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一、水力學課程考核和教學方式改革的具體實踐
(一)隨堂測驗考核為了隨時檢驗課堂教學效果,并鞏固之前所學的知識,教學中筆者采取了多種方式的隨堂測驗考核形式。首先,在每一章結束之后,尤其是學習水力學理論知識后,專門安排一堂課的時間進行筆試。為防止學生之間的相互抄襲,考題形式因學號不同而不同。考試內容則多種多樣,有概念題、繪圖題、計算題等。學生當堂完成并上交,考核結果作為平時成績的一部分。其次,水力學中有需要手繪的內容,例如靜力學中靜水壓強分布圖以及壓力體圖的繪制,壓管流部分有總水頭線以及測壓管水頭線的繪制,明渠水流中的水面線的繪制等等。講解這些繪圖知識后,采取在黑板上出題,要求部分學生在黑板上現場繪制,之后再提問其他學生繪制結果正確與否,并讓發現錯誤的學生現場改錯。這樣做的結果不僅可以考核學生是否掌握繪制方法,還可以幫助學生了解容易出現錯誤的知識點,并學習如何避免犯錯誤。第三,每堂課上課之前,教師就上一堂課的講授內容進行提問。提問的內容可以是基本概念,也可以是教材上的思考題。這樣不僅可以幫助學生鞏固溫習學過的內容,還可以了解學生對上一堂課內容的掌握程度,同時也增強了學生學習的自覺性,提高了學生的課堂聽課質量。本科水利水電工程及農田水利專業課程考核的試點改革,其結果表明,上述隨堂測驗的考核方式效果總的來說比較理想。雖然剛開始學生普遍不太適應,測驗成績不甚理想,但學生慢慢適應這種平時不斷復習課堂內容的方式后,測驗成績逐漸好轉。實踐表明,隨堂測驗的考核方式,改變了學生過去不重視平時學習的積累,只在學期末考試前突擊復習、臨陣磨槍以應付考試的不良學習習慣,現在學生更注重日常的學習,做到課堂知識當堂消化吸收,這樣有利于知識的掌握和鞏固。
(二)重視實際動手能力的考核課堂教學的目的在于給學生講解理論原理、描述實驗現象、枚舉工程實例,以幫助學生更好地掌握書本知識。對于水力學來說,實驗課是非常重要的基礎環節,實驗的目的是讓學生通過實際動手操作,切身領會理論知識和實驗現象。此外,通過實驗不僅能檢驗學生對理論知識的掌握程度和融會貫通的運用能力,而且還能增加學生對水力學課程的興趣。因此,課堂講授與實驗操作二者是相輔相成缺一不可的。結合學校水力學開放實驗室條件,筆者隨機抽取一個學生小組,單獨進行全程提問討論的水力學實驗考核。例如,在管道突然擴大局部水頭損失系數測定實驗中,實驗管路系統上安置了多根測壓管,實驗過程中隨機提問學生,應該讀取哪些測壓管的讀數才能正確計算出對應的水頭損失,并說明原因;在雷諾試驗中結合紊流形成的原因,提問學生水箱中的水如果靜置一段時間和不靜置立即進行雷諾試驗,結果會有什么區別并加以解釋;在實用堰流實驗中,結合下游尾門的調節,提問學生水躍的移動與下游渠道水深的關系,等等。除此之外,實驗指導書中每一個水力學實驗之后都有若干相關思考題,有的思考題需要學生實際動手操作才能給出答案。因此在實驗過程中,教師應通過與學生的互動,引導學生自己通過實驗給出思考題的答案,這樣既可以考查他們的課堂理解能力,也可以考核其動手能力。通過上述方法,使學生不再僅僅是機械重復實驗指導書中的實驗步驟,而是真正理解實驗所蘊含的水力學原理,并且能結合之前學過的水力學知識,讓課本中的知識點不再孤立,從而達到將前后知識相聯系并靈活運用的目的。
(三)專題學習及查閱文獻能力的考核針對水力學課程的理論應用部分,有針對性地引導學生自行查閱包括期刊在內的各類專業文獻。例如下游建筑物的消能與銜接這一章,主要介紹的是水利工程中主要的消能方式及其計算。目前在工程中實際應用的消能銜接方式遠不止教材介紹的那幾種,而且隨著時間的推移和研究的深入,還會出現新型消能工,例如孔板式、寬尾墩、階梯式、豎井旋流消能等等。針對不同的專題引導學生進行廣泛的課外閱讀并撰寫報告,然后隨機抽取若干學生進行PPT匯報和共同討論。實踐表明,這樣做不僅可以加深學生對這一章知識的理解和學習,還能開拓學生思維,使其不受書本的禁錮,培養學生自我學習新知識、新技術的能力。同時,在匯報和討論過程中,還能培養學生的語言組織與表達能力,為今后的畢業答辯甚至工作打下基礎。
(四)結合生產項目進行案例式教學水力學是一門實踐性很強的學科,很多理論都來源于物理實驗,尤其是重要的水利工程大多數都需要進行物理模型試驗。教師們除教學工作外,一般還承擔多項實際工程的物理模型試驗工作。因此,可結合各類水工及水力學模型試驗開展案例式教學,為學生真正接觸水力學實際問題提供機會。例如結合倒虹吸管水工模型試驗,可以讓學生分辨正虹吸與倒虹吸的區別,了解實際工程中有壓管道的計算和模擬等;通過引水樞紐模型試驗,可以讓學生了解彎道水流現象、工程泥沙的初步知識以及閘孔出流的計算等;通過泄水陡坡模型試驗,可以讓學生了解明渠水流的特征、泄水建筑物下游的消能銜接與計算。在案例式教學中,書本上抽象的專業術語和概念變得形象和生動,學生更容易學習和掌握。教學與實際工程的有機結合,有利于培養學生的工程素養,也為后續專業課程的學習奠定基礎。
二、水力學課程考核及教學方式改革的成效
課程考核方式的改革,使學生從過去的被動學習變為主動學習。對學生來說,每一章的知識點可以在短時間內得到鞏固和強化,而對教師來說,則可以通過這種方式檢驗教學效果,及時發現課堂講授的疏忽,或者學生容易困惑和出錯的知識點,并及時糾正,因此,課程考核方式的改革對學生和教師都是有益的。教學改革之初,學生課堂測驗和隨堂提問考核的及格率只有30%—40%,到第二學期,及格率已升至80%左右。案例式教學和組織學生課外撰寫小論文等教學方式的改革,學生學習積極性和求知欲明顯提高,以往學生在進行水力學實驗時,基本上是按照教師布置的實驗任務來操作,學生就完成什么,學習上很被動;而現在學生對實驗室內的各種水工模型,以及教師正在進行的水利工程方面的科研工作都表現出相當的興趣,并愿意動手去做,這充分說明授課形式的改革是成功的。
三、結語
近年來,針對少數民族地區農科院校學生的特點,筆者所在學校不斷探索教學方法的改革,在教學實踐中積累了一定的經驗,取得了一定的效果。實踐表明,教學方法的改革,不僅有利于學生對水力學知識的掌握,而且有利于學生改進學習方法,激發學生學習水力學的興趣。這一教學改革探索不僅對學生而且對教師都有促進作用。近年來學校多位水力學課程的教師獲得教學競賽優秀獎,學生在考研選擇專業課考試科目時,有98%的學生選擇了水力學課程。事實證明,只有立足現實,打好專業基礎,提高適應性,建筑學專業才能走出一條既有高水平的教育質量,又有鮮明民族特色的發展之路。
作者:趙濤李琳牧振偉譚義海邱秀云單位:新疆農業大學水利與土木工程學院