“流體力學泵與風機”課程教學改革的探討

李鈺冰

【摘要】為了使高職畢業生達到高素質技能型人才培養目標的要求，激發學生的對該課程的學習動機和學習態度、重組教學內容，本文從探討“流體力學泵與風機”課程在高等職業教育院校熱能動力類專業中的地位入手，分析對該課程進行改革的必要性，進而從合理安排課時，改進教學方法與模式，強調課程應用性這三方面提出了改革措施。通過課程教學改革，激發學生對工程流體力學課程的學習興趣，提高學生掌握工程流體力學基本知識的能力。

【關鍵詞】流體力學泵與風機 ?教學改革 ?能力培養

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）11-0237-02

一、流體力學泵與風機課程在熱動類專業中的地位

“流體力學泵與風機”是高等職業教育院校熱能動力類專業、火電廠集控運行專業的核心課程之一。由“工程流體力學”與“泵與風機”兩大部分組成。其中的“工程流體力學”部分為該專業的主要技術基礎課程;“泵與風機”部分為主干專業課程，是該專業的核心技能之一。

“工程流體力學”主要介紹流體流動的基本概念、基本規律?！氨门c風機”課程在工程流體力學的理論基礎上，主要介紹泵與風機的基本結構、工作原理、性能參數以及運行調節、選擇維護等方面的必要知識。該課程的學習，為學生學習后繼專業課程提供必要的基礎知識和計算方法。同時也為學生今后從事相關專業的生產技術工作、解決生產實際的技術問題打下必備的理論基礎。

二、流體力學泵與風機課程改革的必要性

本課程概念抽象，理論性、綜合性強，涉及高等數學中的微分方程、物理學中的受力問題、工程熱力學中的理想氣體、蒸汽的狀態方程等基礎內容。并且，該課程以工程中的有壓管道流動以及泵和風機的結構特點、工作原理、運行性能等實際工程應用以及現場設備的運行知識為主要研究對象。因此，教師在教學的過程中對課程的深度以及廣度的掌握有一定的難度。而該門課程的傳統教學模式是以單純的理論授課為主，即老師講授知識——學生被動接受知識，按照書本的章節內容，系統的理論的將知識點逐一傳授給學生。

這樣的傳統教學模式會帶來許多問題，例如，1.學生的學習興趣低。在系統學習流體力學理論知識時，時常會遇到涉及高數、物理以及工程熱力學方面的知識，理論深奧，內容枯燥，學生學習的過程中感覺吃力，從而打擊學習的積極性。2.學生的整體認知度差。課程中很多內容涉及實際的工程現場的設備及流程，而我們的學生在本階段還未掌握足夠的專業知識，到現場學習的機會也有限。因此對所學內容沒有一個整體、形象的認識，只能是局限于紙上談兵。3.學生的學習自主性差。對于基礎理論課的學習，大部分時間都是教師在講授系統的知識理論體系，學習的任務性不強。學生往往只是學到了一些概念和基本定律，而不知所學的知識有什么作用，可以解決什么實際問題，因此缺乏學習的目標與動力，無法主動的思考和探究。

培養為了本門課程能夠更成功的開展，能夠更好的為后續的專業課程服務;為了學生能夠更扎實的掌握“流體力學泵與風機”課程的知識與應用，實現綜合素質的全面發展，最終能成為合格的應用性專業技能人才。我們在教學過程中，對這門課程的教學改革作出了一些思考與實踐。

三、流體力學泵與風機教學改革中的方案

1.合理安排課時，突出教學重點，注意教學方法

“流體力學泵與風機”這門課程要在一個學期內完成“流體力學”與“泵與風機”兩大篇教學內容，課時有限，內容繁多。因此在教學的過程中要以課程的教學培養目標為指導，把握住課程的重難點內容。

高職教育的培養目標是要培養學生的專業技能與應用能力，因此本門課程的教學中，要重視理論，強調應用。對于流體力學中的重要基本規律——靜力學基本方程、伯努利方程以及應用的講授過程中，不深究這些基本規律的復雜理論推導，而是在說明適用條件，剖析公式內涵的基礎上，著眼于培養學生應用基本知識解決實際問題的能力。例如，流體靜力學基本方程式這部分教學內容的教學過程中，我們略去了公式的推導過程的講授，說明了公式的適用條件是同種、連通、靜止的流體中，揭示了第二表達式的含義是流體內部靜壓力與深度有關，深度越深則壓力越大;并且液體內部能毫不減弱的向各個方向傳遞外部壓力。在這個基礎上，拋出大量火力發電廠中的實際案例——凝汽器真空的測量與計算、汽包水位的測量及誤差計算等，來培養學生運用靜力學基本方程式解決實際問題的能力。

教學中注意前后章節與知識點之間的聯系，善于在總結的基礎上提煉出課程重點。例如課程的第一篇——流體力學的教學內容是如下安排：第一章介紹流體的概念和性質;第二章研究流體在特殊的運動狀態下——靜止，沒有相對運動，沒有黏性體現的情況下的運動規律;第三章介紹理想流體（即不考慮黏性）的流動規律;第四章介紹實際黏性流體流動的基本規律。內容安排是由淺入深，層層遞進。其中，第三章中的一元管道流動的伯努利方程是前后章節的銜接點，它揭示了流體三大能頭之間的關系：第二章的流體靜力學方程式是它在特殊狀態下（速度能頭為零）的特殊形式;而第四章的實際管道流動中的能頭損失計算是對其在實際流體中應用的修正。學生掌握了伯努利方程式的含義及應用，能夠幫助理解靜力學基本方程式與實際流體流動損失。因此，在按章節進行的教學中，多向學生總結提煉重點，能讓學生對所學知識體系有整體的把握，利于幫助學生更好的理解與把握課程知識點。

2.運用多種教學模式，傳統與多媒體相結合

單純的傳統教學模式是由老師理論的系統的進行授課，而學生在臺下聽課。這種教學模式是讓學生被動接受知識，缺乏學習主動性，沒有探究的動力。并且，我們的學生都是信息化時代成長起來的新一代，他們更習慣于接受來自多媒體的信息，并且善于利用多媒體來獲得學習資源，提高學習效率。因此，在信息大爆炸的今天，大數據時代來臨奇點，我們改變傳統教學模式的需求已經迫在眉睫。

我們在保留傳統教學模式基礎上，設置學生為主體的教學環節——采用任務驅動教學，開設習題課以及現場教學課。教學中注重通過多媒體的應用，來達到更好的教學效果。由于該課程又以工程中的有壓管道流動以及泵和風機的原理、性能這些實際設備和系統流程特點為主要研究對象。學生在僅限于書本與傳統課程的學習中，對實際現場情況沒有形象的認識，難以培養出對該課程的興趣。因此，盡可能結合現場的實際，利用微課視頻、多媒體動畫、現場圖片、系統流程圖;甚至走到教室外，利用學校的實訓場所來向學生形象的展示課程的內容，對提高學生的學習興趣，提高學生的整體認知度有極大的幫助。

（1）利用任務驅動教學，調動學生自主性。例如，泵與風機工作揚程或全壓的計算的講授過程中，介紹了泵與風機的揚程或全壓的計算公式，要求學生掌握水泵全壓的計算方法。在教學中利用任務驅動的方法，讓學生設計一臺泵，要求將某條河里的水抽送到30米高的水塔中，輸送管道長度材料的阻力系數為;吸水管長度L1=10m，管徑d1=100mm，沿程阻力系數λ1= 0.025，局部阻力系數總和Σζ1=8;壓水管道長度L2=60m，管徑d2=80mm，沿程阻力系數λ2= 0.024，局部阻力系數總和Σζ2=4.5。并且已知▽1=3m， ? ▽2=5m， ▽3=35m;水泵流量qv=8L/s，那么我們選用的泵需要多大的揚程才能完成輸送任務？

（2）結合書本，走向現場。泵與風機的結構與分類這部分的授課過程中，專門安排2個課時的時間，直接帶領學生到熱力裝配實訓室，親眼觀看各類水泵的結構特點。在課堂上學習了泵的結構與特點之后，再親自到現場近距離的觀看水泵的實物與模型，學生能夠很快的把現場實物與課本中的理論知識相結合起來，課本上枯燥的理論知識馬上在學生們的大腦中形象生動起來，起到了良好的鞏固作用，給學生留下了極其深刻的印象。

（3）對于抽象難懂的知識點可以通過制作視頻微課，或者采用信息化教學，在教學中應用信息技術手段，使教學的某些環節數字化，從而提高教學質量和效率。

3.強調學科的應用性，高度結合工程與生活實際

高職教育是針對經濟社會的各種職業所進行的職業教育或職業培訓。與一般的本科院校不同，高職教育是以就業為導向，培養技術應用型人才為指導思想。因此，教學中我們引入大量生活實例以及與火力發電廠實際工作流程相關的現場案例，讓學生通過切身體會生活實例、親自計算工程案例，將課程中的基本規律和概念運用于解決實際的問題，真正做到學以致用，提高了應用與解決問題的能力。也讓學生的學習過程更有樂趣與動力。

另外，讓學生們在學習流體力學泵與風機的過程中，便開始逐步接觸與了解火力發電廠中的工作流程以及相關設備的結構特性與工作原理，一方面能夠為后續專業課程的學習打下堅實的基礎，讓學生們把流體力學泵與風機課程的學習與今后的電廠汽輪機運行及設備、電廠鍋爐運行及設備以及火電廠集控運行仿真實訓等專業核心課程的學習結合在一起;另一方面，能激發他們的興趣，了解本專業今后的工作特性與行業發展，讓學習更有主動性、目的性。

例如在工程流體力學第一章第二節——流體的物理性質的授課過程中，講到流體的粘性會隨著溫度的變化而改變。為了讓學生能掌握該規律，向學生列舉了發電廠中汽輪機潤滑油在運行中隨著溫度變化粘性改變從而影響潤滑效果的實例。通過系統圖的繪制與展示讓學生了解潤滑油這種常見流體在汽輪機運行中的重要作用，并深刻理解流體粘性隨溫度變化的特點以及影響。

四、總結與展望

本次教學改革中，我們探討了傳統教學模式在現今教學實施過程中存在的問題，針對這些問題提出了：合理安排課時，突出教學重點，注意教學方法;運用多種教學模式，傳統與多媒體相結合;強調學科的應用性，高度結合工程與生活實際等改革方案。并且在初步的教學實施中獲得了良好的反饋。

作為能源動力職業教育中的重要理論課程，如何能為有效培養技能型社會人才而服務;如何緊跟時代發展的步伐，將信息化教學手段以及微課教學更好的運用于其中，是本門課程教學改革要繼續努力的方向。

參考文獻：

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