《海洋工程水力学》课程教学改革探索与实践

初文华 张 健 张 硕 叶旭昌

（1.上海海洋大学海洋科学学院 上海 201306；2.大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室 上海 201306；3.国家远洋渔业工程技术研究中心 上海 201306）

《海洋工程水力学》课程是针对海洋渔业科学与技术专业本科生水力学知识储备需求所开设的一门专业基础课。教学内容注重对专业基础知识的讲授，将“水力学”课程的知识点与海渔专业课程相结合，并在教学中结合专业课的特点深化和丰富“水力学”课程的内涵，使教学内容更加充实，更加结合工程实际，从而提高学生学习专业基础课的兴趣。

1 线上线下混合式教学改革解决的重点问题

作为一门力学基础课程，《海洋工程水力学》课程的多数教学内容都集中在理论讲解、公式推导及例题习题计算上，学生在有限的课堂教学时间内学习起来难度较大，受课时及课程难度限制课堂教学效果差强人意。为提高课程教学质量与学生学习成效，更新教育理念，深化教学改革，采用灵活多变的教学方法[1]和先进的教学手段[2-4]，进一步提高课堂教学效率和效果。充分开拓利用先进的电子科技与网络先进技术，开展线上线下混合式[5-8]的课程教学改革与建设。

2 线上线下混合式教学改革探索与实践

《海洋工程水力学》课程的教学内容注重对专业基础知识的讲授，将“水力学”课程的知识点与海洋渔业科学与技术专业课程相结合。课程采用线上线下混合式教学方法，课程共48学时，其中线上13学时，线下35学时。

线下教学环节仍以课程教学大纲为本，在课程开始前通过多媒体手段为学生引入专业相关实例，让学生对于本章所学内容在专业领域中的应用有一定的了解，同时在课堂教学过程中，通过例题的引入，为学生讲解如何利用本章节所学知识点解决课堂开始时所提出的实际问题，加深学生对于所学知识的理解与掌握。线上教学环节主要采用授课教师录制授课视频+实时线上互动的形式开展。学生按照教学环节的设计，登陆教学平台相应的章节内容完成指定的任务点，授课教师随时在线上为学生及时答疑解惑以及开展线上分组讨论、作业提交、问卷调查等师生互动环节。以课程的其中一个课时的教学过程设计为例：

2.1 课堂教学目标

通过本次课程的学习，理解液体三元流动的基本原理，掌握应用液体运动微分方程进行相关工程问题的解题步骤，并能正确应用本次课程的学习内容进行绕流问题与水流冲击问题的求解。

2.2 课程教学内容

本次课程的教学内容为“液体三元流动基本原理”一章中的“液体运动微分方程”一节。对于工程中的实际流动问题，采用一元流动分析法，其计算分析结果在应用上具有一定的局限性，因此需要采用三元流动的基本原理，建立反映液体三元流动普遍规律的微分方程，计算分析三元流动的基本规律。例如，海洋渔业领域中经常涉及的渔具水动力问题的分析。拖网渔具的水动力性能影响拖网渔具作业效率的关键因素，直接影响捕捞作业的渔获效率和经济性。采用三元流动原理对拖网渔具的作业过程建立有效的数值模型和微分方程，就可以对其进行水动力的计算分析，进而开展渔具设计与优化，提高渔具的作业效率。

2.3 教学过程设计

（1）课前完成线上预习环节。在课程开始前，针对“液体三元流动基本原理”部分的内容，结合海洋渔业科学与技术专业的实际应用，以视频资料、课前思考、讨论等形式将课前预习内容“拖网渔具作业过程的受力与作业效率”这样一个相关的实例通过线上平台发送给学生,帮助学生对于本章所学内容在专业领域中的应用有一定的了解。

（2）线下课堂教学内容引入。课前的线上预习为线下课堂教学内容的开展做好铺垫，提问：“请同学们观察拖网渔具作业过程后认真思考，决定拖网渔具作业效率的关键要素是什么？”带着这个问题，我们一起来进入今天这节课的学习内容──液体三元流动基本原理。从而引出本节课的学习内容，为后续相关内容的理解与展开奠定基础；学生带着疑问与思考跟随教师开展本节课相关内容的学习，能够更加投入地进入后续PPT讲解与思考，主动性与学习效率将得到提高。

（3）线下课堂教学内容讲授。详细介绍并引导学生共同学习液体微团运动的基本形式，并在此基础上进一步讲授液体平衡微分方程的原理与推导过程，让学生对此方程可以有一个由浅入深的理解过程。

（4）例题讲解。多媒体演示结合板书的方法，详细介绍并引导学生共同采用液体运动微分方程求解相关水动力学例题的基本解题步骤，让学生对该方程的实际引用进一步理解和掌握。

（5）课前问题引导与解答。引导学生共同进行绕流问题与水流冲击问题的相关计算，加深学生对本节课的重点内容──液体运动微分方程及其解题步骤的理解与掌握，同时引导学生利用所学知识对课程开始时提出的问题作出有效解答。

（6）线上复习与答疑。本节课的教学内容已采用PPT讲解录屏的形式录制并上传到泛雅平台，以供同学们在课后复习时可针对自身情况反复观看。同时，学生在课后复习过程中遇到问题可以随时在线上向授课教师提问或留言，以便授课教师可以及时在线上为学生答疑解惑，同时也帮助授课教师随时了解学生对于课堂教学内容的掌握情况，为后续教学内容的开展及时作出相应的调整。

（7）实践教学环节设计。课程的实践环节充分利用校内优质科教平台—上海海洋大学渔具动水槽实验平台，进行课程实验优化。同时利用课程答疑辅导的时间，组织课堂上有科创兴趣的学生在渔具动水槽实验室开展相关的大学生创新实践。

3 线上线下混合式教学应用情况

课程自正式授课以来，受到了学生们的热烈反响及学校的高度好评。学生通过课程目标达成度反馈，对于《海洋工程水力学》课程的线上与线下学习表示学有所获，同时在专业基础知识的学习过程中主动性与积极性也有所提高。本课程每学期均被评为上海海洋大学“好课堂”，同时在传统授课内容基础上增加的专业相关的科研内容与实验，也激发了较多学生参与科研工作的兴趣与动力，上课学生中有数名在课后的主动学习过程中撰写相关科研论文、参加科创竞赛，同时根据课程内容衍生出的大创项目及毕业设计题目也受到学生的广泛欢迎。

4 问题与思考

在课程的线上线下混合式教学建设与实践过程中发现，仍然存在一些问题需要进一步探索与解决，例如学生线下作业完成的独立性评价、线上课堂参与度的评价体系建立等；同时也仍有部分建设工作在前期的探索过程中仍需完善，例如通过理顺课程在前后课程中的承接关系，形成更加系统有针对性的教学大纲；根据梳理完成的教学大纲，补充完善课程线上线下教学资源；充分利用泛雅平台与先进的电子科技，丰富课程教学模式；建立课程习题库和试题库，以供学生复习及学习自查使用，实现课程试题库的规范化与标准化等。在后续的课程建设中，仍需要进一步梳理《海洋工程水力学》课程的教学体系，加强线上线下混合教学模式的改革与实践，探索更为适合本课程教学内容的课程教学过程设计理念与方法，提高学生对课程的参与度及教师对课程教学过程的把控，达到完善课程教学体系与评价体系、提高课程教学质量的目的。