應(yīng)用型本科土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)水力學(xué)教學(xué)方法改革探索與實(shí)踐

李敏 北京科技大學(xué)天津?qū)W院

引言

力學(xué)是各類(lèi)工程技術(shù)的發(fā)展支柱，在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)方面起著“地基”和“橋梁”的作用?！八W(xué)”是力學(xué)的一個(gè)分支，是高等工科院校土木、環(huán)境、機(jī)械等諸多專(zhuān)業(yè)都需要掌握的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課。

水力學(xué)是以水為對(duì)象，主要研究水的宏觀(guān)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程技術(shù)中的應(yīng)用。課程具有較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性，最終是要為相應(yīng)的工程領(lǐng)域服務(wù)，所以該課程是一門(mén)以實(shí)用為目的的應(yīng)用型課程，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力為目標(biāo)，這是社會(huì)發(fā)展的需要。

1 水力學(xué)教學(xué)改革的背景

目前國(guó)內(nèi)高校水力學(xué)教學(xué)普遍面臨著教學(xué)課時(shí)數(shù)減少，教學(xué)內(nèi)容不變、甚至略有增加，教學(xué)要求不斷提高的困難。另外，傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的灌輸，學(xué)生容易形成死記硬背現(xiàn)象，不能發(fā)揮主動(dòng)性，難以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，并且難以維持學(xué)生持久的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致課堂教學(xué)效率較低。在現(xiàn)有條件下，如何針對(duì)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的接受能力，遵循知識(shí)發(fā)展規(guī)律，探索與實(shí)踐形式新、效果好的教學(xué)方法，已成為高校教師必須進(jìn)行研究的課題。

在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，“水力學(xué)”與其他各門(mén)力學(xué)課程一樣，一直以來(lái)都是學(xué)生認(rèn)為最為難學(xué)的課程之一：一是概念不易理解，二是公式記不住，三是考試成績(jī)不理想，四是知識(shí)掌握不透徹[2]。由于學(xué)生剛剛開(kāi)始接觸具體工程實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)又需要具備綜合分析和處理實(shí)際問(wèn)題的能力，因此出現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高等問(wèn)題。根據(jù)以人才培養(yǎng)為根本、以提高質(zhì)量為核心的本科教學(xué)理念，大學(xué)教育需要培養(yǎng)既具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論，同時(shí)又具有創(chuàng)新思想和較強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力的創(chuàng)新型人才。因此，開(kāi)展以面向?qū)嶋H應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)的“水力學(xué)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐的意義重大。

2 凸顯應(yīng)用能力培養(yǎng)的水力學(xué)教學(xué)方法改革

探索教改新思路，優(yōu)化“水力學(xué)”理論教學(xué)內(nèi)容，重視理論基礎(chǔ)，理論與實(shí)踐并重，引入并拓展學(xué)生積極嘗試分析、解決水力學(xué)常見(jiàn)的問(wèn)題，初步形成以面向?qū)嶋H應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)的水力學(xué)課程教學(xué)創(chuàng)新模式，教育引導(dǎo)學(xué)生成長(zhǎng)為具有創(chuàng)新應(yīng)用能力的人才。

教學(xué)改革不能停留在對(duì)這門(mén)課程某個(gè)教學(xué)內(nèi)容和方法細(xì)枝末節(jié)的改進(jìn)，必須從改革課程體系入手，把教學(xué)作為一個(gè)完整的有機(jī)整體來(lái)考慮，特別是對(duì)于具有較強(qiáng)理論性與實(shí)踐性的水力學(xué)課程來(lái)說(shuō)，如何建立多元化的理論與實(shí)踐并重的新模式，是值得我們不斷深入探究的課題。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，我們以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力為目標(biāo)，為提高水力學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了一些教學(xué)改革的研究與實(shí)踐，具體研究?jī)?nèi)容包括以下部分：

(1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)理論教學(xué)與工程實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系。整理現(xiàn)有水力學(xué)課程的教學(xué)資料和考核模式，完善教學(xué)大綱、試題庫(kù)，規(guī)范教學(xué)文件，形成系統(tǒng)、完整的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系，改革實(shí)踐教學(xué)方法，強(qiáng)化水力學(xué)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用能力，制定一套新的著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的課程方案，編寫(xiě)課程大綱及講義。

(2）改進(jìn)教學(xué)方法，營(yíng)造生動(dòng)活潑的實(shí)踐類(lèi)教學(xué)氛圍。教學(xué)過(guò)程中主動(dòng)開(kāi)展教書(shū)育人工作，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，介紹一些“水力學(xué)”方面科學(xué)家的生平事跡，讓學(xué)生了解他們的成長(zhǎng)過(guò)程、生活經(jīng)歷、研究問(wèn)題的方法、科學(xué)作風(fēng)和學(xué)術(shù)上的成就，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新動(dòng)力。

(3）改革教學(xué)手段，合理利用多媒體教學(xué)。改革課堂教學(xué)手段。增加在線(xiàn)開(kāi)放課程，將部分教學(xué)內(nèi)容以及公式推導(dǎo)詳細(xì)過(guò)程加到在線(xiàn)開(kāi)放課程中，不再利用課堂時(shí)間進(jìn)行講解，學(xué)生可在課下自行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)公式推導(dǎo)過(guò)程，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)，這樣有利于學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)和琢磨，同時(shí)節(jié)省了課堂時(shí)間，可分配到實(shí)踐課時(shí)。增加學(xué)生在課堂上的主觀(guān)能動(dòng)性，增加教師在課堂上的引導(dǎo)作用，以提問(wèn)、討論、隨堂測(cè)驗(yàn)等形式，檢查課下學(xué)習(xí)效果和課上所學(xué)內(nèi)容。這種形式改變了學(xué)生被動(dòng)接受問(wèn)題，而轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)搜索并總結(jié)已學(xué)知識(shí)點(diǎn)，找出自身學(xué)習(xí)漏洞。將一些與實(shí)踐相關(guān)的理論內(nèi)容放到具體工程中講解，邊講解，邊實(shí)驗(yàn)，這樣更會(huì)提高學(xué)生對(duì)理論和實(shí)踐的理解，也避免理論知識(shí)在課堂和實(shí)踐時(shí)的重復(fù)講解。

(4）創(chuàng)新實(shí)踐方法。改革課堂教學(xué)學(xué)時(shí)分配。我校該課程學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，理論講解學(xué)時(shí)較多，沒(méi)有應(yīng)用學(xué)時(shí)。經(jīng)過(guò)課堂教學(xué)內(nèi)容和形式的改革，重新分配課堂教學(xué)學(xué)時(shí)與實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)的比例，減少純理論教學(xué)學(xué)時(shí)，增加實(shí)踐學(xué)時(shí)。把原有的48學(xué)時(shí)理論教學(xué)優(yōu)化為32學(xué)時(shí)理論教學(xué)+16學(xué)時(shí)實(shí)踐教學(xué)，真正達(dá)到理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的完美結(jié)合。

在實(shí)踐教學(xué)中，結(jié)合各設(shè)計(jì)規(guī)范，帶領(lǐng)學(xué)生針對(duì)不同地點(diǎn)、不同風(fēng)格的建筑進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，比較不同管材對(duì)輸水管道的影響，選用合適的管材；基于水力學(xué)理論知識(shí)，選擇合適的公式進(jìn)行輸水管道水頭損失的水力計(jì)算，并提出相應(yīng)減少水頭損失的優(yōu)化改良方案。研究輸水過(guò)程中產(chǎn)生的水擊，以及水擊的危害和防護(hù)等一系列運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的優(yōu)化改良方案，保證輸水系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)典型案例快速推廣。

(5）完善考核方式，注重實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)?？己耸强疾旖處熃虒W(xué)水平及學(xué)生學(xué)習(xí)成效的有效手段，是多元化教學(xué)方式的有力輔助，也是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。為輔助多元化教學(xué)方式的運(yùn)用與實(shí)施，水力學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)考核應(yīng)該全面、綜合，既要有標(biāo)準(zhǔn)化的考試考核學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的掌握程度，又要有過(guò)程化的測(cè)評(píng)，重視考核學(xué)生的綜合能力。過(guò)程性要貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，隨機(jī)靈活考察學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程及學(xué)習(xí)效果。打破以往以期末考試為主的考核方式，在教學(xué)過(guò)程中穿插課后作業(yè)、課堂測(cè)驗(yàn)、工程實(shí)踐等各種考核方式，督促學(xué)生注重課程的學(xué)習(xí)過(guò)程。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生參與教學(xué)、工程實(shí)踐和科研工作，并給予相應(yīng)的加分獎(jiǎng)勵(lì)等。從學(xué)習(xí)態(tài)度、知識(shí)掌握、應(yīng)用能力等多個(gè)方面綜合評(píng)定學(xué)生課程成績(jī)。

此次教改在總結(jié)前人研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，打破傳統(tǒng)的純理論教學(xué)，減少理論部分教學(xué)學(xué)時(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂，加大學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的力度，著重培養(yǎng)學(xué)生的測(cè)量能力、計(jì)算能力、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。針對(duì)大口徑長(zhǎng)距離輸水工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理中出現(xiàn)的問(wèn)題，采用查找資料與理論分析相結(jié)合的研究方法，結(jié)合具體的典型工程案例，找出長(zhǎng)距離輸水管道出現(xiàn)問(wèn)題的原因，提出解決措施，為解決相關(guān)的工程問(wèn)題提供相關(guān)的技術(shù)參考。另外，正確處理好教學(xué)與科研的關(guān)系，以科研帶動(dòng)教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

“教學(xué)有法，教無(wú)定法?！卑凑諔?yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)、需求做出全面分析，因材施教。在傳統(tǒng)教學(xué)方法中充分運(yùn)用多媒體教學(xué)、案例教學(xué)、在線(xiàn)開(kāi)放課程，以工程問(wèn)題的分析為驅(qū)動(dòng)，充分利用課上、課下時(shí)間，做到全方位立體化教學(xué)，定能實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)基礎(chǔ)，重應(yīng)用”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。