泵与风机课程教学改革分析

梁启煜

（山西能源学院能源与动力工程系 山西 晋中 030600）

能源行业在国民经济生产中占有举足轻重的地位。泵与风机作为工业、农业、建筑、医疗等行业生产发展的重要设备，广泛应用于国民经济生产的各个方面[1]。泵与风机课程是能源与动力工程专业的一门重要专业课程，是一门实践与理论结合非常紧密的课程[2]。本文针对当前国内高校泵与风机课程的教学改革进展，分析讨论并给出建议，以推动泵与风机课程教学改革的进一步发展。

1 泵与风机课程教学现状

1.1 学时不足

泵与风机课程一般在学生学习过流体力学、传热学、工程热力学等专业基础课后，在大三学年开设。但在教育减负的背景下，许多高校的泵与风机课程学时进一步压缩。以山西能源学院为例，泵与风机课程的课时已调整为24 学时，其中理论20 学时，实践4 学时。而泵与风机课程涉及的理论知识广，实践要求多，学生需要较多的时间学习才能有所收获，学时不足对于教师授课产生了较大的影响。

1.2 评价考核体系不合理

与绝大部分工科课程一样，泵与风机课程的评价考核多以期末考试加平时成绩的形式，期末成绩占比较大，一般为70%―80%，平时成绩仅由出勤、作业、实验报告等构成，无法真正对学生的综合能力进行评估，学生往往在期末突击几天就能通过考试。而在新工科背景下，当前单一的评价考核体系无法做到对学生综合能力的正确考核。

1.3 教学手段单一

随着社会技术的进步，特别是近年来线上教学的推广，许多新的教学技术，如多媒体平台、虚拟实验、慕课、翻转课堂等得到了广泛的应用。但泵与风机课程作为专业课，覆盖面远不及高数、大物、传热学、流体力学等基础课程，优秀的教学资源较少，先进教学手段的应用情况也低于一般的基础课程。在课程教学过程中，教师普遍采用的还是传统的填鸭式教学方法，虽然PPT、视频等手段也有所使用，但以教师为中心，我来讲你来学的形式仍是主流。这种单一的授课方法不利于学生综合能力的培养[3]。

2 课程改革措施分析与建设

2.1 翻转课堂

翻转课堂是以互联网技术为基础，将课程内容问题转移给学生进行自主探讨的一种全新的学习沟通方式。翻转课堂不同于传统的“老师上课—布置作业—学生回家练习”的模式，在翻转课堂的教学模式下，学生在课堂外完成基础知识的学习，而在课堂中进行老师与同学之间的答疑解惑、交流互动、知识运用等活动，从而达到更好的教育效果。王兴国[4]等在泵与风机课程教学过程中采用翻转课堂的教学方式，将教学过程分成课前、课中和课后三个阶段，分别完成不同的教学任务。课前教师进行总体设计，学生明确学习任务，完成学习内容和测试。课中教师讲解分析，学生整理汇报完成考测。课后教师分析整理考测结果，学生反思总结，提出建议。通过学生课前的自主学习，课中的交流互动，课后的任务布置，以学生为中心，驱动学生主动学习，从而取得较好的教学效果。

2.2 任务式教学

在课堂学习过程中，学生知识的输入与输出一般是以教师讲授、课后作业和期末考试的形式进行的，这样往往不能激发学生主动学习的兴趣。任务式教学可以通过设计恰当的课程任务，让学生对任务进行讨论分析，由易到难、循序渐进地完成课程任务。学生既巩固了所学的理论知识，又在完成任务的过程中锻炼了创新能力和独立分析解决问题的能力，极大地提高了学习的热情。结合泵与风机课程的特点，在教学过程中设计相关任务，引导学生完成，激发学生学习的热情，挖掘学习潜能。赵爽[5]等根据课程特点设计了一个任务——让学生根据所学知识设计一台泵。学生通过学到的理论知识进行泵的制作，在制作过程中，学生会遇到各种问题，由此再引导学生运用新学到的课程知识对泵进行改进，学生的学习方式由“听”转变为更高级的“做”和“思”。最后进行作品展示，让学生体会到成功解决问题后的成就感。

2.3 启发式教学

启发式教学是教师在教学过程中根据实际情况，从学生角度出发，采用多种方式引导学生思考。借助生活常识、课件动画、现场知识、教师经验等，让学生在脑海里形成一幅美轮美奂的教学画面，引起学生主动思考，实现课堂上的实时交流和主动沟通[6]。牛权[7]等在授课过程中，采用启发教学和比较教学相结合的方法，将泵与风机的理论知识与工程问题相结合，引导学生将所学的内容应用到实际当中，开拓学生的思路，激发学生的学习热情，加强对课堂学习内容的理解，取得了不错的教学效果。

2.4 实例式教学

实例式教学是教师根据教学目标和要求，组织学生对典型案例进行分析讨论，是一种开放、互动的教学模式。实例式教学要求学生到实际环境中感受和体验问题，而不是单纯地听间接介绍和讲解。教师将原理和知识与案例融会贯通，加深学生对相关内容的理解，培养学生认识分析问题的能力，同时强化其独立探索和创新精神。实例式教学的基本程序包括四部分：创设问题情境，确定问题并提出假设，自主探究与协作学习，评价总结与知识迁移。教学过程中，教师结合教学内容设置问题场景，引导学生参与其中，独立思考。学生通过分组合作，查阅资料，提出问题解决方案，并在教师的协助下解决问题。教师再对学生的学习情况进行评价，进一步优化情景问题，提高教学质量[8]。

2.5 实验教学

泵与风机的基础理论和物理概念相对较为抽象，而它又是一门与实践结合非常紧密的课程，在学习理论知识的同时，实验环节也是非常重要的。实验教学在对理论知识的验证和促进理解方面的作用是理论课程所无法替代的，同时也实现学生能力与知识，理论与实践相结合的重要环节，是培养学生实践能力和创新能力的重要手段[9]。通过观看实验的演示和自己动手操作，学生可以对抽象的理论建立直观的认识，加深对相关知识的理解和记忆。传统的实验操作往往内容较为单一，学生为了完成实验任务而机械地进行实验。随着计算机技术的发展，实验教学结合计算机与互联网技术，建立虚拟实验教学系统，将仿真与实践相结合，可以使实验的进行不再受人为因素的限制，解决因设备限制而无法进行实验的问题，保证实验教学的顺利进行[10]。此外，根据实验室设备情况，向学生开放实验室，开展开放性实验设计，让学生结合自身对知识的理解，自行设计实验内容并进行验证，教师负责指导与答疑，同样可以培养学生的创新意识与实践能力。

2.6 与前沿技术发展相结合

科技发展日新月异，授课内容要紧跟时代发展，如果完全沿袭教材内容按部就班，就落后于时代发展了。在教学过程中，教师要结合课程内容多介绍前沿性的研究方向，开阔学生视野。比如先进的在线监测系统、专家故障诊断系统、数值模拟仿真技术、AutoCAD 二维设计与Pro/ENGINEER 三维实体造型设计，FLUENT 数值模拟软件及其应用等[11]。张静[12]等将数值模拟融入泵与风机课程教学中，对流体在泵与风机内部的流动、汽蚀的发生等学生不易理解的知识，运用数值模拟图示结果直观地反映出来，便于学生更好地掌握理论知识。同时也对数值模拟等相关技术有了初步的了解。吴正人[13]等建设了“流体力学及泵与风机虚拟仿真实验平台”，既提高了实验教学效果，又可以有效管理学生的学习过程，实现学生工程实践能力的培养。

2.7 创新训练项目

新工科背景下，学生不仅要掌握扎实的基础知识，还要具有良好的创新意识和创新精神。将课程知识与各种创新项目相结合，教师在课程讲授的同时引导学生积极参加各种学科竞赛与创新实验。学生在参与过程中，经过项目立项申请、实验材料购置、实验平台搭建、实验实施及撰写研究论文和结题报告等环节的历练，可以有效培养实践动手能力，提高团队协作沟通能力，锻炼文献查阅能力和文字表达能力[14]。同时，学生在各类创新项目中取得的成绩，又可以帮助他们树立信心，激发学习兴趣，从被动接受课程知识转变为主动学习。

2.8 考核机制

新工科教育理念要求学生具有创新能力，传统考核机制以阶段性或者一次性笔试为主要依据来判断学生的学习效果，很难全面考核学生的综合素质。建立全方位、多维度的考核机制有助于学生对泵与风机的基本知识进行整体把握和思考，提高学生的学习积极性。加强过程考核管理，完善考核机制是保证考核顺利实施的关键。过程考核不是简单地把考勤、作业、实验等成绩相加，而是要注重考核的完整性。不仅要对每个单元、每个知识点进行横向考核，还要在每个课堂活动、项目结束后进行综合性的纵向考核，让学生学习过程中的每个环节环环相扣，紧密联系起来。此外，适当降低期末考试成绩占比，将部分考核内容变为对学生课下利用慕课、微课、虚拟实验等的自主学习考核，对于积极参加学科竞赛、知识讲座的学生可以适当加分，通过这些手段来提高学生学习的主动性[15]。

3 结语

提高泵与风机课程的教学质量，关键在于以学生为中心，以问题为导向，结合专业特点，明确教学目标，加强教学内容，改进教学方法，激发学生的学习主动性和积极性。在教学过程中，教师通过合理安排课程内容，采用新型教学方法，充分利用网络，慕课、虚拟实验等现代技术，丰富教学资源，鼓励学生参与学科竞赛等方式，提高其跨学科领域的知识运用能力。提升创新思维能力，满足新工科背景下对人才培养的需求，提高课程教学质量，为学生后续课程的学习打下坚实基础。