淺談《水力學(xué)》課程教學(xué)方法

摘要：《水力學(xué)》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的敲門磚。本文介紹了《水力學(xué)》課程采用“板書+課件”的多媒體輔助教學(xué)模式增加了課堂趣味性，提高了學(xué)習(xí)興趣；結(jié)合專業(yè)和實(shí)際工程的“倒敘式”教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和分析能力；結(jié)合EXCEL、MATLAB、MATHCAD等軟件提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平和計(jì)算能力；基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和勇于探索的精神。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；多媒體教學(xué)；“倒敘式”教學(xué)方法；現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)；綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）11-0081-02

20世紀(jì)末我國高等教育進(jìn)入大眾化階段，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才，為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供知識(shí)、技術(shù)支持成為高等教育的主要任務(wù)?！端W(xué)》是具有特殊性的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)、動(dòng)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(xué)》課程的教學(xué)過程中以專業(yè)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的教學(xué)手段，結(jié)合實(shí)際工程提高教學(xué)質(zhì)量、學(xué)習(xí)興趣和工程意識(shí)成為需要不斷思考和實(shí)踐的問題。

一、《水力學(xué)》課程的特點(diǎn)

《水力學(xué)》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(chǔ)課程，具有綜合性強(qiáng)、基本概念多、經(jīng)驗(yàn)公式多和工程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)?！端W(xué)》是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課過渡到學(xué)習(xí)專業(yè)課的橋梁，是學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的關(guān)鍵，所學(xué)知識(shí)可以解決實(shí)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(jì)算問題，具有較強(qiáng)的理論性和工程實(shí)際意義。

二、《水力學(xué)》教學(xué)方法

《水力學(xué)》以其特殊的課程地位，在學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)過程中的作用不可忽視。教學(xué)過程中采用多種教學(xué)手段相結(jié)合的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量、學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)工程意識(shí)，在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、鞏固理論知識(shí)，提高實(shí)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(xué)方法，是教師根據(jù)教學(xué)的需要在教學(xué)用具（黑板）上以書面語言或符號(hào)的形式，給予學(xué)生視覺上的書面信息或符號(hào)信息，進(jìn)行表情達(dá)意、教書育人的活動(dòng)。[1]在教學(xué)過程中，板書更易于交流，教師推導(dǎo)和演算的過程是學(xué)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(xué)生與教師一起思考和交流的過程，將知識(shí)融會(huì)貫通，變直觀思維為抽象思維。例如推導(dǎo)連續(xù)性方程、伯努利方程、動(dòng)量方程以及例題講解的過程就充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)，學(xué)生緊跟教師理清自己的思路，把握總體結(jié)構(gòu)和知識(shí)點(diǎn)。對于不同基礎(chǔ)的學(xué)生和不同難易程度的知識(shí)點(diǎn)，利用板書的教學(xué)手段就更加靈活。但是板書有花費(fèi)時(shí)間長、上課效率低的局限性。多媒體課件教學(xué)模式是以計(jì)算機(jī)為媒介，通過計(jì)算機(jī)與學(xué)生之間的交互作用達(dá)到教學(xué)的目的。計(jì)算機(jī)多媒體是集文字、圖形、聲音、動(dòng)畫等多種元素為一體的媒體，為教學(xué)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(xué)為動(dòng)態(tài)教學(xué)，學(xué)生能夠直觀地理解和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)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(xué)生的注意力，提高授課效率。但是在教學(xué)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(jī)器。采用板書為主，多媒體為輔的教學(xué)方法能夠彌補(bǔ)二者的局限。用板書呈現(xiàn)大部分的教學(xué)內(nèi)容，多媒體課件展示教學(xué)輔助材料，總結(jié)章節(jié)重難點(diǎn)，有利于學(xué)生建立知識(shí)框架，將抽象的問題直觀化，有利于學(xué)生感受教師鮮活靈動(dòng)的思想、智慧和豐富的情感。使用多媒體輔助教學(xué)對教師有更高的要求：提高多媒體制作水平；在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中根據(jù)知識(shí)點(diǎn)收集相關(guān)素材，合理安排板書和多媒體課件的內(nèi)容，嚴(yán)密組織教學(xué)。只有對每個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)都做到高要求和精心的準(zhǔn)備，才能真正發(fā)揮多媒體輔助教學(xué)的效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.理論與實(shí)踐的結(jié)合?！端W(xué)》課程的內(nèi)容有很強(qiáng)的工程背景，而且不同的專業(yè)對課程內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)不同，采用經(jīng)過基于工程實(shí)例的“倒序式”教學(xué)方法，即學(xué)生根據(jù)精心選定的相關(guān)專業(yè)的實(shí)際工程案例，在教師的引導(dǎo)下通過案例分析，確定需要解決的問題，分析問題的實(shí)質(zhì)，與課本內(nèi)容對照，學(xué)生能夠自上而下地學(xué)習(xí)，變被動(dòng)為主動(dòng)。這種基于建構(gòu)主義教學(xué)理論的教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，提高分析能力、學(xué)習(xí)能力和計(jì)算能力等方面有非常顯著的優(yōu)勢。在大學(xué)里，學(xué)生會(huì)接觸到許多計(jì)算機(jī)的知識(shí)，但也僅限于應(yīng)付計(jì)算機(jī)等級(jí)考試或憑個(gè)人興趣愛好做一些編程嘗試，不能與所學(xué)專業(yè)課程結(jié)合，學(xué)以致用。將復(fù)雜的水力學(xué)問題和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來是學(xué)生非常感興趣的學(xué)習(xí)方式。有壓管道的管徑計(jì)算，正常水深、臨界水深和水面線計(jì)算等等都是非線性高次方程求根的水力學(xué)復(fù)雜計(jì)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(shí)而且過程煩瑣、計(jì)算量大。利用EXCEL、MATLAB、MATHCAD和一些工程計(jì)算機(jī)軟件解決復(fù)雜的水力計(jì)算問題，促使學(xué)生深入學(xué)習(xí)數(shù)值計(jì)算方法，形成科學(xué)的思維方式，提高編程能力，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是水力學(xué)教學(xué)的重要組成部分，在理論知識(shí)的驗(yàn)證和理解方面有著理論課程無法替代的作用，是實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力，理論與實(shí)踐相結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)性和創(chuàng)造性是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)是從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的分層次、多樣化培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新能力?；A(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是驗(yàn)證性的，從中學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)方法，數(shù)據(jù)采集和處理，誤差分析，培養(yǎng)動(dòng)手能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)縝密的思維和創(chuàng)新能力，如空化空蝕實(shí)驗(yàn)、明渠水流測糙率實(shí)驗(yàn)等等。

法國數(shù)學(xué)家彭家勒曾經(jīng)說過：“科學(xué)家研究自然，并非因?yàn)檫@樣做有好處，是因?yàn)樗麄儚闹械玫綐啡?，而他們之所以能夠從中得到樂趣，那是因?yàn)樗?。”水力學(xué)的研究對象是靜止或運(yùn)動(dòng)的液體，它們本身就很美。教師精心組織教學(xué)，完成一堂師生和諧，用自己充沛的精力、飽滿的情緒、昂揚(yáng)的激情感染學(xué)生，激勵(lì)學(xué)生的課也是美。在教學(xué)過程中，能夠?qū)⑦@些美帶到課堂上，與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，與現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)相結(jié)合必會(huì)激起學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)積極性。

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作者簡介：任燕（1979-），女，青海人，講師，水利水電工程。endprint