基于独立学院《水力学》课程教学方式改革探索

蒋琳琳

摘要：本文根据水力学课程的特点，结合独立学院人才培养方案的要求，介绍了水力学课程在教学过程中存在的教材重推导轻应用、实验缺乏创新、考核方式比重不合理等问题，建议水力学教学理论和工程应用的重点根据不同专业进行适当调整，鼓励学生讲课教师补充的教学方法，将与实验有关的知识拿到实验室讲授，支持学生探索生活中的水力学实验，实行期末考试与平时成绩并重的考核方法，对独立学院的水力学教学改革进行了初步探索。

关键词：水力学；教学改革；实验教学

中图分类号：G641 文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）03-0111-02水力学作为学科而诞生已有400年历史，《墨经》中浮力与排液体积关系设想的记载，阿基米德关于浮体有效重力计算方法的研究，帕斯卡关于液压等值传递帕斯卡原理的提出，使水力学从水静力学的研究得到发展。

水力学作为主干基础课程开设于高校水利水电工程、港口航道与海岸工程、土木工程等专业。实际上，与流体、气体流动相关的专业都是以水力学为理论基础，比如石油、冶金、海洋与船舶工程等专业。对水利水电工程的学生而言，水力学为本专业的水利工程勘测、设计、施工、管理都提供科学依据，水力计算是学生毕业从事专业相关工作的能力基础。但在水力学的教学过程中，常遇到“老师难教，学生难学”的困难，这种现象源于课程本身“三多一难”的特点，“三多”是指概念多、公式多、系数多；“一难”是指计算繁难[1]。

一、 水力学课程的特点

水力学包括水静力学和水动力学，是研究以水为代表的液体的宏观机械运动规律，解决给水排水、道路桥涵、农田排灌、水力发电、防洪除涝、河道整治工程中的水力学问题。与材料力学、结构力学、土力学等课程不同，水力学理论公式较多，推导过程复杂，理论在实际工程的应用又引出大量经验公式，经验常数，使学生在应用过程中对公式和系数的选择感到迷惑。对水的研究中，由“静态”到“动态”，由“作用力”到“能量”，由“自然状态”到“人为因素”，这一系列转变都使水力学具有不同于其他力学学科的特殊性，而这种独立的特殊性使学习水力学的思维方式与教学方式也别具一格。

二、 水力学课程教学过程存在的问题

（一）教材体系与独立院校应用型人才培养的办学定位不符

应用型本科教育，以应用能力和工程素养培养为教学主线，强调以工程技术为主要专业学科基础[2]。目前各版本的水力学教材在某种程度上过于强调学科的系统性和完整性，重演绎、详推导[3]。由于教材与工程水力学结合较少，使水力学作为专业基础课将学生引入专业课学习的效果并不理想，学生死记硬背公式只为解题，与实际工程相关知识点无法灵活。

（二）学生学习目标不明确，缺乏积极性

大学教育是为培育出会学习，具有独立思考能力和实践能力的人，目前大部分学生心理成熟较晚，对自己没有人生定位和目标规划，学习过程仍习惯高中“填鸭式”、“老师推着学”的教育模式，缺乏学习的积极性，在学习过程中显得极为被动。仅有少许坚持毕业后从事本专业工作和考研的学生在水力学的学习过程中会跟着老师的思路踏踏实实学习。

（三）实验教学缺乏创新

水力学核心实验包括流谱流线、水击、空化空蚀、雷诺、能力方程、局部水头损失等演示实验和验证实验。在演示实验中学生以听讲解、看现象为主，不利于激发学生的积极性，在验证实验中，根据课堂教学内容已能初步判断实验结果的规律，缺乏新意。按目前教学大纲要求的传统实验内容教学不利于学生的创新和对水力学理论知识的消化、重组与应用。

（四）考评形式对期末考试的偏重太大

现行考评制度以期末考试为主，平时成绩为辅，在水力学最终成绩中两部分的比值约为7：3。对于此种情况，学生会更加注重考前复习，而非水力学的学习过程。部分出勤较差、听课效率不高的同学只要试卷取得高分，就可减小与优秀同学的分数差，大大挫伤了学习状态持续稳定同学的积极性。

三、 独立院校水力学教学改革的几点建议

（一）理论体系的改革

水力学的工程实践以扎实的理论为前提，针对独立院校学生“理论弱，实践强”的特点，学生掌握基础理论并能结合理论分析实例工程成为教学的目标。选择推导过程简明、与最新水利工程研究成果结合紧密的水力学教材势在必行。基本理论部分，学生主要掌握概念、理论公式、公式适用范围即可。基本应用部分可根据各专业特点进行合理调整，如给排水专业以有压管流为主进行排水管网的设计与水力计算，水利水电工程专业以明渠水流为主进行渠道的设计与水流能量消减研究。在教学大纲中，明确标出各章节“了解、掌握、重点掌握”三类知识点，学生学习新课和复习过程中有“主线”可依。

（二）教学方法的改革

传统教学 “满堂灌”的教学方法，课程逻辑性较强，却不利于培养学生的创造性思维，应鼓励启发式、互动式教学方法，以学生听课效率为主进行引导教学。重点知识点讲解完毕由学生复述，根据掌握情况调整讲课进度。对非重点知识，提前让学生自学，课堂上由学生讲解，教师补充。除讲解书本中枯燥的内容，要结合专业就业方向，多举实例，提高学生听课积极性。将书中例题与课后习题结合，讲练合一，提高学生举一反三的应用能力。教师应定期了解学生对知识的掌握情况和对水力学教学的建议，达到双向交流，实现教学相长。

（三）教学手段的改革

在水力学授课过程中，较多的学校都选择以板书为主，多媒体课件进行辅助教学，而多媒体课件又拘于教材思路，平铺直叙缺乏新颖。水力学课有它自身的特殊性，有些流动很难用语言来描述[4]。例如急流、缓流、层流、紊流等，用文字和语言描述使概念显得空洞，因此，可将此类流动现象在实验室录制视频，或者教师制作三维动画模拟流动现象，并将视频或动画添加在课件中丰富教学内容，刺激学生的新奇感，活跃教学气氛。多媒体技术有大容量的图片、录像、动画，也可用红色字体标注核心知识点，让课程内容变得生动的同时，也提醒学生做好笔记。因此，教学手段可以尝试以多媒体教学为主，重要公式的推导和例题讲解时进行板书，在板书过程中给予学生足够的思考时间。除在教室上课这种方法以外，为了充分利用实验室设备，有助于一些比较抽象的水力学现象的理解，还可将某些知识点拿到实验室去讲，边演示，边讲解。多元化的教学手段可以促进学生对基本概念的掌握，还能将理论与实验有机进行结合。

（四）实验方法的改革

水力学实验是理论联系实际的重要实践性教学阶段，提高实验部分的教学质量至关重要。以往的实验教学，通常是老师介绍实验原理再演示，学生按照实验步骤和教师的演示过程按部就班地记录所需要的数据，实验过程学生关注的核心点在数据是否能得到，忽略对实验现象的观察、对实验结果影响因素的分析。最近三年，我们尝试在实验课开始前一周，教师在课堂上先讲解实验的原理及注意事项，学生自学《实验指导书》上的操作步骤，将学生5人分为一组，每人在实验操作、数据记录、数据处理、报告编写任务上的分工各不相同。

实验结束后，教师根据实验报告中存在的问题进行针对性讲解，最后再演示实验，让学生在教师的演示过程中发现自己操作的不足。这种改革取得了阶段性的效果，充分调动了所有同学参与实验的积极性，培养了独立思考的能力，增强了同学间的团队意识。未来三年，我们计划增加设计性实验，学生组建实验兴趣团队，实验室实行开放制度，把实验室变成学生动手、动脑的主阵地，提高学生的创新意识和能力。

（五）考评方式的改革

考评是对教师教学方法和学生学习效果的有效检验。为了考评结果的真实与客观性，教师应坚持期末考试与平时考核并重的理念，两种考核各占总成绩的50%。平时考核包括对出勤、作业、实验、听课效果等的全面考核，听课效果的检验方法可以是课堂回答问题、学生讲解习题、学生设计生活中的水力学实验等多种方法。增加平时成绩的比重，可以使学生更加重视水力学的学习过程。另外，由于水力学学分大、课时长，建议在中期进行期中测试，让学生及时复习所学内容，并为后半学期的水力学学习打下坚实基础。

四、 结语

水力学是一门特点突出的综合型学科，强调理论与实际工程应用的有机结合。在教学过程中，教师应该认清学生特点，选择独立院校适用的水力学教材，认真研磨教学大纲，尝试多元化的教学方法和手段，加强实验教学环节的革新，与学生在水力学学习过程中寓教于乐，全面提高学生的学习兴趣，从而提高教学效果。

（作者单位：天津大学仁爱学院建筑工程系）

参考文献：

[1]何文学.《水力学》课程素质教育实施要点及实现途径[J].浙江水利水电学院学报，2014，26（4）：89-92.

[2]张鸣放.关于应用型本科教育若干基本问题的探讨[J].现代教育科学，2009，（3）：1-4.

[3]裴国霞.水力学课程教学模式的改革与实践[J].内蒙古农业大学学报，2009，2（3）：39-41.

[4]杨敏，高金花.《水力学》教学改革的探索[J].吉林水利，1997，3（15）：30-31.