水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修課程教學(xué)改革探究

周濤　梁建和

【摘 要】以水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修課程為例，從課程設(shè)計、教學(xué)模式設(shè)計、項目教學(xué)實施等方面探討機電類專業(yè)課程教學(xué)改革。

【關(guān)鍵詞】水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修課程 課程設(shè)計 教學(xué)改革

【中圖分類號】 G 【文獻標(biāo)識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）08C-0076-02

水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修課程是機電設(shè)備運行與維護專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，對專業(yè)核心技能的培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成起著關(guān)鍵作用。但是，由于水輪機十分龐大、貴重，學(xué)校沒有能力購置作為教學(xué)設(shè)備，而且作為水電站運行的主要設(shè)備，也不能隨意隨時地進行拆裝教學(xué)，這就給教學(xué)側(cè)重點是設(shè)備的拆裝、調(diào)試、運行與維修的水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修課程的教學(xué)帶來了困難。為解決教學(xué)資源匱乏的難題，筆者探索水電站開展集中式教學(xué)的模式，對課程教學(xué)做了改革。

一、課程設(shè)計理念

機電設(shè)備運行與維護專業(yè)主要面向中小型水電站，從事水輪機設(shè)備的運行、維護、拆裝與檢修。因此，本課程以水電站職業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，以“設(shè)備拆裝、運行、檢修”等項目為載體，以培養(yǎng)職業(yè)能力為目標(biāo)，基于工作過程進行課程設(shè)計。理實一體、學(xué)做交融，實現(xiàn)學(xué)習(xí)與工作的一致性，使學(xué)生通過專項強化培訓(xùn)可取得機修鉗工、水輪發(fā)電機值班員、水輪機設(shè)備安裝工、水輪機檢修工、水輪機調(diào)速器機械檢修工等職業(yè)資格證書。

二、課程設(shè)計思路

（一）課程體系開發(fā)過程。打破原有學(xué)科型專業(yè)課程體系。在進行行業(yè)分析和崗位需求調(diào)研的基礎(chǔ)上，召開有水電站基層領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員參加的實踐專家研討會，充分調(diào)研、征集和參考實踐專家意見，尋找實踐專家在職業(yè)成長過程中的典型工作任務(wù)，參照職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，突出職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，構(gòu)建工作過程系統(tǒng)化的機電設(shè)備運行與維護專業(yè)的全新課程體系。

（二）課程設(shè)計。在水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修課程中，水輪機和水輪機調(diào)節(jié)部分的內(nèi)容重點是根據(jù)水輪機檢修的一般生產(chǎn)過程，遵循由簡單到復(fù)雜的認知規(guī)律進行技能訓(xùn)練和知識學(xué)習(xí)，逐步提升設(shè)備維護和檢修的實操能力，實現(xiàn)學(xué)習(xí)與工作的一致性，根據(jù)水輪發(fā)電機值班員等崗位的工作內(nèi)容和過程設(shè)計油水氣三大系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容。與行業(yè)企業(yè)合作，基于“水輪機及輔助設(shè)備運行檢修”的工作過程，以真實的設(shè)備運行、檢修為載體，遵循“由簡單到復(fù)雜”的認知規(guī)律，設(shè)計了“編寫水電站分析報告”等9個項目，共計18個典型工作任務(wù)，將知識學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練融入到工作過程中，學(xué)生參與工作的時間由少到多，循序漸進，由新手逐步轉(zhuǎn)化為技術(shù)能手。

1.教學(xué)內(nèi)容選取的原則。滿足水電站運行與維修崗位實際工作任務(wù)所需要的知識、能力、素質(zhì)要求，滿足水電行業(yè)發(fā)展的需要，并為學(xué)生的職業(yè)崗位遷移奠定可持續(xù)發(fā)展的良好基礎(chǔ)。

2.內(nèi)容選取過程。本專業(yè)畢業(yè)生初次就業(yè)崗位是水輪發(fā)電機組值班員、水輪機檢修工或電力安裝公司的水輪機安裝工，學(xué)生通過后續(xù)課程學(xué)習(xí)和能力訓(xùn)練，可晉升值長、水輪機安裝或檢修班長、安裝與檢修分廠主任等崗位；職業(yè)崗位要求是：能正確使用工量具完成水輪機拆卸、組裝和總裝，能正確開停機操作并調(diào)節(jié)水輪機功率，能分析處理水輪機常見故障和事故。針對上述崗位工作任務(wù)總結(jié)出相應(yīng)的職業(yè)能力要求，包括安裝調(diào)試、裝配工藝制定、運行操作、檢測維修等。根據(jù)認知及成長規(guī)律將行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)領(lǐng)域即課程，將職業(yè)能力要求轉(zhuǎn)換為課程內(nèi)容，由此確立課程的教學(xué)內(nèi)容，整合水輪機、水輪機調(diào)節(jié)、水力機組輔助設(shè)備等課程而形成一門新的專業(yè)核心課程。

3.教學(xué)項目設(shè)計。以能力本位為核心，對本課程進行項目化改造。以項目載體、任務(wù)驅(qū)動為原則選取和序化教學(xué)內(nèi)容，用行動導(dǎo)向教學(xué)方法組織教學(xué)，將原課程知識點解散并重構(gòu)于9個項目共18個工作任務(wù)中。其中，“項目9分析處理水輪機運行故障”屬于綜合性項目，是前面8個項目所涉及內(nèi)容的綜合運用項目。課程內(nèi)容與教學(xué)項目設(shè)計見表1。在基于工作過程的項目化改造中，很難找到直接進行設(shè)備構(gòu)造認識、結(jié)構(gòu)原理分析的典型工作任務(wù)，而典型工作任務(wù)大多與水輪機的拆裝及修復(fù)有關(guān)聯(lián)。為此，我們把水輪機拆裝及修復(fù)的部分內(nèi)容引入本課程。

表1 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)項目設(shè)計

序號 項目 典型工作任務(wù) 教學(xué)情境

1 編寫水電站分析報告 編寫水電站分析報告 1.水電站基本功能調(diào)查

2.水輪機型號及參數(shù)調(diào)查

2 拆卸水輪機 1.拆卸導(dǎo)水機構(gòu)與水導(dǎo)及主軸密封 1.拆卸水輪機導(dǎo)水機構(gòu)

2.拆卸水輪機水導(dǎo)軸承及主軸密封

2.拆卸轉(zhuǎn)輪 3.吊出轉(zhuǎn)輪

4.分解水輪機轉(zhuǎn)輪

3 修復(fù)水輪機 1.尋查與修復(fù)水輪機空蝕和磨損部位 1.尋查與修復(fù)水輪機空蝕的部位

2.尋查與修復(fù)水輪機磨損的部位

2.尋查與消除水輪機振動 3.尋查與消除水輪機振動

4 總裝水輪機 1.安裝水輪機埋設(shè)部件 1.安裝水輪機埋設(shè)部件

2.組裝水輪機轉(zhuǎn)輪 2.組裝并吊入水輪機轉(zhuǎn)輪

3.裝配主軸、操作油管及受油器

3.安裝導(dǎo)水機構(gòu)與水導(dǎo)及主軸密封 4.安裝水輪機導(dǎo)水機構(gòu)

5.安裝水輪機主軸密封

6.安裝水輪機水導(dǎo)軸承

5 調(diào)節(jié)水輪機功率 1.操作機組開機 1.編寫機組啟動與并列操作票

2.操作機組開機

2.整定水輪機調(diào)速器參數(shù) 3.初定水輪機調(diào)速器參數(shù)

4.調(diào)整試驗水輪機調(diào)速器

6 處理水電站油系統(tǒng)運行故障 1.凈化處理水電站用油 1.處理油的壓力過濾

2.處理油的真空凈化

2.檢修調(diào)速器油壓裝置失壓故障 3.檢修調(diào)速器油壓裝置失壓故障

3.檢修油槽油位異常和油混水故障 4.檢修壓力油槽位異常故障

5.檢修集油槽油位異常故障

6.檢修油混水故障

7 處理水電站水系統(tǒng)運行故障 診斷修復(fù)水電站供水量不足故障 1.診斷修復(fù)技術(shù)供水故障

2.診斷修復(fù)排水泵出水故障

3.診斷修復(fù)主閥卡阻故障

8 處理水電站氣系統(tǒng)常見故障 1.檢修壓縮氣系統(tǒng)氣壓不足故障 1.檢修高壓氣系統(tǒng)氣壓故障

2.檢修低壓氣系統(tǒng)氣壓故障

2.檢修空壓機運轉(zhuǎn)中溫度異常和有異響故障 3.檢修空壓機運轉(zhuǎn)中溫度異常故障

4.診斷修復(fù)空壓機運轉(zhuǎn)中有異響故障

9 分析處理水輪機運行故障 1.分析處理水輪機機械故障 1.分析處理水電站機組槳葉卡阻故障

2.分析處理水導(dǎo)軸承油混水故障

2.分析處理水輪機出力不足故障 3.解決水電站出力不足故障

三、教學(xué)模式設(shè)計

教學(xué)模式的設(shè)計以保證學(xué)生學(xué)習(xí)與實際工作的一致性為原則，根據(jù)學(xué)生特點、課程目標(biāo)和校內(nèi)外教學(xué)條件，有針對性地創(chuàng)立并實施集中教學(xué)、分組實施、工學(xué)交替、任務(wù)驅(qū)動、教學(xué)做一體化的“1234”行動導(dǎo)向教學(xué)模式。“1234”行動導(dǎo)向教學(xué)模式，即“1個主體、2個考核、3個真實、4個融合”。課程的創(chuàng)新伴隨教學(xué)實踐的整個過程。

（一）“1個主體”的教學(xué)過程。教學(xué)過程的每一階段都規(guī)劃出學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)流程。教學(xué)過程中采用行動導(dǎo)向教學(xué)法，教師主導(dǎo)、學(xué)生主體，不再是灌輸式教學(xué)。教師的主要作用是啟迪學(xué)生的心智，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考并行動起來，教與學(xué)互動、學(xué)生與教師互動，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)有機結(jié)合，使學(xué)生“手、腦、口、心”并用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，大大地提高了教學(xué)效率。為保障分組實施的教學(xué)效果，成立了學(xué)生專業(yè)協(xié)會，利用業(yè)余時間培養(yǎng)骨干學(xué)生超前學(xué)習(xí)核心課程的專業(yè)知識，假期安排到正在進行機組安裝調(diào)試或檢修的水電站跟班勞動，用這些經(jīng)過培養(yǎng)、提前掌握核心課程知識和技能的骨干學(xué)生擔(dān)任參與指導(dǎo)，既節(jié)省教學(xué)資源、保障教學(xué)質(zhì)量，又能培養(yǎng)專業(yè)特長生。

（二）“2個考核”的評價機制。實行項目考核和綜合考核相結(jié)合、實操考核與理論考核相結(jié)合的考核方案。鼓勵學(xué)生自我評價，體現(xiàn)考核的公平、公正、客觀、實際。

（三）“3個真實”的教學(xué)環(huán)境。校企深度合作，貫穿“理論、實踐一體化”思想，以“真實設(shè)備、真實行業(yè)規(guī)范、真實工作崗位”為原則來指導(dǎo)教學(xué)環(huán)境建設(shè)和教學(xué)過程，同時自行開發(fā)虛擬教學(xué)軟件，制作裝配視頻、軟件作為教學(xué)資源的有效補充，“實虛結(jié)合，工學(xué)交融”，構(gòu)建學(xué)習(xí)與工作一致、軟硬條件兼?zhèn)涞慕虒W(xué)環(huán)境。

（四）“4個融合”的工學(xué)結(jié)合途徑。以工學(xué)結(jié)合為切入點實施4個融合，即“教師與技術(shù)人員融合、教材與技術(shù)文件融合、學(xué)生與員工融合、教室與車間融合”。模擬企業(yè)組織形式，引入企業(yè)文化與管理理念，聘請企業(yè)技術(shù)人員和能工巧匠擔(dān)任實踐教師；將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)作業(yè)規(guī)程、技術(shù)工藝文件等職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)；教學(xué)過程中學(xué)生在生產(chǎn)車間擔(dān)任企業(yè)員工的角色，接受“真刀實槍”的實踐訓(xùn)練，為零距離就業(yè)搭好橋梁。

四、項目教學(xué)的實施

本課程的教學(xué)是設(shè)計在真實的水電站環(huán)境下，需要采用教學(xué)做一體化、理論與實踐一體化的教學(xué)模式，通過集中教學(xué)、分組實施才能完成。因此，對于水輪機設(shè)計理論等對具體工作崗位而言理論性太強的內(nèi)容盡可能簡化，以便于就真實的水電站環(huán)境進行行動導(dǎo)向教學(xué)。

9個項目的主要教學(xué)場地安排有兩種執(zhí)行方案：一是依托院內(nèi)構(gòu)建的小型水輪機安裝與檢修、水輪機調(diào)速器和輔助設(shè)備實訓(xùn)基地；二是到正在進行機組大修的中小型水電站開展現(xiàn)場教學(xué)。后一種方案雖受條件的制約，但是，除了節(jié)省辦學(xué)經(jīng)費外，其真實生產(chǎn)的教學(xué)環(huán)境卻是前一種方案不可替代的，在生產(chǎn)現(xiàn)場開展教學(xué)，更能體能職業(yè)性、實踐性和開放性，可具體根據(jù)校外實訓(xùn)基地的機組檢修計劃，制定或調(diào)整教學(xué)進程。對于水輪機預(yù)埋件的吊裝、定位等很難遇到的生產(chǎn)過程，考慮采用視頻、錄像和虛擬仿真教學(xué)。

基于工作過程系統(tǒng)化的知識體系重構(gòu)，實現(xiàn)了理論與實踐的一體化、課程內(nèi)容與實際生產(chǎn)的一致性，使學(xué)生學(xué)到的知識和技能與企業(yè)的實際無縫連接。近年來，該課程被廣泛地安排在學(xué)歷教育和行業(yè)企業(yè)職工培訓(xùn)中，其反饋效果很好。但是，水電站的機組檢修和實際教學(xué)過程是很難做到完全吻合的，因此，在校內(nèi)建設(shè)必要的實驗實訓(xùn)設(shè)施是不可或缺的。在實施過程中，要關(guān)注企業(yè)生產(chǎn)進程、加強教學(xué)資源建設(shè)和實訓(xùn)基地建設(shè)、合理安排教學(xué)進程，以取得教學(xué)改革預(yù)期的效果。

【參考文獻】

[1]陳炳森.課程項目化教學(xué)探索與實踐——以《水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修》課程為例[J].廣西教育，2012（11）

[2]戴士弘.職業(yè)教育課程教學(xué)改革[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007

【基金項目】廣西壯族自治區(qū)精品課程《水輪機及輔助設(shè)備運行與檢修》研究成果（桂教高教[2010]100號文）

【作者簡介】周 濤（1977- ），男，廣西桂林人，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：水電站綜合自動化。

（責(zé)編 黎 原）