刘楠 刘伟
山东交通学院 交通土建工程学院，山东 济南 250357
摘要：基于工程教育认证，结合水力学课程特点，总结多年水力学教学经验，阐述了水力学的教学方法改革方式，根据教学内容、特点运用多种教学方法，加强实验教学环节，激发学生的学习热情，提高教学效果。
关键词：水力学；教学方法；教学改革；实验教学
中图法分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：
《水力学》课程是港口航道与海岸工程专业的必修课，主要研究以水为代表的液体的宏观机械运动规律及其在工程技术中的应用，包括水静力学和水动力学。水静力学研究液体静止或相对静止状态下的力学规律及其应用，探讨液体内部压强分布，液体对固体接触面的压力，液体对浮体和潜体的浮力及浮体的稳定性，以解决蓄水容器，输水管渠，挡水构筑物，沉浮于水中的构筑物，如水池、水箱、水管、闸门；水动力学研究液体运动状态下的力学规律及其应用，主要探讨管流、明渠流、堰流、孔口流、射流多孔介质渗流的流动规律，以及流速、流量、水深、压力、水工建筑物结构的计算，以解决给水排水[1]。随着经济建设的发展，水力学学科又衍生了一些新的分支，以处理特定条件下的水力学问题，如以解决河流泥沙运动所导致的河床演变问题的动床水力学，以解决风浪对防护构筑物的动力作用和对近岸底砂的冲淤作用等问题的波浪理论等。本课程要求学生具有一定的高等数学、理论力学、材料力等课程的有关知识，具有一定的综合性和实践性。基础知识不扎实、且没有工程实践的学生接受所授内容相对比较难，图以课堂讲授、实验为主，结合动手操作，增加学生的感性认识，同时通过穿插相关规范知识的讲解，以期提高学习效果，通过理论与实验教学，使学生掌握水流运动的一般规律和与之有关的基本概念、基本理论、水力计算的基本方法与科学实验的基本技能，为学习后续专业课程、从事专业技术工作和进行科学研究奠定基础[2]。
本文总结了多年的教学经验，发现了所在高校港航专业的水力学课程教学中出现的问题，在教学内容、教材和教学方式等方面进行改革研究，并初步探讨了提高水力学教学质量的改革措施。
1 教学现状与存在问题
1）学生基础不好
水力学课程知识点较多，包含许多复杂、冗长的计算公式，难免离不开推导，这就要求学生的高等数学等基础知识掌握较好，但恰恰相反，学生在学习高等数学时，由于教学进度要求，教师频繁使用多媒体，打破了常规的板书教学模式，学生上课时跟不上进度，课下练习题虽多，也一知半解，求解常规二重积分问题都很困难，推导新公式更是难度太大，所以平时应注重学生高等数学基础知识的练习。
2）教材问题
目前国内的水力学教材差别较大，有些教材有一定深度，不适合本校学生学习，有些教材只是介绍水力学基础知识，不深入，也很难满足学生对知识的掌握；另外，水力学实验教材较少，对于很多实验，也只能在现有教材里面挑选重要的做，所以有必要针对本校学生实际情况编写水力学及实验教材。
3）教学方法单一
水力学这门课涉及内容广泛，包括水静力学、水动力学、有压管道、明渠等内容，知识点较多。在学习水力学时，学生往往会感到知识点、公式太多，难以理解，教师采用“填鸭式”教学，学生过多依赖老师，课堂气氛沉闷；另外，教师上课大多采用多媒体教学，并且常按照教学计划，以讲完内容为目的，学生跟不上老师的思路，前期内容还未掌握好，后面又开始学习新课，最终造成学生的学习兴趣降低，产生厌学情绪。
2 教学改革措施
针对教学过程中出现的上述问题，本文结合水力学教学经验与体会，提出以下几项改革措施，以获得更好的教学效果。
1）提高学生学习水力学的兴趣
教师可以在授课之初就指出水力学课程的重要性，联系生活中常见的现象解释水力学问题，如水的层流、紊流运动，明渠的均匀流、非均匀流等现象，激发学生的想象力。大多数同学对抽象的概念难以理解，借助生活实例可以方便理解水力学中的概念，让学生感觉学习水力学不难，从而提高学习兴趣。
2）选用合适教材
针对目前水力学教材偏难的问题，本人编写了水力学及实验教材，水力学全书分为水静力学、水动力学基础、水流阻力与水头损失、有压管流、明渠水流、闸和堰、渗流、水工模型试验基础八部分，全书在概括了水力学主要概念的基础上，列出了大量例题、计算题和课后习题，学生更易于理解掌握知识点，同时，编写了水力学实验指导书，主要包括静水压强实验、能量方程验证实验、雷诺实验、管流沿程阻力实验、管流局部阻力实验、水面曲线演示实验，对水力学的实验教学部分有了全面介绍。
此外，水力学课程已于2020年加入了山东省在线开放课程平台，平台上有每节课的视频教学资源，有助于学生自主学习。
3）改革教学方法
采用线上线下相结合的教学模式，根据课程特点、学情分析等进行教学组织。以学生为中心，以提高教学效果为核心组织教学。有效利用网络教学手段，通过线上完成基本知识的学习，课堂教学通过剖析知识难点、分析计算、讨论式教学等方法，提高学生参与度，实现师生互动、生生互动，重点突出解决问题的能力培养，注重发掘学生潜能，体现课程的高阶性。建立持续改进机制，及时对课程教学效果进行分析，并调整教学内容及组织。
3 实践效果
经过上述改进，形成了集“理论知识+典型水力计算+实验实操”的线上线下混合式授课模式，实现了学以致用、学为所用；实施了案例教学，将生活中常见的水力学案例引入课堂，通过图文、视频、动画等手段，将层流、紊流、明渠流等内容展现给学生，丰富了教学手段；通过启发式教学，让学生提出新的解题思路，实现师生互动、生生互动，发挥了学生的能动性，创造性，学生学习水力学课程的兴趣普遍得到了提高，期末考试成绩也有显著提高。
学生一致反映：该课程的教学很好地激发了自己的学习兴趣并调动了学习枳极性；作业、考试以及向老师求助课程相关问题后，老师针对自己的学习情况能给予及时且有价值的反馈，这些反馈可以很好地帮助自己了解如何改进学习；课程的成绩评定方法中所包含的考核项目，如考试、实验等，可以很好地引导自己学习，特别是激励自己在整个学期中都努力学习。
在师生互动方面，避免了老师单纯讲、学生单纯听的教学固有模式，打破了常规，使学生参与到了课堂当中。老师多次强调在教学活动中让课堂真正地“动”起来。这个“动”不是教师或学生单方面的“动”，而是一种“互动”，既有教师的“动”，更有学生的“动”，是师生之间、生生之间、师生与所有教育资源之间的一种互动。“师生互动，共同发展”是新课程对课堂教学的定位，也是教师课堂教学新的价值取向。学生可以自由发表与课程内容相关的观点，只有这种自由开放的师生互动最终培养了学生的创造性和创新性，体现了新课程的精神。
4 结语
本文对水力学课程在学生基础、教材和教学方法三个方面进行了改革探索，并提出了相应的改革方法和措施。实践证明：在进行了教学改进之后，学生对水力学的学习产生了浓厚的兴趣，无论是理论学习还是实验，学生都能积极参与其中，教学效果得到了明显提升。
参考文献
[1] 王文娥，吕宏兴，张新燕. 水力学课程教学方法改革探索[J]. 黑龙江教育（高教研究与评估），2013，4：31-32
[2] 吴磊，吕宏兴，马孝义等. 以高素质工程人才培养为目标的“水力学”教学新模式研究[J]. 黑龙江教育（高教研究与评估），2017(12)：75-77
基金项目：山东交通学院本科教学改革研究项目
作者简介：刘楠(1984–)，女，博士、讲师，研究方向为海洋工程结构动力分析与断裂机理研究，E-mail：752826457@qq.com