新工科背景下過程流體機械課程教學探究

孟智慧，王 昌，陳曉娟，邢靜宜

（內(nèi)蒙古科技大學機械工程學院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

為適應“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大發(fā)展戰(zhàn)略實施，教育部推行“新工科”計劃。傳統(tǒng)工科的培養(yǎng)理念是學科導向，教育模式傾向于解決確定的、線性的、靜止封閉問題的科學模式,知識結(jié)構(gòu)強調(diào)學科知識體系的系統(tǒng)性和完備性，教學設計更加注重知識傳授。新工科則強調(diào)“成果為導向”的人才培養(yǎng)理念。強調(diào)教學“以學生為中心”的理念，強調(diào)師生互動，創(chuàng)新教學方式和評價機制，以能力培養(yǎng)為目標的工程教育模式。在新工科背景下,“過程流體機械”是一門學科交叉與集成的專業(yè)課，將工程熱力學、化工原理、流體力學與粉體力學等多門基礎學科的理論知識應用于工程實際的各種流體機械。工程教育認證專業(yè)補充標準（機械類）也明確指出該課程是過程裝備與控制工程一門主干課。因而該課程的教學效果機制對評價本專業(yè)學生的培養(yǎng)質(zhì)量有著較大的影響。應抓住契機，積極探索課程教學的新模式，以適應新時代的新需求。

1 過程流體機械課程教學存在問題

過程流體機械課程主要講授過程工業(yè)常用流體機械的種類及型式，要求學生重點掌握往復壓縮機、離心壓縮機和離心泵的工作原理、結(jié)構(gòu)型式、運行特性、調(diào)節(jié)控制方法和機器等方面的知識，使學生具備對常用流體機械進行特性分析、技術(shù)改造、維護和管理能力。但是長期的教學經(jīng)驗表明，該課程教學過程中存在許多困難，目前沒有辦法滿足新工科的要求。

本課程理論和實踐并重，應具備扎實的力學和專業(yè)基礎知識，同時需要聯(lián)系生產(chǎn)實際；教學內(nèi)容繁雜而抽象、課時少，知識點多而凌亂，學生很難把各個知識點融會貫通；學生能夠接觸到的壓縮機與泵很少，很難直接體會壓縮機與泵的運行特性，感覺抽象；跨學科內(nèi)容和應用內(nèi)容涉及少，使學生很難將理論應用到工程實際中；課程評價方法單一，無法做到培養(yǎng)創(chuàng)新能力和跨界整合能力。

2 教學改革探索

2.1 以成果為導向

反向設計課程教學目標和教學大綱，以學生的培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求為導向，遵循反向設計原則，結(jié)合“過程流體機械”課程對畢業(yè)要求的支撐內(nèi)容確定其課程目標和教學大綱。本專業(yè)的培養(yǎng)方案將專業(yè)認證規(guī)定的畢業(yè)要求分解成29 個小指標點，本課程對其中2 指標點有支撐作用，根據(jù)每個小指標點，確定具體的教學目標，在教學大綱中根據(jù)課程實際情況設置了3 個課程目標，并明確二者之間的關(guān)系。

2.2 改革教學思路，融入課程思政遵循立德樹人的教育理念

在課程的教學方面融入“課程思政”元素，將專業(yè)知識與行業(yè)發(fā)展相結(jié)合，培養(yǎng)學生樹立家國情懷、獻身我國化工裝備行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步的使命感和事業(yè)心；將專業(yè)知識與流體機械最新科技前沿相結(jié)合，培養(yǎng)學生不斷創(chuàng)新、勇攀科技高峰的探索精神；將專業(yè)知識與工程倫理相結(jié)合，培養(yǎng)學生遵守職業(yè)道德規(guī)范、造福人類的職業(yè)素養(yǎng)和責任擔當；將專業(yè)知識與職業(yè)發(fā)展相結(jié)合，培養(yǎng)學生求真務實、精益求精的工匠精神。

2.3 基于成果導向教育模式構(gòu)建系統(tǒng)化的課程教學體系，進一步提煉授課內(nèi)容

新工科的多學科交叉融合的特點導致對課程教學改革是系統(tǒng)性的而不是孤立的。任何一門課程不再是單一的一門課，而是將課程歸并到本專業(yè)的課程體系中去，因此，本課程的教學體系改革不僅要考慮到先修和后續(xù)課程的銜接，同時斟酌后續(xù)發(fā)展和企業(yè)的需求。將涉及的交叉知識點進行融合，刪除部分重合知識點，增補一些新知識點。比如：（1）補充流體機械發(fā)展進程和走向的介紹，簡要分析在燃料電池汽車和醫(yī)療領(lǐng)域中流體機械的經(jīng)典案例，闡述關(guān)鍵特征，了解現(xiàn)今流體機械的應用趨勢，對比國內(nèi)外現(xiàn)存在的技術(shù)差距，激勵學生奮發(fā)圖強。（2）結(jié)合“新工科”的培養(yǎng)目標,引用全生命周期概念將雜亂的流體機械課程內(nèi)容整合成有機的整體，使課程內(nèi)容條理更加清晰，目標更加清晰。同時刪除部分結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容,插入石化領(lǐng)域所涉及的選型、性能比較和維護等方面的內(nèi)容。（3）刪減部分離心泵和離心機的教學內(nèi)容，離心泵和離心機的典型結(jié)構(gòu)、工作原理、基本方程和工作特性等在先修課程《化工原理》中已講述，因此，可把重疊部分刪減。

2.4 采用多模態(tài)教學模式，提高學生興趣

為實現(xiàn)新修訂的課程目標的達成，對教學方法進行改革，選用“集中授課+小組自學+專題研究”的多模態(tài)教學模式，輔以科技熱點跟蹤、文獻學習、PPT 展示和研究報告撰寫等教學環(huán)節(jié)。采用大班集中授課28 學時，第一章緒論內(nèi)容2 學時作為小組自學內(nèi)容，專題研究2 學時，提交書面研究報告。

2.5 改革考核方法，構(gòu)建評價綜合能力和創(chuàng)新能力的多元化考核機制

為全面評價學生的綜合能力和創(chuàng)新能力，采用多元化的考核制度。期末成績由三部分組成，即過程考核成績(小組自學、作業(yè)和出勤、專題研究)占30%、實驗占20%、結(jié)課考試成績占50%。結(jié)課考試內(nèi)容覆蓋大綱全部內(nèi)容，題型有填空、選擇題、名詞解釋、計算和綜合題。其中綜合題來源于工程實際，需要學生發(fā)散思維，綜合運用所學知識進行創(chuàng)造性回答這種綜合評定方式使學生更注重平時的學習積累，減緩了期末考試的壓力。

2.6 利用現(xiàn)有的開放式的實踐教學平臺，強化學生的實踐創(chuàng)新能力和動手能力

在整個教學過程中，利用該實踐平臺，實現(xiàn)一個從實踐到理論，再從理論到實踐的螺旋式提升。通過此種方式，學生對流體機械課程的進一步理解和工程應用能力的鍛煉，學習效果明顯。

2.7 延伸課堂教學，提升學生工程實踐創(chuàng)新能力

新工科的目標是培養(yǎng)具有自主學習和終身學習意識的工程創(chuàng)新人才，為此，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育從課堂延伸出去。利用本校多層次、開放式的實踐平臺為學生提供廣泛的實踐創(chuàng)新訓練機會，通過機械設計創(chuàng)新大賽、過程裝備實踐與創(chuàng)新大賽等課外科技比賽等活動，讓學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力得到提升，使得學生能夠?qū)⑺鶎W知識應用于工程實踐分析問題、解決問題的能力提升。

3 結(jié)論

基于“以學生為中心”的價值導向，秉承成果導向的教育理念，融入“課程思政”元素，對過程裝備與控制工程專業(yè)的核心課程“過程流體機械”的課程目標、教學大綱、教學內(nèi)容、教學模式、考核機制和實踐環(huán)節(jié)等幾個方面進行探究，摸索出一套全新的過程流體機械教學模式。

新的教模式需要許多一線教師共同探索完成，只有不斷嘗試，才能不斷優(yōu)化更新本課程教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量和提升學生的課堂參與度與收獲感，實現(xiàn)培養(yǎng)具備研究能力、解決問題能力、實踐能力和合作溝通能力的新工科人才的目標。