论文部分内容阅读
摘 要 根据化工过程流体机械教学目标和培养学生多方面能力的要求，通过更改教学模式、强化实践教学内容和注重基本理论的延伸与扩展，增强授课效果，培养学生解决实际问题的能力，提高学生的综合素质。
关键词 化工过程流体机械；网络教学；实践教学
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）09-0110-02
Exploring and Practice of Teaching Method of Chemical Process Fluid Machinery//Zhou Changjing， Wang Zhenbo， Wang Zongming， Zhang Dahai
Abstract According to the requirement of students’ ability in many aspects of chemical process fluid machinery and teaching goal of course， through the change of teaching mode， strengthening practice teaching content and focus on the extension and expansion of basic theory to enhance the teaching effect， cultivate students’ ability to solve practical problems and to improve students’ comprehensive quality.
Key words chemical process fluid machinery； network teaching； practice teaching
化工过程流体机械是中国石油大学（华东）化工装备与控制工程专业主干专业课程，课程综合了机械、结构、流体力学、工程热力学、调节控制和选型操作等多方面的知识。课程的教学目标是使学生掌握过程流体机械的结构形式、工作原理、性能特点和调节控制，培养学生具有从事化工过程流体机械的使用、选型、调节控制及研究改造的基本能力，实现对理工科专业学生知识、能力、素质的培养要求。为达到课程的教学目标和对学生的培养要求，多年来，课程组一直致力于对化工过程流体机械课程进行教学方式的探索与研究。本文主要介绍“化工过程流体机械”教学过程中探索的教学方法。
1 更改教学模式，多媒体、板书、网络教学相结合
在课程的授课过程中，采用多种教学手段相互配合的办法，并根据授课内容的特点，选用合适的教学手段和方法，以强化学生的学习效果。
针对授课内容中流体机械过流部件和关键机械零部件基本结构形式部分及流体机械工作理论当中涉及的抽象、难懂的问题，采用多媒体教学代替传统的板书和图片讲解，二维的流体机械内部结构图和工作原理图被设计成三维立体图和装配动画，并辅之以学生现场实习期间及机器拆装实践期间所拍摄的照片和录像。多媒体教学不但使复杂的结构和抽象的原理变得直观、易懂，而且会增加真实感，拉近学生和所要学习对象的距离，增强学生对化工过程流体机械的认识。对于授课过程中学生很难理解的流体在叶轮中的流动过程和离心泵气蚀、气缚等现象，则通过计算流体力学CFD获得叶轮内流场分布、三维动画和试验视频展示给学生，在有利于学生掌握好相关知识同时，也增加了课程的生动性，提升了学生对课程学习的兴趣。
化工过程流体机械同时也是一门理论性比较强的课程，授课过程中涉及很多流体机械理论公式的推导。针对公式的推导仍然采用传统的板书形式，这样公式推导过程中可以留给学生足够的时间思考和消化，有助于学生对理论公式的理解和掌握，避免了多媒体幻灯片片片之间易脱节，使公式推导不连贯，导致学生思考不足、理解不透、学习困难等问题。同时利用黑板板书能够增强教师授课时即兴讲解的上课效果，增强教与学的互动性。
网络教学，是远程教学的一种重要形式，是利用计算机设备和互联网技术对学生实行信息化教育的教学模式。网络教学相比传统教学模式，更能培养学生信息获取、加工、分析、创新、利用、交流的能力[1]。针对化工过程流体机械授课人数多、授课学时少等特点，自2007年开始，利用中国石油大学（华东）精品课程网站建设，课程组开始筹建化工过程流体机械课程教学网站，课程课件、授课教案、电子教材、授课录像、学习资料、实践教学资料、参考资料等教学资源相继上网，为学生在线学习提供了条件。根据学生网上学习反馈的信息，课程网站很好地发挥了辅教辅学功能，满足了教师教学和学生学习的需要。
2 强化实践教学内容，注重理论与实际相结合的教学方法
采用理论教学结合实践教学过程、课堂教学结合实验教学过程的教学方法，充分利用实践教学环境、实验教学条件，培养学生自学能力，达到重视理论联系实际、加强工程实践意识和培养学生工程应用能力的教学目标。所以本课程在教学的设计上，采用多种实践方法加强课程的实践教学内容。
在专业实习的安排上，将专业实习安排在课堂教学之前，通过专业实习期间机械运行现场参观，加深学生对流体机械在化工生产中地位的认识，激发学生对流体机械的学习热情。通过校内实习基地教学模型、实物流体机械设备讲解化工生产中涉及的流体机械的结构和工作原理，比较不同类型流体机械的结构特点，加深学生对各类流体机械结构、工作原理和性能的认识。同时通过实习过程中对典型流体机械的拆装训练，学生可以加深对机器基本结构的掌握，提高动手能力，增强对课程学习的兴趣。
在课程实验教学上，通过开设往复活塞式压缩机性能实验、离心泵性能实验和离心泵汽蚀实验，使学生对往复活塞式压缩机和离心泵的工作原理和操作控制有了更深的了解，同时加深了学生对泵和压缩机性能曲线和工作点调节的认识。在整理实验数据的过程中，学生通过对离心泵在不同转速下性能的换算，加深了对基本理论相似原理（比例定律）的理解，同时体验了基本理论在实际工作中的应用，很好地将基本理论与实际结合起来，强化了学生所学知识的工程应用意识。 3 突破课本束缚，注重基本理论的扩展与延伸
化工过程流体机械课程对学生的培养目标之一是要使学生具备对化工过程流体机械调节和控制的基本能力，实际工程中工作点的调节方法有多种，而相似定律是通过调节机流体机械（泵与压缩机）性能调节工作点的基础。例如，因为简单、方便，比例定律常用来确定性能调节所需转速和估算变速调节的节能效果。然而，对于应用比例定律计算变速调节节省的能量还有许多争议[2-3]。实际上，现行化工过程流体机械教材上给出的比例定律表达式只是适合无静扬程管路系统转速的调节，对于有静扬程管路系统则不能简单地套用比例定律来计算调节流量所需转速和估算节能效果。教学过程中通过设计无静扬程管路系统和有静扬程管路系统流量变化后确定变速调节所需转速的案例，让学生通过实际计算体验在两种不同特性管路中比例定律计算结果的差别，无静扬程系统，转速调节后泵提供的能头正好等于管路所需能头，而有静扬程系统泵按比例定律调速泵提供的能头小于管路所需能头，系统不能正常工作。
利用所学基本理论解决实际问题遇到困难后，学生会带着疑问和好奇，这时和学生一起分析有静扬程系统比例定律不再适用的根本原因，指出问题的所在，接着再讲解有静扬程系统比例定律的数学修正[4]。这种基本理论的扩展不但加深了学生对基本理论的理解，拓展了学生的知识面，而且能够培养学生的创新意识和科学精神，调动学生学习的积极性后，再鼓励学生不要满足于书本上的知识，要研究和掌握书本上没有的知识，鼓励学生阅读和教学内容相关的科研和教学论文，培养学生搜集资料、阅读文献的能力，逐步养成研究问题的良好习惯，学生就会乐于接受。
4 结论
通过改变教学模式、加强实践教学和注重基本理论的延伸，大大提高了学生学习的兴趣，对提高化工过程流体机械的教学效率、强化学生专业知识工程应用意识、增强学生学习主动性、激发学生创新意识具有较好的效果。
参考文献
[1]潘树林，卢朝霞.“过程流体机械”课程的教改与实践[J].广西大学学报，2003（6）：81-83.
[2]姜校林.变速水泵节能机理研究及错误纠编[J].自动化博览，2006（2）：62-64.
[3]符永正.管路特性对泵与风机变速调节节能效益的影响[J].中国给水排水，1999，27（9）：26-28.
[4]周昌静，陈国明，尹树孟，等.比例定律用于有静扬程系统转速比的修正[C]//第四届全国水力机械及其系统学术会议论文集，2011：291-295.
关键词 化工过程流体机械；网络教学；实践教学
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）09-0110-02
Exploring and Practice of Teaching Method of Chemical Process Fluid Machinery//Zhou Changjing， Wang Zhenbo， Wang Zongming， Zhang Dahai
Abstract According to the requirement of students’ ability in many aspects of chemical process fluid machinery and teaching goal of course， through the change of teaching mode， strengthening practice teaching content and focus on the extension and expansion of basic theory to enhance the teaching effect， cultivate students’ ability to solve practical problems and to improve students’ comprehensive quality.
Key words chemical process fluid machinery； network teaching； practice teaching
化工过程流体机械是中国石油大学（华东）化工装备与控制工程专业主干专业课程，课程综合了机械、结构、流体力学、工程热力学、调节控制和选型操作等多方面的知识。课程的教学目标是使学生掌握过程流体机械的结构形式、工作原理、性能特点和调节控制，培养学生具有从事化工过程流体机械的使用、选型、调节控制及研究改造的基本能力，实现对理工科专业学生知识、能力、素质的培养要求。为达到课程的教学目标和对学生的培养要求，多年来，课程组一直致力于对化工过程流体机械课程进行教学方式的探索与研究。本文主要介绍“化工过程流体机械”教学过程中探索的教学方法。
1 更改教学模式，多媒体、板书、网络教学相结合
在课程的授课过程中，采用多种教学手段相互配合的办法，并根据授课内容的特点，选用合适的教学手段和方法，以强化学生的学习效果。
针对授课内容中流体机械过流部件和关键机械零部件基本结构形式部分及流体机械工作理论当中涉及的抽象、难懂的问题，采用多媒体教学代替传统的板书和图片讲解，二维的流体机械内部结构图和工作原理图被设计成三维立体图和装配动画，并辅之以学生现场实习期间及机器拆装实践期间所拍摄的照片和录像。多媒体教学不但使复杂的结构和抽象的原理变得直观、易懂，而且会增加真实感，拉近学生和所要学习对象的距离，增强学生对化工过程流体机械的认识。对于授课过程中学生很难理解的流体在叶轮中的流动过程和离心泵气蚀、气缚等现象，则通过计算流体力学CFD获得叶轮内流场分布、三维动画和试验视频展示给学生，在有利于学生掌握好相关知识同时，也增加了课程的生动性，提升了学生对课程学习的兴趣。
化工过程流体机械同时也是一门理论性比较强的课程，授课过程中涉及很多流体机械理论公式的推导。针对公式的推导仍然采用传统的板书形式，这样公式推导过程中可以留给学生足够的时间思考和消化，有助于学生对理论公式的理解和掌握，避免了多媒体幻灯片片片之间易脱节，使公式推导不连贯，导致学生思考不足、理解不透、学习困难等问题。同时利用黑板板书能够增强教师授课时即兴讲解的上课效果，增强教与学的互动性。
网络教学，是远程教学的一种重要形式，是利用计算机设备和互联网技术对学生实行信息化教育的教学模式。网络教学相比传统教学模式，更能培养学生信息获取、加工、分析、创新、利用、交流的能力[1]。针对化工过程流体机械授课人数多、授课学时少等特点，自2007年开始，利用中国石油大学（华东）精品课程网站建设，课程组开始筹建化工过程流体机械课程教学网站，课程课件、授课教案、电子教材、授课录像、学习资料、实践教学资料、参考资料等教学资源相继上网，为学生在线学习提供了条件。根据学生网上学习反馈的信息，课程网站很好地发挥了辅教辅学功能，满足了教师教学和学生学习的需要。
2 强化实践教学内容，注重理论与实际相结合的教学方法
采用理论教学结合实践教学过程、课堂教学结合实验教学过程的教学方法，充分利用实践教学环境、实验教学条件，培养学生自学能力，达到重视理论联系实际、加强工程实践意识和培养学生工程应用能力的教学目标。所以本课程在教学的设计上，采用多种实践方法加强课程的实践教学内容。
在专业实习的安排上，将专业实习安排在课堂教学之前，通过专业实习期间机械运行现场参观，加深学生对流体机械在化工生产中地位的认识，激发学生对流体机械的学习热情。通过校内实习基地教学模型、实物流体机械设备讲解化工生产中涉及的流体机械的结构和工作原理，比较不同类型流体机械的结构特点，加深学生对各类流体机械结构、工作原理和性能的认识。同时通过实习过程中对典型流体机械的拆装训练，学生可以加深对机器基本结构的掌握，提高动手能力，增强对课程学习的兴趣。
在课程实验教学上，通过开设往复活塞式压缩机性能实验、离心泵性能实验和离心泵汽蚀实验，使学生对往复活塞式压缩机和离心泵的工作原理和操作控制有了更深的了解，同时加深了学生对泵和压缩机性能曲线和工作点调节的认识。在整理实验数据的过程中，学生通过对离心泵在不同转速下性能的换算，加深了对基本理论相似原理（比例定律）的理解，同时体验了基本理论在实际工作中的应用，很好地将基本理论与实际结合起来，强化了学生所学知识的工程应用意识。 3 突破课本束缚，注重基本理论的扩展与延伸
化工过程流体机械课程对学生的培养目标之一是要使学生具备对化工过程流体机械调节和控制的基本能力，实际工程中工作点的调节方法有多种，而相似定律是通过调节机流体机械（泵与压缩机）性能调节工作点的基础。例如，因为简单、方便，比例定律常用来确定性能调节所需转速和估算变速调节的节能效果。然而，对于应用比例定律计算变速调节节省的能量还有许多争议[2-3]。实际上，现行化工过程流体机械教材上给出的比例定律表达式只是适合无静扬程管路系统转速的调节，对于有静扬程管路系统则不能简单地套用比例定律来计算调节流量所需转速和估算节能效果。教学过程中通过设计无静扬程管路系统和有静扬程管路系统流量变化后确定变速调节所需转速的案例，让学生通过实际计算体验在两种不同特性管路中比例定律计算结果的差别，无静扬程系统，转速调节后泵提供的能头正好等于管路所需能头，而有静扬程系统泵按比例定律调速泵提供的能头小于管路所需能头，系统不能正常工作。
利用所学基本理论解决实际问题遇到困难后，学生会带着疑问和好奇，这时和学生一起分析有静扬程系统比例定律不再适用的根本原因，指出问题的所在，接着再讲解有静扬程系统比例定律的数学修正[4]。这种基本理论的扩展不但加深了学生对基本理论的理解，拓展了学生的知识面，而且能够培养学生的创新意识和科学精神，调动学生学习的积极性后，再鼓励学生不要满足于书本上的知识，要研究和掌握书本上没有的知识，鼓励学生阅读和教学内容相关的科研和教学论文，培养学生搜集资料、阅读文献的能力，逐步养成研究问题的良好习惯，学生就会乐于接受。
4 结论
通过改变教学模式、加强实践教学和注重基本理论的延伸，大大提高了学生学习的兴趣，对提高化工过程流体机械的教学效率、强化学生专业知识工程应用意识、增强学生学习主动性、激发学生创新意识具有较好的效果。
参考文献
[1]潘树林，卢朝霞.“过程流体机械”课程的教改与实践[J].广西大学学报，2003（6）：81-83.
[2]姜校林.变速水泵节能机理研究及错误纠编[J].自动化博览，2006（2）：62-64.
[3]符永正.管路特性对泵与风机变速调节节能效益的影响[J].中国给水排水，1999，27（9）：26-28.
[4]周昌静，陈国明，尹树孟，等.比例定律用于有静扬程系统转速比的修正[C]//第四届全国水力机械及其系统学术会议论文集，2011：291-295.