刘祥丽，王慧娟，曾湘晖，杨 涛，高恩丽

(九江学院化学与环境工程学院，江西 九江 332005)

项目教学法是以现代认知心理学思想、自适应学习理论和探索性学习架构为基础，采用类似科学研究与工程实践的教学方法，促进学生主动学习、自主发展的一种新型的教学方法[1-2]。项目式教学是通过实施一个项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论教学和实践有机地结合在一起，充分发掘学生的创造潜能，提高学生分析和解决实际问题的综合能力[3-4]。

《化工原理》是化工类专业的技术基础课，在引导学生建立工程概念、完成从学生到技术人员角色转变的环节中起着非常重要的作用。离心泵是《化工原理》课程中流体输送章节的重要组成部分。该部分知识点主要包括离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的主要性能参数与特性曲线、离心泵的汽蚀现象和允许安装高度、离心泵的工作点与流量调节以及离心泵的类型、选择与使用等[5]。这部分内容概念较多，知识点比较繁杂，知识点之间联系不够紧密，常常会出现“学完泵不会用泵”的现象。

笔者用“认识泵、购买泵、安装泵、运行泵”12字方针将离心泵的所有知识点串联在一起，并结合化工生产中的典型流体输送任务，构建教学内容，实施项目式教学，取得了很好的教学效果。

1 流体输送项目的建立

某工厂拟从常压储槽向表压为1.77 bar的设备内输送油品。已知输送条件下油品的密度为760 kg/m3,运动粘度为16 cSt，饱和蒸气压为80 kPa。设备的油品入口端比储槽液面高5 m。输送管的直径为Φ57×2 mm，储槽液面维持恒定。输油量为14～19 m3/h，最大流量下吸入管路和排出管路的管长(包括所有局部阻力的当量长度)分别为8 m和35 m，摩擦系数为0.032。试选择一台合适的泵，并确定其合适的安装高度、推荐较为适宜的流量调节方法。

2 项目教学法的实施

2.1 子项目的建立

作为初学者的学生要想完成上述项目难度较大，常常会陷入一筹莫展的僵局。笔者根据输送项目的实际情况和“离心泵”的教学目标，打破原有教材体系，重组教学内容，将总体教学内容分为四个子项目(见表1)。

表1 离心泵分解项目一览表

2.2 项目细节的分析梳理

完成一个项目，必须深刻认识项目的具体要求，弄清楚解决问题的关键所在，并将相应的理论知识内嵌在项目的完成过程中，做到理论学习和项目开展两手抓，两手都要硬。

2.2.1 认识泵

本项目要求选择合适的泵以完成相应的流体输送任务，教师首先应引导学生学习泵的作用、泵的分类、泵的主要组成部分及功能、泵的工作原理等知识点。学生对离心泵有了初步认识后，教师即应组织学生以小组为单位去学校附近的离心泵维修点、离心泵销售网点进行参观考察，增加对离心泵结构的感性认识，理论联系实际，扩大知识面。学生对离心泵的认识加深后，就可以对项目进行初步分析了：项目输送流体为油品，输油量为14～19 m3/h，以最大流量列伯努利方程计算所需要的压头是33.46 m。输送任务所需压头不是很高，流量不是很低，所以可初步确定所选泵的类型为离心油泵(Y型泵)。

2.2.2 购买泵

购买任何一件商品都应该先看其铭牌，再看其说明书。购买离心泵亦是如此，看懂离心泵铭牌和说明书非常重要。结合之前实地考察时拍摄的照片及收集的说明书等资料，引导学生阅读铭牌信息，激发学生对铭牌上信息(转速、流量、压头、轴功率、效率、必需汽蚀余量等)的探究兴趣。教师适时引入离心泵的主要性能参数、介绍各个性能参数的定义、影响因素(由离心泵理论方程的推导展开讨论)、获取方法等。

由离心泵的说明书引出离心泵的特性曲线：特性曲线的绘制、特性曲线的变化趋势、最佳工况参数和高效区等概念。引导学生重新认识铭牌，从专业的角度理解铭牌上的数字对实际生产过程的指导意义。说明书中的特性曲线是以水为工作介质测定的，本项目输送流体是油品，其密度、粘度等物性均有所不同。组织学生讨论特性曲线是否需要校正，总结提炼出特性曲线校正的原因、方法等。学生分析项目，结合油品的性质、项目的最大流量和所需要的压头选择油泵，并找到其具体型号(65Y-60B)。

2.2.3 安装泵

通过“水壶里的水沸腾”这一常见生活场景引出汽蚀现象的概念、汽蚀发生的临界条件、汽蚀的危害、抗汽蚀性能(必需汽蚀余量和允许吸上真空度)的概念、影响因素和变化规律、允许安装高度的计算公式和应用等知识点。引导学生分析讨论正确安装离心泵以避免汽蚀现象发生的有效解决方案。组织学生参观学校的污水处理厂和自来水二次泵站，实地考察离心泵的安装情况，理解干式安装和湿式安装的异同。学生结合65Y-60B离心油泵的必需汽蚀余量计算出该泵在最大流量下的允许安装高度为0.26 m，故泵的实际安装高度应比允许安装高度低0.5～1 m(即泵的入口比储槽液面低0.24～0.74 m即可)。

2.2.4 运行泵

以示范项目为例，探讨泵在启动、运行和停泵时的注意事项。引导学生推导管路特性曲线方程，让学生体会管路特性曲线和泵的特性曲线的影响因素。组织学生讨论输送系统上下游截面高度差、压差、流体密度、阀门开度、离心泵叶轮转速、叶轮直径、泵的串并联等因素对输送系统输送流量的影响，并学会用示意图表示出流量变化过程。学生通过分析找到了实现流量(工作点)调节的所有方法，教师即可引导学生讨论分析各种流量调节方法的利弊。学生结合具体的生产任务，通过经济核算，比较得出合适的流量调节方法。

2.3 小组协作交流、独立完成项目

根据班级人数将学生分成多个小组，每个小组由4～5位成绩不等的学生组成。将项目任务中的一些参数适当修改(每组的参数都不同)后，下达到小组。要求小组成员共同讨论、团结协作共同完成项目。为保证所有的同学都真正地参与到项目的完成过程中，要求每人必须独立提交项目成果(项目总结报告)。

2.4 评价总结

评价总结是“项目式教学”的重要组成部分。鼓励学生编写ppt，到台前展示自己的作品。采用学生自评、小组互评、教师总评相结合的方式，比较各组的优缺点，引导他们学习别人的长处来改进和提高自己的设计作品。学生、小组和教师的评分结果按一定比例计入总分，最后将项目的成果(包括实务、数据、图片、和总结等)全部进行归档保存或集中展示。学生完成项目的过程中不仅夯实了专业知识，而且语言表达能力、文本编辑能力、团队协作能力都得到了很大的提高。

3 结 语

项目式教学过程中，指导教师不再是教学活动的唯一中心，其从传统教学的主角变为教学活动的组织者、监督者和学习辅导者。教师把学生引入项目中后退居到次要位置，随时准备帮助学生答疑解惑。

项目教学法强调学生是认知的主体，其对教师的教学水平提出了更高的要求。教师不仅要有扎实的理论根底还要有很好的设计和操作能力。教师必须选好示范项目，要让学生在完成项目的过程中，理论知识得到夯实。只有这样，才能培养出理论和实践有机结合的现代化工人才。

项目教学法的实施使学生明白所学理论知识能解决实际问题。学生学会了应用，学习欲望就会被诱发出来，学习目标更加明确，教学效果明显提高。