高校专业课趣味教学模式的实践探索

李明玉 肖建昆

摘要“燃气轮机装置”是能源与动力工程专业一门重要的专业基础课，课程学习涉及高等数学、大学物理、工程热力学、工程流体力学、传热学、机械设计等众多知识，内容较枯燥乏味，给该课程的讲授和学习带来挑战。为了激发学生的學习兴趣，使学生掌握燃气轮机的基本概念、基本构造、相关基础理论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”的教学理念，将枯燥乏味的专业基础课打造成“趣味燃气轮机装置”课，还可将创新、富有特色的教学模式应用于其他类似专业课程，使人才培养取得显著成效。

关键词 趣味教学；教学模式创新；“四有”教学理念

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.12.045

江苏科技大学（以下简称“我校”）是以船舶类相关专业为主的高等院校，也是国内船舶类相关专业设置最齐全的高等院校之一。动力是船舶的心脏，能源是其血液，我校作为船舶行业能源动力类专业重要的人才培养基地之一，多年来为船舶行业培养了大量的优秀人才，在国内造船企业中发挥了骨干作用。

动力系教研室教师树立以学生为本，知识传授、协调发展和能力培养为核心的教学观念，以卓越工程师人才培养为目标，整合资源，构建高水平的能源动力类课程教学模式和理念。培养学生掌握新的国际海事组织（IMO）标准，熟悉船舶节能减排及能效综合利用的方法和措施，具备较强的实践动手能力、科研创新能力，团结协同精神和良好的心理素质[1-3]。课程负责人不断探索专业课程的教学模式与方法，激发学生的学习兴趣。

1专业课程教学模式的引入

我国是世界上最大的能源生产国和消费国，也是世界上最大的发展中国家，每年的碳排放量达60亿吨，位列全球第一。我国现有能源结构以高碳的化石能源为主，能源消费仍然处于上升通道。2020年，我国发电总量达7779.1TWh，其中燃煤发电占63.2%、水力发电占17.0%、再生能源发电占11%、核能发电占4.7%、燃气发电占3.2%、原油发电仅占0.15%。可以看出，我国仍以燃煤发电为主。随着中国提出的力争2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和的“双碳”目标的推进实施，国内传统能源行业亟须转型，煤炭将加快退出主体能源地位。而在能源转型的过程中，燃气轮机以效率高、可靠性强、操作灵活、排放低，可使用混氢/纯氢燃料和其他脱碳燃料的特点使其在实施“双碳”目标的过程中将扮演重要角色[4-6]。

目前，燃气轮机装置已成为各大高校，尤其是涉及能源、航海、航空等高校在能源动力专业方向普遍开设的一门专业课程，通过本课程的学习能使学生掌握燃气轮机的基本概念、基本构造、相关基础理论及性能分析的基本方法，了解当今国际主流的先进燃气轮机动力循环装置，为今后从事与燃气轮机动力相关的实习、工作、研究等奠定一定的基础。然而，燃气轮机装置涉及高等数学、大学物理、工程热力学、工程流体力学、传热学、机械设计等众多课程的基本理论、公式，使这门课变得枯燥乏味，给该课程的讲授和学习带来了巨大的挑战。

另外，对于各普通地方高校而言，要建立一套燃气轮机实验装置非常不易，受经费、实验条件和实验室安全管理等方面的限制，学生往往不能实际体验燃气轮机的真实结构和工作场景，只是通过模型或者虚拟实验来实现实践教学，往往让学生感到知识的空洞。

为了激发学生的学习兴趣、使学生在有趣味的条件下掌握燃气轮机的基本概念、基本构造、相关基础理论及性能分析的基本方法，在汲取传统教学方法优点的基础上，课程负责人在课程设计上提出了“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教学理念，并围绕这一理念，结合课程特点、学生基础、教学条件等因素，对教学模式、教学内容、教学活动、教学组织、教学方法与手段、教学评估等方面进行相应的创新[7-10]。

2趣味教学模式与方法

为了使学生在有趣味的条件下掌握燃气轮机的基本概念、基本构造、相关基础理论及性能分析的基本方法，课程负责人在汲取传统教学方法优点的基础上，针对教学模式、教学内容、教学活动、教学组织、教学方法与手段、教学评估等方面进行了如下的创新：

2.1增加实践环节，多动手实操

采用实践与课堂讲授相结合的模式，让学生从兴趣走向实践、在实践中发现问题、带着问题回到课堂、在课堂中与老师探讨并解决问题。课程负责人认为，以兴趣为导向的自主学习、自主探究能够很好地帮助学生确立学习的方向，明确学什么、怎么学是自主学习的基础。通过实践环节中学生自己发现的问题，激发学生的学习兴趣和学习潜力，让学生进入探索知识的情境，摆脱无趣感。

2.2拓宽学生的视野和思维，紧随专业前沿充实教学内容

将课本上的部分教学内容与重要知识点融入实践环节，使学生在实物的帮助下，对问题有更深更好的理解，做到“实践出真知”。课程在教学内容上的改革主要在于增加实践课程学时，构建课堂实训、仿真模拟与毕业设计等环节构成完整的实践教学体系，采取灵活多样的实践教学模式，在此过程中积极引入与课程相关的专业人员，帮助学生拓宽其视野和思维，为学生创新观念和意识的培养起到了一定的助推作用。

2.3拆装感受结构的教学活动

实践环节在传统教学方法中也有涉及，但大多以简单参观的形式进行，本课程通过“模型拆装实践”环节，让学生与燃气轮机“零距离接触”，不仅有助于其理解燃气轮机各部件的构型、主要结构特点、连接方式、封严方式等与燃气轮机构造有关的各种知识，在拆装的过程中，也使学生感受到课本上提到的各个部件“活”了起来。

2.4趣味小组的方式进行教学组织

通过“趣味小组”的形式，在学生掌握燃气轮机构造和原理的基础上，分组去挖掘生活中与燃气轮机各部件工作原理相似的物品，组装一台“趣味燃气轮机装置”。在教学过程中，学生了解到燃气轮机压气机的工作原理与电风扇，尤其是空气循环扇的工作原理几乎相同，因此通过学习掌握电风扇来的工作原理进一步深入了解压气机的工作原理。此外，学生通过收集空气循环扇、卡式炉等生活中常见的物品，通过将各种生活中常见物品有机组合，组装一台“趣味燃气轮机装置”，不仅乐在其中，而且有助于对相关知识的理解和掌握。

2.5赛教结合的教学方法与手段

启发式与目标驱动式教学法，提升教学质量。教学过程中，通过设计互动环节，加强师生之间、学生之间的交流，充分调动学生的积极性，尤其在设计性和综合性实验中，引导学生讨论实验方案、方法，增强学生的主观能动性、参与意识，培养其团队精神。采用现代教育技术手段开展教学工作，激发学生利用实验手段解决实际问题的能力。鼓励学生参加国家级、省级、校级各类大学生创新计划项目，充分利用各种平台，尤其是“本创”“挑战杯”“互联网+”等课外创新创业活动，以赛代练、以项目代练，帮助学生更好地将相应的创新创意想法付诸实践。通过比赛和项目使得学生能够更好地认识到创新创业的重要性、更好地将自己的想法应用于实践，得到了理论和实践的双重效果。

这种项目驱动式的教学手段，对老师的能力水平提出了很高的要求，也增加了很多工作量，但这种方式对于学生的快速成长是非常有利的。

2.6自评、互评及教师评价结合的教学考评

本门课程采用“自我评估”为主，考试评估为辅的评估方式。学生只有掌握了燃气轮机的基本原理和构造，才能在生活中寻找到与燃气轮机各个部件工作原理类似的生活用品，通过将各种生活用品有机组合，制作属于自己所在小组的趣味燃气轮机装置，各组学生之间针对完成的作品开展组内自评、组间互评与教师评价，并最终结合理论课考试成绩，完成整个课程教学效果的评估。

3教学及人才培养模式示范效果

通过将“趣味”“思想”“深度”“生活”等要素引入“燃气轮机装置”这门课，不仅将学生普遍认为枯燥乏味的课程变得生动有趣，同时使学生对“燃气轮机装置”这门课涉及的专业知识有了更深层次的思考，对专业知识的掌握也更加扎实。通过对课程设计的相关创新，取得如下教学成果：

①由于“趣味”“思想”的引入，使学生对燃气轮机装置更感兴趣，对燃气轮机燃烧室这一部件进行了深度思考，并在课程负责人的指导下完成《基于横向射流的驻涡燃烧室主流受迫卷吸现象的控制方法研究》毕业论文，并获得2021年全国能源动力专业百篇优秀毕业论文（设计）。

②在课程负责人的指导下，学生积极组队参加创新大赛，获得了“全国大学生创新体验赛”一等奖。

③在2021―2022学年第1学期的授课过程中，课程负责人同样将“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教学理念引入“传热学”中，目前教学效果较好，学生们对“传热学”的学习兴趣、与老师讨论问题的积极性、对课程涉及基本知识的掌握等方面，均取得了良好的效果。教研组申报获批2020年教育部高教司产学合作协同育人项目一项。

4结语

创新的“有趣味”“有思想”“有深度”“有生活”的教学理念，结合能源动力工程专业课程教学，充分注重行业的新发展、新特点，紧扣国家能源发展战略、双碳政策的核心要求，取得了很好的教学效果，为我校能源动力类专业学生的创新能力培养发挥了重要的作用。促进了教学与科研结合，教学与竞赛相结合，具有鲜明的行业特色。教学和人才培养模式能对同类专业院校的实验教学起到示范和辐射作用。同时，课程建设和教学改革是一项长期而系统的工程，教研组在未来的课程建设和教研发展过程中，将立足“双碳”背景及国家发展战略，布局未来能源动力领域紧缺人才培养、探索其培养机制，为国家建设海洋强国培养高素质的创新型人才作出更大贡献。

基金项目：教育部高教司产学合作协同育人项目（202002181003）。

参考文献

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