分层教学法在流体力学教学中的应用

2018-09-25 09:42徐凤
教育教学论坛 2018年30期
关键词:流体力学应用性分层教学法

徐凤

摘要:流体力学是土木工程专业的专业基础课,是一门知识面广、理论性强、实践性强、应用性很强的课程。在新疆大学“双一流”大学的建设环境下,在土木工程专业教育认证背景下,以及新的培养方案学时压缩的情况下,提出分层教学法,即把教学内容整合、分层,根据不同的教学内容采用不同的教学手段、教学方法,有效输出教学内容,从而增强流体力学的学习性,激发学生的学习热情,进而提高课堂教学效果。

关键词:流体力学;应用性;分层教学法;教学方法;教学手段

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)30-0178-02

流体力学是研究流体的平衡和机械运动规律及其应用的一门实用技术科学。流体力学是土木工程专业的专业基础课,是一門知识面广、理论性强、实践性强、应用性很强的课程。在新疆大学“双一流”大学的建设环境下,在土木工程专业教育认证背景下,以及新的培养方案学时压缩的情况下,提出分层教学法,增强流体力学的学习性,激发学生的学习热情,进而提高课堂教学效果,使学生在有限的时间内,学懂流体力学,会用流体力学,为以后学专业课程的学习打下坚实的基础,为毕业后从事工程技术工作奠定夯实的理论基础。

一、分层教学法的含义

分层教学法是一种较为成熟的教学方法,主要是针对知识水平、学习成绩等存在较大差异的学生,因人而异地制定出不同的教学目标,提出不同的教学要求,施以不同的教学内容,采取不同的教学方式,最大限度地调动学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣,使所有学生得到提高和进步的教学方法[1]。

本文所述的分层教学法是上述分层教学法的一个分支,但与其又有明显的差异。最大的差异就在于分层教学法并不是对学生进行分层,而是对教师所讲课程内容的分层,即学生面对的是同一位教师、同样的教学目标和要求,不同的只是教师在教学时对不同教学内容所采用的教学手段不同、教学方式不同,对教学内容输出的方式不同。

二、分层教学法在流体力学中的应用

1.教学内容的分层:整合教学内容,构建知识体系框架。流体力学教学内容多,随着当前学科的相互交叉、渗透,学生学习内容随着信息量的增多也急剧增多。同时,教学计划的调整,流体力学课学时数减少,因此需要通过整合教学内容,重新构建知识体系框架。以教学内容从基本理论到工程应用为主线,按照基本概念、基本理论、基本公式、理论应用几个层次重新整合教学内容。找到相关基本概念、基本理论、基本公式的关联性及其应用相互间的关联性,从而精简知识点,明确教学内容。教师讲课内容线条清晰,学生学习内容明确,使学生在有限的学时内,学习内容达到最大化。以全书章节关联性为例,第一章绪论是全书的高度概括,第二章流体静力学、第三章流体动力学基础是全书的基本理论,第四章流动阻力与能量损失是第三章的有效补充。第五章、第六章、第七章、第八章是流体力学基本理论的应用,即管、渠、孔、堰、渗流的介绍。从基本理论到理论应用,全书的章节思路清晰。在执行教学内容分层时,不仅有全书教学内容的分层,构建框架体系,还要有各章节内容的分层,构建框架体系。各个章节的框架体系构成了全书的框架体系,但是主线思路不变。首先从宏观上把握教学内容,即根据从基本理论到工程应用的线条进行教学内容分层;再从微观上把握教学内容,即根据基本概念、基本理论、基本公式、理论应用的几个层次划分每一章、每一节的内容;最后从宏观上审核教学内容,即通过先前分层教学内容,构建的框架体系,核查教学内容之间的关联性,修改完善全部教学内容的框架体系。

2.教学手段的分层:根据不同教学内容,选用不同的教学手段。教学内容分层后,要根据不同的教学内容,采用不同的教学手段将教学内容有效地输出。如用板书的形式授课,有利于学生逻辑推理、论证能力的提高及抽象思维能力的培养。因此,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,培养学生逻辑推理的能力,为解决实际问题打下基础。如欧拉方程的推导、伯努利方程的推导、静水总压力计算式的推导等用板书的方式进行讲授。多媒体课件教学具有形象、生动、直观、经济,并有较好的交互能力和使用方便等优点[2-4]。在基本概念、基本理论、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,使枯燥乏味的知识变得形象化,以加深学生印象,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。如学生容易混淆的基本概念明渠均匀流、明渠非均匀流、水跃、水跌等概念,可以通过动画或者工程实例现场照片、视频给学生展示,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,使枯燥乏味的知识变得形象、生动、活灵活现,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。如日常生活中时有发生的水锤现象,就可以通过制作动画的形式给学生讲解水锤现象发生的原因、解决措施等,让学生深切地体会到学有所用,从而提高学生对流体力学的学习兴趣。因此,在流体力学教学过程中根据授课内容的层次性,选用能有效输出教学内容的教学手段,是提高教学效果的有效手段。

3.教学方法的分层:根据不同教学内容,选用不同的教学方法。教学方法也是为教学内容的输出服务的,因此,教学内容的有效输出就需要根据教学内容的分层性质,选择一种或者几种教学方法提高课程的学习性。讲授法是教师通过简明、生动的口头语言向学生传授知识、发展学生智力的方法。它是通过叙述、描绘、解释、推论来传递信息、传授知识、阐明概念、论证定律和公式,引导学生分析和认识问题。讲授法的优点是教师容易控制教学进程,能够使学生在较短时间内获得大量系统的科学知识。但如果运用不好,学生学习的主动性、积极性不易发挥,就会出现教师满堂灌、学生被动听的局面。因此,流体力学还是以讲授法作为主要的教学方法。案例教学法是一种以案例为基础的教学法。将工程实例引入流体力学课程教学中,使流体力学教学内容形象化、实用化,增强课程的工程性、应用性,激发学生学习的积极性和主动性,提高课堂教学效果。流体力学课程开篇就可以引入工程实例,如都江堰工程、三峡工程等,用工程实例告知学生流体力学的工程性、实用性,引起学生对课程的学习兴趣。在管、渠、孔、堰、渗流等工程应用章节中使用案例教学,活灵活现地让学生感受到流体力学的工程性、实用性。如学生宿舍盥洗室中成排洗漱用的水龙头连接的支管,就是沿程均匀泄流管道在生活中的应用。通过具体工程实例,让学生理解“在其他条件相同的情况下,沿程均匀泄流管道的水头损失是通过相同数量的通过流量管道的1/3”。同时,学生也从流体力学的角度弄明白了为什么盥洗室中盥洗输水管要用均匀泄流的形式。因此,引入工程实例的案例教学法也是流体力学的主要教学方法。练习法是学生在教师的指导下巩固知识、运用知识、形成技能技巧的方法。在流体力学教学中静水压强分布图的绘制、压力体的绘制、静止液体作用在平面上的总压力的计算,伯努利方程的应用,水头损失的绘制等知识点都要通过练习法使学生巩固知识点、融会贯通。练习法使用得当与否,直接关系到学生学习流体力学的学习效果的好坏。因此,练习法也是流体力学教学中不可或缺的教学方法之一。比较教学法是教师在教学实践中,着重体现辨析并确定教学内容间异同关系的思维过程和方法。在流体力学教学中一般将容易混淆的基本概念、基本理论用比较教学法,如沿程水头损失和局部水头损失,孔口出流和管嘴出流等。

三、结语

“教学有法,但无定法,贵在得法”。教与学的主体在于学,学的方法在于引导。分层教学法的目的就是通过将教学内容分层,选用适当的教学手段、教学方法促进教学活动的有效开展,引导学生发挥主观能动性学好流体力学课程,提高课堂教学效果。

参考文献:

[1]管瑶,贺兴宏.水力学课程立体化教学模式构建探讨[J].湖南城市学院学报:自然科学版,2016,6(25):203-205.

[2]郭小英,孙书洪,等.多媒体在水力学课程教学中的应用与选择[J].教育教学论坛,2014,3(10):253-254.

[3]司春棣,韩会玲,齐清兰,等.水力学教学中多媒体课件与板书的使用模式优化研究[J].河北农业大学学报:农林教育版,2009,11(3):351-353,357.

[4]于淼.浅析计算机多媒体教学的利与弊[J].佳木斯教育学院学报,2010,(5):75-76.

猜你喜欢
流体力学应用性分层教学法
TD-LTE无线通信系统在核电应用性探讨
基于改善水流特性的超声波热量表设计
分层教学法在小学语文教学中的运用实践
初中英语教学中分层教学法的应用探讨
任务引领教学法在流体力学课程中的实践探析
人的行为方式在产品设计中的应用性研究
重视学校结核病暴发的应用性研究