機泵拆裝實訓(xùn)的教學(xué)改革與實踐*

趙　杰, 呂　濤,王中輝,楊曉宇,李建立

(北京石油化工學(xué)院，北京　102617)

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機泵拆裝實訓(xùn)的教學(xué)改革與實踐*

趙杰, 呂濤,王中輝,楊曉宇,李建立

(北京石油化工學(xué)院，北京102617)

過程流體機械是過程裝備與控制工程專業(yè)的核心課程之一，本文圍繞工程教育認(rèn)證工作的具體要求，從專業(yè)核心課程配套實訓(xùn)環(huán)節(jié)——機泵拆裝的實訓(xùn)基地建設(shè)、教學(xué)過程實施、考核與成績評定和實訓(xùn)教學(xué)效果等方面進行一系列的改革與實踐，形成了“學(xué)習(xí)規(guī)范、理論講解、模擬拆裝、實踐操作和研討互評”的五步教學(xué)評價法，為我校專業(yè)核心課程的實踐能力提升和工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供了保障。

過程流體機械；機泵拆裝；改革；實踐

實踐性教學(xué)是高等院校工科專業(yè)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑[1]。近幾年的培養(yǎng)方案中專業(yè)課程的課時都有較大幅度的減少，必須加大對本科生以實踐教學(xué)為載體的意識和能力的培養(yǎng)[2]，即專業(yè)課程配套的實踐環(huán)節(jié)結(jié)合工程教育認(rèn)證工作進一步做實做好，將對核心專業(yè)課程的建設(shè)及應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有很大的促進作用。

機泵拆裝是一門培養(yǎng)鍛煉學(xué)生動手能力、綜合運用所學(xué)知識能力的實踐課程，其基本目的就是要使過程裝備與控制工程專業(yè)的學(xué)生在接觸專業(yè)課后，通過參與過程裝備典型機器“泵和壓縮機”的拆裝、檢測工作，可以回顧和鞏固機械制圖、金屬材料學(xué)、機械原理和機械設(shè)計等課程的理論知識，使學(xué)生真實地了解泵和壓縮機的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及零部件之間的裝配關(guān)系，能正確使用拆裝工具并掌握機泵拆裝的一般方法和步驟，能正確對機泵進行檢測和保養(yǎng)。同時，通過機泵拆裝，鍛煉學(xué)生實踐能力、創(chuàng)造能力，提高分析問題與解決實際工程問題能力，促進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

本文結(jié)合我校機泵拆裝實訓(xùn)課程三年來的教育教學(xué)改革實踐成果，圍繞工程教育認(rèn)證工作，對機泵拆裝實訓(xùn)基地的建設(shè)，教學(xué)過程的實施，考核與成績評定和實訓(xùn)教學(xué)效果等方面所做的工作進行分享闡述。

1　實訓(xùn)基地建設(shè)

本著“校內(nèi)實訓(xùn)”與“校外實訓(xùn)”想結(jié)合，“拆裝實訓(xùn)”與“仿真訓(xùn)練”相結(jié)合的原則，依托燕山石化建設(shè)了我校的校內(nèi)外機泵拆裝實訓(xùn)基地。校內(nèi)實訓(xùn)基地的泵和壓縮機來源于為石化企業(yè)報廢機泵，屬于與專業(yè)結(jié)合緊密的典型機型，但在校內(nèi)實訓(xùn)運行過程中出現(xiàn)學(xué)生工具使用不熟練而導(dǎo)致的野蠻操作、機泵零件磨損嚴(yán)重導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)等諸多問題；此外，校內(nèi)指導(dǎo)教師大多來自高校畢業(yè)的博士，工程實踐經(jīng)驗不足，因此，院系將校內(nèi)原有11個機泵進行實體剖分(部分剖分機泵見圖1～圖4所示)，建設(shè)成為校內(nèi)拆裝仿真訓(xùn)練基地，用于學(xué)習(xí)機泵結(jié)構(gòu)及工作原理，仿造建立三維虛擬拆裝練習(xí)，不再進行真實拆裝訓(xùn)練過程。

為了彌補校內(nèi)實訓(xùn)基地?zé)o法進行實操的不足，開拓燕山教培中心機泵檢維修實訓(xùn)基地為我校的校外實訓(xùn)基地，燕山教培中心機泵檢維修實訓(xùn)基地為我校與燕山石化共建單位，占地面積近200 m2，有往復(fù)式壓縮機、離心壓縮機、羅斯風(fēng)機等大型機組，也有離心泵、磁力泵、滑片泵等多種泵型，由曾經(jīng)在企業(yè)一線工作多年的高級技師帶隊，可一次容納50人實訓(xùn)。為了保證實訓(xùn)質(zhì)量，課程組結(jié)合校外實踐基地拆裝的機型，并邀請現(xiàn)場培訓(xùn)教師合作編寫了《機泵拆裝實訓(xùn)指導(dǎo)書》，保證了機泵拆裝實踐性教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和有效性，有利于拆裝過程的控制和指導(dǎo)教師的教學(xué)。在機泵拆裝實訓(xùn)指導(dǎo)書中擬定實習(xí)思考題，讓學(xué)生帶著問題去了解每個機泵的結(jié)構(gòu)及拆裝檢測注意事項，學(xué)生邊拆邊思考，做到有的放矢。

圖1　剖分離心水泵

圖2　剖分離心油泵

圖3　剖分齒輪泵

圖4　剖分扇形往復(fù)壓縮機

2　教學(xué)過程實施

按照校內(nèi)外實踐基地的建設(shè)，制定的教學(xué)計劃，詳見表1。為了培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新精神，實踐中我們形成了“學(xué)習(xí)規(guī)范、理論講解、模擬拆裝、實踐操作和研討互評”的五步教學(xué)法。

(1)學(xué)習(xí)規(guī)范，通過專題講座形式安排拆裝前的安全規(guī)范，拆裝技術(shù)規(guī)范，選材原則，制圖規(guī)范，拆裝用工器具規(guī)范使用等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，一定程度上將先修的機械制圖和金屬工藝學(xué)等基礎(chǔ)課程與本次拆裝實訓(xùn)聯(lián)系在一起，并引導(dǎo)學(xué)生在實踐課程中熟練運用這些專業(yè)基礎(chǔ)知識。

(2)理論講解，利用多媒體動畫教學(xué)和實驗室現(xiàn)有的剖分機泵現(xiàn)場理論講解剖分機泵的結(jié)構(gòu)及工作原理，學(xué)習(xí)各種流體機械密封，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合先修機械原理課程來理解和學(xué)習(xí)機泵的工作原理。

(3)模擬拆裝，結(jié)合校內(nèi)實踐基地現(xiàn)有的11種剖分機泵，要求學(xué)生在掌握基本結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上分組運用三維軟件繪制裝配圖，并制作拆裝動畫，實現(xiàn)模擬拆裝訓(xùn)練，三維訓(xùn)練過程中引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合先修機械制造課程來理解零部件的加工制作過程，這三步教學(xué)過程要求學(xué)生在15學(xué)時內(nèi)完成，理論講解6學(xué)時，模擬實操即虛擬建模和虛擬拆裝9學(xué)時，學(xué)生制作的部分模擬機泵裝配如圖5～圖8所示。

圖5　離心水泵

圖6　扇形活塞式壓縮機

圖7　齒輪泵

圖8　自吸式離心泵

(4)實踐操作，在校外實訓(xùn)基地進行，開展DW-7/5.4-18型對置式往復(fù)壓縮機、D12-25×3型三級離心水泵、IMC50-32-160型磁力泵和1SBFY-0.8-40S7EAD型隔膜計量泵共計四種機泵的拆裝，由企業(yè)具備扎實的理論基礎(chǔ)和豐富的工程實踐經(jīng)驗的老工程師現(xiàn)場講解和實操，他們均具備把理論教學(xué)有效融入實踐教學(xué)的綜合授課能力，深入淺出的講解并結(jié)合機泵現(xiàn)場運行中常見的問題，以問題啟發(fā)式傳授給學(xué)生，是校內(nèi)理論教學(xué)的有益補充，這階段內(nèi)容共計105學(xué)時，理論講解18學(xué)時，實際操作87學(xué)時，實操分三組進行，保證每個學(xué)生都能動手拆裝。要求每位學(xué)生在現(xiàn)場觀摩、聽課的基礎(chǔ)上親自動手拆裝，現(xiàn)場進行零部件的測繪并徒手繪制草圖，記錄主要尺寸、配合關(guān)系及加工要求等。課后完成實訓(xùn)報告中的各類問題和零部件圖紙，以及設(shè)備裝配圖的繪制。

(5)研討互評，要求每組學(xué)生先進行討論拆裝過程，然后每組選出一位代表總結(jié)本組拆裝過程并找出在拆裝過程中存在的問題，指導(dǎo)教師通過盤車檢查裝配質(zhì)量，讓學(xué)生對本組拆裝實踐的結(jié)果進行糾正，找到不足和存在的問題，共性問題拿出來研討，小組間在老師的引導(dǎo)下進行互相提問回答，并進行互相評價，現(xiàn)場研討答辯的方式培養(yǎng)了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。

表1　機泵拆裝教學(xué)計劃

3　考核與成績評定

考核不僅是是保證拆裝效果的必要手段，還能督促學(xué)生在實習(xí)過程中深入思考、積極探索，使指導(dǎo)教師及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容掌握的程度，從而有針對性的指導(dǎo)，因材施教[3]。為此，我們采取“實習(xí)過程，實習(xí)技能，實習(xí)報告，實習(xí)紀(jì)律”四維一體的考核方式，將考核與實習(xí)的過程化管理相結(jié)合，在全過程管理方面建立了全體帶隊教師和實訓(xùn)學(xué)生的微信管理群，全部的學(xué)習(xí)資料和信息發(fā)布能夠在第一時間通知到每位學(xué)生，實現(xiàn)了拆裝、繪圖、報告和答辯實時全過程管理。成績評定由實際操作成績(實習(xí)過程)、模擬拆裝成績(實習(xí)技能)、實習(xí)報告書(實習(xí)報告)和實習(xí)態(tài)度(實習(xí)紀(jì)律)四部分組成，其中實際操作成績占40%，包含現(xiàn)場草圖和拆裝研討答辯的考核；虛擬仿真操作考核成績占20%，為剖分機泵的三維拆裝動畫的演示；實習(xí)報告占30%，包含課后工程圖和校外基地的四種實訓(xùn)機型的拆裝報告；實習(xí)態(tài)度占10%，所有部分的加權(quán)和最終匯入機泵拆裝的總成績。

4　實訓(xùn)教學(xué)效果

通過對近幾年學(xué)生機泵拆裝實訓(xùn)效果的跟蹤調(diào)查，學(xué)生反映在采取上述教學(xué)改革以來，相比其他實踐環(huán)節(jié)，機泵拆裝實訓(xùn)教學(xué)給了學(xué)生更多主動思考和解決問題的機會，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了。將頭腦中的圖紙對位到真實零件中使得學(xué)生的讀圖和識圖能力得以提高，對零部件的材料選擇及加工要求也從原來的感性認(rèn)識上升到了理性認(rèn)識，培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力和綜合知識的運用能力[4]。同時，增強了小組成員間的溝通，培養(yǎng)了團隊協(xié)助能力，大機組的拆裝需要多個同學(xué)的相互配合，測繪中涉及不同零部件的繪制，需要小組成員間分工。此外，拆裝過程中會碰到許多挑戰(zhàn)性的問題，如何進行往復(fù)式壓縮機中的十字頭和活塞的拆卸、如何測繪離心泵中的葉輪等，指導(dǎo)教師在提出問題后讓小組思考后動手解決，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決實際問題能力。

5　結(jié)　語

隨著過程工業(yè)的飛速發(fā)展，泵和壓縮機的應(yīng)用也越來越廣泛[5]，對過程裝備人才也提出了更高的要求，因此，過程裝備與控制工程專業(yè)人才的培養(yǎng)也應(yīng)與時俱進，才能順利實現(xiàn)和社會需求的“零距離”接軌，尤其是機泵拆裝實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)與改革仍然需要向著應(yīng)用能力培養(yǎng)的目標(biāo)加大力度，以便提升就業(yè)競爭力，培養(yǎng)更符合產(chǎn)業(yè)需求的應(yīng)用型人才。

[1]周勇軍,程文潔,趙建平.過程流體機械課程拆裝實訓(xùn)教學(xué)的實踐探索[J].化工高等教育,2013(5):71-73.

[2]吳珂,孫麗君.淺析泵拆裝實訓(xùn)課程教學(xué)改革的措施[J].山東電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2012,15(5):55-56.

[3]黃海龍,曲曉海,楊洋.工程訓(xùn)練拆裝實訓(xùn)教學(xué)的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2014,33(12):147-150.

[4]鄭麗,李妍.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模具拆裝與測繪實訓(xùn)教學(xué)改革研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2015(05):149-150.

[5]孫峰.淺談機械密封的拆裝[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011(04):106.

Teaching Reform and Practice of Disassembly Training on Pump and Compressor*

ZHAOJie,LVTao,WANGZhong-hui,YANGXiao-yu,LIJian-li

(Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China)

Process Fluid Machinery is one of the core courses in the Process Equipment and Control Engineering specialty. A series of reform and practice were carried out based on engineering education certification work, such as construction training base, implementation teaching process, evaluation results and teaching effect, etc. The five step teaching evaluation method was formed, which was the "learning standard, the theory explanation, the simulation disassembly, the practical operation and the research and the mutual evaluation". It provided the guarantee for the practice ability of the core professional course in our school and the training of engineering application talents.

Process Fluid Machinery; disassembly of pump and compressor; reform; practice

北京市高等學(xué)校教育教學(xué)改革項目(項目編號：2013-ms152)；北京石油化工學(xué)院教學(xué)改革和研究項目(項目編號：ZD2011002)。

趙杰(1976-)，女，副教授，主要從事過程裝備與控制工程專業(yè)教學(xué)與科研。

G642.0

B

1001-9677(2016)03-0143-04