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[摘要]為了在課堂教學中培養學員的創新意識，結合課程內容有效地實施素質教育，培養學員的思維與創造能力，提出了在力學課堂教學中開展情景教學法的教學模式，給出了流體力學中開展情景教學的案例，讓學員在科學問題被提出的情景中思考解決問題的方法，從而起到鍛煉學員的思維及培養學員創造力的目的。

[關鍵詞]教學方法；教學模式；課堂教學；素質教育；情景教學

大學課堂教學是大學生汲取新知識、鍛煉思維模式及培養創造力的主要場所。教育的核心是培養學員的創新意識與實踐能力。如何在教學中實施這種教育，教員如何在課堂上以傳授的知識作為一種媒介來具體進行，這樣一些問題就擺在了我們廣大教員面前。認識論告訴我們，來源于實踐、上升為理論、又指導實踐，這是我們認識客觀規律、應用客觀規律的一般過程。心理學告訴我們興趣是最好的老師。我們就是要通過每次課程的學習，采用啟發式教學方法，提出一些新穎、能引起學員興趣的問題，再現學者們發現這些問題與解決問題的情景，讓學員幻想與學者們處于同一問題情景中，引導學員從問題中自己得到結論。通過學員的思考、教員的引導，不斷重復這些認識過程，讓學員體會這種過程，讓學員的思維隨著教員的講解不斷深入、不斷發展得到鍛煉。讓學員與教員站在問題的同一出發點上，去探索問題的內在，養成學員提出問題、解決問題的良好習慣與能力。這樣一種教學方法可以稱之為情景教學法。

1情景教學法的內涵

情景教學是指在教學過程中，教師有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象生動為主體的具體的場景，以引起學生一定的態度體驗，從而幫助學生理解教材，并使學生的心理機能得到發展的教學方法。情境教學法的核心在于激發學生的情感，傳統的情景教學多用于文科以及具有一定實際學生操作的課程，如英語、醫學等。學習者參加到情景中，能夠實現思維與行動的改變。該方法主要通過對事物的發展與環境、過程的模擬或虛擬再現，讓學員身臨其境，理解教學內容、啟動學員思維，激發學員的潛能。在工科課程中，歷史上有許多的概念、定理與方程的提出、發現與推導是離不開當時學科環境與基礎的，為什么這些學者會在當時的條件下提出這些概念，能夠推導出這些方程與定理，如果教員能夠用語言或圖像在課堂上再現當時的學科環境與及基礎，提出一系列的問題，引導學員遵循既往學者的思路，一步步自己找到答案，則會極大地調動學員的學習積極性，培養學員的創新思維與實踐能力。情景教學法的目的就是要讓學員成為學習的主動者，問題的解決者，要讓學員思考問題。

2情景教學法的實施原則及步驟

任何一種教學方法的實施都需要遵循一定的原則，否則實際的課堂效果就難以把握。在情景教學中應注意把握以下幾個原則：一是整體性原則。教員應根據所講授內容的特點，進行有針對性的、整體的系統設計，要將問題形成問題鏈，便于學員在一系列問題的引導下進入情境并思考解決方法。二是以學員為主的原則。教學過程中，要注意到引導學員深入到情景中去，強調學員參與過程中的獨立自主性，教員所起的作用是引導，讓學員可以相互討論起來。情景教學法的實施對教員提出了的較高的要求。首先教員要依據教學內容，設計出情景，要通過情景環節的設計，能讓學員真正地帶入到情景中，化身面對問題而成為解決問題的那位學者，這就要求教員要收集課程內容中問題提出時的環境、知識基礎、遇到的瓶頸在那里，只有這樣才能在課程教學中盡量復原當時的環境，以利學員思考。其次，在教學實施時，要用圖片、圖像的方式展現科學現象，提出讓學員思考的系列問題，引導學員找出科學現象后面的規律，讓學員成為學習的主角。

3流體力學課程中的教學實施案例

邊界層概念的提出及邊界層分離現象的講解。流體力學課程中有一個很重要的概念是邊界層，它是著名的流體力學大師德國的普朗特教授基于實驗觀察于1904年在德國海德堡召開的第三屆國際數學大會上提出的。這一概念的提出，以及基于這一概念建立的邊界層理論極大地推動了流體力學的發展，其影響持續到現在。利用情景教學法講這個概念時，不是直接給出概念，而是首先給出了當時流體的發展簡況及其提出背景。19世紀末，流體力學的研究工作有兩個互不溝通的方向：一是理論流體力學，它利用數學方法研究流體繞固體的流動，當時已達到較高的水平，但計算結果往往與實驗結果不一致，例如圓柱體的定常繞流，計算結果表明沒有阻力，但實驗表明卻有阻力，于是在流體力學史上留下了達朗貝爾疑題。二是水力學，主要是用實驗方法進行研究，將實驗結果歸納成經驗公式或半經驗公式應用于工程實際，但缺乏理論基礎。理論流體力學的計算結果與實驗結果不一致的原因是在運動方程中沒有將流體的黏性考慮進去。計及流體黏性的N-S方程，又因過于復雜而不可能在當時的技術條件下求解。所以，流體力學的發展遇到了困難。一方面是無黏流理論解決不了實際問題，另一方面是黏流理論無法求解（蠕流有解，但實用價值有限）。其次，要描述普朗特做實驗觀察時看到的現象。德國力學家普朗特在漢諾威大學執教時，用他自己發明的世界上的第一臺水槽對流動現象進行了大量的觀察研究。他發現雷諾數較小時，黏性影響的區域非常大。但實際生活中物體運動的雷諾數通常是很大的。如長為7m的魚雷，在海水中航速50節時其對應的雷諾數約為1.8×108，而長為100m的潛艇，航速25節時，其對應的雷諾數高達1.3×109。在大雷諾數下，普朗特觀察到流體在大部分流場上的流譜與無黏流的流譜是一致的，差別主要出現在物面附近。此時黏性影響的范圍被限制在一個非常薄的區域內。第三，基于前面的學科背景及觀察到的實驗現象，提出問題，如果你觀察到了這種現象應該怎樣做。第四，依據實驗現象引導學生建立邊界層的概念，即在大雷諾數下的流場分為兩部分處理：在邊界層以外，仍用無黏流理論來處理，而在邊界層之內，則考慮流體的黏性。由于邊界層很薄，考慮黏性的動力學方程在邊界層內可以被大大簡化，因此可以得到一些有用的解析解。邊界層概念的引入對流體力學的發展起了很大的作用。邊界層概念的提出既挽救了無黏理論，使其在大部分流場上可以適用，也挽救了黏流理論，使其得以求解。與流動阻力有關的一個重要概念是邊界層的分離現象。例如速度相同的流體流過三個迎流截面面積一樣但形狀不同的物體時（如圓盤、圓球及流線型回轉體），三個物體受到的阻力并不相同，其中圓盤阻力最大，圓球次之，流線型體最小，圓盤的阻力可以達到流線型體的八倍，為什么會出現這種情況呢？講解這個問題時，首先讓學員觀察流體流過這三個物體的流動現象，再現力學家發現造成阻力增大原因是邊界層分離的現象，引導學員提出邊界層分離的概念。其次就要引導學員回答為什么會發生邊界層分離，邊界層分離的原因是什么。此時，給學員放兩段實驗錄像，引導學員自己得出導致邊界層分離的兩個必要條件。然后再提問，滿足這兩個必要條件就一定會邊界層分離嗎？帶著這個問題，與學員一起分析邊界層分離的原因直到找到答案，了解了邊界層分離會增大流動阻力后，如何減小阻力就比較容易實現了。

4結語

這種再現問題提出的情景，可以比較容易地讓學員體會到當時研究者的思維方式，讓學員理解為什么會采取這樣的方式研究問題，讓學員的思維模式與創新能力得到鍛煉，從而達到在傳授知識的過程中培養學員能力的目的。當然任何一門課程都不可能僅用一種教學模式就能非常適宜地完成好教學任務，教員應在課程教學中選取合適的教學方法，以利于最大限度地調動學員的學習積極性，啟動學員的思維。

【參考文獻】

[1]J.M.索里，C.W.特爾福德.教育心理學[M].高覺敷等譯.北京：人民教育出版社，1982.

[2]張志宏，顧建農，劉巨斌，等.流體力學[M].北京：科學出版社，2015.

[3]王沖，顧建農，鄢紅春.問題鏈教學模式在流體力學教學中的應用[J].力學與實踐，2012（3）：81-83.

作者:顧建農 單位:海軍工程大學基礎部