梁?jiǎn)㈧?/p>

（山西能源學(xué)院能源與動(dòng)力工程系 山西 晉中 030600）

能源行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。泵與風(fēng)機(jī)作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、醫(yī)療等行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的各個(gè)方面[1]。泵與風(fēng)機(jī)課程是能源與動(dòng)力工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，是一門實(shí)踐與理論結(jié)合非常緊密的課程[2]。本文針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)高校泵與風(fēng)機(jī)課程的教學(xué)改革進(jìn)展，分析討論并給出建議，以推動(dòng)泵與風(fēng)機(jī)課程教學(xué)改革的進(jìn)一步發(fā)展。

1 泵與風(fēng)機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 學(xué)時(shí)不足

泵與風(fēng)機(jī)課程一般在學(xué)生學(xué)習(xí)過流體力學(xué)、傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課后，在大三學(xué)年開設(shè)。但在教育減負(fù)的背景下，許多高校的泵與風(fēng)機(jī)課程學(xué)時(shí)進(jìn)一步壓縮。以山西能源學(xué)院為例，泵與風(fēng)機(jī)課程的課時(shí)已調(diào)整為24 學(xué)時(shí)，其中理論20 學(xué)時(shí)，實(shí)踐4 學(xué)時(shí)。而泵與風(fēng)機(jī)課程涉及的理論知識(shí)廣，實(shí)踐要求多，學(xué)生需要較多的時(shí)間學(xué)習(xí)才能有所收獲，學(xué)時(shí)不足對(duì)于教師授課產(chǎn)生了較大的影響。

1.2 評(píng)價(jià)考核體系不合理

與絕大部分工科課程一樣，泵與風(fēng)機(jī)課程的評(píng)價(jià)考核多以期末考試加平時(shí)成績(jī)的形式，期末成績(jī)占比較大，一般為70%―80%，平時(shí)成績(jī)僅由出勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等構(gòu)成，無法真正對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行評(píng)估，學(xué)生往往在期末突擊幾天就能通過考試。而在新工科背景下，當(dāng)前單一的評(píng)價(jià)考核體系無法做到對(duì)學(xué)生綜合能力的正確考核。

1.3 教學(xué)手段單一

隨著社會(huì)技術(shù)的進(jìn)步，特別是近年來線上教學(xué)的推廣，許多新的教學(xué)技術(shù)，如多媒體平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等得到了廣泛的應(yīng)用。但泵與風(fēng)機(jī)課程作為專業(yè)課，覆蓋面遠(yuǎn)不及高數(shù)、大物、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等基礎(chǔ)課程，優(yōu)秀的教學(xué)資源較少，先進(jìn)教學(xué)手段的應(yīng)用情況也低于一般的基礎(chǔ)課程。在課程教學(xué)過程中，教師普遍采用的還是傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方法，雖然PPT、視頻等手段也有所使用，但以教師為中心，我來講你來學(xué)的形式仍是主流。這種單一的授課方法不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[3]。

2 課程改革措施分析與建設(shè)

2.1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，將課程內(nèi)容問題轉(zhuǎn)移給學(xué)生進(jìn)行自主探討的一種全新的學(xué)習(xí)溝通方式。翻轉(zhuǎn)課堂不同于傳統(tǒng)的“老師上課—布置作業(yè)—學(xué)生回家練習(xí)”的模式，在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式下，學(xué)生在課堂外完成基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，而在課堂中進(jìn)行老師與同學(xué)之間的答疑解惑、交流互動(dòng)、知識(shí)運(yùn)用等活動(dòng)，從而達(dá)到更好的教育效果。王興國(guó)[4]等在泵與風(fēng)機(jī)課程教學(xué)過程中采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式，將教學(xué)過程分成課前、課中和課后三個(gè)階段，分別完成不同的教學(xué)任務(wù)。課前教師進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù)，完成學(xué)習(xí)內(nèi)容和測(cè)試。課中教師講解分析，學(xué)生整理匯報(bào)完成考測(cè)。課后教師分析整理考測(cè)結(jié)果，學(xué)生反思總結(jié)，提出建議。通過學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)，課中的交流互動(dòng)，課后的任務(wù)布置，以學(xué)生為中心，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而取得較好的教學(xué)效果。

2.2 任務(wù)式教學(xué)

在課堂學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生知識(shí)的輸入與輸出一般是以教師講授、課后作業(yè)和期末考試的形式進(jìn)行的，這樣往往不能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。任務(wù)式教學(xué)可以通過設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)恼n程任務(wù)，讓學(xué)生對(duì)任務(wù)進(jìn)行討論分析，由易到難、循序漸進(jìn)地完成課程任務(wù)。學(xué)生既鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)，又在完成任務(wù)的過程中鍛煉了創(chuàng)新能力和獨(dú)立分析解決問題的能力，極大地提高了學(xué)習(xí)的熱情。結(jié)合泵與風(fēng)機(jī)課程的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中設(shè)計(jì)相關(guān)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生完成，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，挖掘?qū)W習(xí)潛能。趙爽[5]等根據(jù)課程特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一個(gè)任務(wù)——讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一臺(tái)泵。學(xué)生通過學(xué)到的理論知識(shí)進(jìn)行泵的制作，在制作過程中，學(xué)生會(huì)遇到各種問題，由此再引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用新學(xué)到的課程知識(shí)對(duì)泵進(jìn)行改進(jìn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由“聽”轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒?jí)的“做”和“思”。最后進(jìn)行作品展示，讓學(xué)生體會(huì)到成功解決問題后的成就感。

2.3 啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)是教師在教學(xué)過程中根據(jù)實(shí)際情況，從學(xué)生角度出發(fā)，采用多種方式引導(dǎo)學(xué)生思考。借助生活常識(shí)、課件動(dòng)畫、現(xiàn)場(chǎng)知識(shí)、教師經(jīng)驗(yàn)等，讓學(xué)生在腦海里形成一幅美輪美奐的教學(xué)畫面，引起學(xué)生主動(dòng)思考，實(shí)現(xiàn)課堂上的實(shí)時(shí)交流和主動(dòng)溝通[6]。牛權(quán)[7]等在授課過程中，采用啟發(fā)教學(xué)和比較教學(xué)相結(jié)合的方法，將泵與風(fēng)機(jī)的理論知識(shí)與工程問題相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的內(nèi)容應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，開拓學(xué)生的思路，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加強(qiáng)對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

2.4 實(shí)例式教學(xué)

實(shí)例式教學(xué)是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和要求，組織學(xué)生對(duì)典型案例進(jìn)行分析討論，是一種開放、互動(dòng)的教學(xué)模式。實(shí)例式教學(xué)要求學(xué)生到實(shí)際環(huán)境中感受和體驗(yàn)問題，而不是單純地聽間接介紹和講解。教師將原理和知識(shí)與案例融會(huì)貫通，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)分析問題的能力，同時(shí)強(qiáng)化其獨(dú)立探索和創(chuàng)新精神。實(shí)例式教學(xué)的基本程序包括四部分：創(chuàng)設(shè)問題情境，確定問題并提出假設(shè)，自主探究與協(xié)作學(xué)習(xí)，評(píng)價(jià)總結(jié)與知識(shí)遷移。教學(xué)過程中，教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)置問題場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生參與其中，獨(dú)立思考。學(xué)生通過分組合作，查閱資料，提出問題解決方案，并在教師的協(xié)助下解決問題。教師再對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)一步優(yōu)化情景問題，提高教學(xué)質(zhì)量[8]。

2.5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

泵與風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)理論和物理概念相對(duì)較為抽象，而它又是一門與實(shí)踐結(jié)合非常緊密的課程，在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也是非常重要的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證和促進(jìn)理解方面的作用是理論課程所無法替代的，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力與知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段[9]。通過觀看實(shí)驗(yàn)的演示和自己動(dòng)手操作，學(xué)生可以對(duì)抽象的理論建立直觀的認(rèn)識(shí)，加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和記憶。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作往往內(nèi)容較為單一，學(xué)生為了完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)而機(jī)械地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，將仿真與實(shí)踐相結(jié)合，可以使實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行不再受人為因素的限制，解決因設(shè)備限制而無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的問題，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行[10]。此外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備情況，向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室，開展開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生結(jié)合自身對(duì)知識(shí)的理解，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行驗(yàn)證，教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)與答疑，同樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力。

2.6 與前沿技術(shù)發(fā)展相結(jié)合

科技發(fā)展日新月異，授課內(nèi)容要緊跟時(shí)代發(fā)展，如果完全沿襲教材內(nèi)容按部就班，就落后于時(shí)代發(fā)展了。在教學(xué)過程中，教師要結(jié)合課程內(nèi)容多介紹前沿性的研究方向，開闊學(xué)生視野。比如先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、專家故障診斷系統(tǒng)、數(shù)值模擬仿真技術(shù)、AutoCAD 二維設(shè)計(jì)與Pro/ENGINEER 三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)，F(xiàn)LUENT 數(shù)值模擬軟件及其應(yīng)用等[11]。張靜[12]等將數(shù)值模擬融入泵與風(fēng)機(jī)課程教學(xué)中，對(duì)流體在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)、汽蝕的發(fā)生等學(xué)生不易理解的知識(shí)，運(yùn)用數(shù)值模擬圖示結(jié)果直觀地反映出來，便于學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)。同時(shí)也對(duì)數(shù)值模擬等相關(guān)技術(shù)有了初步的了解。吳正人[13]等建設(shè)了“流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”，既提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，又可以有效管理學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2.7 創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目

新工科背景下，學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要具有良好的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。將課程知識(shí)與各種創(chuàng)新項(xiàng)目相結(jié)合，教師在課程講授的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生積極參加各種學(xué)科競(jìng)賽與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在參與過程中，經(jīng)過項(xiàng)目立項(xiàng)申請(qǐng)、實(shí)驗(yàn)材料購(gòu)置、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建、實(shí)驗(yàn)實(shí)施及撰寫研究論文和結(jié)題報(bào)告等環(huán)節(jié)的歷練，可以有效培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通能力，鍛煉文獻(xiàn)查閱能力和文字表達(dá)能力[14]。同時(shí)，學(xué)生在各類創(chuàng)新項(xiàng)目中取得的成績(jī)，又可以幫助他們樹立信心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，從被動(dòng)接受課程知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。

2.8 考核機(jī)制

新工科教育理念要求學(xué)生具有創(chuàng)新能力，傳統(tǒng)考核機(jī)制以階段性或者一次性筆試為主要依據(jù)來判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，很難全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì)。建立全方位、多維度的考核機(jī)制有助于學(xué)生對(duì)泵與風(fēng)機(jī)的基本知識(shí)進(jìn)行整體把握和思考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。加強(qiáng)過程考核管理，完善考核機(jī)制是保證考核順利實(shí)施的關(guān)鍵。過程考核不是簡(jiǎn)單地把考勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等成績(jī)相加，而是要注重考核的完整性。不僅要對(duì)每個(gè)單元、每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行橫向考核，還要在每個(gè)課堂活動(dòng)、項(xiàng)目結(jié)束后進(jìn)行綜合性的縱向考核，讓學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，緊密聯(lián)系起來。此外，適當(dāng)降低期末考試成績(jī)占比，將部分考核內(nèi)容變?yōu)閷?duì)學(xué)生課下利用慕課、微課、虛擬實(shí)驗(yàn)等的自主學(xué)習(xí)考核，對(duì)于積極參加學(xué)科競(jìng)賽、知識(shí)講座的學(xué)生可以適當(dāng)加分，通過這些手段來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性[15]。

3 結(jié)語

提高泵與風(fēng)機(jī)課程的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵在于以學(xué)生為中心，以問題為導(dǎo)向，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，明確教學(xué)目標(biāo)，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。在教學(xué)過程中，教師通過合理安排課程內(nèi)容，采用新型教學(xué)方法，充分利用網(wǎng)絡(luò)，慕課、虛擬實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代技術(shù)，豐富教學(xué)資源，鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽等方式，提高其跨學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)運(yùn)用能力。提升創(chuàng)新思維能力，滿足新工科背景下對(duì)人才培養(yǎng)的需求，提高課程教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。