應用型人才培養模式下水輪機課程教學改革與探索

摘要：水輪機是動力工程專業核心課程，根據應用型人才培養模式的要求，結合水輪機課程特點，從教學內容選擇、教學方法改革、試驗教學、課程設計、畢業設計等教學環節提出改革措施，以適應新形勢下人才培養的需求。

關鍵詞：應用型人才培養；水輪機課程；教學改革

作者簡介：李燕（1983-），女，陜西渭南人，南昌工程學院機械與電氣工程學院，助教；李志紅（1963-），女，江西南昌人，南昌工程學院機械與電氣工程學院，副教授。（江西 南昌 330099）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）24-0048-02水輪機課程是培養熱能與動力工程專業（水動方向）、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課程。水輪機作為一門核心專業課，既具有很強的理論性，又有很強的工程性，因此將整個水輪機課程分為水輪機實習、水輪機課堂教學、水輪機實驗和水輪機設計四個環節，一環套一環，理論緊密聯系實踐，從而保證了課程教學質量。由于我國現階段對人才的需求呈現多樣化，需要大批基礎理論較為扎實，實踐動手能力強，具有技術創新意識和能力，能夠直接參與企業一線生產，解決企業實際工程問題的高素質應用型人才，對水輪機課程提出了更高的要求和挑戰。[1]怎樣調動學生的積極性，利用各種教學方法和手段，摸索出適用應用型人才培養模式的要求成為教學中研究的新課題。

一、理論教學的改革

1.教學內容選擇

教學內容直接反映教學的目的和培養目標，是提高教學質量的核心內容，它只有適應人才培養的要求，才能培養出合格的人才。[2]水輪機課程具有較強的專業性、實踐性和系統性，在教學環節中注重理論與實踐的結合。根據應用型人才的培養要求，教學內容的選擇遵循“強基礎理論，突出應用能力”的原則。

水輪機課程的教學內容重點在于介紹水輪機的工作參數、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。隨著我國水電事業進入大電網、高電壓、大機組、高參數的現代化發展時期，水電站新技術、新設備不斷應用，原有教材中的水輪機型號和技術已過時，與企業實際情況不符，因此需要結合工程實際對水輪機課程的教學內容進行更新。例如：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，水輪機單機容量明顯增大；隨著電網要求的轉變，抽水蓄能機組和大型的貫流式機組在電網中應用的比例越來越大等。

2.教學方法改革

教學方法改革的根本目的是讓學生從知識的被動接收者轉變為主動參與者和積極探索者，在發揮教師主導作用的同時，充分重視學生的主體地位。要為學生的積極參與創造條件，引導學生去思考、去探索、去發現；改變過去講細、講透的教學方法，鼓勵學生大膽提出問題、發表自己的見解。

本課程采用多種教學方法組織教學，如啟發式、討論式、互動式和研究性教學方法等。

（1）啟發式教學：在水輪機課程教學過程中多引入水電站現場的影像資料，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；有意識地通過成功和失敗兩方面的工程案例，啟發學生通過理論分析與文獻閱讀分析出現的原因。還可以在教學的過程中收集國內外豐富的水電工程資料、圖片和視頻，增加學生工程概念，有助于更好地理解基本原理，同時又可以為實踐環節奠定良好的基礎。

（2）討論式教學：例如講授比轉速與水輪機性能關系時，根據比轉速公式，讓同學們開展討論，探討不同比轉速水輪機的特點，學生興趣很高，課堂氣氛活躍。

（3）互動式教學：改變教師“一言堂”的教學模式，采取教師主動提問的各種措施引導學生積極參與。在課堂教學中，鼓勵學生提問和置疑，有問有答，平等討論，對思維活躍積極發言的同學在學習成績上適當反映，使課堂教學有聲有色，充滿樂趣和吸引力。例如在講授沖擊式水輪機基本方程時，如何運用反擊式水輪機基本方程進行推導，學生開動腦筋，爭先發言，教學效果很好。

（4）研究性教學：研究性教學方法是近兩年才嘗試應用的，對于基礎好、自覺性強的學生，這種教學方法比較適宜。例如，講授“水輪機空蝕空化”這一內容，讓學生采用各種方式查找吸出高度與空蝕空化的資料，并要求提交小論文，激發了學生研究性學習的興趣。

（5）理論聯系實際教學：聯系我國水電事業進入大電網、高電壓、大機組、高參數的現代化發展時期，講授水輪機發展趨勢，聯系我國不同地區水輪機類型不同，講授水輪機應用特點等。

二、實踐教學的改革

水輪機課程的實踐性和專業性很強，包括很多的實踐環節，如水輪機課內實驗、水輪機實習（包括認識實習、生產實習）和水輪機設計（包括課程設計和畢業設計）。充分利用這些教學實踐環節幫助學生熟悉水電站及水輪機的結構布置。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”。[3]

1.轉變觀念，突出實驗教學地位

加強實踐教學，突出學生實際動手能力培養，是應用型本科教育的顯著特點之一。[4]觀念的轉變包含了兩層意思：一方面實現從基本的認知性實驗、驗證性實驗到創新性、綜合性試驗指導思想的轉變。另一方面是改變以理論教學為重心、以實踐支撐理論的教學理念和教學安排，采用“以能力培養為核心，以實踐教學為主線，以理論教學為支撐”的教學思想。為了突出實驗教學的地位和作用，可以采取如下措施：[5]

（1）提高實驗課時的比例和增加實驗內容。

（2）充分利用實驗室。

（3）重視產學研基地，進一步開發綜合性設計性實驗。

2.加強課程設計和畢業設計

（1）課程設計。課程設計作為工科專業的一個重要的教學環節，是在教師指導下，學生獨立完成課題來達到對學生的綜合性訓練。《水輪機課程設計》是該課程的延續和補充，是系統地使用該課程學過的基礎及計算方法。通過課程設計鞏固和加深對“水輪機”課程所學知識的理解，理論聯系實際，提高學生獨立工作的能力，培養學生運用理論知識解決工程實際技術問題的能力，為今后從事水電站的選型設計和初設奠定必要的技術基礎。在設計中，既涉及到許多設計原理與方法，還涉及到許多實際知識與技能。通過設計，培養學生運用課程中所學到的理論知識，獨立地分析、解決實際問題的能力。

（2）畢業設計。畢業設計課題有直接來自合作單位的實用性課題，由于水電項目的規劃、建設、設計、制造的特點，可提供很多實際的課題由學生介入進行子項目的設計工作，使學生充分利用所學的基礎理論、基本知識、基本技能得到一次解決實際問題的機會，并且可以讓學有所長、學有余力的學生參加科研試驗和科技產品開發活動，通過實例的示范實施延長訓練，獲得綜合實踐訓練，而在學校和用人單位指導老師指導下，學生也能很快地進入角色，靈活、正確、綜合運用所學的基礎理論和專業知識，培養學生工程能力。

（3）重視實習環節。實習是學生與實際工程接觸的橋梁，把握好各項實習教學，幫助學生熟悉水電站及水輪機的結構布置。在原有實習基礎上，將實習內容進行細化，分為認識實習、水輪機發電機組制造實習、水輪發電機組檢修實習、水輪發電機組安裝實習等。

認識實習使學生對水電廠各種設備獲得感性認識，了解水輪發電機組成及其輔助設備、調速設備等，為學習水輪機課程作準備。

水輪機發電機組制造實習使學生了解水輪發電機組的結構、制造工藝及過程。

水輪發電機組檢修實習，不僅使學生了解水輪機主要零、部件檢修工藝和計算，機組部件的裝配工藝；進一步熟悉水輪機組各零、部件結構組成，掌握水輪機組各機構的工作原理；理解水輪機泥砂磨損和汽蝕的原因，并且了解修理方法和技術措施及質量要求，掌握機組常見故障分析和處理方法。同時還使學生了解了水電站《檢修操作規程》和《安全生產規程》，掌握了水輪機組檢修計劃的制定、工藝操作以及生產組織管理。

水輪發電機組安裝實習，使學生了解水力機組安裝的基本工藝，掌握水輪機安裝、水輪發電機安裝的程序、技術要求及機組軸線的測量、計算和調整方法。

三、總結

應用型人才培養模式重視培養學生的應用能力、工程意識。基于應用型人才培養模式的課程改革涉及到服務區域定位、明確人才培養層次等，教學改革遵循“基礎性、應用性、實踐性”的原則。融入行業、企業元素，更注重學生的實踐能力、創新意識、工程意識。培養學生成為具有應用能力及工程實踐能力的應用型高級人才，其途徑需要進一步的探索和研究。

參考文獻：

[1]初建瑋.本科應用型人才培養模式改革的探索與實踐[J].西安郵電學院學報，2007，12(3).

[2]王瑩，宿曉萍.應用型人才培養模式下計算機繪圖教學探討[J].長春理工大學學報:社會科學版，2005，(4).

[3]徐維暉.“水力機組輔助設備”課程教學方法淺探[J].華北水利水電學院學報:社會科學版，2004，(3).

[4]陳小虎，劉化君，曲華.應用型人才培養模式及其定位研究[J].中國大學教學，2004，(5)．

[5]郭磊，葉建雄.水電站動力設備與管理專業實踐教學改革探索[J].中國電力教育，2008，(10).

（責任編輯：劉麗娜）