岳志芳

摘? 要 水力學(xué)是高職院校給排水工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容具有理論性強、內(nèi)容抽象、公式多等特點。通過分析水力學(xué)課程特點及存在問題，從理論、實踐、考核三個方面提出相應(yīng)的改革措施，為水力學(xué)課程建設(shè)與改革提供可以借鑒的經(jīng)驗與示范。

關(guān)鍵詞 高職;水力學(xué);教學(xué)改革;排水工程技術(shù)

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）22-0084-03

Teaching Reform Method of Hydraulics Course in Higher Voca-tional Colleges//YUE Zhifang

Abstract Hydraulics is a professional basic course for water supply and drainage engineering technology in higher vocational colleges. The course content is theoretically strong， abstract in content， and

has many formulas. By analyzing the characteristics and existing pro-

blems of hydraulics courses， the author puts forward corresponding reform measures in the aspects of theory， practice and assessment， and provides experience and demonstration for the construction and reform of hydraulics curriculum.

Key words vocational college; hydraulics; teaching reform; drainage

engineering technology

1 引言

水力學(xué)是高職院校給排水工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，是學(xué)生專業(yè)能力形成及職業(yè)崗位任職能力發(fā)展必不可少的依托。其課程內(nèi)容與很多專業(yè)課程相互滲透[1-2]，對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用。

水力學(xué)是研究液體的平衡規(guī)律和機械運動規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科，是力學(xué)的一個重要分支。該課程抽象概念多、理論公式多、修正系數(shù)多、計算煩瑣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對公式及相關(guān)系數(shù)理解困難，學(xué)習(xí)難度大，因此，這門課程對于高職院校的學(xué)生來說是比較難學(xué)的。另外，水力學(xué)的研究對象是以水為代表液體，它容易流動且沒有固定的形狀[3]，研究方法和固體的完全不一樣。而高職院校學(xué)生普遍存在理論學(xué)習(xí)興趣不高、基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)薄弱等問題，導(dǎo)致課堂教學(xué)效果達不到預(yù)期教學(xué)目標。

鑒于水力學(xué)課程的特點以及高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，現(xiàn)階段的教學(xué)方式與技能型人才培養(yǎng)的要求、學(xué)生實操能力的提升不匹配[3]。在雙一流建設(shè)過程中，根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標和該課程的特點優(yōu)化教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉學(xué)生的實操能力，提高課程教學(xué)效率和質(zhì)量，是這門課程教學(xué)方法改革的重要目標。

2 課程特點

從教材內(nèi)容看，課程中大多數(shù)是理論公式，包括液體平衡微分方程式、平面及曲面靜水總壓力的計算公式、恒定總流連續(xù)性方程、能量方程和動量方程、有壓管道水力計算公式等[4]，這些理論公式均涉及高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理及其他力學(xué)的相關(guān)知識，推導(dǎo)過程煩瑣復(fù)雜。

從研究內(nèi)容看，水力學(xué)研究的是液體的力學(xué)規(guī)律，液體沒有固定的形狀并且容易流動，使水力學(xué)這門課程具有復(fù)雜化和抽象化的特點。

從課程體系看，水力學(xué)是給排水技術(shù)工程的專業(yè)基礎(chǔ)課，它工程應(yīng)用的內(nèi)容涉及很多專業(yè)課，對后續(xù)課程知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建起著中間橋梁的重要作用。

3 課程存在問題

學(xué)生學(xué)習(xí)主動性較差? 高職院校的學(xué)生基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和物理都比較薄弱，在學(xué)習(xí)過程中很難將數(shù)學(xué)、物理及力學(xué)原理與水力學(xué)的公式聯(lián)系到一起，從而產(chǎn)生強烈的為難情緒，整個學(xué)習(xí)的過程很被動，缺少學(xué)習(xí)的激情，影響課堂講授效果。

實驗實訓(xùn)條件較差? 由于校內(nèi)實驗室條件和實驗學(xué)時數(shù)有限，目前課程中開設(shè)的實驗主要是驗證性和演示性實驗，教師講解、操作、演示，學(xué)生參照實驗指導(dǎo)書開展實驗，實驗過程完全依托于教師。這樣的實驗過程不利于學(xué)生主動思考問題和分析問題，不利于提高學(xué)生的實操能力，很多學(xué)生做完實驗后還是知其然不知其所以然。

課時壓縮明顯? 隨著職業(yè)教育改革、高職擴招，人才培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置和學(xué)時分配發(fā)生很大改變。水力學(xué)課程的課時被不斷壓縮，但是對于教學(xué)內(nèi)容還追求全面。這就要求任課教師在學(xué)時數(shù)較少的情況下講解全面的內(nèi)容，課堂傳授的知識點太多，高職學(xué)生在短時間內(nèi)很難接受，更談不上對所學(xué)知識的應(yīng)用了，使得難以實現(xiàn)教學(xué)目標。

教學(xué)內(nèi)容缺乏針對性? 有的教師在教學(xué)過程中不能很好地結(jié)合專業(yè)工程實踐特點進行教學(xué)。同時，高職學(xué)生的學(xué)習(xí)目標和學(xué)習(xí)任務(wù)不明確，很多學(xué)生依然習(xí)慣于傳統(tǒng)的注入式教學(xué)方法，學(xué)習(xí)沒有主動性;有的學(xué)生不知道自己的專業(yè)方向，意識不到水力學(xué)課程的重要性，在學(xué)習(xí)過程中沒有明確的學(xué)習(xí)目標，學(xué)習(xí)效果也很難改善。

4 課程教學(xué)改革方法

以高職教育為出發(fā)點，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為主導(dǎo)，結(jié)合課程及給排水工程技術(shù)專業(yè)的特點，進行水力學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革。

理論教學(xué)方面的改革

1）采取多樣化的教學(xué)方法。在課堂講授過程中，針對不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方式。對于理論公式的推導(dǎo)過程，如能量方程、動量方程、平面曲面靜水總壓力的計算公式推導(dǎo)，采用板書與講授的方式教學(xué)，板書講解速度慢，學(xué)生可以緊跟教師的思路。針對學(xué)生基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和基礎(chǔ)物理較差的特點，推導(dǎo)之前先回顧牛頓第二定理、動量定理、定積分等知識點，讓學(xué)生循序漸進地理解理論方程和公式的推導(dǎo)過程。在應(yīng)用方面，多布置計算實例，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)課堂教學(xué)中完成，遇到問題自主學(xué)習(xí)、分組討論解決，這樣會讓學(xué)生感受到挑戰(zhàn)困難、獲得成功的成就感，從而增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。對于真空、水擊、氣蝕等比較抽象的概念以及一些作用效果方面，僅僅依靠板書和講授是很難讓學(xué)生順利理解的，這時則可采取多媒體輔助教學(xué)進行相應(yīng)的動畫演示，能夠使學(xué)生直觀形象地觀察一些變化流程。板書教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合，教學(xué)效果顯著。

2）設(shè)計問題—探究—答疑的教學(xué)案例。水力學(xué)中很多知識點都是從日常生活中總結(jié)得出的[5]，將日常生活、工程實例和課堂教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系，可幫助學(xué)生更好地掌握知識點。問題—探究—答疑這個過程是教師在課前把所需知識點的日常生活問題拋給學(xué)生，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、參考書等渠道收集資料;然后讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)重要的知識點，根據(jù)自己的想法，進一步掌握各種知識點;最后回到問題，讓學(xué)生利用課堂所學(xué)知識解決問題，同時自己歸納總結(jié)。

如講解虹吸管水力計算時，先從家用小型魚缸換水引出問題：水為什么能不借助外部能量而從魚缸里源源不斷地流出？帶著疑問，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣倍增。最后，能量方程的應(yīng)用幫助學(xué)生解答了問題。這種教學(xué)方式符合人由感性到理性、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認識過程，可以督促學(xué)生利用所學(xué)知識解釋日常生活中的問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力、主動思考和實踐能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

3）增強與工程實踐、專業(yè)課之間的聯(lián)系。水力學(xué)安排在第二個學(xué)期，學(xué)生在上課之前基本沒接觸過給排水工程技術(shù)專業(yè)的專業(yè)性知識，對于一些工程方面的認識也很淺顯。在上課過程中可以為學(xué)生播放一些專業(yè)方面的視頻及紀錄片，比如有關(guān)三峽水利工程的視頻、大城市老舊城區(qū)管網(wǎng)改造的視頻。將理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合，讓學(xué)生明白水力學(xué)這門課程在本專業(yè)中的重要性，提高與激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與積極性。

4）建立課程體系。水力學(xué)是給排水工程技術(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其中很多內(nèi)容都涉及后續(xù)多門專業(yè)課。在課程的學(xué)習(xí)中，應(yīng)該幫助學(xué)生建立課程體系，讓學(xué)生明白相關(guān)知識點將會應(yīng)用在什么專業(yè)課中。例如：有壓管道中的水泵吸水管和壓水管的水力計算、水泵安裝高度的確定等，是水泵與水泵站課程的重要內(nèi)容，涉及工程中水泵選型安裝等問題;管路系統(tǒng)中的沿程水頭損失和局部水頭損失的計算問題，是給排水管道工程中給水管網(wǎng)平差的重要內(nèi)容;連續(xù)性方程中流量、流速與斷面面積之間的關(guān)系，是建筑給排水課程中給水管道流量設(shè)計、管徑選取的重要內(nèi)容。

實踐教學(xué)方面的改革

1）定制實驗項目。針對水力學(xué)課程中的一些知識點，量身定制實驗項目。比如能量方程中，利用一些管件、配件、小型水輪發(fā)電機、小型循環(huán)水泵定制等制作能量轉(zhuǎn)換的實驗裝置。根據(jù)實驗任務(wù)書，讓學(xué)生按照圖紙自己組裝實驗裝置，測量流速、流量、電壓，處理數(shù)據(jù)，分析流量與流速、電壓之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從中理解水力學(xué)能量方程中能量相互轉(zhuǎn)換的原理。

2）開展“多樣化、啟發(fā)式”實驗教學(xué)。調(diào)整水力學(xué)實驗內(nèi)容，將實驗內(nèi)容安排成多樣化、啟發(fā)式，每次的實驗內(nèi)容，教師提前在課堂中主要講授實驗原理，實驗操作步驟、數(shù)據(jù)處理需要用到的公式由學(xué)生自學(xué)。在實驗過程中，學(xué)生遇到問題、儀器故障、疑惑等，教師不直接回答，主要是通過啟發(fā)、引導(dǎo)的方式，指明解決難題的方向。學(xué)生通過獨立思考，自尋解決問題的依據(jù)，制訂解決問題的方案，減少對教師的依賴性。同時，要求學(xué)生實驗后一周內(nèi)完成數(shù)據(jù)的整理、實驗報告的撰寫，給學(xué)生充分的時間整理實驗內(nèi)容，將會得到更好的效果。

考核體系方面的改革? 考試是對教師教與學(xué)生學(xué)的成果檢驗，是激勵教師與學(xué)生的機制。構(gòu)建學(xué)生考核標準，完善考核體系，是水力學(xué)課程教學(xué)改革的重要內(nèi)容?？己梭w系應(yīng)該將過程性評價（平時成績）和終結(jié)性評價（期末考試成績）、實驗性評價（實驗成績）有機結(jié)合。

過程性評價包括學(xué)生日常自主學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況等。將過程性評價作為重要考核部分，可以提高學(xué)生日常學(xué)習(xí)的熱情和積極性，促使學(xué)生從始至終認真學(xué)習(xí)。

實驗性評價包括實驗中儀器的操作規(guī)范性、實驗現(xiàn)象的觀察與記錄、定制實驗的完成情況、實驗數(shù)據(jù)的處理及實驗報告的撰寫。將實驗性評價作為考核部分，可以提高學(xué)生在實驗課中的參與性、積極性、創(chuàng)新性。

課程總評成績中過程性評價（平時成績）占30%，實驗性評價（實驗成績）占20%，終結(jié)性評價（期末考試成績）占50%。這樣的考核體系可以改變學(xué)生過去只重視期末突擊而不重視平時積累的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，注重知識的融會貫通，將“教知識”轉(zhuǎn)換為“提能力”，提升學(xué)生的實際工程應(yīng)用能力。

5 結(jié)語

本文對水力學(xué)教學(xué)過程出現(xiàn)的問題進行分析，從理論教學(xué)、實踐教學(xué)和考核體系方面提出教學(xué)改革的措施，以提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、目的性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，有效地提高學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和工程實踐素質(zhì)。

參考文獻

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