給排水科學與工程專業(yè)水力學核心課程建設(shè)及實踐研究

楊國麗 馬立山 任 佳 董一凡

河北建筑工程學院 河北張家口 075024

1 緒論

眾所周知，21世紀是高等教育教學改革不斷深入推進的關(guān)鍵時期，隨著素質(zhì)教育的不斷完善，按照知識、能力、素質(zhì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展的培養(yǎng)模式，來培養(yǎng)人才成為高校的主要導(dǎo)向。高等院校的專業(yè)教學，更為側(cè)重對大學生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。本文以我校水力學課程為例，就如何進行課程建設(shè)及實踐研究展開論述。水力學課程的特點是在內(nèi)容上注重基礎(chǔ)與理論的聯(lián)系，側(cè)重實踐性與應(yīng)用性知識的學習，也就是內(nèi)容注重基礎(chǔ)性，強調(diào)先進性，將經(jīng)典理論與現(xiàn)代關(guān)系恰當處理，并將其與相關(guān)課程內(nèi)容關(guān)系處理得當。同時注重不斷更新教學內(nèi)容，反映本學科前沿研究成果，充分聯(lián)系實際，融知識傳播、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體，即注重課內(nèi)知識與課外實踐的有機結(jié)合。尤其在實踐教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容與方法上，需要別出心裁、獨樹一幟地設(shè)計各類實踐活動，以更好地滿足培養(yǎng)優(yōu)秀學生的要求[1]，全面貫徹落實《教育部關(guān)于深化本科教育教學改革 全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》。

我校水力學課程的建設(shè)多年來一直貫徹落實關(guān)于教育的重要論述和全國教育大會精神，堅持立德樹人根本任務(wù)，深化高等教育教學改革，提高教學質(zhì)量的重要行動。尤其自2019年中華人民共和國教育部發(fā)布《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》(教高〔2019〕8號)以來[2]，教學團隊成員深刻領(lǐng)會文件精神，全面推動課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容和教學方式方法改革，根據(jù)課程的性質(zhì)積極申報線下一流課程，樹立課程建設(shè)新理念，推進課程改革創(chuàng)新，努力建設(shè)適應(yīng)時代要求的一流本科課程。

2 課程建設(shè)及實踐方案

我校給排水科學與工程專業(yè)于1982年正式招收本科生。我校立足河北，輻射京津，面向全國，培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要、掌握專業(yè)理論知識、擁有較強實踐能力、滿足相關(guān)行業(yè)對高級技術(shù)人才的需求、在施工與管理方面能力突出、富有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。水力學是給排水科學與工程的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是專業(yè)認證的核心骨干課程。由于水力學這門課程在專業(yè)教學體系中處于承上啟下的重要位置，因此，團隊成員對課程教學內(nèi)容、教學資源、教學形式、教學團隊及課程思政方面的建設(shè)進行了大量的探索研究，具體情況如下。

2.1 教學內(nèi)容建設(shè)

水力學課程以課堂面授和實驗教學為主，可分為基本理論、基本應(yīng)用與專門課題三大模塊。以水靜力學基本方程、連續(xù)性方程、能量方程、動量方程等基本理論為一條線(課程結(jié)構(gòu)體系如表1所示)[3]，把基本理論與實際工程聯(lián)系起來。在實際的教學過程中將課程的基本概念、重點、難點逐一講授給學生，使學生循著教師講授的前后關(guān)系消化課程內(nèi)容。在教學過程中，遵循從易到難的認知規(guī)律，先用學生容易接受的方法講基本定律，再用水力學一般的思路講解這一定律的簡化過程，讓學生領(lǐng)會數(shù)學的奧妙及在科學研究及工程應(yīng)用中的作用，提升學生的理論水平與分析問題能力及工程應(yīng)用能力；通過類比的方法講明水力學與物理學中機械運動規(guī)律描述方法的差異；通過日常生活的例子講清新概念；通過工程實例講清基本原理，樹立工程觀念；用實驗驗證運動規(guī)律，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度；通過習題研討掌握解題技巧和解決問題的能力。

表1 課程結(jié)構(gòu)體系

在實際的教學過程中，教學團隊成員強化注重實踐環(huán)節(jié)在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的地位。實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生應(yīng)用型能力的重要手段，結(jié)合本校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標，教學團隊重點改革了實踐環(huán)節(jié)。改革后實踐環(huán)節(jié)體系包括實驗、綜合訓(xùn)練等環(huán)節(jié)，其中實驗分為基礎(chǔ)性、綜合性、工程應(yīng)用拓展性三個層次。對于原有的實踐環(huán)節(jié)，增加綜合性、工程應(yīng)用拓展性實驗(具體實驗內(nèi)容見表2)、綜合訓(xùn)練等。按照給排水專業(yè)指導(dǎo)委員會的要求，實驗共計14個學時，通過改革加強了學生的綜合創(chuàng)新能力、工程應(yīng)用能力。

表2 專業(yè)各類實驗

2.2 教學資源建設(shè)

經(jīng)過多年的建設(shè)，該課程具有符合教學要求的完備的課程教學大綱、實驗教學大綱、教學日歷、課件、課程教案(表格形式內(nèi)容見表3)等，教學業(yè)務(wù)檔案齊全，且執(zhí)行嚴格。

表3 課程教案內(nèi)容

教學團隊成員按照教學管理要求認真安排輔導(dǎo)答疑，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，借助網(wǎng)絡(luò)多媒體與學生課下交流。考試利用試題庫隨機抽取考題，并根據(jù)實際情況對學生的成績進行分析評定和達成度的計算，做到發(fā)現(xiàn)問題及時解決，并提出改進措施。另外教材作為課程建設(shè)的重要內(nèi)容之一，是課程體系、教學內(nèi)容、教改成果的重要載體。在教材的建設(shè)中以人才培養(yǎng)目標和本課程在人才培養(yǎng)中的地位和作用為依據(jù)，堅持理論聯(lián)系實際、重點突出、詳略得當、先進性和現(xiàn)代化的原則，本課程多年來一直堅持使用各專業(yè)指導(dǎo)委員會推薦的教材或國家推薦的優(yōu)秀教材，有教材選用的規(guī)章制度和審批制度，執(zhí)行效果良好。

2.3 教學形式創(chuàng)新性建設(shè)

水力學課程既體現(xiàn)了基礎(chǔ)科學的嚴謹性，又體現(xiàn)了工程觀念。由此可見，該課程是一門基礎(chǔ)理論與工程實際聯(lián)系非常密切的課程。特別對于液體(具有流動性和黏性)不同于固體的運動特性，需采用工科學生不熟悉的場論和多元微積分來描述，其教學難度體現(xiàn)在學生對于新概念、新的基本理論的理解與掌握都很困難，加之學生還未進入專業(yè)課程的學習階段，要求其將基本理論應(yīng)用于工程實際就更加困難。針對上述的問題結(jié)合該課程的特點，在教學實施過程教學團隊成員主要從以下方面進行創(chuàng)新性的教學：

(1)在實際的教學過程中充分利用信息技術(shù)，利用雨課堂發(fā)布課前課后作業(yè)，輔以微信群來保證師生課下的輔導(dǎo)交流，在傳統(tǒng)板書授課的基礎(chǔ)上，發(fā)揮智慧教室的作用，課上采用智慧黑板、翻轉(zhuǎn)課堂、多屏幕互動的方式，將枯燥的學習內(nèi)容轉(zhuǎn)化成形象生動的內(nèi)容，極大地增加了學生的學習興趣，為學生提供良好的互動平臺，培養(yǎng)了學生獲取信息、分析信息的能力。

(2)用貼近生活的例子或現(xiàn)象講解難理解的概念，用基本理論解釋日常生活中、實際工程中的流動現(xiàn)象，駁斥生活常識中的謬論，激發(fā)學生的好奇心。

(3)突出以學生為中心，采用多種方式來鼓勵學生多學科思維融合，聘請相關(guān)企業(yè)的專家為學生講解產(chǎn)業(yè)技術(shù)與學科理論的融合，達到深入開展師生、生生互動交流，煥發(fā)課堂生機活力的目的。

2.4 教學團隊建設(shè)

從課程長遠發(fā)展考慮，積極引進人才，充實教學團隊力量，充分體現(xiàn)出教學團隊傳幫帶的優(yōu)良傳統(tǒng)，新加入成員均需先擔任助教工作，在積累了一定的教學經(jīng)驗后，再獨立承擔教學任務(wù)，注重創(chuàng)新型人才培養(yǎng)；加強教學團隊成員與兄弟院校建立良好的合作關(guān)系，通過彼此學習、探討和啟發(fā)式教學方式，以促進教學團隊整體能力的提升。

2.5 課程思政建設(shè)

在實際的教學過程中，教學團隊成員始終本著立德樹人、三全育人的教育理念，貫徹以學生為中心，以目標為導(dǎo)向的教學理念，注重培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，詮釋了“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一根本性問題。充分挖掘與課程有關(guān)的思政元素，并將課程的知識點與民族發(fā)展史、國家重大工程、重大事件、英雄事跡等相聯(lián)系，樹立學生的民族自豪感、國家安全觀、水資源安全觀、能源安全觀。

結(jié)語

在國家“一流本科課程建設(shè)”的戰(zhàn)略背景下，加強高等院校的課程建設(shè)，是保證教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在今后的課程建設(shè)過程中，團隊成員將始終圍繞學生為中心，為使學生畢業(yè)后能在不同崗位中最大限度地發(fā)揮技能，努力把好教學的每一個環(huán)節(jié)，并緊扣社會應(yīng)用這一主題，牢牢地將理論與實踐教學結(jié)合在一起，全面提高教學效果，從而為學校的發(fā)展提供智力與人才上的保障，不斷深化人才培養(yǎng)模式改革[4]。