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(qiáng)、內(nèi)容抽象、公式多等特點(diǎn)。通過分析水力學(xué)課程特點(diǎn)及存在問題，從理論、實(shí)踐、考核三個(gè)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(yàn)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(hào)：G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：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(duì)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(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科，是力學(xué)的一個(gè)重要分支。該課程抽象概念多、理論公式多、修正系數(shù)多、計(jì)算煩瑣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)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(duì)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(duì)象是以水為代表液體，它容易流動(dòng)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(dá)不到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

鑒于水力學(xué)課程的特點(diǎn)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(shí)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(biāo)和該課程的特點(diǎn)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(shí)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(biāo)。

2 課程特點(diǎn)

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(jì)算公式、恒定總流連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程、有壓管道水力計(jì)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(shí)，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(dòng)，使水力學(xué)這門課程具有復(fù)雜化和抽象化的特點(diǎn)。

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(duì)后續(xù)課程知識(shí)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(dòng)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(qiáng)烈的為難情緒，整個(gè)學(xué)習(xí)的過程很被動(dòng)，缺少學(xué)習(xí)的激情，影響課堂講授效果。

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

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

教學(xué)內(nèi)容缺乏針對(duì)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(shí)踐特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。同時(shí)，高職學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)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(dòng)性;有的學(xué)生不知道自己的專業(yè)方向，意識(shí)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(biāo)，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(diǎn)，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(diǎn)，進(jìn)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(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方式。對(duì)于理論公式的推導(dǎo)過程，如能量方程、動(dòng)量方程、平面曲面靜水總壓力的計(jì)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(duì)學(xué)生基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和基礎(chǔ)物理較差的特點(diǎn)，推導(dǎo)之前先回顧牛頓第二定理、動(dòng)量定理、定積分等知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生循序漸進(jìn)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(jì)算實(shí)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(huì)讓學(xué)生感受到挑戰(zhàn)困難、獲得成功的成就感，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。對(duì)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(shí)則可采取多媒體輔助教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)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(jì)問題—探究—答疑的教學(xué)案例。水力學(xué)中很多知識(shí)點(diǎn)都是從日常生活中總結(jié)得出的[5]，將日常生活、工程實(shí)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(shí)點(diǎn)。問題—探究—答疑這個(gè)過程是教師在課前把所需知識(shí)點(diǎn)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(shí)點(diǎn)，根據(jù)自己的想法，進(jìn)一步掌握各種知識(shí)點(diǎn);最后回到問題，讓學(xué)生利用課堂所學(xué)知識(shí)解決問題，同時(shí)自己歸納總結(jié)。

如講解虹吸管水力計(jì)算時(shí)，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(rèn)識(shí)過程，可以督促學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)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(dòng)思考和實(shí)踐能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

3）增強(qiáng)與工程實(shí)踐、專業(yè)課之間的聯(lián)系。水力學(xué)安排在第二個(gè)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(shí)，對(duì)于一些工程方面的認(rèn)識(shí)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(jì)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(shí)與實(shí)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(shí)點(diǎn)將會(huì)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(jì)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(jì)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(jì)、管徑選取的重要內(nèi)容。

實(shí)踐教學(xué)方面的改革

1）定制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。針對(duì)水力學(xué)課程中的一些知識(shí)點(diǎn)，量身定制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。比如能量方程中，利用一些管件、配件、小型水輪發(fā)電機(jī)、小型循環(huán)水泵定制等制作能量轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn)裝置。根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書，讓學(xué)生按照?qǐng)D紙自己組裝實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)。調(diào)整水力學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排成多樣化、啟發(fā)式，每次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師提前在課堂中主要講授實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dú)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(duì)教師的依賴性。同時(shí)，要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)后一周內(nèi)完成數(shù)據(jù)的整理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，給學(xué)生充分的時(shí)間整理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將會(huì)得到更好的效果。

考核體系方面的改革? 考試是對(duì)教師教與學(xué)生學(xué)的成果檢驗(yàn)，是激勵(lì)教師與學(xué)生的機(jī)制。構(gòu)建學(xué)生考核標(biāo)準(zhǔn)，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(píng)價(jià)（平時(shí)成績）和終結(jié)性評(píng)價(jià)（期末考試成績）、實(shí)驗(yàn)性評(píng)價(jià)（實(shí)驗(yàn)成績）有機(jī)結(jié)合。

過程性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(rèn)真學(xué)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)性評(píng)價(jià)包括實(shí)驗(yàn)中儀器的操作規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與記錄、定制實(shí)驗(yàn)的完成情況、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。將實(shí)驗(yàn)性評(píng)價(jià)作為考核部分，可以提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的參與性、積極性、創(chuàng)新性。

課程總評(píng)成績中過程性評(píng)價(jià)（平時(shí)成績）占30%，實(shí)驗(yàn)性評(píng)價(jià)（實(shí)驗(yàn)成績）占20%，終結(jié)性評(píng)價(jià)（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(shí)積累的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，注重知識(shí)的融會(huì)貫通，將“教知識(shí)”轉(zhuǎn)換為“提能力”，提升學(xué)生的實(shí)際工程應(yīng)用能力。

5 結(jié)語

本文對(duì)水力學(xué)教學(xué)過程出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，從理論教學(xué)、實(shí)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(shí)踐素質(zhì)。

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