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水力学教学中的培养学生理论应用能力

2019/10/08 阅读:

摘要:水力学是力学的分支学科,是一门具有较强理论性的基础课程,是研究流体的机械运动规律及其应用的科学,具有较强的应用性。本文在对水力学的课堂教学效果进行调查后,针对该学科的课程教学要求和特点,结合课程教学中容易出现的问题,从课程内容、实验教学、考核方案以及课堂趣味性等方面进行了深入的探讨,以期提升水力学课程的教学质量。

关键词:水力学;教学改革;教学质量

1引言

土木工程以培养“复合型”工程技术人才为目标,不仅要求学生具有扎实的理论基础和宽广的知识面,还要求学生具有实际运用能力和创新意识。水力学是土木工程专业重要的基础理论课程,具有较强的理论性和概念抽象性,包含许多公式推导和计算问题。该课程研究的是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,其目标是让学生掌握水力学的基本理论和科学研究方法[1]。水力学的学习难度不仅仅在于理论知识、公式的繁复,还在于其较强的应用性。水力学与工程实际联系紧密[2],要求学生能够在工程现场提出问题并解决问题,因此对学生的理论知识要求较高。水力学教学应当以提升学生的工程应用能力为主要目标,使学生能够在工程施工中始终从工程实际的角度出发[3],合理地解决工程问题。因此,提升学生的理论应用能力就显得尤为重要。

2水力学课程教学存在的问题

2.1课堂教学意识不强,课程容量大

水力学作为一门专业基础课,意在为学生打下牢固的力学基础。目前,大部分高校采取的是以教师在讲台上口头讲述为主,演示文稿为辅的方式向学生传授知识。这种教学方法形式单一,缺少学生与教师之间的互动,忽略了对学生在知识应用能力方面的培养。教师和学生的关系变成了讲述者与听众,课堂缺少启发性、研讨性环节。随着社会化进程的加快,实际工程项目对高校学生在知识运用能力方面的要求逐渐提高,但讲述式的教学无法给学生更多的机会去尝试解决问题。课程教学的内容及方式不能培养出满足社会实际工程项目需要的学生,导致学生毕业后无法快速适应工程需求。在高校招生人数不断扩张,教师等教学资源不足的背景下,大多数像“水力学”这样的专业基础课都采用大班教学的方法,课堂容纳近100人。学生过多,课堂表现和课后作业得不到准确的评估,教师无法关注到每一位学生的学习状况,学生的个体差异被忽视,使得教学质量得不到保证。

2.2课时分配不合理,实验课程与理论课程不协调

近年来,国家城镇化率不断增高,社会对土木工程专业的专业人员需求增加。土木工程行业的发展越来越快,下设学科门类增多。新型技术、新产品不断出现,学生需要学习的内容也不断增加,学习内容与课程课时之间的矛盾不断突出。因此,多数高校将水力学课程理论课时缩短甚至取消该课程。首先,课时的压缩就会导致每节课内容增多、课堂压力大等问题。教师往往会因为赶进度而忽略了学生对知识点的理解程度。课堂中教师和学生之间缺少关联互动,往往是学生还未理解上一知识点时,教师已经开始了下一知识点的讲解。一堂课结束,学生只记得有几个重要公式需要背诵,而对理论推导过程毫无印象。其次,在课程安排时,实验课时与理论课时安排不合理。往往理论课程结束后一个月,相应的实验课程才开始,这极易导致理论性知识与实操性知识的脱节。理论课程与实验课程在时间上相差过大,不利于学生对理论知识进行消化融合。在进行实验课授课时,如果按照理论课授课的顺序和时间安排实验课课时及内容,有助于理论知识的再巩固,加强学生的理论基础。再次,在大部分高校教学中,形成了重理论而轻实践的观点。实验课在教学过程中一直不受重视。一般的实验课课堂,学生按照提前编制的实验讲义一步一步进行实验操作,获取实验数据并计算结果。对于不合理的数据,缺少对原因的分析,因此学生对实验没有深刻的体会及认识。实验课程的设计缺少启发性、询问性问题,缺乏开放性环节。最后,学生对水力学在工程中的应用缺少正确认识及理解。学生一直在教室环境中学习理论知识,无法接触到工程实际运用,对某些应用性强的知识点只能靠想象学习。学生没有机会实际运用所学的水力学知识,自然难以理解水力学在实际工程中的重要性。

2.3课程考核机制不合理

课程考核机制一般由期末考试和平时成绩组成。本课程的考核为平时成绩占50%,期末成绩占50%。期末考核主要是对该学科的重点内容进行卷面考核。虽然期末考核成绩在总成绩中比重并不大,但部分学生仍会在考试前依靠死记硬背重要公式、解题步骤和课堂笔记,以便在考试中取得高分。而课后查阅大量资料、自主思考的学生往往因为应试技巧的缺乏,导致最终获得的分数并不高。平时成绩主要是课程考勤(10%)、课堂考核(10%)以及平时作业(30%)组成。在目前课程容量较大的班级中无法做到每堂课都进行点名考勤,无法准确地评估学生的出勤情况。课堂考核成绩一般是在课程中期或末期进行一次或两次的课堂测验以检验学生课堂的学习效果,而安排紧凑的课堂教学进度,往往导致课堂测验无法进行。平时作业成绩以学生上交的课后作业为参考。有时教师因课程安排过于紧凑而无法抽出时间全面批改学生作业,从而无法准确判断学生课后作业完成情况。即使教师偶尔可以做到全面批改,但由于学生抄袭作业现象严重,有时一个寝室甚至一个班上交的作业都完全一样,批改的分数也代表不了学生的真实水平。这样有失课后作业评判的公正性,对认真完成作业的学生有失公允。而对于这样大面积的抄袭现象,任课教师也无可奈何。课程考核机制的不合理性会导致平时学习积极性高、课外学习能力强的学生无法取得高分。

2.4学生对课程不感兴趣

“水力学”是研究液体的宏观机械运动规律的学科,公式繁多,理论推导复杂。而在中学教育中,有关液体的运动规律的内容少之又少,学生对水力学比较陌生。因此大部分学生产生了课程难度大、难以理解的心理暗示,从而对课程抱有消极心理、畏惧心理。学生认为水力学难度较大,从而对课程缺乏兴趣,对课程产生了倦怠,甚至出现迟到、缺课现象。学生课堂积极性不高使得学生的课堂主体地位逐渐减弱,而教师开始主导课堂教学,这样更加深了学生认为水力学课程“难懂”的印象。虽然学生能够记住公式,但是在实际运用过程中,不能将理论公式与实际联系起来[3],这使得水力学课堂教学极为困难。

3水力学课程改革措施

3.1调整课程内容,改进教学方案

水力学是土木工程专业的重要基础课程,但是在学生本科教育中受到的重视不够。在高校不断地对水力学这门课程的课时进行减缩的背景下,对水力学的课程结构进行调整就显得尤为重要。水力学课程由水力学基本原理和工程水力学两类组成,不同专业分支对水力中工程水力学的学习深度和要求程度不同。教师可以针对不同专业的学生,制定不同内容的教学计划,有不同侧重点地进行教学[4]。而且,水力学与土木工程其他学科内容具有部分相似性,可以适当缩减相似内容的讲述,避免重复教学导致教学资源的浪费。

3.2提升学生的自主创新能力,注重实验教学

传统的课堂理论教学方法无法满足现代社会对学生的要求。首先,课堂教学应当注重学生的个性化差异,有针对性地进行教学,改变课堂理论教学的方式。因此,教师在课堂上不仅仅要注重学生对理论知识的掌握情况,也应提升学生的思考能力。其次,应当在水力学的课堂教学中适当地加入一些工程实例的讲解,增加演示类型课件的比例,提出工程建设中可能遇到的某些问题,促进学生运用学习的知识解决实际问题,加强课堂中教师与学生的互动,增加学生课堂积极性,从而提升学生解决实际工程问题的能力。再次,水力学是一门以解决实际工程问题为主要目标的课程,因此,水力学实验在水力学教学中极为重要。教师可以在水力学实验中让学生更深入地了解水力学理论知识。这就要求教师在制定水力学实验计划的过程中,更多地加入设计式、综合性实验,增强实验多样化,给予学生自主思考的机会,自主进行实验的设计、完成以及结果分析。最后,在水力学的教学中加入少量的野外实践,能够让学生亲身体会水力学在实际工程项目中的应用,加深学生对水力学应用的理解,激发学生对课程的兴趣。

3.3改革考核方式

考核是高校课程教学中必不可少的一环,考核的目的主要是评价学生对课程的学习情况。建立科学合理的考核体系可以提高课程教学质量,科学的考核体系包括合理的平时成绩评价体系和期末考核体系。平时成绩考核体系包括考勤、平时作业和课堂作业成绩。(1)平时成绩由于日常点名考勤费时费力,部分教师都会选择抽点或者不考勤,这就导致了对学生考勤的不准确。而随着网络技术不断地发展,出现了扫码签到、电子代点名等快速便捷的考勤方式,极大地方便了教师考勤评价的开展。在课堂理论教学中,教师可以通过提出问题,让学生进行分组讨论解决问题来对学生的课堂学习效果进行评价。课后作业直接反映了学生对知识的掌握程度,但在实际教学过程中容易出现作业抄袭、网上查答案等现象。针对这种现象,需要教师准备充分的课后作业题库,自主命题,随机布置课后作业,保证作业类型、题目多样化,避免学生抄袭作业。(2)期末考核为了准确地考查学生对理论知识的运用能力,卷面考核中应适当地减少客观题的比例,而加大主观题的内容,增强试题的灵活性,也可以适当地增加一些难度较大的题目,这在一定程度上避免学生通过死记硬背公式而获得高分。其次,应当在考核中增加对学生的实验操作、设计的考核,考查学生的动手操作和实际运用的能力。

4结语

工程技术对学生理论运用能力的要求促使高校需要对教学进行改革,不断改进教学模式和教学内容,以此提高学生的知识应用能力。本文针对水力学的课程要求以及实际运用需要,进行课程改革。通过对水力学课程进行针对理论应用能力提升的改革,帮助学生提升创新能力,养成独立思考、自主学习的习惯。

参考文献

[1]王平,程金花,张会兰.水土保持专业“水力学”课程教学改革的探索[J].中国林业教育,2017(6):49-52.

[2]侯保林,李志.提升高校水力学实验教学质量的思考[J].教育教学论坛,2018(39).

[3]杨艳.在《水力学》教学中培养学生的工程意识[J].长江工程职业技术学院学报,2008,25(2):73-74.

[4]董研.数据库原理课程教学改革探讨[J].辽宁教育行政学院学报,2010,27(12):78-79.

[5]李琳,赵涛,谭义海,等.以能力培养为导向的水力学课程教学改革[J].教育教学论坛,2014(32):57-59.

作者:蒋先刚 寇译文 单位:四川农业大学土木工程学院

水力学教学中的培养学生理论应用能力

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