泵與風機課程教學改革與研究
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摘要：結合桂林航天工業學院能源與動力工程專業，分析了泵與風機課程在教學過程中存在的問題，在削減課程學時的情況下，對課程結構安排提出改革建議，包括采用網絡教學、CAI課件、慕課等課下互動式教學，引進計算機虛擬教學，鼓勵學生參與學科競賽，改進考核模式等措施，為日后泵與風機的教學工作提供參考。
關鍵詞：泵與風機;教學改革;虛擬教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）22-0142-02
泵與風機是將原動機的機械能轉換成流體的壓力能和動能從而實現流體定向輸送的動力設備，作為通用流體機械廣泛的應用于工業、農業、建筑業、醫學界等國民經濟的各個部門[1]。泵與風機課程是能源動力類專業核心課程之一，是一門理論與實踐密切聯系的應用型課程。我校熱能與動力工程專業在學習流體力學、傳熱學、工程熱力學等專業基礎課后，于大三下學期開設此門課程。
由于我校建設應用型本科的辦學定位及“十二五”教材規劃的相關要求，我校對本科生的培養十分注重實驗、實踐教學，理論教學的學時學分有所減少。泵與風機課程課時已壓縮至24學時，其中理論20學時，實踐4學時。作為一門重要的專業核心課程，要在如此少的課時安排下講好這門課程已經變得十分棘手。本文在此前提下，結合以往的授課經驗，從授課主要存在的問題、教學手段、授課方式、考核要求等方面對泵與風機課程提出教學改革建議。
一、課程存在的主要問題
1.課程內容難、基礎要求高。泵與風機這門課程的特點是理論深涉及廣、公式多難記憶、內容雜難理解，如速度三角形和離心泵的汽蝕等內容，抽象難弄清，對流體力學、工程熱力學等基礎課的理論知識要求較高，學生基礎因人而異，教師對以往學過內容的復習篇幅難以協調，學生掌握新知識程度有較大偏差。
2.課程課時少、重難點難顧全。泵與風機注重應用，在理論知識教授中涉及大量實驗實物的應用講解，20學時的課時安排無疑捉襟見肘，往往一些課程重點也無法花費太多課堂時間講解，許多內容課上甚至沒有時間講解，只能依靠學生自學;4學時實驗課時更無法滿足授課需求。
3.考核形式單一欠突破。傳統考核方式多采用卷面成績加平時成績的形式，期末考試占70%，平時成績占30%，平時成績由學生出勤、課堂及課后作業、實驗成績組成，各占10%。從成績構成可以看出，卷面成績占比過大，有“一考定江山”之嫌，限制了學生平時學習尤其是實驗實踐活動的積極性，不利于學生全面發展。
二、泵與風機的教學改革建議
1.多層次教學，突出重點，難點攻克。泵與風機作為一門以應用為主的專業課程，主要介紹了不同類型泵和風機的工作原理、結構特征、性能及其工作特點等，對于20課時的理論教學學時安排，教師需要區分重點和難點、合理安排課程結構。如泵與風機主要形式為離心式、軸流式及混流式，而工程上多用離心式，在課時有限的情況下，重點講授離心式泵與風機，軸流式及混流式泵與風機則主要采取學生課下自學等形式開展。另外在離心式泵與風機的講解中，其中速度三角形、性能曲線、泵的汽蝕等既是重點，也是難點，對流體力學、工程熱力學等專業基礎知識要求較高，學生不易理解，應適當增加此方面的授課時間，而對于相對簡單的結構組成等方面則可簡要講解以學生自學為主，實現重點突破，難點攻克的目標。
2.傳統教學模式與網絡教學、CAI課件、慕課等課下互動式教學相結合。傳統教育模式主要包括課上講解、課后習題及答疑等方式，受課時限制，完全使用傳統的教育模式很難達到理想的授課效果，故采用網絡教學、CAI課件、慕課等課下互動式教學變得十分必要。網絡教學、CAI課件、慕課等教學方式是目前高校使用較多的輔助性教學手段。課下鼓勵學生充分利用網絡資源，學習泵與風機相關的網絡示范課。另外，可將具有高新技術成份的計算機應用于教學當中，實現計算機輔助教學（Computer Assisted Instruction），即CAI，利用計算機的多媒體技術、網絡技術，將學習內容形象化、生動化，并配以聲音、圖像、文字、動畫等不同形式，不但激發了學生的學習興趣，而且使內容易于理解與接受[2]。還可根據授課情況使用慕課、翻轉課堂等教學模式，實現線上課下互動式教學。通過這些輔助教學手段的應用，既能提高學生的學習興趣、學習效率，亦在很大程度上解決了課堂授課課時不足帶來的無法全面、詳盡對知識點進行講解的問題。
3.引進理論與實踐結合的一體化教學模式——計算機虛擬教學。泵與風機是一門注重實踐應用的專業課程，在教學過程中無論是對于理論知識包括泵與風機的結構、啟停、運行工況、工作點、性能曲線等，還是實踐中運行啟停、工作特點、注意事項等都離不開實驗環節的講授，而受到課時限制，實踐課僅4學時，無法完全滿足課程教學需要，因此，虛擬實驗教學便顯得尤為重要。虛擬實驗教學是采用動畫、視頻短片的形式將復雜的抽象的概念、原理、復雜的流程可視化，形象地表達出來，使學生對概念、原理、流程的理解更清晰、透徹[3]。我院擬構建600MW火電發電廠仿真系統，在此系統上，可實現對電廠中泵和風機設備如給水泵、循環水泵、送風機、引風機等進行啟動、停機、正常運行調節操做以及對一些常見故障的處理[4]，對泵與風機課程教學開展幫助甚大。
4.積極參與學科競賽、知識講座等課外拓展。泵與風機是輸送流體傳輸能量的動力機械，在供熱、工業通風、空調制冷、鍋爐給水、沖灰除渣、消煙除塵、煤氣工程及給水排水工程等方面都有廣泛的應用[5]。作為工科院校，校內外經常開展動力、機械類等方面的主體講座以及相關學科競賽，鼓勵學生積極參與這類知識講座，指導學生參加學科競賽，一方面有利于學生將所學知識應用與實踐過程，另一方面也有助于培養學生的學習興趣、協作能力，達到學以致用，以用促學的效果。
5.改進考評制度，全方位、多維度考核。目前泵與風機課程的考核主要還是采用傳統的平時成績30%加期末成績70%的組合模式，期末考試成績占比過大，導致學生平時課堂表現、實驗、習題等缺乏積極性，學習主觀能動性不大。改革傳統的考核模式，適當降低期末成績占比，將一部分考核重點放在學生課下通過網絡、慕課、微課、虛擬實驗等方式的學習考核上，對積極參加知識講座、學科競賽等表現優異的同學也可進行適當加分。通過以上這些手段實驗對學生學習能力、學習成果的綜合考評。
三、結語
本文結合我校泵與風機實際教學開展情況，簡要分析了課程在教學過程中主要存在的問題，并在此基礎上，提出了幾點教學改進方法，包括在授課過程中合理安排課程結構及授課內容，適當開展網絡教學、CAI課件、慕課等課下互動式教學，結合實際情況開展計算機虛擬教學，鼓勵學生積極參加學科競賽等。在課程課時安排有限的情況下，考慮充分利用計算機等新媒體的課下線上優勢，調動學生的學習興趣和積極性，不僅在泵與風機的教學中有所裨益，而且對于其他課程教學的開展也可提供一定參考。
參考文獻：
[1]何川，郭麗君.泵與風機[M].第四版.北京：中國電力出版社，2008.
[2]王娟.《泵與風機》CAI課件的制作[J].中國現代教育裝備，2008，（09）：13-15.
[3]馬炎坤，林小棉.“流體力學·泵與風機”課程教學改革的探索[J].廣東輕工職業技術學院學報，2008，（01）：46-48，76.
[4]江文賤，杜中慶.《泵與風機》課程教學改革初探[J].江西電力職業技術學院學報，2012，25（02）：75-77.
[5]白樺.流體力學泵與風機[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.
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