水泵與水泵站課程實踐教學改革研究

孫永軍++肖雪峰++劉翠云

摘要：水泵與水泵站課程是給排水科學與工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程，具有較強的實踐性與理論性。然而在實際教學過程中普遍存在過分依賴書本、注重理論、忽視理論與實踐相結(jié)合的教學方法。文章針對南京工業(yè)大學水泵與水泵站課程教學實際情況，詳細介紹了該課程的教學特點，主要從凝練重點、突出難點，課內(nèi)的實踐情景式教學，課外的實踐教學，加強課程設計的實踐性，在創(chuàng)新型實踐教學中培養(yǎng)創(chuàng)新能力等五方面提出了課程教學改革方法，為深化教學改革、提高教學成效、培養(yǎng)學生分析和解決實際工程問題的能力和創(chuàng)新能力提供一種新思路。

關鍵詞：實踐教學；水泵與水泵站；教學改革；教學方法

中圖分類號：G6420；TV文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2016）04014604

一、水泵與水泵站課程教學改革的必要性

給排水科學與工程專業(yè)是培養(yǎng)能在水的社會循環(huán)領域中，可從事相關規(guī)劃、設計、施工、管理、教育及研究開發(fā)方面工作的水工業(yè)高級科研與工程技術(shù)人才。給排水科學與工程專業(yè)學生通過四年專業(yè)知識的學習，需要掌握該專業(yè)必要的基本理論、給排水工程規(guī)劃與設計的方法、工程施工組織與管理、工程技術(shù)經(jīng)濟分析、生產(chǎn)及設備運行管理等方面的知識。水泵與水泵站課程則是其最重要的專業(yè)主干課程之一，也是注冊設備師必考內(nèi)容。該課程具有較強的理論性和實踐性，要求學生預先掌握工程流體力學相關專業(yè)基礎知識，尤其是第二章內(nèi)容（例如離心泵的基本方程，離心泵特性曲線，離心泵的定速、調(diào)速、換輪、并聯(lián)及串聯(lián)運行工況）理論性較強，學生掌握其內(nèi)容有一定的難度。同時該課程與實際的水泵、給排水泵站結(jié)合緊密，具有較強的實踐性，僅通過課堂教學，很難使學生對課程內(nèi)容有較好的把握[1]。

為了加深學生對水泵基本構(gòu)造、工作原理和主要工作性能及給排水泵站系統(tǒng)工藝設計過程的理解，培養(yǎng)學生分析解決實際工程問題的能力和創(chuàng)新實踐能力，在該課程現(xiàn)有教學現(xiàn)狀的基礎上，借鑒國內(nèi)外給排水科學與工程專業(yè)的教學實踐，并結(jié)合南京工業(yè)大學給排水科學與工程專業(yè)多年教學方案和專業(yè)人才培養(yǎng)方案，本文對水泵與水泵站課程教學進行了改革研究，提出了該課程改革的新思路和新方法。

水泵與水泵站課程在整個給排水科學與工程專業(yè)課程體系中具有重要的地位，它既是專業(yè)基礎課，也是一門專業(yè)課程。此外，該課程既是前期所學工程流體力學和電子電工學兩門基礎課程在給排水科學與工程專業(yè)中的專業(yè)性深化，也是后續(xù)學習專業(yè)主干課程的基礎。與之相關的專業(yè)主干課程主要包括給排水管道系統(tǒng)、水質(zhì)工程學、建筑給排水工程等。同時它還是一門重要的專業(yè)課，在給水排水具體實踐工程中泵站及泵站設計與規(guī)劃等相關內(nèi)容均與該課程有關[2]。

該課程的重點內(nèi)容為離心泵的基本構(gòu)造、工作原理及主要性能，通過圖解法和數(shù)解法確定離心泵的工況點；變速、變徑等調(diào)節(jié)離心泵工況點的原理及方法；水泵站的機組選擇、管道及輔助設備設施布置；給水泵站與排水泵站的設計。而該課程的難點內(nèi)容為離心泵的基本構(gòu)造、工作原理及主要性能，通過圖解法和數(shù)解法確定離心泵的工況點；變速、變徑等調(diào)節(jié)離心泵工況點的原理及方法。由于該課程與工程實踐緊密結(jié)合，

課堂上僅有的書本學習很難使學生對課程內(nèi)容有較好的掌握。該課程教學體系如缺少實踐環(huán)節(jié)，會導致學生學習困難，對課程內(nèi)容無法較為形象地理解，學生只能對課程內(nèi)容死記硬背應付考試，從而無法達到教學目標和專業(yè)人才培養(yǎng)目標。

二、水泵與水泵站課程教學改革

（一）理論聯(lián)系實際，凸顯教學內(nèi)容的實踐性

該課程為給排水科學與工程專業(yè)的主干課程，但其第二章內(nèi)容與工程流體力學相關性較高，對工程流體力學基礎要求較高，且該章理論性強，知識點多，對于學生來說較難理解。此外，第四章和第五章涉及給水泵站和排水泵站設計的相關內(nèi)容，需要掌握設計方面的內(nèi)容較多，且實踐性較強。學生在學習過程中難以把握重點，理清知識層次，對學生掌握知識來說是一個難點。由于該課程內(nèi)容豐富，知識點眾多，具有較多的基礎理論性推導，同時又關聯(lián)設計方面的知識，部分知識點與給排水相關規(guī)范和設計手冊相重合，以致學生在學習該課程時不能很好地把握重點內(nèi)容，學習起來感覺吃力。因此，教師在教學過程中應突出重點，詳略得當，層次分明。在實際教學過程中必須根據(jù)課程實際情況，凝練出課程重點內(nèi)容，突出課程難點，使學生分清主次，才能有助于學生掌握知識重點與難點[3]。

（二）課內(nèi)的實踐情景式教學

情景教學模式是一種有助于引導學生自主探究學習的全新學習方法，旨在提高學生分析問題解決問題的能力。教師在課堂教學過程中引入一些有針對性的特殊情景或場景，以較為形象的場景引起學生課堂學習的興趣，使學生在所設置的場景中學習知識，有助于學生對教材知識的深刻理解，增強學習的信心。實踐情景教學模式對水泵與水泵站課程來說就是利用多媒體播放動畫和視頻的一種教學方法，主要內(nèi)容包括：水泵相關工作原理，以及各種類型的水泵工作狀態(tài)，水泵廠的生產(chǎn)過程，以及泵站工作、運行過程等。可使用PPT播放一些工程現(xiàn)場照片，加深學生對水泵工作原理以及水泵站的理解和認識。同時在講解第二章離心泵的相關內(nèi)容時，可將一些離心泵的模型帶入課堂，進行拆解和展示，為學生提供更加直觀的講解[4]。

此外，在該課程教學過程中可增加實踐環(huán)節(jié)，增設一定學時的實驗課程，一是，離心泵構(gòu)造構(gòu)件及系統(tǒng)認識：學生通過動手拆裝離心泵，認識離心泵類型、構(gòu)造組成、主要構(gòu)件，以及水泵、“三閥兩表”及減隔振系統(tǒng)，加深對離心泵安裝以及工作原理的理解。二是，離心泵特性曲線測定：掌握離心泵啟動、調(diào)試、停車的操作方法；正確測定（計算）出揚程、流量、功率、效率等性能參數(shù)；掌握特性曲線Q-H、Q-N、Q-η的測定及繪制方法。三是，離心泵串聯(lián)、并聯(lián)工況特性曲線測定：掌握離心泵串并聯(lián)工作啟動、調(diào)試、停車操作方法；正確測定或計算出揚程、流量等性能參數(shù)；掌握特性曲線Q-H的測定方法及特性曲線繪制方法。實驗中要求學生熟練操作實驗裝置，合理解決實驗中發(fā)現(xiàn)的問題，并能正確解釋實驗中的各種現(xiàn)象。教師應多啟發(fā)、鼓勵學生提出新的實驗方案及改進意見[5]。通過實驗課程，使學生對書本知識有更深刻的理解，即從理性認識到感性認識，再從感性認識回到理性認識。只有這樣，才能

充分掌握教材的重點和難點知識。

（三）課外的實踐教學

該課程與實際工程結(jié)合得較為緊密，在課程教學過程中可以輔以適當?shù)膮⒂^實習，進行理論聯(lián)系實際的教學。教學中每上完一章或關鍵性小節(jié)后，可以將教學地點從教室搬到水泵廠、給水泵站、排水泵站進行現(xiàn)場參觀學習。在現(xiàn)場學習過程中進行課本重點難點內(nèi)容的講解，將課堂講解與水廠的參觀和認知有機地結(jié)合起來

，最終使學生在認識實習的過程中學到知識，通過實習增加感性認識，強化對課本知識的理解和掌握。例如在講解第四章給水泵站的過程中，可以組織學生去自來水廠的取水泵站（一級泵站）和清水提升泵站（二級泵站）進行參觀，分小組由帶隊教師（包括任課教師）對水泵站的構(gòu)造、機組布置、管道布置、機組調(diào)試運行等方面內(nèi)容進行講解，通過實際案例幫助學生掌握給水泵站相關專業(yè)知識。此外，還可以組織學生去市政管網(wǎng)工程加壓泵站（中途提升泵站）、建筑消防的泵房、雨（污）提升泵站、給（排）水廠的泵站等工地現(xiàn)場進行參觀，對不同類型的水泵性能和設計以及施工注意事項進行講解，不僅加深學生對水泵性能的認識，同時還可強化學生對水泵安裝過程的了解，為后期的課程設計增加感性認識，也有助于學生對水泵及水泵站基礎知識和設計知識的掌握。

（四）加強課程設計的實踐性

水泵與水泵站課程設計也必須與工程實際結(jié)合起來。課程設計環(huán)節(jié)就是為了增加學生的實踐性認識而設置的，學習書本理論知識后，再進行實踐性的課程設計，以進一步強化對理論知識的掌握，培養(yǎng)學生分析和解決實際工程問題的能力。但是大多數(shù)院校的課程設計僅僅局限于一個理論題目，對與給排水相關的設計手冊和設計規(guī)范使用較少。

學生完成課程設計后僅是感覺做完一道大作業(yè)題，并沒有對所學習的泵與泵站知識有一個理性的升華和認識。傳統(tǒng)的課程設計存在著很大缺陷，需要結(jié)合工程實際以及用人單位對給排水人才的要求進行改革。在課程設計選題時應結(jié)合實際，體現(xiàn)學生的實踐性和專業(yè)性，可采用設計院的實際工程項目作為學生課程設計的選題，

可以使學生真正體驗實際工程設計，通過對工程實際問題的“思考—設計—教師審圖反饋—修改”這一過程，提高學生分析解決實際工程問題的能力。更重要的是在設計過程中要嚴格采用給排水設計規(guī)范和設計手冊，按照設計院對設計圖紙的要求進行設計和審圖。加強課程設計的實踐性，除了將實際工程案例作為課程設計選題、重視設計手冊和規(guī)范的使用、以設計院的要求進行畫圖設計等方式

外，還可采取指導教師與設計院設計師聯(lián)合指導課程設計的方式，強化課程設計與實際工程的結(jié)合。在講解課程第四章給水泵站和第五章排水泵站時，可邀請設計院的資深設計師來校進行泵站設計的專題講座，以加深學生對專業(yè)知識的理解，夯實其專業(yè)設計基礎，拓展學生視野[6-7]。

（五）在創(chuàng)新型實踐教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

通過該課程與相關實踐課程的學習，不僅要加深學生對理論知識的理解，提高學生對工程實際問題的分析與解決能力，還需要通過創(chuàng)新型實踐教學模式培養(yǎng)和強化學生的創(chuàng)新能力。具體

做法是：首先通過創(chuàng)新性的實習教學，即產(chǎn)學研相結(jié)合的模式，加強校企聯(lián)合，落實校外實習實訓基地，拓寬學生獲取實踐知識的渠道，這樣才能

有助于學生在課程知識上的創(chuàng)新。其次開放學校與學院重點實驗室、工程研究中心，重視本科生導師制以及大學生菁英學校的建設，鼓勵學生開展與課程相關學科的研究，為學生量身打造與水泵與水泵站課程相關的科研課題，并積極引導學生參加大學生科研訓練項目、大學生實踐創(chuàng)新訓練項目等大學生的科研項目，使其掌握課題申報、開展科學研究、撰寫論文和專利申請等能力，

提高學生綜合科研能力，通過實踐科研相結(jié)合的模式培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。最后，指導學生參加各類大學科研創(chuàng)新類的競賽，例如大學生挑戰(zhàn)杯、大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽等。通過參加各類競賽，使學生的創(chuàng)新能力得到顯著提升[8]。同時學校及學院也應為在創(chuàng)新型實踐教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力提供保障和支持，積極搭建平臺，通過開展校級創(chuàng)新實踐大賽，以及開展本科生導師制，培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新興趣，積極引導和鼓勵本科生參與教師的科研活動，提升學生的科研創(chuàng)新能力。筆者所在學院積極與企業(yè)合作，開展本科生科技競賽和論壇，鼓勵并贊助學生進行科研競賽，營造良好的創(chuàng)新氛圍。在科研活動中進行一對一的創(chuàng)新性實踐教學，努力培養(yǎng)和提高學生的實踐創(chuàng)新能力和素質(zhì)。

三、結(jié)語

結(jié)合南京工業(yè)大學給排水科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和用人單位對給排水科學與工業(yè)專業(yè)人才的能力要求，在學科多年發(fā)展的基礎上，本文提出了凝練重點、突出難點，課內(nèi)的實踐情景式教學，課外的實踐教學，加強課程設計的實踐性，在創(chuàng)新型實踐教學中培養(yǎng)創(chuàng)新能力等五方面，基于實踐教學的教育教學改革方法。值得一提的是，教師作為“教”的主體應該不斷提高自身的專業(yè)理論水平和工程實踐能力，努力掌握多種教學方法，提高實際教學質(zhì)量和效果。通過適應時代發(fā)展的教學改革，完善學生培養(yǎng)體系，提高學生的培養(yǎng)質(zhì)量，使學生具有較強的工程實踐能力，以更好地服務社會。參考文獻：

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