工程教育认证制度背景下的泵与泵站课程教学改革与探索

    赵晴 张朝升 荣宏伟 伍小军 张立秋

    摘? 要 为满足工程教育专业认证标准的要求，全面提升学生能力，更好地培养出具有创新与实践能力的工程技术人才，课题组对泵与泵站课程教学进行改革实践研究，主要通过整合教学内容、改革教学方法、构建完善实践教学体系、搭建网络自主学习平台等方面改革实践，形成一套支撑工程教育专业认证的教学体系。

    关键词 工程教育认证;泵与泵站;教学改革;网络自主学习平台

    中图分类号：G642.0? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）20-0096-03

    Teaching Reform and Exploration of Pump and Pump Station in Background of Engineering Education Certification System//ZHAO Qing， ZHANG Chaosheng， RONG Hongwei， WU Xiaojun， ZHANG Liqiu

    Abstract In order to develop engineering talents with innovative and?practical abilities， we combine engineering education professional certification standard requirements to support students ability com-prehensively improvement. The corresponding teaching reform exploration and practice are applied in the course Pump and Pump Station， through targeted integration of teaching content， reform of?teaching methods， building perfect practice teaching system and net-work autonomous learning platform. It is proved that the research and exploration of the course have effectively supported the teachingsystem under the engineering education certification.

    Key words engineering education certification; pump and pump sta-tion; teaching reform; network autonomous learning platform

    1 引言

    從2006年我国正式启动工程教育专业认证试点，到2016年中国工程教育正式加入《华盛顿协议》，工程教育专业认证制度已经得到国内各高校的广泛认可，并进入普及推广的快速发展时期[1-2]。《中国工程教育专业认证协会工程教育认证标准（2015版）》的核心理念是：以学生为中心，以培养目标、毕业要求等产出结果为导向，通过持续改进的机制保障质量，强调教师在人才培养中的关键作用。责任主体教师在课程体系设计中，通过反向合理拆分毕业要求中的指标点来制定课程大纲、设立教学计划，并借助多种形式的教学方法进行人才培养，再通过质量监控和反馈机制实现持续改进，最终满足达成度的要求[3-4]。该标准对课程教学的评估要求非常明确，它要求每一门课程的教学内容、教学目标都应该围绕学生和能力培养来组织开展并实施持续改进。

    泵与泵站课程是给排水科学与工程专业的主干课程之一，其内容既包含广泛的基础理论，又涉及专业技术。该课程具有较强的理论性和实践性，涉及知识面广泛;教学内容和教学组织上常具有很强的针对性和实用性，而在教学过程中则需要培养学生对专业基础知识的掌握，提高解决实际问题的能力以及强化工程意识，使学生具备解决复杂工程问题的能力[5]。

    为了培养同时具有创新能力与实践能力的工程技术人才，课题组结合专业认证要求，以切实支撑工程教育专业认证和全面提升学生能力为目标，在泵与泵站课程的教学中，通过教学内容整合、教学方法改革、实践教学体系构建、网络自主学习平台搭建等手段进行相应的教学改革实践研究。

    2 结合工程教育认证，整合教学内容

    泵与泵站课程既是给排水科学与工程专业的专业基础课，又是专业课，课程旨在使学生了解给排水工程中常用水泵的基本理论、基本构造和主要性能，掌握常用叶片式水泵（离心泵及轴流泵）的性能和各类给排水泵站的工艺设计，初步了解泵站的维护运行。

    工程教育认证背景下的教学设计要围绕七个一级指标和三大核心理念开展。教师在教学中不仅需要将毕业要求的分解指标体现到课程和教学环节，使教学内容、教学方法、教学过程服务于毕业要求的达成，而且需要帮助学生达到预期的学习成果，进行学习成果的有效性评价等。

    根据广州大学给排水科学与工程专业的学生培养目标，结合专业工程认证内容，课题组确立了本课程的四个教学目标。

    1）根据给水工程、排水工程的工艺要求，选择合适的离心泵和轴流泵，并能进行操作和性能调节。

    2）具备给水泵站、排水泵站的工艺设计能力;能够正确选择水泵和相关辅助设备，合理布置泵站内部结构，确定合适的泵站形式及尺寸;设计吸压水管路，决定水泵安装高度，确定吸水池形式及容量等问题;对部分成绩较好的学生可结合课程设计进行水锤计算及减噪处理。

    3）了解水泵的新产品及水泵运行的新方法、新技术。

    4）了解离心泵特性曲线的测定方法及在转速一定的情况下各参数与流量的变化规律。

    在教学过程中还应注重提高学生的实验操作、设计计算和计算机绘图及手绘图等多方面的能力，培养和锻炼学生将所学基础理论知识用于解决实际工程问题的能力，并掌握城市给排水系统设计相关的必要基础知识。

    针对上述四个教学目标，将课程的教学内容进行对应划分：概论—支撑教学目标1;叶片式水泵—支撑教学目标1、2、3、4;其他水泵—支撑教学目标3;给水泵站—支撑教学目标1、2;排水泵站—支撑教学目标1、2。

    3 改革教學方法，适应认证要求

    泵与泵站课程理论性与实践性都强，内容复杂，教与学难度较大。为了取得较好的教学效果，选择合适的教学方法及手段非常重要。在工程教育认证理念下，课程教学过程要体现以学生为中心，把课程目标导向要落在教学的各个环节，并且要在持续改进的理念下不断改进课程教学方法。基于此，本课程的教学改革主要从以下几个方面开展。

    丰富教学手段，激发学生兴趣? 在课程教学中将网络、多媒体等现代化教学手段与传统教学手段配套使用，互相结合，这样可以使教学内容更加充实、丰富，也更加地直观、生动，便于理解，有利于提高教学效率，突出课程重难点，最终激发学生的学习主动性。本课程的多媒体课件结合大量实际工程图片、3D模拟视频等，生动形象地演示水泵及水泵站的实际应用、运行情况，解决泵的相关组成和结构看不见、摸不着，学生难以理解的问题。利用先进的教学手段可以使学生看得清楚、理解正确、记忆深刻，有利于开阔学生视野，激发学生的学习兴趣。

    多种教学方法融合，增强教学效果? 在传统的讲授式教学法基础上，重点剖析课程中的经典案例，增强理论教学的针对性。并从教学任务及学习客观规律出发，根据学生的知识基础和接受能力，采用引导、讨论、实例、演示等方法。通过启发、引导学生积极主动地思考和分析问题，得出自主独立思考后的结论。

    如在讲授“给水泵站”时，以某实际给水泵站为例，介绍泵站的设计要点，并指出设计中可能会出现的问题。通过借助案例分析和设疑解答等教学方法，激励学生的思考及讨论，通过评讲学生所得到的结论和方法，可以使学生更好地掌握泵站设计要点。在课堂教学中开展讨论，能够激发学生学习的热情，促进学生学习的自觉性和主动性，有利于巩固已学的内容，以及营造活跃的课堂气氛。

    4 构建完善实践教学体系，提高工程实践能力和创新能力

    泵与泵站课程实践性强，教学目标中明确提出，课程教师还应注重提高学生的实验操作、设计计算和计算机绘图及手绘图等多方面的能力，培养和锻炼学生将所学基础理论知识用于解决实际工程问题的能力，并掌握城市给排水系统设计相关的必要基础知识。为了适应专业工程认证等方面的要求，课程组构建较为完善的实践教学体系，内容包括泵站实验、生产实习、泵站课程设计和第二课堂等。

    实验教学? 实验教学课程的设置时间选取在相关的水泵特性曲线理论课程讲授之后。实验中学生通过对实验装置的运行、操控，了解离心泵结构的特性;掌握离心泵特性曲线的测定方法，绘制恒定转速下泵的H—Q、N—Q、η—Q关系曲线图;并对工业用相关仪表如流量表、功率表等的工作原理和使用方法有进一步相关了解。学生需要根据实验指导书中的实验目的、内容和所涉及的设备，依照实验步骤开展实验并记录分析实验结果，撰写实验报告，在此过程中培养实验动手能力，形成科学的实验态度。

    实习环节? 广州市水泵厂是广州大学排水科学与工程专业的校企实习基地，在实习期间，学生可以深入直观地了解水泵各个部件及不同种类水泵的生产工艺与区别。而参观给水泵站则可以与课程设计结合，增强工程概念，增加直观感受。

    广州大学土木工程学院还建立了虚拟仿真实验教学中心，已配置40台高性能计算机（主频3.3 GHz以上，内存16 GB，专业图形显卡2 GB NVIDIA K620以上），满足学生开展BIM建筑模型设计实训、虚拟仿真实验的要求。

    课程设计? 在理论教学部分结束后进行1.5周的课程设计，是非常重要的实践性教学环节。泵与泵站课程设计要求学生独立完成一个中小型城市送水泵站的工艺设计。通过水泵站课程设计，学生将所学的课程理论知识与实践应用相结合，掌握水泵站设计的方法。在此过程中，学生不仅加深了对所学课程知识的理解，而且培养和提高了计算能力、设计和绘图水平，锻炼和提高了分析及解决实际工程问题的能力，并使学生了解利用工具书、使用专业设计规范和水泵样本等的基本方法。

    第二课堂? 第二课堂活动有助于培养学生的创新、协作能力和动手能力，可以提高学生将所学知识用于解决实际问题的综合能力，提升工程实践素质。鼓励学生到企业参加社会实践，组织学生参加“全国泵与泵站知识竞赛”等竞赛活动，并取得较好成绩。

    5 搭建自主学习平台，提高学生自主学习能力

    工程教育认证标准中明确提出，学生应能使用现代工具，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。为此，课题组建立泵与泵站课程教学网站，构建互联网网络课堂，搭建学生自主学习平台，并将本门课程的教学大纲、教学进度表、电子教案、多媒体课件等教学文件上传至网站，方便学生随时学习和复习查阅。该网站还有自测习题库和作业思考题内容，以便教师可以有效监控学生的自主学习情况，了解学生的掌握情况。并根据上述学习效果反馈及时总结经验，以利于在以后的教学过程中持续改进和提高。网站还有留言板以及QQ/微信等多种师生互动交流途径，有助于增强学生学习的自主性。

    6 结语

    泵与泵站教学课题组在专业教育认证倡导的“以学生为中心”“目标导向”“持续改进”三个核心理念引导下，针对目前课程教学中存在的问题，从教学内容、教学方法、实践环节和自主学习等方面入手进行改革实践，形成一套支撑工程教育专业认证的教学体系，有助于培养出具有创新与实践能力的工程技术人才，达到工程教育认证毕业要求。

    参考文献

    [1]丁健，孙强，干开峰.工程教育专业认证下的“计算机控制技术”课程改革与实践[J].合肥学院学报，2016，26（1）：135-138.

    [2]周凌波，王芮.从《华盛顿协议》谈工程教育专业建设[J].高等工程教育研究，2014（4）：6-14.

    [3]李俊，蔡可键，温小栋.基于专业认证标准的应用型土木工程人才培养模式研究与实践[J].教育现代化，2017，4（26）：8-10，18.

    [4]孙桓五，张琤.基于工程教育专业认证理念的地方高校工科专业建设实践[J].中国大学教学，2017（11）：39-42，53.

    [5]张朝升，荣宏伟，张可方.给水排水工程专业《泵与泵站》课程教学方法的探索与实践[J].中国建设教育，2010（z1）：54-56.