水力学课程立体化教学模式构建探讨

管 瑶，贺兴宏



水力学课程立体化教学模式构建探讨

管 瑶，贺兴宏

（塔里木大学，新疆阿拉尔 843300）

为了适应新形势、新环境下人才培养的需求，改变过去传统的“以教师为中心”的教学模式，本文对水力学课程的特点及现状做出了分析，并提出构建水力学“立体化”的教学模式，以期让水力学教学向着培养学生多方位创新能力和创新意识的方向发展，实现教学效果最优化。

水力学；教学改革；立体化；教学模式

水力学是水利工程及相关学科的一门重要基础课程，是一门历史悠久并具有强劲生命力的学科。由于水流运动的多样性、复杂性，使得水力学课程呈现出“公式多、概念多、系数多”特点[1]。为此，如何在学好这门课程的基础上又能让学生各方面的综合素质有所提高一直是很多水力学教师探讨的问题，如何培养和造就具有创新意识和新能力的水利人才是新时代赋予水利高等教育责无旁贷的历史使命。

1 课程特点及现状

（1）知识面广。《水力学》课程中许多知识都涉及到高等数学、物理学、理论力学、材料力学等相关课程的知识。譬如，水动力学三大运动方程是基于物理学中的质量守恒定律、能量守恒定律以及动量定理为依据进行推导。学生只有很好的掌握这些知识，才能更好地学习《水力学》。

（2）理论性强。课程中基本概念和基本公式多，且许多概念相互联系但又有区别，再加上大量公式的其推导，使得学生拿到教材就有一种难学得感觉。在学习中需要对基本概念有清楚的了解，并掌握每一章主要的计算公式和应用条件，才能对整个课程的知识有系统的认识。

（3）实践性强。水力学与水工建筑物、水利工程施工、泵与泵站、节水灌溉理论与技术、给水排水管网等后续专业课程联系紧密，在实际工程运用中许多环节都需要水力学知识，因此实验教学是是本课程的重要环节，它将对培养学生的动手能力、对理论知识的实际应用都起到至关重要的作用。

（4）学时少、信息量大。随着当前学科的相互交叉渗透,信息量的增加表现得尤为突出。学生学习内容随着信息量的急骤增多而较以前有着大幅度增加;同时，教学计划的调整,水力学课学时数减少,在原有的课程体系、教学内容和教学方法的基础上，很难解决教学内容增多而授课学时减少的矛盾。

2 立体化教学模式的构建

2.1 教学资源多维立体化建设

水力学立体化教学资源建设应体现以学生为本、为学生服务的指导思想，以开放性、交互性、共享性等为目标，将各种载体形式、分立的教学资源进行优化组合，构建立体化教学资源体系，提供多维度、立体化、开放性的资源平台[2]。

（1）教材立体化。教材立体化是立足于现代教育理念和现代信息网络技术平台，以传统纸质教材为基础，以学科课程为中心，以多媒介、多形态、多用途、多层次的教学资源和多种教学服务为内容的结构性配套的教学出版物的集合。具体形式包括主教材、教学参考书、学习指导书、电子教案、CAI课件、网络课程、电子图书、试题库等。每一部分都有特定的功能，相互之间又相辅相成。符合学生特点、引导学生主动思考而不是被动地灌输知识、能与学生形成双向互动的CAI课件能够提供很好的教学方法和教学策略，可为自主学习提供极佳的方法。网络教学平台能够突破原有课堂教学的局限，借助自身独立的双向沟通功能，将教材、电子教案、CAI课件和题库等融为一体，发挥学生的学习自主性，容纳更大的信息量和更具多样性，有利于培养学生的创新意识。

（2）教学内容立体化。培养创新人才要加强课程体系和教学内容改革。要针对知识经济和科技发展的要求，不断调整专业结构和课程设置，加强大学生创新能力的培养。在教学内容的选择上要立足于基本内容、前后课程的联系、学科前沿知识的介绍、工程实际中的应用，创新能力的培养等方面。如能使学生做到举一反三的习题、具有典型意义的应用实例，可使学生既感受到学习的乐趣、学有所得的快感，又能感受到学习的压力和动力。在工科的专业课程中还要特别注意学科前沿知识的介绍，使学生开拓视野、及时了解新知识及发展动态。教学还要与教师的科研结合起来，科研课题作为教学实例有助于学生创新思维的启发、创新意识的激励和创新能力的培养。

2.2 教学过程多维立体化设计

（1）教学环节的有机结合。教学是由多环节构成的，如课堂教学、课外辅导答疑、实验等。诸多教学环节之间要建立有机的联系，不能脱节。课堂教学虽然是主体，但必须有其他环节的支撑才能取得满意的教学效果。《水力学》课程讲授中虽然包含了各种物理现象的相关公式、各种假定以及相关的推导方法和步骤，但学生难以掌握很多抽象的概念和现象。然而，实验教学就弥补了这种缺陷。如实验教学也要摆脱传统的模式，建立立体化的实验教学模式。立体化实验教学模式从培养学生的工程协作能力出发，以调动学生的学习自主性、培养工程实践意识、提高综合实践和综合认知能力为目的，构建实验体系完善、实验内容丰富、实验组织方式灵活、教学环境开放的实验教学方法。实验内容也可分为多个层次，如基础型、提高型、研究创新型等，形成从低到高、从基础到前沿、从接受知识到培养综合能力逐级提高的实验课程教学内容体系。特别注意学生自学能力、创新能力的培养，最大限度地发挥学生的主动性和能动性。

（2）教学方法综合化。立体化教学促使教学方法向综合化方向发展。要创建民主和谐的教与学的气氛，全面发挥学生学习的主动性和积极性。在教学中引导学生提出问题，并启发学生构思解决问题的思路，找出解决问题的方法，使学生建立主动学习的思维，而不是一切的问题都等待由教师给出答案，让学习成为愉悦的获取知识、启发创新思维、激励创新意识的过程。基于计算机技术和网络技术的立体化教学，可以通过虚拟现实技术将教学中一些抽象的难以表达的过程生动形象地再现出来，使得枯燥乏味的知识变得形象化，而且还可同有意义的实例相结合，有利于学生加深理解知识内容和引导学生将所学的知识运用于实际生活中。

1）多媒体与传统教学相结合。针对不同的教学内容采取不同的教学方法。如在基本概念、应用实例等内容讲授过程中，可将教学内容制作成多媒体课件，使抽象问题直观化，以加深学生印象。在公式推导过程、解题过程中，使用板书，针对具体问题，有侧重地给学生演算，使学生理解并掌握基本知识点，培养逻辑推理的能力，为解决实际问题打下基础。

2）授课时多媒体的时机要适宜。控制节奏，给予学生思考时间。多媒体教学软件适应水力学教学特点，并满足培养学生对基本概念的掌握和对基本原理的运用等方面的需要，通过动画形象地展现引导学生思考、理解相关知识点。但一味地追求使用多媒体，会导致多媒体成为教学的干扰因素。应让学生有一个思考的过程，以培养其思维模式，充分发挥学生的主观能动性，确保学生理解和掌握教学内容的重点、难点。同时结合讨论，通过实际问题启发式地培养学生创新思维。

3）重视“教”与“学”的互动。在教学中，教师应随时观察学生们的一言一语，并根据学生的具体情况，把握多媒体教学信息切换的速度。课堂上如多媒体的教学信息切换速度过快，会使学生无法跟上教师的讲课进度，从而造成学生“课上看热闹，课后没印象”的结果。因而灵活地调节课堂进度，牢牢掌握教学过程主动权，为学生获取知识、培养能力的引导者，帮助学生思考、分析和理解问题。

4）合理设计，优化教学课件。设计水力学课件时，要把握好教学重点和难点，对基本内容融会贯通，精心设计出符合学生的思维特点、认知结构的体现方式，使设计的课件与教学目标、学生等构成相互协调的整体，并不断优化多媒体在水力学教学中应用的新模式。

5）增强实验自主性。在实验教学方式上，有意识地增加学生的自主设计和自己动手的机会；在实验内容上逐步从验证性实验过渡到设计性实验；在实验次序上，由简单到复杂，由浅入深，循序渐进。从验证性常规实验到设计性综合实验，最后再进行自主性创新性实验。使学生在实验过程中不再是盲目地为完成实验而做实验，而是实验前有思考，实验过程中有创新，实验完成后有收获，设计、操作实践能力都得到全方位的锻炼。

（3）教、学环境立体化。传统的教学环境主要是图书馆、教室等实体教学环境，网络学习环境作为一种新的教学资源，提供了全新的教育和学习环境。在网络社会，教师已不再是学生获得知识的唯一知识源。学生可以通过网络平台与相关的网站获取知识，通过发微博或发mail等形式进行讨论。教师由知识的传播者变成学生学习的促进者。同时，我们建立水力学教学网络平台，以提供给学生消化和掌握课堂教学内容的空间，教师可将讲授内容的课件、录像、学习要点、重点难点、课程作业、补充辅导材料、提高型的教学内容等放在网络平台上供学生参考。这样既延伸了教师的教学环境，又拓宽了学生的学习环境，对满足学生个性化的学习需求起着重要的作用。教师可以合理地设置问题，让学生在网络平台上进行相关问题的讨论，它不仅可以帮助能力较差的学生更好地掌握基本教学内容，还可以辅助能力较强的学生掌握更多提高型的教学内容，启发其进行更深层次的探索，激发其创新思维能力，提供一种新的学生与教师交流的途径，同时也可以及时得到学生对教学效果的反馈，进而加以改进。无形中提高了学生的学习主动性和积极性，使其能主动参与各种知识的研究与探索，共享网络的优质的资源。同时把这些资源多方位、多角度的转化成为课堂教学资源、服务于课堂教学，可以优化教学过程、改进教学方式、培养学生的自主性和研究性学习的习惯。

2.3 考评体系多维立体化设计

教学效果的评价是整个教学过程不可缺少的重要环节。只有设计出合理的、与教学模式相适应的考核评价方法，才能对学生做出客观全面的评价，才有利于新教学模式推广。多维度、过程性的成绩评定方法，注重学习的积累与构建过程，可消除学生平时不学习、考前突击学习的弊病。

多维度即从不同方面对学生进行考察，如基本知识掌握情况、平时学习情况、知识运用能力、自主学习能力等；过程性即让考察贯穿整个教学过程的始末，随机、灵活进行考察。多维度、过程性考核打破了以往以期末考试成绩为主的成绩评定方法。结合学习过程管理系统提供的记录，学生学习总成绩可按如下方式评定：总评成绩=平时测验(20%)＋作业(10%)＋专题报告(10%)＋实验操作(10%)＋期末考试(50%)。这种考评体系加强了学习过程和知识运用能力的考核，如平时测验可包括课堂提问、讨论、网上测试、随机单元测验等，操作灵活，随机方便，专题报告可在学完相应知识单元后由学生根据自己的兴趣爱好自选课题完成，可考察学生综合运用知识的能力。

3 结束语

总之，立体化教学模式符合现代教学理念。从教学实践出发，提出了水力学“立体式”教学模式，讨论了其资源建设、教学过程和考评体系设计等问题，构建了新形势、新环境下的多维“立体化”教学模式，以实现教学效果的最优化，达到提高教学质量的目的，实现创新人才的培养。

[1]管瑶,贺兴宏,韩越.提高水力学实验教学质量的探讨[J].塔里木大学学报，2008(1):96-98.

[2]李方红,王维早, 李铎. 提高水力学教学质量的改革措施[J]. 教育教学论坛，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

（责任编辑：张时玮）

TV13

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.06.096

1672–7304(2016)06–0203–03

塔里木大学高教研究项目（项目编号：TDGJ1344）。

管瑶（1975-），女，甘肃张掖人，副教授，研究方向：农业水土工程。