水力學(xué)課程教學(xué)改革思路論文
摘要：水力學(xué)是水利類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課。近年來(lái)隨水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)培養模式不斷調整變化，水力學(xué)課程教學(xué)各環(huán)節也相應做出調整。目前面對工程教育專(zhuān)業(yè)認證欲接軌世界同類(lèi)課程教育，結合課程特點(diǎn)及專(zhuān)業(yè)要求，分析水力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在問(wèn)題，提出了進(jìn)行水力學(xué)課程教學(xué)改革的思路與理念。
關(guān)鍵詞：工程教育專(zhuān)業(yè)認證；水力學(xué)；課程改革；水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)
一、前言
工程教育專(zhuān)業(yè)認證體系是遵從《華盛頓協(xié)議》多邊互認工程教育本科專(zhuān)業(yè)學(xué)位，認可工程教育資格，推動(dòng)工程學(xué)位互認和工程技術(shù)人員的國際范圍流動(dòng)[1]。工程教育專(zhuān)業(yè)認證體系通用標準對要通過(guò)其認證專(zhuān)業(yè)的課程體系進(jìn)行了規范。水力學(xué)為技術(shù)基礎課，注重于工程實(shí)際水流現象的分析和計算，有很強的專(zhuān)業(yè)技術(shù)性[2]。為適應工程教育專(zhuān)業(yè)認證，水力學(xué)課程應做出改革調整。水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)專(zhuān)門(mén)培養在地表水和地下水資源的勘探、評價(jià)、開(kāi)發(fā)、管理及其工程設計、施工等方面的工程技術(shù)人才。目前我國在水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)科體系齊全，教育水平在世界范圍內名列前茅，為國家培養了大批的人才。但是隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的進(jìn)步，各種新興媒體技術(shù)的沖擊，以及綜合素質(zhì)人才培養要求等的需求，原有的學(xué)科培養系統不能滿(mǎn)足要求，所以近年來(lái)對課程體系進(jìn)行了改革，現正處于改革調整期后的適應階段。筆者有幸從事水力學(xué)教學(xué)多年，為水文與水資源工程、水力工程、水力電力設備、給水與排水等工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)講授水力學(xué)課程，同時(shí)又留學(xué)美國亞利桑那大學(xué)做博士后參與水文與水資源工程學(xué)院、土木工程學(xué)院水力學(xué)課程的實(shí)驗實(shí)踐環(huán)節，審視近年來(lái)水力學(xué)課程的教學(xué)改革，分析面臨水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行工程教育專(zhuān)業(yè)認證時(shí)水力學(xué)課程存在問(wèn)題，并為以后的改革提出發(fā)展思路。
二、存在問(wèn)題
工程教育專(zhuān)業(yè)認證要求符合本專(zhuān)業(yè)培養目標的工程基礎類(lèi)課程、專(zhuān)業(yè)基礎類(lèi)課程與專(zhuān)業(yè)類(lèi)課程的課時(shí)量至少占總學(xué)分的30%，專(zhuān)業(yè)基礎類(lèi)課程應能體現數學(xué)和自然科學(xué)在本專(zhuān)業(yè)應用能力培養，并實(shí)現創(chuàng )新能力的培養[3]。對比這些要求目前水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)的《水力學(xué)》課程教學(xué)存在以下問(wèn)題：1.學(xué)時(shí)一再壓縮。目前高校在課程設置時(shí)，為提高學(xué)生基礎課的能力培養，側重基礎課程學(xué)習，壓縮專(zhuān)業(yè)基礎課的教學(xué)時(shí)間。目前許多院校水力學(xué)學(xué)時(shí)由原來(lái)的100多個(gè)學(xué)時(shí)，減到80多個(gè)學(xué)時(shí)，有部分學(xué)校甚至壓縮為40多個(gè)學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)的大量壓縮，使學(xué)生對水力學(xué)知識的運用能力、實(shí)驗動(dòng)手能力都有所下降[4]。2.學(xué)生興趣的轉移。學(xué)生在水力學(xué)課程學(xué)習中多對工程應用方面的知識有較大興趣，而對水流本身的問(wèn)題探究即純水力學(xué)理論問(wèn)題較少關(guān)注，因而在學(xué)習中對水流現象的學(xué)習僅局限于膚淺的表層，而未涉及水流現象的理論實(shí)質(zhì)探索與學(xué)習，這對以后的更深層次的學(xué)習十分不利。3.傳統教學(xué)手段受到挑戰。1998年學(xué)科專(zhuān)業(yè)目錄調整后，要求強化基礎、深化專(zhuān)業(yè)、提高素質(zhì)，各門(mén)課程學(xué)時(shí)大幅減少，方向課增多。教學(xué)質(zhì)量要求提高，要求學(xué)生對基本概念的理解、理論方法的應用、實(shí)驗技能的提高均比過(guò)去嚴格許多。傳統的教學(xué)手段難以達到上述要求。4.公式及推導冗繁。水力學(xué)有許多理論及公式，在工程實(shí)際中又衍生出大量的半經(jīng)驗、半理論公式、系數公式或經(jīng)驗常數等等[5]。而目前各種版本的水力學(xué)教材盡管做了一些修改，但由于其強調學(xué)科的'系統性、整體性，都按部就班詳細推導，強調技術(shù)基礎為專(zhuān)業(yè)服務(wù)等特點(diǎn)，所以水力學(xué)課程與其他專(zhuān)業(yè)課程相比公式多、概念多、系數多[6]。因而水力計算的內容很多，而且計算復雜，很多問(wèn)題無(wú)解析算，只能用試算法，所有這些都使學(xué)生感到不習慣，從而導致學(xué)習困難。5.實(shí)驗條件有待改善。工程教育專(zhuān)業(yè)認證要求工程實(shí)踐與設計至少占到總學(xué)分的20%，同時(shí)應設置完善的實(shí)踐教學(xué)體系，并應該與企業(yè)合作，開(kāi)展實(shí)驗實(shí)訓，進(jìn)一步培養學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力[7]。部分水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)建設中還有一些實(shí)驗設備沒(méi)有到位，不能進(jìn)行正常的教學(xué)實(shí)驗，因此實(shí)驗教學(xué)條件還有待于進(jìn)一步完善。
三、課程教學(xué)改革思路
基于以上面臨工程教育專(zhuān)業(yè)認證時(shí)存在的問(wèn)題，欲實(shí)現水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)多邊互認、技術(shù)人員的國際范圍流動(dòng)，筆者認為應從以下方面著(zhù)手進(jìn)行水力學(xué)課程改革：1.明確主線(xiàn)重組教學(xué)內容。由于水力學(xué)課程學(xué)時(shí)的壓縮，且需要保證教學(xué)質(zhì)量不下降，同時(shí)教學(xué)內容不能縮水的情況下，應采取的改革措施是：對專(zhuān)業(yè)基礎內容進(jìn)行重新整合，使重點(diǎn)更加突出，且使課程精練，更符合工程教育專(zhuān)業(yè)認證要求。2.選用適當的教材。教材建設是課程的核心，是教師實(shí)現教學(xué)之本，為實(shí)現工程教育專(zhuān)業(yè)認證，應結合和參考國外優(yōu)秀教材內容適當選取。由于水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設水力學(xué)或流體力學(xué)課程，不同專(zhuān)業(yè)對水力學(xué)知識深度、廣度要求也不一樣。而目前流行的水力學(xué)教材版本不同、難易程度不同、內容側重不同，因此各有所長(cháng)，在綜合考慮對比情況下，結合專(zhuān)業(yè)培養與實(shí)現工程教育專(zhuān)業(yè)認證目標認證選擇。3.改革課堂教學(xué)方法。積極實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)。堅持采用教師主講與課堂討論相結合的方法，或者有講有問(wèn)，每節課的最后幾分鐘留作討論，使學(xué)生增強了敢想、敢問(wèn)的信心和勇氣，以期達到雙向交流，保證教學(xué)相長(cháng)，為將來(lái)的工程技術(shù)人員的力學(xué)問(wèn)題有效溝通解決進(jìn)行能力培養[8]。傳統的水力學(xué)教學(xué)學(xué)生的能動(dòng)性、個(gè)性發(fā)揮不夠，影響教學(xué)效果，被稱(chēng)為一塊黑板、一支筆的呆板教學(xué)方式[9]。因此制作多媒體課件，演示水力軟件于授課過(guò)程中，以有利于學(xué)生對水利工程中的水力學(xué)現象和基本理論的認識與理解，以提高教學(xué)效果。4.加強學(xué)生計算能力培養。計算機技術(shù)的應用為水力計算提供了條件，學(xué)生對計算機學(xué)習一般興趣濃厚，這為水力學(xué)課程結合計算機教學(xué)創(chuàng )造了良好條件。學(xué)生計算能力不僅是指一般常規非線(xiàn)性方程的解算及其程序編制能力，而且還應該包括偏微方程的某些部分及其算法，強調計算機及算法應用[10]。因此，在水力學(xué)需要試算內容講授時(shí)應啟發(fā)學(xué)生動(dòng)手編程的熱情，這樣既加深了學(xué)生對解題過(guò)程的理解，又提高了程序設計水平，同時(shí)滿(mǎn)足了工程教育專(zhuān)業(yè)認證中有關(guān)學(xué)生綜合應用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題能力培養的要求[11]，使學(xué)生計算能力實(shí)現質(zhì)的飛躍，以適合水利類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程教育專(zhuān)業(yè)認證的需要，為以后參加工作打下了堅實(shí)的基礎。
四、結語(yǔ)
面對工程教育專(zhuān)業(yè)認證，水力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的提高，需要有一套不斷適應新形勢的課程體系改革和課程內容更新為之保障，而課程體系改革和課程內容更新是一個(gè)復雜的系統工程，也是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，需要從業(yè)者不斷地進(jìn)行探索、改革、實(shí)踐與提高。
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