“水泵及水泵站”課程設(shè)計改革初探

蒙強 劉靜霞 周永東 李玉慶 張文賢

摘?要：文章從“水泵及水泵站”課程設(shè)計的內(nèi)容與目的、教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題入手，以提高學(xué)生學(xué)習積極性、實踐能力和更好發(fā)揮課程設(shè)計的意義為重點，結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗，針對西藏農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)“水泵及水泵站”課程設(shè)計面臨的問題，從實習基地構(gòu)建、設(shè)計選題、教師指導(dǎo)和成績考核五個方面提出了具體措施，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，調(diào)動實踐積極性和主動性，培養(yǎng)自主學(xué)習能力和創(chuàng)新意識，以期提高課程設(shè)計質(zhì)量和解決專業(yè)實際問題的能力。

關(guān)鍵詞：水泵及水泵站；課程設(shè)計；教學(xué)改革

中圖分類號：G1642.3??文獻標識碼：A

“水泵及水泵站”是農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)重要的主干課程［1］之一，該課程涉及的基本理論、基本原理和設(shè)計方法等在農(nóng)業(yè)灌溉排水、城鎮(zhèn)供水等工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，故要求學(xué)生需熟悉常見水泵類型與結(jié)構(gòu)、掌握水泵理論和泵站規(guī)劃與設(shè)計等知識?！八眉八谜尽闭n程設(shè)計作為“水泵及水泵站”理論教學(xué)的拓展與實踐部分，要求學(xué)生運用所學(xué)知識設(shè)計出滿足工程實際需要的泵站，從而加深學(xué)生對水泵知識的理解，提高其獨立分析與解決問題的能力［2］，并逐步培養(yǎng)出嚴謹?shù)墓こ淘O(shè)計思維。

本文以西藏農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)開設(shè)的“水泵及水泵站”課程設(shè)計為例，結(jié)合人才培養(yǎng)方案、調(diào)研資料及本人的教學(xué)經(jīng)驗，對“水泵及水泵站”課程設(shè)計的教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題進行了闡述與分析，旨在探索適合于西藏高校工科專業(yè)課程設(shè)置和以就業(yè)為導(dǎo)向的實踐教學(xué)新模式。

1?課程設(shè)計內(nèi)容及目的

“水泵及水泵站”是本校農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)核心課，總課時48學(xué)時，開課學(xué)期為大學(xué)三年級第二學(xué)期。其中，作為“水泵及水泵站”理論課的實踐與拓展，單獨開設(shè)的“水泵及水泵站”課程設(shè)計（學(xué)分2）的實踐時間為2周，設(shè)計內(nèi)容包括：（1）泵站站址的選擇；（2）根據(jù)工程資料設(shè)計泵站流量與揚程；（3）基于工程技術(shù)參數(shù)，結(jié)合方案比選進行水泵及其配套設(shè)備的選型；（4）綜合水泵參數(shù)、水源、站址等情況，計算水泵安裝高程；（5）計算、校核水泵運行工況點；（6）泵房及進出水建筑物的設(shè)計與布置；（7）泵站的穩(wěn)定性分析；（8）圖紙繪制及計算說明書的編制。

學(xué)生通過獨立完成“水泵及水泵站”課程設(shè)計，一方面能引導(dǎo)其將“水泵及水泵站”理論知識應(yīng)用于工程實例，鍛煉他們查閱資料、整合信息、分析解決問題的能力，另一方面也有助于培養(yǎng)他們嚴謹?shù)脑O(shè)計思維和體悟理論與實踐之間的關(guān)系。

2?課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀

2.1?題目設(shè)置

通過對本校農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)近五年（2016—2021）的“水泵及水泵站”課程設(shè)計選題進行分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計多圍繞灌區(qū)灌溉工程進行選題。在具體的實施中，任課教師在上一級學(xué)生設(shè)計基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，重新調(diào)整參數(shù)和擬定題目，并下發(fā)任務(wù)書后開始課程設(shè)計工作。例如，將2015級的設(shè)計題目“M灌區(qū)灌溉泵站設(shè)計”改為“A灌區(qū)提水泵站設(shè)計”，并在地形圖上新指定了水源位置。此外，設(shè)計選題主要來源網(wǎng)絡(luò)，且多采用虛擬工程的形式。

2.2?教師指導(dǎo)環(huán)節(jié)

在“水泵及水泵站”理論課的教學(xué)第15周，任課教師下發(fā)設(shè)計資料，并要求學(xué)生在2周內(nèi)完成課程設(shè)計。學(xué)生在領(lǐng)取設(shè)計資料后，采用課下自由安排的形式來完成設(shè)計工作，教師并沒有組織學(xué)生集中到繪圖室或?qū)Ｓ媒淌彝瓿烧n程設(shè)計。通過對已修完該課程的在校生調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，班級中52%的學(xué)生通過郵箱、QQ的方式與教師進行了咨詢，9%的學(xué)生與教師進行了當面咨詢，39%的學(xué)生未與教師進行溝通。

2.3?成績考核

課程考核是學(xué)習系統(tǒng)的要素之一［34］，考核成績能反映學(xué)生在某一考核方式下對特定內(nèi)容的掌握程度。現(xiàn)階段，本?！八眉八谜尽闭n程設(shè)計的考核是根據(jù)設(shè)計說明書和設(shè)計圖紙來進行綜合評定，其中設(shè)計說明書與圖紙的分值比例為7∶3，即最終成績的高低僅取決于說明書和圖紙兩部分的完成情況。

3?存在的問題

3.1?缺乏現(xiàn)場認識

目前，本校無專門的泵站工程實習基地供學(xué)生進行現(xiàn)場實習，加之本專業(yè)學(xué)生大多來自西藏偏遠牧區(qū)，學(xué)生對泵站的認識始于“水泵及水泵站”理論課，水泵及泵站的知識僅局限于書本和教師的講解。教師在講解水泵的類型、結(jié)構(gòu)、運行原理及泵站建筑物構(gòu)成時采用文字配合圖片的形式進行，這種方式缺乏直觀的認識。調(diào)研結(jié)果顯示，85%的學(xué)生修完理論課后對泵站設(shè)計仍然較模糊。例如，學(xué)生不清楚泵站建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計、位置關(guān)系及電氣設(shè)備的布設(shè)；泵站揚程、流量、建筑物尺寸的計算存在困難；水泵及動力機選型無從入手等。

3.2?選題實踐性不強

一方面，教師在“水泵及水泵站”課程設(shè)計選題時未充分結(jié)合本專業(yè)人才培養(yǎng)模式和立足西藏農(nóng)牧業(yè)發(fā)展與實際的需求，多采用虛擬工程項目的形式進行選題，使得理論知識與工程實踐之間出現(xiàn)一定程度的脫節(jié)。另一方面，教師在選題時也未充分考慮學(xué)情、教學(xué)輔助資源的配置情況，制定出更加貼合實際情況的設(shè)計題目，而是繼續(xù)沿用以往的設(shè)計模式和改動后的基礎(chǔ)資料來實施課程設(shè)計，這使得多數(shù)學(xué)生從上一級學(xué)生那里獲得模板后，直接進行了模式化套用，不利于學(xué)生主動思考，以上原因使得學(xué)生在完成課程設(shè)計后，仍然存在設(shè)計思路不清、建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)選取錯誤等問題。

例如，任課教師擬定的課程設(shè)計題目為“M灌區(qū)灌溉泵站工程設(shè)計”，這種虛擬的工程設(shè)計題目和設(shè)計資料，缺乏工程實踐性，難以給學(xué)生營造真實的工程環(huán)境，不利于學(xué)生融入設(shè)計角色和獲得完成設(shè)計后的自豪感。

3.3?教師指導(dǎo)環(huán)節(jié)薄弱

學(xué)生在開展“水泵及水泵站”課程設(shè)計的過程中，涉及基礎(chǔ)資料的解讀、規(guī)范的查閱、報告的規(guī)范編寫和圖紙的規(guī)范繪制等環(huán)節(jié)。其中，解讀基礎(chǔ)資料、查閱規(guī)范獲取經(jīng)驗參數(shù)和指導(dǎo)設(shè)計需要學(xué)生具備一定的理解能力；泵站揚程、流量、安裝高程、建筑物尺寸等參數(shù)的計算更需要學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)功底；圖紙的規(guī)范繪制需要學(xué)生具備一定的畫法幾何與工程CAD繪圖知識。然而，筆者所在專業(yè)的學(xué)生大多來自西藏偏遠牧區(qū)，其計算能力、計算機的運用能力、獲取及分析信息的能力較為欠缺。另外，任課教師沒有組織學(xué)生到繪圖室或?qū)ｉT設(shè)計教室完成課程設(shè)計，而是采用網(wǎng)絡(luò)答疑的形式進行指導(dǎo)，這種方式使多數(shù)學(xué)生從一開始就沒有清晰地認識到課程設(shè)計的重要性，以及不利于有效地解決學(xué)生的問題，更不利于對學(xué)生的設(shè)計進度、設(shè)計環(huán)節(jié)等過程進行監(jiān)督與量化考核。

以上原因使得多數(shù)學(xué)生對課程設(shè)計持“完成任務(wù)”的態(tài)度，未融入設(shè)計角色。加之設(shè)計是在指導(dǎo)教師制定好的設(shè)計框架下進行內(nèi)容的生搬硬套，使得學(xué)生對泵站的整體設(shè)計流程、設(shè)計方法、計算原理等缺乏深入理解，這不僅在一定程度上造成了學(xué)生面對課程設(shè)計時出現(xiàn)“無從下手”的困境，也直接削弱了學(xué)生的積極性和主動性，更不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計素養(yǎng)。

3.4?考核模式單一

目前，“水泵及水泵站”課程設(shè)計考核采用的是“設(shè)計報告+圖紙”的綜合評定模式，即成績的高低僅取決于設(shè)計報告和圖紙這兩部分的完成情況。這種類似于“一考定論”的模式存在如下弊端：（1）無法評價學(xué)生在設(shè)計過程中的投入程度和自我解決問題的能力；（2）無法準確評價課程設(shè)計過程的有效性和合理性［5］；（3）教學(xué)評估與教學(xué)設(shè)計目標未結(jié)合，考核結(jié)果缺乏詳細的信息反饋源；（4）無法全面追蹤學(xué)生在設(shè)計過程中遇到的問題及評價學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；（5）不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習的積極性、主動性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4?解決問題的措施

4.1?尋求校企合作，建立教學(xué)實習基地

教學(xué)實習基地是工科專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，也是拓展學(xué)生技能、培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、實現(xiàn)理論知識融入實踐體系的有效途徑。針對“水泵及水泵站”課程特點，建立學(xué)校與當?shù)刈詠硭畯S、污水處理廠、設(shè)計院、農(nóng)業(yè)灌區(qū)等企業(yè)或單位間的合作，從而實現(xiàn)在校生與實際工程間的“零距離”接觸。例如，為加深、拓展學(xué)生對水泵、泵站知識的理解和拓寬設(shè)計思路，建議在課程設(shè)計之前，組織學(xué)生到實習基地進行現(xiàn)場參觀，并請工程技術(shù)人員進行現(xiàn)場講解及解決學(xué)生提出的問題。通過實際工程案例，幫助學(xué)生加深對水泵基礎(chǔ)理論知識的理解，梳理泵站設(shè)計流程和夯實泵站設(shè)計基礎(chǔ)。

此外，任課教師也可邀請實習單位中具有豐富技術(shù)和設(shè)計經(jīng)驗的人員到課堂，由他們結(jié)合實際工程案例和工作經(jīng)驗，給學(xué)生教授相關(guān)知識，為課程設(shè)計的開展奠定工程基礎(chǔ)。

4.2?合理選題，突出工程實踐性

隨著農(nóng)田傳統(tǒng)灌溉向高效節(jié)水灌溉的快速發(fā)展，噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉設(shè)計中對水泵及泵站知識的應(yīng)用也越來越廣。在此背景下，企業(yè)不但要求學(xué)生要具備扎實的水泵基礎(chǔ)理論知識，而且還要具有解決工程實際問題的能力。

對此，合理的設(shè)置題目是吸引學(xué)生投入課程實踐、激發(fā)學(xué)習積極性、引導(dǎo)設(shè)計過程、培養(yǎng)工程設(shè)計思維、鍛煉與提高設(shè)計水平的關(guān)鍵。因此，任課教師在進行“水泵及水泵站”課程設(shè)計選題時，一方面要清楚地掌握學(xué)生的學(xué)情，根據(jù)學(xué)習能力、基礎(chǔ)制定出難度適中的題目；另一方面要改變虛設(shè)題目的選題形式，任課教師要從利于西藏農(nóng)田水利事業(yè)發(fā)展出發(fā)，結(jié)合工程實際需要或問題，制定出具有一定實踐意義的設(shè)計題目，將學(xué)生引入工程情景，使其在設(shè)計過程中充滿被需求感，進而逐步培養(yǎng)其責任心，實現(xiàn)“自我塑造”的目的。

例如，目前西藏農(nóng)區(qū)作物灌溉多采用傳統(tǒng)的渠灌方式，但渠道因年久失修及高昂的維護成本，致使部分渠道存在嚴重的滲漏損失，造成了農(nóng)業(yè)灌溉水的嚴重浪費。對此，任課教師可通過多種渠道獲取有關(guān)西藏工程設(shè)計的基礎(chǔ)資料，并針對現(xiàn)實問題擬定出噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉工程的設(shè)計題目，將實際問題引入教學(xué)環(huán)節(jié)，使在校生提前熟悉設(shè)計流程，積累設(shè)計經(jīng)驗，為畢業(yè)后走上工作崗位奠定基礎(chǔ)。

此外，任課教師在制定設(shè)計題目時，可提供不同的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計內(nèi)容供學(xué)生選擇，這種方式不僅能吸引學(xué)生的設(shè)計興趣，也能有效地降低課程設(shè)計的雷同率。

4.3?課程設(shè)計融入理論教學(xué)環(huán)節(jié)，增強教師指導(dǎo)

“水泵及水泵站”課程設(shè)計內(nèi)容包含水泵、泵站兩大知識體系，設(shè)計過程涉及資料收集、規(guī)范查閱、數(shù)據(jù)計算、圖紙繪制、說明書撰寫等方面。為解決學(xué)生在課程設(shè)計中存在的實際問題，任課教師可依據(jù)課程設(shè)計內(nèi)容，將知識點分解后有序地穿插進理論課堂。這種教學(xué)設(shè)計模式不僅有助于增強課程設(shè)計與理論教學(xué)的有機融合，而且使理論教學(xué)、實踐教學(xué)的針對性更強。以灌溉泵站為例，具體的實施方式為：（1）第一次理論課時，任課教師將課程設(shè)計基礎(chǔ)資料、任務(wù)書、指導(dǎo)書（含分解知識點，并注明知識點在教材中的章節(jié)）發(fā)給學(xué)生，并講明設(shè)計的重要性；（2）針對課程設(shè)計中的知識點，任課教師可結(jié)合灌溉工程案例進行注解，以便學(xué)生掌握知識點；（3）理論課程結(jié)束后，任課教師將課程設(shè)計知識點進行梳理，幫助學(xué)生建立整體的設(shè)計思路。

建議任課教師組織學(xué)生到專門的繪圖室開展課程設(shè)計，以便跟蹤、檢查學(xué)生的設(shè)計進展與掌握情況。在教師的指導(dǎo)過程中，針對學(xué)生學(xué)習能力參差不齊的問題，教師應(yīng)區(qū)別引導(dǎo)，對基礎(chǔ)較好的學(xué)生可引導(dǎo)其拓寬知識點的深度與廣度，并提升專業(yè)素養(yǎng)；對基礎(chǔ)差的學(xué)生應(yīng)先提升自信心，引導(dǎo)學(xué)生進入設(shè)計角色，同時給予較多指導(dǎo)。最后，教師應(yīng)注重調(diào)動學(xué)生的積極性，引導(dǎo)和發(fā)揮自身的主動性和創(chuàng)造性，鼓勵學(xué)生互相討論，在參與問題的提出、觀點的交鋒、達成共識、提出解決辦法的過程中，逐步引導(dǎo)學(xué)生樹立積極的學(xué)習狀態(tài)，從而間接地弱化教師的指導(dǎo)作用。

4.4?增加過程評價，完善考核體系

考試成績是分析學(xué)生學(xué)習情況、評價教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù)。為掌握學(xué)生在設(shè)計思路、設(shè)計能力培養(yǎng)、自我管控和知識點運用能力等方面的情況，教師可將“設(shè)計報告+圖紙”的傳統(tǒng)考核模式調(diào)整為“過程考核（占30%）+成果考核（占50%）+答辯匯報考核（20%）”的綜合模式。其中，過程考核涉及學(xué)生對參考資料的查閱及運用、設(shè)計進展、師生交流、出勤和中期檢查五個方面；成果考核包括設(shè)計說明書考核和圖紙考核兩部分，其中教師應(yīng)圍繞設(shè)計格式、計算過程及結(jié)果的合理性、設(shè)計內(nèi)容的完整性四個方面進行評分；答辯匯報考核環(huán)節(jié)，學(xué)生以PPT的形式進行匯報，教師可圍繞設(shè)計思路、設(shè)計內(nèi)容、計算過程、心得體會及回答問題情況進行評分。呂廷波等［6］在“水泵及水泵站”課程設(shè)計的考核改革中試驗發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)的考核模式，采用綜合考核的模式能較好地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習的自主性和積極性，更能營造出良好的競爭環(huán)境，同時也有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，從而提升教學(xué)質(zhì)量［7］。

結(jié)語

在就業(yè)形式日益嚴峻、用人單位對學(xué)生綜合能力的要求越來越高的背景下，西藏高校工科類學(xué)生理論基礎(chǔ)與實踐能力不足、專業(yè)素養(yǎng)整體不高的問題愈發(fā)凸顯。對此，學(xué)校及教師應(yīng)綜合考慮學(xué)生生源特點、就業(yè)需求、課程設(shè)置和教學(xué)資源等情況，積極探索教學(xué)新模式，更新教育思想，不斷培養(yǎng)出具有較高自我學(xué)習能力、實踐能力、創(chuàng)新精神及專業(yè)素養(yǎng)的綜合性人才。

參考文獻：

［1］呂廷波，李明思，李淼，等.水泵與水泵站課程設(shè)計的教學(xué)體會［J］.中國電力教育，2014（06）：86+89.

［2］劉春河，郭少華，劉濤.水泵及水泵站課程設(shè)計改革探析［J］.黑龍江教育（高教研究與評估），2014（08）：3940.

［3］李廉，張萬紅.高校課程考試成績正態(tài)分布辨析［J］.中國考試，2021（04）：8693.

［4］梁萬年，席彪，劉民，等.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育基本方法與技術(shù)［M］.北京：華夏出版社，1999.

［5］朱燕琴.基于OBE教育理念的“水泵及水泵站”課程改革［J］.淮陰師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，20（02）：171173.

［6］呂廷波，李明思，李淼，等.水泵與水泵站課程設(shè)計的教學(xué)體會［J］.中國電力教育，2014（06）：86+89.

［7］陳斌.水泵及水泵站課程教學(xué)改革的探索［J］.江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2015，15（01）：6567.

基金項目：西藏自治區(qū)高等教育教學(xué)改革研究項目（JG202158）資助

作者簡介：蒙強（1990—?），男，碩士研究生，講師，主要從事農(nóng)業(yè)水利工程專業(yè)的教學(xué)與科研工作。