《叶轮机械》课程教学中的问题与对策

陈俊

摘要：《叶轮机械》课程作为船舶动力工程专业的主干课程，在专业人才培养方案课程体系中起着承前启后的作用，其教学质量对培养学生的专业素养和理论基础起着至关重要的作用。基于《叶轮机械》课程教学的现状，紧跟装备发展的教学需要，对课程教学中的问题和对策进行了探讨。

关键词：叶轮机械；课程教学；微课

中图分类号： G642.0文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（b）-0000-00

一、 引言

动力系统是船舶的心脏，在船舶的航行中起着至关重要的作用。《叶轮机械》课程作为船舶动力工程专业的主干课程，在专业人才培养方案课程体系中起着承前启后的作用。课程主要介绍船舶动力装置中涡轮和压气机等典型叶轮机械的工作原理，具有较强的工程应用背景，其教学任务和目标是要求学生通过学习掌握典型叶轮机械的能量转换原理、设计及非设计工况下的工作过程和特性，为今后熟练掌握操纵管理和维护船舶动力装置，提高对装备的使用管理水平及故障的分析、排除能力打下坚实的基础，其地位和重要性不言而喻。

随着科技的进步，船舶动力系统装备的发展和更新换代也非常迅速，对动力工程专业学生的理论基础要求也越来越高，如何提高其课程教学质量是专业人才培养急需解决的问题。

本文基于《叶轮机械》课程教学的现状，紧跟装备发展的教学需要，对课程教学中的问题和对策进行了探讨。

二、《叶轮机械》课程特点

《叶轮机械》作为一门专业课程，对学生综合运用知识理论能力要求较高，学生学习难度较大。与船舶动力工程专业其它主干课程相比，具有以下特点：

（一） 课程涉及的动力装置结构系统复杂，概念多，原理抽象

课程主要涉及涡轮和压气机两种典型原动机，通过分析其工作过程中的参数变化及能量转换介绍叶轮机械的工作原理。这两种叶轮机械结构系统复杂，涉及概念较多，理论也比较抽象[1]。如：学生在刚接触“级”和“基元级”时都比较头疼。这两个概念相似，但却有着本质的区别。“级”的结构组成比较直观，而“基元级”则比较抽象，如何引入“基元级”的概念，并能够清楚地揭示二者之间的联系和区别是课堂教学的难点之一。

（二） 课程内容综合性、连续性较强

《叶轮机械》比一般的动力工程专业课程学习难度大主要体现在其综合了《工程热力学与传热学》、《流体力学》等多门预修课程所学知识[2]，并且要求学生能够融会贯通。如：在讲授“焓熵图”时，要求学生运用《工程热力学与传热学》相关知识来分析工质在级内的热力变化过程；在讲授“级的内损失”时，要求学生运用《流体力学》相关知识来分析内损失产生的原因和减小的措施。如果预修课程学习不牢固，学生在进行理论分析时很多现象难以理解。

课程的连续性则体现在章节内容的衔接方面。如：向心涡轮与轴流涡轮都属于叶轮机械中的原动机，但工质的流动方向不同，其结构组成和工作原理有联系也有区别。如果轴流式涡轮的工作原理没有理解，那么后面的向心涡轮工作原理的学习也非常困难，产生不良学习情绪，形成恶性循环。

（三） 课程注重理论分析，公式推导较多

课程涉及速度、流量及能量转换等方面计算和大量的数学公式推导，不同状态下的参数符号相近，容易混淆。例如： 表示喷嘴出口处气流的实际速度， 表示喷嘴出口处气流的理想速度，二者分别表示不同运动状态下的喷嘴出口气流速度，有着本质的区别，在公式的推导和计算过程中要结合其本身的物理意义。

三、 目前《叶轮机械》课程教学中存在的主要问题

尽管前期教学团队已进行了课程改革，但在整个课程的教学实践过程中，发现目前的授课方式、考核方式等教学环节方面仍存在一些问题：

（一） 教学方式相对单一

教学方式目前多采用传统的课堂讲授，教师仍然是课堂教学的主角，学生被动的接受知识。由于总学时数有限，现场教学安排较少，学生对课程研究对象不熟悉，直接影响其对工作原理的理解程度，单纯依靠课堂讲授的教学方式难以激发学生的学习兴趣。

（二） 网络教学资源相对不足

目前，高等教育强调宽基础，基础课学时和比例增加，专业课学时相对缩减。伴随而来的就是课堂教学节奏明显加快，特别是多媒体课件，信息量大，动画展示转瞬即逝，部分学生来不及消化课堂教学内容[3]。随着网络信息时代的到来，PPT及3D等各种软件制作的短片或视频等网络教学资源已逐渐发展成为学生课外时间获取知识的主要渠道。与基础课程不同，《叶轮机械》课程针对性较强，目前高质量的网络教学资源相对缺乏，特别是一些高清的叶轮机械结构组成动画及原理介绍的视频。网络教学资源严重不足带来的后果就是学生所学知识的程度和范围很大程度上依赖担任课堂教学的老师。

（三） 考核方式传统单一

课程考核是学生普遍关心的环节，也是影响学生学习的主要动力之一。考核方式目前仍采用传统的闭卷考试方式。大部分学生都是临近考试开始突击复习，主要依靠强化记忆和简单理解，闭卷考试只能检验其短期内的学习效果，对于学有余力的学生来说，不利于其创新思维能力及综合能力素质的提升。

四、针对教学问题拟采取对策

针对上述教学环节中出现的问题，结合教学形势的发展现状，可从以下方面改善：

（一） 开展基于微课的多媒体教学资源建设

以往，学生课下学习只能通过教学PPT或其他教材等方面来获取知识，这些PPT和教材的知识点比较分散，重难点不够突出。为了弥补传统多媒体教学课件信息量大、节奏过快的不足，可将每一章节的知识点整理细分，配以文字、动画和讲解图文并茂制作成5～10分钟的教学小视频，开展基于微课的多媒体教学资源建设，并上传到相关平台。学生可以在课前或课后利用微课程进行自学或复习。目前很多专业课程已开展相关的微课建设，并在学生自主学习中发挥了重要的作用。

（二）采用灵活多样的教学方式

为了突出学生的主导地位，加强教师的引导作用，可根据课程内容特点采用不同的教学方式，如：涉及结构方面的教学内容，可将原来的课堂讲授改为实验室现场教学，结合多媒体课件讲授，加深学生对研究对象的进一步了解；针对部分相对简单、知识点突出、容易讲解的模块，可实行以任务为驱动，由学生独立备课、讲授，教师进行补充和点评的教学方式，让学员由被动学习变为主动学习，提高学习的积极主动性；针对热力校核等综合性较强的模块，可采用具体的案例教学，通过讨论方式学习，让学生充分参与课堂的学习，活跃课堂教学氛围。

（三）结合学科发展前沿，理论联系实际，注重启发式教学

尽管主体教材对船舶动力装置的发展进行了相关介绍，但由于出版周期的问题，最新的动力装置应用情况及最新的技术状态仍需通过主讲教师在课程中结合相关知识点进行穿插介绍，使抽象的内容具体化，增加课程吸引力。如：在介绍“轮周功”“轮周效率”的计算时，可结合最新的船舶动力装置、电厂动力装置汽轮机技术参数来介绍其功率、效率是怎样计算出来，让学生体会知识点的应用。由于课程的综合性较强，讲解过程中特别要注重启发式教学，要求主讲教师思路清晰并具有扎实的专业理论基础。

（四）改革课程考核方式

为了更全面的体现学生的学习效果，提高学生学习的积极性，可尝试针对内容特点采用开闭结合的考核方式[4]。对必须掌握的内容，采用闭卷形式考查成绩；对部分主观题分析题及综合性较强的知识点，采用开卷考试的形式，允许学生自带在规定的纸张上整理的参考资料，进行考试，对参考资料和答题情况一并进行评判，计入成绩，这样既可以提高学生对专业知识的总结归纳能力，又能避免死记硬背。

（五）增设课外选作实验

专业课程的特点之一就是要培养学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。为了提高学生解决工程实际问题的能力，一方面可通过增设叶片振动和转子临街转速等选做实验，另一方面可以加强实验条件建设，实现学生自主设计、完成实验项目。

四、 结束语

通过对《叶轮机械》课程教学的现状进行分析，从开展基于微课的多媒体教学资源建设、采用灵活多样的教学方式、加强理论联系实际、改革课程考核方式、增加选作实验等方面提出了提高课程教学质量的途径，并在今后的教学实践中继续完善。

参考文献：

[1]董向元， 郭淑青.汽轮机原理课堂教学方式的思考[J].科技信息， 2008（24）： 225

[2]刘爱虢， 曾文.《汽轮机与燃气轮机原理》课程体系建设与教学改革[J].教学实践探索

[3] 冯亮花， 刘坤.汽轮机原理课程教学方法研究与实践[J].中国冶金教育， 2011（6）： 23-25

[4] 单洁， 卢光跃， 包志强.提高课堂教学效果的工科专业课教学法的研究与探索[J].高教学刊， 2015（18 ）： 112-113