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摘要:以“離心泵”為例，介紹了項(xiàng)目教學(xué)法在化工原理課程教學(xué)中的應(yīng)用。采用“認(rèn)識泵、購買泵、安裝泵、運(yùn)行泵”12字方針將離心泵的所有知識點(diǎn)串聯(lián)在一起，并結(jié)合化工生產(chǎn)中的典型流體輸送任務(wù)，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生對項(xiàng)目細(xì)節(jié)進(jìn)行分析梳理的同時(shí)學(xué)習(xí)相應(yīng)的理論知識。學(xué)生利用所學(xué)理論提出具體解決方案，獲得了理論指導(dǎo)實(shí)踐的成就感，學(xué)習(xí)欲望就會(huì)被誘發(fā)出來，學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，教學(xué)效果明顯提高。

關(guān)鍵詞:化工原理;離心泵;項(xiàng)目式教學(xué)

項(xiàng)目教學(xué)法是以現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)思想、自適應(yīng)學(xué)習(xí)理論和探索性學(xué)習(xí)架構(gòu)為基礎(chǔ)，采用類似科學(xué)研究與工程實(shí)踐的教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主發(fā)展的一種新型的教學(xué)方法［1－2］。項(xiàng)目式教學(xué)是通過實(shí)施一個(gè)項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，其目的是在課堂教學(xué)中把理論教學(xué)和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的綜合能力［3－4］。《化工原理》是化工類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在引導(dǎo)學(xué)生建立工程概念、完成從學(xué)生到技術(shù)人員角色轉(zhuǎn)變的環(huán)節(jié)中起著非常重要的作用。離心泵是《化工原理》課程中流體輸送章節(jié)的重要組成部分。該部分知識點(diǎn)主要包括離心泵的工作原理和主要部件、離心泵的基本方程式、離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線、離心泵的汽蝕現(xiàn)象和允許安裝高度、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)以及離心泵的類型、選擇與使用等［5］。這部分內(nèi)容概念較多，知識點(diǎn)比較繁雜，知識點(diǎn)之間聯(lián)系不夠緊密，常常會(huì)出現(xiàn)“學(xué)完泵不會(huì)用泵”的現(xiàn)象。筆者用“認(rèn)識泵、購買泵、安裝泵、運(yùn)行泵”12字方針將離心泵的所有知識點(diǎn)串聯(lián)在一起，并結(jié)合化工生產(chǎn)中的典型流體輸送任務(wù)，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)，取得了很好的教學(xué)效果。

1流體輸送項(xiàng)目的建立

某工廠擬從常壓儲槽向表壓為1.77bar的設(shè)備內(nèi)輸送油品。已知輸送條件下油品的密度為760kg/m3，運(yùn)動(dòng)粘度為16cSt，飽和蒸氣壓為80kPa。設(shè)備的油品入口端比儲槽液面高5m。輸送管的直徑為Φ57×2mm，儲槽液面維持恒定。輸油量為14～19m3/h，最大流量下吸入管路和排出管路的管長(包括所有局部阻力的當(dāng)量長度)分別為8m和35m，摩擦系數(shù)為0.032。試選擇一臺合適的泵，并確定其合適的安裝高度、推薦較為適宜的流量調(diào)節(jié)方法。

2項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施

2.1子項(xiàng)目的建立。作為初學(xué)者的學(xué)生要想完成上述項(xiàng)目難度較大，常常會(huì)陷入一籌莫展的僵局。筆者根據(jù)輸送項(xiàng)目的實(shí)際情況和“離心泵”的教學(xué)目標(biāo)，打破原有教材體系，重組教學(xué)內(nèi)容，將總體教學(xué)內(nèi)容分為四個(gè)子項(xiàng)目(見表1)。

2.2項(xiàng)目細(xì)節(jié)的分析梳理。完成一個(gè)項(xiàng)目，必須深刻認(rèn)識項(xiàng)目的具體要求，弄清楚解決問題的關(guān)鍵所在，并將相應(yīng)的理論知識內(nèi)嵌在項(xiàng)目的完成過程中，做到理論學(xué)習(xí)和項(xiàng)目開展兩手抓，兩手都要硬。2.2.1認(rèn)識泵。本項(xiàng)目要求選擇合適的泵以完成相應(yīng)的流體輸送任務(wù)，教師首先應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)泵的作用、泵的分類、泵的主要組成部分及功能、泵的工作原理等知識點(diǎn)。學(xué)生對離心泵有了初步認(rèn)識后，教師即應(yīng)組織學(xué)生以小組為單位去學(xué)校附近的離心泵維修點(diǎn)、離心泵銷售網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行參觀考察，增加對離心泵結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識面。學(xué)生對離心泵的認(rèn)識加深后，就可以對項(xiàng)目進(jìn)行初步分析了:項(xiàng)目輸送流體為油品，輸油量為14～19m3/h，以最大流量列伯努利方程計(jì)算所需要的壓頭是33.46m。輸送任務(wù)所需壓頭不是很高，流量不是很低，所以可初步確定所選泵的類型為離心油泵(Y型泵)。2.2.2購買泵。購買任何一件商品都應(yīng)該先看其銘牌，再看其說明書。購買離心泵亦是如此，看懂離心泵銘牌和說明書非常重要。結(jié)合之前實(shí)地考察時(shí)拍攝的照片及收集的說明書等資料，引導(dǎo)學(xué)生閱讀銘牌信息，激發(fā)學(xué)生對銘牌上信息(轉(zhuǎn)速、流量、壓頭、軸功率、效率、必需汽蝕余量等)的探究興趣。教師適時(shí)引入離心泵的主要性能參數(shù)、介紹各個(gè)性能參數(shù)的定義、影響因素(由離心泵理論方程的推導(dǎo)展開討論)、獲取方法等。由離心泵的說明書引出離心泵的特性曲線:特性曲線的繪制、特性曲線的變化趨勢、最佳工況參數(shù)和高效區(qū)等概念。引導(dǎo)學(xué)生重新認(rèn)識銘牌，從專業(yè)的角度理解銘牌上的數(shù)字對實(shí)際生產(chǎn)過程的指導(dǎo)意義。說明書中的特性曲線是以水為工作介質(zhì)測定的，本項(xiàng)目輸送流體是油品，其密度、粘度等物性均有所不同。組織學(xué)生討論特性曲線是否需要校正，總結(jié)提煉出特性曲線校正的原因、方法等。學(xué)生分析項(xiàng)目，結(jié)合油品的性質(zhì)、項(xiàng)目的最大流量和所需要的壓頭選擇油泵，并找到其具體型號(65Y－60B)。2.2.3安裝泵。通過“水壺里的水沸騰”這一常見生活場景引出汽蝕現(xiàn)象的概念、汽蝕發(fā)生的臨界條件、汽蝕的危害、抗汽蝕性能(必需汽蝕余量和允許吸上真空度)的概念、影響因素和變化規(guī)律、允許安裝高度的計(jì)算公式和應(yīng)用等知識點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生分析討論正確安裝離心泵以避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生的有效解決方案。組織學(xué)生參觀學(xué)校的污水處理廠和自來水二次泵站，實(shí)地考察離心泵的安裝情況，理解干式安裝和濕式安裝的異同。學(xué)生結(jié)合65Y－60B離心油泵的必需汽蝕余量計(jì)算出該泵在最大流量下的允許安裝高度為0.26m，故泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)比允許安裝高度低0.5～1m(即泵的入口比儲槽液面低0.24～0.74m即可)。2.2.4運(yùn)行泵。以示范項(xiàng)目為例，探討泵在啟動(dòng)、運(yùn)行和停泵時(shí)的注意事項(xiàng)。引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)管路特性曲線方程，讓學(xué)生體會(huì)管路特性曲線和泵的特性曲線的影響因素。組織學(xué)生討論輸送系統(tǒng)上下游截面高度差、壓差、流體密度、閥門開度、離心泵葉輪轉(zhuǎn)速、葉輪直徑、泵的串并聯(lián)等因素對輸送系統(tǒng)輸送流量的影響，并學(xué)會(huì)用示意圖表示出流量變化過程。學(xué)生通過分析找到了實(shí)現(xiàn)流量(工作點(diǎn))調(diào)節(jié)的所有方法，教師即可引導(dǎo)學(xué)生討論分析各種流量調(diào)節(jié)方法的利弊。學(xué)生結(jié)合具體的生產(chǎn)任務(wù)，通過經(jīng)濟(jì)核算，比較得出合適的流量調(diào)節(jié)方法。

2.3小組協(xié)作交流、獨(dú)立完成項(xiàng)目。根據(jù)班級人數(shù)將學(xué)生分成多個(gè)小組，每個(gè)小組由4～5位成績不等的學(xué)生組成。將項(xiàng)目任務(wù)中的一些參數(shù)適當(dāng)修改(每組的參數(shù)都不同)后，下達(dá)到小組。要求小組成員共同討論、團(tuán)結(jié)協(xié)作共同完成項(xiàng)目。為保證所有的同學(xué)都真正地參與到項(xiàng)目的完成過程中，要求每人必須獨(dú)立提交項(xiàng)目成果(項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告)。

2.4評價(jià)總結(jié)。評價(jià)總結(jié)是“項(xiàng)目式教學(xué)”的重要組成部分。鼓勵(lì)學(xué)生編寫ppt，到臺前展示自己的作品。采用學(xué)生自評、小組互評、教師總評相結(jié)合的方式，比較各組的優(yōu)缺點(diǎn)，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)別人的長處來改進(jìn)和提高自己的設(shè)計(jì)作品。學(xué)生、小組和教師的評分結(jié)果按一定比例計(jì)入總分，最后將項(xiàng)目的成果(包括實(shí)務(wù)、數(shù)據(jù)、圖片、和總結(jié)等)全部進(jìn)行歸檔保存或集中展示。學(xué)生完成項(xiàng)目的過程中不僅夯實(shí)了專業(yè)知識，而且語言表達(dá)能力、文本編輯能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力都得到了很大的提高。

3結(jié)語

項(xiàng)目式教學(xué)過程中，指導(dǎo)教師不再是教學(xué)活動(dòng)的唯一中心，其從傳統(tǒng)教學(xué)的主角變?yōu)榻虒W(xué)活動(dòng)的組織者、監(jiān)督者和學(xué)習(xí)輔導(dǎo)者。教師把學(xué)生引入項(xiàng)目中后退居到次要位置，隨時(shí)準(zhǔn)備幫助學(xué)生答疑解惑。項(xiàng)目教學(xué)法強(qiáng)調(diào)學(xué)生是認(rèn)知的主體，其對教師的教學(xué)水平提出了更高的要求。教師不僅要有扎實(shí)的理論根底還要有很好的設(shè)計(jì)和操作能力。教師必須選好示范項(xiàng)目，要讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，理論知識得到夯實(shí)。只有這樣，才能培養(yǎng)出理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的現(xiàn)代化工人才。項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施使學(xué)生明白所學(xué)理論知識能解決實(shí)際問題。學(xué)生學(xué)會(huì)了應(yīng)用，學(xué)習(xí)欲望就會(huì)被誘發(fā)出來，學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，教學(xué)效果明顯提高。

作者:劉祥麗 王慧娟 曾湘暉 楊濤 高恩麗 單位:九江學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院