汽輪機(jī)原理課程教學(xué)實踐初探

時間:2022-03-04 11:20:06

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汽輪機(jī)原理課程教學(xué)實踐初探

[摘要]汽輪機(jī)原理是能源與動力工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課,隨著教學(xué)大綱的不斷修訂和完善,教學(xué)要求隨之提高,傳統(tǒng)課程設(shè)計的不足也逐漸顯現(xiàn)。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐動手能力以及分析解決工程實際問題的能力,該文結(jié)合能源與動力工程專業(yè)的教學(xué)特點,對汽輪機(jī)原理課程的教學(xué)實踐進(jìn)行了有益的探索。

[關(guān)鍵詞]汽輪機(jī)原理課程;教學(xué)實踐;課程改革;高校教學(xué)

近年來高校基礎(chǔ)課的學(xué)時和比例增加,專業(yè)課學(xué)時卻在縮減,廣大專業(yè)課教師都要面臨如何在有限的學(xué)時內(nèi)保質(zhì)保量地完成教學(xué)任務(wù),這無疑為專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量的提升增添了新的難度[1]。汽輪機(jī)原理作為能源與動力工程專業(yè)最重要的專業(yè)必修課之一,也面臨著同樣的挑戰(zhàn)。

一、汽輪機(jī)原理課程教學(xué)現(xiàn)狀

汽輪機(jī)也稱蒸汽透平發(fā)動機(jī),是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置,高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上,使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)旋轉(zhuǎn),同時對外做功。在現(xiàn)代化電力工業(yè)中,汽輪機(jī)為人類提供了80%左右的電能,是現(xiàn)代火力發(fā)電廠的主要設(shè)備[2]。通過學(xué)習(xí)汽輪機(jī)原理課程,學(xué)生應(yīng)對汽輪機(jī)的工作原理有全面而系統(tǒng)的認(rèn)識,能夠了解、掌握并開展汽輪機(jī)熱力設(shè)計;此外,還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力,為學(xué)生畢業(yè)后從事火電廠相關(guān)的技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。但是,汽輪機(jī)原理這門專業(yè)課程所涉及的基礎(chǔ)知識眾多,且各部分內(nèi)容又與發(fā)電廠的生產(chǎn)實際密切相關(guān),如何將抽象的理論知識與具體的生產(chǎn)實踐很好地結(jié)合起來是該課程的難點。為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才,西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院(下文也稱“我院”)的汽輪機(jī)原理課程安排了40個課時,如果還是采用傳統(tǒng)被動式的教學(xué)方式,那么光汽輪機(jī)基本原理這個部分就會占用大部分課時,這樣勢必會影響課程的教學(xué)進(jìn)度以及學(xué)生對汽輪機(jī)整機(jī)、輔助設(shè)備的全面學(xué)習(xí)。因此,為了保證教學(xué)質(zhì)量,如何提高教學(xué)效率就顯得迫在眉睫,教研室全體教師下定決心改變以往依靠教師講授為主的填鴨式教學(xué)方法,加強(qiáng)理論聯(lián)系實際,注重對工程實例的分析,激勵學(xué)生主動去學(xué)習(xí),強(qiáng)化學(xué)生對汽輪機(jī)的感性認(rèn)識,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

二、汽輪機(jī)原理課程教學(xué)實踐

(一)理論聯(lián)系實際。在課堂教學(xué)中,首先應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)原理課程的教學(xué)大綱,對基本概念、基本規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)講解,力求講清楚、講透徹,在此基礎(chǔ)上攻克知識難點、強(qiáng)化知識重點。筆者在從事汽輪機(jī)原理課程的教學(xué)過程中逐漸發(fā)現(xiàn),只有將所講授的知識和學(xué)生所熟悉的日常生活緊密聯(lián)系在一起,才能讓學(xué)生有更高的學(xué)習(xí)熱情真正參與到具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中。由于汽輪機(jī)原理課程涉及的基礎(chǔ)理論較多,比如汽輪機(jī)的基本工作原理涉及工程熱力學(xué)和流體力學(xué)方面的知識,凝汽器部分主要涉及傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識,零部件強(qiáng)度部分主要涉及理論力學(xué)和材料力學(xué)知識等[3],因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會不斷遇到知識壁壘,很容易因為知識儲備不足而降低學(xué)習(xí)的興趣。此外,汽輪機(jī)原理課程的理論知識與電廠生產(chǎn)密切相關(guān),而電廠的具體設(shè)備、實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)又都與學(xué)生的生活有距離,因此要在保證教學(xué)進(jìn)度的前提下,幫助學(xué)生修補(bǔ)知識短板。此外,將抽象的理論知識與具體的生產(chǎn)實踐有機(jī)地結(jié)合起來,是突破汽輪機(jī)原理課程教學(xué)難點的又一大挑戰(zhàn)。為此,我院教師進(jìn)行了以下有益的探索。首先,教師應(yīng)在教學(xué)過程中經(jīng)常給學(xué)生提出一些問題,這樣做不但使教師清楚學(xué)生對所學(xué)知識的理解程度,隨時根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)情況進(jìn)行查漏補(bǔ)缺,而且能夠督促學(xué)生上課認(rèn)真聽講。課前可以針對上一節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行提問;課中采用穿插提問的方式,提出精練、新穎的問題,引導(dǎo)學(xué)生主動思考問題,充分調(diào)動學(xué)生參與的熱情,讓學(xué)生時刻緊跟教師的教學(xué)進(jìn)度。教師應(yīng)積極鼓勵學(xué)生到黑板上演示問題,有意識地引導(dǎo)和鼓勵參與性差的學(xué)生加入到課堂互動中來,根據(jù)學(xué)生的實際表現(xiàn)給出客觀評價,詳細(xì)記錄每次成績,并與課程最終的成績相關(guān)聯(lián),做到考核的全面性和公正性,逐步培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。其次,在汽輪機(jī)原理課程教學(xué)結(jié)束前給學(xué)生留一個與這門課程有關(guān)的具有開放性的小論文。讓學(xué)生找到自己感興趣的知識點,以所學(xué)的知識為基礎(chǔ),利用網(wǎng)絡(luò)平臺搜集、擴(kuò)充相關(guān)專業(yè)知識,通過自己的理解進(jìn)行分析歸納,從而加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解與掌握。在完成小論文的過程中,學(xué)生能夠自我發(fā)現(xiàn)知識儲備的不足之處,及時補(bǔ)充相關(guān)知識,這就有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力、歸納凝練知識的能力以及完善自己知識體系的能力,而且學(xué)生的文字表達(dá)能力和自主學(xué)習(xí)習(xí)慣也會得到訓(xùn)練。眾所周知,工程問題往往是具體的、復(fù)雜的,它總是以某種狀態(tài)處于特定的生產(chǎn)實際環(huán)境中,其中又蘊(yùn)含著深刻的科學(xué)道理,絕不能割裂客觀的生產(chǎn)環(huán)境去研究[4]。我院的任課教師在傳授科學(xué)知識的基礎(chǔ)上,密切聯(lián)系工程實際,通過具體的工程實例去解讀其中所包含的科學(xué)知識,有意識地培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。(二)運用有效的教學(xué)手段。傳統(tǒng)教學(xué)往往采用“粉筆+黑板”的教學(xué)手段,隨著科技的發(fā)展,教師已經(jīng)很難在黑板上清晰地展示出復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖,必須借助現(xiàn)代化的教學(xué)手段,同時大力提倡研討式的教學(xué)方法,讓學(xué)生成為課堂的主體,強(qiáng)化學(xué)生參與教學(xué)的積極性[5]?;诖?,我院教師在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)做了以下嘗試。首先,借助多媒體豐富課堂教學(xué)。利用動畫演示汽輪機(jī)的工作原理,播放最前沿的科技動態(tài),將平面抽象的理論知識和立體形象的視頻緊密結(jié)合起來,讓學(xué)生由二維學(xué)習(xí)拓展到三維認(rèn)知,豐富學(xué)生的感官體驗,更高效、快捷地完成教學(xué)難點的講解;通過多媒體完美逼真地再現(xiàn)科學(xué)知識,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力,給學(xué)生更廣闊的思維空間,為后續(xù)教學(xué)活動的有效開展打下基礎(chǔ)。其次,組織學(xué)生積極開展專題討論。教師根據(jù)課程大綱,圍繞教學(xué)重點,指定具有前沿性的論題,編寫好具體的實施步驟,包括主講人及其團(tuán)隊、論題及其范疇、討論時間、評分標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)參考文獻(xiàn)資料等,以書面形式提前發(fā)給學(xué)生,留給學(xué)生充足的時間進(jìn)行團(tuán)隊準(zhǔn)備,隨時跟進(jìn)學(xué)生的準(zhǔn)備情況,逐步啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入研究,發(fā)現(xiàn)問題及時協(xié)助解決,不斷完善團(tuán)隊建設(shè),確保每次討論都能夠高質(zhì)量、高效率地完成。此外,教師充分利用QQ、微信等學(xué)生普遍使用的交流工具,建立汽輪機(jī)原理課程交流群,分享相關(guān)教學(xué)資料,積極開展相關(guān)的教學(xué)研究活動,及時地和學(xué)生互動,了解學(xué)生的需求,幫助學(xué)生掃清學(xué)習(xí)過程中的攔路虎,不讓一個學(xué)生掉隊。這樣的真誠互動增進(jìn)了師生之間的情誼,讓學(xué)生信賴教師,進(jìn)而愛上了汽輪機(jī)原理這門課程。(三)建設(shè)高素質(zhì)的教師隊伍。進(jìn)入21世紀(jì),以計算機(jī)為核心的汽輪機(jī)時代已經(jīng)到來,先進(jìn)的汽輪機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,專業(yè)知識更新迅速,這是專業(yè)課程的一個特點[6]。因此,傳統(tǒng)教材無法及時更新內(nèi)容就會顯得落伍。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)適時引入最新研究成果和動態(tài)。實踐證明,這種方法不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時也有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),它的實施需要依賴一支高素質(zhì)的教師隊伍。近年來,我院從國內(nèi)外多所高校引入優(yōu)秀博士生,建立了一支專業(yè)知識基礎(chǔ)扎實且充滿活力的教學(xué)隊伍。課題組教師在完成教學(xué)任務(wù)的同時,不忘投身于科研工作中,積極申報相關(guān)科研項目,撰寫高水平的科研論文,以科研工作促進(jìn)課程建設(shè)。教師們在開展科學(xué)研究的同時,及時關(guān)注科研發(fā)展動態(tài),將最前沿的科技訊息傳遞給學(xué)生,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的過程中得以拓寬眼界,給學(xué)生種下勇于攀登科技高峰的種子,激發(fā)學(xué)生的科技熱情,發(fā)現(xiàn)并吸納一些具有科研潛力的學(xué)生參與到教師們的科研項目中,不但培養(yǎng)了學(xué)生的科研實踐能力,同時加快了教師的科研進(jìn)度,進(jìn)而推動了汽輪機(jī)原理課程建設(shè)工作,取得了可喜的教學(xué)效果。(四)教師要積極引導(dǎo)學(xué)生理解專業(yè)學(xué)習(xí)與職業(yè)規(guī)劃的聯(lián)系。當(dāng)前社會競爭激烈,教師的視野不能僅僅局限在所傳授的專業(yè)知識這個層面上,學(xué)校的人才培養(yǎng)工作都要面向社會需求,而當(dāng)今社會更需要對自我有著清晰認(rèn)識且具備一定職業(yè)競爭力的人才。因此,教師應(yīng)深入挖掘?qū)I(yè)知識與專業(yè)崗位需求之間的聯(lián)系,幫助學(xué)生初步了解職業(yè)生涯規(guī)劃的內(nèi)容和意義,引導(dǎo)學(xué)生去理解這門課程的知識對于職業(yè)、對于人生的意義。此外,要進(jìn)一步完善課程實踐體系建設(shè),要將課程實踐貫穿于大學(xué)四年的始終,從初期的專業(yè)知識學(xué)習(xí)開始逐步滲透專業(yè)崗位的技能需求,加深學(xué)生對職業(yè)的了解,到最后組織引導(dǎo)學(xué)生去課程實踐地點進(jìn)行現(xiàn)場觀摩學(xué)習(xí),感知專業(yè)知識與工作需求的依存關(guān)系??茖W(xué)、合理地開展相關(guān)的課程實踐,可以讓學(xué)生更加了解職業(yè)規(guī)劃的重要性,有針對性地將所學(xué)知識運用到實際生產(chǎn)生活中去。當(dāng)學(xué)生有了自己的職業(yè)規(guī)劃后,就會有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),清楚自己需要提高的具體技能應(yīng)該達(dá)到什么樣的標(biāo)準(zhǔn),會更高效地利用時間來充實自己,開啟自主學(xué)習(xí)的“發(fā)動機(jī)”,對課程學(xué)習(xí)投入更多精力。(五)教師要熱愛教育熱愛學(xué)生。教師除了應(yīng)該具有扎實寬廣的專業(yè)知識基礎(chǔ),能夠理論聯(lián)系實際,采用高超的教學(xué)技巧深入淺出地進(jìn)行授課外,還應(yīng)該懂得尊重、信任學(xué)生,相信他們能進(jìn)步。教育家烏申斯基認(rèn)為,如果教師從多方面來培養(yǎng)人,那么他首先應(yīng)該在多方面了解學(xué)生[7]。由此看出,全面了解學(xué)生是熱愛學(xué)生的起點,是尊重學(xué)生、對學(xué)生進(jìn)行教育的前提條件。沒有了解的愛是盲目的。當(dāng)學(xué)生感到教師的信任時,便會涌起一種自豪感和喜悅之情,會對教師產(chǎn)生更強(qiáng)烈的信任感,從而促進(jìn)師生關(guān)系的和諧,而良好的師生關(guān)系是有效開展一切教學(xué)活動的基石。此外,懂得寬容學(xué)生也是熱愛學(xué)生的具體體現(xiàn)。學(xué)生的可塑性很強(qiáng),只要得到正確的引導(dǎo)、啟發(fā)都能進(jìn)步。教師在課堂中應(yīng)該既嚴(yán)格又寬容,對待學(xué)生的學(xué)習(xí)要嚴(yán)格要求,對待學(xué)生的錯誤要懂得寬容,給學(xué)生一個改錯的機(jī)會。坦白來講,喜歡優(yōu)秀的學(xué)生很自然,但是要發(fā)自內(nèi)心地喜歡后進(jìn)生就需要教師熱愛教育熱愛學(xué)生。教師要善于通過細(xì)致的觀察發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點,給予后進(jìn)生信心,因勢利導(dǎo),幫助他們迎頭趕上,讓他們在教師真愛的滋養(yǎng)下重拾學(xué)習(xí)信心,最終成長為一個有益于社會之人。

三、結(jié)束語

汽輪機(jī)原理是一門理論與生產(chǎn)實際聯(lián)系非常密切的課程。我院教師通過教學(xué)改革與實踐,力求將理論知識和工程實踐有機(jī)結(jié)合起來,提高學(xué)生學(xué)習(xí)汽輪機(jī)專業(yè)課的熱情和主動性,培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識綜合分析與解決實際問題的能力。雖然我們在如何提高教學(xué)質(zhì)量方面做了一些探索,但還要在今后的教學(xué)實踐過程中繼續(xù)大膽創(chuàng)新,不斷完善。

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[7]烏申斯基.人是教育的對象:教育人類學(xué)初探[M].北京:人民教育出版社,2007.

作者:黃晶晶 崔 璐 李景明 單位:西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院