“汽轮机原理”课程教学探讨

摘　要：文章针对“汽轮机原理”课程教学的现状，结合热能与动力工程的培养目标，从教学内容、教学方法、实践环节等环节对“汽轮机原理”课程教学改革进行了探讨。

关键词：汽轮机原理课程 课程教学教学探讨课程教学改革

中图分类号：G642　文献标识码：A

在现代化电力工业中，汽轮机为人类提供了80％左右的电能，也为过程工业提供了大量的驱动功，是现代化国家中重要的动力机械设备。所以，学好汽轮机原理是对热能动力工程专业电厂热能动力方向的学生的必要要求，为学习后续课程和在今后工作中尽快适应工作需要，进一步钻研专业技术打下扎实基础。“汽轮机原理”课程的突出特点是涉及的基础理论较多，例如汽轮机的基本工作原理部分主要涉及工程热力学和流体力学方面的基础；凝汽器部分主要涉及传热学基础；零部件的强度部分主要以理论力学和材料力学为基础；调节系统部分在很大程度上与自动调节原理有关。各部分内容同时与发电厂的生产实际密切相连，因此该课程一直是教师认为难教、学生认为难学的课程。本文结合“汽轮机原理”课程教学现状，从教学内容、方法、实践等环节出发探讨了教学改革思路。

一、“汽轮机原理”课程教学现状

随着教育改革的深入，电厂热能动力工程专业已并人扩大了的热能工程专业，原专业得到了淡化，根据热能工程专业的教学计划，“汽轮机原理”课程仍为专业必修课，但是课时大大减少，我院能源工程系从2004级开始开设“汽轮机原理”，理论课程40课时，课程设计48课时。由于理论课时偏少，如按传统方式安排教学，汽轮机基本原理部分占用大部分课时，导致学生对汽轮机的本体、辅机等结构部分学习较少，不利于学生对汽轮机原理的理解，也不利于毕业后迅速适应工作。而在教学方法上，由于该课程本身的特点，单纯靠传统的以教师灌输为主的“填鸭式”教法效果较差。因此在借鉴其他院校同行的教学经验的基础上，提出了“汽轮机原理”的教学改革思路。在教学内容上，注重同“工程热力学”、“热力发电厂”、和“汽轮机课程设计”的有机结合，避免内容的重复和时间的浪费；在教学方法上注重理论联系实际、注重工程背景、注重学生对汽轮机的感性认识。

二、“汽轮机原理”教学内容改革

课程内容的先进性与科学性，是课程质量的基本保证。“汽轮机原理”课程内容改革应以专业方向的培养目标为指导准则。由于理论课课时很有限，必须正确把握“必须、够用”的原则，努力提高针对性和应用性，并注重教学内容的更新和发展。在具体的教学过程中，应加强技能和学习方法的培养，将理论穿插于实践过程中，实现理论与实践一体化教学，而那些理论深奥，复杂的推导内容则只给出推导依据和方法。加强针对性和应用性，突出能力的培养。例如在基本原理部分把“汽轮机级的设计原理”、“多级汽轮机的热力计算”、“扭叶片级的设计方法”内容放到汽轮机课程设计中，教师主要讲解设计思路，大部分内容由学生在进行设计中学习，并充分发挥学生自己的创造性思维，提高学生分析问题、解决问题的能力；在轮周效率与速度比的关系部分采用解析法和几何发以纯冲动级为例详细讲解，而对于冲动级、反动级和速度级则只采用几何法给出结果，重点分析速度比对轮周效率的影响趋势；强度部分内容则以各主要部件的受力分析及其对机组安全的影响为重点，定量计算以介绍方法为主；针对传统教材的知识结构略显陈旧，不能及时涵盖最新研究成果的缺点，在课堂教学中，适时引入科技发展中的最新成果，如“双层缸结构”、“中压缸启动”、“快冷技术”、“数字电液调节”、“故障诊断技术”、“滑压运行”等内容。

这样的安排既能保证理论与实践的统一，突出了针对性、应用性和先进性，又能避免课程教学内容的重复，还可有效弥补知识偏窄、基础理论不扎实、缺乏发展后劲的不足。

三、完善教学手段，改革教学方法

爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师，老师则是点燃学生学习兴趣的火炬”。教育心理学的研究表明：当学习内容与学生已有的知识和生活经验相联系时，才能激发学生学习和解决问题的兴趣。因此，在“汽轮机原理”教学过程中，需要紧密联系教学内容和学生的专业方向，巧妙地采用各种行之有效的教学方法，努力激发学生的学习兴趣，在有限的课时内使学生掌握课程的主要内容，培养分析问题和解决问题的能力。

1　以系统的观点为主线，培养学生良好的学习习惯

“工程热力学”中蒸汽动力装置部分主要讲述的是火电厂热能向机械能转化的途径和规律，“热力发电厂”则着重讲述给水回热加热系统，都是从系统全局角度出发来进行讲述的，而“汽轮机原理”讲述的是蒸汽动力系统的关键设备的原理、结构、运行等，在内容上起着承上启下的作用，因此汽轮机原理的讲解无论从内容上还是从方法上必须与这两门课程有机结合。这样就要求教师必须以系统的观点组织教学，教导学生以系统的观点掌握知识，了解系统的组成、地位、作用，各设备与整个蒸汽动力系统的联系，工况和参数的变化对于系统全局的影响等。使知识的掌握更加全面、更加系统，从而培养学生的系统观点，从全局出发，避免陷于局部的思维中。如当汽轮机进出口参数变化时，既要考虑这些变化对汽轮机本身的性能影响，又要结合蒸汽动力系统，讲述提高系统的经济性的措施，以及这种改善措施的限制条件。

2　理论联系实际，激发学生的学习兴趣

教学方法改革与课程内容体系改革应当同步进行，否则改革很难取得成效。传统的教学方法重讲授、重理论，忽视学生实践能力的培养，学用脱节，毕业生不能尽快适应岗位要求，造成人才培养资金和时间上的重复投入和浪费。汽轮机原理有较强的工程应用背景，在课堂教学中，要注意理论联系实际，如选择学生在生活中熟知的传热现象作为范例，创造逼真的教学情景，使学生感受到传热学领域就在自己的身边，进而增强学习“汽轮机原理”的兴趣；克服过去那种满堂灌的教学方法，代之以讨论式，启发式的教学方式，多给学生提出问题，使学生在探讨中学习，享受到获取知识的乐趣，并逐渐养成一个良好的学习方法。比如，汽轮机的变工况特性的讲解可以结合蒸汽动力系统的优化运营案例，引起学生学习的兴趣；在讲汽轮机真空的形成时，可以解释为什么暖水瓶在水变得冷时，瓶塞难以拔出等；通过实际事故例子解释汽轮机事故对人身及设备会造成巨大危害和损失，说明汽轮机的安全运行具有特别重要的意义。

在汽轮机课程的讲解期间，要充分利用学校购置的300Mw汽轮机模型和校外实习基地，进行实践教学。例如，在汽轮机原理课的讲解中，我们带领学生去校外的汽轮机设计制造厂参观，了解汽轮机各个组成部件的名称、作用、加工制作过程；带领学生去电厂参观实习，通过电厂技术人员的讲解，进一步了解汽轮机的本体结构和实际的变工况运行情况，加深对理论知识的深入理解。

3　采用现代化教学手段

“汽轮机原理”课程涉及许多结构和系统，常规的那种一支粉笔，一块黑板、一张讲稿的教学方式已不能适应教学的需要。多媒体技术为汽轮机教学提供了现代化的教学手段，采用多媒体教学集光、形、色于一体，直观形象，新颖生动，能够直接作用于学生的多种感官，激发学生的学习兴趣。使学生对于课程的内容，所传递的信息，设备的结构，更加明确，更好地掌握课程学习的方法，加强对基本概念、基础理论的理解。例如在基本原理部分经常会涉及到隔板、转子、轴、叶轮、轴封、盘车等装置，而这些本体结构部分内容在教材的靠后部分，不利于对学生感性认识的培养和加强。为此我们录制并收集了一系列讲解汽轮机本体结构的图片和视频、汽轮机现场安装和检修的视频和图片。与传统的集中播放形式不同，我们采用穿插播放的方法，每次课播放大约五分钟相关视频。这种原理与本体相结合的教学方法对于加强学生对汽轮机的本体的认识，原理的深入理解效果很好，可以弥补学生不熟悉现场生产设备的缺陷，进一步激发学生的学习兴趣，收到事半功倍的效果。

四、结语

通过汽轮机课程教学实践，我们认识到在教学中通过采用多媒体技术等现代化教学手段，将理论与工程实际有机结合起来可有效保证教学效果。但我们也认识到，汽轮机原理课程作为热能动力类专业的主干专业课程之一，一直被认为是较难教和难学的课程，虽然我们在如何提高教学质量方面作了一定的探索，但还很不够，还需要在今后的教学实践中继续探索和完善。

(文字编辑、责任校对：贾俊兰)

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