水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)改革探析

劉春河+郭少華+劉濤

摘要：水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)是與水泵及水泵站的課堂教學(xué)密切相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。文章從水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)的任務(wù)、目的和意義出發(fā)，分析了水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)存在的問題，并提出了課程設(shè)計(jì)與理論教學(xué)相結(jié)合，將課程設(shè)計(jì)貫穿于理論教學(xué)之中的改革方法。

關(guān)鍵詞：水泵及水泵站；課程設(shè)計(jì)；方法

中圖分類號(hào)：G642.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002-4107（2014）08-0039-02

一、水泵及水泵課程設(shè)計(jì)的任務(wù)、目的和意義

課程設(shè)計(jì)是課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深入和發(fā)展，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，分析解決工程實(shí)際問題的重要環(huán)節(jié)[1]。水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是以泵站工程設(shè)計(jì)為背景，利用水泵及水泵站基礎(chǔ)理論，通過計(jì)算、選型、配套設(shè)計(jì)、校核、方案比較等過程，設(shè)計(jì)滿足正常運(yùn)行和生產(chǎn)需要的泵站。其主要目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生將基礎(chǔ)理論應(yīng)用于工程實(shí)踐，提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力、查閱資料的能力、繪圖的能力、計(jì)算書撰寫的能力、合作學(xué)習(xí)的能力。

二、水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)存在的問題

（一）課程設(shè)計(jì)時(shí)間短

水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)內(nèi)容通常包括：泵站樞紐布置；設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定；水泵的選型與配套設(shè)計(jì)；水泵安裝高程的確定；確定泵房結(jié)構(gòu)；泵房?jī)?nèi)部布置及各部分尺寸的擬定；進(jìn)出水建筑物等的設(shè)計(jì)、布置；工況校核；泵房構(gòu)造設(shè)計(jì)；繪圖及編制設(shè)計(jì)說明書。

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排，本課程的設(shè)計(jì)為一周時(shí)間，并且在理論課結(jié)束后集中一周的時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)。在一周的時(shí)間內(nèi)完成水泵及水泵課程設(shè)計(jì)時(shí)間短、任務(wù)重，很難完成相應(yīng)的內(nèi)容。

（二）學(xué)生對(duì)泵站的認(rèn)識(shí)不夠

當(dāng)前由于各方面的原因，水泵及水泵站課程開始時(shí)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程中間的實(shí)習(xí)都無法正常進(jìn)行，所以學(xué)生學(xué)習(xí)完這門課程后往往還沒見過泵站，所有關(guān)于泵站的知識(shí)還只是局限于書本上和教師的講解；根本不知道泵站究竟什么樣，都有哪些建筑物，各建筑物之間的位置關(guān)系如何，有哪些輔助建筑物和輔助設(shè)備； 對(duì)設(shè)計(jì)不知從何處著手，公式不會(huì)用，通常只是按照教材上各章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，其結(jié)果是各建筑物完全是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，無法將所有的建筑物有機(jī)地結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)結(jié)果矛盾突出。

（三）繪圖能力較差

一般課程設(shè)計(jì)圖可以是手繪，也可以是CAD出圖，目的是提高學(xué)生的繪圖和識(shí)圖的能力，但由于基礎(chǔ)課程掌握得不扎實(shí)，無論是手繪圖還是CAD出圖都是一件比較難的事，圖紙上的整體布置、各種線條的畫法、各交叉建筑物之間的關(guān)系、數(shù)據(jù)的標(biāo)注等都很不準(zhǔn)確。

（四）不會(huì)編寫計(jì)算書

水泵與水泵站的課程設(shè)計(jì)是在大學(xué)三年級(jí)的第二學(xué)期進(jìn)行的，在這之前學(xué)生并沒有真正接觸課程設(shè)計(jì)或編制設(shè)計(jì)計(jì)算書，所以學(xué)生不知道如何編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。平時(shí)學(xué)生也使用電腦，也打印材料，但是不涉及比較專業(yè)的編輯內(nèi)容，所以對(duì)設(shè)計(jì)的錄入和排版、公式的書寫、圖表等都是一個(gè)全新的過程，是需要時(shí)間重新學(xué)習(xí)的。

（五）對(duì)課程設(shè)計(jì)不夠重視

這里既包括教學(xué)管理層面，也包括教師和學(xué)生。首先體現(xiàn)在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃上，安排一周的課程設(shè)計(jì)本身就不夠合理；并且沒有課前的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和課中的教學(xué)實(shí)習(xí)；課程設(shè)計(jì)沒有嚴(yán)格而且合理的考核辦法，課程設(shè)計(jì)的好與壞對(duì)學(xué)生沒什么影響，所以學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)更加不重視。

除以上問題外，課程設(shè)計(jì)中還存在資料匱乏、考核方式陳舊、學(xué)生相互抄襲、網(wǎng)上下載、利用上屆學(xué)生的設(shè)計(jì)文本直接改、設(shè)計(jì)與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)、CAD繪圖水平普遍偏低、沒有創(chuàng)新點(diǎn)等問題。

針對(duì)以上問題，為了提高學(xué)生的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，更好地將水泵及水泵站課本上的知識(shí)融會(huì)貫通，對(duì)水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革成了課程組全體教師勢(shì)在必行的一項(xiàng)重要任務(wù)。

三、改革水泵與水泵站課程設(shè)計(jì)的方法

（一）將課程設(shè)計(jì)穿插在教學(xué)過程中

課程設(shè)計(jì)與理論教學(xué)結(jié)合起來，即將課程設(shè)計(jì)貫穿于理論教學(xué)的始終，可以使水泵及水泵站的課程教學(xué)更有針對(duì)性，學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性更明確，也使得課程教學(xué)圍繞設(shè)計(jì)展開，課程教學(xué)的連續(xù)性更強(qiáng)，各部分的內(nèi)容結(jié)合得更加緊密。

如“灌溉泵站初步設(shè)計(jì)”，教師給定基本資料后，依據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求，學(xué)生將完成泵站的規(guī)劃、水泵的選型及配套、水泵安裝高程確定、泵房設(shè)計(jì)，進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì)、水泵工作點(diǎn)校核等。這些內(nèi)容和教材上的內(nèi)容是相同的，所以在進(jìn)行“水泵及水泵站”這門課程教學(xué)時(shí)，第一次課就將本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)清楚地告知學(xué)生，將課程設(shè)計(jì)任務(wù)書發(fā)給所有學(xué)生，并且將課程設(shè)計(jì)的重要性、課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排、最后的成果要求等全部講清。任務(wù)書上首先要給學(xué)生提供一個(gè)總體思路，提供盡可能多的參考資料和基本數(shù)據(jù)，所給題目盡可能和實(shí)際工程結(jié)合起來[2]。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中就知道要學(xué)什么和怎么樣學(xué)，可以促進(jìn)教學(xué)效率的提高。

在具體授課過程中，教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)程安排學(xué)生的課程設(shè)計(jì)進(jìn)程，例如在講解泵站性能能數(shù)的確定時(shí)，可以用例題的方式講解，不只是講解書中的公式，主要講解在給定資料后如何確定泵站的流量和特征揚(yáng)程。課后安排學(xué)生根據(jù)課程設(shè)計(jì)資料進(jìn)行泵站設(shè)計(jì)流量和特征揚(yáng)程的計(jì)算，并且要求學(xué)生按時(shí)提交作業(yè)，這樣學(xué)生將課堂教學(xué)、課后作業(yè)、課程設(shè)計(jì)聯(lián)系在一起，有利于理論知識(shí)的消化吸收，也避免了專業(yè)課理論教學(xué)的枯燥。

（二）充分利用實(shí)際工程圖片

水泵的選型與配套設(shè)計(jì)一直是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，選什么樣的水泵更合適要考慮多方面的因素。在講解水泵選型與配套時(shí)，教師對(duì)選型方法、步驟及考慮的因素等可作簡(jiǎn)單介紹，然后將不同類型的水泵及同種水泵不同安裝方式、相應(yīng)的泵房形式等以工程圖片方式介紹給學(xué)生，并作相應(yīng)的比較。這樣學(xué)生對(duì)選泵時(shí)所考慮的因素的認(rèn)識(shí)不僅局限于理論，可以加深對(duì)選泵方法的理解。當(dāng)然也可以通過一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析說明，這樣學(xué)生的理解會(huì)更加深刻。

講解這部分內(nèi)容時(shí)可以在課后留相應(yīng)的選泵的作業(yè)，通過作業(yè)的結(jié)果找出學(xué)生選泵中的問題，然后進(jìn)行總結(jié)，提出合理的方法，再讓學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)中水泵機(jī)組的選型設(shè)計(jì)。

在講解泵房的類型、內(nèi)部布置時(shí)，選擇分基型泵房、干室型泵房和濕室型泵房為重點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際工程介紹不同的結(jié)構(gòu)及布置方式的優(yōu)缺點(diǎn)、對(duì)尺寸的影響、對(duì)工程量的影響等。同時(shí)通過實(shí)際的泵房結(jié)構(gòu)圖片，可以使學(xué)生清楚地了解泵房的構(gòu)造、各部分的作用、各構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素。

（三）注重作業(yè)訓(xùn)練與課程設(shè)計(jì)的整合

水泵裝置運(yùn)行工況確定是課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，當(dāng)然也是泵站工程運(yùn)行管理的重點(diǎn)。水泵工作點(diǎn)的確定涉及裝置性能曲線，而不同的裝置形式如單泵單管平行布置、單泵單管收縮布置、并聯(lián)布置等裝置的性能曲線的確定方法是有區(qū)別的，在講課過程中，有針對(duì)性地做一些工作點(diǎn)確定方面的練習(xí)，然后再進(jìn)行課程設(shè)計(jì)中的工作點(diǎn)的確定，這樣學(xué)生就可以更好地掌握工作點(diǎn)的確定方法、工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)方法等。

泵房的尺寸擬定也是水泵與水泵站理論教學(xué)及課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，有些教材給出的是純文字性的描述，也有些教材給出的是具體的公式，但無論哪一種方式都有其局限性。純文字描述性的說明，學(xué)生難于理解，具體的公式也只是針對(duì)一種特定的布置方式的公式，換成其他的布置形式就可能不適用。另外，泵房的尺寸擬定還要考慮進(jìn)出池的設(shè)計(jì)、進(jìn)出水管路等，在講課時(shí)要將進(jìn)水池設(shè)計(jì)、管路布置設(shè)計(jì)、泵房的設(shè)計(jì)相互聯(lián)系的地方交代清楚，讓學(xué)生建立一個(gè)整體的概念。

具體講解泵房尺寸擬定時(shí)，可以選擇分基型泵房和濕室型泵房為實(shí)例，講清長(zhǎng)、寬、泵的安裝高程及其他各高程、泵房的高度等的影響因素和計(jì)算方法。作業(yè)時(shí)，除基本資料外，水泵的有關(guān)尺寸、安裝要求等，由學(xué)生在水泵產(chǎn)品樣本上查取，這樣也鍛煉了學(xué)生使用資料的能力。

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（四）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源

目前的網(wǎng)絡(luò)資源非常豐富，教師要鼓勵(lì)學(xué)生充分地利用網(wǎng)絡(luò)資源，如水泵的類型、水泵的構(gòu)造、實(shí)際的泵站工程等都可以在網(wǎng)絡(luò)上得到相關(guān)的資料，所以在講課時(shí)要根據(jù)講課的進(jìn)程安排學(xué)生自己查找相關(guān)的內(nèi)容，如泵、泵站、泵房等。網(wǎng)絡(luò)上直觀的照片可以提高學(xué)生的興趣，也有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握理解。

多年來，通過指導(dǎo)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)筆者還發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的繪圖能力比較弱，雖然學(xué)生在大一、大二時(shí)學(xué)過工程制圖的基本知識(shí)及AUTOCAD的基本知識(shí)，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)卻困難重重，學(xué)生不會(huì)繪圖，圖紙上的版面布置、基本的線條、尺寸標(biāo)注等都不清楚。為了克服這些問題，在課程設(shè)計(jì)時(shí)讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上搜索泵站設(shè)計(jì)圖，作為學(xué)生設(shè)計(jì)的參考，這樣學(xué)生就可以清楚各類線條的畫法，建筑材料標(biāo)識(shí)，尺寸、文字的標(biāo)注，標(biāo)題欄的要求，從而提高學(xué)生的繪圖質(zhì)量。

教師在制作多媒體課件時(shí)，也要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，可將各種類型水泵（或泵站）的外、內(nèi)部構(gòu)造以圖片或錄像的形式向?qū)W生形象地展示，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，彌補(bǔ)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的不足[3]。

（五）提高設(shè)計(jì)計(jì)算書的撰寫質(zhì)量

水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容在理論教學(xué)過程中就基本完成，根據(jù)教學(xué)安排，課程結(jié)束后有一周的課程設(shè)計(jì)時(shí)間。這一周的分配情況是：一天的時(shí)間對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)的計(jì)算部分進(jìn)行檢查確認(rèn)，兩到三天的時(shí)間整理計(jì)算書，三到四天的時(shí)間繪圖。

從歷屆學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)看，學(xué)生撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算書的能力還比較弱，表明平時(shí)的基礎(chǔ)訓(xùn)練還少，而課程設(shè)計(jì)是訓(xùn)練學(xué)生撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算書的一個(gè)重要途徑。在水泵及水泵站課程設(shè)計(jì)時(shí)，我們通常用半天的時(shí)間集中給學(xué)生講解計(jì)算書撰寫的要求：如目錄、摘要、各級(jí)標(biāo)題、公式、表格、插圖、結(jié)論、參考文獻(xiàn)、頁碼、字號(hào)及字符間距等，一般按照學(xué)校制定的畢業(yè)設(shè)計(jì)的排版要求進(jìn)行，經(jīng)過訓(xùn)練學(xué)生撰寫計(jì)算書的能力都有了很大的提高。

（課題組成員還有龔文峰、王笑峰）

參考文獻(xiàn)：

[1]李霞，聶麗君.從課程設(shè)計(jì)探討“水泵及水泵站”理論教學(xué)改革[J].中國(guó)電力教育，2011，(16).

[2]王燁，孫三祥，曾立云.加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié) 探索“水泵及水泵站”課程教學(xué)新模式[J].制冷與空調(diào)，2008，(4).

[3]曾立云.“水泵及水泵站”課程教學(xué)研究與實(shí)踐[J].甘肅廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，(1).

收稿日期：2014-01-08

作者簡(jiǎn)介：劉春河（1965—），男，黑龍江阿城人，黑龍江大學(xué)水利電力學(xué)院高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事水泵及水泵站研究。

基金項(xiàng)目：黑龍江大學(xué)新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程一般課題“水泵及水泵站課程建設(shè)與改革”（2011C048）

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