王紅 白競(jìng)平 耿清 武飛

摘要：本文針對(duì)過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)要求及《過(guò)程流體機(jī)械》課程本身特點(diǎn)，結(jié)合近幾年《過(guò)程流體機(jī)械》課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從教學(xué)方法和教學(xué)手段方面探討了《過(guò)程流體機(jī)械》課程的教學(xué)改革思路，力圖將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提出了增強(qiáng)教學(xué)中科研含量的新思路，建立實(shí)行教學(xué)科研實(shí)踐一體化的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：流體機(jī)械；理論；實(shí)踐；科研；一體化

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）09-0042-03

一、《過(guò)程流體機(jī)械》課程發(fā)展特點(diǎn)

上世紀(jì)90年代末期，中國(guó)經(jīng)歷了新中國(guó)成立以來(lái)最大規(guī)模的專(zhuān)業(yè)調(diào)整，在這次大規(guī)模的專(zhuān)業(yè)調(diào)整中，把原“化工設(shè)備與機(jī)械”本科專(zhuān)業(yè)改造建設(shè)為“過(guò)程裝備與控制工程”本科專(zhuān)業(yè)，相對(duì)應(yīng)的原《化工機(jī)器》課程更名為《過(guò)程流體機(jī)械》。原有的《化工機(jī)器》課程其教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于基礎(chǔ)原理設(shè)計(jì)計(jì)算，隨著教學(xué)改革的深化，過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)將“過(guò)程”、“裝備”與“控制”這三個(gè)相關(guān)學(xué)科緊密有機(jī)地結(jié)合在一起，在“重基礎(chǔ)、寬專(zhuān)業(yè)、強(qiáng)能力”的培養(yǎng)方針指導(dǎo)下，《過(guò)程流體機(jī)械》更加側(cè)重于固體力學(xué)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)等基礎(chǔ)理論知識(shí)在具體流體機(jī)械中的應(yīng)用。例如，在講解離心式壓縮機(jī)的流動(dòng)時(shí)，側(cè)重于講解連續(xù)方程與壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)聯(lián)，歐拉方程、能量方程和熱力過(guò)程方程與壓縮功的關(guān)聯(lián)。《過(guò)程流體機(jī)械》課程是針對(duì)過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)本科生所開(kāi)設(shè)的核心專(zhuān)業(yè)課程，針對(duì)當(dāng)前形勢(shì)，本科學(xué)生畢業(yè)后的工作主要面向過(guò)程生產(chǎn)裝置，過(guò)程生產(chǎn)裝置中用量最大的是離心泵，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展，在大型化工生產(chǎn)中離心式壓縮機(jī)在生產(chǎn)裝置中占有重要的地位，而往復(fù)式壓縮機(jī)能夠較好的體現(xiàn)流體機(jī)械的基本原理，因此，我們的教學(xué)主線包括往復(fù)式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)、泵等典型流體機(jī)械的基本工作原理、結(jié)構(gòu)型式、運(yùn)行性能與調(diào)節(jié)控制、安全可靠性以及機(jī)器選型，同時(shí)反映一些現(xiàn)代的新知識(shí)和發(fā)展的新趨向。其總體目標(biāo)是將本課程建設(shè)成為一門(mén)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合的課程，使學(xué)生能夠從理論的高度去分析判斷各種類(lèi)型流體機(jī)械。綜上所述，課程本身集中體現(xiàn)出的基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用、綜合及拓展的特點(diǎn)使其在教學(xué)改革及課程改革方面具有代表性。

二、課堂教學(xué)模式的改革

通過(guò)對(duì)《過(guò)程流體機(jī)械》課程特點(diǎn)的介紹，我們發(fā)現(xiàn)《過(guò)程流體機(jī)械》課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多、概念抽象、理論性較強(qiáng)，與實(shí)際聯(lián)系緊密，這是符合“加強(qiáng)基礎(chǔ)，拓寬專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)能力”的教改趨勢(shì)的。但從課時(shí)方面，與原《化工機(jī)器》比較，《過(guò)程流體機(jī)械》專(zhuān)業(yè)課程的課學(xué)時(shí)數(shù)由原來(lái)的120學(xué)時(shí)減少到48學(xué)時(shí)，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，如何滿足教材內(nèi)容多，教學(xué)課時(shí)少，教學(xué)要求高等要求，根據(jù)現(xiàn)有課時(shí)量針對(duì)性地安排教學(xué)內(nèi)容是個(gè)很難把握的問(wèn)題。要想解決上述問(wèn)題，首先從更改教學(xué)模式上出發(fā)，采用多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)主要是可以增加課程信息量，提高課時(shí)利用率和改進(jìn)講課效果。多媒體教學(xué)中教師對(duì)多媒體課件的理解很重要，在PPT編制過(guò)程中我們重視理論聯(lián)系實(shí)際，圍繞專(zhuān)業(yè)及工程實(shí)際問(wèn)題選用實(shí)景、動(dòng)畫(huà)等方式，制作圖文結(jié)合、形象生動(dòng)、通俗易懂的多媒體課件。例如在講解往復(fù)式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，我們采用動(dòng)畫(huà)的形式對(duì)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程進(jìn)行逐項(xiàng)剖析，一方面便于教師生動(dòng)形象的講授，另一方面有助于學(xué)生領(lǐng)會(huì)和掌握。但是在具體的課堂教學(xué)中，采用多媒體也存在著一些問(wèn)題，部分教師過(guò)分地依賴(lài)多媒體，盲目追求課件的豐富多彩而忽略了教學(xué)的最終目的。因此，在教學(xué)觀摩中，我們一再?gòu)?qiáng)調(diào)對(duì)于理論課教學(xué)來(lái)講，多媒體所介紹的一些現(xiàn)象僅僅是鋪墊，而理解這些現(xiàn)象和求解一些基本問(wèn)題的方法才是教學(xué)的最終目的。

三、教學(xué)、實(shí)踐、科研一體化模式的開(kāi)發(fā)

1.利用新型教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。通過(guò)改變教學(xué)模式，課堂教學(xué)逐漸由過(guò)去傳統(tǒng)的講授轉(zhuǎn)變?yōu)檠菔拘问?，采用多媒體教學(xué)方式，使學(xué)生減少了對(duì)課本的依賴(lài)，拓寬了專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)面，同時(shí)在課堂上我們將學(xué)生分為小組，緊密結(jié)合當(dāng)前科技發(fā)展，由學(xué)生主動(dòng)將授課內(nèi)容延伸。例如在講離心式壓縮機(jī)時(shí)，其結(jié)構(gòu)形式和理論可拓寬到蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)等原動(dòng)機(jī)的內(nèi)容，我們布置學(xué)生在課后進(jìn)行相關(guān)資料查詢，課堂上通過(guò)互動(dòng)的形式，結(jié)合化工裝置的實(shí)際情況，開(kāi)展對(duì)原動(dòng)機(jī)的探討與研究，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)能力，從而有效地倡導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮自己的主動(dòng)性和積極性，提高學(xué)生自我對(duì)知識(shí)的探索興趣。為了便于學(xué)生對(duì)課程相關(guān)資料的查詢，我們建立了課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在該平臺(tái)上建立了與本課程相關(guān)的科研情況、國(guó)內(nèi)外進(jìn)展信息，授課錄像，同時(shí)也包括對(duì)應(yīng)相關(guān)企業(yè)網(wǎng)站的鏈接，陸續(xù)建立起來(lái)的課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)最大可能的拓寬了學(xué)生專(zhuān)業(yè)面，有利于學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

2.結(jié)合理論教學(xué)，建立過(guò)程流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?！哆^(guò)程流體機(jī)械》是一門(mén)工程性很強(qiáng)的課程，同時(shí)由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單一的理論教學(xué)很難使學(xué)生深刻理解機(jī)器的結(jié)構(gòu)和性能，因此，我們努力開(kāi)展校內(nèi)實(shí)驗(yàn)基地的建設(shè)，在教學(xué)中安排適當(dāng)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)包括觀摩性演示實(shí)驗(yàn)和自己動(dòng)手的拆裝實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀摩性演示實(shí)驗(yàn)可以深刻感知各種型號(hào)離心式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī)的內(nèi)部機(jī)理和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，同時(shí)我們用實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)代替原有的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，例如加設(shè)了離心泵性能實(shí)驗(yàn)、臨界轉(zhuǎn)速、壓縮機(jī)拆裝、壓縮機(jī)排氣量及功率測(cè)定等實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐證明，這種啟發(fā)式的教學(xué)與理論教學(xué)的結(jié)合正是培養(yǎng)學(xué)生能力的主要手段。

3.研究型教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展。近年來(lái)，大學(xué)生參加教師的科研和課外科技活動(dòng)已成為一種趨勢(shì)，為此學(xué)校設(shè)置了針對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐的“創(chuàng)新教育項(xiàng)目”，提倡進(jìn)行研究型課外教學(xué)活動(dòng)。在學(xué)校這個(gè)良好的科研平臺(tái)下，我們?cè)诮虒W(xué)中引入和課程相關(guān)的科研課題，例如往復(fù)式壓縮機(jī)的CFD模擬，離心式葉片流道結(jié)構(gòu)對(duì)流體流動(dòng)的影響等科研課題目前都得到有效的開(kāi)展。研究型課外教學(xué)活動(dòng)活躍了學(xué)術(shù)研究氣氛，支持了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。目前取得的最顯著成效是：在當(dāng)前教學(xué)、科研、實(shí)踐一體化模式下，一些應(yīng)用計(jì)算機(jī)能力較強(qiáng)的學(xué)生已經(jīng)可以自己動(dòng)手編寫(xiě)數(shù)據(jù)處理程序，并在教師指導(dǎo)下應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)分析、研究和解決工程實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)完善過(guò)程流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)。另一方面采用獎(jiǎng)勵(lì)方式收集或自編一些包含有關(guān)公式和數(shù)據(jù)資料的數(shù)據(jù)庫(kù)程序軟件完善了課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)學(xué)生開(kāi)放的課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)方便他們解決結(jié)構(gòu)優(yōu)化等科研課題。

四、結(jié)論

目前，我國(guó)過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)屆畢業(yè)生70%以上從事流體機(jī)械（如活塞式壓縮機(jī)、離心風(fēng)機(jī)和離心泵等）的現(xiàn)場(chǎng)管理和流體機(jī)械及化工設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造及安裝，因此，全方面地從理論教學(xué)、科研教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)出發(fā)進(jìn)行教學(xué)改革勢(shì)在必行。我們針對(duì)過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)要求及《過(guò)程流體機(jī)械》課程本身特點(diǎn)實(shí)施的教學(xué)、科研、實(shí)踐一體化教學(xué)實(shí)踐結(jié)果證實(shí)了良性的教學(xué)、實(shí)踐、科研循環(huán)體系，不僅可以有效的提高教學(xué)質(zhì)量，而且通過(guò)課程學(xué)習(xí)再輔以實(shí)驗(yàn)課程和課外科技實(shí)踐活動(dòng)對(duì)開(kāi)闊學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和實(shí)際動(dòng)手能力，鍛煉學(xué)生對(duì)今后工作的適應(yīng)性具有極大的作用。

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基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)《過(guò)程流體機(jī)械》精品課程

作者簡(jiǎn)介：王紅（1970-），女，博士，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)副教授，過(guò)程流體機(jī)械精品課程負(fù)責(zé)人。