“水力学”课程多元教学模式的应用研究

□刘贞姬　刘焕芳　宗全利　金　瑾



“水力学”课程多元教学模式的应用研究

□刘贞姬刘焕芳宗全利金瑾

【摘要】为了适应新世纪人才培养的需求，改变传统的“以教师为中心”的教学模式，调动学生学习的主动性和创造性，文章对水力学课程教学中存在的问题，结合当前软、硬件条件提出相应对策，旨在使“水力学”理论多元化、实验教学丰富化，实现“水力学”教学向着培养具有创新能力和创新意识的学生的方向发展，进而提升学生的实际操作能力和科研能力。

【关键词】水力学；多元化；教学模式；多媒体

“水力学”是高等工科院校水利水电工程、土木工程、给排水工程、环境工程等专业的一门骨干专业基础课，即介于基础课与专业课之间的一门课程，具有承上启下的作用。该课程主要研究液体的平衡和机械运动的规律及其实际应用。对水利水电、农业水利工程专业的学生来说，“水力学”作为重要的专业基础课程，有着承上启下的作用，是学好后续专业课的必备课程，如“水工建筑物”“节水灌溉”等，由于“水力学”在整个课程体系占据一定的地位，因此它也是许多学校考研的必考科目。

在工农业生产中，如水力发电、航运、灌溉、石油生产运输等行业，出现了与“水力学”相关的生产技术问题。因此，高校对该课程教学十分重视。但是，在长期教学中，教师只重视向学生灌输理论知识，而忽视了培育学生的创新意识和实践能力，教师所教知识毕竟有限，学生不注重过程，只注重结果，缺少了主动思考、质疑和探索能力，这样培养出来的学生难以满足21世纪教育发展的要求。

此外，在科技迅猛发展的今天，社会要求大学生不能仅仅满足于课堂上的理论知识学习，而是要通过理论结合实践来开阔视野，增长知识面，从而提升自己的竞争力。因此，教学改革不能停留在对某门课程实验内容和实验方法的改革，必须打破以理论教学为主的传统教学模式，从改革课程体系入手，修订教学计划，提高教学地位，充分考虑教学有机整体，特别是对于“水力学”这样既注重理论性又注重实践性的课程来说，建立理论与实验并重的教学模式更显得尤为重要。笔者主要根据多年的“水力学”课程教学经验，总结“水力学”课程特点、目前教学现状及适合“水力学”的教学手段，对“水力学”课程教学中多元教学模式的应用与提高进行探索。

一、“水力学”课程学习特点

1.涉及学科多、综合性强

“水力学”课程涉及高等数学中积分、求导等计算方法，以及物理学和理论力学中相关的运动规律和原理，对高数、物理、力学等基础课程掌握不够的学生，不易理解该课程。此外，理论性较强也是该课程的一大特点。因此学习“水力学”一定要综合数学、物理和理论力学等知识，且需要学生拥有分析问题和综合运用知识的能力。

2.三多一少，难理解

在以往的“水力学”课程学习中，“概念多，公式多，推导多，少实例（即三多一少）”是学生对课程的评价，这也是这门课程的四个显著特点。“水力学”的研究内容包括“水静力学”和“水动力学”；研究方法是利用“普通物理公式”推导“水力学公式”，利用“基本原理”解决“各种水利现象”；相对其他课程，“水力学”涉及许多工农业生产中的问题，如明渠的水力计算、输配水管道、输水建筑物、挡水建筑物及泄水建筑物的计算与设计等具有很强工程实践性的问题。总而言之，“水力学”公式众多，缺少工程实例，学习起来比较困难。因此，轻松地理解概念，准确运用公式，是“水力学”课程的教学重点。

二、“水力学”课程教学中存在的问题

1.多媒体教学难以代替“板书”的地位

在全国各高校教学中，多媒体教学是目前水力学教学中采用比较多的方法。多媒体教学能将图、文、声、像集中于一身，为教学提供了丰富的视听环境，具有传递信息量大、节约课时的优点，可激发学生的学习兴趣，提高学习效率，具有化抽象变直观、化难懂为易懂的优点。因此，多媒体教学在“水力学”课程的应用已经在各高校得到普及。但在具有诸多优点的同时，在多媒体教学中也体现出诸多不足之处。由于教师在教学过程中过分依赖多媒体，而忽视了“板书”在“水力学”教学中的重要作用，多媒体教学过程较快，学生很难掌握在幻灯片中的公式和解题方法。而传统的“板书”这样将公式一步一步推导、将例题从头至尾分析并解答的方法，依然受到许多学生青睐。

2.实验方案制作主体不明确

在实验教学中往往是教师让学生去做设计好的实验内容，缺少学生自主实践能力的锻炼，仅仅是乏味的验证性实验，并且实验结果大体相同，易被抄袭，而实验方案的制作主体依然是教师，这样不利于培养学生的创新精神。

3.多媒体质量有待提高

（1）教师过分依赖课件，将所有文字都转到课件中，过于重视文字性内容，而不注重知识的解释，讲授时则“照屏宣科”，教学效果很差。

（2）图、动画和视频是“水力学”学习的重要部分。而限于教师对各种课件制作技术的使用程度，水流现象的动画、视频，水中受力的分解图等得不到充分讲解。

（3）幻灯制作时过于注重背景的花哨，而忽略了色彩搭配；更多是没有考虑到幻灯片在教室内放映的效果，字体颜色与背景色对比不鲜明，学生看起来不够清晰。

三、水力学教学问题的解决措施

1.板书教学与多媒体教学相辅相成

影响教学质量的并非多媒体技术本身，而是低水平的多媒体课件与尚未成熟的“水力学”多媒体教学方法造成的。随着科学技术的不断发展，多媒体教学已成为现代教学的重要手段之一，但板书教学却是“水力学”教学中任何一种教学手段不可替代的、最有效的教学方法。“黑板+粉笔”教学可将公式从头到尾的推导，将例题一步一步分析并解答，该教学模式对学生分析问题和解决问题的能力有很大的提升，也为学生记录笔记留下时间。由于在“水力学”学习中学生面对的是“无形”的水，以及各种水流现象和水力工程，通过现代化教学手段的运用，让学生直接观察到各种水力现象，学生可以看见实际的水流，有助于学生理解，这是传统板书教学无法达到的效果。

2.实现自主创新性实验

在实验教学方式上，有意识地增加学生的自主设计实验方案；在实验内容上逐步从验证性实验过渡到设计性实验，尽量多给学生留下思考的时间和创新的机会；经过实验设计性实验的锻炼，由易而难，由浅入深，循序渐进，逐步完成设计性综合实验，以自主创新性实验为最终目标。总之，学生不再盲目地为完成实验而做实验，而是实验前有思考，实验方案中有创新，实验完成后有收获，达到设计、操作、实践能力全方位的锻炼。

3.提高多媒体教学的效果

在多媒体教学中，要控制节奏，给予学生思考时间。既要通过动画引导学生思考、理解相关知识点。不能一味地追求使用多媒体，否则会成为教学的干扰因素。针对不同的教学内容采取不同的教学方法，巧妙地将多媒体与传统教学相结合。

教师可将教学内容制作成多媒体课件，化抽象为直观，以加深学生印象。而在公式推导、解题过程中，使用“板书教学”，侧重在演算，使学生理解并掌握基本知识点，培养逻辑推理的能力，为解决实际问题打下基础。教师应随时观察学生的上课情况，并以此为根据，把握多媒体教学信息切换的速度。

设计“水力学”课件时，要把握好教学重点和难点，对基本内容融会贯通，精心设计出符合学生的思维特点、认知结构的体现方式，使设计的课件与教学目标、学生等构成相互协调的整体，并不断优化多媒体在“水力学”教学中应用的新模式。

4.优化教学手段

“水力学”课程有其自身的特殊性，譬如层流和紊流的雷诺试验、述液体运动的拉格朗日法和欧拉法等。充分利用多媒体课件，密切结合实验内容，将有助于学生理解水力学现象。这样既增加学生主动学习的兴趣，又将学生的理论知识与实践能力联系起来。就整个过程而言，激发了学生的学习兴趣，有效地提高了学习主动性和学习效率。在理论教学方面中突显多媒体教学的地位，在实践教学方面培养学生主动思考和动手能力是“水力学”多元化教学模式的精髓。

四、多元化教学模式的应用与提高

1.教学模式“三个结合”

对于任何学科而言，一种单调的教学模式显然无法满足现代教育理念的要求。因此，要达到良好的教学效果，就必须重组、优化已有教学模式，力求实现“三个结合”，即理论知识传授与学生自主实践相结合、教学实践与组织学生参加科学研究相结合、课堂教学与课外创新实践活动相结合。要实现此目的必须进一步调动任课教师的积极性和主动性，真正实现课堂授课与实验教学相互补充、相得益彰。

2.优化多元教学模式，提高教学质量

无论什么课程，单调的教学模式将无法适应现代教育的要求。为了达到良好的教学效果，就必须对已有的教学模式进行优化，努力实现教学“三个结合”。在打破了实验依附理论的传统教学模式基础上建立多元化的教学模式，使“水力学”课程多元化教学成为学生综合应用所学知识和提高自主创新能力的有效途径，并从根本上改变了传统教学模式，这既有利于创新性人才的培养，也体现了高等学校的创新教育理念。

通过多年“水力学”教学经验，笔者认为，在现代教育理念的大背景下，一定的知识储备、一些专业技能是完善教师自身素质所必需的，在此基础上实现优化多元教学模式，同时避免按部就班、注重尝试创新也应该得到教师的重视。通过合理地改进教学方法以获得良好的学习效率，最终培养出适合我国现代化建设需要的具有创新性质的高素质人才。

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（编辑：郝婵）

作者简介：刘贞姬，副教授，硕士，石河子大学水利建筑工程学院。研究方向：工程水力学教育及研究；刘焕芳，教授，博士，石河子大学水利建筑工程学院。研究方向：工程水力学教育及研究；宗全利，教授，博士，石河子大学水利建筑工程学院。研究方向：工程水力学教育及研究；金瑾，讲师，硕士，石河子大学水利建筑工程学院。研究方向：工程水力学教育及研究。

中图分类号：G642.0

文献标识码：A

文章编号：1671-0568（2016）05-0015-03

【基金项目】本文系石河子大学教育教学改革项目“‘水力学’课堂教学与实践教学的创新研究”（编号：KG-2013-27）的研究成果。