土建类专业《水力学》课程教学改革研究.docx

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1、土建类专业水力学课程教学改革研究 【摘要】 本文介绍了土建类专业水力学课程教学中存在的问题并分析其缘由，提出了改革教学内容，促进教材建设，改善教学方法，提高教学效果的基本思路。笔者认为，当前应当改革课程内容，土建工程实践紧密结合，加快教材建设改革；改进教学方法，提高多媒体教学效果，运用网络教学平台；利用计算流体力学的成果促进课堂教学和试验教学；变更成果评定和考核方式，使考核过程更加科学与合理。 【关键词】 水力学；土建类；现状；改革 水力学课程是土建类专业培育方案和大纲中规定必需开设的一门专业基础课程，相比该专业的其他力学基础课程而言，该门课程学时数少，对结构课程的支撑性较弱，课程教学多是为了

2、满意培育方案的要求，教学效果不甚志向。作为一名长期从事土建类专业水力学学课程教学的老师，有必要对水力学教学的现状进行反思，提出合理的解决方法。 1 土建类专业水力学教学现状 1.1 课程地位不高。本校的土建类专业以工业民用建筑为主要方向，在课程设置中固体力学占据着特别重要的基础地位，流体力学与水力学课程基本上处于可学可不学，学好学坏一个样的地位。在专业培育中也较少重视流体力学或水力学的应用，学生学习以应付考试为主。授课和学习的主动性都不高，课程整体上来说不受重视，据了解许多学校建筑类专业的水力学课程基本上都面临着这样的窘迫地位。 1.2 老师队伍建设不足。大多学校土建类专业不肯定同时具有水利类

3、专业，水力学教学主要是为了满意专业培育目标中单独一门课程的须要，一般该课程的师资力气一般不强，数量较少，教学科研和试验教学环境较差，大多数流体力学或水力学专业的硕士探讨生或者博士探讨生基本不原意来校做老师，因此该类专业的流体力学老师一般专业出身的少，许多学校的流体力学老师是建筑专业或其他专业通过培训后任教该门课程的。在土建专业中，流体力学课程的老师队伍建设严峻不足且整体素养和同专业的其他老师相比不同步。 1.3 学生学习主动性不高。土建类专业学生毕业主要从事工业与民用建筑的设计和施工等方面的工作，老是认为水力学课程与这些工作联系不大，应用不广，认为一般应用没有必要单独学习水力学，只须要根据规范

4、来做就可以了，相比其他几门力学课程而言，学生学习主动性不高，水力学学习基本上是在接近考试的时候才进行。学生的主动性不高，教学效果确定大打折扣。 1.4 课时较少，内容较多。土建类专业开设的水力学课程在一般院校中课时不高，一般在40-60 之间，由于教学改革的要求，课程门数增加，重点课程的学时比例增大，水力学课程的学时数有降低的趋势。在比较少的课时中，水力学教授内容包括水静力学，动力学，流淌阻力和能量损失，孔口管嘴出流和管路流淌，明渠流淌，堰流和渗流等内容，有些专业还须要学习气体射流等内容。分理论和工程应用两大部分，内容较多，涉及的基础学问较广，有些数学学问还须要在课程中进行补充，学时显得紧迫。

5、 1.5 教材建设没有特点。如上所述目前水力学教学内容主要包括理论部分与工程应用部分，目前各个学校所运用的教材内容基本上根据上面列举的内容来布局，采纳的教学依次也是先理论后应用的依次。这个依次和内容的布置是全部的非流体力学专业的水力学课程采纳的一般方式。没有针对土建专业课程进行特地的布局，在理论部分的习题中基本上照旧以水力工程的例子为主，在应用部分，没有结合土建类专业，比如给排水，通风，防渗，供暖改革课程内容。采纳的基本上的水利类专业的课程体系和教材体系。 1.6 课程理论抽象，试验教学困难，教学方式比较单一。 水力学基本理论建立在困难的物理分析和数学推导的基础之上，讲解起来比较抽象，数学基础

6、比较差的同学较难接受，加上通过理论推导的结论和规律与现实的实际例子有肯定的差异，对于同学们接受起来特别抽象，因此水力学课程往往成为土建类专业同学不以为然而又敬畏的课程之一。多数结论须要通过试验过程来进行验证，而水的运动过程受实际的条件约束较多，不同的工程条件会形成不同的结果，常规水力学试验主要用来验证流体力学基本理论以及一些典型的工程例子，验证一个规律须要较大的试验投入和打算工作，加上土建类专业试验中水力学的地位问题，试验老师的配置问题，水力学试验课程一般很难开全。试验过程中由于学生人数众多，试验分组一般都是5人-10 人一组，试验过程中动手实力以及试验效果均较差。 水力学教学过程一般采纳理论

7、教学和试验教学相结合的方式进行，理论教学一般采纳介绍概念，提出问题，分析推导得出结论的步骤进行，这个步骤过程中采纳传统的板书推导的方式是常用的教学方法，近年来很多学校的课堂教学过程也在尝试运用多媒体教学过程，但从效果来看不甚志向。 2 教学改革与探究 上述水力学教学过程中存在的问题说明，土建类专业的水力学教学目前已经处于一个比较困难和尴尬的地步。在教学过程中必需采纳多方面的手段，变更教学思路，改进教学手段，更新教学内容，改善教学条件，提高教学质量。 2.1 课程内容改革和教材建设探讨。目前的水力学( 工程流体力学)课程基本以水利类专业为背景,介绍和探讨的主要对象为水这种液体,对于土建类专业而言

8、,笔者以为,水只是其专业背景下的一种流淌工质,和建筑相关的流体种类还有许多,比如空气,燃气等,这些流体的流淌过程本身与水运动的基本规律差别不大,应当能够在水力学课程中加以协助介绍,在实际的教学过程中，我们在介绍水动力学基础中加入了气体运动规律；在介绍流淌阻力和能量损失的时候补充了通风管道的阻力和能量损失的计算方法，在介绍孔口的时候联系到窗户等通风口的沉没出流问题，介绍管道流淌计算的时候与建筑给水排水系统联系，在介绍渗流的时候结合建筑井和基坑的排水问题。并且在例题和作业中有意识的和建筑物中的流淌问题相结合，通过这种调整使学生在学习的时候，不再觉得水力学是一门与建筑行业无关的课程，同时了解了建筑中

9、的流淌过程，而这些内容是他们可能在其他课程中无法了解的，相识了流体力学与建筑以及人类的生产生活过程休戚相关之后，渐渐培育出学习流体力学课程的主动性。 关于教材建设的问题，笔者长期以来运用两种教材，一种是以建筑设备工程专业运用的流体力学与流体机械类；另一种是以水力工程，土木工程为代表专业运用的水力学或工程流体力学教材，这类教材一般以不行压缩水流为探讨对象，水力工程应用比较丰富。通过长期的运用来看，应当以水力学为基本教材内容，适当的加入前者中关于气流运动，建筑工程中流淌问题，并在二者结合的基础之上增加适当的工程问题作为例题和习题。建设土建类专业普遍好用的一本教材。目前的教学中内容已经进行了变更，但

10、教材的编写和建设比较滞后。 2.2 教学手段的改革。关于多媒体教学在逻辑性强的含有较多的数学公式的推导内容的课程教学中的应用与效果问题，历来在高校中颇有争议，但不管怎样，为了适应学生的厌倦传统教学方式的要求，为了适应课堂教学时间缩短而内容增加的形势，传统的黑板教学方式必将被新型的教学手段所代替，这好象不值得探讨了，事实上并不是幻灯片方式不适用于公式推导的教学过程，问题在于我们的多媒体手段是不是能够解决和克服这样的问题。也就是说就是如何利用多媒体技术，以及应用怎样的多媒体技术。 水力学和流体力学探讨的对象是流淌的物质，探讨的是流体的流淌规律和状态，动画和录象是在教学中必不行少的元素，运用动画软件

11、可以形象的描述出流体在压力改变的时候的体积改变，流淌的迹线和流线，层流和紊流的特征和现象。运用PPT自带的动画功能也可以将每一步推导过程根据依次播放和演示出来，这种改变的动态效果和流淌的特征在本性上是相容的，从这个意义上讲流体力学是最适合运用多媒体技术讲授的。 对流体力学的抽象相识甚至可能因为多媒体的应用而变更，在没有多媒体技术之前，抽象的理论要被消化，往往是须要在试验过程中才有可能变的详细一些，而有了图象动画之后，在课堂上也可以一目了然，提高了教学效率，同时也吸引了大部分同学的主动性。在有了尽可能多的感性相识之后，对于数学推导以及原理的应用也比较简单接受了。 网络和信息技术的发展，为流体力学

12、的教学供应了一个新的平台，笔者通过使多年的水力学教学过程中同时发觉了不是课程本身的问题，很多同学不会主动的和老师沟通关于学习的问题，近年来我主动公布了自己的电子邮箱地址，QQ号码，个人博客和网站。意外的发觉和同学的联系不断的增加，课程教学的问题也更多的通过网络来解决和消化了，当然更好的利用网络是建立网络课程，但笔者现在照旧坚持采纳这些一对一的网络方式。 多媒体技术与网络教学是流体力学教学手段进步的一种标记，除此之外借助于流体力学自身发展的技术来促进课程教学也不行忽视，计算流体力学的飞速发展和应用，使得在计算机上模拟流淌的过程和结果变的特别简单，尽管在本科教学中，不必讲解计算流体力学，但运用它可

13、以干脆显示出一个详细流淌的特征和规律。在多媒体的制作过程中这也是一个不行忽视的途径。 2.3 试验实践环节改革。水力学试验，所需场地面积大，设备投资高，单个试验时间长，土建类专业水力学课程试验环节一般比较少，试验个数少，试验参加度低，一般一台试验设备进行试验时往往有5、6人之多。许多同学试验过程中基本上是看其他同学做，试验效果较差，在试验条件受限的条件下，笔者认为可以实行以下的一些手段改善试验效果。 增加试验组数，我校的试验室有10台综合试验台，假如50个人一起做试验，5人一组，分成两组，就2-3人一个小组了，有了试验条件参加度自然提高，有些试验仪器只有2台套，这就要合理的组合了，将几种试验放

14、在同一个时间段里进行，不同的小组进行不同的试验，然后依次进行轮换，这样的过程既防止了多人做一个试验，又避开了试验过程变成演示试验，提高了设备的利用率 。当然这样的结果带来的后果就是增加了试验老师的工作量，同时要求学生在课前的打算要足够的充分。 采纳多媒体试验教学，有些试验仪器试验室中没有，我们就借鉴其他学校的试验录象或者自己运用动画制作了一些试验过程，在课堂上演示并讲解。达到试验目的明白，原理清晰，熟识过程，知道结论的目的。 采纳计算流体力学计算，依据工程的流淌现象，自己设计流淌过程的边界，条件，流体种类。通过计算机计算和数图显示，驾驭流淌规律，获得流淌结论，由于计算机模拟是实质上的计算机试验

15、，这一过程可以很好的代替实际的试验，可以模拟随意困难的试验环境。同时也便于同学们自己设计试验，达到开拓视野，提高创新实力的目的。 2.4 考核方式和效果评价。传统的水力学教学方式基本上都是采纳闭卷考试来评定学生成果以及衡量学生是否结业，现行的水力学教材上基本上只有问答和计算两种形式，考试中一般多采纳这两种题型。笔者在教学中结合本课程在专业中的地位问题，做如下的尝试： 考核不仅仅由考试来确定，在每章甚至在有些比较重要的小节或一个学问点介绍完之后，不定时的给学生布置小论文任务。要求学生就该内容去找日常生活或工程中有关的例子并进行说明，作为平常最重要的成果。 考试的题型不限于计算和问答，采纳更多的方

16、式要求学生驾驭基本规律，计算题在结业考试中的比重低于30%。但肯定要是须要综合实力才可做的。前面的一些诸如选择，推断，作图，分析的体型考察基本规律和概念，既考查基本学问又考察应用实力。 考试的内容不全由老师确定，在每章作业之后布置一个特别的任务，自己出一些本章内容有关的考题并上交，考试的时候一部分内容就是学生自己出的考题。这个过程由于学生比较重视，也很仔细，同时也刺激了进一步学习的爱好。 总评成果的评定依据学校的规定，考试、试验和平常成果各居肯定比例。综合平定效果，这个问题我想大多数老师都是采纳相同的方法来进行的。其实撇开教化的规范性来看，笔者认为，学习成果的评定中应淡化考试成果，而注意平常的

17、学习和应用实力。 3 结语 水力学课程作为土建类专业的一门基础课程，在结构专业中的地位较弱，同时课程在老师队伍，教材建设，教学内容，教学方法，以及同工程实际相联系的过程中，也还存在诸多问题。作为该门课程的一名一般老师，笔者认为，当前应当改革课程内容，土建工程实践紧密结合，加快教材建设改革；改进教学方法，提高多媒体教学效果，运用网络教学平台；利用计算流体力学的成果促进课堂教学和试验教学；变更成果评定和考核方式，使考核过程更加科学与合理。 参考文献 1 裴国霞.水力学课程教学模式的改革与实践J.内蒙古农业高校学报,200,2(3);39-41 2 向文英,程光军.水力学教学方法探讨J.高等建筑教化,2001,39(2):47-48 3 许新庆.水力学试验多媒体教学设想J.黄河水利职业技术学院学报,2022,17(4):63-64 收稿日期：2022-4-06 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页