現(xiàn)代工業(yè)泵結(jié)構(gòu)與設計教學方法論文

　　【摘要】現(xiàn)代工業(yè)泵結(jié)構(gòu)與設計是流體機械及工程的專業(yè)課，課程系統(tǒng)介紹了工業(yè)用泵的結(jié)構(gòu)特點及設計方法。本文通過近幾年來教學實踐中的體會，討論了該門專業(yè)課教學的四個教改措施：課堂教學與實踐教學相結(jié)合、結(jié)合CFD的課堂教學、項目教學法的引入以及多樣性的課程考核。通過教學改革激發(fā)了學生的學習興趣和增強了學生的主動學習能力，激發(fā)了學生的創(chuàng)新能力，獲得了一定的教學效果。

　　【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代工業(yè)泵結(jié)構(gòu)與設計；教學方法；探索與實踐

　　現(xiàn)代工業(yè)泵結(jié)構(gòu)與設計是流體機械及工程的專業(yè)選修課,該課程針對本專業(yè)以泵類產(chǎn)品為研究對象的特點，加強基本理論知識，力求反映國內(nèi)外先進科學技術(shù)和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。它建立在機械原理，流體機械原理，以及葉片泵水力設計等課程知識的基礎(chǔ)上，通過開設該本課程，使本專業(yè)學生掌握現(xiàn)代工業(yè)泵的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，為學生畢業(yè)后從事本專業(yè)的工作打下基礎(chǔ)。課程的教學目標主要包括三個方面：一是掌握工業(yè)上常用泵的結(jié)構(gòu)形式；二是掌握自吸泵的自吸原理；三是掌握液固兩相流泵的設計方法。工業(yè)用泵的類型非常多，要在有限的學時內(nèi)講解更多的泵型，要求任課教師對各類泵的結(jié)構(gòu)非常熟悉。另外，要達到預期的教學目標，還要在課堂講解、課程大作業(yè)上以及實踐教學等方面做出一些教改嘗試。經(jīng)過幾年的教改嘗試，獲得了一定的教學效果。

　　一、教改前課程教學存在的問題

　　相比傳統(tǒng)的教學方式，本課程采用多媒體教學為主，輔以板書，該方式使得學生能夠接受大量的信息，有助于全面了解各類泵型。通過學生的反饋獲得的本課程存在的主要問題：1.大部分學生認為該專業(yè)課程非常實用，有助于他們今后的就業(yè)，但是由于涉及的泵型太多，學生無法深入了解；2.該課程主要涉及結(jié)構(gòu)設計，部分學生認為課程枯燥,抽象，難懂，學生在課堂上是被動式的接受，而非處于對知識本身的興趣和探求；3.部分學生沒有在學習中把工業(yè)泵的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)合起來，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有一些學生知道有該結(jié)構(gòu),卻不知道該結(jié)構(gòu)的具體功能和設計原理。例如離心泵上常見的平衡孔，大部分學生不清楚平衡孔設置的數(shù)量以及開設位置與軸向力平衡之間的關(guān)系。因此，有必要對該課程進行改革，進而提高學生對所學課程的興趣以及相關(guān)知識的理解程度，實現(xiàn)本課程設置的目標。

　　二、教改措施

　　傳統(tǒng)的本科授課方法以教師講解為主，學生被動接受，學生主動思考和參與的程度不夠，導致上課過程中多數(shù)學生無法跟上老師思路，或者睡覺，或者做其他的事情，教學效果比較差。作為流體機械及工程的選修課，面對的是畢業(yè)班的學生，部分學生對于這門課更是為了拿到畢業(yè)學分，而不是以增長專業(yè)知識。為改變這種被動的教學方法的弊端，本門課程在如下幾方面做了嘗試：1.課堂教學與實踐教學相結(jié)合工業(yè)泵結(jié)構(gòu)復雜,學生們總覺得很抽象，對此,我們通過改善課堂教學手段、加強校內(nèi)實踐環(huán)節(jié)讓學生掌握一些常見工業(yè)泵的結(jié)構(gòu)。實踐教學中設置了雙吸泵拆裝實踐、離心泵性能測試、泵的自吸性能實驗、機械密封作用原理等，結(jié)合實踐教學后，學生的的學習熱情顯著提高，結(jié)合實物和實驗，更易于學生掌握本課程的專業(yè)知識。通過上述實踐環(huán)節(jié)，加深了對學生對課堂理論知識的理解，學習針對性更強了，圖1為雙吸泵拆裝現(xiàn)場。2.結(jié)合CFD的課堂教學計算流體力學（ComputationalFluidDynamics,CFD）是建立在經(jīng)典流體力學與數(shù)值計算方法基礎(chǔ)上的一門新興學科[1]。它通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示的方法，在時間和空間上定量描述流場的數(shù)值解，從而達到對物理問題研究的目的。目前各種CFD通用性軟件包陸續(xù)出現(xiàn)，成為商品化軟件，性能日趨完善，應用范圍不斷擴大。本課程中涉及的第三章是自吸泵的自吸原理以及設計方法，第五章小流量高揚程泵中的迷宮螺旋泵等都結(jié)合了CFD來講解，圖2是通過CFD計算獲得的旋流自吸泵含氣率分布[2]，圖3是迷宮螺旋泵定子內(nèi)的靜壓分布[3]。將CFD引入到這兩個章節(jié)的教學中，有利于學生掌握泵相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對泵的性能及內(nèi)部流動的影響規(guī)律。3.項目教學法的引入在本課程第四章液固兩相流泵結(jié)構(gòu)與設計的教學過程中引入項目教學法，即明確項目后由師生共同實施的教學活動。主要包括以下幾個階段：第一階段教師提出設計任務，闡明設計的難點和重點，講解常見兩相流泵結(jié)構(gòu)及存在的問題，學生參與討論，確定設計任務的具體參數(shù)，主要包括固液兩相流泵的設計流量、揚程、轉(zhuǎn)速以及輸送顆粒物的濃度和粒經(jīng)；第二階段以教師課堂講解為主，講解固液離心泵兩相流基本方程式，分析顆粒在葉輪內(nèi)的運動規(guī)律，最后引入固液兩相流泵的水力設計方法；第三階段以學生為主，教師將學生分組，分別下達不同的設計參數(shù)，結(jié)合學生調(diào)研和前面兩個階段的教師講解，學生完成泵的水力設計，撰寫設計說明書和繪制葉輪水力圖。在這個階段，學生會遇到很多困難，此時教師需積極與學生溝通探討，將解決方案制定出來。通過這次實踐后教師課讓學生充分了解液固兩相流泵的水力結(jié)構(gòu)參數(shù)對其性能的影響。圖4為學生完成的液固兩相流泵葉輪水力圖。4.多樣性的課程考核本課程要求學生掌握現(xiàn)代工業(yè)泵結(jié)構(gòu)及其設計方法因此試卷考試無法全面檢查學生掌握本課程的程度。結(jié)合本課程的特點,采用課程考試、項目大作業(yè)以及PPT講解等三方面綜合考察學生對本課程的掌握程度，其中課程考試主要考察學生對基本概念的理解，項目大作業(yè)考察學生應用理論知識解決實際問題的能力，根據(jù)項目大作業(yè)制作的PPT，可以鍛煉學生陳述與分析總結(jié)能力。這一考核改革的好處就是針對該門課程自身的特點,全面考核學生對大綱要求內(nèi)容的掌握程度。

　　三、總結(jié)

　　近年來，針對現(xiàn)代工業(yè)泵結(jié)構(gòu)與設計這門課程的特點，通過在實際教學中不斷地進行嘗試和探索：課堂教學與實踐教學相結(jié)合、結(jié)合CFD的課堂教學以及項目教學法的引入等多個方面對該課程的教改做了嘗試。當然，目前針對該門課程所進行的工作也只是初步的、嘗試性的，教學質(zhì)量的大幅度提高不是一蹴而就的，而是需要進行長期深入地努力才能實現(xiàn)。

　　參考文獻：

　　[1]劉棟.泵內(nèi)流場數(shù)值模擬教學方法的探索與實踐.課程教育研究.2015.2:206.

　　[2]王春林，吳志旺，司艷雷,等.旋流自吸泵汽液兩相流數(shù)值模擬.排灌機械.2009,27(3):163-167.

　　[3]王春林，張浩，彭娜，等.三角形迷宮螺旋泵內(nèi)部流場數(shù)值計算及試驗，排灌機械.2009,27(2):74-77.

【現(xiàn)代工業(yè)泵結(jié)構(gòu)與設計教學方法論文】相關(guān)文章：

環(huán)境設計手繪表現(xiàn)圖問題與教學方法01-04

程序設計課堂教學模式探索論文03-20

原子的結(jié)構(gòu)教學反思02-03

工業(yè)設計表現(xiàn)技法課程教學革新論文03-10

常見的文言固定結(jié)構(gòu)03-19

材料結(jié)構(gòu)分析復習總結(jié)（通用10篇）05-16

細胞結(jié)構(gòu)和功能的實驗研究方法總結(jié)07-19

《標牌設計》的教學設計03-14

現(xiàn)代通信技術(shù)總結(jié)范文（通用10篇）11-16

設計分層教學目標設計05-20