《葉輪機械》課程教學中的問題與對策

陳俊

摘要：《葉輪機械》課程作為船舶動力工程專業的主干課程，在專業人才培養方案課程體系中起著承前啟后的作用，其教學質量對培養學生的專業素養和理論基礎起著至關重要的作用。基于《葉輪機械》課程教學的現狀，緊跟裝備發展的教學需要，對課程教學中的問題和對策進行了探討。

關鍵詞：葉輪機械；課程教學；微課

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

一、 引言

動力系統是船舶的心臟，在船舶的航行中起著至關重要的作用。《葉輪機械》課程作為船舶動力工程專業的主干課程，在專業人才培養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等典型葉輪機械的工作原理，具有較強的工程應用背景，其教學任務和目標是要求學生通過學習掌握典型葉輪機械的能量轉換原理、設計及非設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，其地位和重要性不言而喻。

隨著科技的進步，船舶動力系統裝備的發展和更新換代也非常迅速，對動力工程專業學生的理論基礎要求也越來越高，如何提高其課程教學質量是專業人才培養急需解決的問題。

本文基于《葉輪機械》課程教學的現狀，緊跟裝備發展的教學需要，對課程教學中的問題和對策進行了探討。

二、《葉輪機械》課程特點

《葉輪機械》作為一門專業課程，對學生綜合運用知識理論能力要求較高，學生學習難度較大。與船舶動力工程專業其它主干課程相比，具有以下特點：

（一） 課程涉及的動力裝置結構系統復雜，概念多，原理抽象

課程主要涉及渦輪和壓氣機兩種典型原動機，通過分析其工作過程中的參數變化及能量轉換介紹葉輪機械的工作原理。這兩種葉輪機械結構系統復雜，涉及概念較多，理論也比較抽象[1]。如：學生在剛接觸“級”和“基元級”時都比較頭疼。這兩個概念相似，但卻有著本質的區別。“級”的結構組成比較直觀，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系和區別是課堂教學的難點之一。

（二） 課程內容綜合性、連續性較強

《葉輪機械》比一般的動力工程專業課程學習難度大主要體現在其綜合了《工程熱力學與傳熱學》、《流體力學》等多門預修課程所學知識[2]，并且要求學生能夠融會貫通。如：在講授“焓熵圖”時，要求學生運用《工程熱力學與傳熱學》相關知識來分析工質在級內的熱力變化過程；在講授“級的內損失”時，要求學生運用《流體力學》相關知識來分析內損失產生的原因和減小的措施。如果預修課程學習不牢固，學生在進行理論分析時很多現象難以理解。

課程的連續性則體現在章節內容的銜接方面。如：向心渦輪與軸流渦輪都屬于葉輪機械中的原動機，但工質的流動方向不同，其結構組成和工作原理有聯系也有區別。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習也非常困難，產生不良學習情緒，形成惡性循環。

（三） 課程注重理論分析，公式推導較多

課程涉及速度、流量及能量轉換等方面計算和大量的數學公式推導，不同狀態下的參數符號相近，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動狀態下的噴嘴出口氣流速度，有著本質的區別，在公式的推導和計算過程中要結合其本身的物理意義。

三、 目前《葉輪機械》課程教學中存在的主要問題

盡管前期教學團隊已進行了課程改革，但在整個課程的教學實踐過程中，發現目前的授課方式、考核方式等教學環節方面仍存在一些問題：

（一） 教學方式相對單一

教學方式目前多采用傳統的課堂講授，教師仍然是課堂教學的主角，學生被動的接受知識。由于總學時數有限，現場教學安排較少，學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方式難以激發學生的學習興趣。

（二） 網絡教學資源相對不足

目前，高等教育強調寬基礎，基礎課學時和比例增加，專業課學時相對縮減。伴隨而來的就是課堂教學節奏明顯加快，特別是多媒體課件，信息量大，動畫展示轉瞬即逝，部分學生來不及消化課堂教學內容[3]。隨著網絡信息時代的到來，PPT及3D等各種軟件制作的短片或視頻等網絡教學資源已逐漸發展成為學生課外時間獲取知識的主要渠道。與基礎課程不同，《葉輪機械》課程針對性較強，目前高質量的網絡教學資源相對缺乏，特別是一些高清的葉輪機械結構組成動畫及原理介紹的視頻。網絡教學資源嚴重不足帶來的后果就是學生所學知識的程度和范圍很大程度上依賴擔任課堂教學的老師。

（三） 考核方式傳統單一

課程考核是學生普遍關心的環節，也是影響學生學習的主要動力之一。考核方式目前仍采用傳統的閉卷考試方式。大部分學生都是臨近考試開始突擊復習，主要依靠強化記憶和簡單理解，閉卷考試只能檢驗其短期內的學習效果，對于學有余力的學生來說，不利于其創新思維能力及綜合能力素質的提升。

四、針對教學問題擬采取對策

針對上述教學環節中出現的問題，結合教學形勢的發展現狀，可從以下方面改善：

（一） 開展基于微課的多媒體教學資源建設

以往，學生課下學習只能通過教學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。為了彌補傳統多媒體教學課件信息量大、節奏過快的不足，可將每一章節的知識點整理細分，配以文字、動畫和講解圖文并茂制作成5～10分鐘的教學小視頻，開展基于微課的多媒體教學資源建設，并上傳到相關平臺。學生可以在課前或課后利用微課程進行自學或復習。目前很多專業課程已開展相關的微課建設，并在學生自主學習中發揮了重要的作用。

（二）采用靈活多樣的教學方式

為了突出學生的主導地位，加強教師的引導作用，可根據課程內容特點采用不同的教學方式，如：涉及結構方面的教學內容，可將原來的課堂講授改為實驗室現場教學，結合多媒體課件講授，加深學生對研究對象的進一步了解；針對部分相對簡單、知識點突出、容易講解的模塊，可實行以任務為驅動，由學生獨立備課、講授，教師進行補充和點評的教學方式，讓學員由被動學習變為主動學習，提高學習的積極主動性；針對熱力校核等綜合性較強的模塊，可采用具體的案例教學，通過討論方式學習，讓學生充分參與課堂的學習，活躍課堂教學氛圍。

（三）結合學科發展前沿，理論聯系實際，注重啟發式教學

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

（四）改革課程考核方式

為了更全面的體現學生的學習效果，提高學生學習的積極性，可嘗試針對內容特點采用開閉結合的考核方式[4]。對必須掌握的內容，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的知識點，采用開卷考試的形式，允許學生自帶在規定的紙張上整理的參考資料，進行考試，對參考資料和答題情況一并進行評判，計入成績，這樣既可以提高學生對專業知識的總結歸納能力，又能避免死記硬背。

（五）增設課外選作實驗

專業課程的特點之一就是要培養學生發現問題、分析問題和解決問題的綜合能力。為了提高學生解決工程實際問題的能力，一方面可通過增設葉片振動和轉子臨街轉速等選做實驗，另一方面可以加強實驗條件建設，實現學生自主設計、完成實驗項目。

四、 結束語

通過對《葉輪機械》課程教學的現狀進行分析，從開展基于微課的多媒體教學資源建設、采用靈活多樣的教學方式、加強理論聯系實際、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質量的途徑，并在今后的教學實踐中繼續完善。

參考文獻：

[1]董向元， 郭淑青.汽輪機原理課堂教學方式的思考[J].科技信息， 2008（24）： 225

[2]劉愛虢， 曾文.《汽輪機與燃氣輪機原理》課程體系建設與教學改革[J].教學實踐探索

[3] 馮亮花， 劉坤.汽輪機原理課程教學方法研究與實踐[J].中國冶金教育， 2011（6）： 23-25

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