以能力培养为导向的水力学课程教学改革

以能力培养为导向的水力学课程教学改革摘要：文章针对水力学课程在课堂和实验教学中存在的问题，提出了水力学课程教学改革的背景与建设目标，介绍了水力学课程教学改革的内容和方法，对以职业能力培养为导向的水利类专业水力学课程教学改革与实践做了初步探讨和总结。

关键词：能力培养；力学；教学改革；教学实践
《水力学》课程是高等工科院校水利类专业学生必修的一门专业基础课。

由于该课程紧密结合水利工程实际，基础概念和公式繁多，理论推导复杂，不少学生反映《水力学》是一门难学的课程，并且出现学生学习困难和积极性不高的问题。

针对以上课程特点和教学中出现的问题，为了提高学生的学习兴趣并培养学生的实践能力和创新能力，对《水力学》课程进行教学改革是十分必要的。

一、水力学课程教学改革的背景
随着社会对应用型人才需求量地增大，培养具有实践能力和创新精神的高级工程技术人员成为地方高校的主要目标。

这个培养目标的确立对地方高校学科建设和教学工作提出了新的要求。

水力学作为水利类专业的重要专业基础课，在水利类本科专业的培养方案中被列为必修的学科基础主干课程，是学生从基础课学习过渡到专业课学习的重要纽带。

《水力学》[1]课程由两大部分组成，即水力学基本原理和工程水力学。

学生在这门课程的学习中，不仅要掌握水力学的基本知识，还要了解水力学的相关应用，以便在今后水利工程实际工作中对水力设计的基本理论和计算方法融会贯通。

因此，本课程在水利类专业的教学安排中应该在培养学生确立工程概念、解决实际问题方面加大比重。

但是随着高等教育的改革与发展，
高等教育体制和课程设置及学时分配都发生了重大变化，水力学的教学课
时正不断被压缩，在这种背景下，传统的教学体系已暴露出许多不合理的
地方。

一方面传统的教学大纲中，水力学基本原理和水力学的工程应用两
部分内容共需要100多个学时，而现在水力学课程总学时数减少至70学时，但是教学内容仍然按老教学大纲执行，这就要求老师在少的学时数下
讲授较多的内容，课堂信息量过大，学生在短时间内很难接受，更谈不上
对所学知识的应用了。

另一方面，近些年随着高等教育改革地深入和专业
划分愈来愈精细，水利类专业除了原来的农田水利专业外，又包含了水利
水电工程专业、水利工程管理专业、水土保持专业，不同专业对水力学课
程的教学内容特别是水力学工程应用部分的教学内容提出了不同要求。

比如，随着节水灌溉技术在中的广泛应用，农田水利专业对管道水力学特别
是其在微小管道水力计算中的应用提出了要求，而其他专业对此却又无具
体要求或者需求。

而随着高坝大库的不断建设，水利水电工程专业要求学
生熟练掌握和应用泄水建筑物下游消能、堰流的相关知识，而农田水利专
业则对这些内容的要求不断弱化。

总之，随着信息量骤增的新世纪的到来，这门课程从教学内容、课程体系到教学方法、教学手段都与当前发展形势
很不适应，与培养具有实践能力和创新性人才的要求产生了明显冲突。

例如，教学内容不能随着学科的发展而及时调整和更新；课程教学方法落后
并导致课堂理论教学与实践教学环节严重脱节。

这些都严重影响到《水力学》课程教学的开展，进行课程教学改革刻不容缓。

二、水力学课程教学改革的内容与方法
（一）教学改革的内容
（二）教学改革的手段与方法
1.改变传统的大合班教学模式。

根据《水力学》课程的两条教学主线
的内容和要求不同，第一条主线水力学基本原理和基本理论部分是课程的
基础和骨架，虽然对于不同专业，技术基础知识的薄厚要求可能不一样，
但同样要坚实和牢固。

因此，第一条主线所涉及的内容，从教学模式上讲
可以将水利水电工程专业、水利工程管理专业、农田水利专业进行合班教学，将理论知识进行整合，突出共性，强化概念，避免因专业分班课引起
的课堂教学内容循环重复。

但是，《水力学》课程的第二条教学内容是关
于基本原理应用，就应该对不同专业在教学内容上侧重点不同，在讲授其
在工程实际中的应用时应有所突出，有侧重点地讲授，能够使不同专业的
学生了解到该课程在自己行业的应用，拉近与学生的距离，让学生做到有
的放矢，带着问题去听课。

因此，对于工程水力学应用部分，从教学模式
上讲，应将不同专业进行分班级教学，结合各个专业的特点和需求，选择
有针对性的教学内容进行授课，进而提高学生的学习积极性和课堂教学效果。

3.以职业能力培养为导向的教学内容设置。

水力学基本原理、工程水
力学、水力学实验原理是《水力学》课程的三大组成部分，其关注的重点
各有不同和侧重。

面对水力学课程庞大的体系，必须根据水利类不同专业
的特点与专业培养要求，对课程体系进行科学设计，对课程内容进行合理
取舍。

水力学理论基础包括“流束理论”和“流场理论”两个体系。

作为
水文水资源、水利工程管理专业的学生，限于学时，同时考虑职业岗位的
实际工作需要，可舍弃“流场理论”，只讲“流束理论”，以满足工程实
际中常见的水力计算的应用需要。

同时，也使得“以流束理论为基础，以
实际工作需要为目标”的水力学课程教学基本理论的选择有了明确的方向。

而工程水力学强调解决实际问题，自然成为学生职业岗位必须的教学内容，是学生完成实际工作任务能力的重要体现。

为此，在教学内容安排方面，
应根据不同专业的需求突出重点，对于农田水利专业的学生，可将重点放
在明渠水力学和管道水力学部分，使学生学会设计渠道，熟练进行管网的
水力计算，以满足节水灌溉系统的渠道和管网设计的需要。

对于水利工程
管理专业的学生，以明渠水力学、有压管道非恒定流、堰流和闸孔出流为
教学重点，使学生可以对已建成的渠系建筑物、电站和引水枢纽进行合理
的运行和管理。

在完善课堂教学内容的同时，还需要增加实践教学环节的
比重。

例如，可以根据不同专业的培养需求，增添水力学课程设计项目。

对于课程设计的内容，可以紧密结合各专业毕业设计选题来定，内容应涵
盖专业基础实验技术、现代生产和社会应用紧密结合的实践项目，以及学
科发展的前沿课题，形成由低到高、由基础到专业的逐级发展的“金字塔式”教学实践内容和环节。

这样不但可以通过理论去指导学生的实践学习，而且可以通过实践促进学生对理论知识的理解。

4.教学方法多元化，创造灵活多变的课堂教学。

传统的教学方法是教
师通过板书给学生传播信息，该方法显然较费时间，而且效果差，有些水
流运动的变化过程用静态图形是无法表现的，如，水跃、流线、水击传播
过程等。

多媒体教学[5]可以充分演示局部水流现象，还可以展现实际工
程中的水流现象，如底流消能、挑流消能、堰流及闸孔出流等，增加了学
生对相关原理的理解，又增加了感性认识，同时节约了教学时数，扩大了
知识的信息量，可谓一举多得。

但是纯粹的多媒体教学存在师生之间互动少、信息停留时间短、跳跃性强等缺点。

特别是水力学中大量的公式推导
和画图，如，静压强分布图、压力体图、水面线、总水头线及测压管水头
线等内容在应用多媒体教学时，学生不易理解或印象不深。

笔者在教学过
程中，将多媒体课件、黑板板书、实物和模型教学方法紧密结合，取得了
良好的教学效果。

例如，在教学中讲到毕托管的测速原理时将毕托管带入
课堂，让学生有充分的感性认识；在公式推导过程中采用黑板板书，给学
生带来直观的心理感受。

在传统的教学过程中，师生往往习惯于“灌输式”教学方法，在这种
教学方法中，无法充分调动学生的主观能动性，学生作为教学过程的客体，处于被动地位，提不起学习和讨论的兴趣，影响教学效果。

因此，在课堂
教学环节中应增加学生参与环节，在课堂上采用学生讲课、讨论、提问等
方式，这样可增加学生的参与意识、活跃气氛，提高学生分析问题和解决
问题的能力。

例如，在明渠恒定均匀流的水力计算这一章，其研究内容较
简单，又是实际生活中常见的水工建筑物形式，学生有一定的感性认识，
适合采用自学与讨论的课堂教学模式。

三、结语
通过近年来的教学实践表明，以职业能力培养为导向的水利类专业
《水力学》课程教学改革，在学时总量减少的情况下，学生们不仅学到了
基础理论和分析问题、解决问题的方法，而且学到了更多有关于水力学的
科学知识，开阔了学生的思路，这为高校向社会输送具有创新意识和实践
能力的复合型水利人才打下了基础。

同时还认识到，必须要不断加强《水
力学》课程教学改革方案的实施，在实践过程中不断完善教学方法。

这就
要求教师不但要重视课堂教学并能熟练应用灵活多样的教学方法，还要在
实践中不断提高完善教学内容、教学组织和教学方法。