情境式案例在“水力學”課程中的應用

吳慧芳 楊曼婷 陳薇 肖智興 杜海霞

摘 要 水力學是給排水科學與工程專業一門非常重要的專業基礎課，理論性強，學時多，學生學習起來有一定的難度。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模式，調動學生的積極性，使學生學會學習，將知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三位一體地融合在具體學習活動中，實現易學、愿學及樂學的目標。

關鍵詞 情境式 案例 啟發 水力學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：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 傳統課堂的特點

一般情況下，課堂上老師是滿堂灌注、個別學生是有回復，大部分學生是觀眾、聽眾的教學模式。教師們也想努力改變這種“老師講，學生聽”的傳統模式，在課堂內通過設問、談論等形式來提高學生的積極性，但是沒有經過系統的教學試驗研究，以及沒有配套的經費的支持，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任務，而且要完成艱巨的科研任務。因此，課堂內的教學探索，往往是淺嘗則止，不能深入的進行系統地研究。

而教學的研究，其實我們不必象科學試驗研究，需要進入試驗室才能有“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的45分鐘，就可以順利地開展教學試驗研究。因此，我們不必把教改看成是個負擔，而是充滿興趣的，熱情的投入到教學改革與探索的實踐中去。

2 課堂教學的趨勢

“水力學”是一門專業基礎課或技術基礎課，高等數學、大學物理、工程力學是它的基礎課，它為許多工程專業的專業課奠定了基礎，它也可直接用于解決工程實際問題。主要內容包括流體的性質、流體靜力學、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。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要求，培養適合當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開展研究與實踐。

探究式教學是以學生自主學習合作討論為前提，在教師的啟發引導下對所學知識進行理解掌握的教學形式，能夠充分發揮學生的主觀能動性，積極探求新知識，重視大學生思考和探究的過程，培養創造性思維。探究式教學，轉變了教師的角色，使教師由傳統的單一知識傳授者轉變為與學生共同學習的合作者與指導者，在課堂上營造了一種平等、民主、信任、尊重、友好合作的師生關系。探究式教學營造了學生積極參與、主動學習的課堂氛圍，實現了教學過程由以教為主向以學為主過渡，保留學生的思維空間，尊重學生的興趣愛好，形成有利于學生創新能力培養的寬松學習環境。讓學生獲得自由、寬松、活躍的心理感受，讓學生的思想進入一個自由馳騁的空間。在開展探究式教學的同時，積極組織情境模擬教學活動，以期達到更好的教學效果。

情境式案例教學是將情境教學法與案例教學法有機結合的一種教學方法，強調課程內容情境創設形象、生動、典型，其目的是在抽象思維與形象思維、理性認識與感性認識轉變過程中搭建一座橋梁，激發學生的學習興趣。在情境式教學中，學科性是教學情境的本質屬性。創設教學情境的具體要求是：一是應該選擇看得見的、摸得著的東西，通過教學能有效地豐富感性認識，并能夠促進感性認識向理性認識的轉化和升華；二是教學內容要求是形象的、具體的，能夠有效地激發學生的聯想和想象，使學生能夠突破自身時間與空間的限制，突破自身有限的經驗范圍，從而使學生獲得更多的知識，促進學生抽象思維與形象思維互動發展。情境創設注重體現“水力學”課程的特色，結合水力學在日常生活在的應用，緊扣教學重難點設置教學內容，在體現學科知識在日常生活中的意義與價值的同時，嚴格遵循發現問題、分析問題、解決問題的科學認識問題的順序，幫助學生深入準確地理解學科知識的內涵，激發學習的動力和熱情。

3 “水力學”課程情境式案例教學的關鍵問題

（1）解決水力學教學內容中的重點和難點。

（2）剖析教學內容，創設情境，提出問題。把抽象的概念與內容具體化及形象化。書本上的理論性很強的內容，盡量與同學們日常生活及將來專業工作，進行有機的聯系與有效的結合。

（3）何時引出問題？怎樣引出問題？怎樣啟發學生？怎樣點評學生的回答結果？

（4）掌握了知識后，如何應用？培養發現問題、分析問題及解決問題的能力。

4 教學方案設計

第一階段 創設情境，提出問題。與新情況及新問題相結合，尤其是找出日常生活或在專業應用領域容易想當然的問題。比如，創設如下案例。

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。”

案例b：并聯管道的特點：創設情境，新開發的小區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： 重力流管道設計，下游速度與上游流速有關聯嗎？

第二階段 每一個案例進行探究式學習的開展與實踐，圖1為探究式學習過程圖。

第三階段 根據學生學習效果的反饋，對情境設置及案例實施過程進行調整。

從圖中也可以發現，在整個過程中，學生會處于積極主動的狀態。

5 創新點及實踐意義

5.1 創新點

（1）探究式學習的問題設置，內容上創新。除 “靜力奇象”、“儒可夫斯基疑題”等經典的問題外，結合目前新形勢及學科前沿的問題的進行創設，并且要有趣味性、啟發性，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、阻力及生態水力學）；“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象出現？”（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）；“人們出現高血糖、高血脂及高血壓后，與流體力學的相關性”（粘性及阻力）。

（2）形式上創新。創設情境，有利于培養學生的創新思維。改變傳統式教師講、學生聽，這種填鴨式教學模式，讓學生參與進來，讓老師和學生成為很好的合作伙伴，充分調動學生的興趣，興趣才是最好的老師，發揮了兩者的合作精神，共同圓滿把學習任務完成，真正做到教學相長。

5.2 實踐意義

提高課堂的教學效果，改變學生的畏難情緒，使得一門理論性較強的學科基礎課，變成同學們愿學、樂學、易學的課程。課題研究成果可以在水力學、流體力學、工程流體力學等課程的中文及雙語教學中進行推廣應用。

參考文獻

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