基于OBE理念的“流体机械”课程实践教学的探索与改革

朱海荣

摘要：流体机械是过程装备与控制工程专业的核心专业课之一，也为过程装备与控制工程专业毕业要求的达成起到了强支撑的作用。本文围绕工程教育认证工作的具体要求，基于OBE理念对流体机械课程的实践教学进行了探索和改革，主要包括对课程实验教学和拆装实训教学的改革和实践，为我校专业核心课程的实践能力提升和工程应用型人才的培养提供了有力的保障，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.

關键词：OBE理念;流体机械;实践教学

Key words： OBE concept;fluid machinery;practical teaching

中图分类号：G712                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）19-0251-02

0  引言

工程教育认证是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]。“以学生为中心、以产出为导向、持续改进”三大核心理念，对引导和促进专业建设与教学改革、保障和提高工程教育人才培养质量至关重要[2]。我国于2015 年10月成立了中国工程教育专业认证协会，教育部在全国高等学校推进本科工程教育专业认证工作，成果导向教育（Outcomes-based Education，OBE）的理念已成为高校教师积极开展课程学改革的目标和导向。

截至目前，全国共有1000多个专业通过了工程教育专业认证，河北科技大学过程装备与控制工程专业申请了工程教育专业认证且获得了受理。本文介绍了河北科技大学过程装备与控制工程专业“流体机械”课程在实践教学方面的一系列改革和探索，着重体现基于OBE理念的实践教学的改革思路和具体实施。对于提高流体机械课程的教学水平和专业学生出口质量具有重要的意义。

1  流体机械课程实践教学的现状

1.1 流体机械课程现状及对毕业要求的支持

流体机械课程作为过程装备控制工程专业的核心专业课之一，主要讲授压缩机、泵、离心机等设备的工作原理、结构特点、选型及设计方法等知识，具有应用性强、实践性强、内容覆盖面宽的特点。课程的教学目标是使学生掌握多种流体机械的结构形式、工作原理、性能特点及其工程应用，使所培养的学生具有从事各种类型流体机械的操作管理、使用选型、维修维护、设计改造和科研开发等方面的能力[3]。流体机械课程涉及机械设计、流体力学和工程材料等多个领域的先修知识，专业性强，内容复杂、繁多;知识点与工程实践紧密联系，因此流体机械课程实践教学质量的高低直接影响到学生对流体机械知识的掌握，以及学生创新能力和综合素质的培养。

在工程教育专业认证的背景下，以OBE理念为导向，流体机械课程的教学目标应紧密围绕毕业要求展开，并且能够保证支撑毕业要求指标点。流体机械课程支撑四个毕业要求指标点（如表1所示），属于强支撑课程，课程教学的实施将直接影响毕业要求的达成度。

1.2 流体机械课程实践教学的现状

我专业开设的流体机械课程在第七学期初，共48学时;其中理论学时42学时，课程实验包括：活塞式压缩机性能测试、离心泵性能测定、转子临界转速测量三个实验，共计6学时。流体机械课程实验，作为课程实践教学的一部分，与拆装实训一起，为学生更好掌握流体机械知识，达成对毕业要求的支撑起到了至关重要的作用。针对目前流体机械实践教学内容固定且单一、实践内容覆盖面小、实践机会少、学生被动接受多于主动学习等问题，对其进行探索和改革势在必行。为此，从OBE理念出发，以学生为中心和持续改进为主线，结合我专业流体机械课程实践教学的实际情况，革新教学思路，调整教学方法，保证和提高实践教学质量，进行有效的教学改革实践有着非常重要的意义。

2  流体机械课程实践教学的探索与改革

2.1 流体机械课程实验教学的改革

2.1.1 改善实验条件，增加实验设备，丰富实验内容  流体机械应用性强、实践性强、内容覆盖面宽，需要学生具有工程实践意识、分析和解决实际问题的能力，以及新技术研发和创新的能力。专业根据实验室现有条件，增加了实验设备，增设了离心泵汽蚀实验、风机性能实验等新的实验项目;同时，增加设备台套，使班级分组更加细化，每一组的学生数量减少，力争每个同学都能亲自动手操作，独立完成整个实验过程。

2.1.2 改变传统实验教学方法，提升学生参与度  传统的实验教学方法，是由教师向学生讲解实验原理、操作步骤和注意事项，学生照本宣科，被动地完成重复性的实验任务。学生对这种被动式的实验教学缺乏兴趣，激发不了学生的参与能力和创新欲望。从OBE理念出发，将传统的实验教学方式改变为学生自主学习的过程，具体实施过程包括以下步骤：①由教师设定实验任务;②通过自主学习，每组学生自行设计实验方案;③通过各组讨论和师生讨论，根据现有实验条件，确定合理的实验方案并完善为最终的可行性实验方案;④按照实验方案准备和调试实验设备;⑤学生独立完成实验。该方法着重培养了学生分析和解决实际问题的能力，提高了学生的兴趣和参与度，是一种能够培养学生创新思维、提高其实践能力的创新实验教学方法。

2.1.3 利用虚拟仿真技术，实现虚拟实验教学  各类流体机械的运行工况恶劣、其内部流体增压流动过程复杂、流体增压原理各异，而且某些大型设备学生很难有直接接觸的机会，也无法开展教学实验。针对这种情况，并考虑到学生到第七学期已经具备了一定的三维软件使用能力，要求学生采用仿真建模、虚拟转配、运动仿真、数值模拟相结合的方法，对流体机械的内部结构、运动关系以及工作过程进行仿真模拟和分析。使学生能够直观地掌握流体机械核心部件的结构、设计，而且也能提升学生对各类流体机械结构特点、工作原理更加深入的理解和认识。

2.2 流体机械拆装实训教学的改革

流体机械拆装实训是一个实践类环节，通过对过程工业典型机器的拆装、检测、绘图等工作，使学生掌握流体机械典型机器的工作原理、结构特点，培养学生将理论与实践相结合，掌握一定的机器维修检测技能，为今后的工作打下扎实的基础。

2.2.1 拆装实训基地的建设和师资队伍的建设  依托过程装备与控制工程专业实验室建立了流体机械拆装实训基地。实训基地供学生拆装的机器均为新采购的专业典型机型。例如：活塞式空气压缩机（电机驱动、内燃机驱动）、制冷压缩机、离心泵、空调等。为达到良好的教学效果，配备了经验丰富的专业课教师进行跟班指导，根据学生拆装的实际情况讲解各类典型机器的结构和工作原理、及其的实际操作流程;同时，邀请制图教研室的老师为学生现场讲解绘图的知识及技能，手工测绘的方法以及测绘图的绘制。以上措施保障了拆装实训教学的顺利进行。

2.2.2 拆装实训的实施过程

①学生理论学习和教师课前准备。在进行拆装实训教学前，安排专题讲座讲授拆装实训的安排及注意事项、机器的结构特点及工作原理、制图基本知识及标准规范、手工测绘的方法以及测绘图的绘制等。让学生提前预热，熟悉拆装实训的相关知识。教师要做好课前准备，提前准备拆装的机器;编写实习大纲，明确拆装实训的培养目标;同时拟定实习思考题提前下发给学生，学生带着问题去进行拆装实操，使学生变被动为主动，边拆边思考，做到有的放矢。

②拆装实训的教学过程。拆卸、装配过程中，同一种流体机械配置了4-6套，3-4名同学为一组，循环拆卸不同的流体机械。小组成员通过分工协作完成机器的拆卸、装配，零部件的测绘，完成测绘草图的绘制等;期间，老师会随机提问，帮助同学们深入思考。现场的测绘训练只要求画出草图，课后完成实训报告中的思考题和零部件图纸。

3  实践教学改革的效果

通过对流体机械课程实验教学和拆装实训教学的改革和探索，学生普遍受益，提高了学生的学习兴趣和主观能动性，给了学生更多的主动思考、分析并解决问题的机会，培养了学生创新思维、提高其实践能力，对于提高流体机械课程毕业要求的达成度具有重要意义。

4  结语

流体机械作为过程装备与控制工程专业的一门核心的专业课程，为满足本专业毕业要求提供强而有力的支撑。在工程教育专业认证的背景下，基于OBE理念对流体机械课程的实践教学进行了改革和探索，建立了新的课程教学模式和方法，取得了良好的效果。同时，推进了我校过程装备与控制工程专业工程教育认证工作的进行，在机械类及其他工科专业中具有一定的推广价值。

参考文献：

[1]中国教育报.中国高等教育将真正走向世界：我国工程教育正式加入《华盛顿协议》的背后[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s5148/201606/t20160603_248175.html.

[2]李志义.解析工程教育专业认证的学生中心理念[J].中国高等教育，2014，21：19-22.

[3]王君，孙卓辉.流体机械累课程研究型实验教学方法探索与实践[J].实验室研究与探索，2017，36（2）：244-248.