《過(guò)程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)》教學(xué)探討

林哲 葉佳輝 翟璐璐

摘 要：課程設(shè)計(jì)是一種培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力的重要方法。本課程設(shè)計(jì)將校企合作和團(tuán)隊(duì)合作融合到整個(gè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，分成校內(nèi)課程設(shè)計(jì)和校企聯(lián)合課程設(shè)計(jì)。針對(duì)校內(nèi)課程設(shè)計(jì)，將組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)物拆裝測(cè)繪，組織學(xué)生去企業(yè)參觀實(shí)習(xí)；針對(duì)校企聯(lián)合課程設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)企業(yè)的要求，在企業(yè)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下開(kāi)展課程設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)課程設(shè)計(jì)的改革，既可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于流體機(jī)械設(shè)備的深入了解，又增加過(guò)控專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，加強(qiáng)了學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)配合意識(shí)。

關(guān)鍵詞：過(guò)程流體機(jī)械；課程設(shè)計(jì)；校企合作；團(tuán)隊(duì)合作

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）01-0132-03

Abstract： Curriculum design is indispensable in the cultivation of college students' practical ability. Based on the idea of school-enterprise cooperation and team work， the "Process fluid machinery" curriculum design consists of two parts： in-school design and combined design. For in-school design， students will disassemble equipment and mapping， and they also will be organized to visit fluid machinery companies. For combined design， students will carry out their design to meet the requirements of the company， and their design will be guided by technical staff of the company. Through the reform of the curriculum design， students will get an in-depth understanding of fluid mechanical equipment， and have a better practical ability. Meanwhile they will have a stronger sense of teamwork.

Keywords： process fluid machinery； Curriculum design； school-enterprise cooperation； team work

一、概述

課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此關(guān)于課程設(shè)計(jì)的教育方法研究一直受到國(guó)內(nèi)外高等學(xué)校的重視[1]。泰勒提出了“目標(biāo)模式”，為課程設(shè)計(jì)提供了研究方向和研究范圍，明確了課程設(shè)計(jì)需要解決的四個(gè)主要問(wèn)題：（1）學(xué)校需達(dá)到的教育目標(biāo)；（2）學(xué)校需提供的教育經(jīng)驗(yàn)以達(dá)成這些目標(biāo)；（3）這些經(jīng)驗(yàn)如何有效組織；（4）如何確定這些目標(biāo)是否得以實(shí)現(xiàn)[2]。滕豪斯針對(duì)提出的“目標(biāo)模式”進(jìn)行了深度分析，提出了追求自身價(jià)值，并帶有主觀思想的“過(guò)程模式”，對(duì)此陸啟光分析認(rèn)為[3]認(rèn)為教改的關(guān)鍵，在于教育者如何在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并通過(guò)思考提出解決問(wèn)題的辦法。

在改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)高等院校圍繞著課程設(shè)計(jì)如何推陳出新、如何滿足學(xué)生專(zhuān)業(yè)需求以及如何實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)等問(wèn)題開(kāi)展了大量研究。陳俠[4]在其《課程論》中，論述了課程編制重點(diǎn)、設(shè)定趨勢(shì)以及限制課程編制的因素等內(nèi)容，對(duì)推動(dòng)我國(guó)課程設(shè)計(jì)的發(fā)展有著重要的意義。如今，課程設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了我國(guó)高校教育中不可或缺的一部分。我國(guó)高等院校教育工作者也一直在課程設(shè)計(jì)教學(xué)的相關(guān)問(wèn)題上不斷探索和拓展，并在課程設(shè)計(jì)方法、不同類(lèi)型課程設(shè)計(jì)研究以及課程設(shè)計(jì)模式研究等方面取得了豐碩的成果[5]。

在現(xiàn)代高等教育環(huán)境下，高等院校更加注重培養(yǎng)社會(huì)需要的應(yīng)用型人才，即不僅限于書(shū)本和教材，更多是需培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力[6]。傳統(tǒng)的機(jī)械類(lèi)課程設(shè)計(jì)教學(xué)，往往以指導(dǎo)教材為基礎(chǔ)，以課堂教育貫穿始終，較少培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，無(wú)法滿足現(xiàn)代工科大學(xué)生的培養(yǎng)需求[7]。因此，需要對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力，并著重訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作[8，9]。

二、過(guò)程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

目前《過(guò)程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)》的實(shí)施過(guò)程中，主要存在以下問(wèn)題：

（一）學(xué)生相互抄襲，使得考核毫無(wú)意義

存在抄襲的主要包括以下幾個(gè)方面的原因：一是學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的意義沒(méi)有深入認(rèn)識(shí)，他們認(rèn)為課程設(shè)計(jì)就是照抄設(shè)計(jì)手冊(cè)上的公式，換幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)他們的成長(zhǎng)并沒(méi)有幫助，因此不重視課程設(shè)計(jì)過(guò)程，從而衍生出一系列抄襲現(xiàn)象。二是課程設(shè)計(jì)題目歷年變化很小，學(xué)生較為容易從其上屆學(xué)生處獲得課程設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。三是學(xué)校對(duì)課程設(shè)計(jì)的考核缺乏查重手段，這也進(jìn)一步助長(zhǎng)了學(xué)生間的抄襲。

（二）課程設(shè)計(jì)缺乏實(shí)際動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，僅通過(guò)設(shè)計(jì)手冊(cè)上的設(shè)計(jì)指導(dǎo)很難讓學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的流體裝備有直觀的認(rèn)識(shí)

課程設(shè)計(jì)的初衷是讓學(xué)生通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備的計(jì)算設(shè)計(jì)，深入了解機(jī)械的構(gòu)造和原理。但是機(jī)械化地照搬設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容和公式，即使學(xué)生獨(dú)立完成了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，最終也是知其然而不知其所以然。學(xué)生答辯的時(shí)候并不明白一些零部件的尺寸選取規(guī)范、強(qiáng)度校核、公差度等尺寸標(biāo)注究竟有何意義，腦海里也沒(méi)有整個(gè)零部件運(yùn)行原理的概念。

（三）課程設(shè)計(jì)與現(xiàn)代工程實(shí)踐嚴(yán)重脫軌

盡管目前我國(guó)對(duì)教育的投入力度很大，但是大部分人力物力都被投入到了課堂教學(xué)及學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施改善之上，使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)方面享受到了越來(lái)越完善的教育。但是很多學(xué)生對(duì)企業(yè)的實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程并沒(méi)有較為深刻的認(rèn)知和了解。以閥門(mén)設(shè)計(jì)為例，學(xué)生對(duì)閥門(mén)的設(shè)計(jì)過(guò)程缺乏直觀和系統(tǒng)的了解，導(dǎo)致在課程設(shè)計(jì)完以后對(duì)閥門(mén)校核的意義不甚了解。如果他們?cè)谡n程設(shè)計(jì)過(guò)程中到企業(yè)進(jìn)行過(guò)實(shí)地考察，就會(huì)明白設(shè)計(jì)的不當(dāng)，將導(dǎo)致閥門(mén)在應(yīng)用中出現(xiàn)哪些損壞或失效，會(huì)對(duì)整個(gè)管道輸送系統(tǒng)造成多大的危害。

（四）學(xué)生缺少創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)

目前，課程設(shè)計(jì)基本都是每人分配到不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，獨(dú)立設(shè)計(jì)完成，無(wú)法體現(xiàn)出學(xué)生之間的合作精神。而設(shè)計(jì)的結(jié)果往往都是千篇一律，導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)質(zhì)量低。

三、課程設(shè)計(jì)改革內(nèi)容

（一）教學(xué)方案設(shè)計(jì)

過(guò)程流體機(jī)械的課程設(shè)計(jì)實(shí)施階段主要是分成校內(nèi)課程設(shè)計(jì)和校企聯(lián)合課程設(shè)計(jì)開(kāi)展。針對(duì)校內(nèi)課程設(shè)計(jì)，主要是對(duì)學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)培訓(xùn)，組織學(xué)生進(jìn)行拆裝測(cè)繪，組織學(xué)生去企業(yè)參觀實(shí)習(xí)；針對(duì)校企聯(lián)合課程設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)企業(yè)的要求，在企業(yè)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下開(kāi)展課程設(shè)計(jì)。在總結(jié)評(píng)分階段主要是學(xué)生按照要求準(zhǔn)備課程設(shè)計(jì)報(bào)告，進(jìn)行答辯，并開(kāi)展綜合評(píng)定。

（二）學(xué)生分組與任務(wù)分配

我們根據(jù)本校的研究特色，在過(guò)程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)中設(shè)置了泵、閥門(mén)和風(fēng)機(jī)三個(gè)對(duì)象，并按照三個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象分成3大組，每個(gè)大組我們又根據(jù)任務(wù)的差別進(jìn)行了細(xì)分，分成若干個(gè)小組。為了客觀評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)，在選好所需設(shè)計(jì)的流體機(jī)械類(lèi)型后，小組中每個(gè)成員將隨機(jī)獲得個(gè)人命題，確保小組內(nèi)每位成員都有自己明確的工作任務(wù)，同時(shí)也保證了小組成員的內(nèi)容不重復(fù)。表1為閥門(mén)設(shè)計(jì)的分組和任務(wù)情況。

（三）實(shí)物拆裝測(cè)繪

流體機(jī)械裝備實(shí)物的拆裝測(cè)繪為課程設(shè)計(jì)的實(shí)際動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于流體機(jī)械設(shè)備的了解，還能促進(jìn)小組成員在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)合作默契。在該環(huán)節(jié)，我們將為各小組提供一個(gè)過(guò)程流體機(jī)械裝備（如閥門(mén)），該小組成員需要分工合作，對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行拆卸，并使用測(cè)量工具測(cè)出各個(gè)位置的參數(shù)后進(jìn)行零部件的二維圖紙測(cè)繪及三維裝配圖的測(cè)繪，接著對(duì)于每個(gè)人給予不同的設(shè)計(jì)參數(shù)和工況，在不同工況下對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，最后組合模擬結(jié)果進(jìn)行整體分析并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。具體如下：

1. 以小組為整體，分工合作。團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建以自由組隊(duì)為原則，人數(shù)為3-5人。團(tuán)隊(duì)中各成員根據(jù)需要可承擔(dān)多項(xiàng)工作，每個(gè)成員都有自己相應(yīng)的任務(wù)，一旦自己負(fù)責(zé)的環(huán)節(jié)出問(wèn)題將影響小組所有成員，這樣的壓力和責(zé)任下可以使得成員們互相監(jiān)督，互相成長(zhǎng)，提高了工作效率。

2. 實(shí)物部件拆裝測(cè)繪，增加學(xué)生動(dòng)手能力。每個(gè)小組根據(jù)各自的工作任務(wù)以及工作指導(dǎo)書(shū)上的內(nèi)容，對(duì)各自的對(duì)象先進(jìn)行前期的資料翻閱工作。在此期間組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室對(duì)其設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行拆裝，并對(duì)一些結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行測(cè)繪。在測(cè)繪階段，小組內(nèi)每個(gè)成員將分別對(duì)設(shè)備的零部件進(jìn)行測(cè)繪，并繪制各自測(cè)繪的零件圖。最后各成員將自己所繪制的圖進(jìn)行整合，組合成一個(gè)裝配圖。

3. 鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)創(chuàng)新，可以合理并適當(dāng)?shù)匦薷哪Ｐ土悴考脑O(shè)計(jì)尺寸和形狀，優(yōu)化原有模型，提高設(shè)備的工作效率。對(duì)于進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的學(xué)生，最終成績(jī)可以視情況給予加分。

4. 加大課程設(shè)計(jì)培訓(xùn)力度。為了使學(xué)生更加快速地進(jìn)入到過(guò)程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)中，我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)的初始階段，組織了在校內(nèi)參加課程設(shè)計(jì)的學(xué)生到學(xué)院機(jī)房進(jìn)行培訓(xùn)。主要培訓(xùn)內(nèi)容是如何對(duì)課程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、三維建模、數(shù)值計(jì)算，并且我們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中也會(huì)遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一講解。我們?cè)诿總€(gè)方向上都配備了一個(gè)研究生實(shí)時(shí)指導(dǎo)。

（四）企業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)

由于課程設(shè)計(jì)在暑期開(kāi)展，因此在此期間，我們組織了學(xué)生去浙江省內(nèi)過(guò)程流體機(jī)械企業(yè)進(jìn)行短期實(shí)習(xí)。以風(fēng)機(jī)為例，我們組織學(xué)生去浙江上風(fēng)高科專(zhuān)風(fēng)實(shí)業(yè)有限公司進(jìn)行了認(rèn)知實(shí)習(xí)。在浙江上風(fēng)高科專(zhuān)風(fēng)實(shí)業(yè)有限公司主要學(xué)習(xí)了工業(yè)用、民用及核電領(lǐng)域的離心風(fēng)機(jī)、柜式風(fēng)機(jī)、斜流混流風(fēng)機(jī)、地鐵隧道風(fēng)機(jī)、磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)、單級(jí)高速鼓風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)、冷卻塔專(zhuān)用風(fēng)機(jī)等產(chǎn)品的工作原理與技術(shù)難點(diǎn)。同時(shí)著重對(duì)工業(yè)離心風(fēng)機(jī)及地鐵軸流風(fēng)機(jī)總裝、精加工、鑄造車(chē)間及風(fēng)機(jī)檢測(cè)中心進(jìn)行了參觀。

（五）校企聯(lián)合課程設(shè)計(jì)

這部分學(xué)生在暑假期間，將去各自實(shí)習(xí)的企業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，主要是在企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際產(chǎn)品，對(duì)各自的設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制全套設(shè)計(jì)圖紙，并經(jīng)由企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行審核。

（六）答辯及考評(píng)

在課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，每個(gè)學(xué)生根據(jù)自己的任務(wù)內(nèi)容，撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告，并做好答辯PPT，以小組的形式進(jìn)行答辯。針對(duì)在學(xué)校做課程設(shè)計(jì)的學(xué)生，我們主要采用兩種形式進(jìn)行答辯：一種是學(xué)生講解PPT，同時(shí)回答問(wèn)題；第二種是隨機(jī)抽取學(xué)生到機(jī)房進(jìn)行實(shí)時(shí)操作。針對(duì)校企聯(lián)合課程設(shè)計(jì)的學(xué)生，主要是講解PPT并以問(wèn)答的方式進(jìn)行答辯。在成績(jī)?cè)u(píng)定方面，我們將最終的成績(jī)分成3個(gè)部分。第一部分是課程設(shè)計(jì)報(bào)告的成績(jī)，這部分成績(jī)占60分，其中50分為課程報(bào)告成績(jī)，這部分主要由指導(dǎo)老師根據(jù)每組學(xué)生最終提供的報(bào)告給予評(píng)定；另外10分為學(xué)生課程設(shè)計(jì)的表現(xiàn)評(píng)價(jià)，在這部分成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方面，我們引入了組內(nèi)互評(píng)的形式，讓小組內(nèi)成員對(duì)其他成員的表現(xiàn)進(jìn)行排序，表現(xiàn)優(yōu)秀的10分，良好8分，一般6分。第二部分是課程設(shè)計(jì)的答辯成績(jī)，占40分，由指導(dǎo)老師根據(jù)每個(gè)小組的答辯情況依照小組的形式給予評(píng)分。第三部分為加分項(xiàng)，對(duì)于課程設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并能在數(shù)值模擬中體現(xiàn)優(yōu)化后的有益效果的學(xué)生，酌情給予加分。在企業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生，根據(jù)企業(yè)實(shí)習(xí)表現(xiàn)可以獲得5-10分的加分，具體由企業(yè)指導(dǎo)老師確定；最后統(tǒng)計(jì)三部分的成績(jī)，整合成最后的總成績(jī)，并以優(yōu)、良、中、及格和不及格五級(jí)制給予最終課程成績(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

課程設(shè)計(jì)對(duì)于當(dāng)代大學(xué)生教育有著重要的意義，它能使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐更加深入的了解自己專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用知識(shí)。針對(duì)現(xiàn)有過(guò)程流體機(jī)械課程設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問(wèn)題，本文提出了校企合作和團(tuán)隊(duì)合作相結(jié)合的培養(yǎng)思路，強(qiáng)調(diào)在課程設(shè)計(jì)中的動(dòng)手實(shí)踐能力。增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)配合精神和責(zé)任感，同時(shí)學(xué)生也能更好的掌握本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)。

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