工程案例在水力学课程教学中的导引作用

艾丛芳

摘  要 分析水力学课程的特点、任务和作用，结合工程案例的特点，制定出水力学案例教学的步骤;并结合教学实践，以民生热点南水北调工程为例，讲解工程案例教学在水力学课程教学中的实施过程。借助工程案例对实验教学的导向作用，可有效地向学生传递专业知识并提高学生的学习兴趣。

关键词 专业工程案例教学;水力学;南水北调工程

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）04-0121-03

Application of Engineering Case in Course of Hydraulics//AI Congfang

Abstract Analyze the characteristics， tasks and functions of the course of Hydraulics， combine the characteristics of engineering cases， and formulate the steps of hydraulics case teaching. Examp-lify with the case of South-to-North Water Diversion Project to ex-plain engineering case teaching in the course of Hydraulics. Through the engineering case teaching， the teacher can transfer professional knowledge effectively to students and improve students’ learning interest， which will provide favorable guidance for further study in the future.

Key words professional engineering case teaching; hydraulics; South-to-North Water Diversion Project

1 工程教學案例分析法在教学中的作用

案例教学法由古希腊哲学家苏格拉底最早开创，原是一种讨论问题的方式，即从意见对立中寻求矛盾，在矛盾中寻找新的意见，在归纳的基础上形成对真理的表述，也就是在教师的指导下根据教学目标和内容的需要，利用案例组织学生进行学习、研究，以锻炼学生的分析、归纳、总结的能力。现代案例教学方法由美国哈佛法学院前院长克里斯托弗·哥伦布·朗代尔于1870年首创，后经哈佛企管研究所所长郑汉姆推广，并从美国迅速传播到世界许多地方。20世纪80年代，案例教学引入我国。实践证明，案例教学对推进教学改革、实现素质教育等具有深远的意义[1-2]。

大连理工大学土木水利学科前沿实验课是面向一年级本科生，以引导学生对不同的学科有所认识，并对高年级选择专业起到引导作用的引导型实验课。该课程采用基础理论结合专业工程案例的教学方式进行教学讲解。专业工程案例教学是指根据工程专业课程系统的要求，从学生特点出发，采用具有典型性、专业性、代表性的工程实例作为水利专业的教学内容，通过研讨、交流的方式，加深学生对土木工程专业的理解，提高学生分析问题和解决问题的能力，提升学生思维的能力，加速理论知识的掌握，建立对水利专业的兴趣，整体上实现学生综合素质和能力的发展[3-4]。

2 专业工程案例教学的主要方法

结合水利前沿实验课的教学目的，为了充分发挥课程的特点和作用，教学过程中以讨论法为主，具体步骤如图1所示。

选择案例  一个好案例描述的应该是近年发生的事情，与时间间隔较长的案例相比，学生更愿意接触时效性强的案例。同时，一个好案例需要对面临的疑难问题提出解决方法，并针对教学对象考虑难度水平，考虑学生是否能够在原有的知识与能力基础上加以接受[1]。

讲解讨论案例  在对学生进行案例讲解与讨论的过程中，要准确找到案例中所包含的疑难问题或做出具体的决定，所以案例的讲解讨论可分成四个不同的阶段：教师讲解案例、讨论疑难问题、提供备选方案、讨论如何实施。在案例讨论时，教师要确保讨论按预期的轨道进行，避免讨论变成侃大山式的泛泛而谈，尽量把讨论引导到问题的解决上去，并引导出与教学内容相关的理论知识，使讨论紧扣教学核心。并且，教师要有意识地激发学生的讨论激情，鼓励学生积极发言，开拓他们的思路，激发他们的潜能，培养他们思考问题和解决问题的能力[4-5]。

案例实现  针对水力学课程的特点，通过细分小组——2～3名学生与一名研究生助教一组，结合之前讨论的方案，在助教的引导下实现案例。在案例实现的过程中，教师将针对每组不同情况进行针对性指导。

教学评价  在教学结束时，教师会非正式地收集一些学生反馈，针对学生反馈的内容来考查教学中使用的案例是否激发了与教学目标相应的讨论，是否能够使学生通过讨论以及参与掌握案例有关的概念和技能，能否对水利专业有一个系统而整体的认识，从而对未来的学习和专业方向提供帮助。

3 案例教学示例

案例选择的合适度关系到案例教学能否成功，因此，授课前教师都会选择实际的前沿工程项目为例。本文以南水北调工程北京段为例进行详细的示例讲解，如图2所示。

案例背景  南水北调工程是我国的战略性工程，是把长江流域水资源自其上游、中游、下游，结合我国疆土地域特点，分东、中、西三线抽调部分送至水资源短缺的华北、淮海平原和西北地区。南水北调工程主要解决我国北方地区尤其是黄淮海流域的水资源短缺问题，规划区人口4.38亿人，通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。北京作为最为重要的受水地，其调度情况复杂多变，是南水北调工程中的难点。

分析讨论  分析讨论所选工程案例是案例教学的重要环节。分析案例的关键是师生互动，教师要引导学生进入案例情境，分析案例中揭示的有关问题，引导学生积极思考，在充分分析案例的基础上组织学生进行讨论，提出解决问题的方法。结合本文所给出的实际工程案例，教师要引导学生用学过的有关知识提出几种不同的调度方案，并让学生了解问题的初边值条件以及影响方案的若干因素的重要性。

方案一：自流方案。该方案为南水北调总干渠向北京市供水，供水量为15 m3/s。方案特点为环线供水，只有六个分水口供水，且保证大宁水库水位为50.5 m，团城湖水位维持在49 m，如图3所示。

方案二：双向输水方案。该方案由总干渠和密云水库共同向北京调水，方案特点为沿线18个分水口需要分水，难点为双向调水的调度过程，如图4所示。

方案实施  将学生分为四组，每组2～3人，在研究生助教的带领下，每两组选定一个方案进行验证。在方案实施的过程中找到讨论时所提出问题的答案，并结合自身所学知识找出方案中仍存在的不足之处。

评价教学  待所有小组结束方案模拟之后，各小组将模拟结果进行汇报，教师针对每小组是否了解案例中的主要内容、所选案例是否对学生起到了帮助等实际情况进行总结评价。

4 结语

水力学课程是面向低年级本科生的专业基础课，引导学生认识不同的水力学问题，为高年级选择专业奠定基础。本文通过南水北调工程案例介绍了案例教学在本课程中的实施过程，教学实践表明，工程案例教学有效缩短了理论教学与生活实际的差距，将抽象的理论具体化，有助于增强学生理论联系实践的能力，同时可有效提高学生分析、解决问题的能力。■

参考文献

[1]郑金洲.案例教学指南[M].上海：华东師范大学出版社，2000.

[2]Palm L，Olofsson J， Ivarsson I， et al. No diffe-rence in migration or wear between cemented low-pro-file cups and standard cups： A randomized radioste-reographic study of 53 patients over 3 years[J].Acta Orthopaedica，2007（4）：479-484.

[3]盖晓连，邰连河.工程案例教学在土木工程专业的应用研究[J].神州教育，2013（9）：79.

[4]于克强，陈国辉，刘秀莲.工程案例教学在机械设计教学中的应用[J].中国电力教育，2013（19）：80-81.

[5]喻梅，周水兴.案例教学法在桥梁工程教学中的运用[J].重庆与世界，2011（17）：38-39.

3342501908214