航道整治课教学内在要求的思考和改革实践

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摘要：摘 要：前期学科基础课和航道整治课知识经验结构存在差异，主要表现在普适性与复杂性、差异性封闭确定性与开放非确定性和单维性与多维性三方面。结合航道整治知识结构特征、建构主义理论和当代工程教育理念，对航道整治教学的内在要求进行了分析总结，并提出了相应的教

　　摘 要：前期学科基础课和航道整治课知识经验结构存在差异，主要表现在“普适性与复杂性、差异性”“封闭确定性与开放非确定性”和“单维性与多维性”三方面。结合航道整治知识结构特征、建构主义理论和当代工程教育理念，对航道整治教学的内在要求进行了分析总结，并提出了相应的教学改革措施。从知識经验结构角度对航道整治教学改革进行思考与实践，可为类似专业课程教学改革提供参考。

　　关键词：建构主义;专业课;知识建构;航道整治

　　建构主义是当代心理学理论中行为主义发展到认知主义后的进一步发展，建构主义理论揭示了人类学习过程的认知规律、意义建构及学习环境对知识建构的作用，对教育创新影响巨大[1]。建构主义理论中人类的知识经验分为两类，结构良好领域与结构不良领域。结构良好领域知识经验基本特征是规范性和抽象性，有内在逻辑系统，是从多种情境中抽象出来的基本概念、原理和方法。结构不良领域的知识经验有以下两个特点：一是知识应用的每个实例中都包含着许多应用广泛的概念在相互作用，即概念的复杂性;二是同类的各个具体实例之间，所涉及的概念及相互作用的模式有很大差异，即实例之间的差异性[2-3]。

　　港口航道及海岸工程专业在大一至大三上学期，主要学习了水力学、土力学与地基基础、工程水文学和河流动力学等学科基础课。大三下学期开始学习航道整治专业课，课程内容主要包括：航道与航道尺度、浅滩演变规律及分析方法、航道整治工程规划与设计、整治建筑物设计、整治工程水力计算和疏浚工程几部分。学科基础课中的知识经验偏向于结构良好领域;航道整治介绍的是采用基础课中的理论成果去解决实际工程问题的知识经验，实践工程问题的复杂性和差异性，使得知识经验显得“松散”，属于结构不良领域。

　　本文结合建构主义理论知识，对比分析基础课与航道整治课知识结构的差异及其给教学带来的挑战，基于当代工程教育理念，分析航道整治教育的内在要求，探讨航道整治教学改革实践。

　　一、知识结构特征

　　本节从“普适性与复杂性、差异性”“封闭确定性与开放不确定性”和“单维性与多维性”三方面探讨学科基础课和航道整治课知识经验结构的差异，以及其给航道整治教学带来的挑战。

　　(一)普适性与复杂性、差异性

　　学科基础课程讲授的内容是从多种情境中抽象出来的基本概念、原理和方法，知识结构良好，重视逻辑推导的严谨性。以水力学课程为例，诸多重要公式都是基于物质守恒、受力平衡和能量平衡推导而来的，包括欧拉平衡微分方程式、理想液体恒定流流束能量方程和Navier-Stokes方程等，这些成果应用范围较广，具有普适性。

　　航道整治讲授的内容是利用学科基础课中的知识经验去解决实际工程问题，其知识经验与工程实践紧密结合，更加需要具体问题具体分析，重视实例之间的差异性。比如，山区河道和平原河道形态的差异导致糙率系数、局部阻力系数确定方法不同;由于不同类型的河道河床演变规律变化多端、碍航特征差异较大，因此航道整治工程方案也有所区别。通常航道整治的复杂性与实际河道边界不规则、水文过程不断变化及流态较为繁杂等实际情况有关。然而这些实际情况不符合学科基础课程中均匀流、渐变流或恒定流等假设，因此在利用学科基础课程相关成果解决实际问题时，也要采用经验处理方法或引入经验系数，比如水面线计算时河段的划分和局部阻力系数的确定。航道整治的复杂性不仅仅体现在技术层面，更会涉及社会、经济、人文和生态环境等诸多需求间的矛盾，即“复杂工程问题”的内涵广于“复杂技术问题”[4]。

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