“水泵與水泵站”課程教學(xué)研究與探索

　　“水泵與水泵站”是給水排水工程專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課。針對該課程理論與實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)，從理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)、課程設計和參觀(guān)實(shí)習等方面，進(jìn)行課程教學(xué)研究與探索。理論教學(xué)內容上結合注冊公用設備工程師考試大綱要求，精選實(shí)驗教學(xué)內容，并注重課程設計的統一性和多樣性相結合，培養提高學(xué)生的基礎理論水平和實(shí)踐創(chuàng )新能力，為給水排水工程其他專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習奠定堅實(shí)的基礎。

　　“水泵與水泵站”是武漢紡織大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”)環(huán)境工程學(xué)院給水排水工程專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)基礎課程，主要講授水泵的工作原理、運行工況調節、安裝方法和水泵站的設計方法，其基礎理論與水力學(xué)密切相關(guān)，其應用研究與給水工程、排水工程、建筑給水排水工程等專(zhuān)業(yè)課程緊密相聯(lián)。“水泵與水泵站”課程要求學(xué)生掌握水泵的基本理論和基本性能，熟悉水泵選型的基本原則和方法，了解泵站工程規劃應遵循的一般原則，掌握泵站建筑物的設計方法，奠定泵站工程的設計、施工和科學(xué)管理的基礎，提高學(xué)生應用所學(xué)知識解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，提高人才培養質(zhì)量。[1]隨著(zhù)高校新一輪人才培養方案的改革，教學(xué)課時(shí)的壓縮與理論實(shí)踐教學(xué)需求學(xué)時(shí)較多的矛盾日益顯現。按照我校“環(huán)境卓越工程師”本科人才培養方案的課程培養目標與要求，結合國內高等院校“水泵與水泵站”理論與實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗，開(kāi)展“水泵與水泵站”課程理論與實(shí)踐教學(xué)研究與探索，對培養學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，拓展學(xué)生綜合素質(zhì)，培養創(chuàng )新能力，為給水排水工程其他專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習奠定堅實(shí)的基礎。

一、“水泵與水泵站”教學(xué)內容研究

　　圍繞“水泵與水泵站”的理論與實(shí)踐教學(xué)工作，進(jìn)行課程內容的優(yōu)化更新，實(shí)現課程內容與注冊公用設備工程師考試大綱的有機結合。

　　“水泵與水泵站”課程的教材選用《泵與泵站》(第五版)，由姜乃昌主編，中國建筑工業(yè)出版社。在原來(lái)“水泵與水泵站”的授課基礎上，重點(diǎn)講授第二章。

　　在第二章中重點(diǎn)講授第1節的離心泵的工作原理;第3節的基本性能參數;第4節的基本方程式;第5節要求學(xué)生會(huì )計算離心泵裝置的總揚程;第6節講述特性曲線(xiàn);第7節離心泵的定速運行工況中，重點(diǎn)講授管道系統特性曲線(xiàn)、水箱出流工況點(diǎn)，要求學(xué)生會(huì )計算離心泵的定速運行工況點(diǎn)的流量和揚程;第8節離心泵的調速運行工況中，重點(diǎn)講授比轉數的概念，要求會(huì )計算離心泵的調速運行工況點(diǎn)的流量、揚程、轉速和調速后的水泵特性曲線(xiàn)方程;第10節離心泵的串并聯(lián)運行，重點(diǎn)要求圖解法求水泵裝置串并聯(lián)的工況點(diǎn);第11節離心泵吸水性能，要求掌握吸水管中壓力變化、氣穴和氣蝕、氣蝕余量，要求會(huì )計算離心泵的安裝高度;第13節軸流泵的工作原理及性能特點(diǎn)。

　　結合筆者多年的實(shí)際工程設計經(jīng)驗以及給水排水工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，水處理常用的加藥計量泵多為往復泵，在第三章中重點(diǎn)講授第3節往復泵的工作原理及性能特點(diǎn)，要求會(huì )計算往復泵的流量。

　　第四章給水泵站中，重點(diǎn)講授泵站分類(lèi)、泵的選擇、水泵機組布置、吸水管路與壓水管路、停泵水錘、泵站節能的方法。

　　第五章排水泵站中，重點(diǎn)講授排水泵站分類(lèi)、構造特點(diǎn)，污水泵站的水泵選擇、集水池容積、水泵機組布置，雨水泵站，合流泵站。

二、“水泵與水泵站”實(shí)驗教學(xué)研究

　　實(shí)驗教學(xué)在教學(xué)中占有非常重要的位置，是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分。學(xué)生的學(xué)習能力、實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力的培養都離不開(kāi)實(shí)驗環(huán)節。“水泵與水泵站”實(shí)驗教學(xué)任務(wù)是為配合課堂理論教學(xué)，培養學(xué)生的基本實(shí)驗能力，加深他們對理論知識的理解應用。

　　改變以灌輸為主的常規教學(xué)方式，多采用啟發(fā)式、互動(dòng)式、討論式教學(xué)方法，充分利用多媒體，廣泛使用泵站現場(chǎng)照片、圖像等形象化的手段，使學(xué)生對水泵與水泵站實(shí)驗內容形成感性認識。

　　基于我校環(huán)境工程學(xué)院實(shí)驗室建設情況和實(shí)驗教學(xué)只有2學(xué)時(shí)，精選實(shí)驗內容，實(shí)驗為水泵性能曲線(xiàn)測定試驗。該實(shí)驗可促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步理解泵的工作原理、掌握泵的基本性能參數，并學(xué)會(huì )泵的特性曲線(xiàn)的測試方法。本實(shí)驗要求在老師的指導下，學(xué)生能按操作規程開(kāi)機和停機，正確地選擇測試儀器和儀表，熟練地開(kāi)展水泵的性能實(shí)驗。

　　在課時(shí)緊張的情況下，要求學(xué)生利用課余時(shí)間完成實(shí)驗項目，補充了課內實(shí)驗課時(shí)不足的問(wèn)題，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間認識、了解、掌握泵的特性、管路系統等，學(xué)會(huì )泵站常用測試設備和測量?jì)x器的使用方法，對傳統的、現代的測試技術(shù)有了直觀(guān)的認識，拓寬了知識面，加深了對書(shū)本知識理解，激發(fā)起濃厚的學(xué)習興趣。

三、“水泵與水泵站”課程設計

　　“水泵與水泵站”教學(xué)的另一個(gè)環(huán)節是課程設計，要求學(xué)生在給定流量和水位組合等條件下，完成水泵選型配套、泵房?jì)炔坎贾煤蛢炔砍叽绱_定、泵房建筑物設計和輔助設施選擇等，提交泵站設計說(shuō)明書(shū)和圖紙，圖紙部分包括樞紐布置圖、平面圖和剖面圖。

　　課程設計使學(xué)生掌握泵站設計的步驟、選泵原則、機組布置要求、工藝制圖標準以及設計規范的一般要求，鍛煉學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使他們的計算能力、繪圖能力和文字編輯能力也得到提高。通過(guò)課程設計，把課堂上學(xué)到的和實(shí)驗室獲得的知識點(diǎn)融會(huì )貫通，加深理解和掌握，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，讓學(xué)生進(jìn)一步加深理解基礎知識、設計規范、設計原理、設計方法和設計成果之間的關(guān)系。

　　“水泵與水泵站”課程設計時(shí)間一般為1周或1.5周，時(shí)間較短，為了使每一位同學(xué)都受到一定程度的訓練以加深課堂上所學(xué)的理論知識，課程設計的題目深度、難度適中，有一定的工作量。通過(guò)對水泵與水泵站課程設計多年的教學(xué)實(shí)踐，在設計過(guò)程中，作為教師首先要抓好設計內容的統一性與多樣性。

　　在統一性方面，選擇教材上的第四章的例題，因為這個(gè)例題中關(guān)于泵站設計的一般方法和計算比較詳盡，方便學(xué)生學(xué)習。在多樣性方面，為使學(xué)生盡可能地做不同的題目，更好地掌握泵站設計工作的流程和方法，在下達設計任務(wù)時(shí)，每位學(xué)生的設計基礎數據均不同。具體做法是編制一張Excel表格，在這張表格上，每位學(xué)生的基礎數據按照一定的規律變化而且都不相同。設計題目統一性與多樣性的結合可以杜絕課程設計中的抄襲雷同現象，促使學(xué)生必須靠自己獨立思考完成設計，加深學(xué)生對課程設計全部環(huán)節的掌握程度。

　　在課程設計中，首先根據凈水廠(chǎng)用水量確定取水泵站所供流量;根據設計基礎數據繪制取水泵站樞紐圖，包括取水泵站、凈水廠(chǎng)配水池、吸壓水管線(xiàn);估算揚程、初選水泵及電機;根據水泵、電機安裝尺寸及重量設計機組基礎;選吸水管和壓水管;布置機組和管道，繪制泵站平面布置圖;確定水泵安裝高度，計算吸水管、壓水管長(cháng)，計算管路水頭損失;精選水泵和電機;選擇泵站附屬設備，包括起重設備、真空泵、通風(fēng)設備、站內排水設備等;確定泵站高度，繪制泵站剖面圖;編寫(xiě)設計計算說(shuō)明書(shū)。

四、水泵與水泵站參觀(guān)實(shí)習

　　在充分利用校內實(shí)踐教學(xué)資源的基礎上，致力于加強校外實(shí)踐教學(xué)基地的建設;與污水處理廠(chǎng)、科研機構和企業(yè)進(jìn)行廣泛地聯(lián)系和合作，聘請工程技術(shù)人員擔任現場(chǎng)教學(xué)導師，保證在有限的實(shí)習時(shí)間內，讓學(xué)生通過(guò)現場(chǎng)參觀(guān)、實(shí)習、討論和聽(tīng)講座，獲得最直觀(guān)的感性知識，既是對書(shū)本知識的回顧，也是對其掌握程度的檢驗，有利于促進(jìn)課堂教學(xué)質(zhì)量的提高，也有利于創(chuàng )新人才的培養。

五、結束語(yǔ)

　　“水泵與水泵站”是給水排水工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐性較強的專(zhuān)業(yè)基礎課。為了讓學(xué)生真正掌握該課程的基本原理、基礎知識，使其能夠獨立進(jìn)行課程設計，為今后從事泵站相關(guān)工作打下堅實(shí)的基礎，教師必須在課程的理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)、課程設計以及參觀(guān)實(shí)習的各個(gè)環(huán)節，不斷進(jìn)行教學(xué)改革的研究探索，積極將課內學(xué)習與相應的科研、生產(chǎn)和社會(huì )實(shí)踐相結合。同時(shí)教師應積極引導學(xué)生進(jìn)行自我學(xué)習，提高學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中的積極性和主觀(guān)能動(dòng)性，增強學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，積極提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng )新能力，為后續的專(zhuān)業(yè)課程給水工程、排水工程、建筑給水排水工程的學(xué)習，更為今后學(xué)生從事泵站工程的規劃、設計、施工及運行管理等相關(guān)工作奠定堅實(shí)的基礎，成為理論與實(shí)踐相結合的創(chuàng )新型的新一代復合型人才。