情境式案例在“水力学”课程中的应用

吴慧芳 杨曼婷 陈薇 肖智兴 杜海霞

摘 要 水力学是给排水科学与工程专业一门非常重要的专业基础课，理论性强，学时多，学生学习起来有一定的难度。为了改变以往过于注重传授知识的倾向，引入情境式案例教学模式，调动学生的积极性，使学生学会学习，将知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三位一体地融合在具体学习活动中，实现易学、愿学及乐学的目标。

关键词 情境式 案例 启发 水力学

中图分类号：G424 文献标识码：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 传统课堂的特点

一般情况下，课堂上老师是满堂灌注、个别学生是有回复，大部分学生是观众、听众的教学模式。教师们也想努力改变这种“老师讲，学生听”的传统模式，在课堂内通过设问、谈论等形式来提高学生的积极性，但是没有经过系统的教学试验研究，以及没有配套的经费的支持，难于大幅度提高课堂效果。又由于教师们不仅要忙于繁重的教学任务，而且要完成艰巨的科研任务。因此，课堂内的教学探索，往往是浅尝则止，不能深入的进行系统地研究。

而教学的研究，其实我们不必象科学试验研究，需要进入试验室才能有“用武之地”。课堂就是很好的试验场所，但是需要我们教师做一个有心人，充分地利用好课堂内的45分钟，就可以顺利地开展教学试验研究。因此，我们不必把教改看成是个负担，而是充满兴趣的，热情的投入到教学改革与探索的实践中去。

2 课堂教学的趋势

“水力学”是一门专业基础课或技术基础课，高等数学、大学物理、工程力学是它的基础课，它为许多工程专业的专业课奠定了基础，它也可直接用于解决工程实际问题。主要内容包括流体的性质、流体静力学、流体运动及其基本方程、量纲分析和相似原理、流动阻力和能量损失、有压管流、明渠流及渗流等章节。它是一门非常重要的通用的理工科课程。为了更好地满足目前新形势下的教学要求，培养适合当前社会需求的新工科人才，很有必要对该门课程的课堂教学开展研究与实践。

探究式教学是以学生自主学习合作讨论为前提，在教师的启发引导下对所学知识进行理解掌握的教学形式，能够充分发挥学生的主观能动性，积极探求新知识，重视大学生思考和探究的过程，培养创造性思维。探究式教学，转变了教师的角色，使教师由传统的单一知识传授者转变为与学生共同学习的合作者与指导者，在课堂上营造了一种平等、民主、信任、尊重、友好合作的师生关系。探究式教学营造了学生积极参与、主动学习的课堂氛围，实现了教学过程由以教为主向以学为主过渡，保留学生的思维空间，尊重学生的兴趣爱好，形成有利于学生创新能力培养的宽松学习环境。让学生获得自由、宽松、活跃的心理感受，让学生的思想进入一个自由驰骋的空间。在开展探究式教学的同时，积极组织情境模拟教学活动，以期达到更好的教学效果。

情境式案例教学是将情境教学法与案例教学法有机结合的一种教学方法，强调课程内容情境创设形象、生动、典型，其目的是在抽象思维与形象思维、理性认识与感性认识转变过程中搭建一座桥梁，激发学生的学习兴趣。在情境式教学中，学科性是教学情境的本质属性。创设教学情境的具体要求是：一是应该选择看得见的、摸得着的东西，通过教学能有效地丰富感性认识，并能够促进感性认识向理性认识的转化和升华；二是教学内容要求是形象的、具体的，能够有效地激发学生的联想和想象，使学生能够突破自身时间与空间的限制，突破自身有限的经验范围，从而使学生获得更多的知识，促进学生抽象思维与形象思维互动发展。情境创设注重体现“水力学”课程的特色，结合水力学在日常生活在的应用，紧扣教学重难点设置教学内容，在体现学科知识在日常生活中的意义与价值的同时，严格遵循发现问题、分析问题、解决问题的科学认识问题的順序，帮助学生深入准确地理解学科知识的内涵，激发学习的动力和热情。

3 “水力学”课程情境式案例教学的关键问题

（1）解决水力学教学内容中的重点和难点。

（2）剖析教学内容，创设情境，提出问题。把抽象的概念与内容具体化及形象化。书本上的理论性很强的内容，尽量与同学们日常生活及将来专业工作，进行有机的联系与有效的结合。

（3）何时引出问题？怎样引出问题？怎样启发学生？怎样点评学生的回答结果？

（4）掌握了知识后，如何应用？培养发现问题、分析问题及解决问题的能力。

4 教学方案设计

第一阶段 创设情境，提出问题。与新情况及新问题相结合，尤其是找出日常生活或在专业应用领域容易想当然的问题。比如，创设如下案例。

案例a： 流线的特点： “海豚的头部与高铁的头部有着惊人的相似，请寻找它们的共性与原因。”

案例b：并联管道的特点：创设情境，新开发的小区要从市政原有给水管道连接另一管道供水，管道的末端还是连到原有管道，试分析会不会影响原来管道的供水。

案例c： 物体表面越光滑，阻力越小。而高尔夫球做成有凹坑；海豚游泳时，全身皱缩。

案例d： 重力流管道设计，下游速度与上游流速有关联吗？

第二阶段 每一个案例进行探究式学习的开展与实践，图1为探究式学习过程图。

第三阶段 根据学生学习效果的反馈，对情境设置及案例实施过程进行调整。

从图中也可以发现，在整个过程中，学生会处于积极主动的状态。

5 创新点及实践意义

5.1 创新点

（1）探究式学习的问题设置，内容上创新。除 “静力奇象”、“儒可夫斯基疑题”等经典的问题外，结合目前新形势及学科前沿的问题的进行创设，并且要有趣味性、启发性，同时注意难易程度。如“为何高铁的头部与海豚的头部有着惊人的相似？”（流线、阻力及生态水力学）；“大型屋面雨水如何才能快速地排走？”（虹吸雨水排放）；“在游泳时，怎样才能減小阻力，提高速度？（绕流阻力及迎流面积）”；“手枪打水下的西瓜会是怎样的现象出现？”（黏性与阻力）；“小兵张嘎电影中，跳入水中，能逃避鬼子手枪的射击吗？”（黏性与阻力）；“人们出现高血糖、高血脂及高血压后，与流体力学的相关性”（粘性及阻力）。

（2）形式上创新。创设情境，有利于培养学生的创新思维。改变传统式教师讲、学生听，这种填鸭式教学模式，让学生参与进来，让老师和学生成为很好的合作伙伴，充分调动学生的兴趣，兴趣才是最好的老师，发挥了两者的合作精神，共同圆满把学习任务完成，真正做到教学相长。

5.2 实践意义

提高课堂的教学效果，改变学生的畏难情绪，使得一门理论性较强的学科基础课，变成同学们愿学、乐学、易学的课程。课题研究成果可以在水力学、流体力学、工程流体力学等课程的中文及双语教学中进行推广应用。

参考文献

[1] 陶力越.基于主题情景式的高中地理案例教学初探[J].扬州大学学报高教研究版，2015：48-50.

[2] 佟元之.教育技术支持下的案例情景探究式教学研究[J].中国现代教育装备，2009（3）：66-68.