基于信息化应用型模式下《工程水力学》教学探讨

2018-02-19张殿光田兴旺

信息记录材料 2018年4期

张琨，张殿光，高兴，田兴旺，李丛，孙丹

（大连海洋大学海洋与土木工程学院辽宁大连 116023）

1 课程教学改革的背景

国家教育中长期发展规划指出：要把教学作为教师考核的首要内容，深化教学改革[1]。我校提出实施英才教育，强调“以人为本”的教育理念，构建蓝色海洋学科的培养模式。在现实社会的信息化和大数据背景下，高等教育中作为基础教育和专业教育连接点的专业任选课，对于拓宽学生视野和思维的重要性不言而喻，工程类课程的教学工作质量优劣直接关系到学生培养质量的好坏。

水利工程类专业课程的典型特点是既有很强的理论性又涉及很多工程应用背景。《工程水力学》课程紧密结合水利工程实际基础概念和公式繁多理论推导复杂，教学难度较大[2-4]。针对本课程特点和教学中出现的问题，培养学生的应用实践能力和创新能力，对《工程水力学》课程进行教学改革十分必要。

按照学校推行研究型教学模式的指导思想，结合兄弟院校和单位教学改革的经验[5-7]，通过深入解析研究型教学法的内涵，作者认为课程教学的重点应放在基于丰富信息条件和大数据资源的软环境建设上，即丰富课件、实际算例、测试软件、网络平台等信息化资源同时，构建与其相匹配的工程应用型教学软环境。

2 课程教学改革的内容与方法

《工程水力学》是经典理论和工程实践相结合的一门科学，主要研究水的平衡和运动规律及其在工程实际中的应用。教学过程需注重经典理论与工程实际问题相结合，通过基于大数据的案例，给学生提供解决实际问题的方法和空间。

本课程重点考虑在以下方面实施教学方法的改革：

2.1 信息化交互式教学

基于网络和大数据平台，融合多种教学资源，实现信息化教学。具体包括教材、多媒体课件、网络平台、视频录像、工程案例，习题软件、网络资源等多个方面，构建多种类多样式的综合信息化教学资源体系，形成具有蓝色学科特色的课程资源。

（1）利用泛雅平台构建交互式网络学习

基于泛雅平台建立《工程水力学》网站，开展教师与学生线上线下的专题讨论和交流。教师可以上传教学大纲、课程简介、教学日历、授课视频、电子课件、作业题、讨论题、以及习题答案等多种教学资源；也可提供教师情况介绍、教改项目、教材编著、教学方法等课程建设的资源。基于网络平台，学生和老师可以加深交流，灵活讨论，实现交互式教学。

效仿国外教学的做法，针对重要知识点布置课后作业并通过网络提交，增加对学生课后自学内容的要求。让学生利用大量的课后时间去查找资料、自主学习完成作业，作为平时考核的一项依据。要求学生撰写课程论文，描述某一与水力学相关的工程现象，用工程水力学的知识加以解释，并严格按照科研论文的形式撰写报告，以引导锻炼学生自主学习、认识、书写文献的能力。

（2）丰富网络微课形式，形成蓝色教学资源

微课是一种新的授课方式，形式新颖、教学简单，成为学生和老师沟通的新渠道，同时也为教师中间共享和研究提供了便利。微课是一种非正式的泛在学习方式，是对正式学习方式的有益补充和辅助。

构建本课程的微课网络课堂并实现共享，内容涵盖理论与实验讲解部分，以便于学生利用移动客户端根据自己的时间，随时随地的自主学习，最大限度的利用学生的碎片时间，温习和巩固课堂教学成果。突出实验教学视频优势，可以改善实验室教学的时间和空间有限的缺点，方便学生深入理解和自主学习。

2.2 工程应用型教学模式

在课堂上除了强调理论基础的重要性和扎实性，也要结合课程特点和就业需求，引导学生自发地积极思考理论联系实际的必要性和紧迫性。重点推进落实“教与学”，“学与用”的思想连贯性，为专业向工程实际类转型和招生单位对学生素质需求服务，从而构建工程应用型教学模式。

（1）丰富课堂教学，实现教与学的有机结合

对于任何一种教学模式，课堂教学都是教学活动中最重要的环节。课堂环节需要老师发挥人格魅力和渊博知识，充分调动学生的积极性，做到引人入胜的听讲，实现“教与学”的有机结合。

教学模式上，充分利用多媒体教学的生动和形象等优点，借助网络素材和视频、动画，更好的帮助学生熟悉、理解、掌握陌生的理论和不易达到的工程现场；对教学内容适当调整，减少理想流体的复杂理论知识，增加实际流体的讲解，侧重解决实际工程问题，适当拓宽知识面，为后续的专业课程打好基础。

（2）基于Fluent软件，创新案例教学

课堂上简单介绍计算流体力学（CFD）软件Fluent的思想和用途，并通过简单的算例演示划分网格、选择模型、设定边界、分析结果等环节，使学生对软件有所了解，增加学习兴趣，提高学生工程实际问题的分析能力。可尝试在水力计算一节中引入一个实际的工程问题——管网的水利计算，同时引入较通用的水力计算小软件，让学生开拓视野，增长见识。