情境式案例在“水力學(xué)”課程中的應(yīng)用

吳慧芳 楊曼婷 陳薇 肖智興 杜海霞

摘 要 水力學(xué)是給排水科學(xué)與工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性強，學(xué)時多，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定的難度。為了改變以往過于注重傳授知識的傾向，引入情境式案例教學(xué)模式，調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，將知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三位一體地融合在具體學(xué)習(xí)活動中，實現(xiàn)易學(xué)、愿學(xué)及樂學(xué)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 情境式 案例 啟發(fā) 水力學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.02.051

Application of Situational Cases in the Course of Hydraulics

WU Huifang， YANG Manting， CHEN Wei， XIAO Zhixing， DU Haixia

（College of Urban Construction， Nanjing Tech University， Nanjing， Jiangsu 211816）

Abstract Hydraulics is a very important professional basic course for water supply and drainage science and engineering. It is theoretically strong and has a lot of learning time. It is difficult for students to learn. In order to change the tendency of too much emphasis on imparting knowledge in the past， the situational case teaching mode is introduced to mobilize the enthusiasm of students， so that students learn to learn， integrate knowledge and skills， processes and methods， and emotional attitudes into the specific learning activities to achieve the goal of easy learning and willing to learn.

Keywords situational； case； inspire； Hydraulics

1 傳統(tǒng)課堂的特點

一般情況下，課堂上老師是滿堂灌注、個別學(xué)生是有回復(fù)，大部分學(xué)生是觀眾、聽眾的教學(xué)模式。教師們也想努力改變這種“老師講，學(xué)生聽”的傳統(tǒng)模式，在課堂內(nèi)通過設(shè)問、談?wù)摰刃问絹硖岣邔W(xué)生的積極性，但是沒有經(jīng)過系統(tǒng)的教學(xué)試驗研究，以及沒有配套的經(jīng)費的支持，難于大幅度提高課堂效果。又由于教師們不僅要忙于繁重的教學(xué)任務(wù)，而且要完成艱巨的科研任務(wù)。因此，課堂內(nèi)的教學(xué)探索，往往是淺嘗則止，不能深入的進(jìn)行系統(tǒng)地研究。

而教學(xué)的研究，其實我們不必象科學(xué)試驗研究，需要進(jìn)入試驗室才能有“用武之地”。課堂就是很好的試驗場所，但是需要我們教師做一個有心人，充分地利用好課堂內(nèi)的45分鐘，就可以順利地開展教學(xué)試驗研究。因此，我們不必把教改看成是個負(fù)擔(dān)，而是充滿興趣的，熱情的投入到教學(xué)改革與探索的實踐中去。

2 課堂教學(xué)的趨勢

“水力學(xué)”是一門專業(yè)基礎(chǔ)課或技術(shù)基礎(chǔ)課，高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué)是它的基礎(chǔ)課，它為許多工程專業(yè)的專業(yè)課奠定了基礎(chǔ)，它也可直接用于解決工程實際問題。主要內(nèi)容包括流體的性質(zhì)、流體靜力學(xué)、流體運動及其基本方程、量綱分析和相似原理、流動阻力和能量損失、有壓管流、明渠流及滲流等章節(jié)。它是一門非常重要的通用的理工科課程。為了更好地滿足目前新形勢下的教學(xué)要求，培養(yǎng)適合當(dāng)前社會需求的新工科人才，很有必要對該門課程的課堂教學(xué)開展研究與實踐。

探究式教學(xué)是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)合作討論為前提，在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下對所學(xué)知識進(jìn)行理解掌握的教學(xué)形式，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，積極探求新知識，重視大學(xué)生思考和探究的過程，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。探究式教學(xué)，轉(zhuǎn)變了教師的角色，使教師由傳統(tǒng)的單一知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)榕c學(xué)生共同學(xué)習(xí)的合作者與指導(dǎo)者，在課堂上營造了一種平等、民主、信任、尊重、友好合作的師生關(guān)系。探究式教學(xué)營造了學(xué)生積極參與、主動學(xué)習(xí)的課堂氛圍，實現(xiàn)了教學(xué)過程由以教為主向以學(xué)為主過渡，保留學(xué)生的思維空間，尊重學(xué)生的興趣愛好，形成有利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的寬松學(xué)習(xí)環(huán)境。讓學(xué)生獲得自由、寬松、活躍的心理感受，讓學(xué)生的思想進(jìn)入一個自由馳騁的空間。在開展探究式教學(xué)的同時，積極組織情境模擬教學(xué)活動，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果。

情境式案例教學(xué)是將情境教學(xué)法與案例教學(xué)法有機結(jié)合的一種教學(xué)方法，強調(diào)課程內(nèi)容情境創(chuàng)設(shè)形象、生動、典型，其目的是在抽象思維與形象思維、理性認(rèn)識與感性認(rèn)識轉(zhuǎn)變過程中搭建一座橋梁，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在情境式教學(xué)中，學(xué)科性是教學(xué)情境的本質(zhì)屬性。創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的具體要求是：一是應(yīng)該選擇看得見的、摸得著的東西，通過教學(xué)能有效地豐富感性認(rèn)識，并能夠促進(jìn)感性認(rèn)識向理性認(rèn)識的轉(zhuǎn)化和升華；二是教學(xué)內(nèi)容要求是形象的、具體的，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想和想象，使學(xué)生能夠突破自身時間與空間的限制，突破自身有限的經(jīng)驗范圍，從而使學(xué)生獲得更多的知識，促進(jìn)學(xué)生抽象思維與形象思維互動發(fā)展。情境創(chuàng)設(shè)注重體現(xiàn)“水力學(xué)”課程的特色，結(jié)合水力學(xué)在日常生活在的應(yīng)用，緊扣教學(xué)重難點設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，在體現(xiàn)學(xué)科知識在日常生活中的意義與價值的同時，嚴(yán)格遵循發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的科學(xué)認(rèn)識問題的順序，幫助學(xué)生深入準(zhǔn)確地理解學(xué)科知識的內(nèi)涵，激發(fā)學(xué)習(xí)的動力和熱情。

3 “水力學(xué)”課程情境式案例教學(xué)的關(guān)鍵問題

（1）解決水力學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的重點和難點。

（2）剖析教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。把抽象的概念與內(nèi)容具體化及形象化。書本上的理論性很強的內(nèi)容，盡量與同學(xué)們?nèi)粘Ｉ罴皩韺I(yè)工作，進(jìn)行有機的聯(lián)系與有效的結(jié)合。

（3）何時引出問題？怎樣引出問題？怎樣啟發(fā)學(xué)生？怎樣點評學(xué)生的回答結(jié)果？

（4）掌握了知識后，如何應(yīng)用？培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力。

4 教學(xué)方案設(shè)計

第一階段 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。與新情況及新問題相結(jié)合，尤其是找出日常生活或在專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域容易想當(dāng)然的問題。比如，創(chuàng)設(shè)如下案例。

案例a： 流線的特點： “海豚的頭部與高鐵的頭部有著驚人的相似，請尋找它們的共性與原因?！?/p>

案例b：并聯(lián)管道的特點：創(chuàng)設(shè)情境，新開發(fā)的小區(qū)要從市政原有給水管道連接另一管道供水，管道的末端還是連到原有管道，試分析會不會影響原來管道的供水。

案例c： 物體表面越光滑，阻力越小。而高爾夫球做成有凹坑；海豚游泳時，全身皺縮。

案例d： 重力流管道設(shè)計，下游速度與上游流速有關(guān)聯(lián)嗎？

第二階段 每一個案例進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的開展與實踐，圖1為探究式學(xué)習(xí)過程圖。

第三階段 根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋，對情境設(shè)置及案例實施過程進(jìn)行調(diào)整。

從圖中也可以發(fā)現(xiàn)，在整個過程中，學(xué)生會處于積極主動的狀態(tài)。

5 創(chuàng)新點及實踐意義

5.1 創(chuàng)新點

（1）探究式學(xué)習(xí)的問題設(shè)置，內(nèi)容上創(chuàng)新。除 “靜力奇象”、“儒可夫斯基疑題”等經(jīng)典的問題外，結(jié)合目前新形勢及學(xué)科前沿的問題的進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，并且要有趣味性、啟發(fā)性，同時注意難易程度。如“為何高鐵的頭部與海豚的頭部有著驚人的相似？”（流線、阻力及生態(tài)水力學(xué)）；“大型屋面雨水如何才能快速地排走？”（虹吸雨水排放）；“在游泳時，怎樣才能減小阻力，提高速度？（繞流阻力及迎流面積）”；“手槍打水下的西瓜會是怎樣的現(xiàn)象出現(xiàn)？”（黏性與阻力）；“小兵張嘎電影中，跳入水中，能逃避鬼子手槍的射擊嗎？”（黏性與阻力）；“人們出現(xiàn)高血糖、高血脂及高血壓后，與流體力學(xué)的相關(guān)性”（粘性及阻力）。

（2）形式上創(chuàng)新。創(chuàng)設(shè)情境，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。改變傳統(tǒng)式教師講、學(xué)生聽，這種填鴨式教學(xué)模式，讓學(xué)生參與進(jìn)來，讓老師和學(xué)生成為很好的合作伙伴，充分調(diào)動學(xué)生的興趣，興趣才是最好的老師，發(fā)揮了兩者的合作精神，共同圓滿把學(xué)習(xí)任務(wù)完成，真正做到教學(xué)相長。

5.2 實踐意義

提高課堂的教學(xué)效果，改變學(xué)生的畏難情緒，使得一門理論性較強的學(xué)科基礎(chǔ)課，變成同學(xué)們愿學(xué)、樂學(xué)、易學(xué)的課程。課題研究成果可以在水力學(xué)、流體力學(xué)、工程流體力學(xué)等課程的中文及雙語教學(xué)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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