淺談環(huán)境水力學(xué)課程中“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法的應(yīng)用

王玉琳　顧斌賢　汪靚

摘? 要：環(huán)境水力學(xué)包含大量的基本概念、繁多的推導(dǎo)公式，具有較強(qiáng)的綜合性，因此，具有較大的教學(xué)難度，需要不斷地創(chuàng)新和改革課程教學(xué)方法，才能促進(jìn)學(xué)生對課程知識的良好掌握，使其更好地將掌握的理論知識應(yīng)用于實(shí)際工程。本文首先從改革背景方面對環(huán)境水力學(xué)課程進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)上，闡述了環(huán)境水力學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，分析了應(yīng)用“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法的重要意義和應(yīng)遵循的主要原則，最后提出了“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)所涉及的四個(gè)主要環(huán)節(jié)及其在環(huán)境水力學(xué)課堂教學(xué)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境水力學(xué);教學(xué)改革;“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）05-0081-04

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，環(huán)境水力學(xué)課程對指導(dǎo)水污染控制方案的制定具有重要作用。目前，環(huán)境水力學(xué)課程已引起了全社會(huì)的極大關(guān)注。在各大高校對教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)工作進(jìn)行優(yōu)化和改革的同時(shí)，環(huán)境水力學(xué)課程的教學(xué)改革也迫在眉睫，其目的是為了提升學(xué)生對該課程理論知識的儲(chǔ)備和實(shí)踐運(yùn)用能力[1]。

一、環(huán)境水力學(xué)課程教學(xué)改革背景

環(huán)境水力學(xué)課程涉及許多基本理論及工程應(yīng)用。課程主要介紹環(huán)境水力學(xué)方面的基礎(chǔ)性知識，主要面向環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)及相關(guān)專業(yè)高年級本科生和研究生，屬于專業(yè)基礎(chǔ)課。課程主要內(nèi)容就是污染物擴(kuò)散輸運(yùn)與混合的基本理論以及如何計(jì)算污染物濃度場，涉及大量的公式，需要進(jìn)行復(fù)雜的理論推導(dǎo)，課時(shí)內(nèi)的課程內(nèi)容極為飽和。

不同于傳統(tǒng)水力學(xué)的是，水力學(xué)課程通常主要研究水流自身運(yùn)動(dòng)規(guī)律，環(huán)境水力學(xué)課程主要研究污染物在水體中混合輸移的規(guī)律，是水力學(xué)的一個(gè)重要分支，在眾多工程領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。環(huán)境水力學(xué)課程涉及許多繁雜的公式、大量的系數(shù)、復(fù)雜的內(nèi)容，具有較強(qiáng)的獨(dú)立性和實(shí)踐性。該課程的目的是讓學(xué)生具備環(huán)境水力學(xué)方面的專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握污染物進(jìn)入水體后的輸移規(guī)律，掌握環(huán)境水力學(xué)的基本概念、污染物擴(kuò)散與混合特性、基本計(jì)算方法;在掌握污染物進(jìn)入水體后混合輸移情況下所形成的濃度分布及其變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，能夠評價(jià)一定濃度場條件下各時(shí)、各地、各級污染的范圍，進(jìn)一步提出和制定相應(yīng)的改善措施。課程要求學(xué)生能夠在實(shí)際工程中良好地應(yīng)用各類理論知識，能夠在現(xiàn)實(shí)中分析具體問題，解決實(shí)際問題;課程綜合性較強(qiáng)，所以學(xué)生需要掌握基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)、物理等知識，才可以接受該課程的教學(xué)，還需要具有良好的思考能力和問題發(fā)現(xiàn)能力等。目前，環(huán)境水力學(xué)課程仍是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即教師為講授者，學(xué)生被動(dòng)地接受知識。如何更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)潛能，使其更好地掌握課程理論知識并應(yīng)用于實(shí)際工程，是目前環(huán)境水力學(xué)課程教學(xué)面臨的重要挑戰(zhàn)和亟須解決的問題。本文提倡將“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法應(yīng)用于環(huán)境水力學(xué)的課堂教學(xué)中。

二、將“學(xué)導(dǎo)式”應(yīng)用于環(huán)境水力學(xué)課程中的意義

首先，從客觀的角度來說，將“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法應(yīng)用于該課程中，必定能夠滿足現(xiàn)代教育發(fā)展的要求。目前，我國的江、河、湖、海等水體的環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，環(huán)境水力學(xué)作為描述污染物質(zhì)進(jìn)入水體輸運(yùn)規(guī)律的基礎(chǔ)課程，對水體中排污口設(shè)置論證、環(huán)境容量與納污能力確定、工程項(xiàng)目的環(huán)境影響評價(jià)和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃等方面都具有重要的指導(dǎo)意義。這門課程對我國水環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著保駕護(hù)航的重要作用[2]。

對高等學(xué)校來說，不僅需要教授學(xué)生基礎(chǔ)知識、豐富他們的知識內(nèi)容，還需要培養(yǎng)相關(guān)領(lǐng)域所需的人才，促進(jìn)學(xué)生積極探索和革新未知領(lǐng)域。高等學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容不僅需要達(dá)到穩(wěn)定的要求，還需要體現(xiàn)出全新的科學(xué)成果?，F(xiàn)代教育強(qiáng)調(diào)需要提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)他們對知識的應(yīng)用能力。以往的教學(xué)工作主要采用注入式的方法，即在教學(xué)過程中向?qū)W生灌輸專業(yè)知識，使學(xué)生被動(dòng)地接受知識，此模式不利于知識的深層次理解和學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的發(fā)展，因此必須進(jìn)行教學(xué)改革。在課堂中采用“學(xué)導(dǎo)式”的教學(xué)方法，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性，還可以使教師明確教學(xué)目標(biāo)，控制課程講授的難度，提升教學(xué)效果，在有限時(shí)間內(nèi)為學(xué)生提供系統(tǒng)教育。教師不僅需要做到對環(huán)境水力學(xué)教學(xué)深度和廣度的適當(dāng)掌握，還需要不斷了解前沿科研動(dòng)態(tài)。

其次，由于學(xué)生具有不同的基礎(chǔ)和不同敏捷度的思維，再加上學(xué)習(xí)態(tài)度也各不相同，所以教師需要在學(xué)生大致了解所學(xué)內(nèi)容后，再借助不同的方法為他們提供指導(dǎo)，這樣才能使課堂氣氛更加活躍，使學(xué)生在表現(xiàn)自我的同時(shí)，提升特長和智慧，進(jìn)而更加快樂地學(xué)習(xí)。自學(xué)可以讓學(xué)生適度質(zhì)疑，活躍思維，提升他們的學(xué)習(xí)積極性，所以教師需要做好科學(xué)的指導(dǎo)工作;“導(dǎo)”前學(xué)習(xí)還可以幫助教師了解學(xué)生基本情況，掌握學(xué)生最大的困惑，這樣教師的精講會(huì)更具針對性，可以在有限的時(shí)間內(nèi)，傳授給學(xué)生最重要的知識，加強(qiáng)學(xué)生對重難點(diǎn)的深入理解[3]。

三、“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)的教學(xué)原則

（一）主體原則

主體性指的就是教師在課堂教學(xué)中，需要將課堂主體歸還給學(xué)生，將他們作為教學(xué)中心，將“學(xué)”作為教與學(xué)的中心，強(qiáng)調(diào)“導(dǎo)”前學(xué)習(xí)。只有對環(huán)境水力學(xué)課程感興趣、想要自我完善的學(xué)生，才具有真正的學(xué)習(xí)動(dòng)力。對大學(xué)生來說，由于他們已經(jīng)掌握了自我學(xué)習(xí)的技能，所以教師需要重點(diǎn)培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣。在環(huán)境水力學(xué)課堂教學(xué)中開展“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法，教師需要以自學(xué)能力為培養(yǎng)學(xué)生的重點(diǎn)，首先激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生了解自己的主體性，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)積極性，以促進(jìn)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)，避免灌輸式教學(xué)的出現(xiàn)。

（二）指導(dǎo)原則

在“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)中，教師需要重點(diǎn)做好指導(dǎo)工作。雖然學(xué)生是教學(xué)的主體，但是教師依然需要發(fā)揮自身作用，避免學(xué)生閉門造車或過度自由地想象發(fā)言，不能讓學(xué)生漫無目的地肆意發(fā)揮。教師也不能開展泛泛而談的講解，需要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)。環(huán)境水力學(xué)課程強(qiáng)調(diào)幫助學(xué)生內(nèi)化理論知識及案例求解，所以，教師需要重點(diǎn)做好指導(dǎo)工作，結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，以主體意識和實(shí)踐能力為重點(diǎn)，做好對學(xué)生能力的加強(qiáng);此外還需要做好對教學(xué)工作和教學(xué)內(nèi)容的掌控，使課堂教學(xué)更加有序，避免浪費(fèi)時(shí)間，進(jìn)而確保預(yù)期效果的實(shí)現(xiàn)[4]。

（三）因材施教原則

教師在環(huán)境水力學(xué)教學(xué)期間應(yīng)對學(xué)生的共性引起重視，由于學(xué)生具有不同的知識結(jié)構(gòu)和生活背景等，他們對相同的知識會(huì)有不同的理解和掌握水平，也會(huì)提出不同的問題。在發(fā)言和討論期間，教師需要做到對每一個(gè)學(xué)生的仔細(xì)聆聽，做到對問題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，做出科學(xué)的講解;在選取教學(xué)方法的過程中，需要結(jié)合學(xué)生的身心特點(diǎn)，針對看法不同或沒有深入理解的學(xué)生提供耐心講解，以保證學(xué)生的正確理解，避免教學(xué)失誤的出現(xiàn)。

四、環(huán)境水力學(xué)課程教學(xué)存在的問題

在環(huán)境水力學(xué)課程教學(xué)中，教師需要重視學(xué)生理論知識理解程度，課程主要涉及數(shù)學(xué)、物理等知識包括大量計(jì)算公式的推導(dǎo)，只有理解和掌握這些課程內(nèi)容，才能真正將其用于解決工程實(shí)際問題。課程的學(xué)習(xí)難度較大，需要學(xué)生持有認(rèn)真的態(tài)度。針對課程目前的教學(xué)情況和教學(xué)結(jié)果來說，大部分學(xué)生無法做到對該課程內(nèi)容的良好消化，無法做到對相關(guān)知識的完全掌握，還有一些學(xué)生無法在實(shí)際工作中良好地應(yīng)用理論知識;學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力也未得到充分的發(fā)揮[5]。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因首先是在教師所制定的課程培養(yǎng)計(jì)劃中，在學(xué)分和課時(shí)等因素的影響下，授課內(nèi)容十分有限，無法深入分析每個(gè)問題;其次是目前高校在環(huán)境水力學(xué)課堂中普遍采用傳統(tǒng)的授課方式，此類教學(xué)方式過于單一，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的積極性，限制了對學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的能力的培養(yǎng)，會(huì)對該課程的教學(xué)質(zhì)量造成影響。

五、“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法在環(huán)境水力學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用

“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)教學(xué)的突破，采用了全新的思維和模式，在保留傳統(tǒng)課堂教學(xué)功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對自我的創(chuàng)新，必定可以促進(jìn)環(huán)境、水文等專業(yè)的發(fā)展。在設(shè)計(jì)“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)時(shí)，主要涉及四個(gè)環(huán)節(jié)。

（一）設(shè)問自學(xué)

教師在深入了解教材后，應(yīng)做好對問題的設(shè)置、對情境的創(chuàng)設(shè)等，制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生對教材進(jìn)行預(yù)習(xí)、閱讀和理解，提出自己的疑問，保證課堂教學(xué)的順利開展。教師在課堂教學(xué)期間，除了需要提出問題之外，還需要采用不同的形式如借助案例圖片等，以提高課堂教學(xué)的趣味性、科學(xué)性和思想性。

環(huán)境水力學(xué)課程主要研究的是水體中污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，需要學(xué)生對相關(guān)的定義如隨流輸移、對流輸移、剪切分散等加以理解。這門課程還涉及許多基本概念和公式推導(dǎo)及其應(yīng)用，一味地重復(fù)課本會(huì)使課堂教學(xué)變得單調(diào)乏味，教師可以組織學(xué)生開展自學(xué)，也就是在課前對要學(xué)的內(nèi)容加以了解和熟悉，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這樣可以在輕松的環(huán)境中為學(xué)生講解難度不大的知識，進(jìn)而加深他們的學(xué)習(xí)印象，完善他們在自學(xué)環(huán)節(jié)所學(xué)的知識。

教師可以借助問答法，讓學(xué)生介紹相關(guān)概念，然后由教師重復(fù);還可以組織學(xué)生開展課堂討論，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑。例如在學(xué)生了解水體污染源分類等內(nèi)容后，教師可讓他們說一說常見水體中的污染物在不同角度下，如從來源或其形成過程出發(fā)，屬于其中哪類污染源。環(huán)境水力學(xué)中涉及公式推導(dǎo)及案例計(jì)算部分的教學(xué)內(nèi)容難度相對較大，教師需要做好對學(xué)生的引導(dǎo)，讓他們先預(yù)習(xí)課本內(nèi)容，然后對相關(guān)的公式進(jìn)行推導(dǎo)，例如可以采用啟發(fā)式的方法，讓學(xué)生講述相關(guān)概念及推導(dǎo)過程，以此來訓(xùn)練他們獲得知識的技能。在學(xué)生掌握相關(guān)知識后，教師可讓他們將此類知識運(yùn)用到實(shí)際案例中，逐漸調(diào)節(jié)他們的學(xué)習(xí)意志，培養(yǎng)他們的信念，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對知識的良好吸收。在環(huán)境水力學(xué)課堂教學(xué)中采用“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法，不僅可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，還可以開發(fā)學(xué)生的智力[6]。

（二）質(zhì)疑釋疑

教師在這一環(huán)節(jié)中需要做好引導(dǎo)工作，讓學(xué)生質(zhì)疑，或相互提出疑問，在交流的同時(shí)，學(xué)生的思維可以得到啟發(fā)，思維能力和自主思考能力也可以得到充分鍛煉。在這一環(huán)節(jié)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生大膽質(zhì)疑，切勿被傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式所束縛，可以讓他們進(jìn)行分組討論。這樣可以改變以往教師獨(dú)白的局面，促進(jìn)教師、學(xué)生之間的互動(dòng)交流，使教學(xué)課堂更加和諧平等。學(xué)生可以充分闡述自身的觀點(diǎn)，了解不同學(xué)生的想法，體現(xiàn)課堂教學(xué)的人文關(guān)懷，促進(jìn)學(xué)生對整體知識的學(xué)習(xí)和掌握。

學(xué)生在這一環(huán)節(jié)需要自主答疑，教師需要了解學(xué)生的想法，給予他們充分表達(dá)的機(jī)會(huì)，切勿立即辯駁一些意見不同的學(xué)生，需要對他們的想法和看法進(jìn)行深入的了解，這樣才可以掌握下一環(huán)節(jié)的教學(xué)要點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際需求。為給學(xué)生提供滿足其需求的課堂教學(xué)，教師在講授的過程中，需要結(jié)合教材內(nèi)容和學(xué)生的興趣愛好，了解他們的需求，這樣才可以有效提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

（三）課堂精講

課堂精講是課堂教學(xué)最重要的環(huán)節(jié)。教師需要做好對該環(huán)節(jié)的把握，在這一環(huán)節(jié)充分發(fā)揮自身的主導(dǎo)性。雖然“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，擺脫了以往教師的灌輸式教學(xué)模式，但是切勿給予學(xué)生過多的自由，教師需要結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，合理培養(yǎng)他們的個(gè)性。在精講環(huán)節(jié)，教師需要將質(zhì)疑、釋疑環(huán)節(jié)中學(xué)生存在較大爭議以及無法解決的問題作為重點(diǎn)，開展更加深入的講解。為引導(dǎo)學(xué)生立即提出自己的困惑，教師首先需要充分尊重學(xué)生的想法，結(jié)合理論知識和實(shí)際案例，為學(xué)生提供正確的指導(dǎo)。在學(xué)生回答完問題之后，教師應(yīng)結(jié)合辯證思維，做好對學(xué)生的逐步引導(dǎo)，切勿強(qiáng)行灌輸，需要逐步引導(dǎo)學(xué)生，以使他們的思路更加清晰，降低他們的記憶難度，幫助他們形成正確的思想，使其更加透徹地理解理論知識，避免理論盲點(diǎn)的出現(xiàn)，促進(jìn)他們?nèi)蘸蟮睦碚撗芯康?。對于環(huán)境水力學(xué)課程，想要開展“徹底”的教學(xué)，教師需要從主要核心內(nèi)容入手，做好對該課程的把握，采用清晰的邏輯順序，開展清晰、透徹、精確的講解，提升學(xué)生的思考深度。不斷加強(qiáng)學(xué)生對概念和理論知識的認(rèn)同和內(nèi)化，以提升環(huán)境水力學(xué)課程教學(xué)的科學(xué)性。

（四）反思演練

反思演練環(huán)節(jié)主要涉及練習(xí)和閱讀等活動(dòng)。在這一期間，學(xué)生需要做到對各種練習(xí)的獨(dú)立完成，教師只需要做好輔導(dǎo)工作，培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力，讓他們自己檢查作業(yè)，總結(jié)相關(guān)知識點(diǎn)，以加強(qiáng)學(xué)生的自覺性。

在這一環(huán)節(jié)中，教師需要做好對學(xué)生的指導(dǎo)工作，對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。首先需要總結(jié)相關(guān)知識，即整理、概括所學(xué)知識，尤其是要讓學(xué)生總結(jié)自己的學(xué)習(xí)體會(huì);其次是總結(jié)方法，教師需要做好對學(xué)生的指導(dǎo)，不僅需要促進(jìn)他們掌握理論知識，還需要教授學(xué)生如何去研究、解決問題。例如環(huán)境水力學(xué)課程教學(xué)中，對于經(jīng)典的Streeter-Phelps模型的改進(jìn)模型O’Connor修正式，在推導(dǎo)獲得其解析解的情況下，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生了解如何求解河道各斷面含碳BOD、含氮BOD及溶解氧氧虧。還需要教授學(xué)生采用辯證的觀點(diǎn)，分析和認(rèn)識相關(guān)現(xiàn)象和事物。

六、結(jié)語

在環(huán)境水力學(xué)課堂教學(xué)中，“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以滿足不同的教學(xué)需求，使教學(xué)條件變得更加靈活，可以為學(xué)生提供互動(dòng)性更強(qiáng)的課堂教學(xué)。教師不僅需要教授學(xué)生基礎(chǔ)知識、豐富他們的知識內(nèi)容，還需要培養(yǎng)相關(guān)領(lǐng)域所需的人才，促進(jìn)學(xué)生積極探索和革新未知領(lǐng)域。將“學(xué)導(dǎo)式”教學(xué)法引入環(huán)境水力學(xué)課堂教學(xué)中，可以提升學(xué)生的語言表達(dá)和邏輯思維等各項(xiàng)能力，促進(jìn)學(xué)生對環(huán)境水力學(xué)相關(guān)理論知識的理解和掌握，鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)技能，使其將獲得的知識更好地用于實(shí)際工程問題的解決，切實(shí)提升教學(xué)質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：淳潔）