“水泵及水泵站”课程设计改革初探

蒙强 刘静霞 周永东 李玉庆 张文贤

摘 要：文章从“水泵及水泵站”课程设计的内容与目的、教学现状及存在的问题入手，以提高学生学习积极性、实践能力和更好发挥课程设计的意义为重点，结合自身的教学经验，针对西藏农牧学院农业水利工程专业“水泵及水泵站”课程设计面临的问题，从实习基地构建、设计选题、教师指导和成绩考核五个方面提出了具体措施，旨在激发学生学习兴趣，调动实践积极性和主动性，培养自主学习能力和创新意识，以期提高课程设计质量和解决专业实际问题的能力。

关键词：水泵及水泵站；课程设计；教学改革

中图分类号：G1642.3  文献标识码：A

“水泵及水泵站”是农业水利工程专业重要的主干课程［1］之一，该课程涉及的基本理论、基本原理和设计方法等在农业灌溉排水、城镇供水等工程领域应用广泛，故要求学生需熟悉常见水泵类型与结构、掌握水泵理论和泵站规划与设计等知识。“水泵及水泵站”课程设计作为“水泵及水泵站”理论教学的拓展与实践部分，要求学生运用所学知识设计出满足工程实际需要的泵站，从而加深学生对水泵知识的理解，提高其独立分析与解决问题的能力［2］，并逐步培养出严谨的工程设计思维。

本文以西藏农牧学院农业水利工程专业开设的“水泵及水泵站”课程设计为例，结合人才培养方案、调研资料及本人的教学经验，对“水泵及水泵站”课程设计的教学现状与存在的问题进行了阐述与分析，旨在探索适合于西藏高校工科专业课程设置和以就业为导向的实践教学新模式。

1 课程设计内容及目的

“水泵及水泵站”是本校农业水利工程专业核心课，总课时48学时，开课学期为大学三年级第二学期。其中，作为“水泵及水泵站”理论课的实践与拓展，单独开设的“水泵及水泵站”课程设计（学分2）的实践时间为2周，设计内容包括：（1）泵站站址的选择；（2）根据工程资料设计泵站流量与扬程；（3）基于工程技术参数，结合方案比选进行水泵及其配套设备的选型；（4）综合水泵参数、水源、站址等情况，计算水泵安装高程；（5）计算、校核水泵运行工况点；（6）泵房及进出水建筑物的设计与布置；（7）泵站的稳定性分析；（8）图纸绘制及计算说明书的编制。

学生通过独立完成“水泵及水泵站”课程设计，一方面能引导其将“水泵及水泵站”理论知识应用于工程实例，锻炼他们查阅资料、整合信息、分析解决问题的能力，另一方面也有助于培养他们严谨的设计思维和体悟理论与实践之间的关系。

2 课程设计教学现状

2.1 题目设置

通过对本校农业水利工程专业近五年（2016—2021）的“水泵及水泵站”课程设计选题进行分析，发现设计多围绕灌区灌溉工程进行选题。在具体的实施中，任课教师在上一级学生设计基础资料的基础上，重新调整参数和拟定题目，并下发任务书后开始课程设计工作。例如，将2015级的设计题目“M灌区灌溉泵站设计”改为“A灌区提水泵站设计”，并在地形图上新指定了水源位置。此外，设计选题主要来源网络，且多采用虚拟工程的形式。

2.2 教师指导环节

在“水泵及水泵站”理论课的教学第15周，任课教师下发设计资料，并要求学生在2周内完成课程设计。学生在领取设计资料后，采用课下自由安排的形式来完成设计工作，教师并没有组织学生集中到绘图室或专用教室完成课程设计。通过对已修完该课程的在校生调研后发现，班级中52%的学生通过邮箱、QQ的方式与教师进行了咨询，9%的学生与教师进行了当面咨询，39%的学生未与教师进行沟通。

2.3 成绩考核

课程考核是学习系统的要素之一［34］，考核成绩能反映学生在某一考核方式下对特定内容的掌握程度。现阶段，本校“水泵及水泵站”课程设计的考核是根据设计说明书和设计图纸来进行综合评定，其中设计说明书与图纸的分值比例为7∶3，即最终成绩的高低仅取决于说明书和图纸两部分的完成情况。

3 存在的问题

3.1 缺乏现场认识

目前，本校无专门的泵站工程实习基地供学生进行现场实习，加之本专业学生大多来自西藏偏远牧区，学生对泵站的认识始于“水泵及水泵站”理论课，水泵及泵站的知识仅局限于书本和教师的讲解。教师在讲解水泵的类型、结构、运行原理及泵站建筑物构成时采用文字配合图片的形式进行，这种方式缺乏直观的认识。调研结果显示，85%的学生修完理论课后对泵站设计仍然较模糊。例如，学生不清楚泵站建筑物的结构设计、位置关系及电气设备的布设；泵站扬程、流量、建筑物尺寸的计算存在困难；水泵及动力机选型无从入手等。

3.2 选题实践性不强

一方面，教师在“水泵及水泵站”课程设计选题时未充分结合本专业人才培养模式和立足西藏农牧业发展与实际的需求，多采用虚拟工程项目的形式进行选题，使得理论知识与工程实践之间出现一定程度的脱节。另一方面，教师在选题时也未充分考虑学情、教学辅助资源的配置情况，制定出更加贴合实际情况的设计题目，而是继续沿用以往的设计模式和改动后的基础资料来实施课程设计，这使得多数学生从上一级学生那里获得模板后，直接进行了模式化套用，不利于学生主动思考，以上原因使得学生在完成课程设计后，仍然存在设计思路不清、建筑物结构设计及参数选取错误等问题。

例如，任课教师拟定的课程设计题目为“M灌区灌溉泵站工程设计”，这种虚拟的工程设计题目和设计资料，缺乏工程实践性，难以给学生营造真实的工程环境，不利于学生融入设计角色和获得完成设计后的自豪感。

3.3 教师指导环节薄弱

学生在开展“水泵及水泵站”课程设计的过程中，涉及基础资料的解读、规范的查阅、报告的规范编写和图纸的规范绘制等环节。其中，解读基础资料、查阅规范获取经验参数和指导设计需要学生具备一定的理解能力；泵站扬程、流量、安装高程、建筑物尺寸等参数的计算更需要学生具备一定的数学功底；图纸的规范绘制需要学生具备一定的画法几何与工程CAD绘图知识。然而，笔者所在专业的学生大多来自西藏偏远牧区，其计算能力、计算机的运用能力、获取及分析信息的能力较为欠缺。另外，任课教师没有组织学生到绘图室或专门设计教室完成课程设计，而是采用网络答疑的形式进行指导，这种方式使多数学生从一开始就没有清晰地认识到课程设计的重要性，以及不利于有效地解决学生的问题，更不利于对学生的设计进度、设计环节等过程进行监督與量化考核。

以上原因使得多数学生对课程设计持“完成任务”的态度，未融入设计角色。加之设计是在指导教师制定好的设计框架下进行内容的生搬硬套，使得学生对泵站的整体设计流程、设计方法、计算原理等缺乏深入理解，这不仅在一定程度上造成了学生面对课程设计时出现“无从下手”的困境，也直接削弱了学生的积极性和主动性，更不利于培养学生的工程设计素养。

3.4 考核模式单一

目前，“水泵及水泵站”课程设计考核采用的是“设计报告+图纸”的综合评定模式，即成绩的高低仅取决于设计报告和图纸这两部分的完成情况。这种类似于“一考定论”的模式存在如下弊端：（1）无法评价学生在设计过程中的投入程度和自我解决问题的能力；（2）无法准确评价课程设计过程的有效性和合理性［5］；（3）教学评估与教学设计目标未结合，考核结果缺乏详细的信息反馈源；（4）无法全面追踪学生在设计过程中遇到的问题及评价学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；（5）不利于调动学生学习的积极性、主动性和创新能力的培养。

4 解决问题的措施

4.1 寻求校企合作，建立教学实习基地

教学实习基地是工科专业人才培养的基础设施，也是拓展學生技能、培养学生工程素养、实现理论知识融入实践体系的有效途径。针对“水泵及水泵站”课程特点，建立学校与当地自来水厂、污水处理厂、设计院、农业灌区等企业或单位间的合作，从而实现在校生与实际工程间的“零距离”接触。例如，为加深、拓展学生对水泵、泵站知识的理解和拓宽设计思路，建议在课程设计之前，组织学生到实习基地进行现场参观，并请工程技术人员进行现场讲解及解决学生提出的问题。通过实际工程案例，帮助学生加深对水泵基础理论知识的理解，梳理泵站设计流程和夯实泵站设计基础。

此外，任课教师也可邀请实习单位中具有丰富技术和设计经验的人员到课堂，由他们结合实际工程案例和工作经验，给学生教授相关知识，为课程设计的开展奠定工程基础。

4.2 合理选题，突出工程实践性

随着农田传统灌溉向高效节水灌溉的快速发展，喷灌、滴灌等节水灌溉设计中对水泵及泵站知识的应用也越来越广。在此背景下，企业不但要求学生要具备扎实的水泵基础理论知识，而且还要具有解决工程实际问题的能力。

对此，合理的设置题目是吸引学生投入课程实践、激发学习积极性、引导设计过程、培养工程设计思维、锻炼与提高设计水平的关键。因此，任课教师在进行“水泵及水泵站”课程设计选题时，一方面要清楚地掌握学生的学情，根据学习能力、基础制定出难度适中的题目；另一方面要改变虚设题目的选题形式，任课教师要从利于西藏农田水利事业发展出发，结合工程实际需要或问题，制定出具有一定实践意义的设计题目，将学生引入工程情景，使其在设计过程中充满被需求感，进而逐步培养其责任心，实现“自我塑造”的目的。

例如，目前西藏农区作物灌溉多采用传统的渠灌方式，但渠道因年久失修及高昂的维护成本，致使部分渠道存在严重的渗漏损失，造成了农业灌溉水的严重浪费。对此，任课教师可通过多种渠道获取有关西藏工程设计的基础资料，并针对现实问题拟定出喷灌、滴灌等节水灌溉工程的设计题目，将实际问题引入教学环节，使在校生提前熟悉设计流程，积累设计经验，为毕业后走上工作岗位奠定基础。

此外，任课教师在制定设计题目时，可提供不同的基础数据和设计内容供学生选择，这种方式不仅能吸引学生的设计兴趣，也能有效地降低课程设计的雷同率。

4.3 课程设计融入理论教学环节，增强教师指导

“水泵及水泵站”课程设计内容包含水泵、泵站两大知识体系，设计过程涉及资料收集、规范查阅、数据计算、图纸绘制、说明书撰写等方面。为解决学生在课程设计中存在的实际问题，任课教师可依据课程设计内容，将知识点分解后有序地穿插进理论课堂。这种教学设计模式不仅有助于增强课程设计与理论教学的有机融合，而且使理论教学、实践教学的针对性更强。以灌溉泵站为例，具体的实施方式为：（1）第一次理论课时，任课教师将课程设计基础资料、任务书、指导书（含分解知识点，并注明知识点在教材中的章节）发给学生，并讲明设计的重要性；（2）针对课程设计中的知识点，任课教师可结合灌溉工程案例进行注解，以便学生掌握知识点；（3）理论课程结束后，任课教师将课程设计知识点进行梳理，帮助学生建立整体的设计思路。

建议任课教师组织学生到专门的绘图室开展课程设计，以便跟踪、检查学生的设计进展与掌握情况。在教师的指导过程中，针对学生学习能力参差不齐的问题，教师应区别引导，对基础较好的学生可引导其拓宽知识点的深度与广度，并提升专业素养；对基础差的学生应先提升自信心，引导学生进入设计角色，同时给予较多指导。最后，教师应注重调动学生的积极性，引导和发挥自身的主动性和创造性，鼓励学生互相讨论，在参与问题的提出、观点的交锋、达成共识、提出解决办法的过程中，逐步引导学生树立积极的学习状态，从而间接地弱化教师的指导作用。

4.4 增加过程评价，完善考核体系

考试成绩是分析学生学习情况、评价教学质量的重要依据。为掌握学生在设计思路、设计能力培养、自我管控和知识点运用能力等方面的情况，教师可将“设计报告+图纸”的传统考核模式调整为“过程考核（占30%）+成果考核（占50%）+答辩汇报考核（20%）”的综合模式。其中，过程考核涉及学生对参考资料的查阅及运用、设计进展、师生交流、出勤和中期检查五个方面；成果考核包括设计说明书考核和图纸考核两部分，其中教师应围绕设计格式、计算过程及结果的合理性、设计内容的完整性四个方面进行评分；答辩汇报考核环节，学生以PPT的形式进行汇报，教师可围绕设计思路、设计内容、计算过程、心得体会及回答问题情况进行评分。吕廷波等［6］在“水泵及水泵站”课程设计的考核改革中试验发现，相较于传统的考核模式，采用综合考核的模式能较好地发挥学生学习的自主性和积极性，更能营造出良好的竞争环境，同时也有助于培养学生的创新意识和创新能力，从而提升教学质量［7］。

结语

在就业形式日益严峻、用人单位对学生综合能力的要求越来越高的背景下，西藏高校工科类学生理论基础与实践能力不足、专业素养整体不高的问题愈发凸显。对此，学校及教师应综合考虑学生生源特点、就业需求、课程设置和教学资源等情况，积极探索教学新模式，更新教育思想，不断培养出具有较高自我学习能力、实践能力、创新精神及专业素养的综合性人才。

参考文献：

［1］吕廷波，李明思，李淼，等.水泵与水泵站课程设计的教学体会［J］.中国电力教育，2014（06）：86+89.

［2］刘春河，郭少华，刘涛.水泵及水泵站课程设计改革探析［J］.黑龙江教育（高教研究与评估），2014（08）：3940.

［3］李廉，张万红.高校课程考试成绩正态分布辨析［J］.中国考试，2021（04）：8693.

［4］梁万年，席彪，刘民，等.现代医学教育基本方法与技术［M］.北京：华夏出版社，1999.

［5］朱燕琴.基于OBE教育理念的“水泵及水泵站”课程改革［J］.淮阴师范学院学报（自然科学版），2021，20（02）：171173.

［6］吕廷波，李明思，李淼，等.水泵与水泵站课程设计的教学体会［J］.中国电力教育，2014（06）：86+89.

［7］陈斌.水泵及水泵站课程教学改革的探索［J］.江苏建筑职业技术学院学报，2015，15（01）：6567.

基金项目：西藏自治区高等教育教学改革研究项目（JG202158）资助

作者简介：蒙强（1990— ），男，硕士研究生，讲师，主要从事农业水利工程专业的教学与科研工作。