水利工程的視頻、大城市老舊城區管網改造的視頻。將理論知識與實際應用結合，讓學生明白水力學這門課程在本專業中的重要性，提高與激發學生的學習熱情與積極性。

4）建立課程體系。水力學是給排水工程技術的專業基礎課，其中很多內容都涉及后續多門專業課。在課程的學習中，應該幫助學生建立課程體系，讓學生明白相關知識點將會應用在什么專業課中。例如：有壓管道中的水泵吸水管和壓水管的水力計算、水泵安裝高度的確定等，是水泵與水泵站課程的重要內容，涉及工程中水泵選型安裝等問題;管路系統中的沿程水頭損失和局部水頭損失的計算問題，是給排水管道工程中給水管網平差的重要內容;連續性方程中流量、流速與斷面面積之間的關系，是建筑給排水課程中給水管道流量設計、管徑選取的重要內容。

實踐教學方面的改革

1）定制實驗項目。針對水力學課程中的一些知識點，量身定制實驗項目。比如能量方程中，利用一些管件、配件、小型水輪發電機、小型循環水泵定制等制作能量轉換的實驗裝置。根據實驗任務書，讓學生按照圖紙自己組裝實驗裝置，測量流速、流量、電壓，處理數據，分析流量與流速、電壓之間的轉換關系，從中理解水力學能量方程中能量相互轉換的原理。

2）開展“多樣化、啟發式”實驗教學。調整水力學實驗內容，將實驗內容安排成多樣化、啟發式，每次的實驗內容，教師提前在課堂中主要講授實驗原理，實驗操作步驟、數據處理需要用到的公式由學生自學。在實驗過程中，學生遇到問題、儀器故障、疑惑等，教師不直接回答，主要是通過啟發、引導的方式，指明解決難題的方向。學生通過獨立思考，自尋解決問題的依據，制訂解決問題的方案，減少對教師的依賴性。同時，要求學生實驗后一周內完成數據的整理、實驗報告的撰寫，給學生充分的時間整理實驗內容，將會得到更好的效果。

考核體系方面的改革? 考試是對教師教與學生學的成果檢驗，是激勵教師與學生的機制。構建學生考核標準，完善考核體系，是水力學課程教學改革的重要內容?？己梭w系應該將過程性評價（平時成績）和終結性評價（期末考試成績）、實驗性評價（實驗成績）有機結合。

過程性評價包括學生日常自主學習、課堂表現、作業完成情況等。將過程性評價作為重要考核部分，可以提高學生日常學習的熱情和積極性，促使學生從始至終認真學習。

實驗性評價包括實驗中儀器的操作規范性、實驗現象的觀察與記錄、定制實驗的完成情況、實驗數據的處理及實驗報告的撰寫。將實驗性評價作為考核部分，可以提高學生在實驗課中的參與性、積極性、創新性。

課程總評成績中過程性評價（平時成績）占30%，實驗性評價（實驗成績）占20%，終結性評價（期末考試成績）占50%。這樣的考核體系可以改變學生過去只重視期末突擊而不重視平時積累的學習風氣，注重知識的融會貫通，將“教知識”轉換為“提能力”，提升學生的實際工程應用能力。

5 結語

本文對水力學教學過程出現的問題進行分析，從理論教學、實踐教學和考核體系方面提出教學改革的措施，以提升學生學習的積極性、目的性，激發學生的創造性，有效地提高學生的專業技術能力和工程實踐素質。

參考文獻

[1]劉冬冬，陳麗霞，周向陽.基于多元化課程體系設置的水力學教學模式改革[J].教育教學論壇，2019（16）：121-122.

[2]張舒羽.基于思維導圖的高職水力學課程教學改革探索與實踐[J].黃河水利職業技術學院學報，2018（4）：73-76.

[3]唐蓮，張衛兵.面向實際應用能力培養的水力學課程教學改革[J].大學教育，2019（1）：55-57.

[4]杜春艷，余關龍，陳宏，等.《水力學》啟發式教學模式的探索研究[J].教育教學論壇，2017（46）：162-163.

[5]齊昕.《水力學》課程教學改革與實踐[J].科技創新導報，2017（27）：241-242.