环境水力学课程教学模式的中美差异及感悟
王玉敏
（东南大学，江苏 南京）
摘 要： 本文通过对美国大学环境水力学课程教学的调研，结合国内环境水力学课程教学经验，从教材、课堂教学、作业及课程评价等方面对中美大学在环境水力学教学过程中的差异进行了比较，从中获得值得借鉴的经验和启示，指导国内环境水力学课程教学的改革实践，为培养环境学科具有创造力和竞争力的人才提供参考。
关键词： 中国；美国；大学；差异；环境水力学；教学改革
21世纪世界教育将呈现三大发展趋势：终身教育、以学生为中心、教育国际化。高等教育作为科技发展的源泉和动力，国际化是必然趋势，即加强国际高等教育的交流合作，开放教育市场，利用国际教育的资源，适应国际高等教育发展需要，培养具有国际视野、交往能力和竞争能力的科技人才。
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2017年，笔者有幸到美国普渡大学作为访问学者，旁听了Cary教授开设的环境水力学课程，切实体会到美国大学与中国大学在环境水力学课程教学上存在很大差异。结合在国内从事多年的环境水力学课程教学经验，本文从笔者的角度分析这些差异，希望能够从中获得启示和值得借鉴的经验，为我国高等教育国际化教学模式提供参考和依据，培养环境学科具有国际创造力和竞争力的人才。
一 中美研究生环境水力学课程教学的差异
（一） 教材
美国Cary教授在课前会发给学生一份讲义，这份讲义就是接下来授课的主要内容，课程结束后所有的讲义集合就是环境水力学这门课的精髓，Cary教授对环境水力学课程的教学不限于一本教材，而是提供多本教材供学生参考，美国的教材编写的比较通俗易懂，教材中有大量的图、表说明和工程实景照片，适合学生进行自学。而中国的环境水力学教材是学生和教师的教与学的主要工具，教师根据教材进行备课，学生根据教材进行学习，教材根据课程的教学大纲进行编写，具有系统性、科学性和严谨性，虽然大纲的编制考虑了学生学习知识的系统性及可接受性，然而往往由于授课学时一再压缩，课程的授课内容一般不能涵盖教材全部，而是教师根据重要程度选择重要的章节进行讲解。长此以往，学生的创造性思考被阻碍，造成了学生死读书的局面。
（二） 课堂教学模式
课堂教学实际上是老师带领学生进行一场有意思的思维运动。美国课程的课堂教学大多采用混合式教学(Hybrid teaching, blended learning), 自上世纪六七十年代，基于互联网的网络化教学与传统的课堂教学模式相结合，形成了混合式教学模式，并随着网络的高度发达在美国大量普及，在学生中得到高度的认可和接受。混合式教学将课堂扩展到课外，使学生能够及时完成课前预习，课后作业等环节，提高了课程的教学效果。美国课程课堂教学所占比重大大降低，而且课堂教学过程不再只是以老师授课为主，而是结合学生在完成网络化教学的过程中遇到的问题，老师现场答疑解惑。美国的课堂教学以师生互动为主，不再像传统教学模式以学生为主体和以教师为主导，互动方式主要包括三种形式：1)教师提问，学生回答；2)学生提问，教师解答；3)学生之间互相交流。美国课堂的讨论环节相当热烈，学生思维敏捷，经常有各种奇思妙想的问题，教授对这样的问题虽然不能及时给出明确的答案，但是往往会大加赞赏，一问一答的过程中课堂的气氛活跃起来，学生们都投入到积极的思考中。结合环境水力学这门课的课堂教学，教师课堂上基本不用ppt，板书也很少，讲课大纲就是课前发给学生的讲义，每节课结束后学生会收到另外一份讲义，即结合课堂讲授内容的习题，例如，在介绍绪论中的流体的不可压缩特性时，让学生计算在目前发现的海洋最深处海水的密度，与海面上的海水密度作比较来了解海水的压缩性，使学生了解流体是可压缩的，但是压缩性很小，一般情况下可以看成是不可压缩的。课堂教学一般由两部分组成：知识点的讲授和点评学生作业。在点评过程中与该生进行讨论与交流，大量的学习需要依靠学生在课后自主学习。相比较而言，中国大学的课堂是以教师讲授作为主要授课形式，ppt和板书是教学的主要手段。环境水力学的课程特点是理论性强，逻辑性强，较为抽象，需要有严格的推导贯穿始终，若缺乏强烈的兴趣支撑，在学习过程中学生容易倦怠，而该课程的知识体系关联度高，若学生前导概念没有掌握，会导致后续知识理解困难，最终阻碍了培养目标的实现。
（三） 教学内容
美国大学环境水力学的评价体系形式多样，包括平时作业，课堂讨论，小测验，小组讨论和期末考试等等。其中，笔试一般占到最终成绩的50%，而其他客观性评价也在最终成绩中占据了很大比例。这种评价体制导致学生不会将注意力只放到期末考试，而是在学习过程中不断运用综合能力进行学习，实现了课程的培养目标。而中国大学环境水力学的期末考试成绩所占比重较大，平时成绩和作业所占比重较小，造成学生对待作业的态度比较消极，没有意识到作业的重要性。
随着科学技术的迅速发展,培养更多具有创新能力、适应时代要求的体育人才,是当前体育专业教学工作的一项重要任务.实验教学是体育基础理论教学的重要组成部分，是培养学生观察能力、分析能力、动手能力等的有效途径，在体育专业建设中起到很重要的作用,直接影响到专业培养目标的实现.因此，创新实验教学内容,加强实验教学手段,探索实验室建设、管理的新模式,提高实验教学的质量与水平,对实验室的科学发展具有积极意义[1-4].
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（四） 作业
美国大学环境水力学课程的教学内容，包括讲义、作业、项目数据等资料都可以在网站“黑板”上轻松下载，而且是提前布置给学生，使学生有充足的时间进行准备，而且学生可以与教师在网站上交流。而中国大学课程的课件幻灯片，教学大纲等教学资源一般也在学校网站上可以下载，但是中国大学对于互联网的利用率不高，还没有成为课程中师生交流的主要方式。
（五） 课程评价
在教学内容上，针对环境水力学课程，美国大学主要介绍了静力学和浮力，粘性流体，环境边界层，河流中的混合与离散，射流、羽流及扩散器等章节，课程内容关联度高，从易到难，而国内大学的环境水力学课程的教学内容主要涉及分子扩散，紊动扩散，离散，污染物质在河流中的混合与扩散，射流、羽流及浮射流等内容。相比较而言，美国大学偏向于环境水力学在实际工程中应用，中国大学偏向于基础理论的详细阐述。
（六） 互联网应用
中美大学在研究生环境水力学课程教学过程中，都非常重视课后作业的作用，将作业视为完整教学活动必不可少的组成部分。但是在作业的形式，内容与评价等方面都存在着明显的差异。美国大学每节课后所发的讲义就是课后作业，一般都要求学生在截止日期前将结果发到教师邮箱。作业采用将科学研究课题进行简化，浓缩到题目中，加强学生对所学环境水力学课程在工程中应用的理解，学生每节课后花在作业上的时间基本上要3-5个小时，甚至更多，而且作业要求学生采用图表的形式清楚地展示计算结果。中国大学的环境水力学课程作业基本上围绕着课程内容，更加注重于课程理论的严谨性和周密性，一般课后花在作业上的时间在1-2小时之内，作业成果的展示没有明确要求。比较而言，美国大学环境水力学课程作业的布置更加能够提高学生的创造力和拓展力，让学生学会“如何学习”，使学生了解学习环境水力学的理论知识的重要性。而中国大学环境水力学课程作业的主要目的是通过消化，练习来强化课堂知识的理解和吸收，弥补遗漏的知识点。从作业的难度来说，中国大学环境水力学课程的作业一般是课后练习，有挑战性，有难度的作业类型较少，缺乏跨学科、综合性、实践性的作业。美国大学环境水力学课程的作业一般是教师根据科研实践结合教学内容总结出来的，学生自由发挥的余地较大，在完成作业的过程中需要自己研究课程内容，独立完成课程作业，学生的自学能力和创造能力得到了锻炼，避免了学生之间抄袭的可能性，而中国大学由于环境水力学作业较单一，学生作业抄袭现象比较普遍。
中国大学和美国大学环境水力学课程都能够使学生获取环境专业所需要掌握的基本知识。美国的环境水力学教学理念更为开放，教学形式更加多样，教学效果更加突出。中国专业课程的讲授虽然比较系统，但是严谨有余，活泼不足，课程与其他相关学科的联系不够紧密，学生的想象力和创造力在课程学习过程中没有得到充分发挥，需要从以下几方面得到改进：
二 获得的启示和经验
比较典型者，如朱权在对元曲进行风格分类时，其“新定府体一十五家”冠以诸如“承安体(华观伟丽)”“西江体(文采焕然，风流儒雅)”[11](P13-14)这类的评价，反映出他对元曲艺术成就的高度认同。
美国的环境水力学课程的教学内容倾向于解释自然界出现的环境水力学现象通过理论加以阐释，如将径向压力梯度的旋转流用于解决飓风问题，将抽象的理论公式与具体的自然现象相结合，使学生在学习过程中更加容易理解和接受。而中国的环境水力学课程体系完整，环环紧扣，推导严谨，有利于培养学生的缜密的思维方式，建立环境水力学的思维体系。
在教材的选取上，尽管优秀的教材是遵循学生的认知规律的，但是不能一味地崇拜教材，而是应该和学生进行积极的互动，搞清楚学生对什么比较感兴趣，选择生活中与专业课有关的生活常识，从科学的角度让学生弄清楚为什么会是这样。
在课程讲授过程中，教师应该把自己的科研成果带入到教学过程中，扩展学生的知识面，引导学生利用所学知识对于课题内容进行完善和补充，鼓励学生将研究成果写成论文，使学生熟悉论文的写作格式，为将来从事科学研究打好基础。
在课后作业布置方面，国内大学除了布置一些硬性作业帮助学生加强对于所学知识的掌握和理解外，还应该布置补充作业，并将补充作业的评价计入最终的课程成绩中，使学生在“被迫”的状态下扩展知识，完成作业，提高能力。
中国大学教学过程中应加强对于互联网的应用，在各环节与学生通过互联网进行沟通，可以更加方便快捷地帮助学生解决遇到的各种问题。
参考文献
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Differences and Perception of Teaching Mode in Environmental Hydraulics Courses between China and U.S.
WANG Yu-min
(Southeast University，Nanjing Jiangsu )
Abstract: Based on the investigation of the environmental hydraulics courses teaching in university of the United States, and combined with domestic teaching experiences in environmental hydraulics, in this paper, the differences of teaching materials,classroom teaching, homework and curriculum evaluation were compared between China and the United States, from which the experience and enlightenment were obtained. The results can guide the reform practice of the domestic teaching in environmental hydraulics course, and provide reference for training creative and competitive professionals for environmental subject.
Keywords: China；the United States； universities； differences； teaching reform
本文引用格式： 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.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.72.079
作者简介： 王玉敏，女，汉，安徽人，东南大学，讲师，博士研究生。研究方向：水污染防治与水环境保护。