水力學(xué)能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)方式探討

徐 翹 童子林

(合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

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水力學(xué)能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)方式探討

徐 翹 童子林

(合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

介紹了水力學(xué)課程的主要內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，針對(duì)目前水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中存在的問題，從考核方式、教學(xué)方法、引入CFD等方面，提出了水力學(xué)能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)方式，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

水力學(xué)，教學(xué)方法，考核方式，創(chuàng)新能力

0 引言

教育質(zhì)量是對(duì)教育水平高低和效果優(yōu)劣的評(píng)價(jià)，最終體現(xiàn)在培養(yǎng)對(duì)象的質(zhì)量上，衡量標(biāo)準(zhǔn)是教育目的和各級(jí)各類學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)。規(guī)定受培養(yǎng)者的具體質(zhì)量要求,衡量人才是否合格的質(zhì)量規(guī)格[1]。在制訂專業(yè)培養(yǎng)目的和目標(biāo)時(shí)，合肥工業(yè)大學(xué)以“工程基礎(chǔ)厚、工作作風(fēng)實(shí)、創(chuàng)業(yè)能力強(qiáng)”的人才培養(yǎng)特色為指導(dǎo)原則，制定了能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)體系。

《水力學(xué)》給水排水工程學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性和運(yùn)用性強(qiáng)。在水力學(xué)課程授課前，學(xué)生通過(guò)專業(yè)導(dǎo)論和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，對(duì)給排水專業(yè)有一定認(rèn)識(shí)，但是總體還是比較陌生，《水力學(xué)》是給排水專業(yè)主干課程給水排水管網(wǎng)工程、水質(zhì)工程學(xué)、建筑給排水工程、水泵與水泵站等學(xué)習(xí)的前期基礎(chǔ)，其教學(xué)效果直接影響給排水專業(yè)學(xué)生對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。因此在教授水力學(xué)基本知識(shí)理論的同時(shí)，幫助學(xué)生將水力學(xué)學(xué)習(xí)與給排水專業(yè)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)是非常重要的。基于對(duì)我國(guó)給排水科學(xué)與工程專業(yè)進(jìn)入規(guī)范化辦學(xué)新階段的認(rèn)識(shí)，水力學(xué)學(xué)科也在不斷發(fā)展、為了更好的實(shí)現(xiàn)給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力，能力一體化為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程教學(xué)方式和考核體系都進(jìn)行了改革，加強(qiáng)了過(guò)程化監(jiān)控和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，筆者就能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)體系下的水力學(xué)教學(xué)方式改進(jìn)進(jìn)行一些探討。

1 改革考核方式

傳統(tǒng)的以期末考試為主的考核方式，大學(xué)生中出現(xiàn)突擊式學(xué)習(xí)方式，前松后緊，期末考試前壓力過(guò)大，課程知識(shí)掌握不扎實(shí)。能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)模式注重過(guò)程化管理，強(qiáng)調(diào)既考查知識(shí)又考查能力。在新教學(xué)模式下期末考試成績(jī)占40%，期中測(cè)試成績(jī)占30%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占15%，課堂測(cè)試占15%。在考試成績(jī)中大幅度提高了期中考試成績(jī)占比，改變學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生從一開始就有緊迫感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。除了集中考核方式，新的教學(xué)模式下的考核方式應(yīng)該貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，考核指標(biāo)包括量化指標(biāo)和非量化指標(biāo)，課堂測(cè)試占比15%，包括課堂習(xí)題練習(xí)、隨堂提問、課堂分組討論和學(xué)生出勤情況，量化指標(biāo)包括學(xué)生課堂練習(xí)正確率、隨堂提問準(zhǔn)確性，非量化指標(biāo)包括課堂練習(xí)和提問的主動(dòng)性，課堂小組討論參與的積極性和創(chuàng)新性。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況是重要組成部分，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)也是重要的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，水力學(xué)實(shí)驗(yàn)是以小組為單位完成，教師要注重觀察學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)候的協(xié)作能力，分組實(shí)驗(yàn)每個(gè)同學(xué)的主動(dòng)性和認(rèn)真程度進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。新的考核方式注重過(guò)程化管理，有效的提高教學(xué)效果。

2 豐富教學(xué)方法

水力學(xué)又是一門理論性和工程實(shí)際意義都較強(qiáng)的課程，理論抽象，且學(xué)生在之前接觸的都是固體力學(xué)，初學(xué)水力學(xué)相對(duì)比較困難，不易掌握[2]。在進(jìn)行水力學(xué)教學(xué)時(shí)應(yīng)注意多種教學(xué)方法應(yīng)用，幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)。

2.1 多種教學(xué)手段運(yùn)用

對(duì)于流線跡線比較抽象的概念，借助錄像和計(jì)算機(jī)仿真動(dòng)畫演示，變抽象為直觀，以飛機(jī)飛行表演為例，飛機(jī)拉出的彩色運(yùn)行軌跡就是跡線，如果拍一張照片，照片上的飛機(jī)表演隊(duì)組成的圖案就可以看成是流線。如果每架飛機(jī)運(yùn)行軌跡不隨時(shí)間變化，飛機(jī)順序通過(guò)空間固定位置，則單架飛機(jī)的流線就是整個(gè)空間的跡線，故恒定流的流線與跡線重合[2]。這樣的例子可以幫助學(xué)生加深對(duì)流線和跡線的理解。講解明渠非均勻流章節(jié)，通過(guò)實(shí)際河流中的水流現(xiàn)象和動(dòng)畫演示配合講解急流、緩流和臨界流，將枯燥抽象的定義與實(shí)際水流現(xiàn)象相聯(lián)系，真正理解本次講授的課程內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)。還有包括表面張力、層流紊流。水躍水跌等都可以用類似的方法進(jìn)行講解。

2.2 自學(xué)式教學(xué)

在孔口管嘴等推導(dǎo)較簡(jiǎn)單的章節(jié)，在講解孔口管嘴的基本概念后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，由學(xué)生自己進(jìn)行能量方程建立和求解，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)教學(xué)過(guò)程的參與性，做課堂的主人，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)后給同學(xué)講解，并予以加分獎(jiǎng)勵(lì)。

2.3 討論式教學(xué)

在講授局部水頭損失部分，教師教授產(chǎn)生局部水頭損失的原理，鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生思考并獨(dú)立分析如何減少局部水頭損失，并分組進(jìn)行討論，利用水力學(xué)流體力學(xué)知識(shí)點(diǎn)，分析在給排水專業(yè)和日常生活中，減少或者增加局部水頭損失的原因和方法，最后由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。課堂分組討論效果良好，討論積極，理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

2.4 案例教學(xué)

案例教學(xué)法首創(chuàng)于哈佛大學(xué)，最早被運(yùn)用于19世紀(jì)后半葉的法律教學(xué)中。工程實(shí)例教學(xué)法是將工程實(shí)例應(yīng)用于教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。幫助學(xué)生將理論知識(shí)和專業(yè)實(shí)際工程緊密聯(lián)系起來(lái)。在進(jìn)行明渠恒定均勻流水力計(jì)算講解時(shí)，結(jié)合城市排水管網(wǎng)水力計(jì)算實(shí)例以及實(shí)際工程概況、設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)完成思考，確定相關(guān)參數(shù)，一步步完成城市排水管網(wǎng)水力計(jì)算，最終完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握，一方面幫助學(xué)生學(xué)習(xí)明渠恒定均勻流的水力計(jì)算基本原理，一方面聯(lián)系給排水專業(yè)實(shí)踐，極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)與后續(xù)城市管網(wǎng)工程建立緊密聯(lián)系[3]。

3 將CFD引入水力學(xué)課程

能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)體系，鼓勵(lì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的熱情，教學(xué)過(guò)程中引入流體力學(xué)模擬軟件，通過(guò)直觀的實(shí)例模擬和實(shí)驗(yàn)課中讓學(xué)生上機(jī)模擬流動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用軟件對(duì)給排水專業(yè)后續(xù)的水處理設(shè)備和城市管網(wǎng)工程進(jìn)行水力條件模擬，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到水力學(xué)流體力學(xué)應(yīng)用的廣泛性，幫助學(xué)生培養(yǎng)自己研究問題解決問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生積極性主動(dòng)性，為日后從事工程和科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[4]。

4 加強(qiáng)學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和成果

教師自身應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)，了解和掌握水力學(xué)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究成果，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)科前沿內(nèi)容和最新研究成果融入教學(xué)中，同時(shí)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外水力學(xué)專家學(xué)者給學(xué)生做講座了解國(guó)內(nèi)外水力學(xué)研究最新動(dòng)態(tài)，幫助學(xué)生了解水力學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)和前景方向，有助于學(xué)生把握未來(lái)升學(xué)和工作方向。

5 結(jié)語(yǔ)

能力導(dǎo)向的一體化教育體系下旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和解決問題的能力，通過(guò)上述教學(xué)方式和考核方式改革，水力學(xué)教學(xué)質(zhì)量有了較大提高，學(xué)生的綜合素質(zhì)也有提高，取得了良好的教學(xué)效果，有助于培養(yǎng)學(xué)生成為基礎(chǔ)扎實(shí)，知識(shí)面寬，有創(chuàng)新意識(shí)的新時(shí)代工程師[5]。

[1] 顧明遠(yuǎn).教育大辭典[M].上海：上海教育出版社，1992.

[2] 王玉敏，余 冉.對(duì)土木專業(yè)《流體力學(xué)》教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)[J].高教學(xué)刊，2016(2)：69-70.

[3] 張西平，吳金華，梁素韜，等.工程實(shí)例教學(xué)法在水力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，16(2):94-97.

[4] 秦 浩，宋文武，史廣泰.流體力學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革探討[J].課程教育研究，2016(4)：136.

[5] 吳 鵬，徐樂中，費(fèi)忠民，等.“三注重”教學(xué)模式在《水質(zhì)工程學(xué)》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2015,31(22)：37-40.

Inquiry on ability-oriented integrated teaching model ofHydraulics

Xu Qiao Tong Zilin

(CollegeofCivil&HydrologyEngineering,HefeiUniversityofIndustry,Hefei230009,China)

The paper introduces major contents and teaching targets ofHydraulics. In light of currentHydraulicsteaching problems, starting from aspects of examination method, teaching method and introducing CFD, it puts forward ability-oriented integrated teaching model ofHydraulics, so as to improve students’ learning initiative and creating their innovative capacities as well.

hydraulics, teaching method, examination methods, innovative capacity

1009-6825(2016)32-0249-02

2016-09-05

徐 翹(1981- )，女，講師

G642.0

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