新工科背景下过程流体机械课程教学探究

孟智慧，王 昌，陈晓娟，邢静宜

（内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古 包头 014010）

为适应“创新驱动发展”和“互联网+”等重大发展战略实施，教育部推行“新工科”计划。传统工科的培养理念是学科导向，教育模式倾向于解决确定的、线性的、静止封闭问题的科学模式,知识结构强调学科知识体系的系统性和完备性，教学设计更加注重知识传授。新工科则强调“成果为导向”的人才培养理念。强调教学“以学生为中心”的理念，强调师生互动，创新教学方式和评价机制，以能力培养为目标的工程教育模式。在新工科背景下,“过程流体机械”是一门学科交叉与集成的专业课，将工程热力学、化工原理、流体力学与粉体力学等多门基础学科的理论知识应用于工程实际的各种流体机械。工程教育认证专业补充标准（机械类）也明确指出该课程是过程装备与控制工程一门主干课。因而该课程的教学效果机制对评价本专业学生的培养质量有着较大的影响。应抓住契机，积极探索课程教学的新模式，以适应新时代的新需求。

1 过程流体机械课程教学存在问题

过程流体机械课程主要讲授过程工业常用流体机械的种类及型式，要求学生重点掌握往复压缩机、离心压缩机和离心泵的工作原理、结构型式、运行特性、调节控制方法和机器等方面的知识，使学生具备对常用流体机械进行特性分析、技术改造、维护和管理能力。但是长期的教学经验表明，该课程教学过程中存在许多困难，目前没有办法满足新工科的要求。

本课程理论和实践并重，应具备扎实的力学和专业基础知识，同时需要联系生产实际；教学内容繁杂而抽象、课时少，知识点多而凌乱，学生很难把各个知识点融会贯通；学生能够接触到的压缩机与泵很少，很难直接体会压缩机与泵的运行特性，感觉抽象；跨学科内容和应用内容涉及少，使学生很难将理论应用到工程实际中；课程评价方法单一，无法做到培养创新能力和跨界整合能力。

2 教学改革探索

2.1 以成果为导向

反向设计课程教学目标和教学大纲，以学生的培养目标与毕业要求为导向，遵循反向设计原则，结合“过程流体机械”课程对毕业要求的支撑内容确定其课程目标和教学大纲。本专业的培养方案将专业认证规定的毕业要求分解成29 个小指标点，本课程对其中2 指标点有支撑作用，根据每个小指标点，确定具体的教学目标，在教学大纲中根据课程实际情况设置了3 个课程目标，并明确二者之间的关系。

2.2 改革教学思路，融入课程思政遵循立德树人的教育理念

在课程的教学方面融入“课程思政”元素，将专业知识与行业发展相结合，培养学生树立家国情怀、献身我国化工装备行业发展和技术进步的使命感和事业心；将专业知识与流体机械最新科技前沿相结合，培养学生不断创新、勇攀科技高峰的探索精神；将专业知识与工程伦理相结合，培养学生遵守职业道德规范、造福人类的职业素养和责任担当；将专业知识与职业发展相结合，培养学生求真务实、精益求精的工匠精神。

2.3 基于成果导向教育模式构建系统化的课程教学体系，进一步提炼授课内容

新工科的多学科交叉融合的特点导致对课程教学改革是系统性的而不是孤立的。任何一门课程不再是单一的一门课，而是将课程归并到本专业的课程体系中去，因此，本课程的教学体系改革不仅要考虑到先修和后续课程的衔接，同时斟酌后续发展和企业的需求。将涉及的交叉知识点进行融合，删除部分重合知识点，增补一些新知识点。比如：（1）补充流体机械发展进程和走向的介绍，简要分析在燃料电池汽车和医疗领域中流体机械的经典案例，阐述关键特征，了解现今流体机械的应用趋势，对比国内外现存在的技术差距，激励学生奋发图强。（2）结合“新工科”的培养目标,引用全生命周期概念将杂乱的流体机械课程内容整合成有机的整体，使课程内容条理更加清晰，目标更加清晰。同时删除部分结构设计内容,插入石化领域所涉及的选型、性能比较和维护等方面的内容。（3）删减部分离心泵和离心机的教学内容，离心泵和离心机的典型结构、工作原理、基本方程和工作特性等在先修课程《化工原理》中已讲述，因此，可把重叠部分删减。

2.4 采用多模态教学模式，提高学生兴趣

为实现新修订的课程目标的达成，对教学方法进行改革，选用“集中授课+小组自学+专题研究”的多模态教学模式，辅以科技热点跟踪、文献学习、PPT 展示和研究报告撰写等教学环节。采用大班集中授课28 学时，第一章绪论内容2 学时作为小组自学内容，专题研究2 学时，提交书面研究报告。

2.5 改革考核方法，构建评价综合能力和创新能力的多元化考核机制

为全面评价学生的综合能力和创新能力，采用多元化的考核制度。期末成绩由三部分组成，即过程考核成绩(小组自学、作业和出勤、专题研究)占30%、实验占20%、结课考试成绩占50%。结课考试内容覆盖大纲全部内容，题型有填空、选择题、名词解释、计算和综合题。其中综合题来源于工程实际，需要学生发散思维，综合运用所学知识进行创造性回答这种综合评定方式使学生更注重平时的学习积累，减缓了期末考试的压力。

2.6 利用现有的开放式的实践教学平台，强化学生的实践创新能力和动手能力

在整个教学过程中，利用该实践平台，实现一个从实践到理论，再从理论到实践的螺旋式提升。通过此种方式，学生对流体机械课程的进一步理解和工程应用能力的锻炼，学习效果明显。

2.7 延伸课堂教学，提升学生工程实践创新能力

新工科的目标是培养具有自主学习和终身学习意识的工程创新人才，为此，将创新创业教育从课堂延伸出去。利用本校多层次、开放式的实践平台为学生提供广泛的实践创新训练机会，通过机械设计创新大赛、过程装备实践与创新大赛等课外科技比赛等活动，让学生的实践动手能力和创新能力得到提升，使得学生能够将所学知识应用于工程实践分析问题、解决问题的能力提升。

3 结论

基于“以学生为中心”的价值导向，秉承成果导向的教育理念，融入“课程思政”元素，对过程装备与控制工程专业的核心课程“过程流体机械”的课程目标、教学大纲、教学内容、教学模式、考核机制和实践环节等几个方面进行探究，摸索出一套全新的过程流体机械教学模式。

新的教模式需要许多一线教师共同探索完成，只有不断尝试，才能不断优化更新本课程教学内容，提高教学质量和提升学生的课堂参与度与收获感，实现培养具备研究能力、解决问题能力、实践能力和合作沟通能力的新工科人才的目标。