“流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”課程教學(xué)改革的探討

李鈺冰

【摘要】為了使高職畢業(yè)生達(dá)到高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，激發(fā)學(xué)生的對(duì)該課程的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)態(tài)度、重組教學(xué)內(nèi)容，本文從探討“流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”課程在高等職業(yè)教育院校熱能動(dòng)力類專業(yè)中的地位入手，分析對(duì)該課程進(jìn)行改革的必要性，進(jìn)而從合理安排課時(shí)，改進(jìn)教學(xué)方法與模式，強(qiáng)調(diào)課程應(yīng)用性這三方面提出了改革措施。通過課程教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)生對(duì)工程流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生掌握工程流體力學(xué)基本知識(shí)的能力。

【關(guān)鍵詞】流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī) ?教學(xué)改革 ?能力培養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）11-0237-02

一、流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)課程在熱動(dòng)類專業(yè)中的地位

“流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”是高等職業(yè)教育院校熱能動(dòng)力類專業(yè)、火電廠集控運(yùn)行專業(yè)的核心課程之一。由“工程流體力學(xué)”與“泵與風(fēng)機(jī)”兩大部分組成。其中的“工程流體力學(xué)”部分為該專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課程;“泵與風(fēng)機(jī)”部分為主干專業(yè)課程，是該專業(yè)的核心技能之一。

“工程流體力學(xué)”主要介紹流體流動(dòng)的基本概念、基本規(guī)律?！氨门c風(fēng)機(jī)”課程在工程流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)上，主要介紹泵與風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)以及運(yùn)行調(diào)節(jié)、選擇維護(hù)等方面的必要知識(shí)。該課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算方法。同時(shí)也為學(xué)生今后從事相關(guān)專業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)工作、解決生產(chǎn)實(shí)際的技術(shù)問題打下必備的理論基礎(chǔ)。

二、流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)課程改革的必要性

本課程概念抽象，理論性、綜合性強(qiáng)，涉及高等數(shù)學(xué)中的微分方程、物理學(xué)中的受力問題、工程熱力學(xué)中的理想氣體、蒸汽的狀態(tài)方程等基礎(chǔ)內(nèi)容。并且，該課程以工程中的有壓管道流動(dòng)以及泵和風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、運(yùn)行性能等實(shí)際工程應(yīng)用以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行知識(shí)為主要研究對(duì)象。因此，教師在教學(xué)的過程中對(duì)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(tǒng)教學(xué)模式是以單純的理論授課為主，即老師講授知識(shí)——學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，按照書本的章節(jié)內(nèi)容，系統(tǒng)的理論的將知識(shí)點(diǎn)逐一傳授給學(xué)生。

這樣的傳統(tǒng)教學(xué)模式會(huì)帶來許多問題，例如，1.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣低。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)流體力學(xué)理論知識(shí)時(shí)，時(shí)常會(huì)遇到涉及高數(shù)、物理以及工程熱力學(xué)方面的知識(shí)，理論深?yuàn)W，內(nèi)容枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中感覺吃力，從而打擊學(xué)習(xí)的積極性。2.學(xué)生的整體認(rèn)知度差。課程中很多內(nèi)容涉及實(shí)際的工程現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及流程，而我們的學(xué)生在本階段還未掌握足夠的專業(yè)知識(shí)，到現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)也有限。因此對(duì)所學(xué)內(nèi)容沒有一個(gè)整體、形象的認(rèn)識(shí)，只能是局限于紙上談兵。3.學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性差。對(duì)于基礎(chǔ)理論課的學(xué)習(xí)，大部分時(shí)間都是教師在講授系統(tǒng)的知識(shí)理論體系，學(xué)習(xí)的任務(wù)性不強(qiáng)。學(xué)生往往只是學(xué)到了一些概念和基本定律，而不知所學(xué)的知識(shí)有什么作用，可以解決什么實(shí)際問題，因此缺乏學(xué)習(xí)的目標(biāo)與動(dòng)力，無法主動(dòng)的思考和探究。

培養(yǎng)為了本門課程能夠更成功的開展，能夠更好的為后續(xù)的專業(yè)課程服務(wù);為了學(xué)生能夠更扎實(shí)的掌握“流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”課程的知識(shí)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的全面發(fā)展，最終能成為合格的應(yīng)用性專業(yè)技能人才。我們?cè)诮虒W(xué)過程中，對(duì)這門課程的教學(xué)改革作出了一些思考與實(shí)踐。

三、流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)教學(xué)改革中的方案

1.合理安排課時(shí)，突出教學(xué)重點(diǎn)，注意教學(xué)方法

“流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)”這門課程要在一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成“流體力學(xué)”與“泵與風(fēng)機(jī)”兩大篇教學(xué)內(nèi)容，課時(shí)有限，內(nèi)容繁多。因此在教學(xué)的過程中要以課程的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)，把握住課程的重難點(diǎn)內(nèi)容。

高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能與應(yīng)用能力，因此本門課程的教學(xué)中，要重視理論，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用。對(duì)于流體力學(xué)中的重要基本規(guī)律——靜力學(xué)基本方程、伯努利方程以及應(yīng)用的講授過程中，不深究這些基本規(guī)律的復(fù)雜理論推導(dǎo)，而是在說明適用條件，剖析公式內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，著眼于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。例如，流體靜力學(xué)基本方程式這部分教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)過程中，我們略去了公式的推導(dǎo)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(dá)式的含義是流體內(nèi)部靜壓力與深度有關(guān)，深度越深則壓力越大;并且液體內(nèi)部能毫不減弱的向各個(gè)方向傳遞外部壓力。在這個(gè)基礎(chǔ)上，拋出大量火力發(fā)電廠中的實(shí)際案例——凝汽器真空的測(cè)量與計(jì)算、汽包水位的測(cè)量及誤差計(jì)算等，來培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用靜力學(xué)基本方程式解決實(shí)際問題的能力。

教學(xué)中注意前后章節(jié)與知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，善于在總結(jié)的基礎(chǔ)上提煉出課程重點(diǎn)。例如課程的第一篇——流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是如下安排：第一章介紹流體的概念和性質(zhì);第二章研究流體在特殊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下——靜止，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒有黏性體現(xiàn)的情況下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;第三章介紹理想流體（即不考慮黏性）的流動(dòng)規(guī)律;第四章介紹實(shí)際黏性流體流動(dòng)的基本規(guī)律。內(nèi)容安排是由淺入深，層層遞進(jìn)。其中，第三章中的一元管道流動(dòng)的伯努利方程是前后章節(jié)的銜接點(diǎn)，它揭示了流體三大能頭之間的關(guān)系：第二章的流體靜力學(xué)方程式是它在特殊狀態(tài)下（速度能頭為零）的特殊形式;而第四章的實(shí)際管道流動(dòng)中的能頭損失計(jì)算是對(duì)其在實(shí)際流體中應(yīng)用的修正。學(xué)生掌握了伯努利方程式的含義及應(yīng)用，能夠幫助理解靜力學(xué)基本方程式與實(shí)際流體流動(dòng)損失。因此，在按章節(jié)進(jìn)行的教學(xué)中，多向?qū)W生總結(jié)提煉重點(diǎn)，能讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)體系有整體的把握，利于幫助學(xué)生更好的理解與把握課程知識(shí)點(diǎn)。

2.運(yùn)用多種教學(xué)模式，傳統(tǒng)與多媒體相結(jié)合

單純的傳統(tǒng)教學(xué)模式是由老師理論的系統(tǒng)的進(jìn)行授課，而學(xué)生在臺(tái)下聽課。這種教學(xué)模式是讓學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性，沒有探究的動(dòng)力。并且，我們的學(xué)生都是信息化時(shí)代成長(zhǎng)起來的新一代，他們更習(xí)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(xué)習(xí)資源，提高學(xué)習(xí)效率。因此，在信息大爆炸的今天，大數(shù)據(jù)時(shí)代來臨奇點(diǎn)，我們改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的需求已經(jīng)迫在眉睫。

我們?cè)诒Ａ魝鹘y(tǒng)教學(xué)模式基礎(chǔ)上，設(shè)置學(xué)生為主體的教學(xué)環(huán)節(jié)——采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，開設(shè)習(xí)題課以及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)課。教學(xué)中注重通過多媒體的應(yīng)用，來達(dá)到更好的教學(xué)效果。由于該課程又以工程中的有壓管道流動(dòng)以及泵和風(fēng)機(jī)的原理、性能這些實(shí)際設(shè)備和系統(tǒng)流程特點(diǎn)為主要研究對(duì)象。學(xué)生在僅限于書本與傳統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)中，對(duì)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況沒有形象的認(rèn)識(shí)，難以培養(yǎng)出對(duì)該課程的興趣。因此，盡可能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際，利用微課視頻、多媒體動(dòng)畫、現(xiàn)場(chǎng)圖片、系統(tǒng)流程圖;甚至走到教室外，利用學(xué)校的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所來向?qū)W生形象的展示課程的內(nèi)容，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的整體認(rèn)知度有極大的幫助。

（1）利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主性。例如，泵與風(fēng)機(jī)工作揚(yáng)程或全壓的計(jì)算的講授過程中，介紹了泵與風(fēng)機(jī)的揚(yáng)程或全壓的計(jì)算公式，要求學(xué)生掌握水泵全壓的計(jì)算方法。在教學(xué)中利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一臺(tái)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(zhǎng)度材料的阻力系數(shù)為;吸水管長(zhǎng)度L1=10m，管徑d1=100mm，沿程阻力系數(shù)λ1= 0.025，局部阻力系數(shù)總和Σζ1=8;壓水管道長(zhǎng)度L2=60m，管徑d2=80mm，沿程阻力系數(shù)λ2= 0.024，局部阻力系數(shù)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(yáng)程才能完成輸送任務(wù)？

（2）結(jié)合書本，走向現(xiàn)場(chǎng)。泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類這部分的授課過程中，專門安排2個(gè)課時(shí)的時(shí)間，直接帶領(lǐng)學(xué)生到熱力裝配實(shí)訓(xùn)室，親眼觀看各類水泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在課堂上學(xué)習(xí)了泵的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)之后，再親自到現(xiàn)場(chǎng)近距離的觀看水泵的實(shí)物與模型，學(xué)生能夠很快的把現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物與課本中的理論知識(shí)相結(jié)合起來，課本上枯燥的理論知識(shí)馬上在學(xué)生們的大腦中形象生動(dòng)起來，起到了良好的鞏固作用，給學(xué)生留下了極其深刻的印象。

（3）對(duì)于抽象難懂的知識(shí)點(diǎn)可以通過制作視頻微課，或者采用信息化教學(xué)，在教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)手段，使教學(xué)的某些環(huán)節(jié)數(shù)字化，從而提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

3.強(qiáng)調(diào)學(xué)科的應(yīng)用性，高度結(jié)合工程與生活實(shí)際

高職教育是針對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各種職業(yè)所進(jìn)行的職業(yè)教育或職業(yè)培訓(xùn)。與一般的本科院校不同，高職教育是以就業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才為指導(dǎo)思想。因此，教學(xué)中我們引入大量生活實(shí)例以及與火力發(fā)電廠實(shí)際工作流程相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)案例，讓學(xué)生通過切身體會(huì)生活實(shí)例、親自計(jì)算工程案例，將課程中的基本規(guī)律和概念運(yùn)用于解決實(shí)際的問題，真正做到學(xué)以致用，提高了應(yīng)用與解決問題的能力。也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更有樂趣與動(dòng)力。

另外，讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)的過程中，便開始逐步接觸與了解火力發(fā)電廠中的工作流程以及相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性與工作原理，一方面能夠?yàn)楹罄m(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，讓學(xué)生們把流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)課程的學(xué)習(xí)與今后的電廠汽輪機(jī)運(yùn)行及設(shè)備、電廠鍋爐運(yùn)行及設(shè)備以及火電廠集控運(yùn)行仿真實(shí)訓(xùn)等專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)結(jié)合在一起;另一方面，能激發(fā)他們的興趣，了解本專業(yè)今后的工作特性與行業(yè)發(fā)展，讓學(xué)習(xí)更有主動(dòng)性、目的性。

例如在工程流體力學(xué)第一章第二節(jié)——流體的物理性質(zhì)的授課過程中，講到流體的粘性會(huì)隨著溫度的變化而改變。為了讓學(xué)生能掌握該規(guī)律，向?qū)W生列舉了發(fā)電廠中汽輪機(jī)潤(rùn)滑油在運(yùn)行中隨著溫度變化粘性改變從而影響潤(rùn)滑效果的實(shí)例。通過系統(tǒng)圖的繪制與展示讓學(xué)生了解潤(rùn)滑油這種常見流體在汽輪機(jī)運(yùn)行中的重要作用，并深刻理解流體粘性隨溫度變化的特點(diǎn)以及影響。

四、總結(jié)與展望

本次教學(xué)改革中，我們探討了傳統(tǒng)教學(xué)模式在現(xiàn)今教學(xué)實(shí)施過程中存在的問題，針對(duì)這些問題提出了：合理安排課時(shí)，突出教學(xué)重點(diǎn)，注意教學(xué)方法;運(yùn)用多種教學(xué)模式，傳統(tǒng)與多媒體相結(jié)合;強(qiáng)調(diào)學(xué)科的應(yīng)用性，高度結(jié)合工程與生活實(shí)際等改革方案。并且在初步的教學(xué)實(shí)施中獲得了良好的反饋。

作為能源動(dòng)力職業(yè)教育中的重要理論課程，如何能為有效培養(yǎng)技能型社會(huì)人才而服務(wù);如何緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，將信息化教學(xué)手段以及微課教學(xué)更好的運(yùn)用于其中，是本門課程教學(xué)改革要繼續(xù)努力的方向。

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