微課教學(xué)在《水力學(xué)》課程中的應(yīng)用淺析

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（華北電力大學(xué)可再生能源學(xué)院，北京 102206）

摘要：微課作為一種促進(jìn)教學(xué)發(fā)展的新興教學(xué)方式，是目前教育領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。本文通過(guò)分析水力學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)和微課特征，對(duì)微課在《水力學(xué)》課程中的運(yùn)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探討，以提高教學(xué)效果，為《水力學(xué)》課程教學(xué)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：微課；水力學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）24-0070-02

《水力學(xué)》課程是高等院校水利類各專業(yè)的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是土木、環(huán)境、機(jī)械、熱能、化工、礦山、冶金等諸多專業(yè)都需要掌握的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，有著承上啟下的作用，是學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。由于該課程具有概念多、公式多、系數(shù)多和工程實(shí)踐強(qiáng)的特點(diǎn)，是許多學(xué)生反映難學(xué)的一門(mén)課程。因此，本文嘗試運(yùn)用以多媒體技術(shù)和信息技術(shù)為媒介的微課，對(duì)《水力學(xué)》課程進(jìn)行教學(xué)改革，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂教學(xué)的實(shí)效性，幫助學(xué)生更好地掌握《水力學(xué)》課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并能運(yùn)用于工程實(shí)踐。

一、《水力學(xué)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀

《水力學(xué)》課程通常開(kāi)設(shè)于水利類專業(yè)二年級(jí)第二學(xué)期和三年級(jí)第一學(xué)期兩個(gè)階段，一般6個(gè)學(xué)分。該課程主要闡述研究液體（水）在靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水利工程設(shè)計(jì)、施工和管理中常見(jiàn)的水力學(xué)問(wèn)題，并能進(jìn)行水流現(xiàn)象分析與水力計(jì)算。水力學(xué)教學(xué)主要采用課堂講授，特點(diǎn)如下。

1.知識(shí)面廣，理論性、綜合性強(qiáng)。水力學(xué)課程涉及高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)和材料力學(xué)等相關(guān)的知識(shí)，對(duì)高數(shù)和物理要求較高，且理論性、邏輯性較強(qiáng)，在講課過(guò)程中，有大量的理論公式及公式推導(dǎo)，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中緊跟教材內(nèi)容及教師講課思路，才能對(duì)整個(gè)課程知識(shí)體系有較好地掌握。

2.研究對(duì)象抽象。水力學(xué)的研究對(duì)象是以水為代表的液體，它沒(méi)有一定的形狀，且具有流動(dòng)性，研究方法與固體質(zhì)點(diǎn)系法完全不一樣，而學(xué)生受慣性思維的影響，理解困難，學(xué)習(xí)難度大。

3.學(xué)時(shí)少、課題信息量大。水力學(xué)教學(xué)課時(shí)正不斷被壓縮，但課程學(xué)習(xí)內(nèi)容隨著學(xué)科的發(fā)展反而較以前有所增加，要求教師在較少的學(xué)時(shí)數(shù)下講授較多的內(nèi)容，課堂信息量大，學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)很難消化及吸收，更談不上應(yīng)用。

4.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式簡(jiǎn)單，一般是先向?qū)W生講述實(shí)驗(yàn)原理、目的和操作步驟，然后進(jìn)行演示，讓學(xué)生進(jìn)行操作，課后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種教學(xué)模式限制學(xué)生的主動(dòng)性，學(xué)生往往知其然而不知其所以然，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告雷同現(xiàn)象嚴(yán)重。為解決這些問(wèn)題針對(duì)此種現(xiàn)狀，可以將微課與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式和課時(shí)的不足，以達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

二、微課教學(xué)運(yùn)用現(xiàn)狀

微課是2008年美國(guó)學(xué)者David Penrose提出的，當(dāng)時(shí)的主要目的是為在線學(xué)習(xí)或?yàn)橐苿?dòng)學(xué)習(xí)提供服務(wù)，后來(lái)美國(guó)青年SalmanKhan嘗試通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)視頻進(jìn)行異地教學(xué)輔導(dǎo)時(shí)，利用視頻設(shè)備錄制10分鐘左右的教學(xué)視頻并將其上傳到網(wǎng)絡(luò)供大家免費(fèi)使用，引起大家對(duì)微課的關(guān)注。我國(guó)自2011年提出“微課”概念后，微課在國(guó)內(nèi)得到迅速發(fā)展。微課是指根據(jù)教學(xué)實(shí)踐或教學(xué)大綱的要求，以3—10分鐘的小視頻為主要載體，著重講解某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的微型小課程。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，微課主要具有以下特征。

1.內(nèi)容短小精悍。微課時(shí)長(zhǎng)一般不超過(guò)10分鐘，一個(gè)視頻只講一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。由于視頻短，內(nèi)容少，便于學(xué)生利用零散時(shí)間進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，因此可以將水力學(xué)中每章的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)做成微課，便于學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)。

2.不受時(shí)間和地點(diǎn)限制。只要有一臺(tái)能上網(wǎng)的終端，就可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)下載微課視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)，有很大的自主空間。

3.適應(yīng)不同的學(xué)生。學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和接受程度控制視頻播放的快慢，不明白地方還可以反復(fù)播放，大大提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的接收能力。

三、微課在《水力學(xué)》課程中的運(yùn)用方式

1.確定微課教學(xué)的目的與內(nèi)容。梳理教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)《水力學(xué)》課程中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)及相互聯(lián)系，細(xì)化知識(shí)點(diǎn)并選定微課教學(xué)內(nèi)容，確定教學(xué)目標(biāo)；盡可能多地收集典型的工程圖片、視頻動(dòng)畫(huà)等教學(xué)資源，完成微課的教學(xué)設(shè)計(jì)。微課內(nèi)容應(yīng)根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平、知識(shí)層次和認(rèn)知特點(diǎn)，針對(duì)不同的學(xué)生制定不同的微課課程，進(jìn)行層次化教學(xué)，以提高微課課程的覆蓋面。一個(gè)微課就是一個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)，需要集中解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生可以針對(duì)自己的不足進(jìn)行對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)課程的理解。

2.將《水力學(xué)》課程中一些抽象的概念或重點(diǎn)、難點(diǎn)等錄制成微課。對(duì)于一些學(xué)生難于理解的抽象概念，可以采用動(dòng)畫(huà)或視頻等多媒體技術(shù)將其制作成直觀的微課，如在講述湍流形成過(guò)程時(shí)，若用動(dòng)畫(huà)將水流受到干擾時(shí)產(chǎn)生波動(dòng)、波幅變大、形成渦體、渦體脫離、發(fā)生摻混等過(guò)程形象地展現(xiàn)出來(lái)，則會(huì)有效提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解，其課堂教學(xué)效果將遠(yuǎn)超過(guò)純講授教學(xué)。在講述水力學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容——描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法時(shí)，可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)將拉格朗日法和歐拉法這兩種方法的特點(diǎn)生動(dòng)、形象地講授給學(xué)生，加深學(xué)生對(duì)歐拉法中加速度的理解與掌握。教師也可以將課堂教學(xué)的重點(diǎn)放在答疑解惑和引導(dǎo)學(xué)生探究知識(shí)、自主學(xué)習(xí)知識(shí)上。

3.將復(fù)雜公式或方程的推導(dǎo)過(guò)程和典型習(xí)題的解題過(guò)程制作成微課。水力學(xué)的公式或方程推導(dǎo)很多，例如內(nèi)摩擦力、靜水壓強(qiáng)、切應(yīng)力、水擊壓強(qiáng)、水擊波傳播速度等計(jì)算公式以及恒定總流連續(xù)性方程、恒定總流能量方程，恒定總流動(dòng)量方程、明渠恒定非均勻漸變流微分方程、水躍方程、非恒定流基本方程、液體運(yùn)動(dòng)連續(xù)性方程、理想液體運(yùn)動(dòng)微分方程以及實(shí)際液體運(yùn)動(dòng)微分方程等，若將它們制作成微課視頻，學(xué)生通過(guò)反復(fù)觀看，理解掌握相關(guān)知識(shí)和解題方法，為培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力、解決實(shí)際問(wèn)題打下基礎(chǔ)。

4.將水力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的實(shí)驗(yàn)操作步驟制作成微課，將教師從課堂現(xiàn)場(chǎng)演示操作中解放出來(lái)，不僅可以避免教師在課堂上演示操作時(shí)因失誤而誤導(dǎo)學(xué)生，使教師將主要精力放在解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中遇到的問(wèn)題，或指導(dǎo)學(xué)生操作中存在的問(wèn)題，而且學(xué)生也可通過(guò)反復(fù)觀看微課視頻，獲得更直觀規(guī)范的操作技能，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

5.將微課應(yīng)用于課前預(yù)習(xí)和課后鞏固。教師在課前可以設(shè)置問(wèn)題，或根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和新知識(shí)所需的銜接知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)制作微課，引導(dǎo)學(xué)生提前利用微課進(jìn)行預(yù)習(xí)，為新課學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備；學(xué)生課后可以通過(guò)反復(fù)觀看相關(guān)微課，以查漏補(bǔ)缺，鞏固在課堂上沒(méi)有學(xué)會(huì)的知識(shí)；利用微課加強(qiáng)教學(xué)的課后補(bǔ)充，為學(xué)生提供回顧和梳理課堂講述知識(shí)的微課資源，彌補(bǔ)課堂教學(xué)中存在的缺陷或課后遺忘，幫助學(xué)生完成教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)；設(shè)計(jì)好少而精的習(xí)題并制作微課，以檢查學(xué)習(xí)效果，鞏固相關(guān)知識(shí)。

四、結(jié)論

微課作為一種促進(jìn)教學(xué)發(fā)展的新興教學(xué)方式，已成為目前教育領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。水力學(xué)作為水利類專業(yè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生運(yùn)用水力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力培養(yǎng)至關(guān)重要。本文在對(duì)水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題和微課教學(xué)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，詳細(xì)探討了微課在《水力學(xué)》課程中的運(yùn)用方式。微課作為傳統(tǒng)教學(xué)方式是一個(gè)很好的補(bǔ)充，不僅為學(xué)生提供一種再學(xué)習(xí)的有效途徑，也為教師提供了一種行之有效的課后補(bǔ)充教學(xué)方式，讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)微課實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化鞏固練習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果，并能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)，打破時(shí)間、空間的限制。但微課并不能替代傳統(tǒng)課堂教學(xué)，一個(gè)微課只是針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，對(duì)知識(shí)整體把控性較差，因此，將微課教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，對(duì)促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展和提高學(xué)生學(xué)業(yè)水平具有重要的意義。目前水力學(xué)微課教學(xué)還處于實(shí)踐探索階段，微課的設(shè)計(jì)、制作及應(yīng)用會(huì)面臨很多挑戰(zhàn)，需要通過(guò)大量的學(xué)習(xí)和借鑒才能使微課程真正在教學(xué)中發(fā)揮作用。

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