新工科背景下過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)探究

孟智慧，王 昌，陳曉娟，邢靜宜

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

為適應(yīng)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施，教育部推行“新工科”計(jì)劃。傳統(tǒng)工科的培養(yǎng)理念是學(xué)科導(dǎo)向，教育模式傾向于解決確定的、線性的、靜止封閉問(wèn)題的科學(xué)模式,知識(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)體系的系統(tǒng)性和完備性，教學(xué)設(shè)計(jì)更加注重知識(shí)傳授。新工科則強(qiáng)調(diào)“成果為導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)理念。強(qiáng)調(diào)教學(xué)“以學(xué)生為中心”的理念，強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)，創(chuàng)新教學(xué)方式和評(píng)價(jià)機(jī)制，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育模式。在新工科背景下,“過(guò)程流體機(jī)械”是一門學(xué)科交叉與集成的專業(yè)課，將工程熱力學(xué)、化工原理、流體力學(xué)與粉體力學(xué)等多門基礎(chǔ)學(xué)科的理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際的各種流體機(jī)械。工程教育認(rèn)證專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)械類）也明確指出該課程是過(guò)程裝備與控制工程一門主干課。因而該課程的教學(xué)效果機(jī)制對(duì)評(píng)價(jià)本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量有著較大的影響。應(yīng)抓住契機(jī)，積極探索課程教學(xué)的新模式，以適應(yīng)新時(shí)代的新需求。

1 過(guò)程流體機(jī)械課程教學(xué)存在問(wèn)題

過(guò)程流體機(jī)械課程主要講授過(guò)程工業(yè)常用流體機(jī)械的種類及型式，要求學(xué)生重點(diǎn)掌握往復(fù)壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)和離心泵的工作原理、結(jié)構(gòu)型式、運(yùn)行特性、調(diào)節(jié)控制方法和機(jī)器等方面的知識(shí)，使學(xué)生具備對(duì)常用流體機(jī)械進(jìn)行特性分析、技術(shù)改造、維護(hù)和管理能力。但是長(zhǎng)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，該課程教學(xué)過(guò)程中存在許多困難，目前沒(méi)有辦法滿足新工科的要求。

本課程理論和實(shí)踐并重，應(yīng)具備扎實(shí)的力學(xué)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)需要聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際；教學(xué)內(nèi)容繁雜而抽象、課時(shí)少，知識(shí)點(diǎn)多而凌亂，學(xué)生很難把各個(gè)知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通；學(xué)生能夠接觸到的壓縮機(jī)與泵很少，很難直接體會(huì)壓縮機(jī)與泵的運(yùn)行特性，感覺(jué)抽象；跨學(xué)科內(nèi)容和應(yīng)用內(nèi)容涉及少，使學(xué)生很難將理論應(yīng)用到工程實(shí)際中；課程評(píng)價(jià)方法單一，無(wú)法做到培養(yǎng)創(chuàng)新能力和跨界整合能力。

2 教學(xué)改革探索

2.1 以成果為導(dǎo)向

反向設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱，以學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求為導(dǎo)向，遵循反向設(shè)計(jì)原則，結(jié)合“過(guò)程流體機(jī)械”課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐內(nèi)容確定其課程目標(biāo)和教學(xué)大綱。本專業(yè)的培養(yǎng)方案將專業(yè)認(rèn)證規(guī)定的畢業(yè)要求分解成29 個(gè)小指標(biāo)點(diǎn)，本課程對(duì)其中2 指標(biāo)點(diǎn)有支撐作用，根據(jù)每個(gè)小指標(biāo)點(diǎn)，確定具體的教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)大綱中根據(jù)課程實(shí)際情況設(shè)置了3 個(gè)課程目標(biāo)，并明確二者之間的關(guān)系。

2.2 改革教學(xué)思路，融入課程思政遵循立德樹(shù)人的教育理念

在課程的教學(xué)方面融入“課程思政”元素，將專業(yè)知識(shí)與行業(yè)發(fā)展相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立家國(guó)情懷、獻(xiàn)身我國(guó)化工裝備行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的使命感和事業(yè)心；將專業(yè)知識(shí)與流體機(jī)械最新科技前沿相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生不斷創(chuàng)新、勇攀科技高峰的探索精神；將專業(yè)知識(shí)與工程倫理相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生遵守職業(yè)道德規(guī)范、造福人類的職業(yè)素養(yǎng)和責(zé)任擔(dān)當(dāng)；將專業(yè)知識(shí)與職業(yè)發(fā)展相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、精益求精的工匠精神。

2.3 基于成果導(dǎo)向教育模式構(gòu)建系統(tǒng)化的課程教學(xué)體系，進(jìn)一步提煉授課內(nèi)容

新工科的多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)導(dǎo)致對(duì)課程教學(xué)改革是系統(tǒng)性的而不是孤立的。任何一門課程不再是單一的一門課，而是將課程歸并到本專業(yè)的課程體系中去，因此，本課程的教學(xué)體系改革不僅要考慮到先修和后續(xù)課程的銜接，同時(shí)斟酌后續(xù)發(fā)展和企業(yè)的需求。將涉及的交叉知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行融合，刪除部分重合知識(shí)點(diǎn)，增補(bǔ)一些新知識(shí)點(diǎn)。比如：（1）補(bǔ)充流體機(jī)械發(fā)展進(jìn)程和走向的介紹，簡(jiǎn)要分析在燃料電池汽車和醫(yī)療領(lǐng)域中流體機(jī)械的經(jīng)典案例，闡述關(guān)鍵特征，了解現(xiàn)今流體機(jī)械的應(yīng)用趨勢(shì)，對(duì)比國(guó)內(nèi)外現(xiàn)存在的技術(shù)差距，激勵(lì)學(xué)生奮發(fā)圖強(qiáng)。（2）結(jié)合“新工科”的培養(yǎng)目標(biāo),引用全生命周期概念將雜亂的流體機(jī)械課程內(nèi)容整合成有機(jī)的整體，使課程內(nèi)容條理更加清晰，目標(biāo)更加清晰。同時(shí)刪除部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容,插入石化領(lǐng)域所涉及的選型、性能比較和維護(hù)等方面的內(nèi)容。（3）刪減部分離心泵和離心機(jī)的教學(xué)內(nèi)容，離心泵和離心機(jī)的典型結(jié)構(gòu)、工作原理、基本方程和工作特性等在先修課程《化工原理》中已講述，因此，可把重疊部分刪減。

2.4 采用多模態(tài)教學(xué)模式，提高學(xué)生興趣

為實(shí)現(xiàn)新修訂的課程目標(biāo)的達(dá)成，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革，選用“集中授課+小組自學(xué)+專題研究”的多模態(tài)教學(xué)模式，輔以科技熱點(diǎn)跟蹤、文獻(xiàn)學(xué)習(xí)、PPT 展示和研究報(bào)告撰寫等教學(xué)環(huán)節(jié)。采用大班集中授課28 學(xué)時(shí)，第一章緒論內(nèi)容2 學(xué)時(shí)作為小組自學(xué)內(nèi)容，專題研究2 學(xué)時(shí)，提交書(shū)面研究報(bào)告。

2.5 改革考核方法，構(gòu)建評(píng)價(jià)綜合能力和創(chuàng)新能力的多元化考核機(jī)制

為全面評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，采用多元化的考核制度。期末成績(jī)由三部分組成，即過(guò)程考核成績(jī)(小組自學(xué)、作業(yè)和出勤、專題研究)占30%、實(shí)驗(yàn)占20%、結(jié)課考試成績(jī)占50%。結(jié)課考試內(nèi)容覆蓋大綱全部?jī)?nèi)容，題型有填空、選擇題、名詞解釋、計(jì)算和綜合題。其中綜合題來(lái)源于工程實(shí)際，需要學(xué)生發(fā)散思維，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性回答這種綜合評(píng)定方式使學(xué)生更注重平時(shí)的學(xué)習(xí)積累，減緩了期末考試的壓力。

2.6 利用現(xiàn)有的開(kāi)放式的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，利用該實(shí)踐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)從實(shí)踐到理論，再?gòu)睦碚摰綄?shí)踐的螺旋式提升。通過(guò)此種方式，學(xué)生對(duì)流體機(jī)械課程的進(jìn)一步理解和工程應(yīng)用能力的鍛煉，學(xué)習(xí)效果明顯。

2.7 延伸課堂教學(xué)，提升學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力

新工科的目標(biāo)是培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)的工程創(chuàng)新人才，為此，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育從課堂延伸出去。利用本校多層次、開(kāi)放式的實(shí)踐平臺(tái)為學(xué)生提供廣泛的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練機(jī)會(huì)，通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽、過(guò)程裝備實(shí)踐與創(chuàng)新大賽等課外科技比賽等活動(dòng)，讓學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到提升，使得學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)踐分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力提升。

3 結(jié)論

基于“以學(xué)生為中心”的價(jià)值導(dǎo)向，秉承成果導(dǎo)向的教育理念，融入“課程思政”元素，對(duì)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的核心課程“過(guò)程流體機(jī)械”的課程目標(biāo)、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核機(jī)制和實(shí)踐環(huán)節(jié)等幾個(gè)方面進(jìn)行探究，摸索出一套全新的過(guò)程流體機(jī)械教學(xué)模式。

新的教模式需要許多一線教師共同探索完成，只有不斷嘗試，才能不斷優(yōu)化更新本課程教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量和提升學(xué)生的課堂參與度與收獲感，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具備研究能力、解決問(wèn)題能力、實(shí)踐能力和合作溝通能力的新工科人才的目標(biāo)。