水力學課程立體化教學模式構建探討

管 瑤，賀興宏

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水力學課程立體化教學模式構建探討

管 瑤，賀興宏

（塔里木大學，新疆阿拉爾 843300）

為了適應新形勢、新環境下人才培養的需求，改變過去傳統的“以教師為中心”的教學模式，本文對水力學課程的特點及現狀做出了分析，并提出構建水力學“立體化”的教學模式，以期讓水力學教學向著培養學生多方位創新能力和創新意識的方向發展，實現教學效果最優化。

水力學；教學改革；立體化；教學模式

水力學是水利工程及相關學科的一門重要基礎課程，是一門歷史悠久并具有強勁生命力的學科。由于水流運動的多樣性、復雜性，使得水力學課程呈現出“公式多、概念多、系數多”特點[1]。為此，如何在學好這門課程的基礎上又能讓學生各方面的綜合素質有所提高一直是很多水力學教師探討的問題，如何培養和造就具有創新意識和新能力的水利人才是新時代賦予水利高等教育責無旁貸的歷史使命。

1 課程特點及現狀

（1）知識面廣?！端W》課程中許多知識都涉及到高等數學、物理學、理論力學、材料力學等相關課程的知識。譬如，水動力學三大運動方程是基于物理學中的質量守恒定律、能量守恒定律以及動量定理為依據進行推導。學生只有很好的掌握這些知識，才能更好地學習《水力學》。

（2）理論性強。課程中基本概念和基本公式多，且許多概念相互聯系但又有區別，再加上大量公式的其推導，使得學生拿到教材就有一種難學得感覺。在學習中需要對基本概念有清楚的了解，并掌握每一章主要的計算公式和應用條件，才能對整個課程的知識有系統的認識。

（3）實踐性強。水力學與水工建筑物、水利工程施工、泵與泵站、節水灌溉理論與技術、給水排水管網等后續專業課程聯系緊密，在實際工程運用中許多環節都需要水力學知識，因此實驗教學是是本課程的重要環節，它將對培養學生的動手能力、對理論知識的實際應用都起到至關重要的作用。

（4）學時少、信息量大。隨著當前學科的相互交叉滲透,信息量的增加表現得尤為突出。學生學習內容隨著信息量的急驟增多而較以前有著大幅度增加;同時，教學計劃的調整,水力學課學時數減少,在原有的課程體系、教學內容和教學方法的基礎上，很難解決教學內容增多而授課學時減少的矛盾。

2 立體化教學模式的構建

2.1 教學資源多維立體化建設

水力學立體化教學資源建設應體現以學生為本、為學生服務的指導思想，以開放性、交互性、共享性等為目標，將各種載體形式、分立的教學資源進行優化組合，構建立體化教學資源體系，提供多維度、立體化、開放性的資源平臺[2]。

（1）教材立體化。教材立體化是立足于現代教育理念和現代信息網絡技術平臺，以傳統紙質教材為基礎，以學科課程為中心，以多媒介、多形態、多用途、多層次的教學資源和多種教學服務為內容的結構性配套的教學出版物的集合。具體形式包括主教材、教學參考書、學習指導書、電子教案、CAI課件、網絡課程、電子圖書、試題庫等。每一部分都有特定的功能，相互之間又相輔相成。符合學生特點、引導學生主動思考而不是被動地灌輸知識、能與學生形成雙向互動的CAI課件能夠提供很好的教學方法和教學策略，可為自主學習提供極佳的方法。網絡教學平臺能夠突破原有課堂教學的局限，借助自身獨立的雙向溝通功能，將教材、電子教案、CAI課件和題庫等融為一體，發揮學生的學習自主性，容納更大的信息量和更具多樣性，有利于培養學生的創新意識。

（2）教學內容立體化。培養創新人才要加強課程體系和教學內容改革。要針對知識經濟和科技發展的要求，不斷調整專業結構和課程設置，加強大學生創新能力的培養。在教學內容的選擇上要立足于基本內容、前后課程的聯系、學科前沿知識的介紹、工程實際中的應用，創新能力的培養等方面。如能使學生做到舉一反三的習題、具有典型意義的應用實例，可使學生既感受到學習的樂趣、學有所得的快感，又能感受到學習的壓力和動力。在工科的專業課程中還要特別注意學科前沿知識的介紹，使學生開拓視野、及時了解新知識及發展動態。教學還要與教師的科研結合起來，科研課題作為教學實例有助于學生創新思維的啟發、創新意識的激勵和創新能力的培養。

2.2 教學過程多維立體化設計

（1）教學環節的有機結合。教學是由多環節構成的，如課堂教學、課外輔導答疑、實驗等。諸多教學環節之間要建立有機的聯系，不能脫節。課堂教學雖然是主體，但必須有其他環節的支撐才能取得滿意的教學效果?！端W》課程講授中雖然包含了各種物理現象的相關公式、各種假定以及相關的推導方法和步驟，但學生難以掌握很多抽象的概念和現象。然而，實驗教學就彌補了這種缺陷。如實驗教學也要擺脫傳統的模式，建立立體化的實驗教學模式。立體化實驗教學模式從培養學生的工程協作能力出發，以調動學生的學習自主性、培養工程實踐意識、提高綜合實踐和綜合認知能力為目的，構建實驗體系完善、實驗內容豐富、實驗組織方式靈活、教學環境開放的實驗教學方法。實驗內容也可分為多個層次，如基礎型、提高型、研究創新型等，形成從低到高、從基礎到前沿、從接受知識到培養綜合能力逐級提高的實驗課程教學內容體系。特別注意學生自學能力、創新能力的培養，最大限度地發揮學生的主動性和能動性。

（2）教學方法綜合化。立體化教學促使教學方法向綜合化方向發展。要創建民主和諧的教與學的氣氛，全面發揮學生學習的主動性和積極性。在教學中引導學生提出問題，并啟發學生構思解決問題的思路，找出解決問題的方法，使學生建立主動學習的思維，而不是一切的問題都等待由教師給出答案，讓學習成為愉悅的獲取知識、啟發創新思維、激勵創新意識的過程?；谟嬎銠C技術和網絡技術的立體化教學，可以通過虛擬現實技術將教學中一些抽象的難以表達的過程生動形象地再現出來，使得枯燥乏味的知識變得形象化，而且還可同有意義的實例相結合，有利于學生加深理解知識內容和引導學生將所學的知識運用于實際生活中。

1）多媒體與傳統教學相結合。針對不同的教學內容采取不同的教學方法。如在基本概念、應用實例等內容講授過程中，可將教學內容制作成多媒體課件，使抽象問題直觀化，以加深學生印象。在公式推導過程、解題過程中，使用板書，針對具體問題，有側重地給學生演算，使學生理解并掌握基本知識點，培養邏輯推理的能力，為解決實際問題打下基礎。

2）授課時多媒體的時機要適宜?？刂乒澴?，給予學生思考時間。多媒體教學軟件適應水力學教學特點，并滿足培養學生對基本概念的掌握和對基本原理的運用等方面的需要，通過動畫形象地展現引導學生思考、理解相關知識點。但一味地追求使用多媒體，會導致多媒體成為教學的干擾因素。應讓學生有一個思考的過程，以培養其思維模式，充分發揮學生的主觀能動性，確保學生理解和掌握教學內容的重點、難點。同時結合討論，通過實際問題啟發式地培養學生創新思維。

3）重視“教”與“學”的互動。在教學中，教師應隨時觀察學生們的一言一語，并根據學生的具體情況，把握多媒體教學信息切換的速度。課堂上如多媒體的教學信息切換速度過快，會使學生無法跟上教師的講課進度，從而造成學生“課上看熱鬧，課后沒印象”的結果。因而靈活地調節課堂進度，牢牢掌握教學過程主動權，為學生獲取知識、培養能力的引導者，幫助學生思考、分析和理解問題。

4）合理設計，優化教學課件。設計水力學課件時，要把握好教學重點和難點，對基本內容融會貫通，精心設計出符合學生的思維特點、認知結構的體現方式，使設計的課件與教學目標、學生等構成相互協調的整體，并不斷優化多媒體在水力學教學中應用的新模式。

5）增強實驗自主性。在實驗教學方式上，有意識地增加學生的自主設計和自己動手的機會；在實驗內容上逐步從驗證性實驗過渡到設計性實驗；在實驗次序上，由簡單到復雜，由淺入深，循序漸進。從驗證性常規實驗到設計性綜合實驗，最后再進行自主性創新性實驗。使學生在實驗過程中不再是盲目地為完成實驗而做實驗，而是實驗前有思考，實驗過程中有創新，實驗完成后有收獲，設計、操作實踐能力都得到全方位的鍛煉。

（3）教、學環境立體化。傳統的教學環境主要是圖書館、教室等實體教學環境，網絡學習環境作為一種新的教學資源，提供了全新的教育和學習環境。在網絡社會，教師已不再是學生獲得知識的唯一知識源。學生可以通過網絡平臺與相關的網站獲取知識，通過發微博或發mail等形式進行討論。教師由知識的傳播者變成學生學習的促進者。同時，我們建立水力學教學網絡平臺，以提供給學生消化和掌握課堂教學內容的空間，教師可將講授內容的課件、錄像、學習要點、重點難點、課程作業、補充輔導材料、提高型的教學內容等放在網絡平臺上供學生參考。這樣既延伸了教師的教學環境，又拓寬了學生的學習環境，對滿足學生個性化的學習需求起著重要的作用。教師可以合理地設置問題，讓學生在網絡平臺上進行相關問題的討論，它不僅可以幫助能力較差的學生更好地掌握基本教學內容，還可以輔助能力較強的學生掌握更多提高型的教學內容，啟發其進行更深層次的探索，激發其創新思維能力，提供一種新的學生與教師交流的途徑，同時也可以及時得到學生對教學效果的反饋，進而加以改進。無形中提高了學生的學習主動性和積極性，使其能主動參與各種知識的研究與探索，共享網絡的優質的資源。同時把這些資源多方位、多角度的轉化成為課堂教學資源、服務于課堂教學，可以優化教學過程、改進教學方式、培養學生的自主性和研究性學習的習慣。

2.3 考評體系多維立體化設計

教學效果的評價是整個教學過程不可缺少的重要環節。只有設計出合理的、與教學模式相適應的考核評價方法，才能對學生做出客觀全面的評價，才有利于新教學模式推廣。多維度、過程性的成績評定方法，注重學習的積累與構建過程，可消除學生平時不學習、考前突擊學習的弊病。

多維度即從不同方面對學生進行考察，如基本知識掌握情況、平時學習情況、知識運用能力、自主學習能力等；過程性即讓考察貫穿整個教學過程的始末，隨機、靈活進行考察。多維度、過程性考核打破了以往以期末考試成績為主的成績評定方法。結合學習過程管理系統提供的記錄，學生學習總成績可按如下方式評定：總評成績=平時測驗(20%)＋作業(10%)＋專題報告(10%)＋實驗操作(10%)＋期末考試(50%)。這種考評體系加強了學習過程和知識運用能力的考核，如平時測驗可包括課堂提問、討論、網上測試、隨機單元測驗等，操作靈活，隨機方便，專題報告可在學完相應知識單元后由學生根據自己的興趣愛好自選課題完成，可考察學生綜合運用知識的能力。

3 結束語

總之，立體化教學模式符合現代教學理念。從教學實踐出發，提出了水力學“立體式”教學模式，討論了其資源建設、教學過程和考評體系設計等問題，構建了新形勢、新環境下的多維“立體化”教學模式，以實現教學效果的最優化，達到提高教學質量的目的，實現創新人才的培養。

[1]管瑤,賀興宏,韓越.提高水力學實驗教學質量的探討[J].塔里木大學學報，2008(1):96-98.

[2]李方紅,王維早, 李鐸. 提高水力學教學質量的改革措施[J]. 教育教學論壇，2015(28):107-108.

Discussion on the construction of three dimensional teaching model of hydraulics course

(Tarim University, Alar Xinjiang 843300)

In order to adapt to the new situation, demand for talent cultivation under the new environment, change the past the traditional "take the teacher as the center" of teaching mode, the characteristics and status duo of hydraulics courses to make the analysis, and put forward the construction of hydraulic stereoscopic teaching mode, in order to let hydraulics teaching toward the directions of training students range innovation ability and innovation consciousness, realize the optimization of teaching effect.

Hydraulics; Teaching reform; Three-dimensional; Teaching mode

（責任編輯：張時瑋）

TV13

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.06.096

1672–7304(2016)06–0203–03

塔里木大學高教研究項目（項目編號：TDGJ1344）。

管瑤（1975-），女，甘肅張掖人，副教授，研究方向：農業水土工程。