多元化教學模式在“水力學”教學實踐中的應用

蔣耿民 王宗華 徐俊

[摘 要]該文以本科階段少學時水力學課程為例，通過分析傳統(tǒng)水力學課堂教學中存在的問題，提出了線上教學與線下課堂相結合的多元化教學模式，并對近幾屆學生的教學效果進行了數(shù)據(jù)分析，希冀為其他相關課程教學提供借鑒和參考。

[關鍵詞]多元化教學模式;水力學;教學研究

[基金項目]2018年度南陽師范學院課堂教學模式改革項目“‘新工科背景下應用型大學水力學課程教學改革研究”（院教發(fā)〔2018〕116號）

[作者簡介]蔣耿民（1985—），男，河南南陽人，工學博士，南陽師范學院土木建筑工程學院講師（通信作者），主要從事水資源高效利用研究;王宗華（1974—），男，河南南陽人，工學碩士，南陽師范學院土木建筑工程學院副教授，主要從事水資源高效利用研究;徐 ?。?981—），男，河南信陽人，工學博士，南陽師范學院土木建筑工程學院講師，主要從事水資源高效利用研究。

[中圖分類號] G420[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0291-02[收稿日期] 2020-02-01

水力學是力學的一個分支，主要研究水的平衡和宏觀機械運動規(guī)律及其在實際工程中的應用[1，2]。廣泛用于水利工程、土木工程、環(huán)境工程等多個學科領域。

一、水力學課程教學改革背景

水力學課程主要由兩大部分組成：即水力學基本理論（水靜力學、水動力學、量綱分析與相似原理）與水力學工程應用（有壓管流、明渠恒定流、堰流及閘孔出流、滲流）。該課程是介于以學習自然科學的基本理論為目標的基礎課和以學習專業(yè)知識為目的的專業(yè)課之間的一門專業(yè)基礎課，是連接前期基礎課和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁。另一方面，該課程又是一門兼具基本理論與工程應用的課程，涉及公式繁多，理論推導復雜，課程內容與課時比較大。

目前，全國各高校水力學教學大綱結合各專業(yè)特點主要按三類學時模式編制執(zhí)行，即：多學時（120左右）、中學時（60左右）和少學時（32左右）。我院土木工程專業(yè)水力學課程通常安排在大三上學期，參考《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》要求，按30學時（理論課時20，實驗課時10）開課。

作為土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課，面臨著如何在有限的學習時間內傳授學生更多知識的問題，因此，尋求一種較好的教學模式對該課程的教學有著至關重要的作用。

傳統(tǒng)的水力學課堂教學模式往往是以教師為主體，通過老師的語言向學生解釋概念、論證原理和闡明規(guī)律[3]。教師在課下花費大量時間和精力精心備課，課中對課堂內容也做到充分的講解，但是因為課程學時的限制和教學模式的單一，往往“臺上滔滔不絕，臺下昏昏欲睡”，不能喚起學生的注意和興趣，導致教學效果低下。

二、多元化少學時水力學課程教學模式

隨著科學技術日新月異和“互聯(lián)網(wǎng)+”與教育的融合滲透，教育教學系統(tǒng)的結構和形態(tài)正在發(fā)生變革與轉型。教學模式也由傳統(tǒng)的以教師為主體、以課堂學習為載體的單一模式逐步轉變?yōu)橐詫W生為主體、線上教學與線下課堂相結合的多元互動模式[4，5]。

（一）基于網(wǎng)絡課程平臺構建線上課堂

教師在本階段水力學課程內容學習之前，應先發(fā)布階段學習任務包括主要內容、重難點等，推薦學生使用網(wǎng)絡優(yōu)質課程視頻讓學生進行自學（例如：中國大學MOOC等開放平臺），通過網(wǎng)絡課程平臺，學生可以接觸到很多名?；蛐袠I(yè)名師的水力學開放式在線課程，可弱化由于區(qū)位或學校層次引起的教育教學資源的限制，利于實現(xiàn)優(yōu)勢教育資源的公平配置。為了使優(yōu)質課程資源真正發(fā)揮作用，在學生自學過程中需要教師能夠及時掌握并監(jiān)督學生學習進度情況，教師可通過改造式資源設計，根據(jù)水力學課程教學需求改變SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制式在線課程）的課程結構和教學資源等。在線上預習和線下講授之后，還可以借助于網(wǎng)絡課程平臺發(fā)布作業(yè)，進行階段考核。以某平臺為例，任課老師首先根據(jù)本校師生實際情況新建或選取已有優(yōu)質網(wǎng)絡課程，學?？蛇M行收集匯總，然后向平臺提出申請構建本校的學校云，本校師生通過認證之后就可開展線上授課和學習。在此過程中教師不僅可以根據(jù)教學需求對已有網(wǎng)絡優(yōu)質課程授課內容、教學過程進行修改編輯，而且還可以通過后臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)掌握學生學習進度及考核情況，以便在線下教學過程中更有的放矢、精準授課。

（二）借助現(xiàn)代教學工具打造智慧課堂

在課堂教學過程中，教師可借助智慧教學工具（雨課堂、超星課堂、智課堂等）進行線上線下同步教學。傳統(tǒng)水力學教學過程中對每節(jié)課學生出勤的考核，往往是通過現(xiàn)場點名的方式，對原本就很緊張的課時無疑雪上加霜。但是借助智慧教學工具可以使學生通過掃碼登錄，有效解決課堂考勤問題。傳統(tǒng)課堂中，教師在講授過程中如果想了解學生對某一個知識點的掌握程度，只能靠現(xiàn)場提問或課堂測驗來進行判斷，既耗時又不能實時準確反映整體情況。而借助于智慧教學工具，一方面可在課堂講授過程中設置幾道難度適宜的課堂小測驗，并設定每道題目的答題時間約1分鐘左右，利用投稿和彈幕等功能，實時上傳顯示所有學生答題結果和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，使得反饋信息更具體直觀，還能督促學生在課堂學習過程中始終認真專注。

因為測試題目是不定時出現(xiàn)的，學生一旦手機打開了其他軟件，很難在設定時間內返回并進入答題環(huán)節(jié)，不能及時答題就會影響平時成績。這樣既維持了良好的課堂秩序，又大大提高了課堂效率。另一方面，對一些主觀性較強的題目，可讓學生在下面完成后拍照上傳到教師的終端設備，教師可以選擇有代表性的內容進行播放講解。另外，在整個課堂教學過程中，教師授課PPT可同步推送到學生手機，學生在聽課過程中可以對不懂的內容進行標記，教師可以實時查閱并及時調整講課進度，最終更高效、準確地完成教學目標，真正實現(xiàn)以學生為中心。

（三）融入工程案例打通最后一公里

水力學是一門兼具基本理論與工程應用的課程，在教學過程中借助于多媒體手段融入實際工程案例，更能充分發(fā)揮出水力學課程應用性的特點，并且可以激發(fā)學生對水力學的學習興趣。比如可以引入液體防彈衣的發(fā)明原理及應用進行非牛頓流體內容講解，引入飛機機翼設計原理進行能量方程講授，講到曲面靜水壓力可以結合南水北調中線工程U型渡槽的設計，講到倒虹吸管可以結合南水北調中線穿黃工程，講到無壓圓管均勻流可以結合市政排水管道設計，講到復式斷面渠道可以結合在城市內河整治中生態(tài)斷面的設計理念及應用……通過把現(xiàn)實中大家耳熟能詳?shù)囊恍┕こ贪咐c水力學課程中的知識點一一對應講解，一方面可以將枯燥的書本知識具象化生活化，激發(fā)學生學習興趣，提高水力學課堂學習效率，提升水力學教學質量。另一方面通過把當前工程設計中遇到的水力學難題引入課程教學過程中，可以將工程和科研的思路、方式方法傳授給學生，鍛煉學生分析解決實際工程問題的能力，實現(xiàn)人才培養(yǎng)方案中行業(yè)拔尖創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，打通理論到應用、知識講授到能力培養(yǎng)的最后一公里。

三、結語

傳統(tǒng)的教學模式下，由于教學條件和學時限制，教師把更多精力放在書本知識講授和完成教學進度等方面，無暇顧及人才培養(yǎng)方案設定的關于學生綜合能力的培養(yǎng)。學生則是被動、外驅式學習，缺乏學習的積極性和主動性。而多元化教學模式的應用，可以在有限的學時內，最大限度利用現(xiàn)代技術手段輔助教師教學、激發(fā)學生學習興趣和內驅力、提升學生課程參與度。以南陽師范學院2015級土木工程專業(yè)普通二本120名學生為教學對象，通過進行少學時水力學多元化教學模式授課，最終得到了較好的教學效果。學生優(yōu)秀成績占比9.17%，良好58.33%，中等26.67%，不及格5.83%，與土木工程專業(yè)2012—2014級三屆學生平均值相比，優(yōu)秀成績提高了7.21%，良好成績提高了30.14%，中等成績降低了31.24%，不及格成績降低了6.11%。

現(xiàn)代科學技術發(fā)展為多元化教學模式在少學時水力學課程教學中的應用提供了技術支撐，任課教師應結合學校和學生實際情況因地制宜、因材施教，并不斷總結經(jīng)驗，逐步完善多元化教學模式在少學時水力學課程中的教學實踐，探索理工科課程教學模式改革的新思路，最終實現(xiàn)理工科課程教學的提質增效。

參考文獻

[1]何子干，趙志軍，肖婧，等.少學時水力學教學改革和達成度分析[J].長沙大學學報，2019，33（5）：41-44.

[2]王玉才.多元化教學模式在水力學課程中的應用[J].湖南科技學院學報，2019，40（6）：92-93.

[3]張土喬，張燕，邵煜，等.問題和工程案例為導向的工程流體力學課堂教學改革[J].教育教學論壇，2019，（33）：105-107.

[4]孫楠，胡旭鏵，陳栢仲，等.MOOC背景下水力學教學體系的研究[J].黑龍江教育，2018，（11）：50-53.

[5]梁穎晶，燕樂緯，張永山，等.基于雨課堂的水力學課程教學實踐探索[J].教育教學論壇，2020，（2）：202-203.

The Application of Diversified Teaching Model in Hydraulics Course

JIANG Geng-min， WANG Zong-hua， XU Jun

（Academy of Civil Engineering & Architecture， Nanyang Normal University， Nanyang，

Henan 473061， China）

Abstract： Taking the undergraduate hydraulics course as an example， this paper analyzes the problems existing in the traditional hydraulics classroom teaching， and puts forward a diversified teaching model combining online teaching with offline classroom. And the teaching effect of recent students is analyzed， hoping to provide reference and reference for other related courses. Taking the undergraduate Hydraulics course as an example， this paper analyzes the problems existing in the traditional Hydraulics classroom teaching， and puts forward a diversified teaching model combining online teaching with offline classroom teaching. And the teaching effect of recent years is analyzed， hoping to provide reference for other related courses.

Key words： diversified teaching model; Hydraulics; teaching research