高校專業課趣味教學模式的實踐探索

李明玉 肖建昆

摘要“燃氣輪機裝置”是能源與動力工程專業一門重要的專業基礎課，課程學習涉及高等數學、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，內容較枯燥乏味，給該課程的講授和學習帶來挑戰。為了激發學生的學習興趣，使學生掌握燃氣輪機的基本概念、基本構造、相關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，將枯燥乏味的專業基礎課打造成“趣味燃氣輪機裝置”課，還可將創新、富有特色的教學模式應用于其他類似專業課程，使人才培養取得顯著成效。

關鍵詞 趣味教學；教學模式創新；“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“我校”）是以船舶類相關專業為主的高等院校，也是國內船舶類相關專業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，我校作為船舶行業能源動力類專業重要的人才培養基地之一，多年來為船舶行業培養了大量的優秀人才，在國內造船企業中發揮了骨干作用。

動力系教研室教師樹立以學生為本，知識傳授、協調發展和能力培養為核心的教學觀念，以卓越工程師人才培養為目標，整合資源，構建高水平的能源動力類課程教學模式和理念。培養學生掌握新的國際海事組織（IMO）標準，熟悉船舶節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、科研創新能力，團結協同精神和良好的心理素質[1-3]。課程負責人不斷探索專業課程的教學模式與方法，激發學生的學習興趣。

1專業課程教學模式的引入

我國是世界上最大的能源生產國和消費國，也是世界上最大的發展中國家，每年的碳排放量達60億噸，位列全球第一。我國現有能源結構以高碳的化石能源為主，能源消費仍然處于上升通道。2020年，我國發電總量達7779.1TWh，其中燃煤發電占63.2%、水力發電占17.0%、再生能源發電占11%、核能發電占4.7%、燃氣發電占3.2%、原油發電僅占0.15%?？梢钥闯觯覈砸匀济喊l電為主。隨著中國提出的力爭2030年實現碳達峰，2060年實現碳中和的“雙碳”目標的推進實施，國內傳統能源行業亟須轉型，煤炭將加快退出主體能源地位。而在能源轉型的過程中，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方向普遍開設的一門專業課程，通過本課程的學習能使學生掌握燃氣輪機的基本概念、基本構造、相關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裝置，為今后從事與燃氣輪機動力相關的實習、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。

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構和工作場景，只是通過模型或者虛擬實驗來實現實踐教學，往往讓學生感到知識的空洞。

為了激發學生的學習興趣、使學生在有趣味的條件下掌握燃氣輪機的基本概念、基本構造、相關基礎理論及性能分析的基本方法，在汲取傳統教學方法優點的基礎上，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，結合課程特點、學生基礎、教學條件等因素，對教學模式、教學內容、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、基本構造、相關基礎理論及性能分析的基本方法，課程負責人在汲取傳統教學方法優點的基礎上，針對教學模式、教學內容、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新：

2.1增加實踐環節，多動手實操

采用實踐與課堂講授相結合的模式，讓學生從興趣走向實踐、在實踐中發現問題、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。通過實踐環節中學生自己發現的問題，激發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，緊隨專業前沿充實教學內容

將課本上的部分教學內容與重要知識點融入實踐環節，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”。課程在教學內容上的改革主要在于增加實踐課程學時，構建課堂實訓、仿真模擬與畢業設計等環節構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的專業人員，幫助學生拓寬其視野和思維，為學生創新觀念和意識的培養起到了一定的助推作用。

2.3拆裝感受結構的教學活動

實踐環節在傳統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”環節，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型、主要結構特點、連接方式、封嚴方式等與燃氣輪機構造有關的各種知識，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，而且有助于對相關知識的理解和掌握。

2.5賽教結合的教學方法與手段

啟發式與目標驅動式教學法，提升教學質量。教學過程中，通過設計互動環節，加強師生之間、學生之間的交流，充分調動學生的積極性，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，培養其團隊精神。采用現代教育技術手段開展教學工作，激發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、校級各類大學生創新計劃項目，充分利用各種平臺，尤其是“本創”“挑戰杯”“互聯網+”等課外創新創業活動，以賽代練、以項目代練，幫助學生更好地將相應的創新創意想法付諸實踐。通過比賽和項目使得學生能夠更好地認識到創新創業的重要性、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自評、組間互評與教師評價，并最終結合理論課考試成績，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”這門課涉及的專業知識有了更深層次的思考，對專業知識的掌握也更加扎實。通過對課程設計的相關創新，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象的控制方法研究》畢業論文，并獲得2021年全國能源動力專業百篇優秀畢業論文（設計）。

②在課程負責人的指導下，學生積極組隊參加創新大賽，獲得了“全國大學生創新體驗賽”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年教育部高教司產學合作協同育人項目一項。

4結語

創新的“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教學理念，結合能源動力工程專業課程教學，充分注重行業的新發展、新特點，緊扣國家能源發展戰略、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學生的創新能力培養發揮了重要的作用。促進了教學與科研結合，教學與競賽相結合，具有鮮明的行業特色。教學和人才培養模式能對同類專業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的工程，教研組在未來的課程建設和教研發展過程中，將立足“雙碳”背景及國家發展戰略，布局未來能源動力領域緊缺人才培養、探索其培養機制，為國家建設海洋強國培養高素質的創新型人才作出更大貢獻。

基金項目：教育部高教司產學合作協同育人項目（202002181003）。

參考文獻

[1]HILDINGSSONR，JOHANSSONB.Governinglow-carbon energy transitions in sustainable ways：potential synergies andconflicts bet ween climate and environment policy objectives[J].Energy policy ， 2016（88）：245-252.

[2]宋純鵬，王剛，趙翔.科教協作：“雙一流”建設高校拔尖創新人才培養模式的變革[J].中國大學教育， 2021，（6）：6-10.

[3]鄧軍，貢琳慧，劉飛宇.“雙碳”目標下能動專業課程體系改革思考[J].大學，2022（23）：71-74.

[4]歐陽志遠，史作廷，石敏俊，等.“碳達峰碳中和”：挑戰與對策[J].河北經貿大學學報，2021，42（5）：1-11.

[5]方時姣，朱云峰.碳達峰碳中和視域下能源經濟發展論析[J].新疆師范大學學報（哲學社會科學版），2022，43（3）：81-90，2.

[6]黃震，謝曉敏.碳中和愿景下的能源變革[J].中國科學院院刊，2021， 36（9）： 1010-1018.

[7]張楚虹，聶敏，劉新剛，等.雙碳背景下《材料科學與工程選論》課程教學改革探討[J].高分子材料科學與工程，2022，38（6）：178-181.

[8]吳梅英.大學生創新能力培養模式研究[J].中國高等教育，2021（5）： 56-58.

[9]李亮林，夏赟.新能源技術領域專業人才教育教學探討[J].太陽能學報，2022，43（4）：521-522.

[10]段振霞，劉銀華，楊鳴.基于項目驅動的機器人實驗課程教學實踐與研究[J].實驗室科學，2022，25（5）：144-147.