提升给排水科学与工程专业水力学课程教学质量的探索

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1、提升给排水科学与工程专业水力学课程教学质量的探索　　摘要：水力学是土建、水利类学科专业必修课程，也是本科教育阶段给排水科学与工程的核心专业基础课。课程的教学效果对本科生后期学习涉及水力学相关知识的专业课程至关重要。文章针对提升给排水科学与工程专业水力学课程教学质量进行探索性研究。研究认为采用多元教学模式，例如自主互动、“粉笔+黑板”板书教学与视频动画等多媒体相结合的形式，是一种理想的教学模式，其将启发式和讲授式教学相融合，努力提高学生的动手实践能力，积极引导本科生自主创新。这种教学模式可以充分调动学生学习积极

2、性，促使教学质量得到提升，最终取得良好的教学效果。　　关键词：给排水科学与工程；水力学；实验教学；教学效果　　中图分类号：TV13；G6423文献标志码：A文章编号：10052909（2016）03009904一、水力学课程特点　　水力学主要研究液体的宏观机械运动规律及其在工程实际中的运用。水力学课程为后续相关专业课程，如水泵与水泵站、给水排水管网系统、建筑给水排水工程、给水水质工程学、排水水质工程学的深入学习打下牢靠基础。因此，学好水力学课程尤为重要。11　　水力学是一门理论性质较强的专业基础课，如何让学生

3、对单调枯燥、抽象繁杂的教学内容产生浓厚兴趣并加以充分吸收，如何调动学生的热情和积极性，如何更进一步提升水力学的教学质量，是一直以来高校水力学教学研究的重点，也是土建学科教师共同面临的教研问题。　　（一）培养目标定位　　通过课程的学习，学生需要了解和掌握水力学的基本原理与实际运用，最终形成扎实的理论知识和应用能力。结合工程实际问题简化分析水力学问题，并具备常规实验动手能力，主要包括水静力学分析计算与水动力学三大典型方程的灵活运用、水流形态的判断及其沿程和局部水体损失的确定计算，注重学生面对实际水力问题的分析计算

4、能力和基本实验动手能力培养，为后续相关专业课程的学习奠定良好基础。　　（二）理论教学部分　　水力学的理论教学用时占到本课程总学时的70%，主要是传统“粉笔+黑板”11板书教学和多媒体讲解及展示教学相结合，并辅以一定的讨论和检测习题来巩固完善水力学教学。刚开始，必须掌握静水压强、静水总压力计算分析和水动力学三大基本方程，只有精通水静力学和水动力学的基本知识，才能在后续水头损失、有压管道、明渠恒定流、堰流、渗流等内容学习过程中游刃有余，水到渠成地完全掌握各种典型实际水力分析工程运用。水力学教学本身抽象性和理论性很

5、强，有较多的计算方程及其附属的方程运用条件，再加之实际环境类型的差异及水质条件参数的变化，使水力学讲解授课和学习掌握存在相当难度，对工程力学、大学物理、高等数学微积分等基础知识储备有一定要求，这就需要学生在平时掌握过程中清楚各个方程的详细推导过程，包括等式方程的等效替换、适度变形和方程使用前提及在该条件下的参数确定，遇到与之对应的具体水力学问题，可以按照等式方程形成原理，写出适合实际问题的水力学方程。　　此外，水力学教学课时相对紧张，在理论教学部分要针对给排水科学与工程培养计划量体裁衣，有别于土木工程、水利水

6、电工程等专业的水力学教学，重点突出水动力学中的“水头损失”、“有压管道”和“明渠”相关分析计算，让学生掌握与管道、明渠相关的水头损失及水流形态判断确定及分析计算，而堰流部分多是水利水电工程为主要教学内容，渗流多是岩土工程岩土水力学的主要研究内容或是地质工程、地下水科学等专业的教学重点。鉴于此，课堂授课的例题讲解，要多以市政管道、室内管道、水泵站、大坝修筑、自来水厂、污水处理厂等为主，让学生更关注本专业领域所涵盖内容，培养学生结合实际问题的分析能力。　　（三）实验教学部分　　实验教学是水力学授课的重要环节。水力

7、学的实验教学用时占到本课程总学时的30%，主要在实验室通过水力模型模拟实际工程中的现象，基于化学试剂在水中呈现的不同颜色，来清晰地观察不同外部因素驱动下的水流形态及所形成的水力现象，对课堂理论教学起到补充作用。学生通过动手实验和观察实验，并结合课堂理论知识，使整个水力学的学习变得轻松。实验教学能让学生动手参与并思考问题，积极性显著提高。11　　值得重视的是，指导教师的水力学实验选择和教学安排对水力学教学效果影响较大。水力学实验的典型性是实验选择的一个重要方面，而水力学实验的全面性更值得思考，要选择能反映多个水

8、力学知识点的综合性实验，特别重视涉及核心知识点的实验。例如，雷诺实验中层流和紊流形态的观察区分，阻力实验中水损的形成，及阻力存在下对水流形态的作用影响。教学中可以让学生观察具体的实验装置和器具，回忆并讲解理论知识，查漏补缺、强化理解，也可以让学生结合生活实际工程中的水力现象，来分析其涉及的水力学知识，如泵站水泵的吸水管路、压水管路设置安装、室内用水器具的管道衔接及其水力成因，将抽象空洞的理论知识与生