李明玉 肖建昆

摘要“燃氣輪機裝置”是能源與動力工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，課程學習涉及高等數(shù)學、大學物理、工程熱力學、工程流體力學、傳熱學、機械設計等眾多知識，內(nèi)容較枯燥乏味，給該課程的講授和學習帶來挑戰(zhàn)。為了激發(fā)學生的學習興趣，使學生掌握燃氣輪機的基本概念、基本構(gòu)造、相關(guān)基礎理論及性能分析的基本方法，文章提出了“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教學理念，將枯燥乏味的專業(yè)基礎課打造成“趣味燃氣輪機裝置”課，還可將創(chuàng)新、富有特色的教學模式應用于其他類似專業(yè)課程，使人才培養(yǎng)取得顯著成效。

關(guān)鍵詞 趣味教學；教學模式創(chuàng)新；“四有”教學理念

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.12.045

江蘇科技大學（以下簡稱“我?！保┦且源邦愊嚓P(guān)專業(yè)為主的高等院校，也是國內(nèi)船舶類相關(guān)專業(yè)設置最齊全的高等院校之一。動力是船舶的心臟，能源是其血液，我校作為船舶行業(yè)能源動力類專業(yè)重要的人才培養(yǎng)基地之一，多年來為船舶行業(yè)培養(yǎng)了大量的優(yōu)秀人才，在國內(nèi)造船企業(yè)中發(fā)揮了骨干作用。

動力系教研室教師樹立以學生為本，知識傳授、協(xié)調(diào)發(fā)展和能力培養(yǎng)為核心的教學觀念，以卓越工程師人才培養(yǎng)為目標，整合資源，構(gòu)建高水平的能源動力類課程教學模式和理念。培養(yǎng)學生掌握新的國際海事組織（IMO）標準，熟悉船舶節(jié)能減排及能效綜合利用的方法和措施，具備較強的實踐動手能力、科研創(chuàng)新能力，團結(jié)協(xié)同精神和良好的心理素質(zhì)[1-3]。課程負責人不斷探索專業(yè)課程的教學模式與方法，激發(fā)學生的學習興趣。

1專業(yè)課程教學模式的引入

我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國，也是世界上最大的發(fā)展中國家，每年的碳排放量達60億噸，位列全球第一。我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)以高碳的化石能源為主，能源消費仍然處于上升通道。2020年，我國發(fā)電總量達7779.1TWh，其中燃煤發(fā)電占63.2%、水力發(fā)電占17.0%、再生能源發(fā)電占11%、核能發(fā)電占4.7%、燃氣發(fā)電占3.2%、原油發(fā)電僅占0.15%?？梢钥闯觯覈砸匀济喊l(fā)電為主。隨著中國提出的力爭2030年實現(xiàn)碳達峰，2060年實現(xiàn)碳中和的“雙碳”目標的推進實施，國內(nèi)傳統(tǒng)能源行業(yè)亟須轉(zhuǎn)型，煤炭將加快退出主體能源地位。而在能源轉(zhuǎn)型的過程中，燃氣輪機以效率高、可靠性強、操作靈活、排放低，可使用混氫/純氫燃料和其他脫碳燃料的特點使其在實施“雙碳”目標的過程中將扮演重要角色[4-6]。

目前，燃氣輪機裝置已成為各大高校，尤其是涉及能源、航海、航空等高校在能源動力專業(yè)方向普遍開設的一門專業(yè)課程，通過本課程的學習能使學生掌握燃氣輪機的基本概念、基本構(gòu)造、相關(guān)基礎理論及性能分析的基本方法，了解當今國際主流的先進燃氣輪機動力循環(huán)裝置，為今后從事與燃氣輪機動力相關(guān)的實習、工作、研究等奠定一定的基礎。然而，燃氣輪機裝置涉及高等數(shù)學、大學物理、工程熱力學、工程流體力學、傳熱學、機械設計等眾多課程的基本理論、公式，使這門課變得枯燥乏味，給該課程的講授和學習帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

另外，對于各普通地方高校而言，要建立一套燃氣輪機實驗裝置非常不易，受經(jīng)費、實驗條件和實驗室安全管理等方面的限制，學生往往不能實際體驗燃氣輪機的真實結(jié)構(gòu)和工作場景，只是通過模型或者虛擬實驗來實現(xiàn)實踐教學，往往讓學生感到知識的空洞。

為了激發(fā)學生的學習興趣、使學生在有趣味的條件下掌握燃氣輪機的基本概念、基本構(gòu)造、相關(guān)基礎理論及性能分析的基本方法，在汲取傳統(tǒng)教學方法優(yōu)點的基礎上，課程負責人在課程設計上提出了“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教學理念，并圍繞這一理念，結(jié)合課程特點、學生基礎、教學條件等因素，對教學模式、教學內(nèi)容、教學活動、教學組織、教學方法與手段、教學評估等方面進行相應的創(chuàng)新[7-10]。

2趣味教學模式與方法

為了使學生在有趣味的條件下掌握燃氣輪機的基本概念、基本構(gòu)造、相關(guān)基礎理論及性能分析的基本方法，課程負責人在汲取傳統(tǒng)教學方法優(yōu)點的基礎上，針對教學模式、教學內(nèi)容、教學活動、教學組織、教學方法與手段、教學評估等方面進行了如下的創(chuàng)新：

2.1增加實踐環(huán)節(jié)，多動手實操

采用實踐與課堂講授相結(jié)合的模式，讓學生從興趣走向?qū)嵺`、在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、帶著問題回到課堂、在課堂中與老師探討并解決問題。課程負責人認為，以興趣為導向的自主學習、自主探究能夠很好地幫助學生確立學習的方向，明確學什么、怎么學是自主學習的基礎。通過實踐環(huán)節(jié)中學生自己發(fā)現(xiàn)的問題，激發(fā)學生的學習興趣和學習潛力，讓學生進入探索知識的情境，擺脫無趣感。

2.2拓寬學生的視野和思維，緊隨專業(yè)前沿充實教學內(nèi)容

將課本上的部分教學內(nèi)容與重要知識點融入實踐環(huán)節(jié)，使學生在實物的幫助下，對問題有更深更好的理解，做到“實踐出真知”。課程在教學內(nèi)容上的改革主要在于增加實踐課程學時，構(gòu)建課堂實訓、仿真模擬與畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)構(gòu)成完整的實踐教學體系，采取靈活多樣的實踐教學模式，在此過程中積極引入與課程相關(guān)的專業(yè)人員，幫助學生拓寬其視野和思維，為學生創(chuàng)新觀念和意識的培養(yǎng)起到了一定的助推作用。

2.3拆裝感受結(jié)構(gòu)的教學活動

實踐環(huán)節(jié)在傳統(tǒng)教學方法中也有涉及，但大多以簡單參觀的形式進行，本課程通過“模型拆裝實踐”環(huán)節(jié)，讓學生與燃氣輪機“零距離接觸”，不僅有助于其理解燃氣輪機各部件的構(gòu)型、主要結(jié)構(gòu)特點、連接方式、封嚴方式等與燃氣輪機構(gòu)造有關(guān)的各種知識，在拆裝的過程中，也使學生感受到課本上提到的各個部件“活”了起來。

2.4趣味小組的方式進行教學組織

通過“趣味小組”的形式，在學生掌握燃氣輪機構(gòu)造和原理的基礎上，分組去挖掘生活中與燃氣輪機各部件工作原理相似的物品，組裝一臺“趣味燃氣輪機裝置”。在教學過程中，學生了解到燃氣輪機壓氣機的工作原理與電風扇，尤其是空氣循環(huán)扇的工作原理幾乎相同，因此通過學習掌握電風扇來的工作原理進一步深入了解壓氣機的工作原理。此外，學生通過收集空氣循環(huán)扇、卡式爐等生活中常見的物品，通過將各種生活中常見物品有機組合，組裝一臺“趣味燃氣輪機裝置”，不僅樂在其中，而且有助于對相關(guān)知識的理解和掌握。

2.5賽教結(jié)合的教學方法與手段

啟發(fā)式與目標驅(qū)動式教學法，提升教學質(zhì)量。教學過程中，通過設計互動環(huán)節(jié)，加強師生之間、學生之間的交流，充分調(diào)動學生的積極性，尤其在設計性和綜合性實驗中，引導學生討論實驗方案、方法，增強學生的主觀能動性、參與意識，培養(yǎng)其團隊精神。采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段開展教學工作，激發(fā)學生利用實驗手段解決實際問題的能力。鼓勵學生參加國家級、省級、校級各類大學生創(chuàng)新計劃項目，充分利用各種平臺，尤其是“本創(chuàng)”“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”等課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，以賽代練、以項目代練，幫助學生更好地將相應的創(chuàng)新創(chuàng)意想法付諸實踐。通過比賽和項目使得學生能夠更好地認識到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重要性、更好地將自己的想法應用于實踐，得到了理論和實踐的雙重效果。

這種項目驅(qū)動式的教學手段，對老師的能力水平提出了很高的要求，也增加了很多工作量，但這種方式對于學生的快速成長是非常有利的。

2.6自評、互評及教師評價結(jié)合的教學考評

本門課程采用“自我評估”為主，考試評估為輔的評估方式。學生只有掌握了燃氣輪機的基本原理和構(gòu)造，才能在生活中尋找到與燃氣輪機各個部件工作原理類似的生活用品，通過將各種生活用品有機組合，制作屬于自己所在小組的趣味燃氣輪機裝置，各組學生之間針對完成的作品開展組內(nèi)自評、組間互評與教師評價，并最終結(jié)合理論課考試成績，完成整個課程教學效果的評估。

3教學及人才培養(yǎng)模式示范效果

通過將“趣味”“思想”“深度”“生活”等要素引入“燃氣輪機裝置”這門課，不僅將學生普遍認為枯燥乏味的課程變得生動有趣，同時使學生對“燃氣輪機裝置”這門課涉及的專業(yè)知識有了更深層次的思考，對專業(yè)知識的掌握也更加扎實。通過對課程設計的相關(guān)創(chuàng)新，取得如下教學成果：

①由于“趣味”“思想”的引入，使學生對燃氣輪機裝置更感興趣，對燃氣輪機燃燒室這一部件進行了深度思考，并在課程負責人的指導下完成《基于橫向射流的駐渦燃燒室主流受迫卷吸現(xiàn)象的控制方法研究》畢業(yè)論文，并獲得2021年全國能源動力專業(yè)百篇優(yōu)秀畢業(yè)論文（設計）。

②在課程負責人的指導下，學生積極組隊參加創(chuàng)新大賽，獲得了“全國大學生創(chuàng)新體驗賽”一等獎。

③在2021―2022學年第1學期的授課過程中，課程負責人同樣將“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教學理念引入“傳熱學”中，目前教學效果較好，學生們對“傳熱學”的學習興趣、與老師討論問題的積極性、對課程涉及基本知識的掌握等方面，均取得了良好的效果。教研組申報獲批2020年教育部高教司產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目一項。

4結(jié)語

創(chuàng)新的“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教學理念，結(jié)合能源動力工程專業(yè)課程教學，充分注重行業(yè)的新發(fā)展、新特點，緊扣國家能源發(fā)展戰(zhàn)略、雙碳政策的核心要求，取得了很好的教學效果，為我校能源動力類專業(yè)學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)發(fā)揮了重要的作用。促進了教學與科研結(jié)合，教學與競賽相結(jié)合，具有鮮明的行業(yè)特色。教學和人才培養(yǎng)模式能對同類專業(yè)院校的實驗教學起到示范和輻射作用。同時，課程建設和教學改革是一項長期而系統(tǒng)的工程，教研組在未來的課程建設和教研發(fā)展過程中，將立足“雙碳”背景及國家發(fā)展戰(zhàn)略，布局未來能源動力領(lǐng)域緊缺人才培養(yǎng)、探索其培養(yǎng)機制，為國家建設海洋強國培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才作出更大貢獻。

基金項目：教育部高教司產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目（202002181003）。

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