應用型本科土木類專業(yè)水力學教學方法改革探索與實踐

李敏 北京科技大學天津?qū)W院

引言

力學是各類工程技術的發(fā)展支柱，在培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新意識方面起著“地基”和“橋梁”的作用。“水力學”是力學的一個分支，是高等工科院校土木、環(huán)境、機械等諸多專業(yè)都需要掌握的一門重要技術基礎課。

水力學是以水為對象，主要研究水的宏觀機械運動規(guī)律及其在工程技術中的應用。課程具有較強的理論性與實踐性，最終是要為相應的工程領域服務，所以該課程是一門以實用為目的的應用型課程，應以培養(yǎng)學生的實際應用能力為目標，這是社會發(fā)展的需要。

1 水力學教學改革的背景

目前國內(nèi)高校水力學教學普遍面臨著教學課時數(shù)減少，教學內(nèi)容不變、甚至略有增加，教學要求不斷提高的困難。另外，傳統(tǒng)的“注入式”教學方法，強調(diào)知識的灌輸，學生容易形成死記硬背現(xiàn)象，不能發(fā)揮主動性，難以培養(yǎng)學生的應用能力，并且難以維持學生持久的學習興趣，導致課堂教學效率較低。在現(xiàn)有條件下，如何針對課程的特點和學生的接受能力，遵循知識發(fā)展規(guī)律，探索與實踐形式新、效果好的教學方法，已成為高校教師必須進行研究的課題。

在學習的過程中，“水力學”與其他各門力學課程一樣，一直以來都是學生認為最為難學的課程之一：一是概念不易理解，二是公式記不住，三是考試成績不理想，四是知識掌握不透徹[2]。由于學生剛剛開始接觸具體工程實際問題，同時又需要具備綜合分析和處理實際問題的能力，因此出現(xiàn)學生學習的積極性不高等問題。根據(jù)以人才培養(yǎng)為根本、以提高質(zhì)量為核心的本科教學理念，大學教育需要培養(yǎng)既具有堅實的基礎理論，同時又具有創(chuàng)新思想和較強實際應用能力的創(chuàng)新型人才。因此，開展以面向?qū)嶋H應用能力培養(yǎng)為目標的“水力學”課程教學改革與實踐的意義重大。

2 凸顯應用能力培養(yǎng)的水力學教學方法改革

探索教改新思路，優(yōu)化“水力學”理論教學內(nèi)容，重視理論基礎，理論與實踐并重，引入并拓展學生積極嘗試分析、解決水力學常見的問題，初步形成以面向?qū)嶋H應用能力培養(yǎng)為目標的水力學課程教學創(chuàng)新模式，教育引導學生成長為具有創(chuàng)新應用能力的人才。

教學改革不能停留在對這門課程某個教學內(nèi)容和方法細枝末節(jié)的改進，必須從改革課程體系入手，把教學作為一個完整的有機整體來考慮，特別是對于具有較強理論性與實踐性的水力學課程來說，如何建立多元化的理論與實踐并重的新模式，是值得我們不斷深入探究的課題。在今后的教學實踐中，我們以增強學生的實際應用能力為目標，為提高水力學的教學質(zhì)量，從教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面進行了一些教學改革的研究與實踐，具體研究內(nèi)容包括以下部分：

(1）優(yōu)化教學內(nèi)容，加強理論教學與工程實際問題的聯(lián)系。整理現(xiàn)有水力學課程的教學資料和考核模式，完善教學大綱、試題庫，規(guī)范教學文件，形成系統(tǒng)、完整的教學內(nèi)容和教學體系，改革實踐教學方法，強化水力學課程實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生對工程實際問題的應用能力，制定一套新的著重培養(yǎng)學生實際應用能力的課程方案，編寫課程大綱及講義。

(2）改進教學方法，營造生動活潑的實踐類教學氛圍。教學過程中主動開展教書育人工作，結(jié)合課堂教學內(nèi)容，介紹一些“水力學”方面科學家的生平事跡，讓學生了解他們的成長過程、生活經(jīng)歷、研究問題的方法、科學作風和學術上的成就，激發(fā)學生的學習熱情和創(chuàng)新動力。

(3）改革教學手段，合理利用多媒體教學。改革課堂教學手段。增加在線開放課程，將部分教學內(nèi)容以及公式推導詳細過程加到在線開放課程中，不再利用課堂時間進行講解，學生可在課下自行預習和復習公式推導過程，加強自主學習，這樣有利于學生反復學習和琢磨，同時節(jié)省了課堂時間，可分配到實踐課時。增加學生在課堂上的主觀能動性，增加教師在課堂上的引導作用，以提問、討論、隨堂測驗等形式，檢查課下學習效果和課上所學內(nèi)容。這種形式改變了學生被動接受問題，而轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀阉鞑⒖偨Y(jié)已學知識點，找出自身學習漏洞。將一些與實踐相關的理論內(nèi)容放到具體工程中講解，邊講解，邊實驗，這樣更會提高學生對理論和實踐的理解，也避免理論知識在課堂和實踐時的重復講解。

(4）創(chuàng)新實踐方法。改革課堂教學學時分配。我校該課程學時為48學時，理論講解學時較多，沒有應用學時。經(jīng)過課堂教學內(nèi)容和形式的改革，重新分配課堂教學學時與實踐教學學時的比例，減少純理論教學學時，增加實踐學時。把原有的48學時理論教學優(yōu)化為32學時理論教學+16學時實踐教學，真正達到理論教學和實踐教學的完美結(jié)合。

在實踐教學中，結(jié)合各設計規(guī)范，帶領學生針對不同地點、不同風格的建筑進行實地測量，比較不同管材對輸水管道的影響，選用合適的管材；基于水力學理論知識，選擇合適的公式進行輸水管道水頭損失的水力計算，并提出相應減少水頭損失的優(yōu)化改良方案。研究輸水過程中產(chǎn)生的水擊，以及水擊的危害和防護等一系列運行過程中出現(xiàn)的問題，并提出相應的優(yōu)化改良方案，保證輸水系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行，總結(jié)成功經(jīng)驗，推動典型案例快速推廣。

(5）完善考核方式，注重實際應用能力的培養(yǎng)。考核是考察教師教學水平及學生學習成效的有效手段，是多元化教學方式的有力輔助，也是整個教學過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。為輔助多元化教學方式的運用與實施，水力學教學評價考核應該全面、綜合，既要有標準化的考試考核學生對知識體系的掌握程度，又要有過程化的測評，重視考核學生的綜合能力。過程性要貫穿整個教學過程，隨機靈活考察學生的學習過程及學習效果。打破以往以期末考試為主的考核方式，在教學過程中穿插課后作業(yè)、課堂測驗、工程實踐等各種考核方式，督促學生注重課程的學習過程。同時鼓勵學生參與教學、工程實踐和科研工作，并給予相應的加分獎勵等。從學習態(tài)度、知識掌握、應用能力等多個方面綜合評定學生課程成績。

此次教改在總結(jié)前人研究經(jīng)驗的基礎上，打破傳統(tǒng)的純理論教學，減少理論部分教學學時，帶領學生走出課堂，加大學生實踐環(huán)節(jié)的力度，著重培養(yǎng)學生的測量能力、計算能力、解決實際工程問題的能力。針對大口徑長距離輸水工程在規(guī)劃設計、運行管理中出現(xiàn)的問題，采用查找資料與理論分析相結(jié)合的研究方法，結(jié)合具體的典型工程案例，找出長距離輸水管道出現(xiàn)問題的原因，提出解決措施，為解決相關的工程問題提供相關的技術參考。另外，正確處理好教學與科研的關系，以科研帶動教學，提高學生的實踐能力。

3 結(jié)束語

“教學有法，教無定法。”按照應用型人才的培養(yǎng)目標，對學生的基礎、需求做出全面分析，因材施教。在傳統(tǒng)教學方法中充分運用多媒體教學、案例教學、在線開放課程，以工程問題的分析為驅(qū)動，充分利用課上、課下時間，做到全方位立體化教學，定能實現(xiàn)“強基礎，重應用”的人才培養(yǎng)目標。