唐玉霖 鄧慧萍 夏圣驥 顏合想
摘要:根據(jù)卓越工程師教育培養(yǎng)計劃下對給排水科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需要,針對目前泵與泵站課程教學改革過程中存在的問題,提出了課程的建設(shè)與改革的措施與方法,并在教學實踐中應用,為進一步深化該課程改革進行了多方面的探索和嘗試,以提高該課程的教學效果,探索培養(yǎng)卓越工程技術(shù)人才的新模式。
關(guān)鍵詞:泵與泵站;教學改革;工程實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2019)34-0141-02
“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”旨在造就創(chuàng)新能力強、適應社會發(fā)展的高質(zhì)量工程技術(shù)人才,促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才[1]。泵與泵站是給排水科學與工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程,也是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程,它包含很多專業(yè)課內(nèi)容,涉及材料科學、水力學、流體力學和管道工程等,有很強的綜合性[2]。
《泵與泵站》主要介紹了葉片泵、離心泵、軸流泵及混流泵等的工作原理、性能和基本構(gòu)造,要求學生掌握離心泵在定速、調(diào)速和切削情況下如何使每臺泵在高效段工作,并要熟悉泵并聯(lián)時,單臺泵如何在高效段工作等知識。同時,要求學生具備設(shè)計泵房的能力,通過具體計算確定所選泵的型號和臺數(shù),所需管道、構(gòu)件的大小、數(shù)量及其具體位置,并對泵站的維護、運行、節(jié)能途徑有一定的了解[3]。
目前,泵與泵站教學過程中存在教學內(nèi)容需要不斷補充、教學方法單一、實踐環(huán)節(jié)不足等問題,本文從泵與泵站教學中的探索和嘗試出發(fā),對如何提高該課程的教學效果進行了思考,希望找到培養(yǎng)卓越工程技術(shù)人才的新模式。
一、教學過程存在的主要問題
1.教學內(nèi)容需要補充。泵與泵站在介紹其他類型泵的同時,重點講解葉片泵中離心泵的原理及應用,后續(xù)對給水泵站、排水泵站和雨水泵站等做了介紹。學生在學習過程中,會將同時開設(shè)的取水工程與水質(zhì)工程學中的工藝和泵聯(lián)系在一起學習和思考,促使在教學過程中從整個專業(yè)出發(fā),考慮后續(xù)課程或畢業(yè)設(shè)計對泵與泵站課程的需要。
2.教學方法需要改變。雖然傳統(tǒng)的“講解+板書”的教學方式轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熗ㄟ^PPT,采用二維圖片來解釋不同種類的泵,且圖片提供了泵的平面或剖面圖,但是學生學習仍缺乏興趣,同時部分學生對雙開泵如何吸水、泵和電機如何軸聯(lián)等問題的理解仍有困難。
3.需要強化實踐教學環(huán)節(jié)。由于該課程教學課時少,很難安排單獨泵站參觀實習,往往和畢業(yè)實習放在一起。首先,參觀學生人數(shù)多、講解人數(shù)少、整個工藝長,現(xiàn)場泵站參觀效果并不好。其次,出于安全因素的考慮,為了不影響實際的生產(chǎn),學生通過對拍攝照片的理解,很難把泵站內(nèi)部的構(gòu)造與特征搞清楚,對課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的教學造成了影響。
4.考試環(huán)節(jié)需要調(diào)整。泵與泵站課程考查方式比較僵硬,側(cè)重于卷面測試,學生經(jīng)常死記基本理論知識,被動學習,缺乏互動。
二、泵與泵站課程的改革與實踐
1.擴展泵與泵站的教學內(nèi)容。根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)要求以及同濟大學參與的《華盛頓協(xié)議》工程教育標準體系建設(shè),需要以結(jié)果為導向,通評估和衡量將知識點落到實處,如何將泵的基本知識與同時開設(shè)取水工程、給水工程和排水工程以及后續(xù)的建筑給排水有機地結(jié)合在一起,是該課程教學的關(guān)鍵。同時,工程教學的目的是使工程教育與職業(yè)工程師互認,因此補充了注冊設(shè)備工程師資格考試中關(guān)于泵與泵站的試題,作為學生的課外習題,做好銜接,激發(fā)學生的興趣。
2.改變教學方式,強化學生主體。教師在課堂上重點講述離心泵,讓學生理解泵的原理、特性曲線和串并聯(lián)等內(nèi)容。利用社會資源,建立泵的教學基地,擴展課堂教學,讓學生在大型泵概念店進行現(xiàn)場教學,了解泵的結(jié)構(gòu)、基本構(gòu)造、使用與維護等內(nèi)容。開設(shè)討論課,分組學習和介紹不同形式的泵與風機,提高學生的自主學習意識。鼓勵學生利用周末或課余時間,參加中國乃至亞洲最大的泵閥展,在現(xiàn)場去了解各種不同種類的新泵,大大增強了學生的學習興趣與效果。
3.三維可視化泵站的應用與實踐。強化實踐教學,針對現(xiàn)場參觀存在的問題和泵站的設(shè)計部分,開展泵站三維可視化軟件的制作和應用強化實踐教學。制作給水泵站和污水泵站的三維可視化圖形,讓學生從吸水井、泵、電機、管路、附屬設(shè)備、基礎(chǔ)與土建等方面強化認識,從內(nèi)部熟悉泵機組和基礎(chǔ),吸壓水管路、起重、流量計、壓力表和真空表等設(shè)備及排水等設(shè)施的布置與安裝。在課程設(shè)計教學中,引入建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)的理念,讓優(yōu)秀學生利用BIM嘗試完成泵站的設(shè)計。
4.改進教學評價方法。明確考查方式,降低期末考試所占的比率,將平時作業(yè)、課堂演講、課外擴展和創(chuàng)新學習納入平時考核,消除被動學習,提高學習效果。
三、結(jié)論與總結(jié)
從培養(yǎng)卓越工程師和工程教育與實踐出發(fā),梳理知識點,擴展泵與泵站的學習內(nèi)容,使其內(nèi)容更好地和給水工程、排水工程及建筑給排水工程銜接,學生需要掌握注冊公用設(shè)備工程師職業(yè)資格考試相應的內(nèi)容。改變教學模式和考核方式,強化學生主體,提高學生學習的自主性,擴大實踐教學范圍,讓學生走出課堂,到泵制造工廠中去,到最新的展會中去,了解最新產(chǎn)品。利用信息化教學手段,開展三維可視化教學研究,讓學生更好地了解泵站內(nèi)部的結(jié)構(gòu),鼓勵學生開展泵站的BIM學習與應用,通過教學改革和實踐提高泵與泵站的教學效果。
參考文獻:
[1]林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案再研究[J].高等工程教育研究,2011,(4):10-17.
[2]曾曉嵐.泵與泵站課程教學改革初探[J].高等建筑教育,2007,(3):85-88.
[3]姜乃昌.泵與泵站[M].第六版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.