《汽轮机原理》课程教学改革初探

《汽轮机原理》课程教学改革初探

王莎, 陈煜, 郭韵, 沈骏, 陈斌

上海工程技术大学 机械与汽车工程学院   上海 201620

摘要：《汽轮机原理》作为能源与动力工程专业的一门专业必修课程，具有很强的理论性、实用性和抽象性，本文针对《汽轮机原理》课程教学中存在的内容多、学时短，教学理论与实践脱节等问题，从优化课程理论教学体系、加强实践教学环节以及拓展当前学科热点与前沿内容等方面进行教学改革与探索，旨在提高该课程教学质量，培养学生创新能力及综合运用知识的能力，为提高专业素养打下良好的基础。

关键词：汽轮机原理；课程教学；教学内容；改革与探讨

汽轮机是现代化热力发电系统的主要热力设备及冶金、化工、船舶、机械等国民经济重要工业工程中的重要驱动装置[1,2]。所以，《汽轮机原理》长期以来都是我国高等院校能源与动力工程专业的主要专业课之一[3]。本校的《汽轮机原理》课程重点阐述了汽轮机热力工作原理、汽轮机零件强度和调节以及汽轮机运行等内容[4]。通过本课程的学习，学生应熟悉汽轮机的基本结构、级的工作原理和热力计算方法，具有分析解决工程问题和工程设计计算的初步能力，可以为将来从事汽轮机的安装、调试、运行、维护、检修、改进设计和开发研究等多方面的工作打下良好的基础。其教学质量及学习效果对学生未来就业或继续从事专业研究都有着至关重要的作用。为此，本文结合我校能源与动力工程专业《汽轮机原理》课程教学现状，分析课程教学中现存的问题，从教学内容方面探讨了教学改革的思路与方法。

一、《汽轮机原理》课程教学现状与问题

《汽轮机原理》是我校能源与动力工程专业的主干课程。这一课程理论性比较强，概念抽象，设备结构复杂，系统庞大，与工程实际联系密切。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；零部件的强度分析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[5]。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。

我校能源与动力工程专业从2016级开始开设《汽轮机原理》，理论课程48课时，教学课时偏少且原有的教学内容陈旧、机械且知识面较窄，存在理论和实际的脱节，学生对实际工程应用中汽轮机的结构特点和工作过程理解不足。随着我国高等教育改革的深化和当今电力工业的快速发展，汽轮机技术更新换代对宽口径工科人才培养需求日益提升，对工科人才实践能力及创新意识的要求越来越高，这就对《汽轮机原理》教学提出了新挑战。因此，在借鉴其他院校相关教学经验的基础上，我们从教学内容更新与完善方面提出了《汽轮机原理》课程教学改革的探索性方案。

二、教学内容的调整、更新与完善

教学内容的科学性、先进性及延展性是关系到教学质量优劣与教学改革成败的重要因素[5]。因此，应根据学生的认知习惯与规律和汽轮机技术的最新发展对原有的教学内容进行进一步调整、更新和完善。

（一）章节内容整合优化，重难点突出

《汽轮机原理》课程内容改革应以专业培养目标为准则，在有限的课时内正确把握“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[5]。我们选用黄树红主编的《汽轮机原理》教材。该教材理论分析精练，注重理论联系实际，知识先进性强，但章节内容逻辑顺序并非最佳。因此，需要根据循序渐进、主次分明的原则，对教学内容及其顺序进行重新编排。“绪论”可以联合“汽轮机的凝气系统及设备”、“供热式汽轮机”和“汽轮机零件强度与振动”等章节介绍汽轮机系统及基本组成，使学生对汽轮机主辅系统的结构特点有基本了解，在此基础上将“汽轮机级的工作原理”、“多级汽轮机”和“汽轮机的变工况特性”三部分理论性较强的重点章节整合，通过增加基础理论复习和工程案例讲解与演算等教学内容，帮助学生理解和掌握理论重点与难点。此外，“汽轮机的变工况特性”又与“汽轮机控制系统”和“汽轮机运行”章节紧密联系，环环相扣。在教学过程中注意节奏的控制和调整，确保重难点被讲透掌握，实现理论与实践一体化教学[6]。通过这样的整合优化，使教学内容由浅入深，从抽象到具体，循序渐进，有助于学生对知识的理解掌握，从而获得良好的教学效果。

（二）拓展当前学科热点与前沿内容

能源动力行业的迅速发展，汽轮机设备及其技术不断更新换代，燃煤发电技术已迈进了超临界、超超临界参数的时代，完全三元流设计的叶片、可调式汽封，以计算机为核心的汽轮机数字电液控制系统等新技术不断涌现[6]。因此，一方面，需要根据汽轮机技术的最新发展，及时更新和补充教学内容，使其紧跟学科发展前沿，让学生能够学习到最新最先进的汽轮机知识。另一方面，进一步拓展教学内容，增加适量的自查自学内容，引导学生通过互联网或查阅文献资料，了解汽轮机的发展简史与国内外汽轮机制造商及其主流产品，追踪汽轮机技术发展的最新动态，特别是汽轮机流道结构与设计、叶片结构与材料以及汽缸型式与设计等方面的最新技术等。这样的自学自查可以激发学生的学习热情，培养学生的自学能力，提高学生综合素质和教学质量。

（三）夯实理论基础，加强实践教学

由于学生对本专业课存在理论实际脱节的问题，教学内容应该进一步丰富实践性教学环节。可以在具体的教学过程中将理论穿插于实践，增加适量的参观内容或参观实习机会，并在毕业设计环节设置汽轮机设计题目等，通过这些方法加强针对性和应用性，突出能力的培养。例如把“多级汽轮机的热力计算”内容放到汽轮机平时作业中，让学生在课堂学习完成之后到教学实验室或校外的汽轮机设计制造厂参观，从而了解汽轮机各个组成部件的具体特点。带领学生去电厂参观实习，进一步了解汽轮机的本体结构和实际的变工况运行情况，更好地做到理论联系实际，加深对课堂知识的理解与认识。此外，通过毕业设计的集中训练，锻炼学生综合运用所学知识独立完成设备设计的能力，培养学生的工程设计思维和创造性[4]。

三、结语

针对我校能源与动力工程专业《汽轮机原理》课程的教学现状及存在的问题，我们从教学内容方面积极探索和改革创新，对教学内容进行删繁就简、凝练调整，理清知识结构体系，拓展学科当前热点与前沿知识内容，强化实践教学培养环节，有望提高教学质量和教学实效，对培养基础扎实、知识面宽、有创新能力的高级工程技术人才意义重大。

[1]黄晶晶，崔璐，李景明. 汽轮机原理课程教学实践探索[J]. 大学教育，2021，(03)：53-55.

[2]刘向东，杨卫波. 汽轮机原理课程教学研究与探讨[J]. 大学教育，2016，(04):124-126.

[3]康松，杨建明，胥建群．汽轮机原理[M]. 北京：中国电力出版社，2012.

[4]黄树红．汽轮机原理[M]. 北京：中国电力出版社，2008.

[5]罗向龙. “汽轮机原理”课程教学探讨[J]. 广东工业大学学报（社会科学报），2009，9(增刊)：167-169.

[6]钱进.《汽轮机原理》课程教学方法与手段改革实践[J]. 中国电力教育，2008，(123):72-73.

作者简介：王莎（1984—），女，博士，副教授，主要从事含碳能源热化学转换理论及利用技术研究方面的教学与科研工作。

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