劉祥麗，王慧娟，曾湘暉，楊 濤，高恩麗

(九江學院化學與環(huán)境工程學院，江西 九江 332005)

項目教學法是以現代認知心理學思想、自適應學習理論和探索性學習架構為基礎，采用類似科學研究與工程實踐的教學方法，促進學生主動學習、自主發(fā)展的一種新型的教學方法[1-2]。項目式教學是通過實施一個項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論教學和實踐有機地結合在一起，充分發(fā)掘學生的創(chuàng)造潛能，提高學生分析和解決實際問題的綜合能力[3-4]。

《化工原理》是化工類專業(yè)的技術基礎課，在引導學生建立工程概念、完成從學生到技術人員角色轉變的環(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與特性曲線、離心泵的汽蝕現象和允許安裝高度、離心泵的工作點與流量調節(jié)以及離心泵的類型、選擇與使用等[5]。這部分內容概念較多，知識點比較繁雜，知識點之間聯系不夠緊密，常常會出現“學完泵不會用泵”的現象。

筆者用“認識泵、購買泵、安裝泵、運行泵”12字方針將離心泵的所有知識點串聯在一起，并結合化工生產中的典型流體輸送任務，構建教學內容，實施項目式教學，取得了很好的教學效果。

1 流體輸送項目的建立

某工廠擬從常壓儲槽向表壓為1.77 bar的設備內輸送油品。已知輸送條件下油品的密度為760 kg/m3,運動粘度為16 cSt，飽和蒸氣壓為80 kPa。設備的油品入口端比儲槽液面高5 m。輸送管的直徑為Φ57×2 mm，儲槽液面維持恒定。輸油量為14～19 m3/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量長度)分別為8 m和35 m，摩擦系數為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節(jié)方法。

2 項目教學法的實施

2.1 子項目的建立

作為初學者的學生要想完成上述項目難度較大，常常會陷入一籌莫展的僵局。筆者根據輸送項目的實際情況和“離心泵”的教學目標，打破原有教材體系，重組教學內容，將總體教學內容分為四個子項目(見表1)。

表1 離心泵分解項目一覽表

2.2 項目細節(jié)的分析梳理

完成一個項目，必須深刻認識項目的具體要求，弄清楚解決問題的關鍵所在，并將相應的理論知識內嵌在項目的完成過程中，做到理論學習和項目開展兩手抓，兩手都要硬。

2.2.1 認識泵

本項目要求選擇合適的泵以完成相應的流體輸送任務，教師首先應引導學生學習泵的作用、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。學生對離心泵有了初步認識后，教師即應組織學生以小組為單位去學校附近的離心泵維修點、離心泵銷售網點進行參觀考察，增加對離心泵結構的感性認識，理論聯系實際，擴大知識面。學生對離心泵的認識加深后，就可以對項目進行初步分析了：項目輸送流體為油品，輸油量為14～19 m3/h，以最大流量列伯努利方程計算所需要的壓頭是33.46 m。輸送任務所需壓頭不是很高，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。結合之前實地考察時拍攝的照片及收集的說明書等資料，引導學生閱讀銘牌信息，激發(fā)學生對銘牌上信息(轉速、流量、壓頭、軸功率、效率、必需汽蝕余量等)的探究興趣。教師適時引入離心泵的主要性能參數、介紹各個性能參數的定義、影響因素(由離心泵理論方程的推導展開討論)、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、最佳工況參數和高效區(qū)等概念。引導學生重新認識銘牌，從專業(yè)的角度理解銘牌上的數字對實際生產過程的指導意義。說明書中的特性曲線是以水為工作介質測定的，本項目輸送流體是油品，其密度、粘度等物性均有所不同。組織學生討論特性曲線是否需要校正，總結提煉出特性曲線校正的原因、方法等。學生分析項目，結合油品的性質、項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、允許安裝高度的計算公式和應用等知識點。引導學生分析討論正確安裝離心泵以避免汽蝕現象發(fā)生的有效解決方案。組織學生參觀學校的污水處理廠和自來水二次泵站，實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。學生結合65Y-60B離心油泵的必需汽蝕余量計算出該泵在最大流量下的允許安裝高度為0.26 m，故泵的實際安裝高度應比允許安裝高度低0.5～1 m(即泵的入口比儲槽液面低0.24～0.74 m即可)。

2.2.4 運行泵

以示范項目為例，探討泵在啟動、運行和停泵時的注意事項。引導學生推導管路特性曲線方程，讓學生體會管路特性曲線和泵的特性曲線的影響因素。組織學生討論輸送系統(tǒng)上下游截面高度差、壓差、流體密度、閥門開度、離心泵葉輪轉速、葉輪直徑、泵的串并聯等因素對輸送系統(tǒng)輸送流量的影響，并學會用示意圖表示出流量變化過程。學生通過分析找到了實現流量(工作點)調節(jié)的所有方法，教師即可引導學生討論分析各種流量調節(jié)方法的利弊。學生結合具體的生產任務，通過經濟核算，比較得出合適的流量調節(jié)方法。

2.3 小組協作交流、獨立完成項目

根據班級人數將學生分成多個小組，每個小組由4～5位成績不等的學生組成。將項目任務中的一些參數適當修改(每組的參數都不同)后，下達到小組。要求小組成員共同討論、團結協作共同完成項目。為保證所有的同學都真正地參與到項目的完成過程中，要求每人必須獨立提交項目成果(項目總結報告)。

2.4 評價總結

評價總結是“項目式教學”的重要組成部分。鼓勵學生編寫ppt，到臺前展示自己的作品。采用學生自評、小組互評、教師總評相結合的方式，比較各組的優(yōu)缺點，引導他們學習別人的長處來改進和提高自己的設計作品。學生、小組和教師的評分結果按一定比例計入總分，最后將項目的成果(包括實務、數據、圖片、和總結等)全部進行歸檔保存或集中展示。學生完成項目的過程中不僅夯實了專業(yè)知識，而且語言表達能力、文本編輯能力、團隊協作能力都得到了很大的提高。

3 結 語

項目式教學過程中，指導教師不再是教學活動的唯一中心，其從傳統(tǒng)教學的主角變?yōu)榻虒W活動的組織者、監(jiān)督者和學習輔導者。教師把學生引入項目中后退居到次要位置，隨時準備幫助學生答疑解惑。

項目教學法強調學生是認知的主體，其對教師的教學水平提出了更高的要求。教師不僅要有扎實的理論根底還要有很好的設計和操作能力。教師必須選好示范項目，要讓學生在完成項目的過程中，理論知識得到夯實。只有這樣，才能培養(yǎng)出理論和實踐有機結合的現代化工人才。

項目教學法的實施使學生明白所學理論知識能解決實際問題。學生學會了應用，學習欲望就會被誘發(fā)出來，學習目標更加明確，教學效果明顯提高。