微課在水力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘 "要 "分析水力學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐中存在的一些問(wèn)題，結(jié)合微課的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)性地提出在水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中的預(yù)習(xí)、課堂與復(fù)習(xí)各階段適時(shí)引入各類型微課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率，提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 "水力學(xué)；微課；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）14-0124-03

Application of Micro-Course in Hydraulics Teaching//PAN Zhihui， RONG Hongwei， ZHANG Liqiu， FANG Qian

Abstract "This paper analyzes the problems existing in Hy-draulics teaching. Combined with the advantages of micro-course， it is suggested that various types of micro-course can be introduced in various stages including preview， classroom and review in the process of Hydraulics teaching. This will sti-

mulate the students’ "learning enthusiasm， and improve learn-ing efficiency and the quality of classroom teaching.

Key words "hydraulics; micro-course; experiment

0 "引言

水力學(xué)是給排水科學(xué)與工程專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，也是眾多高等院校市政工程學(xué)科研究生入學(xué)考試的初試專業(yè)課考試科目之一。針對(duì)該課程學(xué)習(xí)難度大、知識(shí)點(diǎn)多、教學(xué)課時(shí)長(zhǎng)等特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)該課程的多年經(jīng)驗(yàn)，提出利用微課的教學(xué)措施，將微課引入水力學(xué)教學(xué)過(guò)程，以此改善該課程的教學(xué)質(zhì)量并提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

1 "水力學(xué)課程及其教學(xué)存在的問(wèn)題

水力學(xué)是一門(mén)力學(xué)科學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講述液體平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律（宏觀的，非微觀的運(yùn)動(dòng)）在工程（土木、水利工程等領(lǐng)域）中的應(yīng)用（用于人類改造自然的活動(dòng)），其教學(xué)目的是利用水力學(xué)的相關(guān)原理與方法解決給水排水工程方面的復(fù)雜問(wèn)題。水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中涉及理論分析、數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究等各個(gè)方面，并且要求學(xué)生具備一定的高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)。因此，這門(mén)課程一直被學(xué)生公認(rèn)為專業(yè)最難學(xué)課程之一[1-2]。

水力學(xué)教學(xué)特點(diǎn)是涵蓋內(nèi)容多，包括水靜力學(xué)（平面壓力、曲面壓力）、水動(dòng)力學(xué)（三大方程：連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程）、水頭損失（沿程水頭損失、局部水頭損失）、有壓管路（短管、長(zhǎng)管，串聯(lián)、并聯(lián)、均勻泄流）與明渠流動(dòng)（恒定均勻流、恒定非均勻流）等大部分內(nèi)容，并且授課時(shí)數(shù)較長(zhǎng)（一般理論課48～64學(xué)時(shí)）。由于水力學(xué)是理科與工科結(jié)合的一門(mén)課程，在教學(xué)中涉及公式、理論與概念較多，一般在課堂上需要花較長(zhǎng)時(shí)間推導(dǎo)一些公式（如能量方程的推導(dǎo)），許多概念、模型、方法需要學(xué)生理解（如恒定流、均勻流、液體的連續(xù)介質(zhì)模型、歐拉法等），因此，學(xué)生若有一個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)聽(tīng)懂，就很容易造成對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的不理解。而且，一大節(jié)兩小節(jié)課時(shí)長(zhǎng)為90分鐘，學(xué)生在枯燥的理論學(xué)習(xí)過(guò)程中極容易走神分心，從而無(wú)法掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)與疑點(diǎn)。另外，理科知識(shí)點(diǎn)之間存在緊密關(guān)系，即使學(xué)生在后續(xù)教學(xué)中認(rèn)真聽(tīng)課，仍然無(wú)法銜接后面的知識(shí)點(diǎn)，從而失去整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性與連貫性。這就導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)點(diǎn)的掌握程度較差，成績(jī)不理想。

除了理論課的學(xué)習(xí)，水力學(xué)課程中還包含一系列的實(shí)驗(yàn)課程（廣州大學(xué)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)為16學(xué)時(shí)），其中包括靜水壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、能量方程實(shí)驗(yàn)等15學(xué)時(shí)的動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)與兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)（流動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)與流譜流線演示實(shí)驗(yàn)，共一學(xué)時(shí)），一般由2～3人為一組進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生需要對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的目的與要求、裝置、原理、方法與步驟、思考題等內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。但據(jù)筆者觀察，部分學(xué)生沒(méi)有完成相關(guān)的預(yù)習(xí)內(nèi)容。另外，在實(shí)驗(yàn)課中，部分學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真聽(tīng)講并觀察教師的實(shí)驗(yàn)演示，導(dǎo)致這部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)誤操作，并且對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不太了解，相關(guān)數(shù)據(jù)也不知如何分析，致使實(shí)驗(yàn)效果不理想。

2 "微課及其優(yōu)勢(shì)

微課是運(yùn)用信息技術(shù)按照認(rèn)知規(guī)律呈現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容的信息化教學(xué)資源。微課可以通過(guò)課堂視頻展現(xiàn)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)主題的教學(xué)資源，如教學(xué)設(shè)計(jì)、測(cè)試練習(xí)、重點(diǎn)與難點(diǎn)講解、以話題引出的教學(xué)內(nèi)容、總結(jié)歸納等小單元[3]。因此，相較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，微課更凸顯學(xué)習(xí)內(nèi)容的精簡(jiǎn)性、目標(biāo)的明確性與學(xué)生獲取知識(shí)的高效性。一般來(lái)說(shuō)，微課具有以下優(yōu)點(diǎn)，可以輔助正常教學(xué)工作[4]。

2.1 "時(shí)長(zhǎng)短

微課時(shí)長(zhǎng)一般較短，可以設(shè)計(jì)為5～8分鐘，最多不超過(guò)10分鐘。相對(duì)較長(zhǎng)的教學(xué)時(shí)間（一般為90分鐘），微課可以讓學(xué)生快速了解此節(jié)課所學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。并且，學(xué)生可以利用平時(shí)零散時(shí)間進(jìn)行相關(guān)微課的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

2.2 "內(nèi)容簡(jiǎn)短精練

相較傳統(tǒng)課堂介紹復(fù)雜、詳細(xì)的教學(xué)內(nèi)容，微課所含內(nèi)容更為精簡(jiǎn)與濃縮，它可以是引出話題的簡(jiǎn)短內(nèi)容，可以是課程重點(diǎn)、難點(diǎn)的簡(jiǎn)單介紹，可以是該節(jié)課的歸納內(nèi)容等。因此，學(xué)生可以在預(yù)習(xí)、課堂中或課后復(fù)習(xí)階段用比較快的時(shí)間掌握該節(jié)課的課程內(nèi)容。

2.3 "重點(diǎn)突出

微課內(nèi)容主題突出，一般是針對(duì)該節(jié)課中的重點(diǎn)、難點(diǎn)或疑點(diǎn)等重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。因此，利用微課，教師可以根據(jù)課程的重點(diǎn)內(nèi)容設(shè)計(jì)相關(guān)視頻或動(dòng)畫(huà)PPT，讓學(xué)生用最短的時(shí)間在課前領(lǐng)會(huì)課程的主要內(nèi)容。學(xué)生在長(zhǎng)時(shí)間的課堂學(xué)習(xí)中能定位出哪些內(nèi)容是重點(diǎn)，從而抓住關(guān)鍵核心內(nèi)容以獲取相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。

2.4 "學(xué)生自主學(xué)習(xí)

微課和教師講授課程的正式課堂是相互獨(dú)立的，學(xué)生可以利用空閑時(shí)間隨時(shí)隨地通過(guò)微課進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。如在預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)時(shí)，學(xué)生可以進(jìn)行相關(guān)的微課學(xué)習(xí)，從而更好地掌握教學(xué)內(nèi)容。

2.5 "簡(jiǎn)便實(shí)用

微課承載的內(nèi)容形式多樣，制作過(guò)程卻非常簡(jiǎn)便。一般來(lái)說(shuō)，教師在備課時(shí)制定好微課的內(nèi)容框架、主題構(gòu)思、創(chuàng)新展現(xiàn)手法等，就可以利用智能手機(jī)、相關(guān)的編輯軟件進(jìn)行微課制作，如錄音編輯軟件GoldWave、動(dòng)畫(huà)制作軟件VideoScribe、剪輯軟件會(huì)聲會(huì)影X10與迅捷視頻轉(zhuǎn)換器等。微課使用很方便，學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過(guò)智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦播放并觀看微課內(nèi)容。而且微課時(shí)間短，學(xué)生可以利用少量空閑時(shí)間進(jìn)行觀看，因此，微課對(duì)于學(xué)生的課外輔導(dǎo)學(xué)習(xí)非常實(shí)用。

2.6 "趣味制作

微課不同于正式的課堂授課，因此，教師在設(shè)計(jì)微課時(shí)可以發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力，制作吸引學(xué)生且實(shí)用的短片教學(xué)內(nèi)容。

2.7 "形式多元化

教師可以不拘一格，通過(guò)視頻演示、動(dòng)畫(huà)、聲音旁白等形式進(jìn)行微課創(chuàng)作，達(dá)到吸引學(xué)生觀看與獲取知識(shí)的目的。

2.8 "傳播形式多樣化

微課傳播形式可以多樣化，包括網(wǎng)上視頻、某些知名軟件平臺(tái)等。

2.9 "多次重復(fù)利用性

與傳統(tǒng)課堂不同，微課可以讓學(xué)生多次觀看而進(jìn)行自學(xué)，以此提高學(xué)習(xí)效率。

2.10 "反饋性

微課可以依托相關(guān)平臺(tái)發(fā)布，學(xué)生觀看后可以在相應(yīng)平臺(tái)及時(shí)留言，反饋此次微課的收獲或微課制作的優(yōu)缺點(diǎn)，以便教師進(jìn)一步提高微課質(zhì)量。

3 "水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中引入微課分析

基于學(xué)生在學(xué)習(xí)水力學(xué)課程過(guò)程中遇到的問(wèn)題，結(jié)合微課特點(diǎn)，分析得出在水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中引入微課具有以下優(yōu)勢(shì)。

1）通過(guò)微課的引入，教師可以將復(fù)雜的水力學(xué)教學(xué)內(nèi)容化繁為簡(jiǎn)，拆分成各個(gè)小知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“復(fù)雜點(diǎn)碎片化”。教師可以對(duì)這些小知識(shí)點(diǎn)中的復(fù)雜或難理解的內(nèi)容進(jìn)行微課設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

2）針對(duì)水力學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)、難點(diǎn)做成微課，實(shí)現(xiàn)“重點(diǎn)、難點(diǎn)突出化”，讓學(xué)生把握課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，從而在正式課堂上更加關(guān)注教師對(duì)相關(guān)內(nèi)容的詳細(xì)講解。

3）微課還可以將一節(jié)45分鐘的傳統(tǒng)課堂包括的概念、公式、理論等繁多的內(nèi)容，縮成10分鐘內(nèi)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)“繁點(diǎn)精煉化”，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)快速了解課程的大概內(nèi)容，在正式課堂上加深理解，從而更好地掌握該節(jié)課的大致教學(xué)內(nèi)容?，F(xiàn)在很多的觀眾很難從頭到尾聚精會(huì)神坐著觀看一部120分鐘時(shí)長(zhǎng)的電影，因此，網(wǎng)絡(luò)上有主播將其濃縮成10分鐘的短片進(jìn)行介紹，使觀眾在短時(shí)間內(nèi)即可了解整部電影的大概劇情；如果觀眾觀看了短片后對(duì)此部電影感興趣，還可以找完整版觀看。

4）水力學(xué)教學(xué)內(nèi)容涉及較多公式推導(dǎo)、概念和理論，這類具有理科屬性的課程不如文科類課程講解起來(lái)有趣。因此，水力學(xué)課程內(nèi)容一般使人覺(jué)得枯燥甚至煩悶，在教學(xué)中部分學(xué)生容易分心，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。教師在制作微課內(nèi)容時(shí)通過(guò)運(yùn)用多種手段，采用非正式與有趣的表達(dá)方式設(shè)計(jì)相關(guān)的水力學(xué)知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“枯燥點(diǎn)趣味化”。通過(guò)引入這樣的微課，讓學(xué)生可以快樂(lè)學(xué)習(xí)水力學(xué)，從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

5）在水力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以利用微課在實(shí)驗(yàn)前通過(guò)零碎的時(shí)間觀看視頻，從而了解該次實(shí)驗(yàn)的各種要素，進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求的情況、實(shí)驗(yàn)裝置的使用、數(shù)據(jù)的采集與分析等產(chǎn)生更深刻的認(rèn)知，由此增強(qiáng)水力學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

4 "水力學(xué)微課設(shè)計(jì)

4.1 "預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

水力學(xué)是一門(mén)偏理科的課程，預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)尤為重要，不預(yù)習(xí)便較難在上課時(shí)立即領(lǐng)悟教師的講課內(nèi)容，甚至?xí)捎诼?tīng)不懂而分神，而且有漣漪效應(yīng)，很難再聽(tīng)懂后續(xù)的知識(shí)點(diǎn)，導(dǎo)致對(duì)此課程失去學(xué)習(xí)信心，學(xué)習(xí)效果不理想。因此，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加強(qiáng)學(xué)生課前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)與下一節(jié)課程內(nèi)容相關(guān)的微課，讓學(xué)生利用零散的時(shí)間隨時(shí)隨地刷一下視頻，以此獲得相關(guān)課程內(nèi)容的介紹和概括等[5]。

一般預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)可以設(shè)計(jì)課前復(fù)習(xí)類、新課導(dǎo)入類、實(shí)驗(yàn)類、自主學(xué)習(xí)類、合作學(xué)習(xí)類、探究學(xué)習(xí)類等類型的微課。當(dāng)課程準(zhǔn)備講授新章節(jié)時(shí)，如第三章“水動(dòng)力學(xué)”，選用新課導(dǎo)入類微課在課前發(fā)布，以剛學(xué)完的水靜力學(xué)為切入點(diǎn)介紹水動(dòng)力學(xué)，說(shuō)明水動(dòng)力學(xué)不僅要考慮測(cè)壓管水頭（位置水頭+壓強(qiáng)水強(qiáng)），還要考慮速度水頭，再以生動(dòng)的形式介紹第三章所要學(xué)習(xí)與掌握的內(nèi)容。

4.2 "課堂環(huán)節(jié)

一般一大節(jié)課分為兩小節(jié)，每小節(jié)45分鐘，共90分鐘的上課時(shí)間。在學(xué)習(xí)這門(mén)偏理科的水力學(xué)課程時(shí)，學(xué)生需要面對(duì)許多數(shù)字與抽象的文字，容易感覺(jué)枯燥，上課時(shí)走神分心。因此，如何能讓學(xué)生感興趣，學(xué)得輕松，學(xué)得深入，使課堂效果達(dá)到最佳，是教師一直需要思考解決的問(wèn)題。微課在課堂授課中的引入，可以彌補(bǔ)90分鐘一直平淡講授枯燥內(nèi)容的缺陷。在課堂上，教師可以適時(shí)插播微課視頻，改善學(xué)生在課堂上沉悶的情緒，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[6]。教師采用的微課形式可以包括講授類、問(wèn)答類、啟發(fā)類、討論類、演示類和知識(shí)理解類等。如在講授能量方程時(shí)，插播一條動(dòng)畫(huà)做成的視頻，讓學(xué)生討論諺語(yǔ)“水往低處流”的正確與否，最后得出結(jié)論：水是從總機(jī)械能大的地方往機(jī)械能小的地方流動(dòng)。因此，在課堂講授時(shí)，教師可以適時(shí)借助微課調(diào)節(jié)課堂氣氛，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有更深刻的認(rèn)識(shí)。

4.3 "復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)

對(duì)于水力學(xué)這門(mén)偏理科的課程，學(xué)生對(duì)在課堂上接觸到的新知識(shí)一般還不能深入理解，必須依靠課后的復(fù)習(xí)來(lái)溫故知新，更需要加深對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)的鉆研，才能真正掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。除了傳統(tǒng)的課后作業(yè)，教師還可以通過(guò)練習(xí)鞏固類、小結(jié)拓展類微課，讓學(xué)生在課后進(jìn)行復(fù)習(xí)，深化理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

4.4 "實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，微課可以介紹此次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)方法等核心內(nèi)容，還可以通過(guò)視頻的方式演示此次實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程與注意事項(xiàng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前或?qū)嶒?yàn)中都可以隨時(shí)播放視頻，重溫操作流程。

5 "結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)水力學(xué)這門(mén)給排水科學(xué)與工程專業(yè)的核心重點(diǎn)課程特點(diǎn)與學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的情況，本文提出在水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中的預(yù)習(xí)、課堂與復(fù)習(xí)階段引入不同類型的微課，可以讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)對(duì)本節(jié)課程有較全面的了解，把握章節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒與學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂上的學(xué)習(xí)氣氛。總之，微課是一種非常重要的教學(xué)資源，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)水力學(xué)課程意義重大。

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