多元化教学模式在“水力学”教学实践中的应用

蒋耿民 王宗华 徐俊

[摘 要]该文以本科阶段少学时水力学课程为例，通过分析传统水力学课堂教学中存在的问题，提出了线上教学与线下课堂相结合的多元化教学模式，并对近几届学生的教学效果进行了数据分析，希冀为其他相关课程教学提供借鉴和参考。

[关键词]多元化教学模式;水力学;教学研究

[基金项目]2018年度南阳师范学院课堂教学模式改革项目“‘新工科背景下应用型大学水力学课程教学改革研究”（院教发〔2018〕116号）

[作者简介]蒋耿民（1985—），男，河南南阳人，工学博士，南阳师范学院土木建筑工程学院讲师（通信作者），主要从事水资源高效利用研究;王宗华（1974—），男，河南南阳人，工学硕士，南阳师范学院土木建筑工程学院副教授，主要从事水资源高效利用研究;徐 俊（1981—），男，河南信阳人，工学博士，南阳师范学院土木建筑工程学院讲师，主要从事水资源高效利用研究。

[中图分类号] G420[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）33-0291-02[收稿日期] 2020-02-01

水力学是力学的一个分支，主要研究水的平衡和宏观机械运动规律及其在实际工程中的应用[1，2]。广泛用于水利工程、土木工程、环境工程等多个学科领域。

一、水力学课程教学改革背景

水力学课程主要由两大部分组成：即水力学基本理论（水静力学、水动力学、量纲分析与相似原理）与水力学工程应用（有压管流、明渠恒定流、堰流及闸孔出流、渗流）。该课程是介于以学习自然科学的基本理论为目标的基础课和以学习专业知识为目的的专业课之间的一门专业基础课，是连接前期基础课和后续专业课程的桥梁。另一方面，该课程又是一门兼具基本理论与工程应用的课程，涉及公式繁多，理论推导复杂，课程内容与课时比较大。

目前，全国各高校水力学教学大纲结合各专业特点主要按三类学时模式编制执行，即：多学时（120左右）、中学时（60左右）和少学时（32左右）。我院土木工程专业水力学课程通常安排在大三上学期，参考《高等学校土木工程本科指导性专业规范》要求，按30學时（理论课时20，实验课时10）开课。

作为土木工程专业的一门重要专业基础课，面临着如何在有限的学习时间内传授学生更多知识的问题，因此，寻求一种较好的教学模式对该课程的教学有着至关重要的作用。

传统的水力学课堂教学模式往往是以教师为主体，通过老师的语言向学生解释概念、论证原理和阐明规律[3]。教师在课下花费大量时间和精力精心备课，课中对课堂内容也做到充分的讲解，但是因为课程学时的限制和教学模式的单一，往往“台上滔滔不绝，台下昏昏欲睡”，不能唤起学生的注意和兴趣，导致教学效果低下。

二、多元化少学时水力学课程教学模式

随着科学技术日新月异和“互联网+”与教育的融合渗透，教育教学系统的结构和形态正在发生变革与转型。教学模式也由传统的以教师为主体、以课堂学习为载体的单一模式逐步转变为以学生为主体、线上教学与线下课堂相结合的多元互动模式[4，5]。

（一）基于网络课程平台构建线上课堂

教师在本阶段水力学课程内容学习之前，应先发布阶段学习任务包括主要内容、重难点等，推荐学生使用网络优质课程视频让学生进行自学（例如：中国大学MOOC等开放平台），通过网络课程平台，学生可以接触到很多名校或行业名师的水力学开放式在线课程，可弱化由于区位或学校层次引起的教育教学资源的限制，利于实现优势教育资源的公平配置。为了使优质课程资源真正发挥作用，在学生自学过程中需要教师能够及时掌握并监督学生学习进度情况，教师可通过改造式资源设计，根据水力学课程教学需求改变SPOC（Small Private Online Course，小规模限制式在线课程）的课程结构和教学资源等。在线上预习和线下讲授之后，还可以借助于网络课程平台发布作业，进行阶段考核。以某平台为例，任课老师首先根据本校师生实际情况新建或选取已有优质网络课程，学校可进行收集汇总，然后向平台提出申请构建本校的学校云，本校师生通过认证之后就可开展线上授课和学习。在此过程中教师不仅可以根据教学需求对已有网络优质课程授课内容、教学过程进行修改编辑，而且还可以通过后台统计数据掌握学生学习进度及考核情况，以便在线下教学过程中更有的放矢、精准授课。

（二）借助现代教学工具打造智慧课堂

在课堂教学过程中，教师可借助智慧教学工具（雨课堂、超星课堂、智课堂等）进行线上线下同步教学。传统水力学教学过程中对每节课学生出勤的考核，往往是通过现场点名的方式，对原本就很紧张的课时无疑雪上加霜。但是借助智慧教学工具可以使学生通过扫码登录，有效解决课堂考勤问题。传统课堂中，教师在讲授过程中如果想了解学生对某一个知识点的掌握程度，只能靠现场提问或课堂测验来进行判断，既耗时又不能实时准确反映整体情况。而借助于智慧教学工具，一方面可在课堂讲授过程中设置几道难度适宜的课堂小测验，并设定每道题目的答题时间约1分钟左右，利用投稿和弹幕等功能，实时上传显示所有学生答题结果和统计分析数据，使得反馈信息更具体直观，还能督促学生在课堂学习过程中始终认真专注。

因为测试题目是不定时出现的，学生一旦手机打开了其他软件，很难在设定时间内返回并进入答题环节，不能及时答题就会影响平时成绩。这样既维持了良好的课堂秩序，又大大提高了课堂效率。另一方面，对一些主观性较强的题目，可让学生在下面完成后拍照上传到教师的终端设备，教师可以选择有代表性的内容进行播放讲解。另外，在整个课堂教学过程中，教师授课PPT可同步推送到学生手机，学生在听课过程中可以对不懂的内容进行标记，教师可以实时查阅并及时调整讲课进度，最终更高效、准确地完成教学目标，真正实现以学生为中心。

（三）融入工程案例打通最后一公里

水力学是一门兼具基本理论与工程应用的课程，在教学过程中借助于多媒体手段融入实际工程案例，更能充分发挥出水力学课程应用性的特点，并且可以激发学生对水力学的学习兴趣。比如可以引入液体防弹衣的发明原理及应用进行非牛顿流体内容讲解，引入飞机机翼设计原理进行能量方程讲授，讲到曲面静水压力可以结合南水北调中线工程U型渡槽的设计，讲到倒虹吸管可以结合南水北调中线穿黄工程，讲到无压圆管均匀流可以结合市政排水管道设计，讲到复式断面渠道可以结合在城市内河整治中生态断面的设计理念及应用……通过把现实中大家耳熟能详的一些工程案例与水力学课程中的知识点一一对应讲解，一方面可以将枯燥的书本知识具象化生活化，激发学生学习兴趣，提高水力学课堂学习效率，提升水力学教学质量。另一方面通过把当前工程设计中遇到的水力学难题引入课程教学过程中，可以将工程和科研的思路、方式方法传授给学生，锻炼学生分析解决实际工程问题的能力，实现人才培养方案中行业拔尖创新型人才的培养，打通理论到应用、知识讲授到能力培养的最后一公里。

三、结语

传统的教学模式下，由于教学条件和学时限制，教师把更多精力放在书本知识讲授和完成教学进度等方面，无暇顾及人才培养方案设定的关于学生综合能力的培养。学生则是被动、外驱式学习，缺乏学习的积极性和主动性。而多元化教学模式的应用，可以在有限的学时内，最大限度利用现代技术手段辅助教师教学、激发学生学习兴趣和内驱力、提升学生课程参与度。以南阳师范学院2015级土木工程专业普通二本120名学生为教学对象，通过进行少学时水力学多元化教学模式授课，最终得到了较好的教学效果。学生优秀成绩占比9.17%，良好58.33%，中等26.67%，不及格5.83%，与土木工程专业2012—2014级三届学生平均值相比，优秀成绩提高了7.21%，良好成绩提高了30.14%，中等成绩降低了31.24%，不及格成绩降低了6.11%。

现代科学技术发展为多元化教学模式在少学时水力学课程教学中的应用提供了技术支撑，任课教师应结合学校和学生实际情况因地制宜、因材施教，并不斷总结经验，逐步完善多元化教学模式在少学时水力学课程中的教学实践，探索理工科课程教学模式改革的新思路，最终实现理工科课程教学的提质增效。

参考文献

[1]何子干，赵志军，肖婧，等.少学时水力学教学改革和达成度分析[J].长沙大学学报，2019，33（5）：41-44.

[2]王玉才.多元化教学模式在水力学课程中的应用[J].湖南科技学院学报，2019，40（6）：92-93.

[3]张土乔，张燕，邵煜，等.问题和工程案例为导向的工程流体力学课堂教学改革[J].教育教学论坛，2019，（33）：105-107.

[4]孙楠，胡旭铧，陈栢仲，等.MOOC背景下水力学教学体系的研究[J].黑龙江教育，2018，（11）：50-53.

[5]梁颖晶，燕乐纬，张永山，等.基于雨课堂的水力学课程教学实践探索[J].教育教学论坛，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