水力学教学中如何提高学生的学习兴趣

水力学研究的主要是水的运动, 是流体力学的一部分, 是一门既有较强理论性又有较强工程实际意义的课程, 具有理论推导复杂、概念和方法较多且易混淆, 另外对学生的高等数学、工程力学以及综合分析、处理问题的能力的要求较高的特点。因此学生普遍反映是一门难学的课程。由于学校采取学分制, 并将这门课程列为学科基础选修课, 造成部分学生回避选修这门课程。针对以上特点, 为了提高学生的学习兴趣和激发学生内心的求知欲, 本文从改革教学方法和教学手段两个方面对水力学教学进行了探析。

1 改革教学方法

首先重视和上好绪论课, 从一开始就提高学生的学习热情。

绪论是水力学的第一部分内容, 是学生了解该课程的窗口。学生对一门课程的兴趣和认识都是从绪论的讲解中得到的。因此开课伊始首先给学生介绍水力学的发展简史、研究内容、研究方法等。如在介绍水力学发展史时, 介绍古希腊伟大数学家和力学家阿基米德的生平和发现《阿基米德原理》的过程, 以及他利用力学等各种自然科学知识为叙拉古的亥厄洛国王解决了包括军事战争、农业生产和日产生活中的各种科学技术问题。采用举例的方法介绍水力学应用范围。由于我们这门课程面对的是环境工程的学生, 因此除了介绍水力学在生活中应用, 还根据他们未来的就业方向, 介绍基于水力学原理, 从江河湖泊或者地下水的利用虹吸原理的取水, 到利用取水泵自取水井的取水, 并输送至水厂后利用城市管网输送直至用户。以此来使学生对该课程有较具体和全面地了解。这种授课形式不仅可以吸引学生的注意力, 激发学习热情, 还可使学生充分意识到本课程对今后工作和学习的重要意义。在授课过程中, 学生自然就产生了浓厚的学习兴趣, 为学好水力学奠定了基础。

其次及时复习和预习, 做到温故而知新。

每次讲课前复习前一堂课的重点内容, 并且将其与下一堂课内容的相关性进行交待, 以此做到温故而知新;同时交待本次课程内容在整个水力学课程中的地位以及本次课程的重点和主要内容。这是由于水力学课程的逻辑性和连贯性很强, 要求学生对每一次课的主要内容理解透, 才能掌握好整个课程的主要内容。此外在每一次课的结束之前, 交待学生应该去温习的基础知识和预习的相关内容。比如在绪论结束以后, 可布置学生进行高等数学的泰勒级数、微积分等的复习, 以及理论力学和工程力学中有关力矩、形心等知识的复习, 避免由于相关知识的遗忘而造成下一堂课学生听不懂, 进而影响学生的学习积极性。从而渐渐失去学习水力学的兴趣。

再次讲解理论知识时, 适当略去繁难的公式推导, 做到重点突出。

由于水力学涉及高等数学、复变函数、理论力学、工程力学等大学知识, 教材中有较多的推导, 若将所有公式推导都讲授, 不仅浪费时间, 而且还会使学生感到水力学高深莫测, 产生畏难心理。所以在教学中对于繁难的公式推导可略去, 而对于较简单且是基础性的公式则应该进行推导, 以培养学生的学习兴趣和加深学生对理论的理解。如在讲紊流运动的时候, 略去紊流切应力的推导, 直接给出它是由牛顿粘性应力和紊流附加切应力之和。而在讲解孔口自由出流、孔口淹没出流和管嘴出流等内容时, 作者建议他们不必强制记住各自的公式, 但是要求他们必须掌握能量方程, 对于实际流体只要正确分析两渐变流断面的能量关系和流量方程, 结合突缩管的局部阻力系数, 以及相应孔口收缩系数, 几乎可解决所有简单的工程实际问题。同时也适时地对基本概念和重点公式进行阶段性总结, 如对上述孔口自由出流、孔口淹没出流和管嘴出流等公式进行总结, 给出各种流动情况下, 尽管各公式完全相同, 但具体系数在数值上有所差别, 借此机会明确各系数所代表的物理意义。从而使学生在比较学习中明确物理意义, 提高了学生的学习兴趣和自学能力。

再次重视习题课, 注意讲练结合。

由于水力学教材中计算题较多, 因此作者基本上每次都会布置计算题, 并且在下一次上新课之前, 点评学生的作业情况, 集中评讲学生中出错较普遍的题目。此外为了加深学生对理论和概念的理解, 作者也适时地查阅了大量的教材和习题集, 自编了一套水力学题库, 在上课时根据所授的内容及时提出一些思考题。如提出:在孔口淹没出流中, 孔口离液面的距离对流速和流量有无影响?为什么?以及孔口淹没出流中, 液面下相同深度处, 大孔与小孔对流速和流量有无影响?为什么?等等, 这一方面加深了学生对概念的理解, 同时引导学生从解题过程中获得解决问题的思路、方法和技巧, 而且还可提高学生的学习主动性和积极性, 真正做到教学互动。

2 改革教学手段

采用多媒体教学与传统的授课方法相结合的手段。

多媒体教学把文字、声音、图像等多种媒体信息有机地结合起来, 以形象、生动、具体、直观、易于理解的形式来表现教学内容, 具有方便、快捷、信息容量大、课堂效率高等的特点, 已迅速进入了各大高校课堂、渗透到各个学科并为广大师生所接受。作者也引入多媒体教学于水力学课程中。但考虑到传统教学, 具有有利于师生之间面对面地探讨疑难问题, 教师可以根据学生的具体情况提问, 因人而异, 突出重点与难点, 灵活讲解等优点。作者采用两者兼顾而又两者不弃的原则。在教学中安排一定学时的多媒体教学。比如对于复杂的图片、层流和紊流的雷诺试验以及那些很难用语言描述的物理概念, 如拉格朗日描述和欧拉描述等, 采用传统的教学方式会浪费大量的绘图时间, 同时也会因某些过程晦涩难懂而大大降低教学效率, 而扼杀了学生个性的发挥和创意的产生。因此采用实景、动画、实验演示等多种形式, 化复杂为简单, 通俗易懂, 生动活泼, 具体形象地展示流体的一些流动现象, 营造一个图文结合、视听并举的学习氛围, 可以活跃课堂气氛, 让学生建立清晰的物理概念, 缩短认识过程, 从而激发学生的学习兴趣, 提高教学效果及教学效率。从而为教学质量的提高和稳定提供了保障。但是在推导一些关键公式以及重点和难点内容的阐述时如果单一采用多媒体手段进行教学, 可能导致学生出现思考不足、理解不透、学习困难、兴趣下降等现象。因此作者采用传统教学方式授课, 留给学生充足的时间思考、琢磨和消化, 促进学生积极参与并积极思考, 从而开拓了学生的思维, 并且在不知不觉中教会了学生做题的思路和方法。总之, 作者尽可能地将传统教学和多媒体教学有机地结合起来, 使两者相互支持、相互补益、相互促进。

3 改革考核评分

成绩考核除了执行教务处统一规定的期终考核外, 作者还安排平时考核等。平时考核主要是参照平时作业的数量和质量进行成绩评定, 此外也包括课堂提问、以及学生平时向老师提出的问题等;其中课堂提问大多是一些概念性和理论性较强问题等。通过这些方式及时了解和掌握了学生的学习情况及对教学内容的理解和掌握程度, 同时也激发了学生的学习积极性和主动性, 以达到教学互动。

总之通过这三种方式的教学改革, 促使同学对水力学这门课程产生学习兴趣。只有对水力学的学习有了兴趣, 才能提高学生的学习热情和学习自觉性, 使学生由好奇到喜欢, 从而克服枯燥的理论知识带来的厌烦心理, 消除“水力学”是“留级力学”的心理负担;而合理考核制度能够引导学生养成良好的学习习惯, 积极主动地学习, 从而最后最终达到良好的教学效果。

摘要：水力学是力学学科的一个分支, 具有严密的理论推导及较为繁琐的计算过程, 其中概念、公式繁多。本文针对水力学课程的特点, 根据多年的教学实践, 从改革教学方法、教学手段和考核评分三个方面谈谈如何提高学生的学习兴趣。

关键词：水力学,教学改革,教学实践,考核评分