《过程流体机械课程设计》教学探讨

林哲 叶佳辉 翟璐璐

摘 要：课程设计是一种培养大学生实际动手操作能力的重要方法。本课程设计将校企合作和团队合作融合到整个课程设计环节，分成校内课程设计和校企联合课程设计。针对校内课程设计，将组织学生进行实物拆装测绘，组织学生去企业参观实习；针对校企联合课程设计，主要是针对企业的要求，在企业指导老师的指导下开展课程设计。通过对课程设计的改革，既可以增强学生对于流体机械设备的深入了解，又增加过控专业学生的实际动手操作能力，加强了学生们的团队配合意识。

关键词：过程流体机械；课程设计；校企合作；团队合作

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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

课程设计是培养当代大学生理论与实践相结合能力的一个重要环节。因此关于课程设计的教育方法研究一直受到国内外高等学校的重视[1]。泰勒提出了“目标模式”，为课程设计提供了研究方向和研究范围，明确了课程设计需要解决的四个主要问题：（1）学校需达到的教育目标；（2）学校需提供的教育经验以达成这些目标；（3）这些经验如何有效组织；（4）如何确定这些目标是否得以实现[2]。滕豪斯针对提出的“目标模式”进行了深度分析，提出了追求自身价值，并带有主观思想的“过程模式”，对此陆启光分析认为[3]认为教改的关键，在于教育者如何在实践中发现问题，并通过思考提出解决问题的办法。

在改革开放以来，我国高等院校围绕着课程设计如何推陈出新、如何满足学生专业需求以及如何实现培养目标等问题开展了大量研究。陈侠[4]在其《课程论》中，论述了课程编制重点、设定趋势以及限制课程编制的因素等内容，对推动我国课程设计的发展有着重要的意义。如今，课程设计已经成为了我国高校教育中不可或缺的一部分。我国高等院校教育工作者也一直在课程设计教学的相关问题上不断探索和拓展，并在课程设计方法、不同类型课程设计研究以及课程设计模式研究等方面取得了丰硕的成果[5]。

在现代高等教育环境下，高等院校更加注重培养社会需要的应用型人才，即不仅限于书本和教材，更多是需培养学生的动手实践能力[6]。传统的机械类课程设计教学，往往以指导教材为基础，以课堂教育贯穿始终，较少培养学生的实际动手操作能力，无法满足现代工科大学生的培养需求[7]。因此，需要对课程设计进行改革，注重培养学生实际操作能力，并着重训练学生的团队合作[8，9]。

二、过程流体机械课程设计存在的问题

目前《过程流体机械课程设计》的实施过程中，主要存在以下问题：

（一）学生相互抄袭，使得考核毫无意义

存在抄袭的主要包括以下几个方面的原因：一是学生对课程设计的意义没有深入认识，他们认为课程设计就是照抄设计手册上的公式，换几组数据进行计算，对他们的成长并没有帮助，因此不重视课程设计过程，从而衍生出一系列抄袭现象。二是课程设计题目历年变化很小，学生较为容易从其上届学生处获得课程设计的全部内容。三是学校对课程设计的考核缺乏查重手段，这也进一步助长了学生间的抄袭。

（二）课程设计缺乏实际动手操作環节，仅通过设计手册上的设计指导很难让学生对设计的流体装备有直观的认识

课程设计的初衷是让学生通过对机械设备的计算设计，深入了解机械的构造和原理。但是机械化地照搬设计指导书内容和公式，即使学生独立完成了整个设计过程，最终也是知其然而不知其所以然。学生答辩的时候并不明白一些零部件的尺寸选取规范、强度校核、公差度等尺寸标注究竟有何意义，脑海里也没有整个零部件运行原理的概念。

（三）课程设计与现代工程实践严重脱轨

尽管目前我国对教育的投入力度很大，但是大部分人力物力都被投入到了课堂教学及学校基础设施改善之上，使学生在理论学习方面享受到了越来越完善的教育。但是很多学生对企业的实际设计生产过程并没有较为深刻的认知和了解。以阀门设计为例，学生对阀门的设计过程缺乏直观和系统的了解，导致在课程设计完以后对阀门校核的意义不甚了解。如果他们在课程设计过程中到企业进行过实地考察，就会明白设计的不当，将导致阀门在应用中出现哪些损坏或失效，会对整个管道输送系统造成多大的危害。

（四）学生缺少创新能力和团队合作意识

目前，课程设计基本都是每人分配到不同的设计参数，独立设计完成，无法体现出学生之间的合作精神。而设计的结果往往都是千篇一律，导致课程设计质量低。

三、课程设计改革内容

（一）教学方案设计

过程流体机械的课程设计实施阶段主要是分成校内课程设计和校企联合课程设计开展。针对校内课程设计，主要是对学生进行课程设计培训，组织学生进行拆装测绘，组织学生去企业参观实习；针对校企联合课程设计，主要是针对企业的要求，在企业指导老师的指导下开展课程设计。在总结评分阶段主要是学生按照要求准备课程设计报告，进行答辩，并开展综合评定。

（二）学生分组与任务分配

我们根据本校的研究特色，在过程流体机械课程设计中设置了泵、阀门和风机三个对象，并按照三个设计对象分成3大组，每个大组我们又根据任务的差别进行了细分，分成若干个小组。为了客观评价每个学生的表现，在选好所需设计的流体机械类型后，小组中每个成员将随机获得个人命题，确保小组内每位成员都有自己明确的工作任务，同时也保证了小组成员的内容不重复。表1为阀门设计的分组和任务情况。

（三）实物拆装测绘

流体机械装备实物的拆装测绘为课程设计的实际动手操作环节，不仅能够增强学生对于流体机械设备的了解，还能促进小组成员在课程设计过程中培养合作默契。在该环节，我们将为各小组提供一个过程流体机械装备（如阀门），该小组成员需要分工合作，对整个设备进行拆卸，并使用测量工具测出各个位置的参数后进行零部件的二维图纸测绘及三维装配图的测绘，接着对于每个人给予不同的设计参数和工况，在不同工况下对模型进行数值模拟，最后组合模拟结果进行整体分析并撰写设计报告。具体如下：

1. 以小组为整体，分工合作。团队的构建以自由组队为原则，人数为3-5人。团队中各成员根据需要可承担多项工作，每个成员都有自己相应的任务，一旦自己负责的环节出问题将影响小组所有成员，这样的压力和责任下可以使得成员们互相监督，互相成长，提高了工作效率。

2. 实物部件拆装测绘，增加学生动手能力。每个小组根据各自的工作任务以及工作指导书上的内容，对各自的对象先进行前期的资料翻阅工作。在此期间组织学生到实验室对其设计对象进行拆装，并对一些结构参数进行测绘。在测绘阶段，小组内每个成员将分别对设备的零部件进行测绘，并绘制各自测绘的零件图。最后各成员将自己所绘制的图进行整合，组合成一个装配图。

3. 鼓励学生进行优化设计。鼓励学生充分发挥自己的主观能动性，鼓励创新，可以合理并适当地修改模型零部件的设计尺寸和形状，优化原有模型，提高设备的工作效率。对于进行优化设计的学生，最终成绩可以视情况给予加分。

4. 加大课程设计培训力度。为了使学生更加快速地进入到过程流体机械课程设计中，我们在课程设计的初始阶段，组织了在校内参加课程设计的学生到学院机房进行培训。主要培训内容是如何对课程设计的结构进行设计、三维建模、数值计算，并且我们在这个过程中也会遇到的一些问题进行统一讲解。我们在每个方向上都配备了一个研究生实时指导。

（四）企业认知实习

由于课程设计在暑期开展，因此在此期间，我们组织了学生去浙江省内过程流体机械企业进行短期实习。以风机为例，我们组织学生去浙江上风高科专风实业有限公司进行了认知实习。在浙江上风高科专风实业有限公司主要学习了工业用、民用及核电领域的离心风机、柜式风机、斜流混流风机、地铁隧道风机、磁悬浮鼓风机、单级高速鼓风机、多级离心鼓风机、冷却塔专用风机等产品的工作原理与技术难点。同时着重对工业离心风机及地铁轴流风机总装、精加工、铸造车间及风机检测中心进行了参观。

（五）校企联合课程设计

这部分学生在暑假期间，将去各自实习的企业进行相应的课程设计，主要是在企业技术人员的指导下，结合企业的实际产品，对各自的设计对象进行设计，绘制全套设计图纸，并经由企业技术人员进行审核。

（六）答辩及考评

在课程设计结束后，每个学生根据自己的任务内容，撰写总结报告，并做好答辩PPT，以小组的形式进行答辩。针对在学校做课程设计的学生，我们主要采用两种形式进行答辩：一种是学生讲解PPT，同时回答问题；第二种是随机抽取学生到机房进行实时操作。针对校企联合课程设计的学生，主要是讲解PPT并以问答的方式进行答辩。在成绩评定方面，我们将最终的成绩分成3个部分。第一部分是课程设计报告的成绩，这部分成绩占60分，其中50分为课程报告成绩，这部分主要由指导老师根据每组学生最终提供的报告给予评定；另外10分为学生课程设计的表现评价，在这部分成绩评价方面，我们引入了组内互评的形式，让小组内成员对其他成员的表现进行排序，表现优秀的10分，良好8分，一般6分。第二部分是课程设计的答辩成绩，占40分，由指导老师根据每个小组的答辩情况依照小组的形式给予评分。第三部分为加分项，对于课程设计结果进行了优化设计，并能在数值模拟中体现优化后的有益效果的学生，酌情给予加分。在企业实习的学生，根据企业实习表现可以获得5-10分的加分，具体由企业指导老师确定；最后统计三部分的成绩，整合成最后的总成绩，并以优、良、中、及格和不及格五级制给予最终课程成绩。

四、结束语

课程设计对于当代大学生教育有着重要的意义，它能使学生通过实践更加深入的了解自己专业的应用知识。针对现有过程流体机械课程设计教学存在的问题，本文提出了校企合作和团队合作相结合的培养思路，强调在课程设计中的动手实践能力。增强了学生的团队配合精神和责任感，同时学生也能更好的掌握本专业的知识。

参考文献：

[1]于海波，孟凡丽.课程设计改革20年：回顾与前瞻[M].基础研究教育出版社，2002.

[2]泰勒.課程与教学的基本原理[M].施良方，译.中国轻工业出版社，2008.

[3]陆启光.课程价值取向探析[J].广西师范大学学报（哲学社会科学版），1997（2）：45-50.

[4]陈侠.课程改革的辫证法：正确处理学校课程改革的各种关系[J].课程·教改·教法，1985（5）.

[5]王玉.新时代背景下的课程设计取向[J].教育探索，2010（2）：53-54.

[6]陈海霞，王锁萍，熊田忠.面向企业需求的电气控制类课程设计创新教学模式[J].实验室研究与探索，2014（2）：190-193.

[7]冯凭，丁海娟，李小海.提高机械制造专业课程设计质量的途径[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2010（6）：69-70.

[8]王勇，偶国富.过程设备设计教学方法探讨及对教材的建议[J]. 化工高等教育，2011（3）：78-81.

[9]仉春华，欧晓霞，张凤杰，等.团队合作学习在课程设计中的应用与探索[J].中国电力教育，2013（10）：154-155.