基于OBE理念的“流體機(jī)械”課程實(shí)踐教學(xué)的探索與改革

朱海榮

摘要：流體機(jī)械是過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的核心專業(yè)課之一，也為過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)畢業(yè)要求的達(dá)成起到了強(qiáng)支撐的作用。本文圍繞工程教育認(rèn)證工作的具體要求，基于OBE理念對(duì)流體機(jī)械課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了探索和改革，主要包括對(duì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和拆裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革和實(shí)踐，為我校專業(yè)核心課程的實(shí)踐能力提升和工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供了有力的保障，收到了良好的效果。

Abstract： Fluid machinery is one of the core professional courses of process equipment and control engineering， and it also plays a strong support role in fulfilling the graduation requirements of process equipment and control engineering. This article focuses on the specific requirements of engineering education certification， and explores and reforms the practical teaching of fluid machinery courses based on the OBE concept. It mainly includes the reform and practice of course experimental teaching and disassembly practical training teaching， which is the core curriculum of our school. The improvement of practical ability and the cultivation of engineering application-oriented talents provide a strong guarantee and have received good results.

關(guān)鍵詞：OBE理念;流體機(jī)械;實(shí)踐教學(xué)

Key words： OBE concept;fluid machinery;practical teaching

中圖分類號(hào)：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）19-0251-02

0? 引言

工程教育認(rèn)證是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)[1]?！耙詫W(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”三大核心理念，對(duì)引導(dǎo)和促進(jìn)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要[2]。我國(guó)于2015 年10月成立了中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)，教育部在全國(guó)高等學(xué)校推進(jìn)本科工程教育專業(yè)認(rèn)證工作，成果導(dǎo)向教育（Outcomes-based Education，OBE）的理念已成為高校教師積極開展課程學(xué)改革的目標(biāo)和導(dǎo)向。

截至目前，全國(guó)共有1000多個(gè)專業(yè)通過(guò)了工程教育專業(yè)認(rèn)證，河北科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)申請(qǐng)了工程教育專業(yè)認(rèn)證且獲得了受理。本文介紹了河北科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)“流體機(jī)械”課程在實(shí)踐教學(xué)方面的一系列改革和探索，著重體現(xiàn)基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)的改革思路和具體實(shí)施。對(duì)于提高流體機(jī)械課程的教學(xué)水平和專業(yè)學(xué)生出口質(zhì)量具有重要的意義。

1? 流體機(jī)械課程實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1 流體機(jī)械課程現(xiàn)狀及對(duì)畢業(yè)要求的支持

流體機(jī)械課程作為過(guò)程裝備控制工程專業(yè)的核心專業(yè)課之一，主要講授壓縮機(jī)、泵、離心機(jī)等設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、選型及設(shè)計(jì)方法等知識(shí)，具有應(yīng)用性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、內(nèi)容覆蓋面寬的特點(diǎn)。課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握多種流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式、工作原理、性能特點(diǎn)及其工程應(yīng)用，使所培養(yǎng)的學(xué)生具有從事各種類型流體機(jī)械的操作管理、使用選型、維修維護(hù)、設(shè)計(jì)改造和科研開發(fā)等方面的能力[3]。流體機(jī)械課程涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、流體力學(xué)和工程材料等多個(gè)領(lǐng)域的先修知識(shí)，專業(yè)性強(qiáng)，內(nèi)容復(fù)雜、繁多;知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系，因此流體機(jī)械課程實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的高低直接影響到學(xué)生對(duì)流體機(jī)械知識(shí)的掌握，以及學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，以O(shè)BE理念為導(dǎo)向，流體機(jī)械課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)緊密圍繞畢業(yè)要求展開，并且能夠保證支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。流體機(jī)械課程支撐四個(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)（如表1所示），屬于強(qiáng)支撐課程，課程教學(xué)的實(shí)施將直接影響畢業(yè)要求的達(dá)成度。

1.2 流體機(jī)械課程實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

我專業(yè)開設(shè)的流體機(jī)械課程在第七學(xué)期初，共48學(xué)時(shí);其中理論學(xué)時(shí)42學(xué)時(shí)，課程實(shí)驗(yàn)包括：活塞式壓縮機(jī)性能測(cè)試、離心泵性能測(cè)定、轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速測(cè)量三個(gè)實(shí)驗(yàn)，共計(jì)6學(xué)時(shí)。流體機(jī)械課程實(shí)驗(yàn)，作為課程實(shí)踐教學(xué)的一部分，與拆裝實(shí)訓(xùn)一起，為學(xué)生更好掌握流體機(jī)械知識(shí)，達(dá)成對(duì)畢業(yè)要求的支撐起到了至關(guān)重要的作用。針對(duì)目前流體機(jī)械實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容固定且單一、實(shí)踐內(nèi)容覆蓋面小、實(shí)踐機(jī)會(huì)少、學(xué)生被動(dòng)接受多于主動(dòng)學(xué)習(xí)等問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行探索和改革勢(shì)在必行。為此，從OBE理念出發(fā)，以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)為主線，結(jié)合我專業(yè)流體機(jī)械課程實(shí)踐教學(xué)的實(shí)際情況，革新教學(xué)思路，調(diào)整教學(xué)方法，保證和提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)行有效的教學(xué)改革實(shí)踐有著非常重要的意義。

2? 流體機(jī)械課程實(shí)踐教學(xué)的探索與改革

2.1 流體機(jī)械課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

2.1.1 改善實(shí)驗(yàn)條件，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容? 流體機(jī)械應(yīng)用性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)、內(nèi)容覆蓋面寬，需要學(xué)生具有工程實(shí)踐意識(shí)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及新技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新的能力。專業(yè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)備，增設(shè)了離心泵汽蝕實(shí)驗(yàn)、風(fēng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)等新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;同時(shí)，增加設(shè)備臺(tái)套，使班級(jí)分組更加細(xì)化，每一組的學(xué)生數(shù)量減少，力爭(zhēng)每個(gè)同學(xué)都能親自動(dòng)手操作，獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

2.1.2 改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提升學(xué)生參與度? 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，是由教師向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟和注意事項(xiàng)，學(xué)生照本宣科，被動(dòng)地完成重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生對(duì)這種被動(dòng)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏興趣，激發(fā)不了學(xué)生的參與能力和創(chuàng)新欲望。從OBE理念出發(fā)，將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式改變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程，具體實(shí)施過(guò)程包括以下步驟：①由教師設(shè)定實(shí)驗(yàn)任務(wù);②通過(guò)自主學(xué)習(xí)，每組學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;③通過(guò)各組討論和師生討論，根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，確定合理的實(shí)驗(yàn)方案并完善為最終的可行性實(shí)驗(yàn)方案;④按照實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備和調(diào)試實(shí)驗(yàn)設(shè)備;⑤學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。該方法著重培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高了學(xué)生的興趣和參與度，是一種能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、提高其實(shí)踐能力的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

2.1.3 利用虛擬仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 各類流體機(jī)械的運(yùn)行工況惡劣、其內(nèi)部流體增壓流動(dòng)過(guò)程復(fù)雜、流體增壓原理各異，而且某些大型設(shè)備學(xué)生很難有直接接觸的機(jī)會(huì)，也無(wú)法開展教學(xué)實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這種情況，并考慮到學(xué)生到第七學(xué)期已經(jīng)具備了一定的三維軟件使用能力，要求學(xué)生采用仿真建模、虛擬轉(zhuǎn)配、運(yùn)動(dòng)仿真、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)流體機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)關(guān)系以及工作過(guò)程進(jìn)行仿真模擬和分析。使學(xué)生能夠直觀地掌握流體機(jī)械核心部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)，而且也能提升學(xué)生對(duì)各類流體機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理更加深入的理解和認(rèn)識(shí)。

2.2 流體機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革

流體機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)是一個(gè)實(shí)踐類環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)過(guò)程工業(yè)典型機(jī)器的拆裝、檢測(cè)、繪圖等工作，使學(xué)生掌握流體機(jī)械典型機(jī)器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，掌握一定的機(jī)器維修檢測(cè)技能，為今后的工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2.1 拆裝實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)和師資隊(duì)伍的建設(shè)? 依托過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建立了流體機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)基地。實(shí)訓(xùn)基地供學(xué)生拆裝的機(jī)器均為新采購(gòu)的專業(yè)典型機(jī)型。例如：活塞式空氣壓縮機(jī)（電機(jī)驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)）、制冷壓縮機(jī)、離心泵、空調(diào)等。為達(dá)到良好的教學(xué)效果，配備了經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)課教師進(jìn)行跟班指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生拆裝的實(shí)際情況講解各類典型機(jī)器的結(jié)構(gòu)和工作原理、及其的實(shí)際操作流程;同時(shí)，邀請(qǐng)制圖教研室的老師為學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)講解繪圖的知識(shí)及技能，手工測(cè)繪的方法以及測(cè)繪圖的繪制。以上措施保障了拆裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利進(jìn)行。

2.2.2 拆裝實(shí)訓(xùn)的實(shí)施過(guò)程

①學(xué)生理論學(xué)習(xí)和教師課前準(zhǔn)備。在進(jìn)行拆裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)前，安排專題講座講授拆裝實(shí)訓(xùn)的安排及注意事項(xiàng)、機(jī)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理、制圖基本知識(shí)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、手工測(cè)繪的方法以及測(cè)繪圖的繪制等。讓學(xué)生提前預(yù)熱，熟悉拆裝實(shí)訓(xùn)的相關(guān)知識(shí)。教師要做好課前準(zhǔn)備，提前準(zhǔn)備拆裝的機(jī)器;編寫實(shí)習(xí)大綱，明確拆裝實(shí)訓(xùn)的培養(yǎng)目標(biāo);同時(shí)擬定實(shí)習(xí)思考題提前下發(fā)給學(xué)生，學(xué)生帶著問(wèn)題去進(jìn)行拆裝實(shí)操，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，邊拆邊思考，做到有的放矢。

②拆裝實(shí)訓(xùn)的教學(xué)過(guò)程。拆卸、裝配過(guò)程中，同一種流體機(jī)械配置了4-6套，3-4名同學(xué)為一組，循環(huán)拆卸不同的流體機(jī)械。小組成員通過(guò)分工協(xié)作完成機(jī)器的拆卸、裝配，零部件的測(cè)繪，完成測(cè)繪草圖的繪制等;期間，老師會(huì)隨機(jī)提問(wèn)，幫助同學(xué)們深入思考?，F(xiàn)場(chǎng)的測(cè)繪訓(xùn)練只要求畫出草圖，課后完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告中的思考題和零部件圖紙。

3? 實(shí)踐教學(xué)改革的效果

通過(guò)對(duì)流體機(jī)械課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和拆裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革和探索，學(xué)生普遍受益，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，給了學(xué)生更多的主動(dòng)思考、分析并解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維、提高其實(shí)踐能力，對(duì)于提高流體機(jī)械課程畢業(yè)要求的達(dá)成度具有重要意義。

4? 結(jié)語(yǔ)

流體機(jī)械作為過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的一門核心的專業(yè)課程，為滿足本專業(yè)畢業(yè)要求提供強(qiáng)而有力的支撐。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，基于OBE理念對(duì)流體機(jī)械課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了改革和探索，建立了新的課程教學(xué)模式和方法，取得了良好的效果。同時(shí)，推進(jìn)了我校過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)工程教育認(rèn)證工作的進(jìn)行，在機(jī)械類及其他工科專業(yè)中具有一定的推廣價(jià)值。

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