基于項(xiàng)目式教學(xué)模式在水力學(xué)課程中的探索與應(yīng)用

李方紅+李鐸+燕良東

摘要：水力學(xué)課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門技術(shù)型的課程。為了提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，本文將項(xiàng)目式教學(xué)模式在恒定液體的能量方程部分進(jìn)行了探索與應(yīng)用；闡述了項(xiàng)目教學(xué)模式在本課程中應(yīng)用的特點(diǎn)，結(jié)果證明項(xiàng)目式教學(xué)模式是可取的。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式教學(xué)；水力學(xué)；能量方程；噴灌

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）41-0178-02

水力學(xué)課程是一門基礎(chǔ)課，也是一門技術(shù)性課程，是本校水文與水資源工程專業(yè)、地下水科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程在整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中具重要性。水力學(xué)是研究以水為代表的液體的宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律，及其在工程技術(shù)中的應(yīng)用，有很強(qiáng)的實(shí)踐性，在工程中（修筑水壩、輸水管道、修建橋梁、地下鐵道等）有廣泛的應(yīng)用。水資源緊缺的情況下，推廣的節(jié)水灌溉技術(shù)中的滴灌、微噴灌、滲灌、噴灌等灌水技術(shù)中也需要解決一系列的水力學(xué)問題，要計(jì)算水管路中的流量、流速、水壓和水頭損失，同時(shí)要選擇合適的水泵、合理的水源等一系列的水力計(jì)算的問題，本文利用所學(xué)知識(shí)把噴灌工程的應(yīng)用引入到課程中來(lái)。

傳統(tǒng)授課過程中，教師基本上都是按照教材的目錄章節(jié)將知識(shí)點(diǎn)一點(diǎn)一點(diǎn)地分塊講解，沒有注重知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性和周密性，學(xué)生們的運(yùn)用能力和實(shí)際技能的掌握程度將無(wú)法體現(xiàn)，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)就是“我講你聽，滿堂灌”，甚至填鴨式的課堂講授，而學(xué)生采取全盤機(jī)械接受，甚至死記硬背的學(xué)習(xí)方式。考試成績(jī)幾乎是唯一衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效依據(jù)，這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)只適合應(yīng)試而不適合專業(yè)人才的培養(yǎng)。為了將所學(xué)知識(shí)活學(xué)活用，將項(xiàng)目式教學(xué)模式引入到水力學(xué)課程教學(xué)過程中非常必要，這種教學(xué)模式有助于提高教學(xué)質(zhì)量。

一、概述

項(xiàng)目教學(xué)是一種行為引導(dǎo)式的教學(xué)模式，是在教學(xué)過程中教師、學(xué)生一起實(shí)施具體的項(xiàng)目工作，其教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目的是與具體項(xiàng)目相結(jié)合的一種教學(xué)方法，是以培養(yǎng)實(shí)用性人才為目的教學(xué)模式，主張學(xué)生進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)，通過自己的探索找到學(xué)習(xí)樂趣和解決問題的方法與思路。隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)技能型人才的需求迅速擴(kuò)大，為了使學(xué)生在離開校園后更適應(yīng)社會(huì)，教師急需改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。項(xiàng)目教學(xué)法中，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)出知識(shí)比較系統(tǒng)，學(xué)生可討論、查閱的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程中，從而對(duì)理論知識(shí)獲取到新的認(rèn)知和體會(huì)，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)學(xué)生在社會(huì)實(shí)踐中具有指導(dǎo)意義。

二、研究?jī)?nèi)容

結(jié)合本校水文與水資源工程專業(yè)，通過對(duì)水力學(xué)教學(xué)大綱分析得出：水靜力學(xué)（大氣壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、絕對(duì)壓強(qiáng)、重力作用下靜水壓強(qiáng)的基本公式、測(cè)壓管水頭為常數(shù)）、水動(dòng)力學(xué)中的基本概念（歐拉法、拉格朗日法、恒定流、非恒定流、均勻流、非均勻流、漸變流、急變流、過水?dāng)嗝?、流量、斷面平均流速等），連續(xù)性方程（A1v1=A2v2，A代表過水?dāng)嗝妫瑅代表斷面平均流速）、伯努利方程（在不可壓縮理想流體恒定流情況下，微小流束內(nèi)不同的過水?dāng)嗝嫔?，單位重量液體具有的機(jī)械能保持守恒）和動(dòng)量方程（單位時(shí)間內(nèi)，所研究六段通過下游斷面流出的動(dòng)量和通過上有斷面流入的動(dòng)量之差等于作用于總流流段上的所有外力的矢量和）等三大方程的適用條件（流動(dòng)必須是恒定流，并且流體是不可壓縮的、作用于流體上的質(zhì)量力只有重力、所取的上下游兩個(gè)斷面應(yīng)在漸變流段中，以符合斷面上測(cè)壓管水頭等于常數(shù)這一條件、在所取的兩個(gè)過水?dāng)嗝嬷g，流量保持不變，其間沒有流量的匯入與分出）及其實(shí)際應(yīng)用，是該課程要掌握的核心內(nèi)容。

本次教學(xué)中將實(shí)際液體能量方程的內(nèi)容用項(xiàng)目教學(xué)模式的思路融入教學(xué)環(huán)節(jié)，通過教師的講解、引導(dǎo)，學(xué)生們通過分析、討論來(lái)掌握這部分知識(shí)點(diǎn)。

三、實(shí)例研究

1.教學(xué)基礎(chǔ)。對(duì)伯努利方程中的水力要素：位置水頭、壓強(qiáng)水頭、測(cè)壓管水頭、流速水頭、沿程水頭損失、局部水頭損失等以及水泵的揚(yáng)程、流量、有效功率、允許真空值等概念已進(jìn)行了基礎(chǔ)性的講解，學(xué)生對(duì)實(shí)際項(xiàng)目中擬解決的參數(shù)已熟練掌握。

2.項(xiàng)目的引出及教學(xué)思路。通過實(shí)際生活中的一些圖片、視頻來(lái)啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生去思考、發(fā)現(xiàn)與該部分所授內(nèi)容緊密相關(guān)的實(shí)際工程，課下需要學(xué)生查閱資料、相互討論來(lái)列出一部分相關(guān)項(xiàng)目以及哪些方面可通過水力學(xué)知識(shí)解決。課堂上教師根據(jù)課程的授課計(jì)劃及教學(xué)安排來(lái)確定一類項(xiàng)目，學(xué)生再分析需要考慮的問題，環(huán)環(huán)相扣，課堂氣氛活躍，通過分析討論，理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)能系統(tǒng)地消化，達(dá)到教學(xué)的目的。本次授課以校園草坪的噴灌工程設(shè)計(jì)為例，學(xué)生通過查閱資料會(huì)發(fā)現(xiàn)：草坪每次需要噴多少水、每次噴多少時(shí)間、一年需要噴灑多少次、管網(wǎng)如何布設(shè)、每個(gè)噴頭正常工作需要多大的壓力，整個(gè)系統(tǒng)的水頭損失如何計(jì)算、需要多大功率的水泵才能保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行、對(duì)水質(zhì)有哪些要求、這項(xiàng)工程要花多少錢、大概工期等等一系列的問題都會(huì)出來(lái)，要解決這些問題需要對(duì)實(shí)際液體的能量方程以及水泵水力計(jì)算進(jìn)行系統(tǒng)講解，并聯(lián)系到了農(nóng)田水利學(xué)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)等相關(guān)課程的專業(yè)課程，既體現(xiàn)了水力學(xué)課程是一門基礎(chǔ)課，又體現(xiàn)了水力學(xué)課程是一門技術(shù)性的課程。教學(xué)思路及課程安排見圖1。

3.教學(xué)效果。項(xiàng)目教學(xué)法，在教學(xué)方法和教學(xué)效果上都具有很多特點(diǎn)。項(xiàng)目教學(xué)模式注重培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力，要求學(xué)生們不僅要掌握基礎(chǔ)知識(shí)還要應(yīng)用到實(shí)際問題中，解決實(shí)際問題；項(xiàng)目教學(xué)模式，要求教師在教學(xué)過程中必須注意結(jié)合內(nèi)容與實(shí)際，通過學(xué)生獨(dú)立思考、小組討論、教師引導(dǎo)等方式達(dá)到其教學(xué)效果；項(xiàng)目教學(xué)模式通過教師的引導(dǎo)、學(xué)生的討論，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，避免在日后的學(xué)習(xí)、應(yīng)用中犯同樣的錯(cuò)誤。通過該噴灌工程的介紹，學(xué)生明白了知識(shí)點(diǎn)的有效性和實(shí)用性，同時(shí)也了解到項(xiàng)目的實(shí)施有可行性研究、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、管理運(yùn)行等階段，通過該項(xiàng)目教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)新性，使學(xué)生對(duì)實(shí)際工程的具體實(shí)施有了較具體、系統(tǒng)的了解。

4.項(xiàng)目教學(xué)模式的教學(xué)反思。教學(xué)改革的環(huán)節(jié)要進(jìn)行不斷的反思和評(píng)價(jià)，才能保證改革的成效。本次授課存在以下不足：①項(xiàng)目教學(xué)模式是從課程第二章的中間引入的，可能有一部分同學(xué)對(duì)這種教學(xué)模式有點(diǎn)不適應(yīng)，影響總體成效；②部分同學(xué)思維還停留在部分專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)方法上。今后的教學(xué)全過程中急需加強(qiáng)和調(diào)動(dòng)“以學(xué)生為主”的課堂氛圍，讓學(xué)生積極主動(dòng)參與分析討論；③本次成績(jī)主要是學(xué)生課堂表現(xiàn)和考試成績(jī)兩部分綜合評(píng)價(jià)的，但有些同學(xué)在進(jìn)行小組分析討論時(shí)不善于發(fā)表意見，但課下付出多。因此，今后成績(jī)的綜合評(píng)定需加入小組成員的自評(píng)和互評(píng)部分的成績(jī)；④由于受教學(xué)大綱和課程實(shí)際學(xué)時(shí)的限制，還需要將授課內(nèi)容進(jìn)行提煉和總結(jié)。

每一種教學(xué)改革的進(jìn)行，都需要不斷的探索、實(shí)踐和反思，因此在教學(xué)中要不斷摸索實(shí)踐，努力使項(xiàng)目教學(xué)模式在水力學(xué)課程中能取得顯著的成效。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)對(duì)人才的要求越來(lái)越高，項(xiàng)目教學(xué)法在水力學(xué)課程中的應(yīng)用，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，而且能加深對(duì)該課程重點(diǎn)內(nèi)容與實(shí)際相結(jié)合的理解，明白了所學(xué)知識(shí)必有所用之地，也能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)工科教學(xué)有著重要作用和深遠(yuǎn)影響，在今后的課程教學(xué)中，應(yīng)積極應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法到其他專業(yè)課程中，從而提高學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)我國(guó)教育事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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