《過程流體機械課程設計》教學探討

林哲 葉佳輝 翟璐璐

摘 要：課程設計是一種培養大學生實際動手操作能力的重要方法。本課程設計將校企合作和團隊合作融合到整個課程設計環節，分成校內課程設計和校企聯合課程設計。針對校內課程設計，將組織學生進行實物拆裝測繪，組織學生去企業參觀實習；針對校企聯合課程設計，主要是針對企業的要求，在企業指導老師的指導下開展課程設計。通過對課程設計的改革，既可以增強學生對于流體機械設備的深入了解，又增加過控專業學生的實際動手操作能力，加強了學生們的團隊配合意識。

關鍵詞：過程流體機械；課程設計；校企合作；團隊合作

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）01-0132-03

Abstract： Curriculum design is indispensable in the cultivation of college students' practical ability. Based on the idea of school-enterprise cooperation and team work， the "Process fluid machinery" curriculum design consists of two parts： in-school design and combined design. For in-school design， students will disassemble equipment and mapping， and they also will be organized to visit fluid machinery companies. For combined design， students will carry out their design to meet the requirements of the company， and their design will be guided by technical staff of the company. Through the reform of the curriculum design， students will get an in-depth understanding of fluid mechanical equipment， and have a better practical ability. Meanwhile they will have a stronger sense of teamwork.

Keywords： process fluid machinery； Curriculum design； school-enterprise cooperation； team work

一、概述

課程設計是培養當代大學生理論與實踐相結合能力的一個重要環節。因此關于課程設計的教育方法研究一直受到國內外高等學校的重視[1]。泰勒提出了“目標模式”，為課程設計提供了研究方向和研究范圍，明確了課程設計需要解決的四個主要問題：（1）學校需達到的教育目標；（2）學校需提供的教育經驗以達成這些目標；（3）這些經驗如何有效組織；（4）如何確定這些目標是否得以實現[2]。滕豪斯針對提出的“目標模式”進行了深度分析，提出了追求自身價值，并帶有主觀思想的“過程模式”，對此陸啟光分析認為[3]認為教改的關鍵，在于教育者如何在實踐中發現問題，并通過思考提出解決問題的辦法。

在改革開放以來，我國高等院校圍繞著課程設計如何推陳出新、如何滿足學生專業需求以及如何實現培養目標等問題開展了大量研究。陳俠[4]在其《課程論》中，論述了課程編制重點、設定趨勢以及限制課程編制的因素等內容，對推動我國課程設計的發展有著重要的意義。如今，課程設計已經成為了我國高校教育中不可或缺的一部分。我國高等院校教育工作者也一直在課程設計教學的相關問題上不斷探索和拓展，并在課程設計方法、不同類型課程設計研究以及課程設計模式研究等方面取得了豐碩的成果[5]。

在現代高等教育環境下，高等院校更加注重培養社會需要的應用型人才，即不僅限于書本和教材，更多是需培養學生的動手實踐能力[6]。傳統的機械類課程設計教學，往往以指導教材為基礎，以課堂教育貫穿始終，較少培養學生的實際動手操作能力，無法滿足現代工科大學生的培養需求[7]。因此，需要對課程設計進行改革，注重培養學生實際操作能力，并著重訓練學生的團隊合作[8，9]。

二、過程流體機械課程設計存在的問題

目前《過程流體機械課程設計》的實施過程中，主要存在以下問題：

（一）學生相互抄襲，使得考核毫無意義

存在抄襲的主要包括以下幾個方面的原因：一是學生對課程設計的意義沒有深入認識，他們認為課程設計就是照抄設計手冊上的公式，換幾組數據進行計算，對他們的成長并沒有幫助，因此不重視課程設計過程，從而衍生出一系列抄襲現象。二是課程設計題目歷年變化很小，學生較為容易從其上屆學生處獲得課程設計的全部內容。三是學校對課程設計的考核缺乏查重手段，這也進一步助長了學生間的抄襲。

（二）課程設計缺乏實際動手操作環節，僅通過設計手冊上的設計指導很難讓學生對設計的流體裝備有直觀的認識

課程設計的初衷是讓學生通過對機械設備的計算設計，深入了解機械的構造和原理。但是機械化地照搬設計指導書內容和公式，即使學生獨立完成了整個設計過程，最終也是知其然而不知其所以然。學生答辯的時候并不明白一些零部件的尺寸選取規范、強度校核、公差度等尺寸標注究竟有何意義，腦海里也沒有整個零部件運行原理的概念。

（三）課程設計與現代工程實踐嚴重脫軌

盡管目前我國對教育的投入力度很大，但是大部分人力物力都被投入到了課堂教學及學?；A設施改善之上，使學生在理論學習方面享受到了越來越完善的教育。但是很多學生對企業的實際設計生產過程并沒有較為深刻的認知和了解。以閥門設計為例，學生對閥門的設計過程缺乏直觀和系統的了解，導致在課程設計完以后對閥門校核的意義不甚了解。如果他們在課程設計過程中到企業進行過實地考察，就會明白設計的不當，將導致閥門在應用中出現哪些損壞或失效，會對整個管道輸送系統造成多大的危害。

（四）學生缺少創新能力和團隊合作意識

目前，課程設計基本都是每人分配到不同的設計參數，獨立設計完成，無法體現出學生之間的合作精神。而設計的結果往往都是千篇一律，導致課程設計質量低。

三、課程設計改革內容

（一）教學方案設計

過程流體機械的課程設計實施階段主要是分成校內課程設計和校企聯合課程設計開展。針對校內課程設計，主要是對學生進行課程設計培訓，組織學生進行拆裝測繪，組織學生去企業參觀實習；針對校企聯合課程設計，主要是針對企業的要求，在企業指導老師的指導下開展課程設計。在總結評分階段主要是學生按照要求準備課程設計報告，進行答辯，并開展綜合評定。

（二）學生分組與任務分配

我們根據本校的研究特色，在過程流體機械課程設計中設置了泵、閥門和風機三個對象，并按照三個設計對象分成3大組，每個大組我們又根據任務的差別進行了細分，分成若干個小組。為了客觀評價每個學生的表現，在選好所需設計的流體機械類型后，小組中每個成員將隨機獲得個人命題，確保小組內每位成員都有自己明確的工作任務，同時也保證了小組成員的內容不重復。表1為閥門設計的分組和任務情況。

（三）實物拆裝測繪

流體機械裝備實物的拆裝測繪為課程設計的實際動手操作環節，不僅能夠增強學生對于流體機械設備的了解，還能促進小組成員在課程設計過程中培養合作默契。在該環節，我們將為各小組提供一個過程流體機械裝備（如閥門），該小組成員需要分工合作，對整個設備進行拆卸，并使用測量工具測出各個位置的參數后進行零部件的二維圖紙測繪及三維裝配圖的測繪，接著對于每個人給予不同的設計參數和工況，在不同工況下對模型進行數值模擬，最后組合模擬結果進行整體分析并撰寫設計報告。具體如下：

1. 以小組為整體，分工合作。團隊的構建以自由組隊為原則，人數為3-5人。團隊中各成員根據需要可承擔多項工作，每個成員都有自己相應的任務，一旦自己負責的環節出問題將影響小組所有成員，這樣的壓力和責任下可以使得成員們互相監督，互相成長，提高了工作效率。

2. 實物部件拆裝測繪，增加學生動手能力。每個小組根據各自的工作任務以及工作指導書上的內容，對各自的對象先進行前期的資料翻閱工作。在此期間組織學生到實驗室對其設計對象進行拆裝，并對一些結構參數進行測繪。在測繪階段，小組內每個成員將分別對設備的零部件進行測繪，并繪制各自測繪的零件圖。最后各成員將自己所繪制的圖進行整合，組合成一個裝配圖。

3. 鼓勵學生進行優化設計。鼓勵學生充分發揮自己的主觀能動性，鼓勵創新，可以合理并適當地修改模型零部件的設計尺寸和形狀，優化原有模型，提高設備的工作效率。對于進行優化設計的學生，最終成績可以視情況給予加分。

4. 加大課程設計培訓力度。為了使學生更加快速地進入到過程流體機械課程設計中，我們在課程設計的初始階段，組織了在校內參加課程設計的學生到學院機房進行培訓。主要培訓內容是如何對課程設計的結構進行設計、三維建模、數值計算，并且我們在這個過程中也會遇到的一些問題進行統一講解。我們在每個方向上都配備了一個研究生實時指導。

（四）企業認知實習

由于課程設計在暑期開展，因此在此期間，我們組織了學生去浙江省內過程流體機械企業進行短期實習。以風機為例，我們組織學生去浙江上風高科專風實業有限公司進行了認知實習。在浙江上風高科專風實業有限公司主要學習了工業用、民用及核電領域的離心風機、柜式風機、斜流混流風機、地鐵隧道風機、磁懸浮鼓風機、單級高速鼓風機、多級離心鼓風機、冷卻塔專用風機等產品的工作原理與技術難點。同時著重對工業離心風機及地鐵軸流風機總裝、精加工、鑄造車間及風機檢測中心進行了參觀。

（五）校企聯合課程設計

這部分學生在暑假期間，將去各自實習的企業進行相應的課程設計，主要是在企業技術人員的指導下，結合企業的實際產品，對各自的設計對象進行設計，繪制全套設計圖紙，并經由企業技術人員進行審核。

（六）答辯及考評

在課程設計結束后，每個學生根據自己的任務內容，撰寫總結報告，并做好答辯PPT，以小組的形式進行答辯。針對在學校做課程設計的學生，我們主要采用兩種形式進行答辯：一種是學生講解PPT，同時回答問題；第二種是隨機抽取學生到機房進行實時操作。針對校企聯合課程設計的學生，主要是講解PPT并以問答的方式進行答辯。在成績評定方面，我們將最終的成績分成3個部分。第一部分是課程設計報告的成績，這部分成績占60分，其中50分為課程報告成績，這部分主要由指導老師根據每組學生最終提供的報告給予評定；另外10分為學生課程設計的表現評價，在這部分成績評價方面，我們引入了組內互評的形式，讓小組內成員對其他成員的表現進行排序，表現優秀的10分，良好8分，一般6分。第二部分是課程設計的答辯成績，占40分，由指導老師根據每個小組的答辯情況依照小組的形式給予評分。第三部分為加分項，對于課程設計結果進行了優化設計，并能在數值模擬中體現優化后的有益效果的學生，酌情給予加分。在企業實習的學生，根據企業實習表現可以獲得5-10分的加分，具體由企業指導老師確定；最后統計三部分的成績，整合成最后的總成績，并以優、良、中、及格和不及格五級制給予最終課程成績。

四、結束語

課程設計對于當代大學生教育有著重要的意義，它能使學生通過實踐更加深入的了解自己專業的應用知識。針對現有過程流體機械課程設計教學存在的問題，本文提出了校企合作和團隊合作相結合的培養思路，強調在課程設計中的動手實踐能力。增強了學生的團隊配合精神和責任感，同時學生也能更好的掌握本專業的知識。

參考文獻：

[1]于海波，孟凡麗.課程設計改革20年：回顧與前瞻[M].基礎研究教育出版社，2002.

[2]泰勒.課程與教學的基本原理[M].施良方，譯.中國輕工業出版社，2008.

[3]陸啟光.課程價值取向探析[J].廣西師范大學學報（哲學社會科學版），1997（2）：45-50.

[4]陳俠.課程改革的辮證法：正確處理學校課程改革的各種關系[J].課程·教改·教法，1985（5）.

[5]王玉.新時代背景下的課程設計取向[J].教育探索，2010（2）：53-54.

[6]陳海霞，王鎖萍，熊田忠.面向企業需求的電氣控制類課程設計創新教學模式[J].實驗室研究與探索，2014（2）：190-193.

[7]馮憑，丁海娟，李小海.提高機械制造專業課程設計質量的途徑[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2010（6）：69-70.

[8]王勇，偶國富.過程設備設計教學方法探討及對教材的建議[J]. 化工高等教育，2011（3）：78-81.

[9]仉春華，歐曉霞，張鳳杰，等.團隊合作學習在課程設計中的應用與探索[J].中國電力教育，2013（10）：154-155.