浅谈《水力学》课程教学方法

摘要：《水力学》是一门重要的专业基础课程，是学习相关专业知识的敲门砖。本文介绍了《水力学》课程采用“板书+课件”的多媒体辅助教学模式增加了课堂趣味性，提高了学习兴趣；结合专业和实际工程的“倒叙式”教学方法培养学生工程意识和分析能力；结合EXCEL、MATLAB、MATHCAD等软件提高学生的计算机水平和计算能力；基础性实验和综合设计性试验相结合的实验教学环节，提高学生的创新能力和勇于探索的精神。

关键词：教学方法；多媒体教学；“倒叙式”教学方法；现代计算技术；综合设计性实验

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）11-0081-02

20世纪末我国高等教育进入大众化阶段，培养具有创新能力的应用型高级技术人才，为经济和社会发展提供知识、技术支持成为高等教育的主要任务。《水力学》是具有特殊性的专业技术基础课程，在培养学生专业素质、动手能力、创新能力等方面起着举足轻重的作用。因此，教师如何在《水力学》课程的教学过程中以专业为基础，利用先进的教学手段，结合实际工程提高教学质量、学习兴趣和工程意识成为需要不断思考和实践的问题。

一、《水力学》课程的特点

《水力学》是水利、土木、给水排水、环境等诸多工程专业的专业技术基础课程，具有综合性强、基本概念多、经验公式多和工程实践性强的特点。《水力学》是学习基础课过渡到学习专业课的桥梁，是学好后续专业课的关键，所学知识可以解决实际工程中泄流、消能、有压管道非恒定流，明渠过流能力等大量的水力计算问题，具有较强的理论性和工程实际意义。

二、《水力学》教学方法

《水力学》以其特殊的课程地位，在学生学习专业知识和培养专业素质过程中的作用不可忽视。教学过程中采用多种教学手段相结合的教学方法，提高教学质量、学习兴趣，培养工程意识，在帮助学生学习、巩固理论知识，提高实践能力等方面收到了较好的效果。

1.板书与多媒体的结合。板书是传统的教学方法，是教师根据教学的需要在教学用具（黑板）上以书面语言或符号的形式，给予学生视觉上的书面信息或符号信息，进行表情达意、教书育人的活动。[1]在教学过程中，板书更易于交流，教师推导和演算的过程是学术思想和解题思路的具体呈现。由于书写的过程较慢，产生了学生与教师一起思考和交流的过程，将知识融会贯通，变直观思维为抽象思维。例如推导连续性方程、伯努利方程、动量方程以及例题讲解的过程就充分体现了这一点，学生紧跟教师理清自己的思路，把握总体结构和知识点。对于不同基础的学生和不同难易程度的知识点，利用板书的教学手段就更加灵活。但是板书有花费时间长、上课效率低的局限性。多媒体课件教学模式是以计算机为媒介，通过计算机与学生之间的交互作用达到教学的目的。计算机多媒体是集文字、图形、声音、动画等多种元素为一体的媒体，为教学提供了丰富的视听环境。[2]通过大量的信息和素材在多媒体课件中图文并茂地展示，化静态教学为动态教学，学生能够直观地理解和学习相关知识，激发学习兴趣，提高学习效率。例如，层流向紊流的演化过程，挑流消能等水力现象以及水利工程图片等等，这些都能够吸引学生的注意力，提高授课效率。但是在教学过程中过度依赖多媒体系统，或者只是将板书的内容完全搬到多媒体课件上，课堂将变得枯燥乏味，教师成为阅读课件的机器。采用板书为主，多媒体为辅的教学方法能够弥补二者的局限。用板书呈现大部分的教学内容，多媒体课件展示教学辅助材料，总结章节重难点，有利于学生建立知识框架，将抽象的问题直观化，有利于学生感受教师鲜活灵动的思想、智慧和丰富的情感。使用多媒体辅助教学对教师有更高的要求：提高多媒体制作水平；在教学设计过程中根据知识点收集相关素材，合理安排板书和多媒体课件的内容，严密组织教学。只有对每个环节和细节都做到高要求和精心的准备，才能真正发挥多媒体辅助教学的效果，提高教学质量。

2.理论与实践的结合。《水力学》课程的内容有很强的工程背景，而且不同的专业对课程内容的侧重点不同，采用经过基于工程实例的“倒序式”教学方法，即学生根据精心选定的相关专业的实际工程案例，在教师的引导下通过案例分析，确定需要解决的问题，分析问题的实质，与课本内容对照，学生能够自上而下地学习，变被动为主动。这种基于建构主义教学理论的教学方法在培养学生工程意识，提高分析能力、学习能力和计算能力等方面有非常显著的优势。在大学里，学生会接触到许多计算机的知识，但也仅限于应付计算机等级考试或凭个人兴趣爱好做一些编程尝试，不能与所学专业课程结合，学以致用。将复杂的水力学问题和计算机技术结合起来是学生非常感兴趣的学习方式。有压管道的管径计算，正常水深、临界水深和水面线计算等等都是非线性高次方程求根的水力学复杂计算问题，而在普通教材中只介绍查图法、试算法等等，这些方法过时而且过程烦琐、计算量大。利用EXCEL、MATLAB、MATHCAD和一些工程计算机软件解决复杂的水力计算问题，促使学生深入学习数值计算方法，形成科学的思维方式，提高编程能力，全面提高学生综合素质。实验教学是水力学教学的重要组成部分，在理论知识的验证和理解方面有着理论课程无法替代的作用，是实现知识与能力，理论与实践相结合的关键环节。发挥学生在实验中的主动性和创造性是实验教学的关键问题。实验教学的设计是从基础实验到设计性、综合性实验的分层次、多样化培养学生的主动性和创新能力。基础性的实验教学是验证性的，从中学习基本的实验方法，数据采集和处理，误差分析，培养动手能力。设计性实验培养缜密的思维和创新能力，如空化空蚀实验、明渠水流测糙率实验等等。

法国数学家彭家勒曾经说过：“科学家研究自然，并非因为这样做有好处，是因为他们从中得到乐趣，而他们之所以能够从中得到乐趣，那是因为它美。”水力学的研究对象是静止或运动的液体，它们本身就很美。教师精心组织教学，完成一堂师生和谐，用自己充沛的精力、饱满的情绪、昂扬的激情感染学生，激励学生的课也是美。在教学过程中，能够将这些美带到课堂上，与专业知识相结合，与现代计算技术相结合必会激起学习热情，提高学习积极性。

参考文献：

[1]司春，韩会玲，齐清兰，等.水力学教学中多媒体课件与板书的使用模式优化研究[J].河北农业大学学报（农林教育版），2009，11（3）：351-357.

[2]杨艳.在《水力学》教学中培养学生的工程意识[J].长江工程职业技术学院学报，2008，6（2）：73-74.

[3]史文海，李校兵.水力学综合设计性实验教学改革探索研究[J].温州大学学报（自然科学版），2007，28（5）：57-60.

[4]杨艳.Excel在《水力学》教学过程中的应用[J].长江工程职业技术学院学报，2011，2（3）：68-71.

[5]龙北生，吕萍，高金花，黄树友，等.应用型本科水力学课程建设与改革实践[J].长春工程学院学报（社会科学版），2012，（2）：99-102.

作者简介：任燕（1979-），女，青海人，讲师，水利水电工程。