“水力學”課程多元教學模式的應用研究

□劉貞姬　劉煥芳　宗全利　金　瑾

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“水力學”課程多元教學模式的應用研究

□劉貞姬劉煥芳宗全利金瑾

【摘要】為了適應新世紀人才培養(yǎng)的需求，改變傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學模式，調(diào)動學生學習的主動性和創(chuàng)造性，文章對水力學課程教學中存在的問題，結(jié)合當前軟、硬件條件提出相應對策，旨在使“水力學”理論多元化、實驗教學豐富化，實現(xiàn)“水力學”教學向著培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的學生的方向發(fā)展，進而提升學生的實際操作能力和科研能力。

【關(guān)鍵詞】水力學；多元化；教學模式；多媒體

“水力學”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)課之間的一門課程，具有承上啟下的作用。該課程主要研究液體的平衡和機械運動的規(guī)律及其實際應用。對水利水電、農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的學生來說，“水力學”作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，有著承上啟下的作用，是學好后續(xù)專業(yè)課的必備課程，如“水工建筑物”“節(jié)水灌溉”等，由于“水力學”在整個課程體系占據(jù)一定的地位，因此它也是許多學?？佳械谋乜伎颇俊?/p>

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如水力發(fā)電、航運、灌溉、石油生產(chǎn)運輸?shù)刃袠I(yè)，出現(xiàn)了與“水力學”相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)問題。因此，高校對該課程教學十分重視。但是，在長期教學中，教師只重視向?qū)W生灌輸理論知識，而忽視了培育學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，教師所教知識畢竟有限，學生不注重過程，只注重結(jié)果，缺少了主動思考、質(zhì)疑和探索能力，這樣培養(yǎng)出來的學生難以滿足21世紀教育發(fā)展的要求。

此外，在科技迅猛發(fā)展的今天，社會要求大學生不能僅僅滿足于課堂上的理論知識學習，而是要通過理論結(jié)合實踐來開闊視野，增長知識面，從而提升自己的競爭力。因此，教學改革不能停留在對某門課程實驗內(nèi)容和實驗方法的改革，必須打破以理論教學為主的傳統(tǒng)教學模式，從改革課程體系入手，修訂教學計劃，提高教學地位，充分考慮教學有機整體，特別是對于“水力學”這樣既注重理論性又注重實踐性的課程來說，建立理論與實驗并重的教學模式更顯得尤為重要。筆者主要根據(jù)多年的“水力學”課程教學經(jīng)驗，總結(jié)“水力學”課程特點、目前教學現(xiàn)狀及適合“水力學”的教學手段，對“水力學”課程教學中多元教學模式的應用與提高進行探索。

一、“水力學”課程學習特點

1.涉及學科多、綜合性強

“水力學”課程涉及高等數(shù)學中積分、求導等計算方法，以及物理學和理論力學中相關(guān)的運動規(guī)律和原理，對高數(shù)、物理、力學等基礎(chǔ)課程掌握不夠的學生，不易理解該課程。此外，理論性較強也是該課程的一大特點。因此學習“水力學”一定要綜合數(shù)學、物理和理論力學等知識，且需要學生擁有分析問題和綜合運用知識的能力。

2.三多一少，難理解

在以往的“水力學”課程學習中，“概念多，公式多，推導多，少實例（即三多一少）”是學生對課程的評價，這也是這門課程的四個顯著特點。“水力學”的研究內(nèi)容包括“水靜力學”和“水動力學”；研究方法是利用“普通物理公式”推導“水力學公式”，利用“基本原理”解決“各種水利現(xiàn)象”；相對其他課程，“水力學”涉及許多工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題，如明渠的水力計算、輸配水管道、輸水建筑物、擋水建筑物及泄水建筑物的計算與設(shè)計等具有很強工程實踐性的問題。總而言之，“水力學”公式眾多，缺少工程實例，學習起來比較困難。因此，輕松地理解概念，準確運用公式，是“水力學”課程的教學重點。

二、“水力學”課程教學中存在的問題

1.多媒體教學難以代替“板書”的地位

在全國各高校教學中，多媒體教學是目前水力學教學中采用比較多的方法。多媒體教學能將圖、文、聲、像集中于一身，為教學提供了豐富的視聽環(huán)境，具有傳遞信息量大、節(jié)約課時的優(yōu)點，可激發(fā)學生的學習興趣，提高學習效率，具有化抽象變直觀、化難懂為易懂的優(yōu)點。因此，多媒體教學在“水力學”課程的應用已經(jīng)在各高校得到普及。但在具有諸多優(yōu)點的同時，在多媒體教學中也體現(xiàn)出諸多不足之處。由于教師在教學過程中過分依賴多媒體，而忽視了“板書”在“水力學”教學中的重要作用，多媒體教學過程較快，學生很難掌握在幻燈片中的公式和解題方法。而傳統(tǒng)的“板書”這樣將公式一步一步推導、將例題從頭至尾分析并解答的方法，依然受到許多學生青睞。

2.實驗方案制作主體不明確

在實驗教學中往往是教師讓學生去做設(shè)計好的實驗內(nèi)容，缺少學生自主實踐能力的鍛煉，僅僅是乏味的驗證性實驗，并且實驗結(jié)果大體相同，易被抄襲，而實驗方案的制作主體依然是教師，這樣不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

3.多媒體質(zhì)量有待提高

（1）教師過分依賴課件，將所有文字都轉(zhuǎn)到課件中，過于重視文字性內(nèi)容，而不注重知識的解釋，講授時則“照屏宣科”，教學效果很差。

（2）圖、動畫和視頻是“水力學”學習的重要部分。而限于教師對各種課件制作技術(shù)的使用程度，水流現(xiàn)象的動畫、視頻，水中受力的分解圖等得不到充分講解。

（3）幻燈制作時過于注重背景的花哨，而忽略了色彩搭配；更多是沒有考慮到幻燈片在教室內(nèi)放映的效果，字體顏色與背景色對比不鮮明，學生看起來不夠清晰。

三、水力學教學問題的解決措施

1.板書教學與多媒體教學相輔相成

影響教學質(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”多媒體教學方法造成的。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體教學已成為現(xiàn)代教學的重要手段之一，但板書教學卻是“水力學”教學中任何一種教學手段不可替代的、最有效的教學方法?！昂诎?粉筆”教學可將公式從頭到尾的推導，將例題一步一步分析并解答，該教學模式對學生分析問題和解決問題的能力有很大的提升，也為學生記錄筆記留下時間。由于在“水力學”學習中學生面對的是“無形”的水，以及各種水流現(xiàn)象和水力工程，通過現(xiàn)代化教學手段的運用，讓學生直接觀察到各種水力現(xiàn)象，學生可以看見實際的水流，有助于學生理解，這是傳統(tǒng)板書教學無法達到的效果。

2.實現(xiàn)自主創(chuàng)新性實驗

在實驗教學方式上，有意識地增加學生的自主設(shè)計實驗方案；在實驗內(nèi)容上逐步從驗證性實驗過渡到設(shè)計性實驗，盡量多給學生留下思考的時間和創(chuàng)新的機會；經(jīng)過實驗設(shè)計性實驗的鍛煉，由易而難，由淺入深，循序漸進，逐步完成設(shè)計性綜合實驗，以自主創(chuàng)新性實驗為最終目標?？傊?，學生不再盲目地為完成實驗而做實驗，而是實驗前有思考，實驗方案中有創(chuàng)新，實驗完成后有收獲，達到設(shè)計、操作、實踐能力全方位的鍛煉。

3.提高多媒體教學的效果

在多媒體教學中，要控制節(jié)奏，給予學生思考時間。既要通過動畫引導學生思考、理解相關(guān)知識點。不能一味地追求使用多媒體，否則會成為教學的干擾因素。針對不同的教學內(nèi)容采取不同的教學方法，巧妙地將多媒體與傳統(tǒng)教學相結(jié)合。

教師可將教學內(nèi)容制作成多媒體課件，化抽象為直觀，以加深學生印象。而在公式推導、解題過程中，使用“板書教學”，側(cè)重在演算，使學生理解并掌握基本知識點，培養(yǎng)邏輯推理的能力，為解決實際問題打下基礎(chǔ)。教師應隨時觀察學生的上課情況，并以此為根據(jù)，把握多媒體教學信息切換的速度。

設(shè)計“水力學”課件時，要把握好教學重點和難點，對基本內(nèi)容融會貫通，精心設(shè)計出符合學生的思維特點、認知結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)方式，使設(shè)計的課件與教學目標、學生等構(gòu)成相互協(xié)調(diào)的整體，并不斷優(yōu)化多媒體在“水力學”教學中應用的新模式。

4.優(yōu)化教學手段

“水力學”課程有其自身的特殊性，譬如層流和紊流的雷諾試驗、述液體運動的拉格朗日法和歐拉法等。充分利用多媒體課件，密切結(jié)合實驗內(nèi)容，將有助于學生理解水力學現(xiàn)象。這樣既增加學生主動學習的興趣，又將學生的理論知識與實踐能力聯(lián)系起來。就整個過程而言，激發(fā)了學生的學習興趣，有效地提高了學習主動性和學習效率。在理論教學方面中突顯多媒體教學的地位，在實踐教學方面培養(yǎng)學生主動思考和動手能力是“水力學”多元化教學模式的精髓。

四、多元化教學模式的應用與提高

1.教學模式“三個結(jié)合”

對于任何學科而言，一種單調(diào)的教學模式顯然無法滿足現(xiàn)代教育理念的要求。因此，要達到良好的教學效果，就必須重組、優(yōu)化已有教學模式，力求實現(xiàn)“三個結(jié)合”，即理論知識傳授與學生自主實踐相結(jié)合、教學實踐與組織學生參加科學研究相結(jié)合、課堂教學與課外創(chuàng)新實踐活動相結(jié)合。要實現(xiàn)此目的必須進一步調(diào)動任課教師的積極性和主動性，真正實現(xiàn)課堂授課與實驗教學相互補充、相得益彰。

2.優(yōu)化多元教學模式，提高教學質(zhì)量

無論什么課程，單調(diào)的教學模式將無法適應現(xiàn)代教育的要求。為了達到良好的教學效果，就必須對已有的教學模式進行優(yōu)化，努力實現(xiàn)教學“三個結(jié)合”。在打破了實驗依附理論的傳統(tǒng)教學模式基礎(chǔ)上建立多元化的教學模式，使“水力學”課程多元化教學成為學生綜合應用所學知識和提高自主創(chuàng)新能力的有效途徑，并從根本上改變了傳統(tǒng)教學模式，這既有利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，也體現(xiàn)了高等學校的創(chuàng)新教育理念。

通過多年“水力學”教學經(jīng)驗，筆者認為，在現(xiàn)代教育理念的大背景下，一定的知識儲備、一些專業(yè)技能是完善教師自身素質(zhì)所必需的，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)優(yōu)化多元教學模式，同時避免按部就班、注重嘗試創(chuàng)新也應該得到教師的重視。通過合理地改進教學方法以獲得良好的學習效率，最終培養(yǎng)出適合我國現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新性質(zhì)的高素質(zhì)人才。

參考文獻：

[1]吳持恭.水力學[M].北京：高等教育出版社,2008.

[2]吳利生.發(fā)展現(xiàn)代教育技術(shù)筑好高校教改平臺[J].山西高等學校社會科學學報，2001,13(1)：61-63.

[3]梁素韜,韓會玲,郝艷敏.淺談水力學課程教學改革[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報(農(nóng)林教育版),2003,5(4)：32-33.

[4]陳正壽,孫孟.水力學多元化教學模式改革與探討[J].中國水運, 2011,11(12)：57-60.

[5]段小月,楊春維,湯茜,等.水力學教學方法的探討[J].赤峰學院學報（自然科學版）,2013,2(29)：22-23.

[6]霍倩,金麗華,李強.“水力學”課程多媒體教學的探索與實踐[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學學報,2011,20(2)：110-113.

[7]敬雙怡,殷震育,李衛(wèi)平,等.運用多元化教學模式提高“水力學”教學質(zhì)量[J].科技信息,2013,(3)：30-31.

[8]鄭志宏,李尋,劉金輝,王學剛.“三合一”分層教學模式在水力學教學中的應用[J].高等建筑教育,2007,(16).

[9]李春娟.互動教學模式的應用——以“水力學”教學為例[J].科技信息,2013,(3)：21-23.

（編輯：郝嬋）

作者簡介：劉貞姬，副教授，碩士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究；劉煥芳，教授，博士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究；宗全利，教授，博士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究；金瑾，講師，碩士，石河子大學水利建筑工程學院。研究方向：工程水力學教育及研究。

中圖分類號：G642.0

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0568（2016）05-0015-03

【基金項目】本文系石河子大學教育教學改革項目“‘水力學’課堂教學與實踐教學的創(chuàng)新研究”（編號：KG-2013-27）的研究成果。