關于水輪機課程教學改革的研究與探索

1、<p>　　關于水輪機課程教學改革的研究與探索</p><p>　　論文摘要：水輪機是能源動力學科的核心專業(yè)課程。為了適應水電設備技術的飛速發(fā)展，針對水輪機課程專業(yè)性、實踐性、系統(tǒng)性較強的特點和目前教學中存在的問題，文章從教學內容、教學行為等教學環(huán)節(jié)提出了教學改革的構想與措施，并運用到教學實踐中，對夯實學生理論基礎，培養(yǎng)工程素養(yǎng)起到了積極的促進作用。 </p><p>　　論文

2、關鍵詞：水輪機；網(wǎng)絡互動教學；教學改革 </p><p>　　水輪機是培養(yǎng)水電站動力設備與管理、機電設備運行與管理等高素質技能人才的一門主要專業(yè)課程。我國水電事業(yè)進入大電網(wǎng)、高電壓、大機組、高參數(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展時期，水電站新技術、新設備的不斷應用也對水輪機的課程教學提出了更高的要求。由于水輪機課程具備較強的專業(yè)性、實踐性和系統(tǒng)性，在教學環(huán)節(jié)中更加注重理論與實踐的結合，對教師和學生都提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。本文結合

3、近年來的教學實踐，對教學內容、教學行為方式等環(huán)節(jié)進行了認識和思考，以期提高教學效果，增強教學實效。 </p><p>　　一、課程教學的現(xiàn)狀及存在的問題 </p><p>　　1.教學內容的問題 </p><p>　　教學內容是課程體系的基石，教師首先要對教學內容準確定位。近年來能源動力類專業(yè)培養(yǎng)方案進行了調整，水輪機課程的學分也由原來的多學分（4～5個學分）

4、減為2.5個學分。在較短時間內，掌握課程的全部內容顯然是不可能的，因此對教材內容進行調整成為教學的重要任務。 </p><p>　?。?）根據(jù)培養(yǎng)要求的改變適時調整了教材，將原來的中國水利水電出版社出版的《水輪機》教材改為2003年中國科學文化出版社出版的《水輪機》教材，并同時配套了2004年中國水利水電出版社的《水電站動力設備》作為輔導書。 </p><p>　?。?）教師決不能局限

5、于對照教材“照本宣科”，要明確教學的重點和難點，有的放矢。水輪機課程的教學內容重點在于介紹水輪機的工作參數(shù)、工作原理、相似理論、各種不同類型水輪機的基本結構和水輪機的特性曲線與選型設計。其中由于工作原理和相似理論數(shù)學推導比較復雜，物理概念和工程概念之間的聯(lián)系過于客觀，學生在理解上通常存在瓶頸。因此，對這兩部分的教學尤其需要合理分配教學時間，采用多種教學方法組織教學，才能取得較好的教學效果。 </p><p>　

6、?。?）隨著水電事業(yè)的發(fā)展，水輪機制造水平的提高，即便新版的教材，其中也有很多內容與實際情況存在出入，教師需要緊密聯(lián)系工程實際，及時更新教學內容。例如，水輪機單機容量明顯增大，如三峽單機容量70萬千瓦的混流式水輪機、廣西橋鞏水電站單機容量5.7萬千瓦的燈泡貫流式水輪機等。 </p><p>　　2.教學行為的問題 </p><p>　　教學行為由兩方面組成：教師的“教”和學生的“學”。

7、教師的“教”主要由教學理念、教學方法組成，他們的先進與否直接影響了教學的效果。 </p><p>　?。?）建立熱情、負責的教學理念。教學理念決定了教學行為。首先，教師本身必須熱愛所教授的專業(yè)知識，對教學充滿熱情，這樣才能更好地引導學生主動學習課程。其次，教學過程不僅是對水輪機課程的知識傳授，同時也是幫助同學建立工程概念，培養(yǎng)專業(yè)責任感和自豪感的一個過程。水輪機課程是能源動力類專業(yè)的核心專業(yè)課程，這個專業(yè)的大部

8、分學生將來都會被分配到水電部門從事設計、施工、制造、管理、科研等工作，是水電基礎行業(yè)的主干力量。然而很多學生在選擇大學專業(yè)的時候，對于專業(yè)的了解其實是比較單薄的，甚至有部分同學是被調劑到所在專業(yè)的。因此，作為專業(yè)課的教師，充分利用教學環(huán)節(jié)多介紹些專業(yè)未來的工作領域，幫助學生增強工程意識，培養(yǎng)工程素養(yǎng)，提高適應能力。第三，教學過程中千萬要避免“家長制”的作風，要建立和諧的師生關系，允許學生提出質疑，提倡學生的自主性和創(chuàng)造性，激發(fā)學生的思維

9、。 </p><p>　?。?）合理運用多樣的教學方法。教學方法的合理使用可以使學生從簡單的被動接收知識變成主動參與和探索知識，在激發(fā)教師主導作用的同時，體現(xiàn)學生的主動地位。先進的教學方法能夠調動學生參與學習的主動性和積極性，激發(fā)學生的思維和創(chuàng)造力，使學生在不知不覺中接受教育。 </p><p>　　總結了幾年來的教學經驗，筆者認為教學方法中要注意以下幾點： </p>

10、<p>　　1）要避免教師“一言堂”的教學模式。這種教學方法使得學生只能硬性地接受知識，沒能夠參與課程的討論過程。尤其水輪機課程是一門對于數(shù)學要求非常高的課程，其中包含了大量的高等數(shù)學、線性代數(shù)的推導公式，容易讓學生產生枯燥難懂的感覺，因此，為了更好地實現(xiàn)課程教學，應多采用啟發(fā)式、討論式、互動式等教學方法組織教學，鼓勵同學提問和質疑，活躍課堂氣氛。 </p><p>　　2）要避免只強調理論基礎，忽視

11、工程實際的教學方法。水輪機課程的實踐性和專業(yè)性很強，包括很多的實踐環(huán)節(jié)，如水輪機實驗、水輪機實習（含認識實習、生產實習）和水輪機設計（含課程設計和畢業(yè)設計）。要充分利用這些教學實踐環(huán)節(jié)幫助學生熟悉水電站及水輪機的結構布置。理論學習結束時要求學生了解水電機組的平面布置，仿真機和水電站現(xiàn)場的實際演練，將書本中的結構與實際設備一一對號，把腦子里的“平面圖”變“立體圖”，弄清設備的結構、布置、連接、操作點實際位置。除此之外，在教學的過程中還可以

12、收集國內外豐富的水電工程資料、圖片和視頻，給學生增加工程概念，便于更好地理解基本原理，同時又可以為實踐環(huán)節(jié)奠定良好的基礎。 </p><p>　　3）合理使用現(xiàn)代化的教學手段。隨著計算機的發(fā)展，多媒體技術被大量引入日常教學，而且取得了很好的效果?，F(xiàn)在的教學手段已經不是簡單利用Powerpoint等多媒體制作軟件制作二維的教學課件，隨著計算機仿真、三維動畫、虛擬現(xiàn)實等技術的發(fā)展，三維AutoCAD、3Dmax、P

13、ro-E、Solidworks，Authorware等三維制作軟件和以可計算信息為基礎的虛擬現(xiàn)實（VR）系統(tǒng)被大量引入到專業(yè)課程的教學中，目前在電氣、機械、物流等專業(yè)教學領域取得了廣泛的應用。將課程內容做成融文字、聲音、圖像、視頻、3D動畫為一體的演示材料，具有表現(xiàn)力強、信息量大、交互性強等特點。將原本靜止的平面和單調的語言、文字用有聲有色、有動有靜的動畫形式表現(xiàn)出來，使學生更有興趣，也更易理解課程內容?，F(xiàn)代化的教學手段在信息量、視覺效

14、果等方面確實比傳統(tǒng)的粉筆加黑板更具有優(yōu)勢，尤其在介紹實際工程案例的內容時。但是，黑板教學仍然需要合理利用。如果教師在課堂上用鼠標等現(xiàn)代化的教學媒介源源不斷地向學生輸出各種各樣的畫面或大量信息，學生忙于接受知識，反而沒有思考和理解的空間，教學效果肯定會大打折扣。 </p><p>　?。?）鼓勵研究性的學習方式。學生的學習方式主要體現(xiàn)在學生是否真正參與了教學活動當中，學生是否合作學習和主動探索知識。現(xiàn)在教學要求已

15、經提升到了研究性教學的高度，針對水輪機這種專業(yè)課程，教師應鼓勵學生在掌握基本理論的同時，組織學生參加創(chuàng)新競賽或加入教師的科研項目等方式進行課題開發(fā)和項目設計等科學研究，在提高學生人文素質和科學素質的同時，注重理論和工程實踐的結合，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。 </p><p>　　二、提高專業(yè)課程教學效果的實施途徑 </p><p>　　1.擴充資料建設，豐富教學方法 </p>

16、<p>　　專業(yè)課程往往內容繁多，知識面廣，具有綜合性、實踐性都很強的特點。因此，在教學過程中，更加需要補充工程實踐內容，幫助學生建立工程感觀認識。水輪機課程可以在教學過程中多引入水電站現(xiàn)場的影像資料，或者通過建立教學模型或三維動畫演示的方法幫助學生直觀了解水輪機的知識要點，此外，可以收集國內大中型電站的具體資料作為輔助教學，引導學生根據(jù)電站實際情況比較學習水輪機，提前建立工程設計理念。 </p><p&

17、gt;　　教學過程中應多為學生的積極參與創(chuàng)造條件，引導學生去思考，改變過去講細、講透的教學方法；鼓勵學生大膽質疑、發(fā)表自己的見解；采用啟發(fā)式、討論式、互動式和研究性等多種教學方法組織教學。比如教材中主要以混流式、軸流式機組為研究對象，但是隨著電網(wǎng)要求的轉變，抽水蓄能機組和大型的貫流式（燈泡式）機組在電網(wǎng)中應用的比例越來越大，可以引導學生收集目前我國在建和擬建的上述特殊機組類型，并分析選擇該種水輪機的原因。 </p>&l

18、t;p>　　2.提升教師能力，加強校企合作 </p><p>　　教學環(huán)節(jié)的主要完成人是教師，教師自身的科研素質和教學能力對于教學效果的影響是至關重要的。教師作為“傳道、授業(yè)、解惑”者，除了理論教學外，對自我知識結構、教學能力、教學效果也需要做出客觀的評價和改進，要多和比自己經驗豐富的教師進行交流，深入觀察、審視、評價自身在教學觀念、教學方法中存在的問題，取長補短。 </p><p&

19、gt;　　此外，教學與學生就業(yè)后的工作任務和能力要求是直接掛鉤的。因此，教師在教學過程中必須隨時反思教學執(zhí)行現(xiàn)狀與工作實踐之間是否吻合。這就要求教師要及時和用人單位進行溝通，了解意見反饋，調研市場經濟下人才要求的知識技能，進而調整授課重點，總結教學得失；盡可能創(chuàng)造條件安排教師到水電和水輪機生產制造單位進行鍛煉，與水電生產廠家加強溝通交流；同時可以邀請水電生產一線的專家和高級工程師擔任兼職教師或舉辦講座，使學生能夠及時追蹤水電站生產實際發(fā)

20、展動態(tài)，增加學生的市場就業(yè)競爭能力。 </p><p>　　3.建立電子教案，實現(xiàn)網(wǎng)絡互動教學 </p><p>　　電子教案可以幫助教師總結教學成果，修正不足之處，并能將經驗反映到后期的再教學過程中去，有益于教學經驗的交流和保存。對于擔任專業(yè)課程教學的年輕教師來說，可以極大地幫助其解決任教初期由于缺乏工程實際經驗和教學經驗帶來的教學問題。 </p><p>

21、　　此外，網(wǎng)絡互動教學將是教學過程的發(fā)展趨勢。水輪機是一門實踐性很強的基礎課，除了課堂教學之外，學生利用課余時間自主學習，充分利用網(wǎng)絡進行知識補充就顯得非常重要。水輪機課程網(wǎng)站在為學生提供了豐富的教學資源之余，還有效解決了水輪機課程學時少、內容多的矛盾，提高了教學效果和學生的學習興趣與積極性。目前，水輪機課程的教學更加注重理論、實踐和工程的結合，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在引導學生夯實理論基礎、拓寬知識面的同時，也要培養(yǎng)學生的工程意識和工程素