“汽輪機原理”課程教學探討

摘 要：文章針對“汽輪機原理”課程教學的現狀，結合熱能與動力工程的培養目標，從教學內容、教學方法、實踐環節等環節對“汽輪機原理”課程教學改革進行了探討。

關鍵詞：汽輪機原理課程 課程教學教學探討課程教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

在現代化電力工業中，汽輪機為人類提供了80％左右的電能，也為過程工業提供了大量的驅動功，是現代化國家中重要的動力機械設備。所以，學好汽輪機原理是對熱能動力工程專業電廠熱能動力方向的學生的必要要求，為學習后續課程和在今后工作中盡快適應工作需要，進一步鉆研專業技術打下扎實基礎。“汽輪機原理”課程的突出特點是涉及的基礎理論較多，例如汽輪機的基本工作原理部分主要涉及工程熱力學和流體力學方面的基礎；凝汽器部分主要涉及傳熱學基礎；零部件的強度部分主要以理論力學和材料力學為基礎；調節系統部分在很大程度上與自動調節原理有關。各部分內容同時與發電廠的生產實際密切相連，因此該課程一直是教師認為難教、學生認為難學的課程。本文結合“汽輪機原理”課程教學現狀，從教學內容、方法、實踐等環節出發探討了教學改革思路。

一、“汽輪機原理”課程教學現狀

隨著教育改革的深入，電廠熱能動力工程專業已并人擴大了的熱能工程專業，原專業得到了淡化，根據熱能工程專業的教學計劃，“汽輪機原理”課程仍為專業必修課，但是課時大大減少，我院能源工程系從2004級開始開設“汽輪機原理”，理論課程40課時，課程設計48課時。由于理論課時偏少，如按傳統方式安排教學，汽輪機基本原理部分占用大部分課時，導致學生對汽輪機的本體、輔機等結構部分學習較少，不利于學生對汽輪機原理的理解，也不利于畢業后迅速適應工作。而在教學方法上，由于該課程本身的特點，單純靠傳統的以教師灌輸為主的“填鴨式”教法效果較差。因此在借鑒其他院校同行的教學經驗的基礎上，提出了“汽輪機原理”的教學改革思路。在教學內容上，注重同“工程熱力學”、“熱力發電廠”、和“汽輪機課程設計”的有機結合，避免內容的重復和時間的浪費；在教學方法上注重理論聯系實際、注重工程背景、注重學生對汽輪機的感性認識。

二、“汽輪機原理”教學內容改革

課程內容的先進性與科學性，是課程質量的基本保證。“汽輪機原理”課程內容改革應以專業方向的培養目標為指導準則。由于理論課課時很有限，必須正確把握“必須、夠用”的原則，努力提高針對性和應用性，并注重教學內容的更新和發展。在具體的教學過程中，應加強技能和學習方法的培養，將理論穿插于實踐過程中，實現理論與實踐一體化教學，而那些理論深奧，復雜的推導內容則只給出推導依據和方法。加強針對性和應用性，突出能力的培養。例如在基本原理部分把“汽輪機級的設計原理”、“多級汽輪機的熱力計算”、“扭葉片級的設計方法”內容放到汽輪機課程設計中，教師主要講解設計思路，大部分內容由學生在進行設計中學習，并充分發揮學生自己的創造性思維，提高學生分析問題、解決問題的能力；在輪周效率與速度比的關系部分采用解析法和幾何發以純沖動級為例詳細講解，而對于沖動級、反動級和速度級則只采用幾何法給出結果，重點分析速度比對輪周效率的影響趨勢；強度部分內容則以各主要部件的受力分析及其對機組安全的影響為重點，定量計算以介紹方法為主；針對傳統教材的知識結構略顯陳舊，不能及時涵蓋最新研究成果的缺點，在課堂教學中，適時引入科技發展中的最新成果，如“雙層缸結構”、“中壓缸啟動”、“快冷技術”、“數字電液調節”、“故障診斷技術”、“滑壓運行”等內容。

這樣的安排既能保證理論與實踐的統一，突出了針對性、應用性和先進性，又能避免課程教學內容的重復，還可有效彌補知識偏窄、基礎理論不扎實、缺乏發展后勁的不足。

三、完善教學手段，改革教學方法

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師，老師則是點燃學生學習興趣的火炬”。教育心理學的研究表明：當學習內容與學生已有的知識和生活經驗相聯系時，才能激發學生學習和解決問題的興趣。因此，在“汽輪機原理”教學過程中，需要緊密聯系教學內容和學生的專業方向，巧妙地采用各種行之有效的教學方法，努力激發學生的學習興趣，在有限的課時內使學生掌握課程的主要內容，培養分析問題和解決問題的能力。

1 以系統的觀點為主線，培養學生良好的學習習慣

“工程熱力學”中蒸汽動力裝置部分主要講述的是火電廠熱能向機械能轉化的途徑和規律，“熱力發電廠”則著重講述給水回熱加熱系統，都是從系統全局角度出發來進行講述的，而“汽輪機原理”講述的是蒸汽動力系統的關鍵設備的原理、結構、運行等，在內容上起著承上啟下的作用，因此汽輪機原理的講解無論從內容上還是從方法上必須與這兩門課程有機結合。這樣就要求教師必須以系統的觀點組織教學，教導學生以系統的觀點掌握知識，了解系統的組成、地位、作用，各設備與整個蒸汽動力系統的聯系，工況和參數的變化對于系統全局的影響等。使知識的掌握更加全面、更加系統，從而培養學生的系統觀點，從全局出發，避免陷于局部的思維中。如當汽輪機進出口參數變化時，既要考慮這些變化對汽輪機本身的性能影響，又要結合蒸汽動力系統，講述提高系統的經濟性的措施，以及這種改善措施的限制條件。

2 理論聯系實際，激發學生的學習興趣

教學方法改革與課程內容體系改革應當同步進行，否則改革很難取得成效。傳統的教學方法重講授、重理論，忽視學生實踐能力的培養，學用脫節，畢業生不能盡快適應崗位要求，造成人才培養資金和時間上的重復投入和浪費。汽輪機原理有較強的工程應用背景，在課堂教學中，要注意理論聯系實際，如選擇學生在生活中熟知的傳熱現象作為范例，創造逼真的教學情景，使學生感受到傳熱學領域就在自己的身邊，進而增強學習“汽輪機原理”的興趣；克服過去那種滿堂灌的教學方法，代之以討論式，啟發式的教學方式，多給學生提出問題，使學生在探討中學習，享受到獲取知識的樂趣，并逐漸養成一個良好的學習方法。比如，汽輪機的變工況特性的講解可以結合蒸汽動力系統的優化運營案例，引起學生學習的興趣；在講汽輪機真空的形成時，可以解釋為什么暖水瓶在水變得冷時，瓶塞難以拔出等；通過實際事故例子解釋汽輪機事故對人身及設備會造成巨大危害和損失，說明汽輪機的安全運行具有特別重要的意義。

在汽輪機課程的講解期間，要充分利用學校購置的300Mw汽輪機模型和校外實習基地，進行實踐教學。例如，在汽輪機原理課的講解中，我們帶領學生去校外的汽輪機設計制造廠參觀，了解汽輪機各個組成部件的名稱、作用、加工制作過程；帶領學生去電廠參觀實習，通過電廠技術人員的講解，進一步了解汽輪機的本體結構和實際的變工況運行情況，加深對理論知識的深入理解。

3 采用現代化教學手段

“汽輪機原理”課程涉及許多結構和系統，常規的那種一支粉筆，一塊黑板、一張講稿的教學方式已不能適應教學的需要。多媒體技術為汽輪機教學提供了現代化的教學手段，采用多媒體教學集光、形、色于一體，直觀形象，新穎生動，能夠直接作用于學生的多種感官，激發學生的學習興趣。使學生對于課程的內容，所傳遞的信息，設備的結構，更加明確，更好地掌握課程學習的方法，加強對基本概念、基礎理論的理解。例如在基本原理部分經常會涉及到隔板、轉子、軸、葉輪、軸封、盤車等裝置，而這些本體結構部分內容在教材的靠后部分，不利于對學生感性認識的培養和加強。為此我們錄制并收集了一系列講解汽輪機本體結構的圖片和視頻、汽輪機現場安裝和檢修的視頻和圖片。與傳統的集中播放形式不同，我們采用穿插播放的方法，每次課播放大約五分鐘相關視頻。這種原理與本體相結合的教學方法對于加強學生對汽輪機的本體的認識，原理的深入理解效果很好，可以彌補學生不熟悉現場生產設備的缺陷，進一步激發學生的學習興趣，收到事半功倍的效果。

四、結語

通過汽輪機課程教學實踐，我們認識到在教學中通過采用多媒體技術等現代化教學手段，將理論與工程實際有機結合起來可有效保證教學效果。但我們也認識到，汽輪機原理課程作為熱能動力類專業的主干專業課程之一，一直被認為是較難教和難學的課程，雖然我們在如何提高教學質量方面作了一定的探索，但還很不夠，還需要在今后的教學實踐中繼續探索和完善。

(文字編輯、責任校對：賈俊蘭)