浅谈环境水力学课程中“学导式”教学法的应用

王玉琳　顾斌贤　汪靓

摘  要：环境水力学包含大量的基本概念、繁多的推导公式，具有较强的综合性，因此，具有较大的教学难度，需要不断地创新和改革课程教学方法，才能促进学生对课程知识的良好掌握，使其更好地将掌握的理论知识应用于实际工程。本文首先从改革背景方面对环境水力学课程进行介绍，在此基础上，阐述了环境水力学课程的教学现状，分析了应用“学导式”教学法的重要意义和应遵循的主要原则，最后提出了“学导式”教学所涉及的四个主要环节及其在环境水力学课堂教学中的具体应用。

关键词：环境水力学;教学改革;“学导式”教学法

中图分类号：G642.0    文獻标识码：A    文章编号：1673-7164（2022）05-0081-04

随着我国经济的快速发展，水环境问题日益严峻，环境水力学课程对指导水污染控制方案的制定具有重要作用。目前，环境水力学课程已引起了全社会的极大关注。在各大高校对教学质量和教学工作进行优化和改革的同时，环境水力学课程的教学改革也迫在眉睫，其目的是为了提升学生对该课程理论知识的储备和实践运用能力[1]。

一、环境水力学课程教学改革背景

环境水力学课程涉及许多基本理论及工程应用。课程主要介绍环境水力学方面的基础性知识，主要面向环境工程、环境科学及相关专业高年级本科生和研究生，属于专业基础课。课程主要内容就是污染物扩散输运与混合的基本理论以及如何计算污染物浓度场，涉及大量的公式，需要进行复杂的理论推导，课时内的课程内容极为饱和。

不同于传统水力学的是，水力学课程通常主要研究水流自身运动规律，环境水力学课程主要研究污染物在水体中混合输移的规律，是水力学的一个重要分支，在众多工程领域中发挥着重要作用。环境水力学课程涉及许多繁杂的公式、大量的系数、复杂的内容，具有较强的独立性和实践性。该课程的目的是让学生具备环境水力学方面的专业基础知识，掌握污染物进入水体后的输移规律，掌握环境水力学的基本概念、污染物扩散与混合特性、基本计算方法;在掌握污染物进入水体后混合输移情况下所形成的浓度分布及其变化规律的基础上，能够评价一定浓度场条件下各时、各地、各级污染的范围，进一步提出和制定相应的改善措施。课程要求学生能够在实际工程中良好地应用各类理论知识，能够在现实中分析具体问题，解决实际问题;课程综合性较强，所以学生需要掌握基础的数学、物理等知识，才可以接受该课程的教学，还需要具有良好的思考能力和问题发现能力等。目前，环境水力学课程仍是传统的教学模式，即教师为讲授者，学生被动地接受知识。如何更好地调动学生学习的积极性，激发学生对该课程的学习潜能，使其更好地掌握课程理论知识并应用于实际工程，是目前环境水力学课程教学面临的重要挑战和亟须解决的问题。本文提倡将“学导式”教学法应用于环境水力学的课堂教学中。

二、将“学导式”应用于环境水力学课程中的意义

首先，从客观的角度来说，将“学导式”教学法应用于该课程中，必定能够满足现代教育发展的要求。目前，我国的江、河、湖、海等水体的环境问题日益严峻，环境水力学作为描述污染物质进入水体输运规律的基础课程，对水体中排污口设置论证、环境容量与纳污能力确定、工程项目的环境影响评价和区域发展规划等方面都具有重要的指导意义。这门课程对我国水环境保护和社会经济发展发挥着保驾护航的重要作用[2]。

对高等学校来说，不仅需要教授学生基础知识、丰富他们的知识内容，还需要培养相关领域所需的人才，促进学生积极探索和革新未知领域。高等学校的教学内容不仅需要达到稳定的要求，还需要体现出全新的科学成果。现代教育强调需要提升学生的学习积极性，加强他们对知识的应用能力。以往的教学工作主要采用注入式的方法，即在教学过程中向学生灌输专业知识，使学生被动地接受知识，此模式不利于知识的深层次理解和学生实际应用能力的发展，因此必须进行教学改革。在课堂中采用“学导式”的教学方法，不仅可以培养学生的学习兴趣，激发他们的学习积极性，还可以使教师明确教学目标，控制课程讲授的难度，提升教学效果，在有限时间内为学生提供系统教育。教师不仅需要做到对环境水力学教学深度和广度的适当掌握，还需要不断了解前沿科研动态。

其次，由于学生具有不同的基础和不同敏捷度的思维，再加上学习态度也各不相同，所以教师需要在学生大致了解所学内容后，再借助不同的方法为他们提供指导，这样才能使课堂气氛更加活跃，使学生在表现自我的同时，提升特长和智慧，进而更加快乐地学习。自学可以让学生适度质疑，活跃思维，提升他们的学习积极性，所以教师需要做好科学的指导工作;“导”前学习还可以帮助教师了解学生基本情况，掌握学生最大的困惑，这样教师的精讲会更具针对性，可以在有限的时间内，传授给学生最重要的知识，加强学生对重难点的深入理解[3]。

三、“学导式”教学的教学原则

（一）主体原则

主体性指的就是教师在课堂教学中，需要将课堂主体归还给学生，将他们作为教学中心，将“学”作为教与学的中心，强调“导”前学习。只有对环境水力学课程感兴趣、想要自我完善的学生，才具有真正的学习动力。对大学生来说，由于他们已经掌握了自我学习的技能，所以教师需要重点培养他们的学习兴趣。在环境水力学课堂教学中开展“学导式”教学法，教师需要以自学能力为培养学生的重点，首先激发学生的主观能动性，让学生了解自己的主体性，进而提升学习积极性，以促进他们主动学习，避免灌输式教学的出现。

（二）指导原则

在“学导式”教学中，教师需要重点做好指导工作。虽然学生是教学的主体，但是教师依然需要发挥自身作用，避免学生闭门造车或过度自由地想象发言，不能让学生漫无目的地肆意发挥。教师也不能开展泛泛而谈的讲解，需要结合教学目标。环境水力学课程强调帮助学生内化理论知识及案例求解，所以，教师需要重点做好指导工作，结合相应的教学目标，以主体意识和实践能力为重点，做好对学生能力的加强;此外还需要做好对教学工作和教学内容的掌控，使课堂教学更加有序，避免浪费时间，进而确保预期效果的实现[4]。

（三）因材施教原则

教师在环境水力学教学期间应对学生的共性引起重视，由于学生具有不同的知识结构和生活背景等，他们对相同的知识会有不同的理解和掌握水平，也会提出不同的问题。在发言和讨论期间，教师需要做到对每一个学生的仔细聆听，做到对问题的及时发现，做出科学的讲解;在选取教学方法的过程中，需要结合学生的身心特点，针对看法不同或没有深入理解的学生提供耐心讲解，以保证学生的正确理解，避免教学失误的出现。

四、环境水力学课程教学存在的问题

在环境水力学课程教学中，教师需要重视学生理论知识理解程度，课程主要涉及数学、物理等知识包括大量计算公式的推导，只有理解和掌握这些课程内容，才能真正将其用于解决工程实际问题。课程的学习难度较大，需要学生持有认真的态度。针对课程目前的教学情况和教学结果来说，大部分学生无法做到对该课程内容的良好消化，无法做到对相关知识的完全掌握，还有一些学生无法在实际工作中良好地应用理论知识;学生的想象力和创造力也未得到充分的发挥[5]。出现上述现象的原因首先是在教师所制定的课程培养计划中，在学分和课时等因素的影响下，授课内容十分有限，无法深入分析每个问题;其次是目前高校在环境水力学课堂中普遍采用传统的授课方式，此类教学方式过于单一，难以调动学生学习知识的积极性，限制了对学生应用所学知识解决问题的能力的培养，会对该课程的教学质量造成影响。

五、“学导式”教学法在环境水力学课堂教学中的应用

“学导式”教学法实现了对传统教学的突破，采用了全新的思维和模式，在保留传统课堂教学功能的同时，实现了对自我的创新，必定可以促进环境、水文等专业的发展。在设计“学导式”教学时，主要涉及四个环节。

（一）设问自学

教师在深入了解教材后，应做好对问题的设置、对情境的创设等，制定相应的教学目标，引导学生对教材进行预习、阅读和理解，提出自己的疑问，保证课堂教学的顺利开展。教师在课堂教学期间，除了需要提出问题之外，还需要采用不同的形式如借助案例图片等，以提高课堂教学的趣味性、科学性和思想性。

环境水力学课程主要研究的是水体中污染物的遷移转化规律，需要学生对相关的定义如随流输移、对流输移、剪切分散等加以理解。这门课程还涉及许多基本概念和公式推导及其应用，一味地重复课本会使课堂教学变得单调乏味，教师可以组织学生开展自学，也就是在课前对要学的内容加以了解和熟悉，以激发学生的学习兴趣，这样可以在轻松的环境中为学生讲解难度不大的知识，进而加深他们的学习印象，完善他们在自学环节所学的知识。

教师可以借助问答法，让学生介绍相关概念，然后由教师重复;还可以组织学生开展课堂讨论，鼓励学生大胆质疑。例如在学生了解水体污染源分类等内容后，教师可让他们说一说常见水体中的污染物在不同角度下，如从来源或其形成过程出发，属于其中哪类污染源。环境水力学中涉及公式推导及案例计算部分的教学内容难度相对较大，教师需要做好对学生的引导，让他们先预习课本内容，然后对相关的公式进行推导，例如可以采用启发式的方法，让学生讲述相关概念及推导过程，以此来训练他们获得知识的技能。在学生掌握相关知识后，教师可让他们将此类知识运用到实际案例中，逐渐调节他们的学习意志，培养他们的信念，进而实现对知识的良好吸收。在环境水力学课堂教学中采用“学导式”教学法，不仅可以促进学生的学习，还可以开发学生的智力[6]。

（二）质疑释疑

教师在这一环节中需要做好引导工作，让学生质疑，或相互提出疑问，在交流的同时，学生的思维可以得到启发，思维能力和自主思考能力也可以得到充分锻炼。在这一环节中，教师需要引导学生大胆质疑，切勿被传统的课堂教学模式所束缚，可以让他们进行分组讨论。这样可以改变以往教师独白的局面，促进教师、学生之间的互动交流，使教学课堂更加和谐平等。学生可以充分阐述自身的观点，了解不同学生的想法，体现课堂教学的人文关怀，促进学生对整体知识的学习和掌握。

学生在这一环节需要自主答疑，教师需要了解学生的想法，给予他们充分表达的机会，切勿立即辩驳一些意见不同的学生，需要对他们的想法和看法进行深入的了解，这样才可以掌握下一环节的教学要点和学生的实际需求。为给学生提供满足其需求的课堂教学，教师在讲授的过程中，需要结合教材内容和学生的兴趣爱好，了解他们的需求，这样才可以有效提升课堂教学质量。

（三）课堂精讲

课堂精讲是课堂教学最重要的环节。教师需要做好对该环节的把握，在这一环节充分发挥自身的主导性。虽然“学导式”教学的重点是培养学生的自学能力，摆脱了以往教师的灌输式教学模式，但是切勿给予学生过多的自由，教师需要结合相应的教学目标，合理培养他们的个性。在精讲环节，教师需要将质疑、释疑环节中学生存在较大争议以及无法解决的问题作为重点，开展更加深入的讲解。为引导学生立即提出自己的困惑，教师首先需要充分尊重学生的想法，结合理论知识和实际案例，为学生提供正确的指导。在学生回答完问题之后，教师应结合辩证思维，做好对学生的逐步引导，切勿强行灌输，需要逐步引导学生，以使他们的思路更加清晰，降低他们的记忆难度，帮助他们形成正确的思想，使其更加透彻地理解理论知识，避免理论盲点的出现，促进他们日后的理论研究等。对于环境水力学课程，想要开展“彻底”的教学，教师需要从主要核心内容入手，做好对该课程的把握，采用清晰的逻辑顺序，开展清晰、透彻、精确的讲解，提升学生的思考深度。不断加强学生对概念和理论知识的认同和内化，以提升环境水力学课程教学的科学性。

（四）反思演练

反思演练环节主要涉及练习和阅读等活动。在这一期间，学生需要做到对各种练习的独立完成，教师只需要做好辅导工作，培养学生举一反三的能力，让他们自己检查作业，总结相关知识点，以加强学生的自觉性。

在这一环节中，教师需要做好对学生的指导工作，对相关内容进行总结。首先需要总结相关知识，即整理、概括所学知识，尤其是要让学生总结自己的学习体会;其次是总结方法，教师需要做好对学生的指导，不仅需要促进他们掌握理论知识，还需要教授学生如何去研究、解决问题。例如环境水力学课程教学中，对于经典的Streeter-Phelps模型的改进模型O’Connor修正式，在推导获得其解析解的情况下，教师还应引导学生了解如何求解河道各断面含碳BOD、含氮BOD及溶解氧氧亏。还需要教授学生采用辩证的观点，分析和认识相关现象和事物。

六、结语

在环境水力学课堂教学中，“学导式”教学法具有较强的适应性，可以满足不同的教学需求，使教学条件变得更加灵活，可以为学生提供互动性更强的课堂教学。教师不仅需要教授学生基础知识、丰富他们的知识内容，还需要培养相关领域所需的人才，促进学生积极探索和革新未知领域。将“学导式”教学法引入环境水力学课堂教学中，可以提升学生的语言表达和逻辑思维等各项能力，促进学生对环境水力学相关理论知识的理解和掌握，锻炼学生的学习技能，使其将获得的知识更好地用于实际工程问题的解决，切实提升教学质量。

参考文献：

[1] 华祖林. 环境水力学基础[M]. 北京：科学出版社，2016.

[2] 王玉敏，余冉，杨忠莲. 环境水力学教材编写的改革与体会[J]. 教育现代化（电子版），2015：230-232.

[3] 林杰，张金池，庄家尧，等. 行动导向式教学法在课程教学应用探讨——以“3S技术在水土保持中的应用”课程为例[J]. 教育现代化，2019，6（22）：167-169.

[4] 陆建新，刘世武. 学导式教学法在开放教育《自然科学基础》教学中的应用[J]. 新疆广播电视大学学报，2011（02）：28-30.

[5] 王玉敏. 环境水力学课程教学模式的中美差异及感悟[J]. 教育现代化，2019，6（72）：222-224.

[6] 孙鹰，韦忠瑄，顾娟. 学导式教学模式的研究与实践[J]. 科教导刊，2013（22）：160-162.

（责任编辑：淳洁）