基于學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)賦能的“汽輪機(jī)原理”課程教學(xué)改革初探

摘"要：針對學(xué)生在“汽輪機(jī)原理”學(xué)習(xí)中易產(chǎn)生畏難情緒、失去學(xué)習(xí)動力的問題，課程教學(xué)團(tuán)隊基于奧蘇貝爾的成就動機(jī)理論，構(gòu)建了基于“理論知識整合—互動項目教學(xué)—實(shí)踐延伸拓展”的遞進(jìn)式、分層次培養(yǎng)的教學(xué)模式。通過理論實(shí)踐多模塊融合、多課程協(xié)同教研、多維信息化教學(xué)的“三多”知識整合措施，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)。通過聚焦汽輪機(jī)運(yùn)維問題，完善項目資源建設(shè)，強(qiáng)化互動等改革措施，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)能力培養(yǎng)。通過后續(xù)實(shí)踐的延伸拓展，強(qiáng)化學(xué)生綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。教學(xué)改革與實(shí)踐激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，提升了學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)動；教學(xué)改革；項目教學(xué)；汽輪機(jī)原理

Abstract：In"response"to"the"problem"of"students"being"prone"to"fear"and"losing"motivation"in"learning"the"principles"of"steam"turbines，the"teaching"team"has"constructed"a"progressive"and"hierarchical"teaching"model"based"on"Ausubel's"achievement"motivation"theory.The"model"includes"three"modules：theoretical"knowledge"integration，interactive"project"teaching"and"practical"extension"and"expansion.Integrating"theoretical"and"practical"modules，collaborative"teaching"and"research"of"multiple"courses"and"teaching"with"multidimensional"information"technology"were"carried"out.These"theoretical"teaching"measures"enhanced"students'"interest"in"learning"and"solidified"their"theoretical"foundation.The"interactive"project"teaching"were"focused"on"the"operation"and"maintenance"of"steam"turbines，improving"project"resource"construction，strengthening"interaction"and"other"reform"measures.The"students"are"encouraged"to"actively"learn"and"achievenbsp;multiobjective"abilities.Through"subsequent"extension"practice，the"students'"comprehensive"literacy"and"innovation"ability"were"strengthened.Teaching"reform"and"practice"have"stimulated"students'"learning"motivation"and"improved"their"comprehensive"abilities.

Keywords：Internally"driven"learning；Teaching"reform；ProjectBased"Learning；Principles"of"steam"turbine

“汽輪機(jī)原理”課程是能源與動力工程專業(yè)的一門核心課程，主要講述汽輪機(jī)及其輔機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理等內(nèi)容。由于“汽輪機(jī)原理”課程涉及的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、公式晦澀、原理難懂，學(xué)生初學(xué)往往不知如何應(yīng)用，容易產(chǎn)生畏難情緒，這是影響“汽輪機(jī)原理”課程教學(xué)效果的內(nèi)部因素，也是主要因素之一。同時，近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)變革加速進(jìn)行，電力行業(yè)在安全生產(chǎn)、節(jié)能減排及綠色低碳等方面的要求日益增高。這種新的變革向汽輪機(jī)行業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)提出了更高要求［1］，畢業(yè)生除了應(yīng)具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)及運(yùn)維技術(shù)能力外，還需在實(shí)踐應(yīng)用能力、交流溝通能力、團(tuán)隊合作能力及自主學(xué)習(xí)能力等綜合能力素質(zhì)方面得到更多鍛煉。這種內(nèi)部因素與外部環(huán)境的變化促使“汽輪機(jī)原理”課程教學(xué)要做出相應(yīng)變革［2］。

研究表明，學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力是學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識、提高核心素養(yǎng)的動力基礎(chǔ)，也是長遠(yuǎn)發(fā)展的動力源泉。奧蘇貝爾認(rèn)為，學(xué)校情境中的成就動機(jī)包括：認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力、自我提高內(nèi)驅(qū)力、附屬內(nèi)驅(qū)力［34］。其中，認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力和自我提高內(nèi)驅(qū)力在青年期成為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要動機(jī)。

教學(xué)團(tuán)隊基于奧蘇貝爾的成就動機(jī)理論，通過構(gòu)建“理論知識整合—互動項目教學(xué)—實(shí)踐延伸拓展”的遞進(jìn)式、分層次培養(yǎng)的教學(xué)模式，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，激活學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)，從而提高學(xué)生綜合能力，適應(yīng)未來行業(yè)發(fā)展需要。

1"理論知識整合

如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提升學(xué)生認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力，是理論授課過程中需要解決的一個痛點(diǎn)。為解決這一問題，教學(xué)團(tuán)隊在“汽輪機(jī)原理”課程教學(xué)模式及內(nèi)容方面進(jìn)行了以下改革：

1.1"理論實(shí)踐多模塊融合

對“汽輪機(jī)原理”與相關(guān)實(shí)踐課程內(nèi)容進(jìn)行了模塊化整合與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。如圖1所示，將理論課程內(nèi)容劃分為三個模塊：原理性能模塊（模塊一）、凝汽設(shè)備模塊（模塊二）及結(jié)構(gòu)與振動模塊（模塊三）。從圖1中可以看出，采用理論課程模塊與實(shí)踐課程間互融互促的教學(xué)模式，即采用理論模塊“模塊一—模塊二—模塊三”與實(shí)踐模塊“認(rèn)識實(shí)習(xí)—實(shí)驗(yàn)—汽輪機(jī)熱力設(shè)計”雙鏈并進(jìn)、緊密結(jié)合、交叉融合的“螺旋式”教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)邊學(xué)理論邊實(shí)踐應(yīng)用，理論與實(shí)踐模塊之間知識聯(lián)系，相互賦能。同時通過模塊化授課，各個模塊間既能有機(jī)融合又相對獨(dú)立，使授課內(nèi)容執(zhí)行更為靈活。

1.2"運(yùn)維知識多課程協(xié)同教研

適時開展跨課程教師團(tuán)隊教學(xué)研討，共享教學(xué)資源。針對“汽輪機(jī)原理”課程與基礎(chǔ)課程的相關(guān)重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行梳理，如流體力學(xué)中的邊界層及流動損失、噴管中的流動損失、工程熱力學(xué)中的能量守恒公式、噴管的熱力過程、水蒸氣的熱力性質(zhì)、凝汽器的傳熱原理等（圖2）。將這些重難點(diǎn)知識通過跨課程授課進(jìn)行強(qiáng)化，深化學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的理解與掌握，解決課程的難點(diǎn)問題，強(qiáng)化課程間知識協(xié)同與知識整合，同時也在實(shí)踐中不斷提升和鍛煉教師自身的項目教學(xué)能力。

1.3"運(yùn)維知識多維信息化教學(xué)

通過信息技術(shù)的深度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“解難—增趣—培思—促學(xué)—提效”。解難：結(jié)合現(xiàn)代最新信息技術(shù)手段，通過開發(fā)理論公式可視化小程序，使公式活起來、動起來，使理論不再抽象。增趣：向?qū)W生提供虛擬電廠汽輪機(jī)設(shè)備巡游，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的意愿。培思：提供汽輪機(jī)設(shè)備三維動畫等動態(tài)教學(xué)資源，同時，借助信息化手段，將綠色低碳理念、智慧電廠等工程案例及運(yùn)維新理念融入課堂，科學(xué)合理地拓展專業(yè)知識的廣度深度。促學(xué)：課程組建立了在線課程，學(xué)生可根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況進(jìn)行課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)。提效：開發(fā)了在線習(xí)題庫（配有答案），既可用于課下檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果，也方便為學(xué)生提供隨堂測驗(yàn)及訓(xùn)練。同時，理論教學(xué)中還采用了大量融入思政元素的工程案例，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力的同時，培養(yǎng)學(xué)生樹立崇高的理想，從而激發(fā)學(xué)生的自我提高內(nèi)驅(qū)力，從而保證了課內(nèi)理論教學(xué)效果。

2"互動項目教學(xué)

項目化學(xué)習(xí)（ProjectBased"Learning，簡稱PBL）是一種以學(xué)生為中心，教師為指導(dǎo)者的教學(xué)方法［5］。學(xué)生通過基于項目的學(xué)習(xí)，圍繞項目或深入的問題或問題引發(fā)的復(fù)雜任務(wù)，以小組合作的形式組織學(xué)習(xí)，從而獲得知識和技能。

“汽輪機(jī)原理”課程教學(xué)探索以項目化學(xué)習(xí)訓(xùn)練促理論應(yīng)用的教學(xué)模式，來激發(fā)學(xué)生認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力及自我提高內(nèi)驅(qū)力。項目教學(xué)的改革實(shí)施主要圍繞聚焦汽輪機(jī)運(yùn)維的驅(qū)動問題選定、完善項目資源建設(shè)、強(qiáng)化互動式教學(xué)、成果的評價及迭代等方面展開。

2.1"錨定運(yùn)維能力、選定驅(qū)動問題

首先，針對課程培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生就業(yè)的素質(zhì)需求，以運(yùn)維能力培養(yǎng)為導(dǎo)引，選取基于工程的真實(shí)問題，將項目教學(xué)內(nèi)容分成設(shè)備運(yùn)維調(diào)研分析、設(shè)備運(yùn)維經(jīng)濟(jì)性評價、設(shè)備運(yùn)維優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)維機(jī)理分析及對策等進(jìn)行模塊劃分（圖2）。考慮到學(xué)習(xí)的循序漸進(jìn)特點(diǎn)，對工程問題進(jìn)行適當(dāng)修改后，可作為適合初學(xué)者的綜合項目課題。通過合作交流運(yùn)用專業(yè)知識和技能開展實(shí)踐活動，激發(fā)學(xué)生深入思考、研究和解決方案的探索激情，以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生專業(yè)知識綜合運(yùn)用及運(yùn)維問題分析解決能力的培養(yǎng)。

2.2"項目資源建設(shè)及任務(wù)拆解

2.2.1"項目資源建設(shè)

為向?qū)W生提供學(xué)科最新的行業(yè)運(yùn)維技術(shù)，使學(xué)生初步掌握行業(yè)前沿動態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生自主開展項目資源檢索、深入學(xué)習(xí)、拓寬知識面，建設(shè)了數(shù)字化前沿導(dǎo)引資源庫，該資源庫主要包括標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)文獻(xiàn)目錄及專家講座視頻等，向?qū)W生提供項目教學(xué)相關(guān)的典型案例、現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)規(guī)程等數(shù)字化資源等（圖3）。通過相關(guān)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力。

2.2.2"任務(wù)拆解

教師先要向?qū)W生介紹開展項目課題的一般方法和步驟以及總體方向和目標(biāo)，推薦整合資源。學(xué)生每5～7人分為一組，每個項目小組指定一名組長，選取項目課題，并制定明確的任務(wù)目標(biāo)。同時，各小組將項目進(jìn)行分解，保證每個小組成員責(zé)任明確，工作量飽滿。小組成員根據(jù)選定的項目任務(wù)，通過圖書館、互聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)企業(yè)等各種渠道調(diào)研、獲取課題項目的相關(guān)原始數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)資料，并對有價值的文獻(xiàn)資料歸納總結(jié)。

2.3"互動式項目教學(xué)

項目實(shí)施過程中，教師以指導(dǎo)者身份定期與學(xué)生進(jìn)行交流和互動，及時掌握項目小組不同階段的進(jìn)度。通過鼓勵學(xué)生提出問題，引導(dǎo)同學(xué)們積極思考，同時根據(jù)各小組遇到的問題與挑戰(zhàn)，提供必要的資源、指導(dǎo)和建議。項目小組團(tuán)隊成員間保持密切聯(lián)系，確保遇到問題時可以一起討論，共享資源信息，不同小組之間也可分享經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。組員、組間通過溝通協(xié)作可有效促進(jìn)問題的解決，確保項目能夠按期順利進(jìn)行（圖3）。

在整個過程中，小組成員變被動學(xué)習(xí)為自主學(xué)習(xí)，借助數(shù)字化、信息化等學(xué)習(xí)手段，通過小組互動與交流、教師指導(dǎo)、互相指導(dǎo)等學(xué)習(xí)方式不斷地思考，把碎片化知識與項目聯(lián)系起來，促進(jìn)對知識的深入理解。

2.4"項目評價及迭代

各小組在完成項目研究內(nèi)容后，要針對項目實(shí)施期間所完成的各項任務(wù)進(jìn)行總結(jié)與反思，用于下一次教學(xué)實(shí)施的改進(jìn)。各個小組通過制作PPT等方式開展項目匯報，完成小組間的交流與分享，并通過組內(nèi)評價、組間互評及教師評價等成果評價（圖3），使大家了解其他小組在項目實(shí)施中的收獲與不足，以擴(kuò)充知識的學(xué)習(xí)。同時，教師針對不同模塊內(nèi)容，匯編優(yōu)秀項目成果，作為后續(xù)學(xué)生學(xué)習(xí)的示范資源。項目教學(xué)的開展為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)乃至畢業(yè)工作提供了具有深度和廣度的錘煉，學(xué)生掌握了運(yùn)用專業(yè)知識分析問題、協(xié)作解決問題的多維技能，認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力和自我提高內(nèi)驅(qū)力得以提升。

通過項目實(shí)踐，學(xué)生普遍做出了積極反饋。比如，“既鍛煉了我們的自我動手能力、查閱資料能力、分工協(xié)作能力，更是讓我們增進(jìn)了同學(xué)間團(tuán)結(jié)的能力，共同學(xué)習(xí)研究才能得到好的成果”“不僅組內(nèi)互幫互助，各小組之間也是有商有量，互相幫助、分享經(jīng)驗(yàn)、解決問題”。

3"實(shí)踐延伸拓展

鼓勵學(xué)有余力的同學(xué)在后續(xù)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中積極選題、參與汽輪機(jī)課題相關(guān)的大學(xué)生科技創(chuàng)新、比賽和畢業(yè)設(shè)計，教師引導(dǎo)學(xué)生深入研究。通過鍛煉，提升了學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識分析及協(xié)作解決汽輪機(jī)運(yùn)維問題的多維技能，強(qiáng)化了學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

結(jié)語

通過汽輪機(jī)教學(xué)改革，構(gòu)建了基于“理論知識整合—互動項目教學(xué)—實(shí)踐延伸拓展”的遞進(jìn)式、分層次培養(yǎng)的教學(xué)模式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，消除了學(xué)生的畏難情緒，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，強(qiáng)化了學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)。但學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力的影響因素是復(fù)雜多樣的，學(xué)生的心理因素、家庭因素、校外其他環(huán)境因素等均會對學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力產(chǎn)生不同的影響。本文僅基于學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力進(jìn)行了課程教學(xué)改革初探，其他校外因素的影響將在今后的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步研究。

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［2］董向元，葛曉霞，王毅林.融合信息技術(shù)的“汽輪機(jī)原理”教學(xué)探索實(shí)踐［J］.科技視界，2022（7）：2628.

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［4］彭靜雯.大學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力影響因素及其作用機(jī)制：基于扎根理論的分析［J］.現(xiàn)代大學(xué)教育，2023，39（02）：93102.

［5］吳金星，張東偉，王定標(biāo)，等.金課建設(shè)中項目式教學(xué)模式改革實(shí)踐［J］.中國教育技術(shù)裝備，2023（10）：108111.

基金項目：南京工程學(xué)院教學(xué)改革項目（JXGG2021"003）

作者簡介：董向元（1974—"），男，漢族，山東文登人，博士，教授，主要從事能動類課程教學(xué)及能源轉(zhuǎn)換與利用方向研究。