高等農(nóng)業(yè)院校水力學(xué)課程教學(xué)改革初探

趙濤等

摘要：針對(duì)高等農(nóng)業(yè)院校學(xué)生的特點(diǎn)和現(xiàn)狀，本文對(duì)水力學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討，即實(shí)施多途徑、多形式的考核，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論環(huán)節(jié)，引入案例式教學(xué)方法，鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)能力。實(shí)踐證明，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革促進(jìn)了學(xué)生整體水平的提高，達(dá)到了以考促學(xué)、增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)、提高教學(xué)整體效果的目的。

關(guān)鍵詞：高等農(nóng)業(yè)院校，水力學(xué)課程，教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G6420；TV13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10052909（2014）03009403

一、水力學(xué)課程教學(xué)及考核方式改革的必要性

水力學(xué)課程是一門介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的專業(yè)基礎(chǔ)課，是許多工科專業(yè)的必修課程之一，尤其是對(duì)水利水電工程、農(nóng)田水利工程等水利類專業(yè)來(lái)說(shuō)，它更是一門起著承上啟下作用的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。水力學(xué)的研究范疇是液體（主要是水）的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用[1]。土力學(xué)課程有兩大特點(diǎn)：一是具有力學(xué)特點(diǎn)，需要高等數(shù)學(xué)、普通大學(xué)物理和一些基礎(chǔ)力學(xué)的支持。二是具有專業(yè)課程的某些特質(zhì)，內(nèi)容涉及水利類專業(yè)知識(shí)常見(jiàn)的名詞和工程現(xiàn)象，比如渠道、隧洞、各種堰型、水面線、消能等等。如果沒(méi)有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)以及較強(qiáng)的專業(yè)接受能力，將對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)造成不利影響，因此，應(yīng)重視水力學(xué)課程的教學(xué)[2][3]。

由于總課時(shí)和教學(xué)內(nèi)容都較多，所以水力學(xué)課程一般分兩個(gè)學(xué)期講授，在兩個(gè)學(xué)期末各進(jìn)行一次期末考試，兩次成績(jī)平均之后再與實(shí)驗(yàn)成績(jī)加權(quán)，構(gòu)成學(xué)生該課程的最終成績(jī)。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，筆者感到現(xiàn)有教學(xué)考核模式存在以下一些問(wèn)題：其一，課程內(nèi)容分成兩個(gè)學(xué)期講授，時(shí)間跨度大，經(jīng)過(guò)一個(gè)假期之后，學(xué)生很容易遺忘第一學(xué)期的內(nèi)容。眾所周知，水力學(xué)的前半部分為基礎(chǔ)理論，如果掌握不好，會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)工程應(yīng)用部分的學(xué)習(xí)，因此現(xiàn)有課程設(shè)置模式造成第二學(xué)期的教學(xué)效果較差；其二，課程考試分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行，以致兩次考試內(nèi)容相互脫節(jié)，如果調(diào)整為全部課程內(nèi)容講授完后僅進(jìn)行一次期末考試，則考試內(nèi)容又過(guò)多，學(xué)生負(fù)擔(dān)過(guò)重，理解掌握起來(lái)難度較大。針對(duì)以上問(wèn)題和現(xiàn)狀，筆者在實(shí)踐中對(duì)水力學(xué)課程教學(xué)方式和學(xué)生考核方式進(jìn)行了改革探索。

二、水力學(xué)課程考核和教學(xué)方式改革的具體實(shí)踐

（一）隨堂測(cè)驗(yàn)考核

為了隨時(shí)檢驗(yàn)課堂教學(xué)效果，并鞏固之前所學(xué)的知識(shí)，教學(xué)中筆者采取了多種方式的隨堂測(cè)驗(yàn)考核形式。首先，在每一章結(jié)束之后，尤其是學(xué)習(xí)水力學(xué)理論知識(shí)后，專門安排一堂課的時(shí)間進(jìn)行筆試。為防止學(xué)生之間的相互抄襲，考題形式因?qū)W號(hào)不同而不同?？荚?/p>

內(nèi)容則多種多樣，有概念題、繪圖題、計(jì)算題等。學(xué)生當(dāng)堂完成并上交，考核結(jié)果作為平時(shí)成績(jī)的一部分。其次，水力學(xué)中有需要手繪的內(nèi)容，例如靜力學(xué)中靜水壓強(qiáng)分布圖以及壓力體圖的繪制，壓管流部分有總水頭線以及測(cè)壓管水頭線的繪制，明渠水流中的水面線的繪制等等。講解這些繪圖知識(shí)后，采取在黑板上出題，要求部分學(xué)生在黑板上現(xiàn)場(chǎng)繪制，之后再提問(wèn)其他學(xué)生繪制結(jié)果正確與否，并讓發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)改錯(cuò)。這樣做的結(jié)果不僅可以考核學(xué)生是否掌握繪制方法，還可以幫助學(xué)生了解容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)，并學(xué)習(xí)如何避免犯錯(cuò)誤。第三，每堂課上課之前，教師就上一堂課的講授內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)。提問(wèn)的內(nèi)容可以是基本概念，也可以是教材上的思考題。這樣不僅可以幫助學(xué)生鞏固溫習(xí)學(xué)過(guò)的內(nèi)容，還可以了解學(xué)生對(duì)上一堂課內(nèi)容的掌握程度，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性，提高了學(xué)生的課堂聽(tīng)課質(zhì)量。

本科水利水電工程及農(nóng)田水利專業(yè)課程考核的試點(diǎn)改革，其結(jié)果表明，上述隨堂測(cè)驗(yàn)的考核方式效果總的來(lái)說(shuō)比較理想。雖然剛開(kāi)始學(xué)生普遍不太適應(yīng)，測(cè)驗(yàn)成績(jī)不甚理想，但學(xué)生慢慢適應(yīng)這種平時(shí)不斷復(fù)習(xí)課堂內(nèi)容的方式后，測(cè)驗(yàn)成績(jī)逐漸好轉(zhuǎn)。實(shí)踐表明，隨堂測(cè)驗(yàn)的考核方式，改變了學(xué)生過(guò)去不重視平時(shí)學(xué)習(xí)的積累，只在學(xué)期末考試前突擊復(fù)習(xí)、臨陣磨槍以應(yīng)付考試的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，現(xiàn)在學(xué)生更注重日常的學(xué)習(xí)，做到課堂知識(shí)當(dāng)堂消化吸收，這樣有利于知識(shí)的掌握和鞏固。

（二）重視實(shí)際動(dòng)手能力的考核

課堂教學(xué)的目的在于給學(xué)生講解理論原理、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、枚舉工程實(shí)例，以幫助學(xué)生更好地掌握書(shū)本知識(shí)。對(duì)于水力學(xué)來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)課是非常重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作，切身領(lǐng)會(huì)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。此外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度和融會(huì)貫通的運(yùn)用能力，而且還能增加學(xué)生對(duì)水力學(xué)課程的興趣。因此，課堂講授與實(shí)驗(yàn)操作二者是相輔相成缺一不可的。結(jié)合學(xué)校水力學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室條件，筆者隨機(jī)抽取一個(gè)學(xué)生小組，單獨(dú)進(jìn)行全程提問(wèn)討論的水力學(xué)實(shí)驗(yàn)考核。例如，在管道突然擴(kuò)大局部水頭損失系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)管路系統(tǒng)上安置了多根測(cè)壓管，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨機(jī)提問(wèn)學(xué)生，應(yīng)該讀取哪些測(cè)壓管的讀數(shù)才能正確計(jì)算出對(duì)應(yīng)的水頭損失，并說(shuō)明原因；在雷諾試驗(yàn)中結(jié)合紊流形成的原因，提問(wèn)學(xué)生水箱中的水如果靜置一段時(shí)間和不靜置立即進(jìn)行雷諾試驗(yàn)，結(jié)果會(huì)有什么區(qū)別并加以解釋；在實(shí)用堰流實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合下游尾門的調(diào)節(jié)，提問(wèn)學(xué)生水躍的移動(dòng)與下游渠道水深的關(guān)系，等等。除此之外，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中每一個(gè)水力學(xué)實(shí)驗(yàn)之后都有若干相關(guān)思考題，有的思考題需要學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作才能給出答案。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)通過(guò)與學(xué)生的互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出思考題的答案，這樣既可以考查他們的課堂理解能力，也可以考核其動(dòng)手能力。通過(guò)上述方法，使學(xué)生不再僅僅是機(jī)械重復(fù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的實(shí)驗(yàn)步驟，而是真正理解實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的水力學(xué)原理，并且能結(jié)合之前學(xué)過(guò)的水力學(xué)知識(shí)，讓課本中的知識(shí)點(diǎn)不再孤立，從而達(dá)到將前后知識(shí)相聯(lián)系并靈活運(yùn)用的目的。

（三）專題學(xué)習(xí)及查閱文獻(xiàn)能力的考核

針對(duì)水力學(xué)課程的理論應(yīng)用部分，有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生自行查閱包括期刊在內(nèi)的各類專業(yè)文獻(xiàn)。例如下游建筑物的消能與銜接這一章，主要介紹的是水利工程中主要的消能方式及其計(jì)算。目前在工程中實(shí)際應(yīng)用的消能銜接方式遠(yuǎn)不止教材

介紹的那幾種，而且隨著時(shí)間的推移和研究的深入，還會(huì)出現(xiàn)新型消能工，例如孔板式、寬尾墩、階梯式、豎井旋流消能等等。針對(duì)不同的專題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行廣泛的課外閱讀并撰寫報(bào)告，然后隨機(jī)抽取若干學(xué)生進(jìn)行PPT匯報(bào)和共同討論。實(shí)踐表明，這樣做不僅可以加深學(xué)生對(duì)這一章知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)，還能開(kāi)拓學(xué)生思維，使其不受書(shū)本的禁錮，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)的能力。同時(shí)，在匯報(bào)和討論過(guò)程中，還能培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言組織與表達(dá)能力，為今后的畢業(yè)答辯甚至工作打下基礎(chǔ)。

（四）結(jié)合生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行案例式教學(xué)

水力學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，很多理論都來(lái)源于物理實(shí)驗(yàn)，尤其是重要的水利工程大多數(shù)都需要進(jìn)行物理模型試驗(yàn)。教師們除教學(xué)工作外，一般還承擔(dān)多項(xiàng)實(shí)際工程的物理模型試驗(yàn)工作。因此，可結(jié)合各類水工及水力學(xué)模型試驗(yàn)開(kāi)展案例式教學(xué)，為學(xué)生真正接觸水力學(xué)實(shí)際問(wèn)題提供機(jī)會(huì)。例如結(jié)合倒虹吸管水工模型試驗(yàn)，可以讓學(xué)生分辨正虹吸與倒虹吸的區(qū)別，了解實(shí)際工程中有壓管道的計(jì)算和模擬等；通過(guò)引水樞紐模型試驗(yàn)，可以讓學(xué)生了解彎道水流現(xiàn)象、工程泥沙的初步知識(shí)以及閘孔出流的計(jì)算等；通過(guò)泄水陡坡模型試驗(yàn)，可以讓學(xué)生了解明渠水流的特征、泄水建筑物下游的消能銜接與計(jì)算。在案例式教學(xué)中，書(shū)本上抽象的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和概念變得形象和生動(dòng)，學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和掌握。教學(xué)與實(shí)際工程的有機(jī)結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，也為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

三、水力學(xué)課程考核及教學(xué)方式改革的成效

課程考核方式的改革，使學(xué)生從過(guò)去的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，每一章的知識(shí)點(diǎn)可以在短時(shí)間內(nèi)得到鞏固和強(qiáng)化，而對(duì)教師來(lái)說(shuō)，則可以通過(guò)這種方式檢驗(yàn)教學(xué)效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)課堂講授的疏忽，或者學(xué)生容易困惑和出錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)，并及時(shí)糾正，因此，課程考核方式的改革對(duì)學(xué)生和教師都是有益的。教學(xué)改革之初，學(xué)生課堂測(cè)驗(yàn)和隨堂提問(wèn)考核的及格率只有30%—40%，到第二學(xué)期，及格率已升至80%左右。案例式教學(xué)和組織學(xué)生課外撰寫小論文等教學(xué)方式的改革，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和求知欲明顯提高，以往學(xué)生在進(jìn)行水力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，基本上是按照教師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)來(lái)操作，學(xué)生就完成什么，學(xué)習(xí)上很被動(dòng)；而現(xiàn)在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的各種水工模型，以及教師正在進(jìn)行的水利工程方面的科研工作都表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)呐d趣，并愿意動(dòng)手去做，這充分說(shuō)明授課形式的改革是成功的。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，針對(duì)少數(shù)民族地區(qū)農(nóng)科院校學(xué)生的特點(diǎn)，筆者所在學(xué)校不斷探索教學(xué)方法的改革，在教學(xué)實(shí)踐中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，取得了一定的效果。實(shí)踐表明，教學(xué)方法的改革，不僅有利于學(xué)生對(duì)水力學(xué)知識(shí)的掌握，而且有利于學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)水力學(xué)的興趣。這一教學(xué)改革探索不僅對(duì)學(xué)生而且對(duì)教師都有促進(jìn)作用。近年來(lái)學(xué)校多位水力學(xué)課程的教師獲得教學(xué)競(jìng)賽優(yōu)秀獎(jiǎng)，學(xué)生在考研選擇專業(yè)課考試科目時(shí)，有98%的學(xué)生選擇了水力學(xué)課程。事實(shí)證明，只有立足現(xiàn)實(shí)，打好專業(yè)基礎(chǔ)，提高適應(yīng)性，建筑學(xué)專業(yè)才能走出一條既有高水平的教育質(zhì)量，又有鮮明民族特色的發(fā)展之路。參考文獻(xiàn)：

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