《高压水射流技术与应用》教学方法探讨

2017-01-28张远西赵树森贺占蜀郑州大学机械工程学院

科学中国人 2017年17期

张远西，赵树森，贺占蜀郑州大学机械工程学院

《高压水射流技术与应用》教学方法探讨

张远西，赵树森，贺占蜀
郑州大学机械工程学院

高压水射流技术在工业上被广泛应用，由于其具有独特的性能∶成本低、易操作、无热影响等，高校逐渐开设高压水射流技术的教学课程。针对高压水射流技术教学的现状进行了初步探讨，提出了具体的教学方法和改进措施，且在实践教学中发现其能够使学生更好地理解和掌握高压水射流技术，并超出预期的教学目标。

高压水射流；教学改革；方法探讨

高压水射流技术是一种以水射流为核心并涉及到数学、物理、化学、力学、液压等多种理论的高新技术，主要应用于切割、破碎和清洗领域。这种技术在技术革新、效率提高、节能环保等方面能够发挥较大作用[1]。在走向制造强国的大战略下，部分高校顺应时代潮流，把高压水射流技术与应用作为本科生的选修课程，亦有作为从事射流领域研究的硕士生必修课程。不管作为何种课程，在课程实践教学中发现其不能达到预期教学目标，目前急需探讨出其切实可行的高效的教学方法。

一、《高压水射流技术与应用》教学中存在的问题

（一）课程体系不完善

我国从上世纪70年代开始应用推广高压水射流技术，其后该项技术逐渐走入高校课堂[2]。高压水射流作为一个年轻的新兴学科，目前只有少数高校开设有其相关课程。而且，有关高压水射流技术与应用的课程门类还比较少，处于零星的离散状态，课程讲授大多局限于课堂教学，其实验设备较少，以上均影响了课程体系的完善，不利于教学水平的提高。

（二）教材种类少，教学方法死板

目前，系统的论述高压水射流技术的教材并不多，只有薛胜雄、沈忠厚、康灿等版本。虽然各个版本侧重点不同，例如薛胜雄所著教材侧重于设计与应用，沈忠厚所著教材侧重于理论，但教师可供选择的用书空间还是较小。同时，在以往的《高压水射流技术与应用》教学过程中，只采用一本教材，只采用课堂讲授的教学方法，这些都影响了教学效果。

（三）课程内容多，课时少

该课程的内容十分庞杂，以薛胜雄所著教材为例，其分为基础理论、设计研究、应用发展三个部分，包含18个章节，集泵、阀、密封、液压、自动化控制等多学科为一体。且开设有该门课程的高校，大多把其作为一门机械工程专业的选修课，给定课时较少。这导致教师难以在课时内讲授完与高压水射流技术与应用相关的全部内容，学生课程学习负担较大。

二、《高压水射流技术与应用》教学改进措施

（一）增加实验课程，改革考核方式

这门课程兼具理论性与实践性，因此实验教学同样重要。但由于条件所限制，我院只能对部分知识点设置了实验课程，例如高压水射流切割实验，学生可以自己动手操作，了解机器运行原理和切割机理。同时，改变以往仅靠一张理论试卷来确定成绩的考核方式，采用以课堂教学（占80%），实验（占20%），考勤（占10%）相结合的新考核方式。采用后，学生反映能更好地理解和掌握部分抽象知识，提高学习效率。

（二）革新教学观念，体系化教学

我们不能局限于一门课对应一本教材的传统教学观念，这样不利于教师和学生对课程知识形成一个较为全面的了解，不利于教师把握其发展方向和突出教学重点。以我院本课程教学为例，在课程教学中采用体系化教学，即明确知识重点、系统讲述。首先，本课程涉及到机械工程领域的内容为机器运行原理和切割机理，因此省略有关清洗、破碎部分的内容。其次，整理不同优秀教材资料中相关内容，并以此为课程内容讲授给学生。最终，学生能够明确地掌握相关知识，同时可以充分调动学生的积极性。

（三）改变教学模式，互动教学

在传统的教学模式中教师一直在讲，学生很少参与到教学环节中。在新的培养标准下，我们需要让学生积极地参与到教学环节中，锻炼其自主学习、科研探索的能力。以我院本课程教学为例，在教学内容讲授完后，教师根据教学内容设计不同项目或问题，让学生以小组为单位自主完成，最终以PPT形式展现给大家，然后大家互相提问指正。通过这个过程，教师了解到了学生对课程内容的掌握程度，学生锻炼了自己分析问题和解决问题的能力。