淺談對(duì)高職《水力學(xué)》課程教學(xué)的認(rèn)識(shí)和分析

摘 要：面對(duì)課時(shí)數(shù)較少，且高職學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)水平、學(xué)習(xí)能力較低的實(shí)際情況，本文結(jié)合我校高職水利水電工程建筑專(zhuān)業(yè)的教學(xué)需要，從選取整合水力學(xué)教學(xué)的知識(shí)內(nèi)容，探索教學(xué)方法的具體實(shí)施策略，以及對(duì)專(zhuān)業(yè)課教師的能力要求等幾個(gè)方面，淺談對(duì)高職《水力學(xué)》課程教學(xué)的分析和認(rèn)識(shí)，借此對(duì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)起到一點(diǎn)點(diǎn)促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：高職教育；水力學(xué)；教學(xué)方法；分析

1 引言

《水力學(xué)》作為許多工科專(zhuān)業(yè)的核心課程，運(yùn)用廣泛，是學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力形成及其職業(yè)崗位任職能力發(fā)展必不可少的依托，一定的水力計(jì)算能力是其職業(yè)能力的重要組成部分。筆者多年的教學(xué)體會(huì)：《水力學(xué)》課程學(xué)生普遍反映難學(xué)，教學(xué)實(shí)施難度較大，教學(xué)效果不佳。分析原因來(lái)源于以下方面：

①水流與邊界條件相互影響，使水流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜多變。水力學(xué)的基本概念抽象，其中的基本理論通常是借助許多假定來(lái)簡(jiǎn)化復(fù)雜的問(wèn)題，也就出現(xiàn)了不同的計(jì)算公式，并且，公式中有許多系數(shù)待定?！案拍疃?、公式多、系數(shù)多、計(jì)算繁難”讓學(xué)生難理解。

②水力學(xué)課程教學(xué)安排的實(shí)踐性?xún)?nèi)容不太突出，理論和實(shí)踐有一定分離。學(xué)生遇到工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)不知道該如何解決，學(xué)習(xí)的理論知識(shí)點(diǎn)不知道該用于何處，如何運(yùn)用；教材章節(jié)設(shè)置的習(xí)題和例題中相應(yīng)的工程實(shí)例應(yīng)用問(wèn)題較少；也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的課程設(shè)計(jì)或綜合練習(xí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力及向工程應(yīng)用過(guò)渡起不到積極作用。

③校內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為驗(yàn)證目的，學(xué)生也很難從水流現(xiàn)象的觀察中去更進(jìn)一步理解水力學(xué)理論。

高職學(xué)生的培養(yǎng)是以技能提升為目標(biāo)，教學(xué)改革實(shí)踐是在不斷弱化理論、強(qiáng)化技能。筆者認(rèn)為，掌握一定的理論基礎(chǔ)，知道“為什么”，才能獲取更多有效的方法去“怎么做”和指導(dǎo)操作做的更好，提升水力計(jì)算能力。如何更好地實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)目標(biāo)，滿(mǎn)足“必須、夠用”，突出職業(yè)能力培養(yǎng)，成為該課程授課教師積極思考的問(wèn)題。

2 課程教學(xué)內(nèi)容的整合

水力學(xué)課程體系有三大組成部分：水力學(xué)基本原理、工程水力學(xué)、水力學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，其關(guān)注的重點(diǎn)各有不同和側(cè)重。工程水力學(xué)針對(duì)不同的專(zhuān)業(yè)方向和培養(yǎng)層次，有諸多內(nèi)容可供選擇。作為水利、土木、環(huán)境等諸多專(zhuān)業(yè)都需要掌握的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，且與后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程聯(lián)系緊密，知識(shí)體系無(wú)法砍掉；在實(shí)際工程中，許多環(huán)節(jié)都需要水力學(xué)的知識(shí)，而且要求較高。

為了讓學(xué)生對(duì)基本概念、基本公式及其運(yùn)用條件有比較清楚的了解，對(duì)整個(gè)課程的知識(shí)有系統(tǒng)而連貫的認(rèn)識(shí)，筆者通過(guò)分析高職學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)和水工專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的需要，首先將水力學(xué)課程的基本知識(shí)整合取舍，總結(jié)為“1、2、3、4、5”，具體為：

“1”是指一個(gè)研究對(duì)象，水力學(xué)是研究水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及工程作用，水的主要物理力學(xué)性質(zhì)應(yīng)是首先了解的；

“2”是指水力學(xué)知識(shí)分為兩部分，有靜水力學(xué)（水的平衡規(guī)律）和動(dòng)水力學(xué)（水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律）；

“3”是指解決水力學(xué)問(wèn)題的三大方程，連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程；也可以理解為在水力學(xué)教學(xué)中，著重抓好“三基本”訓(xùn)練，水力學(xué)的基本理論、水力計(jì)算的基本方法、實(shí)驗(yàn)操作的基本技能。

“4”是指結(jié)合水流的邊界條件形成各具特點(diǎn)的四種常見(jiàn)流動(dòng)，見(jiàn)表1；

“5”是指水力學(xué)在水利水電工程中的五項(xiàng)主要工程應(yīng)用；

①水對(duì)邊界的作用力：涉及到擋水建筑物的穩(wěn)定，閘門(mén)的啟門(mén)力，水輪機(jī)的工作原理等；

②管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：涉及到給水、排水；

③渠道的設(shè)計(jì)：涉及到明渠導(dǎo)流，灌溉渠、排水溝、河道的輸水能力等；

④堰、閘的設(shè)計(jì)：涉及到泄水建筑物的泄洪能力；

⑤消能設(shè)施的運(yùn)用：涉及到水利樞紐下游的防護(hù)。

然后，按照上述五項(xiàng)主要的工程應(yīng)用劃分對(duì)應(yīng)的教學(xué)模塊。

3 具體教學(xué)實(shí)施策略建議

整個(gè)教學(xué)過(guò)程遵循教師為主導(dǎo)，注重學(xué)法的指導(dǎo)，不在于“學(xué)什么”，而在于“怎么學(xué)”——學(xué)習(xí)的方法和過(guò)程?！端W(xué)》教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施策略要點(diǎn)：

（1）強(qiáng)化對(duì)基本概念的理解；

（2）忽略理論公式的推導(dǎo)，結(jié)合生活、工程實(shí)例導(dǎo)入原理；

（3）充分利用實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)觀察水流現(xiàn)象；

（4）總結(jié)提煉，整合歸納知識(shí)要點(diǎn)和章節(jié)的脈絡(luò)聯(lián)系，尋求問(wèn)題共性從而突破難點(diǎn)。

以下是某次課的教學(xué)過(guò)程示例：

（1）引言：工程實(shí)例——提出問(wèn)題——引入教學(xué)內(nèi)容；

（2）講授新課：公式原理——實(shí)驗(yàn)演示——課堂討論——問(wèn)題解決——再練習(xí)——工程實(shí)訓(xùn)

（3）鞏固小結(jié)：強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、要點(diǎn)。

比如，在學(xué)習(xí)伯努利（能量）方程時(shí)，借助水靜力學(xué)方程和高中物理對(duì)動(dòng)能定理及能量守恒定律的描述，老師直接介紹伯努利方程的形式，并加以必要的意義說(shuō)明。接下來(lái)引入與該方程結(jié)合較緊密的一些自然和生活中的現(xiàn)象，例如：讓同學(xué)們自己動(dòng)手進(jìn)行趣味實(shí)驗(yàn)：

1）吹平行的兩張薄紙；

2）吹并排放置的兩個(gè)空易拉罐；

3）用倒著的漏斗朝下吹乒乓球等；

進(jìn)而再分組討論生活中的一些現(xiàn)象：

4）火車(chē)站臺(tái)和地鐵站臺(tái)上的安全線(xiàn)；

5）兩艘船不能并排行駛；

6）窗外有風(fēng)吹過(guò)，窗簾向窗外飄；

7）汽車(chē)開(kāi)過(guò)后，路面上方塵土飛揚(yáng)；

8）非洲草原犬鼠的特別洞穴等等。

然后，指導(dǎo)學(xué)生利用水力學(xué)原理進(jìn)行解釋。最后，總結(jié)強(qiáng)調(diào)能量方程的特點(diǎn)、應(yīng)用條件、注意事項(xiàng)等等。再給一些與有壓管流相關(guān)的工程資料讓學(xué)生分析計(jì)算訓(xùn)練，鞏固運(yùn)用，也使管流一章的分析計(jì)算問(wèn)題得以順勢(shì)突破。

通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，上述環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)增強(qiáng)了課程教學(xué)的趣味性，同學(xué)們質(zhì)疑、提問(wèn)，不斷打開(kāi)思路，在熱烈的討論中相互交流學(xué)習(xí)，加深了對(duì)方程的理解，運(yùn)用也更加靈活，學(xué)習(xí)效果非常好。

4 對(duì)專(zhuān)業(yè)課教師教學(xué)能力的要求

要較好地完成專(zhuān)業(yè)課教學(xué)，對(duì)教師的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求是比較高的，教師自身能力需要持續(xù)提升，并融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展過(guò)程之中；教師在教學(xué)中表現(xiàn)出來(lái)的嚴(yán)謹(jǐn)、敬業(yè)、堅(jiān)持、專(zhuān)業(yè)等做事的態(tài)度和思想，也是對(duì)學(xué)生“工匠精神”最好的身教。

首先，應(yīng)具備扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐操作能力，并擁有一定的專(zhuān)業(yè)寬度，才能對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和課堂教學(xué)活動(dòng)有較強(qiáng)的駕馭能力。

其次，是具有較強(qiáng)的教學(xué)專(zhuān)業(yè)技能和方法，具備整合教學(xué)內(nèi)容，模塊化教學(xué)的能力。專(zhuān)業(yè)課作為一門(mén)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)體系，構(gòu)成知識(shí)分布在教材的不同章節(jié)中，教師應(yīng)根據(jù)知識(shí)相互之間的的結(jié)構(gòu)、層次、關(guān)聯(lián)程度、獨(dú)立性等來(lái)劃分和設(shè)計(jì)教學(xué)模塊。不同的教學(xué)模塊制定不同的教學(xué)目標(biāo)，徹底打亂教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)和授課順序。同時(shí)，通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，來(lái)提高教師自身的模塊教學(xué)能力。

另外，專(zhuān)業(yè)教師還要站在本專(zhuān)業(yè)的角度和高度，注意結(jié)合具體某一門(mén)課程在整個(gè)專(zhuān)業(yè)體系中的地位和該發(fā)揮的作用，讓講授的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能夠承上啟下。

5 總結(jié)

就解決某一具體問(wèn)題設(shè)置教學(xué)方法，以實(shí)際運(yùn)用為主導(dǎo)方向，將涉及的知識(shí)點(diǎn)貫穿其中，學(xué)習(xí)理論知識(shí)目的明確，可以有效地提升學(xué)生在遇到同類(lèi)問(wèn)題時(shí)的分析解決能力，避免理論知識(shí)的空洞、抽象性以及不會(huì)靈活應(yīng)用帶給學(xué)生的學(xué)習(xí)困擾。討論式課堂教學(xué)不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高思考能力，同時(shí)也告訴學(xué)生，課堂學(xué)習(xí)絕不是學(xué)生汲取知識(shí)的唯一途徑。專(zhuān)業(yè)課教師能力特別是模塊教學(xué)、整合知識(shí)能力的提升，應(yīng)自覺(jué)地持續(xù)地融解到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。

作者簡(jiǎn)介

卞首蓉（1971-），女，漢族，貴州赤水人。工學(xué)碩士，副教授，主要研究方向：巖土工程、水利水電工程建筑。