论高等学校水力学课程教学

时间:2017-10-03 论文范文 我要投稿

 论文关键词: 水力学课程 教学方式 教学手段 实验教学 实践环节

论文摘 要: 基于水力学课程特点,作者结合实际教学经验,从如何做好水力学课程的教学入手,阐述了水力学的教学要以课堂教学为主,根据教学内容特点运用多种教学方法和教学手段,加强实验教学和实践环节,激发学生的学习热情,从而提高教学效益。

水力学是水利、土木、机械等专业的一门重要基础课,它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。水力学课程包含大量的理论公式及其推导过程,理论应用于工程实际时又有大量的经验公式、经验常数和系数公式,许多经验公式与系数是靠模型试验得到的,如何准确地应用于生产实践是学生在学习过程中常常感到困惑的问题;水力学课程的实践性教学内容不太突出,章节中相应的工程实例应用问题较少,使学生感到内容苦涩、千头万绪、难以理解,这些都给教学增加了难度;水力学实验大多数为验证性实验和演示性实验,不利于学生综合能力的培养,也不适应工程实际对技术人员的培养要求。基于水力学教学的以上特点,我就如何提高水力学教学质量进行了研究分析,并在实际教学过程中进行了实施,认为采取多样化的教学方法、教学手段,加强课程与实际工程的联系,重视实验教学的改革是切实可行的措施,可以取得较好的教学效果。
1.采用灵活的教学方式,调动学生的积极性
课堂教学是学校教学的基本形式,在课堂教学中,教师要在传授知识的同时注重学生综合能力的培养,充分调动学生的积极性、主动性和创造性,采用灵活多样的课堂教学方式,营造紧张有序、生动活泼的教学氛围,使教与学在融洽和谐的气氛中进行。在课堂教学中能否增强学生的参与意识和发挥学生的主观能动性直接关系到教学的成败。教师要根据学生听课的表情、神态,判断出学生接受的情况,随时控制教学进度,调整讲课方式,灵活地处理难点内容。
水力学课程中的公式推导较多,对于液体平衡微分方程、液体运动微分方程等的推导,教师可以讲解x方向的推导过程,让学生当堂完成y方向的推导过程,作为一次作业计入平时成绩,这样既可以让学生积极参与课堂,更好地理解公式的推导思路,又可以培养学生的逻辑思绪能力和推理能力。
水力学课程涉及的物理、数学知识较多,在课堂教学中,教师可以有针对性地设计一些问题,通过学生讨论或启发的方式增强学生的参与意识,活跃课堂气氛,提高学生分析问题和解决问题的能力。例如,在明渠流动这一章中,其研究内容及范围与我们日常生活密切相关,学生有一定的感性认识,适合采用讨论的课堂教学方式。
在课堂教学中,教师可利用每次课的最后几分钟总结重点内容,利用下次课的前几分钟提问一些问题,这样可督促学生课下复习,加深对所学内容的掌握和理解,也方便与新内容更好地衔接。教师还可以根据学生提问所反馈信息,即时改进教学方法,总结教学过程中的经验和教训。
水力学的工程应用性较强,在教学过程中将理论与水利工程实例结合,可以增强课堂的趣味性。例如,讲解明渠水流、堰流、闸孔出流时,可以结合学生身边的水利工程实例开展教学。
2.运用多种教学手段,提高课堂的教学质量
为了更好地组织水力学课堂教学,根据章节和内容特点,运用多种教学手段可以有效提高教学质量。
水力学课程中理论公式多,采用传统的板书详细讲解,教师方便通过自己生动的语言、表情、动作来表达推导思路,有助于学生理解掌握公式的推导过程。
对于一些抽象概念和水流现象,学生缺乏对水利工程的感性认识,脑海中没有建立起工程的基本框架,更没有宏观及整体轮廓。如讲到水跃和水跌、堰流和闸孔出流、消力池和消力坎、水击波传播过程、明渠渐变流水面曲线的变化、挑流消能和底流消能等时,学生往往因对工程没有感性认识而显得茫然,只能机械地接受,更谈不上进行深入理解。采用多媒体视频和图像演示,可以帮助学生理解、消化抽象的水流现象和工程设施,还可以激发学生的学习兴趣。
水力学中有关水力计算问题较多,而且计算复杂。例如,沿程阻力系数的分析计算与比较、明渠均匀流水深计算、临界水深计算、共水深计算、收缩断面水深计算、管网水力计算、渐变流水面曲线计算、底流消能水力计算、管道非恒定流的水力计算等。目前,计算机作为大学生的学习工具已经十分普遍,学生对计算机教学兴趣浓厚,这就为计算机辅助水力学课程的教学创造了良好条件。课堂上给学生讲解一些基本的计算方法及相应的标准程序块,既可加深学生对解题过程的理解,又可提高程序设计水平,还能为以后参加工作打下坚实的基础。
3.加强实验教学,提高学生的动手能力
实验教学是高等教育教学体系的重要组成部分,通过实验可以巩固课堂知识,丰富实践操作知识,加强对理论知识的理解。水力学实验分演示性实验、操作性实验和综合性实验和设计性实验。演示性实验可以帮助学生理解抽象的概念和多种水流现象,如直观演示层流、紊流现象。操作性实验可以验证理论公式、基本方法,如水头损失大小,让学生熟悉测量水位、流量、流速、压强等水力要素的仪器原理及使用步骤,同时加深对理论知识的理解和培养学生的动手能力。综合性实验可以让学生根据水力学中的多个知识点或多项实验内容进行实验技能和方法的综合训练,建立综合性常规水力学实验平台提供水循环系统及测量系统,让学生在此装置上进行简单改装完成多种常规性演示实验和测量实验,如文丘里流量计实验、管道局部阻力测量实验、沿程阻力测量实验、侧收缩系数测定实验等。设计性实验是在学生经过了常规实验的基本训练后开设的高层次实验,由学生提出实验的具体方案、拟定实验步骤、选定仪器设备、独立完成操作,船闸过流充放水实验、动水过船静水冲沙实验、底流消能池和消能墙设计实验、挑流消能设计实验、溢流坝剖面形状设计实验、底孔排沙设计实验等。
4.重视实践环节,加强学生的能力培养
随着我国教育体制的深化改革,教师更应该重视实践环节。水力学课程的理论学习与实际应用尚有一定差距,学生课堂上学的知识不能在实际中很快得以运用,实践环节是对所学专业知识的运用与巩固。在水力学的实践环节要选择适当的水利工程算例,以及一些小型水利设施的综合设计,在分析、计算过程中将理论知识应用于实践,充分激发学生的学习兴趣,培养学生分析问题和解决问题的能力。
5.结语
探讨教学方法的目的是促进教学活动有效开展,取得更好的效果。教与学的主体在于学,学的方法在于引导,关于如何提水力学教学效益已有许多前辈和同行教师进行了深入的研究,得到了许多宝贵的成果。“教学有法,但无定法,贵在得法”。我主要就采用灵活的教学方式、运用多种教学手段、加强实验教学和重视实践环节几个方面问题进行了探讨,希望广大教师共同努力,不断总结经验,丰富教学方法。

参考文献
[1]赵振兴,何建京.水力学[M].北京:清华大学出版社,2005.
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[4]赵明登,曾玉红,槐文信等.水力学综合性设计性创新性实验系统研究与应用[J].高等理科教育,2010,(6):115-117.

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