基于能力培养的水力学课程教学方式方法改革与实践

杨 扬，刘海苹，丁剑霆

(黑龙江工程学院 土木与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050)

基于能力培养的水力学课程教学方式方法改革与实践

杨 扬，刘海苹，丁剑霆

(黑龙江工程学院 土木与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050)

以强化学生能力培养为核心，围绕土木工程专业水力学课程开展教学方式方法改革与研究。分析传统教学方式方法与新时期人才培养要求的不适应，介绍改革的实践过程：制定改革实施计划；采用学生授课、项目案例式教学、翻转课堂、换班交流等教学方式方法，并采用与之相适应的“发散式”考试形式；通过问卷调查及“学生评选课系统”分析了改革效果。改革后学生学习兴趣增强，综合能力得到锻炼和提高。

能力培养；水力学；教学方式；方法；改革

坚持能力为重，强化能力培养已经成为目前高等教育人才培养的重要任务。能力培养是提高学生综合素质，增强学生社会核心竞争力的重要途径。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中指出：着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力，教育学生学会知识技能，学会动手动脑，学会生存生活，学会做人做事，促进学生主动适应社会[1]。2016年6月，我国正式加入了《华盛顿协议》[2]，在工程教育专业认证的研究中，重新审视国外工程领域人才培养，是以“能力”作为专业评估的基本要求和评价指标的。

专业课程的教学包括理论教学和实践教学，大多数人认为能力培养依存于实践教学，忽略了理论教学对学生能力培养的作用，加之传统的课堂教学方式是以教师为中心，“教”“学”分离[3]与新时期人才培养的要求存在着诸多的不适应，所以课程教学方式方法改革成为高等教育综合改革的重要组成部分，是更好地培养学生知识、能力、素质的有效举措[4]。

水力学课程是土木工程专业的一门专业基础课程，是研究液体的平衡和机械运动规律，及这些规律在工程中的应用。通过课程的学习，要求学生掌握液体运动的基本概念、基本理论、分析方法和基本实验技能。黑龙江工程学院水力学课程于2014年被学校遴选为首批教学方式方法改革课程。

1 传统教学方式方法的不适应

科技日益发展的今天，新时代的大学生有新的特征，互联网成为他们获取知识的重要途径，学生思想活跃，见多识广。单一的口授板书授课方式和简单的课件教学已经不能满足课堂的需要，诸多的不适应体现在如下几个方面：

1)教学方式方法单一，导致学生学习兴趣不高，是在教师的督促下听讲和完成作业，主动学习能力差；学习方法因循守旧，创造力差，或者说学生的创造力没有得到锻炼，学生的创新成果少。

2)学生的工程特长少，没能掌握扎实的专业基本功，不能熟练地完成一项较复杂的专业任务；在工作岗位对业务上手慢，对工程环境适应慢，诸多的不适应导致用人单位对所录用学生工作表现不满意。

3)学生的语言表达能力没能得到锻炼，导致在正式场合紧张、思路不清晰，不能自信地来展示自我。职业道德、诚信、职业素质未能经过专业的培养，导致没有对所从事的土木工程事业怀有强烈的热爱和荣誉感；对土木工程文化知识储备少。

4)水力学课程考核方式为考查，学生对考查课的学习重视程度不够；力学知识偏理论，学习起来枯燥乏味难理解，学习效果不好。

2 课程教学方式方法改革实施计划

为了克服传统教学方式方法的弊端，实现学生在课堂中主体地位的转变和能力培养的目标，于学期初在原有课程内容的基础上，制定了初步的课程改革实施计划，如表1所示。

表1 水力学课程改革实施计划

3 课程教学方式方法改革的实践

3.1 发放课程学习要点并探讨改革思路

第一次课堂教学，给学生发放水力学课程学习要点。要点是根据大纲精简整理的，是学生学习的总揽性、指导性文件，能够让学生抓住学习目标、学习重点，课前了解学习内容，课后知道复习要点。

第二次课堂教学，利用20分钟时间与学生探讨改革思路，普及改革的背景目的和重要性，让学生提出学习计划，了解学生喜爱的学习方式，提出教师的改革设想，了解学生的反应情况。

3.2 课堂讲授尝试学生授课方式

课程全过程多次采用学生授课方式，时间控制在10分钟左右，并留5分钟时间讨论，如第一、二周压力体的概念及浮力阿基米德定律等。授课内容尽量选择在学生较易理解的专业范畴。学生授课方式的优点是学生在课下认真查找资料，认真准备课件，培养自学能力和动手能力；在课堂讲解的过程中，锻炼语言表达能力；在讨论中，锻炼遇到疑难问题的应变能力；对其他同学而言，学生有兴趣了解同学讲的如何，吸引学习注意力，扩大工程视野，丰富工程文化内涵。

3.3 项目及案例式教学

在每节课、每部分内容讲授之前，尽量引入工程项目或工程案例，引出即将学习的知识点。工程项目或实际案例极大地吸引了学生的学习兴趣，并留下悬念，求知欲使得学生要知道到底这个问题如何解决。如讲到渗流这一章前，布置学生回去查找与渗流相关的工程实例，并做课件在下一次课堂上讲给大家听。学生踊跃地到讲台上来讲述，有效地激发了学生的学习热情和求知欲。

3.4 翻转课堂

第九周明渠水流这一章采用翻转课堂教学方式[5]。在第八周，布置学生课下自学，由于我校慕课网站上没有该课程，所以提供给学生一些水力学精品课程网站，要求学生课下网上学习。第九周有部分同学根本没有学，说明学生学习的主动性差，或是对课程的重视程度不够，所以只能在课堂和学生交流探讨阶段要求学会的同学给不会的同学讲，然后再讨论。该方式提高了学生学习的主动性、自觉性和语言表达能力。但适用性还有一些问题，有待进一步探讨。

3.5 学生换班交流

对学生制作的较好的教学内容和采用的方法共同分享。如土木12-2班胡东升同学制作了三峡大坝水利工程PPT课件，做工精美，专业性强，信息量大，并在课堂上给同学们进行了讲授。讲课中语言流利、幽默诙谐，与同学交流互动，侃侃而谈。所以这样一个好作品，一段好的学生授课典范，就请他到其他的班级来进行讲解，让学生都能够认真学习他的精华。这样的交流学习方式，可以拉近不同班级同学之间的距离，激发学生学习的兴趣和潜能，增强学生的自信心和创造力。

3.6 工程文化教育

工程文化教育是现阶段教育较为缺失的部分，将工程文化教育与科学文化教育融为一体，有利于学生工程意识和工程素养的形成，有利于学生综合能力和素质的提高[6]。本次课程中加入了大量的工程文化教育内容，如都江堰水利工程、三峡大坝水利工程、小浪底水利工程、古代建筑防水措施等，并且这一部分内容是由学生完成的，学生课下准备、制作PPT课上讲给同学听。将工程文化引入课堂，扩大了学生的视野和知识储备，提高了学生的工程素养。

3.7 多媒体技术的运用

课程采用多媒体教学方式。制作精良的多媒体课件，力求吸引学生的注意力，提高学生的感性认识。特别是在涉及水力学试验而没有试验条件的情况下，网上下载试验录像资源，使学生得到感性认识。如较为著名的尼古拉兹试验、达西试验。书本上的知识很难理解，实验室又不具备实验条件，到网上寻找并优选试验录像，课堂上播放给学生看，学生感觉豁然开朗，知识点一下子就消化吸收了。

3.8 考试方式改革

水力学课程是考查课，以往的考核过程是平时出勤成绩+期末考试。课改后采用与教学改革相对应的考核方式，推行多阶段、多类别的考核方式，采用答辩、提交成果、实验操作、笔试等多元的考核方法；以知识掌握、应用能力、学习态度、道德修养等方面综合评定学生成绩[7]。

具体为平时成绩60%(出勤30%+讲课准备及表现20%+实验及报告10%)+期中测评10%+道德修养10%+期末测评20%。平时成绩出勤严格点名，讲课准备及表现主要依据学生课下PPT制作情况及课堂表现确定，实验及报告依据实验过程认真态度及报告的准确性确定，期中测评是期中阶段对学生进行一次测验，道德修养依据课堂表现、课下交流情况确定，期末测评为期末考试。

3.9 “发散式”期末考试

传统的考试方式有开卷、闭卷形式，题型以名词解释、选择、判断、问答、计算为主[8]。这样的考试方式是考前集中复习，死记硬背，知识掌握的周期短，记得快、忘得快，不利于学生独立思考能力和知识综合运用能力的提高。

本次课程考试采用“发散式”考试方法。考试开始放了一段视频，是小浪底水利工程，大约18分钟，要求学生结合视频，对本课程所学知识进行高度的概括和整理，提出该视频中与水力学相关的知识点。学生需要思考，需要结合平时所学，而不是盲目的死记硬背和简单的套用例题。学生反映这种考试方式太灵活了，每个人的答案都不一样，必须动脑，难度远远大于答一张试卷。从交上来的试卷看，有些学生写的很多，但是抄袭教材或手机下载，成绩很低；有些学生写的很少，确是自己提炼出来的内容，看得出真正思考了，成绩就会很高。这样的考试方式锻炼学生的思考能力和知识综合运用能力。

4 改革效果分析

4.1 学生问卷调查

在期中对学生进行课程改革问卷调查，部分同学对课改提出了心得、意见和期望。同学反映通过改革课堂气氛活跃了，大家的注意力提高了，对考查课也重视了，特别是同学授课的过程非常好，调动了大家的积极性，工程案例的引入提高了同学们的学习兴趣，工程文化教育的开展扩大了大家的视野，综合能力得到了全面的锻炼和提高；同学们也提出要少讲枯燥冗长的公式，多讲工程实际，希望课程改革持续下去。

4.2 “学生评选课系统”分析

以土木12-3、4班为例，全班共57人均参与了课评，评价结果为：课程整体评价97%，课程材料的有效性98%，课程难度77%，课程目标的评价98%。对教师的评价均在97%以上，主观评价中学生提到较多的是学生授课对能力培养的重要意义，及对反转课堂教学方式的看法，说明大家对反转课堂印象深刻，颇有兴趣。学生的评价反映课改是成功的。

5 结束语

随着我国经济进入新常态，教育经费的投入逐年增多，高等教育事业迎来了蓬勃发展。要结合社会发展和新时代大学生的特点，围绕学生在课堂中的主体地位，积极开展课程改革，使学生的被动听讲转变为主动学习。在对学生进行知识教育的同时，更要注重综合能力的培养，使学生具有较强的解决实际问题的能力，更快更好地适应社会、融入社会。

[1] 中华人民共和国教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[Z]，2010.7.

[2] 中国工程教育认证协会.工程教育认证标准[Z]，2012.7.

[3] 武鹤，孙凌，葛琪，等.构建适应社会需求的“大土木”专业教育平台[J].中国冶金教育，2014(2)：18-19.

[4] 黑龙江工程学院.深化课程教学方式方法改革方案(试行)[Z]，2013.5.

[5] 李立. 慕课及翻转课堂在“工程地质”教学中的应用[J].黑龙江工程学院学报，2016，30(6):71-75.

[6] 张家平，郭雷，何岩，等.道桥工程文化研究与实践[J].黑龙江工程学院学报，2016，30(1):62-65.

[7] 刘海苹，杨扬，王丽荣，等.基于创新能力培养的高校考试内容与方法的改革与探索[J].黑龙江工程学院学报，2014，28(5):74-76.

[8] 徐翘，童子林.水力学能力导向的一体化教学方式探讨[J].山西建筑，2016，42(32):249-250.

[责任编辑：陈 克]

Reform and practice of teaching way and method in the hydraulics based on ability training

YANG Yang,LIU Haiping,DING Jianting

(College of Civil and Architectural Engineering,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin 150050,China)

In this paper, as the core of the students’ ability training, the teaching way and method in the hydraulics of civil engineering are reformed and researched. Analysis is made on the traditional teaching way and method laying behind the cultivation of talents in the new period. The paper presents the practice of the teaching way and method reform process including the implementation plan of reform, student-teaching, project case teaching, flipped classroom, class rotation communication and “spread form” of the test. At last, the reform effect is analyzed through the questionnaire and student selection class system. The result shows that the reform has obviously increased students' learning interest and comprehensive ability.

ability training; hydraulics; teaching way; method; reform

2017-01-19

杨 扬(1975-)，男，副教授，硕士研究生，研究方向：土木工程方法教学。

G642.4

A

1671-4679(2017)03-0068-04