“流体力学泵与风机”课程教学改革的探讨

李钰冰

【摘要】为了使高职毕业生达到高素质技能型人才培养目标的要求，激发学生的对该课程的学习动机和学习态度、重组教学内容，本文从探讨“流体力学泵与风机”课程在高等职业教育院校热能动力类专业中的地位入手，分析对该课程进行改革的必要性，进而从合理安排课时，改进教学方法与模式，强调课程应用性这三方面提出了改革措施。通过课程教学改革，激发学生对工程流体力学课程的学习兴趣，提高学生掌握工程流体力学基本知识的能力。

【关键词】流体力学泵与风机  教学改革  能力培养

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0237-02

一、流体力学泵与风机课程在热动类专业中的地位

“流体力学泵与风机”是高等职业教育院校热能动力类专业、火电厂集控运行专业的核心课程之一。由“工程流体力学”与“泵与风机”两大部分组成。其中的“工程流体力学”部分为该专业的主要技术基础课程;“泵与风机”部分为主干专业课程，是该专业的核心技能之一。

“工程流体力学”主要介绍流体流动的基本概念、基本规律。“泵与风机”课程在工程流体力学的理论基础上，主要介绍泵与风机的基本结构、工作原理、性能参数以及运行调节、选择维护等方面的必要知识。该课程的学习，为学生学习后继专业课程提供必要的基础知识和计算方法。同时也为学生今后从事相关专业的生产技术工作、解决生产实际的技术问题打下必备的理论基础。

二、流体力学泵与风机课程改革的必要性

本课程概念抽象，理论性、综合性强，涉及高等数学中的微分方程、物理学中的受力问题、工程热力学中的理想气体、蒸汽的状态方程等基础内容。并且，该课程以工程中的有压管道流动以及泵和风机的结构特点、工作原理、运行性能等实际工程应用以及现场设备的运行知识为主要研究对象。因此，教师在教学的过程中对课程的深度以及广度的掌握有一定的难度。而该门课程的传统教学模式是以单纯的理论授课为主，即老师讲授知识——学生被动接受知识，按照书本的章节内容，系统的理论的将知识点逐一传授给学生。

这样的传统教学模式会带来许多问题，例如，1.学生的学习兴趣低。在系统学习流体力学理论知识时，时常会遇到涉及高数、物理以及工程热力学方面的知识，理论深奥，内容枯燥，学生学习的过程中感觉吃力，从而打击学习的积极性。2.学生的整体认知度差。课程中很多内容涉及实际的工程现场的设备及流程，而我们的学生在本阶段还未掌握足够的专业知识，到现场学习的机会也有限。因此对所学内容没有一个整体、形象的认识，只能是局限于纸上谈兵。3.学生的学习自主性差。对于基础理论课的学习，大部分时间都是教师在讲授系统的知识理论体系，学习的任务性不强。学生往往只是学到了一些概念和基本定律，而不知所学的知识有什么作用，可以解决什么实际问题，因此缺乏学习的目标与动力，无法主动的思考和探究。

培养为了本门课程能够更成功的开展，能够更好的为后续的专业课程服务;为了学生能够更扎实的掌握“流体力学泵与风机”课程的知识与应用，实现综合素质的全面发展，最终能成为合格的应用性专业技能人才。我们在教学过程中，对这门课程的教学改革作出了一些思考与实践。

三、流体力学泵与风机教学改革中的方案

1.合理安排课时，突出教学重点，注意教学方法

“流体力学泵与风机”这门课程要在一个学期内完成“流体力学”与“泵与风机”两大篇教学内容，課时有限，内容繁多。因此在教学的过程中要以课程的教学培养目标为指导，把握住课程的重难点内容。

高职教育的培养目标是要培养学生的专业技能与应用能力，因此本门课程的教学中，要重视理论，强调应用。对于流体力学中的重要基本规律——静力学基本方程、伯努利方程以及应用的讲授过程中，不深究这些基本规律的复杂理论推导，而是在说明适用条件，剖析公式内涵的基础上，着眼于培养学生应用基本知识解决实际问题的能力。例如，流体静力学基本方程式这部分教学内容的教学过程中，我们略去了公式的推导过程的讲授，说明了公式的适用条件是同种、连通、静止的流体中，揭示了第二表达式的含义是流体内部静压力与深度有关，深度越深则压力越大;并且液体内部能毫不减弱的向各个方向传递外部压力。在这个基础上，抛出大量火力发电厂中的实际案例——凝汽器真空的测量与计算、汽包水位的测量及误差计算等，来培养学生运用静力学基本方程式解决实际问题的能力。

教学中注意前后章节与知识点之间的联系，善于在总结的基础上提炼出课程重点。例如课程的第一篇——流体力学的教学内容是如下安排：第一章介绍流体的概念和性质;第二章研究流体在特殊的运动状态下——静止，没有相对运动，没有黏性体现的情况下的运动规律;第三章介绍理想流体（即不考虑黏性）的流动规律;第四章介绍实际黏性流体流动的基本规律。内容安排是由浅入深，层层递进。其中，第三章中的一元管道流动的伯努利方程是前后章节的衔接点，它揭示了流体三大能头之间的关系：第二章的流体静力学方程式是它在特殊状态下（速度能头为零）的特殊形式;而第四章的实际管道流动中的能头损失计算是对其在实际流体中应用的修正。学生掌握了伯努利方程式的含义及应用，能够帮助理解静力学基本方程式与实际流体流动损失。因此，在按章节进行的教学中，多向学生总结提炼重点，能让学生对所学知识体系有整体的把握，利于帮助学生更好的理解与把握课程知识点。

2.运用多种教学模式，传统与多媒体相结合

单纯的传统教学模式是由老师理论的系统的进行授课，而学生在台下听课。这种教学模式是让学生被动接受知识，缺乏学习主动性，没有探究的动力。并且，我们的学生都是信息化时代成长起来的新一代，他们更习惯于接受来自多媒体的信息，并且善于利用多媒体来获得学习资源，提高学习效率。因此，在信息大爆炸的今天，大数据时代来临奇点，我们改变传统教学模式的需求已经迫在眉睫。

我们在保留传统教学模式基础上，设置学生为主体的教学环节——采用任务驱动教学，开设习题课以及现场教学课。教学中注重通过多媒体的应用，来达到更好的教学效果。由于该课程又以工程中的有压管道流动以及泵和风机的原理、性能这些实际设备和系统流程特点为主要研究对象。學生在仅限于书本与传统课程的学习中，对实际现场情况没有形象的认识，难以培养出对该课程的兴趣。因此，尽可能结合现场的实际，利用微课视频、多媒体动画、现场图片、系统流程图;甚至走到教室外，利用学校的实训场所来向学生形象的展示课程的内容，对提高学生的学习兴趣，提高学生的整体认知度有极大的帮助。

（1）利用任务驱动教学，调动学生自主性。例如，泵与风机工作扬程或全压的计算的讲授过程中，介绍了泵与风机的扬程或全压的计算公式，要求学生掌握水泵全压的计算方法。在教学中利用任务驱动的方法，让学生设计一台泵，要求将某条河里的水抽送到30米高的水塔中，输送管道长度材料的阻力系数为;吸水管长度L1=10m，管径d1=100mm，沿程阻力系数λ1= 0.025，局部阻力系数总和Σζ1=8;压水管道长度L2=60m，管径d2=80mm，沿程阻力系数λ2= 0.024，局部阻力系数总和Σζ2=4.5。并且已知▽1=3m，   ▽2=5m， ▽3=35m;水泵流量qv=8L/s，那么我们选用的泵需要多大的扬程才能完成输送任务？

（2）结合书本，走向现场。泵与风机的结构与分类这部分的授课过程中，专门安排2个课时的时间，直接带领学生到热力装配实训室，亲眼观看各类水泵的结构特点。在课堂上学习了泵的结构与特点之后，再亲自到现场近距离的观看水泵的实物与模型，学生能够很快的把现场实物与课本中的理论知识相结合起来，课本上枯燥的理论知识马上在学生们的大脑中形象生动起来，起到了良好的巩固作用，给学生留下了极其深刻的印象。

（3）对于抽象难懂的知识点可以通过制作视频微课，或者采用信息化教学，在教学中应用信息技术手段，使教学的某些环节数字化，从而提高教学质量和效率。

3.强调学科的应用性，高度结合工程与生活实际

高职教育是针对经济社会的各种职业所进行的职业教育或职业培训。与一般的本科院校不同，高职教育是以就业为导向，培养技术应用型人才为指导思想。因此，教学中我们引入大量生活实例以及与火力发电厂实际工作流程相关的现场案例，让学生通过切身体会生活实例、亲自计算工程案例，将课程中的基本规律和概念运用于解决实际的问题，真正做到学以致用，提高了应用与解决问题的能力。也让学生的学习过程更有乐趣与动力。

另外，让学生们在学习流体力学泵与风机的过程中，便开始逐步接触与了解火力发电厂中的工作流程以及相关设备的结构特性与工作原理，一方面能够为后续专业课程的学习打下坚实的基础，让学生们把流体力学泵与风机课程的学习与今后的电厂汽轮机运行及设备、电厂锅炉运行及设备以及火电厂集控运行仿真实训等专业核心课程的学习结合在一起;另一方面，能激发他们的兴趣，了解本专业今后的工作特性与行业发展，让学习更有主动性、目的性。

例如在工程流体力学第一章第二节——流体的物理性质的授课过程中，讲到流体的粘性会随着温度的变化而改变。为了让学生能掌握该规律，向学生列举了发电厂中汽轮机润滑油在运行中随着温度变化粘性改变从而影响润滑效果的实例。通过系统图的绘制与展示让学生了解润滑油这种常见流体在汽轮机运行中的重要作用，并深刻理解流体粘性随温度变化的特点以及影响。

四、总结与展望

本次教学改革中，我们探讨了传统教学模式在现今教学实施过程中存在的问题，针对这些问题提出了：合理安排课时，突出教学重点，注意教学方法;运用多种教学模式，传统与多媒体相结合;强调学科的应用性，高度结合工程与生活实际等改革方案。并且在初步的教学实施中获得了良好的反馈。

作为能源动力职业教育中的重要理论课程，如何能为有效培养技能型社会人才而服务;如何紧跟时代发展的步伐，将信息化教学手段以及微课教学更好的运用于其中，是本门课程教学改革要继续努力的方向。

参考文献：

[1]张良瑜，谭雪梅，王亚荣.泵与风机（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2010：13-14.

[2]王爱清.高职教育教学改革与创新势在必行[J].中国电力教育，2010，（21）.