□劉貞姬　劉煥芳　宗全利　金　瑾

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“水力學(xué)”課程多元教學(xué)模式的應(yīng)用研究

□劉貞姬劉煥芳宗全利金瑾

【摘要】為了適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)的需求，改變傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，文章對(duì)水力學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)前軟、硬件條件提出相應(yīng)對(duì)策，旨在使“水力學(xué)”理論多元化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)豐富化，實(shí)現(xiàn)“水力學(xué)”教學(xué)向著培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生的方向發(fā)展，進(jìn)而提升學(xué)生的實(shí)際操作能力和科研能力。

【關(guān)鍵詞】水力學(xué)；多元化；教學(xué)模式；多媒體

“水力學(xué)”是高等工科院校水利水電工程、土木工程、給排水工程、環(huán)境工程等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)骨干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，即介于基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課之間的一門(mén)課程，具有承上啟下的作用。該課程主要研究液體的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用。對(duì)水利水電、農(nóng)業(yè)水利工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，“水力學(xué)”作為重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，有著承上啟下的作用，是學(xué)好后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的必備課程，如“水工建筑物”“節(jié)水灌溉”等，由于“水力學(xué)”在整個(gè)課程體系占據(jù)一定的地位，因此它也是許多學(xué)?？佳械谋乜伎颇俊?/p>

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如水力發(fā)電、航運(yùn)、灌溉、石油生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，出現(xiàn)了與“水力學(xué)”相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題。因此，高校對(duì)該課程教學(xué)十分重視。但是，在長(zhǎng)期教學(xué)中，教師只重視向?qū)W生灌輸理論知識(shí)，而忽視了培育學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，教師所教知識(shí)畢竟有限，學(xué)生不注重過(guò)程，只注重結(jié)果，缺少了主動(dòng)思考、質(zhì)疑和探索能力，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生難以滿(mǎn)足21世紀(jì)教育發(fā)展的要求。

此外，在科技迅猛發(fā)展的今天，社會(huì)要求大學(xué)生不能僅僅滿(mǎn)足于課堂上的理論知識(shí)學(xué)習(xí)，而是要通過(guò)理論結(jié)合實(shí)踐來(lái)開(kāi)闊視野，增長(zhǎng)知識(shí)面，從而提升自己的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，教學(xué)改革不能停留在對(duì)某門(mén)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法的改革，必須打破以理論教學(xué)為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，從改革課程體系入手，修訂教學(xué)計(jì)劃，提高教學(xué)地位，充分考慮教學(xué)有機(jī)整體，特別是對(duì)于“水力學(xué)”這樣既注重理論性又注重實(shí)踐性的課程來(lái)說(shuō)，建立理論與實(shí)驗(yàn)并重的教學(xué)模式更顯得尤為重要。筆者主要根據(jù)多年的“水力學(xué)”課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)“水力學(xué)”課程特點(diǎn)、目前教學(xué)現(xiàn)狀及適合“水力學(xué)”的教學(xué)手段，對(duì)“水力學(xué)”課程教學(xué)中多元教學(xué)模式的應(yīng)用與提高進(jìn)行探索。

一、“水力學(xué)”課程學(xué)習(xí)特點(diǎn)

1.涉及學(xué)科多、綜合性強(qiáng)

“水力學(xué)”課程涉及高等數(shù)學(xué)中積分、求導(dǎo)等計(jì)算方法，以及物理學(xué)和理論力學(xué)中相關(guān)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和原理，對(duì)高數(shù)、物理、力學(xué)等基礎(chǔ)課程掌握不夠的學(xué)生，不易理解該課程。此外，理論性較強(qiáng)也是該課程的一大特點(diǎn)。因此學(xué)習(xí)“水力學(xué)”一定要綜合數(shù)學(xué)、物理和理論力學(xué)等知識(shí)，且需要學(xué)生擁有分析問(wèn)題和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

2.三多一少，難理解

在以往的“水力學(xué)”課程學(xué)習(xí)中，“概念多，公式多，推導(dǎo)多，少實(shí)例（即三多一少）”是學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)，這也是這門(mén)課程的四個(gè)顯著特點(diǎn)。“水力學(xué)”的研究?jī)?nèi)容包括“水靜力學(xué)”和“水動(dòng)力學(xué)”；研究方法是利用“普通物理公式”推導(dǎo)“水力學(xué)公式”，利用“基本原理”解決“各種水利現(xiàn)象”；相對(duì)其他課程，“水力學(xué)”涉及許多工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問(wèn)題，如明渠的水力計(jì)算、輸配水管道、輸水建筑物、擋水建筑物及泄水建筑物的計(jì)算與設(shè)計(jì)等具有很強(qiáng)工程實(shí)踐性的問(wèn)題。總而言之，“水力學(xué)”公式眾多，缺少工程實(shí)例，學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難。因此，輕松地理解概念，準(zhǔn)確運(yùn)用公式，是“水力學(xué)”課程的教學(xué)重點(diǎn)。

二、“水力學(xué)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.多媒體教學(xué)難以代替“板書(shū)”的地位

在全國(guó)各高校教學(xué)中，多媒體教學(xué)是目前水力學(xué)教學(xué)中采用比較多的方法。多媒體教學(xué)能將圖、文、聲、像集中于一身，為教學(xué)提供了豐富的視聽(tīng)環(huán)境，具有傳遞信息量大、節(jié)約課時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，具有化抽象變直觀、化難懂為易懂的優(yōu)點(diǎn)。因此，多媒體教學(xué)在“水力學(xué)”課程的應(yīng)用已經(jīng)在各高校得到普及。但在具有諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，在多媒體教學(xué)中也體現(xiàn)出諸多不足之處。由于教師在教學(xué)過(guò)程中過(guò)分依賴(lài)多媒體，而忽視了“板書(shū)”在“水力學(xué)”教學(xué)中的重要作用，多媒體教學(xué)過(guò)程較快，學(xué)生很難掌握在幻燈片中的公式和解題方法。而傳統(tǒng)的“板書(shū)”這樣將公式一步一步推導(dǎo)、將例題從頭至尾分析并解答的方法，依然受到許多學(xué)生青睞。

2.實(shí)驗(yàn)方案制作主體不明確

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往是教師讓學(xué)生去做設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，缺少學(xué)生自主實(shí)踐能力的鍛煉，僅僅是乏味的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果大體相同，易被抄襲，而實(shí)驗(yàn)方案的制作主體依然是教師，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

3.多媒體質(zhì)量有待提高

（1）教師過(guò)分依賴(lài)課件，將所有文字都轉(zhuǎn)到課件中，過(guò)于重視文字性?xún)?nèi)容，而不注重知識(shí)的解釋?zhuān)v授時(shí)則“照屏宣科”，教學(xué)效果很差。

（2）圖、動(dòng)畫(huà)和視頻是“水力學(xué)”學(xué)習(xí)的重要部分。而限于教師對(duì)各種課件制作技術(shù)的使用程度，水流現(xiàn)象的動(dòng)畫(huà)、視頻，水中受力的分解圖等得不到充分講解。

（3）幻燈制作時(shí)過(guò)于注重背景的花哨，而忽略了色彩搭配；更多是沒(méi)有考慮到幻燈片在教室內(nèi)放映的效果，字體顏色與背景色對(duì)比不鮮明，學(xué)生看起來(lái)不夠清晰。

三、水力學(xué)教學(xué)問(wèn)題的解決措施

1.板書(shū)教學(xué)與多媒體教學(xué)相輔相成

影響教學(xué)質(zhì)量的并非多媒體技術(shù)本身，而是低水平的多媒體課件與尚未成熟的“水力學(xué)”多媒體教學(xué)方法造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為現(xiàn)代教學(xué)的重要手段之一，但板書(shū)教學(xué)卻是“水力學(xué)”教學(xué)中任何一種教學(xué)手段不可替代的、最有效的教學(xué)方法?！昂诎?粉筆”教學(xué)可將公式從頭到尾的推導(dǎo)，將例題一步一步分析并解答，該教學(xué)模式對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有很大的提升，也為學(xué)生記錄筆記留下時(shí)間。由于在“水力學(xué)”學(xué)習(xí)中學(xué)生面對(duì)的是“無(wú)形”的水，以及各種水流現(xiàn)象和水力工程，通過(guò)現(xiàn)代化教學(xué)手段的運(yùn)用，讓學(xué)生直接觀察到各種水力現(xiàn)象，學(xué)生可以看見(jiàn)實(shí)際的水流，有助于學(xué)生理解，這是傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)無(wú)法達(dá)到的效果。

2.實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上，有意識(shí)地增加學(xué)生的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上逐步從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)渡到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，盡量多給學(xué)生留下思考的時(shí)間和創(chuàng)新的機(jī)會(huì)；經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的鍛煉，由易而難，由淺入深，循序漸進(jìn)，逐步完成設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)，以自主創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為最終目標(biāo)。總之，學(xué)生不再盲目地為完成實(shí)驗(yàn)而做實(shí)驗(yàn)，而是實(shí)驗(yàn)前有思考，實(shí)驗(yàn)方案中有創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)完成后有收獲，達(dá)到設(shè)計(jì)、操作、實(shí)踐能力全方位的鍛煉。

3.提高多媒體教學(xué)的效果

在多媒體教學(xué)中，要控制節(jié)奏，給予學(xué)生思考時(shí)間。既要通過(guò)動(dòng)畫(huà)引導(dǎo)學(xué)生思考、理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。不能一味地追求使用多媒體，否則會(huì)成為教學(xué)的干擾因素。針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法，巧妙地將多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。

教師可將教學(xué)內(nèi)容制作成多媒體課件，化抽象為直觀，以加深學(xué)生印象。而在公式推導(dǎo)、解題過(guò)程中，使用“板書(shū)教學(xué)”，側(cè)重在演算，使學(xué)生理解并掌握基本知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)邏輯推理的能力，為解決實(shí)際問(wèn)題打下基礎(chǔ)。教師應(yīng)隨時(shí)觀察學(xué)生的上課情況，并以此為根據(jù)，把握多媒體教學(xué)信息切換的速度。

設(shè)計(jì)“水力學(xué)”課件時(shí)，要把握好教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)基本內(nèi)容融會(huì)貫通，精心設(shè)計(jì)出符合學(xué)生的思維特點(diǎn)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)方式，使設(shè)計(jì)的課件與教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生等構(gòu)成相互協(xié)調(diào)的整體，并不斷優(yōu)化多媒體在“水力學(xué)”教學(xué)中應(yīng)用的新模式。

4.優(yōu)化教學(xué)手段

“水力學(xué)”課程有其自身的特殊性，譬如層流和紊流的雷諾試驗(yàn)、述液體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日法和歐拉法等。充分利用多媒體課件，密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將有助于學(xué)生理解水力學(xué)現(xiàn)象。這樣既增加學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，又將學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐能力聯(lián)系起來(lái)。就整個(gè)過(guò)程而言，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地提高了學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)效率。在理論教學(xué)方面中突顯多媒體教學(xué)的地位，在實(shí)踐教學(xué)方面培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和動(dòng)手能力是“水力學(xué)”多元化教學(xué)模式的精髓。

四、多元化教學(xué)模式的應(yīng)用與提高

1.教學(xué)模式“三個(gè)結(jié)合”

對(duì)于任何學(xué)科而言，一種單調(diào)的教學(xué)模式顯然無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代教育理念的要求。因此，要達(dá)到良好的教學(xué)效果，就必須重組、優(yōu)化已有教學(xué)模式，力求實(shí)現(xiàn)“三個(gè)結(jié)合”，即理論知識(shí)傳授與學(xué)生自主實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)實(shí)踐與組織學(xué)生參加科學(xué)研究相結(jié)合、課堂教學(xué)與課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合。要實(shí)現(xiàn)此目的必須進(jìn)一步調(diào)動(dòng)任課教師的積極性和主動(dòng)性，真正實(shí)現(xiàn)課堂授課與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互補(bǔ)充、相得益彰。

2.優(yōu)化多元教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量

無(wú)論什么課程，單調(diào)的教學(xué)模式將無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代教育的要求。為了達(dá)到良好的教學(xué)效果，就必須對(duì)已有的教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化，努力實(shí)現(xiàn)教學(xué)“三個(gè)結(jié)合”。在打破了實(shí)驗(yàn)依附理論的傳統(tǒng)教學(xué)模式基礎(chǔ)上建立多元化的教學(xué)模式，使“水力學(xué)”課程多元化教學(xué)成為學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和提高自主創(chuàng)新能力的有效途徑，并從根本上改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，這既有利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，也體現(xiàn)了高等學(xué)校的創(chuàng)新教育理念。

通過(guò)多年“水力學(xué)”教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，在現(xiàn)代教育理念的大背景下，一定的知識(shí)儲(chǔ)備、一些專(zhuān)業(yè)技能是完善教師自身素質(zhì)所必需的，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化多元教學(xué)模式，同時(shí)避免按部就班、注重嘗試創(chuàng)新也應(yīng)該得到教師的重視。通過(guò)合理地改進(jìn)教學(xué)方法以獲得良好的學(xué)習(xí)效率，最終培養(yǎng)出適合我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)需要的具有創(chuàng)新性質(zhì)的高素質(zhì)人才。

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（編輯：郝嬋）

作者簡(jiǎn)介：劉貞姬，副教授，碩士，石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院。研究方向：工程水力學(xué)教育及研究；劉煥芳，教授，博士，石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院。研究方向：工程水力學(xué)教育及研究；宗全利，教授，博士，石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院。研究方向：工程水力學(xué)教育及研究；金瑾，講師，碩士，石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院。研究方向：工程水力學(xué)教育及研究。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-0568（2016）05-0015-03

【基金項(xiàng)目】本文系石河子大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“‘水力學(xué)’課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新研究”（編號(hào)：KG-2013-27）的研究成果。