淺談《水力學》課程教學方法

任燕

（青海大學 水利電力學院，青海 西寧 810016）

淺談《水力學》課程教學方法

任燕

（青海大學 水利電力學院，青海 西寧 810016）

《水力學》是一門重要的專業(yè)基礎課程，是學習相關(guān)專業(yè)知識的敲門磚。本文介紹了《水力學》課程采用“板書+課件”的多媒體輔助教學模式增加了課堂趣味性，提高了學習興趣；結(jié)合專業(yè)和實際工程的“倒敘式”教學方法培養(yǎng)學生工程意識和分析能力；結(jié)合EXCEL、MATLAB、MATHCAD等軟件提高學生的計算機水平和計算能力；基礎性實驗和綜合設計性試驗相結(jié)合的實驗教學環(huán)節(jié)，提高學生的創(chuàng)新能力和勇于探索的精神。

教學方法；多媒體教學；“倒敘式”教學方法；現(xiàn)代計算技術(shù)；綜合設計性實驗

20世紀末我國高等教育進入大眾化階段，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應用型高級技術(shù)人才，為經(jīng)濟和社會發(fā)展提供知識、技術(shù)支持成為高等教育的主要任務?！端W》是具有特殊性的專業(yè)技術(shù)基礎課程，在培養(yǎng)學生專業(yè)素質(zhì)、動手能力、創(chuàng)新能力等方面起著舉足輕重的作用。因此，教師如何在《水力學》課程的教學過程中以專業(yè)為基礎，利用先進的教學手段，結(jié)合實際工程提高教學質(zhì)量、學習興趣和工程意識成為需要不斷思考和實踐的問題。

一、《水力學》課程的特點

《水力學》是水利、土木、給水排水、環(huán)境等諸多工程專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎課程，具有綜合性強、基本概念多、經(jīng)驗公式多和工程實踐性強的特點。《水力學》是學習基礎課過渡到學習專業(yè)課的橋梁，是學好后續(xù)專業(yè)課的關(guān)鍵，所學知識可以解決實際工程中泄流、消能、有壓管道非恒定流，明渠過流能力等大量的水力計算問題，具有較強的理論性和工程實際意義。

二、《水力學》教學方法

《水力學》以其特殊的課程地位，在學生學習專業(yè)知識和培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)過程中的作用不可忽視。教學過程中采用多種教學手段相結(jié)合的教學方法，提高教學質(zhì)量、學習興趣，培養(yǎng)工程意識，在幫助學生學習、鞏固理論知識，提高實踐能力等方面收到了較好的效果。

1.板書與多媒體的結(jié)合。板書是傳統(tǒng)的教學方法，是教師根據(jù)教學的需要在教學用具（黑板）上以書面語言或符號的形式，給予學生視覺上的書面信息或符號信息，進行表情達意、教書育人的活動。[1]在教學過程中，板書更易于交流，教師推導和演算的過程是學術(shù)思想和解題思路的具體呈現(xiàn)。由于書寫的過程較慢，產(chǎn)生了學生與教師一起思考和交流的過程，將知識融會貫通，變直觀思維為抽象思維。例如推導連續(xù)性方程、伯努利方程、動量方程以及例題講解的過程就充分體現(xiàn)了這一點，學生緊跟教師理清自己的思路，把握總體結(jié)構(gòu)和知識點。對于不同基礎的學生和不同難易程度的知識點，利用板書的教學手段就更加靈活。但是板書有花費時間長、上課效率低的局限性。多媒體課件教學模式是以計算機為媒介，通過計算機與學生之間的交互作用達到教學的目的。計算機多媒體是集文字、圖形、聲音、動畫等多種元素為一體的媒體，為教學提供了豐富的視聽環(huán)境。[2]通過大量的信息和素材在多媒體課件中圖文并茂地展示，化靜態(tài)教學為動態(tài)教學，學生能夠直觀地理解和學習相關(guān)知識，激發(fā)學習興趣，提高學習效率。例如，層流向紊流的演化過程，挑流消能等水力現(xiàn)象以及水利工程圖片等等，這些都能夠吸引學生的注意力，提高授課效率。但是在教學過程中過度依賴多媒體系統(tǒng)，或者只是將板書的內(nèi)容完全搬到多媒體課件上，課堂將變得枯燥乏味，教師成為閱讀課件的機器。采用板書為主，多媒體為輔的教學方法能夠彌補二者的局限。用板書呈現(xiàn)大部分的教學內(nèi)容，多媒體課件展示教學輔助材料，總結(jié)章節(jié)重難點，有利于學生建立知識框架，將抽象的問題直觀化，有利于學生感受教師鮮活靈動的思想、智慧和豐富的情感。使用多媒體輔助教學對教師有更高的要求：提高多媒體制作水平；在教學設計過程中根據(jù)知識點收集相關(guān)素材，合理安排板書和多媒體課件的內(nèi)容，嚴密組織教學。只有對每個環(huán)節(jié)和細節(jié)都做到高要求和精心的準備，才能真正發(fā)揮多媒體輔助教學的效果，提高教學質(zhì)量。

2.理論與實踐的結(jié)合?！端W》課程的內(nèi)容有很強的工程背景，而且不同的專業(yè)對課程內(nèi)容的側(cè)重點不同，采用經(jīng)過基于工程實例的“倒序式”教學方法，即學生根據(jù)精心選定的相關(guān)專業(yè)的實際工程案例，在教師的引導下通過案例分析，確定需要解決的問題，分析問題的實質(zhì)，與課本內(nèi)容對照，學生能夠自上而下地學習，變被動為主動。這種基于建構(gòu)主義教學理論的教學方法在培養(yǎng)學生工程意識，提高分析能力、學習能力和計算能力等方面有非常顯著的優(yōu)勢。在大學里，學生會接觸到許多計算機的知識，但也僅限于應付計算機等級考試或憑個人興趣愛好做一些編程嘗試，不能與所學專業(yè)課程結(jié)合，學以致用。將復雜的水力學問題和計算機技術(shù)結(jié)合起來是學生非常感興趣的學習方式。有壓管道的管徑計算，正常水深、臨界水深和水面線計算等等都是非線性高次方程求根的水力學復雜計算問題，而在普通教材中只介紹查圖法、試算法等等，這些方法過時而且過程煩瑣、計算量大。利用EXCEL、MATLAB、MATHCAD和一些工程計算機軟件解決復雜的水力計算問題，促使學生深入學習數(shù)值計算方法，形成科學的思維方式，提高編程能力，全面提高學生綜合素質(zhì)。實驗教學是水力學教學的重要組成部分，在理論知識的驗證和理解方面有著理論課程無法替代的作用，是實現(xiàn)知識與能力，理論與實踐相結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。發(fā)揮學生在實驗中的主動性和創(chuàng)造性是實驗教學的關(guān)鍵問題。實驗教學的設計是從基礎實驗到設計性、綜合性實驗的分層次、多樣化培養(yǎng)學生的主動性和創(chuàng)新能力?；A性的實驗教學是驗證性的，從中學習基本的實驗方法，數(shù)據(jù)采集和處理，誤差分析，培養(yǎng)動手能力。設計性實驗培養(yǎng)縝密的思維和創(chuàng)新能力，如空化空蝕實驗、明渠水流測糙率實驗等等。

法國數(shù)學家彭家勒曾經(jīng)說過：“科學家研究自然，并非因為這樣做有好處，是因為他們從中得到樂趣，而他們之所以能夠從中得到樂趣，那是因為它美?！彼W的研究對象是靜止或運動的液體，它們本身就很美。教師精心組織教學，完成一堂師生和諧，用自己充沛的精力、飽滿的情緒、昂揚的激情感染學生，激勵學生的課也是美。在教學過程中，能夠?qū)⑦@些美帶到課堂上，與專業(yè)知識相結(jié)合，與現(xiàn)代計算技術(shù)相結(jié)合必會激起學習熱情，提高學習積極性。

[1]司春槺，韓會玲，齊清蘭，等.水力學教學中多媒體課件與板書的使用模式優(yōu)化研究 [J].河北農(nóng)業(yè)大學學報（農(nóng)林教育版），2009，11（3）：351-357.

[2]楊艷.在《水力學》教學中培養(yǎng)學生的工程意識[J].長江工程職業(yè)技術(shù)學院學報，2008，6（2）：73-74.

[3]史文海，李校兵.水力學綜合設計性實驗教學改革探索研究[J].溫州大學學報（自然科學版），2007，28（5）：57-60.

[4]楊艷.Excel在《水力學》教學過程中的應用[J].長江工程職業(yè)技術(shù)學院學報，2011，2（3）：68-71.

[5]龍北生，呂萍，高金花，黃樹友，等.應用型本科水力學課程建設與改革實踐[J].長春工程學院學報（社會科學版），2012，（2）：99-102.

G642.0

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1674-9324（2014）11-0081-02

任燕（1979-），女，青海人，講師，水利水電工程。