學導式教學案例在灌溉排水工程學中的應用

摘 "要：學導式教學法是近年來在我國教育教學改革中興起的一種啟發(fā)式教學方法。該研究以灌溉排水工程學為例，從教學案例的選擇開發(fā)、教學案例的提煉和打磨、教學案例的融合度分析、教學效果實施評價4個方面，詳細闡述學導式教學法實施過程中教學案例的凝練方法及其應用，并結合課程教學實踐，探討在水利類專業(yè)課中開發(fā)學導式教學案例時應該注意的問題及心得體會。學導式教學案例應該兼顧可引可兼可容可評，恰當?shù)慕虒W案例明顯提升學導式教學的實施效果。學導式教學作為克服傳統(tǒng)教學模式弊端的有效嘗試，是一種行之有效的教學方法，具有重要的研究價值和廣闊的應用前景，為高校農業(yè)水利類課堂教學改革提供參考。

關鍵詞：學導式；教學案例；灌溉排水；課程教學；應用

中圖分類號：S275 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-9902（2024）09-0143-04

Abstract： The learning-guided teaching method is a heuristic teaching method that has sprung up in the education and teaching reform in China in recent years. This study takes irrigation and drainage engineering as an example， from four aspects： the selection and development of teaching cases， the refinement and polishing of teaching cases， the analysis of the integration of teaching cases， and the evaluation of teaching effect. This paper expounds in detail the condensing method and application of teaching cases in the process of implementing the learning-guided teaching method， and combines with the course teaching practice. This paper probes into the problems and experiences that should be paid attention to when developing learning-guided teaching cases in water conservancy specialized courses. Learning-oriented teaching cases should take into account both referential and evaluable， and appropriate teaching cases obviously improve the implementation effect of learning-guided teaching. As an effective attempt to overcome the disadvantages of the traditional teaching mode， learning-guided teaching is an effective teaching method， which has important research value and broad application prospects， and provides reference for the classroom teaching reform of agriculture and water conservancy in colleges and universities.

Keywords： learning-oriented; teaching cases; irrigation and drainage; course teaching; application

學導式教學法是我國高等院校在20世紀80年代開始提倡研究的教學方法[1-2]。在新工科和“雙一流”建設背景下，高校對教學質量和教學工作的優(yōu)化改革的需求，使得學導式教學法在各類學科中得到廣泛的研究和應用。在高校課堂教學中，采用學導式教學法既有利于提高學生學習的主動能動性，又有利于提升學生對課程理論知識的儲備和實踐應用能力[3-4]。

所謂學導式教學法，是在教師的引導下，學生自學、自練的一種教學方法。學導式教學過程分為5個部分，設立問題、學生自學、教師解疑、課程精講、知識演練和小結，是一種啟發(fā)式教學方法[5]。在學導式教學法中，設立問題是學導式教學法實施的起始環(huán)節(jié)也是關鍵環(huán)節(jié)[6]，教學問題設立恰當與否，是否有深意，且難易合理，是否具有代表性，是否能夠緊跟社會及專業(yè)培養(yǎng)要求，是學導式教學法后期能否達到既定教學效果的關鍵。近年來，本課程組在應用學導式教學法的教學過程中發(fā)現(xiàn)，為實現(xiàn)學導式教學法的高效利用，教學案例的選擇和凝練尤為重要[7]。在運用學導式教學法的教學過程中，應該從以下4個方面來進行考慮。

1 "學導式教學案例的選擇開發(fā)

教學案例選擇既是學導式教學法的邏輯起點，又是整個學導式教育過程的基礎環(huán)節(jié)。案例選擇恰當與否關系到整個教學方法的實施效果，好的案例應該盡可能涵蓋本章節(jié)課程教學的全部內容[8]。在內容制定方面，教學案例選擇應在充分調研學科、企業(yè)等一線工程案例的基礎上，結合新工科要求和本行業(yè)熱點問題及專業(yè)未來發(fā)展方向進行。教學案例的開發(fā)應該滿足農業(yè)水利類專業(yè)課程培養(yǎng)目標及學生畢業(yè)后所從事的工作要求。在案例選擇中應優(yōu)先選擇現(xiàn)時期社會對于本專業(yè)學生畢業(yè)需求，可適當兼顧課程思政育人的元素來進行教學案例的選擇和開發(fā)。

例如，在灌溉排水工程學中有關農田灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設計的教學內容，教學案例的開發(fā)可結合近些年中央一號文件中關于農業(yè)及農田水利工程的要求，并依照農業(yè)水利行業(yè)正在實施的農田節(jié)水灌溉目標要求及現(xiàn)階段各地土地整理過程中正在實施的高標準基本農田建設標準中對農田水利設施的實際需求，按照GB 50288—2018《灌溉與排水工程設計標準》和GB/T 50363—2018《節(jié)水灌溉工程技術標準》，選準農田節(jié)水灌溉這一著重點，來進行此部分教學案例的開發(fā)。在具體教學案例設立時，問題選取應結合農田灌溉工程設計中防滲渠道規(guī)劃設計和低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設計兩大主流設計思想，引導學生充分認識畢業(yè)后就業(yè)行業(yè)的設計方向要求，并在課程學習中預先鍛煉了專業(yè)實踐技能，為未來更快更好地適應實際工作場景打好基礎。并且要引導學生學會關注行業(yè)及社會熱點問題。這樣既鍛煉了學生專業(yè)技能的培養(yǎng)，又使得學生學會關注行業(yè)及社會需求。學生在學好專業(yè)知識的基礎上，學會主動承擔社會責任的使命感和責任擔當，主動適應國家和社會對于本專業(yè)的要求，增強專業(yè)自信心，完成自己學習本課程的專業(yè)使命，并能夠更好、更快地適應未來的工作角色。

作物需水量是農田灌溉工程規(guī)劃設計及管理運行的起始，如何能夠準確地估算作物需水量，進而精確預測出灌區(qū)農田灌溉總需水量，關系到整個灌溉工程的規(guī)模以及后期灌溉工程實施后水庫運行的調度計劃等。在灌溉排水工程學有關作物需水量的估算方法教學中，不應該單獨、孤立地進行需水量估算方法的問題設立，而應該根據不同的水文年份并結合氣象條件、土壤因素、作物因素、農業(yè)技術因素進行需水量的計算，綜合我國南北作物種植的差異性聯(lián)合來設立問題。針對南方水稻種植地區(qū)需水量的估算實際，選擇方法比較簡單且精度比較高的蒸發(fā)皿法。在學生掌握了蒸發(fā)皿法的基礎上，著重強調運用蒸發(fā)皿法進行稻田需水量估算時，對試驗中蒸發(fā)皿的規(guī)格、安設方式及觀測場地規(guī)范化等的要求，并提醒學生必須注意非氣象條件，如土壤、水文地質、水利措施和農業(yè)技術措施等對系數(shù)值的影響，否則將會給資料整理工作帶來困難，使得需水量計算成果產生較大誤差。而針對于北方大面積旱作物種植區(qū)需水量估算，則應該選擇目前應用推廣比較廣且聯(lián)合國聯(lián)農組織推薦使用的彭曼公式法。在運用彭曼公式進行作物需水量的估算教學中，除了引導學生系統(tǒng)學習彭曼公式由來、公式形式、各參數(shù)意義及確定方法等，還可引入計算機設計軟件，調動學生自行編程設計，以實現(xiàn)彭曼公式計算過程中大量數(shù)據計算處理的繁瑣工作，并可與現(xiàn)行網絡上流行的彭曼公式應用的軟件進行比較，發(fā)現(xiàn)進步和不足，提高了學生學習的興趣。

2 "學導式教學案例的提煉和打磨

實際的工程案例往往只是教學設計訓練內容的某一方面，是針對某一具體工程背景資料的特定設計，不一定完全涵蓋教學內容的全部方面。因此，案例的教學應用不能單單只考慮一個方面要求，或只結合某一種單一情況來進行，應充分考慮教學內容和學生的主觀能動性，并結合個性化培養(yǎng)要求來進行設立，而不能理解為實際工程案例的簡單復制。優(yōu)秀的工程案例必然來自于工程實踐，但又要高于工程實踐，應該為實際工程案例的高度提煉和整合。這是因為，在實際的工程設計案例中，單個工程不可能正好符合或完全反映多種教學內容，可能只是本節(jié)課程理論內容的某一方面，而課堂教學是知識體系的高度融合，這就要求教師根據教學內容和工程實際案例，提煉和整合教學案例，就像“文學藝術創(chuàng)作中的角色來源于生活而又高于生活，是多種現(xiàn)實生活角色縮影的有機巧合”一樣，案例教學也是來源于工程實際，又高于工程實際，是多種工程實際案例的高度整合。

例如在灌溉排水工程學教學中，關于農田灌水方法的教學案例，就不應該對地面灌水、噴灌、微灌等灌水方法單獨設立案例，而應該綜合設立案例，不去指定灌水方法，引導學生根據設計資料所給定的實際情況自行選擇灌水方法，并根據各自選定的灌水方法來進行設計，讓學生在各自的案例解決問題及反復推演中充分認識各種灌水方法的不同及優(yōu)缺點分析，可以進一步加深對各種灌水方法的知識點的了解。學生通過真實的工程背景資料下的設計，提前了解農田不同灌水方法設計所依據的規(guī)范和標準，如GB/T 50085—2007《噴灌工程技術規(guī)范》、GB/T 50485—2020《微灌工程技術標準》、GB/T 20203—2017《管道輸水灌溉工程技術規(guī)范》等，熟悉不同灌水方法所涉及的不同的設計內容和步驟，為學生后續(xù)從事農業(yè)水利工程設計工作及農田灌溉的科學研究打下基礎。

又如，在灌溉排水工程學中有關渠道工程和管道工程的教學內容中，教師可以根據實際工程案例提煉基本工程背景資料和地形圖，讓學生在了解和掌握本章節(jié)所要求教學內容的基礎上，自行確定輸水方式而不是指定輸水方式，依據《灌溉與排水工程設計標準》和《管道輸水灌溉工程技術規(guī)范》進行輸水工程設計。學生在不同的輸水方式的設計過程中，可以深刻地了解這2種輸水方式在線路總體布置、跨越溝壑、輸水損失計算、縱橫斷面設計、施工組織、工程總量和投資概預算等的區(qū)別。學生通過實際參與不同方案的設計過程及設計結果的比較，從而加深對這2種輸水方式的總體工程設計理解，不僅可以完成本章節(jié)所學內容的實踐運用，而且在設計過程中進一步加深了對相關設計規(guī)范及標準的認識和運用，為將來從事相關設計工作提前打好基礎。

教師采用高度凝練和集成的教學案例設計，不僅能夠使學生進一步加深對理論教學內容的認識，培養(yǎng)學生利用理論知識解決實際問題的能力，還能夠鍛煉學生實際動手設計的能力。提煉過的案例是實際多種工程問題的高度融合，不僅能夠兼顧和融合多種教學內容，還包括學生未來實際工作設計過程中將要遇到的多種問題。學生可通過一個工程案例的鍛煉，達到多項教學內容的訓練，既讓學生接觸了實際工程案例，又體現(xiàn)了課堂教學的集中和高效性。

3 "學導式教學案例的融合度分析

現(xiàn)代教育學理論認為，教學應該是教師與學生、學生與教材、學生與學生之間多向信息傳遞，互相交流促進的過程。教學應該緊緊圍繞學生的“學”展開，只有通過學生積極主動地“學”，知識才能被學生“內化”和“吸收”。學生的積極參與、主動思考是增強教學效果的關鍵[9]。教師要在充分研究學生的學習特點和教學內容的基礎上，科學地設置教學案例。題目設置難易適中，既要有深度和廣度，又具有一定的階梯性，以適應學生個體專業(yè)基礎知識的差異性，推進個性化教育，但也不能脫離教學的基本要求[10]。

學導式內容選擇一定要難易適中，例如在灌溉排水工程學中有關灌水率的教學內容，灌水率有固定的公式可以套用，而且按照設計步驟就可以進行灌水率圖的繪制及修正，但就灌水率本身而言，灌水率又比較重要，因為灌水率值會影響后期設計灌水模數(shù)大小的選擇，進而會影響后期渠道或管道設計流量的大小，并進一步影響渠道或管道的工程量和工程投資，基于這點考慮，灌水率圖的修正以及設計灌水模數(shù)的選擇就尤為重要。只有在真正意義上了解灌水率的涵義，并且理解灌水率修正方法中各個因素之間影響關系的基礎上，對灌水率的設計才能得到合理的設計結果。

學導式教學法的題目設置要有一定的梯度性，同樣在上述灌水率的教學過程中，在題設階段所設置問題的要求是“根據給定灌區(qū)基本資料、作物種類、種植面積比及灌溉制度，按照經濟合理原則進行灌水率圖的繪制和修正”。依據經濟合理原則進行灌水率修正的要求是“使得修正后的灌水率圖連續(xù)而又均勻，最大值和最小值不要相差太大，最小值應為最大值的40%，中間留出時間間隔，為渠道養(yǎng)護和維修以及田間作業(yè)留出時間”，這樣就滿足經濟合理要求。而后期在知識演練環(huán)節(jié)給學生布置的課后作業(yè)是在原來題設問題基礎上，給它額外增加了一個附加條件，即所設灌區(qū)是從附近河流來進行取水，而此河流還是一條無調節(jié)河流。由題意可知，無調節(jié)河流在不同時期的來水流量是不相同的，所以不同時期的可引取流量也是不相同的，因此要求學生最后設計得到的灌水率圖除了滿足經濟合理要求以外，還應滿足在不同時期的引水流量和河流的可引取流量相匹配。

4 "教學效果的評價

所有的教學評價都應聚焦在學生的學習成果上，而不應在教學內容以及學習方式、學習時間上。在學導式教學法中采用梯次和多元的評價標準，評價強調達成學生學習成果的內涵和個人的學習進步，而不應過分強調學生之間的比較。依據每個學生能達到教育要求的程度，賦予從不熟練到優(yōu)秀不同的評定等級，進行針對性評價，通過對學生學習狀態(tài)的明確掌握，為學校和老師改進教學提供參考。因此，學導式教學案例的設置應該遵循學生學習為中心的思想，具有開放性和持續(xù)發(fā)展性，但也不能因為學生學習的個性化和差異性就放松了對效果的評價，好的題目應該是可以衡量的、可以量化的評價指標，便于教師把握教學的實施效果。通過教學評價，能夠及時把教學中存在的問題反饋給教學主題，有利于教師根據反饋效果及時修改教學案例，從而進一步提高教學效果[11]。

在學導式教學案例應用中，專業(yè)課程的教學效果評價應該結合行業(yè)標準來進行，結合實際工程案例所涉及的設計標準，對學生所完成的設計結果進行量化評價。例如在灌溉排水工程學中關于噴灌及滴灌工程的設計，就應該按照《噴灌工程技術規(guī)范》《微灌工程技術標準》《節(jié)水灌溉工程技術標準》等相關行業(yè)設計標準對題目進行量化評價，從而驗證學生的學習效果。

教學效果評價除了有教學內容掌握程度和技能方法的應用等評價指標外，還應包括立德樹人、職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)等方面。也就是說，除了知識和能力培養(yǎng)目標等可量化評價指標外，還應注重專業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)道德、家國情懷等非量化指標評價。教師在學生知識拓展領域學習中，可以結合教學內容，設置讓學生搜集中國五千年厚重的歷史文化長河中水利建設的杰出成就及新時代水利人精神。

例如在灌溉排水工程學中有關農田灌溉水源工程教學內容——灌溉水源及取水方式的選擇，就可以讓學生通過網絡、圖書館等工具搜集我國古代取水工程案例及近現(xiàn)代杰出建設成就。學生通過對我國古代取水工程的經典案例，如都江堰灌區(qū)取水樞紐工程、新疆地區(qū)獨特的坎井取水工程等的搜集學習，了解我國古代勞動人民的偉大智慧，作為四大文明古國之一的中國，在人類歷史上留下的璀璨文明，增強學生的民族自信心和自豪感。新中國成立初，我國在一窮二白的基礎上建立了獨立的比較完整的工業(yè)體系和國民經濟體系，修建了規(guī)模宏大、氣勢雄偉的三盛公灌溉取水工程，成為八百里河套灌區(qū)獨特的人文景觀，成為中國3個特大型灌區(qū)之一。通過對當代版“愚公移山”紅旗渠案例學習，帶領學生重溫歷史奇跡，了解老一輩中國人民“自力更生、艱苦創(chuàng)業(yè)、團結協(xié)作、無私奉獻”精神的內涵。通過對小浪底水利樞紐工程、三峽工程等大型現(xiàn)代化水利工程建設案例學習，感受新時代水利人的使命擔當和科技成就，培養(yǎng)擔當民族復興大任的新時代水利建設者和接班人。

5 "結束語

學導式教學案例應該是兼顧可引可兼可容可評的。教學案例的凝練在學導式教學法的應用過程中起著至關重要的作用，案例選擇恰當與否關系到整個教學方法的實施效果；案例教學來源于工程實際，又高于工程實際，是多種工程實際案例的高度整合；案例題目設置難易適中，既要有深度和廣度，又具有一定的階梯性，以適應學生個體專業(yè)基礎知識的差異性，推進個性化教育，但也不能脫離教學的基本要求；在學導式教學法中采用梯次和多元的評價標準，評價強調達成學習成果的內涵和個人的學習進步，而不應過分強調學生之間的比較。

在學導式教學中，教師是學生學習的組織者或引領者，簡而言之，就是不要做知識的搬運工，而要做學生的引路人[12]。在本教學法應用過程中，要求教師準確把握每名學生的學習軌跡，及時把握每個人的目標、基礎和進程。按照不同的要求，制定不同的教學方案，提供不同的學習機會。在學導式學習模式下，學生通過自學和互動交流來解決問題，讓“對”的學生去教“不會”的學生。在學導式教學過程中，教師通過設立問題、教師答疑、課堂精講，來解決學生學習過程中的難點和疑點問題，以完成課程的教學內容和教學目標。在當前“以學生為本”的教育理念下，學導式教學作為克服傳統(tǒng)教學模式弊端的有效嘗試，是一種行之有效的教學方法，具有重要的研究價值和廣闊的應用前景。

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