分層教學(xué)法在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

徐鳳

摘要：流體力學(xué)是土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門知識(shí)面廣、理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。在新疆大學(xué)“雙一流”大學(xué)的建設(shè)環(huán)境下，在土木工程專業(yè)教育認(rèn)證背景下，以及新的培養(yǎng)方案學(xué)時(shí)壓縮的情況下，提出分層教學(xué)法，即把教學(xué)內(nèi)容整合、分層，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段、教學(xué)方法，有效輸出教學(xué)內(nèi)容，從而增強(qiáng)流體力學(xué)的學(xué)習(xí)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；應(yīng)用性；分層教學(xué)法；教學(xué)方法；教學(xué)手段

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）30-0178-02

流體力學(xué)是研究流體的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門實(shí)用技術(shù)科學(xué)。流體力學(xué)是土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門知識(shí)面廣、理論性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。在新疆大學(xué)“雙一流”大學(xué)的建設(shè)環(huán)境下，在土木工程專業(yè)教育認(rèn)證背景下，以及新的培養(yǎng)方案學(xué)時(shí)壓縮的情況下，提出分層教學(xué)法，增強(qiáng)流體力學(xué)的學(xué)習(xí)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而提高課堂教學(xué)效果，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)，學(xué)懂流體力學(xué)，會(huì)用流體力學(xué)，為以后學(xué)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為畢業(yè)后從事工程技術(shù)工作奠定夯實(shí)的理論基礎(chǔ)。

一、分層教學(xué)法的含義

分層教學(xué)法是一種較為成熟的教學(xué)方法，主要是針對知識(shí)水平、學(xué)習(xí)成績等存在較大差異的學(xué)生，因人而異地制定出不同的教學(xué)目標(biāo)，提出不同的教學(xué)要求，施以不同的教學(xué)內(nèi)容，采取不同的教學(xué)方式，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使所有學(xué)生得到提高和進(jìn)步的教學(xué)方法[1]。

本文所述的分層教學(xué)法是上述分層教學(xué)法的一個(gè)分支，但與其又有明顯的差異。最大的差異就在于分層教學(xué)法并不是對學(xué)生進(jìn)行分層，而是對教師所講課程內(nèi)容的分層，即學(xué)生面對的是同一位教師、同樣的教學(xué)目標(biāo)和要求，不同的只是教師在教學(xué)時(shí)對不同教學(xué)內(nèi)容所采用的教學(xué)手段不同、教學(xué)方式不同，對教學(xué)內(nèi)容輸出的方式不同。

二、分層教學(xué)法在流體力學(xué)中的應(yīng)用

1.教學(xué)內(nèi)容的分層：整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建知識(shí)體系框架。流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容多，隨著當(dāng)前學(xué)科的相互交叉、滲透，學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容隨著信息量的增多也急劇增多。同時(shí)，教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，流體力學(xué)課學(xué)時(shí)數(shù)減少，因此需要通過整合教學(xué)內(nèi)容，重新構(gòu)建知識(shí)體系框架。以教學(xué)內(nèi)容從基本理論到工程應(yīng)用為主線，按照基本概念、基本理論、基本公式、理論應(yīng)用幾個(gè)層次重新整合教學(xué)內(nèi)容。找到相關(guān)基本概念、基本理論、基本公式的關(guān)聯(lián)性及其應(yīng)用相互間的關(guān)聯(lián)性，從而精簡知識(shí)點(diǎn)，明確教學(xué)內(nèi)容。教師講課內(nèi)容線條清晰，學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容明確，使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，學(xué)習(xí)內(nèi)容達(dá)到最大化。以全書章節(jié)關(guān)聯(lián)性為例，第一章緒論是全書的高度概括，第二章流體靜力學(xué)、第三章流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)是全書的基本理論，第四章流動(dòng)阻力與能量損失是第三章的有效補(bǔ)充。第五章、第六章、第七章、第八章是流體力學(xué)基本理論的應(yīng)用，即管、渠、孔、堰、滲流的介紹。從基本理論到理論應(yīng)用，全書的章節(jié)思路清晰。在執(zhí)行教學(xué)內(nèi)容分層時(shí)，不僅有全書教學(xué)內(nèi)容的分層，構(gòu)建框架體系，還要有各章節(jié)內(nèi)容的分層，構(gòu)建框架體系。各個(gè)章節(jié)的框架體系構(gòu)成了全書的框架體系，但是主線思路不變。首先從宏觀上把握教學(xué)內(nèi)容，即根據(jù)從基本理論到工程應(yīng)用的線條進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容分層；再從微觀上把握教學(xué)內(nèi)容，即根據(jù)基本概念、基本理論、基本公式、理論應(yīng)用的幾個(gè)層次劃分每一章、每一節(jié)的內(nèi)容；最后從宏觀上審核教學(xué)內(nèi)容，即通過先前分層教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建的框架體系，核查教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性，修改完善全部教學(xué)內(nèi)容的框架體系。

2.教學(xué)手段的分層：根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容，選用不同的教學(xué)手段。教學(xué)內(nèi)容分層后，要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)手段將教學(xué)內(nèi)容有效地輸出。如用板書的形式授課，有利于學(xué)生邏輯推理、論證能力的提高及抽象思維能力的培養(yǎng)。因此，在公式推導(dǎo)過程、解題過程中，使用板書，針對具體問題，有側(cè)重地給學(xué)生演算，使學(xué)生理解并掌握基本知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的能力，為解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。如歐拉方程的推導(dǎo)、伯努利方程的推導(dǎo)、靜水總壓力計(jì)算式的推導(dǎo)等用板書的方式進(jìn)行講授。多媒體課件教學(xué)具有形象、生動(dòng)、直觀、經(jīng)濟(jì)，并有較好的交互能力和使用方便等優(yōu)點(diǎn)[2-4]。在基本概念、基本理論、應(yīng)用實(shí)例等內(nèi)容講授過程中，可將教學(xué)內(nèi)容制作成多媒體課件，使抽象問題直觀化，使枯燥乏味的知識(shí)變得形象化，以加深學(xué)生印象，并滿足培養(yǎng)學(xué)生對基本概念的掌握和對基本原理的運(yùn)用等方面的需要，通過動(dòng)畫形象地展現(xiàn)引導(dǎo)學(xué)生思考、理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。如學(xué)生容易混淆的基本概念明渠均勻流、明渠非均勻流、水躍、水跌等概念，可以通過動(dòng)畫或者工程實(shí)例現(xiàn)場照片、視頻給學(xué)生展示，將教學(xué)中一些抽象的難以表達(dá)的過程生動(dòng)形象地再現(xiàn)出來，使枯燥乏味的知識(shí)變得形象、生動(dòng)、活靈活現(xiàn)，有利于學(xué)生加深理解知識(shí)內(nèi)容和引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際生活中。如日常生活中時(shí)有發(fā)生的水錘現(xiàn)象，就可以通過制作動(dòng)畫的形式給學(xué)生講解水錘現(xiàn)象發(fā)生的原因、解決措施等，讓學(xué)生深切地體會(huì)到學(xué)有所用，從而提高學(xué)生對流體力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。因此，在流體力學(xué)教學(xué)過程中根據(jù)授課內(nèi)容的層次性，選用能有效輸出教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)手段，是提高教學(xué)效果的有效手段。

3.教學(xué)方法的分層：根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容，選用不同的教學(xué)方法。教學(xué)方法也是為教學(xué)內(nèi)容的輸出服務(wù)的，因此，教學(xué)內(nèi)容的有效輸出就需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的分層性質(zhì)，選擇一種或者幾種教學(xué)方法提高課程的學(xué)習(xí)性。講授法是教師通過簡明、生動(dòng)的口頭語言向?qū)W生傳授知識(shí)、發(fā)展學(xué)生智力的方法。它是通過敘述、描繪、解釋、推論來傳遞信息、傳授知識(shí)、闡明概念、論證定律和公式，引導(dǎo)學(xué)生分析和認(rèn)識(shí)問題。講授法的優(yōu)點(diǎn)是教師容易控制教學(xué)進(jìn)程，能夠使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)。但如果運(yùn)用不好，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性不易發(fā)揮，就會(huì)出現(xiàn)教師滿堂灌、學(xué)生被動(dòng)聽的局面。因此，流體力學(xué)還是以講授法作為主要的教學(xué)方法。案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法。將工程實(shí)例引入流體力學(xué)課程教學(xué)中，使流體力學(xué)教學(xué)內(nèi)容形象化、實(shí)用化，增強(qiáng)課程的工程性、應(yīng)用性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高課堂教學(xué)效果。流體力學(xué)課程開篇就可以引入工程實(shí)例，如都江堰工程、三峽工程等，用工程實(shí)例告知學(xué)生流體力學(xué)的工程性、實(shí)用性，引起學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣。在管、渠、孔、堰、滲流等工程應(yīng)用章節(jié)中使用案例教學(xué)，活靈活現(xiàn)地讓學(xué)生感受到流體力學(xué)的工程性、實(shí)用性。如學(xué)生宿舍盥洗室中成排洗漱用的水龍頭連接的支管，就是沿程均勻泄流管道在生活中的應(yīng)用。通過具體工程實(shí)例，讓學(xué)生理解“在其他條件相同的情況下，沿程均勻泄流管道的水頭損失是通過相同數(shù)量的通過流量管道的1/3”。同時(shí)，學(xué)生也從流體力學(xué)的角度弄明白了為什么盥洗室中盥洗輸水管要用均勻泄流的形式。因此，引入工程實(shí)例的案例教學(xué)法也是流體力學(xué)的主要教學(xué)方法。練習(xí)法是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下鞏固知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、形成技能技巧的方法。在流體力學(xué)教學(xué)中靜水壓強(qiáng)分布圖的繪制、壓力體的繪制、靜止液體作用在平面上的總壓力的計(jì)算，伯努利方程的應(yīng)用，水頭損失的繪制等知識(shí)點(diǎn)都要通過練習(xí)法使學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)、融會(huì)貫通。練習(xí)法使用得當(dāng)與否，直接關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)的學(xué)習(xí)效果的好壞。因此，練習(xí)法也是流體力學(xué)教學(xué)中不可或缺的教學(xué)方法之一。比較教學(xué)法是教師在教學(xué)實(shí)踐中，著重體現(xiàn)辨析并確定教學(xué)內(nèi)容間異同關(guān)系的思維過程和方法。在流體力學(xué)教學(xué)中一般將容易混淆的基本概念、基本理論用比較教學(xué)法，如沿程水頭損失和局部水頭損失，孔口出流和管嘴出流等。

三、結(jié)語

“教學(xué)有法，但無定法，貴在得法”。教與學(xué)的主體在于學(xué)，學(xué)的方法在于引導(dǎo)。分層教學(xué)法的目的就是通過將教學(xué)內(nèi)容分層，選用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段、教學(xué)方法促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的有效開展，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性學(xué)好流體力學(xué)課程，提高課堂教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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