水力學(xué)教學(xué)方法的探討

段小月，楊春維，湯 茜，高秀紅，遲 赫，孫玉偉

（吉林師范大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 四平 136000）

1 引言

水力學(xué)是高等工科院校水利水電工程、土木工程、給排水工程、環(huán)境工程等專業(yè)的一門(mén)骨干專業(yè)基礎(chǔ)課，即介于基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的一門(mén)課程，具有承上啟下的作用.該課程主要研究液體（主要是水）的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用[1].在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的許多部門(mén)，如水利、水力發(fā)電、航運(yùn)、交通、建筑、石油、采礦、冶金等部門(mén)，都會(huì)碰到大量與水力學(xué)有關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題.因此，長(zhǎng)期以來(lái)，各高校越來(lái)越重視該課程的教學(xué)，為了提高教學(xué)效果，各高校都在優(yōu)化該課程的教學(xué)手段.關(guān)于如何對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革，提高教學(xué)效果，已有很多同行教師進(jìn)行研究，并取得了許多值得借鑒的寶貴成果.筆者主要是根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)水力學(xué)課程特點(diǎn)、目前教學(xué)現(xiàn)狀及適合水力學(xué)的教學(xué)手段進(jìn)行探討.

2 水力學(xué)課程特點(diǎn)

2.1 綜合性強(qiáng)

水力學(xué)研究對(duì)象具有復(fù)雜性，在該課程的研究過(guò)程中，理論性比較強(qiáng)，課程涉及到高等數(shù)學(xué)中積分、求導(dǎo)等計(jì)算方法，以及物理學(xué)和理論力學(xué)中相關(guān)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和原理，因此該課程的綜合性很強(qiáng)，學(xué)習(xí)水力學(xué)要有一定的數(shù)學(xué)、物理和理論力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，且需要學(xué)生具有分析問(wèn)題和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力.

2.2 概念多、公式多、推導(dǎo)多

在水力學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)該課程的評(píng)價(jià)是“概念多，公式多，推導(dǎo)多”，這也是這門(mén)課程的三個(gè)顯著特點(diǎn).水力學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括“水靜力學(xué)”和“水動(dòng)力學(xué)”；研究方法是利用“普通物理公式”推導(dǎo)“水力學(xué)公式”，利用“基本原理”解決“各種水利現(xiàn)象”.總的來(lái)說(shuō)水力學(xué)內(nèi)容龐雜，學(xué)生普遍感到該課程較難.因此如何讓學(xué)生輕松地理解這些概念，記住并準(zhǔn)確運(yùn)用這些公式，充分理解這些公式的推導(dǎo)過(guò)程是該門(mén)課程的教學(xué)重點(diǎn).

2.3 工程實(shí)踐性強(qiáng)

水力學(xué)課程涉及到很多實(shí)際水利工程問(wèn)題，如各種輸水管道、明渠的水力計(jì)算，擋水建筑物、輸水建筑物及泄水建筑物的計(jì)算與設(shè)計(jì)等，具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性.因此，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力、設(shè)計(jì)能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng).

3 水力學(xué)教學(xué)方法存在的問(wèn)題

教學(xué)方法或手段是教師向?qū)W生表達(dá)教學(xué)內(nèi)容、傳授課程知識(shí)的途徑[2].長(zhǎng)期以來(lái)，大量教師對(duì)水力學(xué)的教學(xué)方法進(jìn)行研究，但最終歸結(jié)起來(lái)主要就是“板書(shū)”教學(xué)和“多媒體”教學(xué)，筆者對(duì)目前水力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀中存在的問(wèn)題總結(jié)如下：

3.1 過(guò)分強(qiáng)調(diào)“多媒體教學(xué)”的地位

根據(jù)對(duì)各高校教學(xué)方法的調(diào)查，目前水力學(xué)教學(xué)中多采用多媒體教學(xué).多媒體教學(xué)能將圖、文、聲、像集中于一身，為教學(xué)提供了豐富的視聽(tīng)環(huán)境，具有傳遞信息量大、節(jié)約課時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率[3]，多媒體還可以將水力學(xué)中很多教師很難用語(yǔ)言表述清楚或?qū)W生很難理解的水力現(xiàn)象展示給大家，這樣就使抽象、難懂的問(wèn)題變得直觀、易懂了.因此隨著多媒體技術(shù)的推廣，水力學(xué)的多媒體教學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)在各高校普及，可以說(shuō)是教師教學(xué)過(guò)程中有力助手之一.但在多媒體教學(xué)具有如此諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，在水力學(xué)的多媒體教學(xué)中也體現(xiàn)出諸多不足之處.教學(xué)反饋表明，水力學(xué)課程的多媒體教學(xué)效果并不十分理想.這主要是因?yàn)榻處熢诮虒W(xué)過(guò)程中過(guò)分依賴多媒體，而忽視了“板書(shū)”這一傳統(tǒng)教學(xué)方法在水力學(xué)教學(xué)中的重要作用.有些教師將所有概念、圖示、公式、甚至公式的推導(dǎo)過(guò)程和一些例題、習(xí)題的解答過(guò)程，全部用多媒體展示給大家，殊不知多媒體教學(xué)過(guò)程較快，學(xué)生很難在幻燈片的放映過(guò)程將這些公式和解題方法和步驟掌握.相反，如果教師能用粉筆在黑板上將公式一步一步的推導(dǎo)和將例題從頭至尾分析并解答，對(duì)學(xué)生以后分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的提升非常重要.

3.2 多媒體課件質(zhì)量有待提高

多媒體課件是多媒體教學(xué)的核心，課件的質(zhì)量關(guān)系到多媒體教學(xué)效果的好壞.因此，教師在課前應(yīng)精心準(zhǔn)備多媒體課件，以實(shí)現(xiàn)多媒體在教學(xué)中的作用.但目前部分水力學(xué)課件存在以下幾方面問(wèn)題：（1）文字繁瑣冗長(zhǎng).教師在制作課件之前，應(yīng)對(duì)課程的主要內(nèi)容進(jìn)行整體把握，教學(xué)內(nèi)容要做到準(zhǔn)確，符合教學(xué)大綱，課件上的內(nèi)容應(yīng)對(duì)教學(xué)起到引導(dǎo)作用.但有的老師過(guò)分依賴課件，在制作課件時(shí)將所有文字都打到課件中，講授時(shí)則“照屏宣科”，教學(xué)效果很差.（2）缺少圖片、動(dòng)畫(huà)和工程視頻.水力學(xué)的每一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)都離不開(kāi)圖、動(dòng)畫(huà)或者視頻.而限于教師對(duì)各種課件制作技術(shù)的使用程度，在課件制作過(guò)程中缺少各種水流現(xiàn)象的動(dòng)畫(huà)，僅有的少數(shù)視頻也是從網(wǎng)上搜集的部分實(shí)驗(yàn)視頻，播放速度較快，教師無(wú)法在視頻播放過(guò)程中對(duì)水力現(xiàn)象進(jìn)行充分講解.（3）色彩搭配不得當(dāng).有些幻燈片制作的非?；ㄉ?，色彩搭配不和諧；也有些幻燈片制作過(guò)程中并沒(méi)考慮到在幻燈片在教室放映時(shí)的效果，背景色與字體顏色對(duì)比不鮮明，學(xué)生看起來(lái)不清晰.

4 在選用教學(xué)方法中的幾點(diǎn)建議

4.1 以板書(shū)教學(xué)為主，多媒體教學(xué)為輔

雖然多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教學(xué)手段中的主流，但板書(shū)教學(xué)卻是水力學(xué)教學(xué)中任何一種教學(xué)手段不可替代的、最有效的教學(xué)方法.“黑板+粉筆”教學(xué)具有即時(shí)性、靈活性、生動(dòng)性、有針對(duì)性和停留時(shí)間長(zhǎng)、方便隨意的優(yōu)點(diǎn)，可以充分展示教師的主導(dǎo)作用，在公式推導(dǎo)過(guò)程中具有無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì).因?yàn)樗W(xué)公式應(yīng)用時(shí)有很多使用條件和注意事項(xiàng)，而這些條件都是在推導(dǎo)過(guò)程產(chǎn)生的，只有了解這些推導(dǎo)過(guò)程，學(xué)生才能熟練并正確運(yùn)用這些公式.另外，推導(dǎo)公式的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是教師交給學(xué)生如何分析并解決問(wèn)題的過(guò)程，只有學(xué)會(huì)分析問(wèn)題，才能真正解決問(wèn)題.所以板書(shū)教學(xué)在水力學(xué)教學(xué)中是占有優(yōu)勢(shì)的.雖然筆者提倡在水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中使用板書(shū)教學(xué)，但不能忽視多媒體在教學(xué)中的作用.因?yàn)樗W(xué)課程針對(duì)的是“無(wú)形”的水，在教學(xué)中會(huì)遇到各種水流現(xiàn)象和水力工程.可以運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，讓學(xué)生直接看到各種水力現(xiàn)象，學(xué)生可以看見(jiàn)實(shí)際的水流，這樣既生動(dòng)，又有助于學(xué)生理解，是傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)無(wú)法達(dá)到的境界.已有研究表明，影響教學(xué)質(zhì)量的并非多媒體技術(shù)本身，而是低水平的多媒體課件與尚未成熟的“水力學(xué)”多媒體教學(xué)方法造成的[3].因此，我們教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，將兩者結(jié)合使用，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮兩種教學(xué)手段的作用，有效地提高了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量.尤其對(duì)于水力學(xué)這門(mén)工程性很強(qiáng)的課程，如果有條件的話，應(yīng)增加多媒體課件中的工程圖片的量，以及一些典型工程的運(yùn)行情況的錄像片，在講授相關(guān)知識(shí)的過(guò)程中介紹給同學(xué)們，會(huì)收到更好的教學(xué)效果.

4.2 合理安排教學(xué)進(jìn)度

現(xiàn)在水力學(xué)課在大部分高校的相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中所占學(xué)時(shí)非常少，而該課程理論性強(qiáng)、難度大，所以對(duì)課程教師來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn).大部分老師為了趕進(jìn)度，將教學(xué)進(jìn)度安排的很緊，致使學(xué)生上課跟不上老師的速度，學(xué)起來(lái)很吃力，久而久之就對(duì)水力學(xué)失去了興趣.筆者認(rèn)為在水力學(xué)課程學(xué)習(xí)初期，教師應(yīng)放慢速度，讓學(xué)生有個(gè)適應(yīng)過(guò)程；另外，貫穿水力學(xué)教材的兩大理論（流束理論和流場(chǎng)理論）和三大方程（連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程）的大部分相關(guān)內(nèi)容也都在課本的前幾章給予介紹.所以教師的首要任務(wù)是將這些基本理論讓學(xué)生吃透.只有讓學(xué)生真正掌握這些理論和方程，才能利用這些方程解決課程中的各章節(jié)的各種水力問(wèn)題.然后，教師可以根據(jù)相關(guān)專業(yè)的需要對(duì)以后各章節(jié)的特殊的水力問(wèn)題的講授速度進(jìn)行合理調(diào)節(jié).

4.3 采取多種考核方式

考核是考察教師教學(xué)水平和學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度的有效手段，也是學(xué)生最關(guān)注的環(huán)節(jié)，所以教師也要重視對(duì)學(xué)生的考核.為了獲得較好的教學(xué)效果，教師應(yīng)將平時(shí)考核與期末考核相結(jié)合.明確平時(shí)考核和期末考試成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中所占的比例.為了提高學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性，可以適當(dāng)提高平時(shí)成績(jī)的比例.一般平時(shí)成績(jī)可以占10-30%，期末考試成績(jī)占70-90%.平時(shí)考核主要包括出勤、作業(yè)、提問(wèn)、小測(cè)驗(yàn)和期中考試等.筆者建議每章結(jié)束后都要進(jìn)行一次隨堂小測(cè)試，這樣的目的是讓學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，也可清楚地認(rèn)識(shí)到每章的重、難點(diǎn)以及自己對(duì)知識(shí)的掌握情況.教師通過(guò)平時(shí)考核可以隨時(shí)掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，從而根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)對(duì)教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)節(jié).期末考試采用試題庫(kù)出題，并要做到教考分離，學(xué)院統(tǒng)一命題、統(tǒng)一考試、統(tǒng)一閱卷，使命題更科學(xué)，成績(jī)更公正.

4.4 課后答疑

由于水力學(xué)中概念和公式多，又涉及大量數(shù)學(xué)和物理知識(shí)，學(xué)生對(duì)該課程的普遍反映是“難”，僅僅利用課上的時(shí)間將教師講授的內(nèi)容完全掌握更是有難度，所以筆者認(rèn)為該課程設(shè)置課后答疑是非常有必要的.筆者在幾年的水力學(xué)教學(xué)中每周都選取一到兩個(gè)小時(shí)的時(shí)間在固定地點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑.結(jié)果也表明每次都會(huì)有同學(xué)帶著問(wèn)題來(lái)問(wèn)，學(xué)生也表示老師的課后答疑對(duì)他們的學(xué)習(xí)很有幫助.

5 結(jié)語(yǔ)

水力學(xué)是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，“概念多、公式多、推導(dǎo)多、綜合性強(qiáng)”是其顯著特點(diǎn).我們根據(jù)該課程的課程特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，合理地選擇教學(xué)方法，靈活地將板書(shū)和多媒體教學(xué)相結(jié)合，根據(jù)專業(yè)和學(xué)生情況，合理調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，采取多種考核方式、課后答疑等輔助教學(xué)手段，提高水力學(xué)課程的教學(xué)效果，為專業(yè)課奠定扎實(shí)的基礎(chǔ).

〔1〕吳持恭.水力學(xué)[M].北京：高等教育出版社,2008.

〔2〕王文海,趙靜野,馮翠敏.水力學(xué)課程教學(xué)手段探討[J].高等建筑教育,2012,21(1):48-50.

〔3〕霍倩,金麗華,李強(qiáng).“水力學(xué)”課程多媒體教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,20(2):110-113.