《葉輪機(jī)械》課程教學(xué)中的問題與對策

陳俊

摘要：《葉輪機(jī)械》課程作為船舶動力工程專業(yè)的主干課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)方案課程體系中起著承前啟后的作用，其教學(xué)質(zhì)量對培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和理論基礎(chǔ)起著至關(guān)重要的作用。基于《葉輪機(jī)械》課程教學(xué)的現(xiàn)狀，緊跟裝備發(fā)展的教學(xué)需要，對課程教學(xué)中的問題和對策進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：葉輪機(jī)械；課程教學(xué)；微課

中圖分類號： G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（b）-0000-00

一、 引言

動力系統(tǒng)是船舶的心臟，在船舶的航行中起著至關(guān)重要的作用?！度~輪機(jī)械》課程作為船舶動力工程專業(yè)的主干課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)方案課程體系中起著承前啟后的作用。課程主要介紹船舶動力裝置中渦輪和壓氣機(jī)等典型葉輪機(jī)械的工作原理，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用背景，其教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)是要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握典型葉輪機(jī)械的能量轉(zhuǎn)換原理、設(shè)計及非設(shè)計工況下的工作過程和特性，為今后熟練掌握操縱管理和維護(hù)船舶動力裝置，提高對裝備的使用管理水平及故障的分析、排除能力打下堅實的基礎(chǔ)，其地位和重要性不言而喻。

隨著科技的進(jìn)步，船舶動力系統(tǒng)裝備的發(fā)展和更新?lián)Q代也非常迅速，對動力工程專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)要求也越來越高，如何提高其課程教學(xué)質(zhì)量是專業(yè)人才培養(yǎng)急需解決的問題。

本文基于《葉輪機(jī)械》課程教學(xué)的現(xiàn)狀，緊跟裝備發(fā)展的教學(xué)需要，對課程教學(xué)中的問題和對策進(jìn)行了探討。

二、《葉輪機(jī)械》課程特點

《葉輪機(jī)械》作為一門專業(yè)課程，對學(xué)生綜合運(yùn)用知識理論能力要求較高，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。與船舶動力工程專業(yè)其它主干課程相比，具有以下特點：

（一） 課程涉及的動力裝置結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜，概念多，原理抽象

課程主要涉及渦輪和壓氣機(jī)兩種典型原動機(jī)，通過分析其工作過程中的參數(shù)變化及能量轉(zhuǎn)換介紹葉輪機(jī)械的工作原理。這兩種葉輪機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜，涉及概念較多，理論也比較抽象[1]。如：學(xué)生在剛接觸“級”和“基元級”時都比較頭疼。這兩個概念相似，但卻有著本質(zhì)的區(qū)別。“級”的結(jié)構(gòu)組成比較直觀，而“基元級”則比較抽象，如何引入“基元級”的概念，并能夠清楚地揭示二者之間的聯(lián)系和區(qū)別是課堂教學(xué)的難點之一。

（二） 課程內(nèi)容綜合性、連續(xù)性較強(qiáng)

《葉輪機(jī)械》比一般的動力工程專業(yè)課程學(xué)習(xí)難度大主要體現(xiàn)在其綜合了《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)》、《流體力學(xué)》等多門預(yù)修課程所學(xué)知識[2]，并且要求學(xué)生能夠融會貫通。如：在講授“焓熵圖”時，要求學(xué)生運(yùn)用《工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)》相關(guān)知識來分析工質(zhì)在級內(nèi)的熱力變化過程；在講授“級的內(nèi)損失”時，要求學(xué)生運(yùn)用《流體力學(xué)》相關(guān)知識來分析內(nèi)損失產(chǎn)生的原因和減小的措施。如果預(yù)修課程學(xué)習(xí)不牢固，學(xué)生在進(jìn)行理論分析時很多現(xiàn)象難以理解。

課程的連續(xù)性則體現(xiàn)在章節(jié)內(nèi)容的銜接方面。如：向心渦輪與軸流渦輪都屬于葉輪機(jī)械中的原動機(jī)，但工質(zhì)的流動方向不同，其結(jié)構(gòu)組成和工作原理有聯(lián)系也有區(qū)別。如果軸流式渦輪的工作原理沒有理解，那么后面的向心渦輪工作原理的學(xué)習(xí)也非常困難，產(chǎn)生不良學(xué)習(xí)情緒，形成惡性循環(huán)。

（三） 課程注重理論分析，公式推導(dǎo)較多

課程涉及速度、流量及能量轉(zhuǎn)換等方面計算和大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，不同狀態(tài)下的參數(shù)符號相近，容易混淆。例如： 表示噴嘴出口處氣流的實際速度， 表示噴嘴出口處氣流的理想速度，二者分別表示不同運(yùn)動狀態(tài)下的噴嘴出口氣流速度，有著本質(zhì)的區(qū)別，在公式的推導(dǎo)和計算過程中要結(jié)合其本身的物理意義。

三、 目前《葉輪機(jī)械》課程教學(xué)中存在的主要問題

盡管前期教學(xué)團(tuán)隊已進(jìn)行了課程改革，但在整個課程的教學(xué)實踐過程中，發(fā)現(xiàn)目前的授課方式、考核方式等教學(xué)環(huán)節(jié)方面仍存在一些問題：

（一） 教學(xué)方式相對單一

教學(xué)方式目前多采用傳統(tǒng)的課堂講授，教師仍然是課堂教學(xué)的主角，學(xué)生被動的接受知識。由于總學(xué)時數(shù)有限，現(xiàn)場教學(xué)安排較少，學(xué)生對課程研究對象不熟悉，直接影響其對工作原理的理解程度，單純依靠課堂講授的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二） 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源相對不足

目前，高等教育強(qiáng)調(diào)寬基礎(chǔ)，基礎(chǔ)課學(xué)時和比例增加，專業(yè)課學(xué)時相對縮減。伴隨而來的就是課堂教學(xué)節(jié)奏明顯加快，特別是多媒體課件，信息量大，動畫展示轉(zhuǎn)瞬即逝，部分學(xué)生來不及消化課堂教學(xué)內(nèi)容[3]。隨著網(wǎng)絡(luò)信息時代的到來，PPT及3D等各種軟件制作的短片或視頻等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源已逐漸發(fā)展成為學(xué)生課外時間獲取知識的主要渠道。與基礎(chǔ)課程不同，《葉輪機(jī)械》課程針對性較強(qiáng)，目前高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源相對缺乏，特別是一些高清的葉輪機(jī)械結(jié)構(gòu)組成動畫及原理介紹的視頻。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源嚴(yán)重不足帶來的后果就是學(xué)生所學(xué)知識的程度和范圍很大程度上依賴擔(dān)任課堂教學(xué)的老師。

（三） 考核方式傳統(tǒng)單一

課程考核是學(xué)生普遍關(guān)心的環(huán)節(jié)，也是影響學(xué)生學(xué)習(xí)的主要動力之一?？己朔绞侥壳叭圆捎脗鹘y(tǒng)的閉卷考試方式。大部分學(xué)生都是臨近考試開始突擊復(fù)習(xí)，主要依靠強(qiáng)化記憶和簡單理解，閉卷考試只能檢驗其短期內(nèi)的學(xué)習(xí)效果，對于學(xué)有余力的學(xué)生來說，不利于其創(chuàng)新思維能力及綜合能力素質(zhì)的提升。

四、針對教學(xué)問題擬采取對策

針對上述教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合教學(xué)形勢的發(fā)展現(xiàn)狀，可從以下方面改善：

（一） 開展基于微課的多媒體教學(xué)資源建設(shè)

以往，學(xué)生課下學(xué)習(xí)只能通過教學(xué)PPT或其他教材等方面來獲取知識，這些PPT和教材的知識點比較分散，重難點不夠突出。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)多媒體教學(xué)課件信息量大、節(jié)奏過快的不足，可將每一章節(jié)的知識點整理細(xì)分，配以文字、動畫和講解圖文并茂制作成5～10分鐘的教學(xué)小視頻，開展基于微課的多媒體教學(xué)資源建設(shè)，并上傳到相關(guān)平臺。學(xué)生可以在課前或課后利用微課程進(jìn)行自學(xué)或復(fù)習(xí)。目前很多專業(yè)課程已開展相關(guān)的微課建設(shè)，并在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中發(fā)揮了重要的作用。

（二）采用靈活多樣的教學(xué)方式

為了突出學(xué)生的主導(dǎo)地位，加強(qiáng)教師的引導(dǎo)作用，可根據(jù)課程內(nèi)容特點采用不同的教學(xué)方式，如：涉及結(jié)構(gòu)方面的教學(xué)內(nèi)容，可將原來的課堂講授改為實驗室現(xiàn)場教學(xué)，結(jié)合多媒體課件講授，加深學(xué)生對研究對象的進(jìn)一步了解；針對部分相對簡單、知識點突出、容易講解的模塊，可實行以任務(wù)為驅(qū)動，由學(xué)生獨立備課、講授，教師進(jìn)行補(bǔ)充和點評的教學(xué)方式，讓學(xué)員由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的積極主動性；針對熱力校核等綜合性較強(qiáng)的模塊，可采用具體的案例教學(xué)，通過討論方式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生充分參與課堂的學(xué)習(xí)，活躍課堂教學(xué)氛圍。

（三）結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿，理論聯(lián)系實際，注重啟發(fā)式教學(xué)

盡管主體教材對船舶動力裝置的發(fā)展進(jìn)行了相關(guān)介紹，但由于出版周期的問題，最新的動力裝置應(yīng)用情況及最新的技術(shù)狀態(tài)仍需通過主講教師在課程中結(jié)合相關(guān)知識點進(jìn)行穿插介紹，使抽象的內(nèi)容具體化，增加課程吸引力。如：在介紹“輪周功”“輪周效率”的計算時，可結(jié)合最新的船舶動力裝置、電廠動力裝置汽輪機(jī)技術(shù)參數(shù)來介紹其功率、效率是怎樣計算出來，讓學(xué)生體會知識點的應(yīng)用。由于課程的綜合性較強(qiáng)，講解過程中特別要注重啟發(fā)式教學(xué)，要求主講教師思路清晰并具有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)。

（四）改革課程考核方式

為了更全面的體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，可嘗試針對內(nèi)容特點采用開閉結(jié)合的考核方式[4]。對必須掌握的內(nèi)容，采用閉卷形式考查成績；對部分主觀題分析題及綜合性較強(qiáng)的知識點，采用開卷考試的形式，允許學(xué)生自帶在規(guī)定的紙張上整理的參考資料，進(jìn)行考試，對參考資料和答題情況一并進(jìn)行評判，計入成績，這樣既可以提高學(xué)生對專業(yè)知識的總結(jié)歸納能力，又能避免死記硬背。

（五）增設(shè)課外選作實驗

專業(yè)課程的特點之一就是要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力。為了提高學(xué)生解決工程實際問題的能力，一方面可通過增設(shè)葉片振動和轉(zhuǎn)子臨街轉(zhuǎn)速等選做實驗，另一方面可以加強(qiáng)實驗條件建設(shè)，實現(xiàn)學(xué)生自主設(shè)計、完成實驗項目。

四、 結(jié)束語

通過對《葉輪機(jī)械》課程教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從開展基于微課的多媒體教學(xué)資源建設(shè)、采用靈活多樣的教學(xué)方式、加強(qiáng)理論聯(lián)系實際、改革課程考核方式、增加選作實驗等方面提出了提高課程教學(xué)質(zhì)量的途徑，并在今后的教學(xué)實踐中繼續(xù)完善。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 單潔， 盧光躍， 包志強(qiáng).提高課堂教學(xué)效果的工科專業(yè)課教學(xué)法的研究與探索[J].高教學(xué)刊， 2015（18 ）： 112-113