水泵及水泵站課程設計改革探析

劉春河+郭少華+劉濤

摘要：水泵及水泵站課程設計是與水泵及水泵站的課堂教學密切相關的實踐教學環節。文章從水泵及水泵站課程設計的任務、目的和意義出發，分析了水泵及水泵站課程設計存在的問題，并提出了課程設計與理論教學相結合，將課程設計貫穿于理論教學之中的改革方法。

關鍵詞：水泵及水泵站；課程設計；方法

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）08-0039-02

一、水泵及水泵課程設計的任務、目的和意義

課程設計是課堂教學環節的繼續、深入和發展，是培養學生綜合應用所學知識，分析解決工程實際問題的重要環節[1]。水泵及水泵站課程設計的主要任務是以泵站工程設計為背景，利用水泵及水泵站基礎理論，通過計算、選型、配套設計、校核、方案比較等過程，設計滿足正常運行和生產需要的泵站。其主要目標是引導學生將基礎理論應用于工程實踐，提高學生獨立分析問題和解決問題的能力、查閱資料的能力、繪圖的能力、計算書撰寫的能力、合作學習的能力。

二、水泵及水泵站課程設計存在的問題

（一）課程設計時間短

水泵及水泵站課程設計內容通常包括：泵站樞紐布置；設計流量和設計揚程的確定；水泵的選型與配套設計；水泵安裝高程的確定；確定泵房結構；泵房內部布置及各部分尺寸的擬定；進出水建筑物等的設計、布置；工況校核；泵房構造設計；繪圖及編制設計說明書。

根據教學計劃安排，本課程的設計為一周時間，并且在理論課結束后集中一周的時間進行設計。在一周的時間內完成水泵及水泵課程設計時間短、任務重，很難完成相應的內容。

（二）學生對泵站的認識不夠

當前由于各方面的原因，水泵及水泵站課程開始時的認識實習、課程中間的實習都無法正常進行，所以學生學習完這門課程后往往還沒見過泵站，所有關于泵站的知識還只是局限于書本上和教師的講解；根本不知道泵站究竟什么樣，都有哪些建筑物，各建筑物之間的位置關系如何，有哪些輔助建筑物和輔助設備； 對設計不知從何處著手，公式不會用，通常只是按照教材上各章節的內容進行設計，其結果是各建筑物完全是獨立的結構，無法將所有的建筑物有機地結合在一起，設計結果矛盾突出。

（三）繪圖能力較差

一般課程設計圖可以是手繪，也可以是CAD出圖，目的是提高學生的繪圖和識圖的能力，但由于基礎課程掌握得不扎實，無論是手繪圖還是CAD出圖都是一件比較難的事，圖紙上的整體布置、各種線條的畫法、各交叉建筑物之間的關系、數據的標注等都很不準確。

（四）不會編寫計算書

水泵與水泵站的課程設計是在大學三年級的第二學期進行的，在這之前學生并沒有真正接觸課程設計或編制設計計算書，所以學生不知道如何編寫設計計算書。平時學生也使用電腦，也打印材料，但是不涉及比較專業的編輯內容，所以對設計的錄入和排版、公式的書寫、圖表等都是一個全新的過程，是需要時間重新學習的。

（五）對課程設計不夠重視

這里既包括教學管理層面，也包括教師和學生。首先體現在專業教學計劃上，安排一周的課程設計本身就不夠合理；并且沒有課前的認識實習和課中的教學實習；課程設計沒有嚴格而且合理的考核辦法，課程設計的好與壞對學生沒什么影響，所以學生對課程設計更加不重視。

除以上問題外，課程設計中還存在資料匱乏、考核方式陳舊、學生相互抄襲、網上下載、利用上屆學生的設計文本直接改、設計與實際相差甚遠、CAD繪圖水平普遍偏低、沒有創新點等問題。

針對以上問題，為了提高學生的課程設計質量，更好地將水泵及水泵站課本上的知識融會貫通，對水泵及水泵站課程設計進行改革成了課程組全體教師勢在必行的一項重要任務。

三、改革水泵與水泵站課程設計的方法

（一）將課程設計穿插在教學過程中

課程設計與理論教學結合起來，即將課程設計貫穿于理論教學的始終，可以使水泵及水泵站的課程教學更有針對性，學生學習的目的性更明確，也使得課程教學圍繞設計展開，課程教學的連續性更強，各部分的內容結合得更加緊密。

如“灌溉泵站初步設計”，教師給定基本資料后，依據課程設計的要求，學生將完成泵站的規劃、水泵的選型及配套、水泵安裝高程確定、泵房設計，進出水建筑物設計、水泵工作點校核等。這些內容和教材上的內容是相同的，所以在進行“水泵及水泵站”這門課程教學時，第一次課就將本課程的教學環節清楚地告知學生，將課程設計任務書發給所有學生，并且將課程設計的重要性、課程設計的時間安排、最后的成果要求等全部講清。任務書上首先要給學生提供一個總體思路，提供盡可能多的參考資料和基本數據，所給題目盡可能和實際工程結合起來[2]。這樣學生在學習過程中就知道要學什么和怎么樣學，可以促進教學效率的提高。

在具體授課過程中，教師根據教學進程安排學生的課程設計進程，例如在講解泵站性能能數的確定時，可以用例題的方式講解，不只是講解書中的公式，主要講解在給定資料后如何確定泵站的流量和特征揚程。課后安排學生根據課程設計資料進行泵站設計流量和特征揚程的計算，并且要求學生按時提交作業，這樣學生將課堂教學、課后作業、課程設計聯系在一起，有利于理論知識的消化吸收，也避免了專業課理論教學的枯燥。

（二）充分利用實際工程圖片

水泵的選型與配套設計一直是教學的一個難點，選什么樣的水泵更合適要考慮多方面的因素。在講解水泵選型與配套時，教師對選型方法、步驟及考慮的因素等可作簡單介紹，然后將不同類型的水泵及同種水泵不同安裝方式、相應的泵房形式等以工程圖片方式介紹給學生，并作相應的比較。這樣學生對選泵時所考慮的因素的認識不僅局限于理論，可以加深對選泵方法的理解。當然也可以通過一個實際的設計結果進行分析說明，這樣學生的理解會更加深刻。

講解這部分內容時可以在課后留相應的選泵的作業，通過作業的結果找出學生選泵中的問題，然后進行總結，提出合理的方法，再讓學生進行課程設計中水泵機組的選型設計。

在講解泵房的類型、內部布置時，選擇分基型泵房、干室型泵房和濕室型泵房為重點，根據實際工程介紹不同的結構及布置方式的優缺點、對尺寸的影響、對工程量的影響等。同時通過實際的泵房結構圖片，可以使學生清楚地了解泵房的構造、各部分的作用、各構件設計時應考慮的因素。

（三）注重作業訓練與課程設計的整合

水泵裝置運行工況確定是課程學習的重點，也是難點，當然也是泵站工程運行管理的重點。水泵工作點的確定涉及裝置性能曲線，而不同的裝置形式如單泵單管平行布置、單泵單管收縮布置、并聯布置等裝置的性能曲線的確定方法是有區別的，在講課過程中，有針對性地做一些工作點確定方面的練習，然后再進行課程設計中的工作點的確定，這樣學生就可以更好地掌握工作點的確定方法、工作點的調節方法等。

泵房的尺寸擬定也是水泵與水泵站理論教學及課程設計的重點環節，有些教材給出的是純文字性的描述，也有些教材給出的是具體的公式，但無論哪一種方式都有其局限性。純文字描述性的說明，學生難于理解，具體的公式也只是針對一種特定的布置方式的公式，換成其他的布置形式就可能不適用。另外，泵房的尺寸擬定還要考慮進出池的設計、進出水管路等，在講課時要將進水池設計、管路布置設計、泵房的設計相互聯系的地方交代清楚，讓學生建立一個整體的概念。

具體講解泵房尺寸擬定時，可以選擇分基型泵房和濕室型泵房為實例，講清長、寬、泵的安裝高程及其他各高程、泵房的高度等的影響因素和計算方法。作業時，除基本資料外，水泵的有關尺寸、安裝要求等，由學生在水泵產品樣本上查取，這樣也鍛煉了學生使用資料的能力。

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（四）充分利用網絡資源

目前的網絡資源非常豐富，教師要鼓勵學生充分地利用網絡資源，如水泵的類型、水泵的構造、實際的泵站工程等都可以在網絡上得到相關的資料，所以在講課時要根據講課的進程安排學生自己查找相關的內容，如泵、泵站、泵房等。網絡上直觀的照片可以提高學生的興趣，也有利于學生對知識的掌握理解。

多年來，通過指導學生的課程設計筆者還發現，學生的繪圖能力比較弱，雖然學生在大一、大二時學過工程制圖的基本知識及AUTOCAD的基本知識，但實際應用時卻困難重重，學生不會繪圖，圖紙上的版面布置、基本的線條、尺寸標注等都不清楚。為了克服這些問題，在課程設計時讓學生在網絡上搜索泵站設計圖，作為學生設計的參考，這樣學生就可以清楚各類線條的畫法，建筑材料標識，尺寸、文字的標注，標題欄的要求，從而提高學生的繪圖質量。

教師在制作多媒體課件時，也要充分利用網絡資源，可將各種類型水泵（或泵站）的外、內部構造以圖片或錄像的形式向學生形象地展示，以增強學生的感性認識，彌補學生經驗的不足[3]。

（五）提高設計計算書的撰寫質量

水泵及水泵站課程設計的主要計算內容在理論教學過程中就基本完成，根據教學安排，課程結束后有一周的課程設計時間。這一周的分配情況是：一天的時間對整個課程設計的計算部分進行檢查確認，兩到三天的時間整理計算書，三到四天的時間繪圖。

從歷屆學生的畢業設計看，學生撰寫設計計算書的能力還比較弱，表明平時的基礎訓練還少，而課程設計是訓練學生撰寫設計計算書的一個重要途徑。在水泵及水泵站課程設計時，我們通常用半天的時間集中給學生講解計算書撰寫的要求：如目錄、摘要、各級標題、公式、表格、插圖、結論、參考文獻、頁碼、字號及字符間距等，一般按照學校制定的畢業設計的排版要求進行，經過訓練學生撰寫計算書的能力都有了很大的提高。

（課題組成員還有龔文峰、王笑峰）

參考文獻：

[1]李霞，聶麗君.從課程設計探討“水泵及水泵站”理論教學改革[J].中國電力教育，2011，(16).

[2]王燁，孫三祥，曾立云.加強實踐環節 探索“水泵及水泵站”課程教學新模式[J].制冷與空調，2008，(4).

[3]曾立云.“水泵及水泵站”課程教學研究與實踐[J].甘肅廣播電視大學學報，2002，(1).

收稿日期：2014-01-08

作者簡介：劉春河（1965—），男，黑龍江阿城人，黑龍江大學水利電力學院高級實驗師，主要從事水泵及水泵站研究。

基金項目：黑龍江大學新世紀教育教學改革工程一般課題“水泵及水泵站課程建設與改革”（2011C048）

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