水轮机选型与结构设计毕业论文

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应用型人才培养模式下水轮机课程教学改革与探索论文

摘要： 水轮机是动力工程专业核心课程，根据应用型人才培养模式的要求，结合水轮机课程特点，从教学内容选择、教学方法改革、试验教学、课程设计、毕业设计等教学环节提出改革措施，以适应新形势下人才培养的需求。

关键词： 应用型人才培养；水轮机课程；教学改革

水轮机课程是培养热能与动力工程专业（水动方向）、水电站动力设备与管理、机电设备运行与管理等高素质技能人才的一门主要专业课程。水轮机作为一门核心专业课，既具有很强的理论性，又有很强的工程性，因此将整个水轮机课程分为水轮机实习、水轮机课堂教学、水轮机实验和水轮机设计四个环节，一环套一环，理论紧密联系实践，从而保证了课程教学质量。由于我国现阶段对人才的需求呈现多样化，需要大批基础理论较为扎实，实践动手能力强，具有技术创新意识和能力，能够直接参与企业一线生产，解决企业实际工程问题的高素质应用型人才，对水轮机课程提出了更高的要求和挑战。怎样调动学生的积极性，利用各种教学方法和手段，摸索出适用应用型人才培养模式的要求成为教学中研究的新课题。

一、理论教学的改革

1.教学内容选择

教学内容直接反映教学的目的和培养目标，是提高教学质量的核心内容，它只有适应人才培养的要求，才能培养出合格的人才。水轮机课程具有较强的专业性、实践性和系统性，在教学环节中注重理论与实践的结合。根据应用型人才的培养要求，教学内容的选择遵循“强基础理论，突出应用能力”的原则。

水轮机课程的教学内容重点在于介绍水轮机的工作参数、工作原理、相似理论、各种不同类型水轮机的基本结构和水轮机的特性曲线与选型设计。随着我国水电事业进入大电网、高电压、大机组、高参数的现代化发展时期，水电站新技术、新设备不断应用，原有教材中的水轮机型号和技术已过时，与企业实际情况不符，因此需要结合工程实际对水轮机课程的教学内容进行更新。例如：三峡单机容量70万千瓦的混流式水轮机、广西桥巩水电站单机容量万千瓦的灯泡贯流式水轮机，水轮机单机容量明显增大；随着电网要求的转变，抽水蓄能机组和大型的贯流式机组在电网中应用的比例越来越大等。

2.教学方法改革

教学方法改革的根本目的是让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者，在发挥教师主导作用的同时，充分重视学生的主体地位。要为学生的积极参与创造条件，引导学生去思考、去探索、去发现；改变过去讲细、讲透的教学方法，鼓励学生大胆提出问题、发表自己的见解。

本课程采用多种教学方法组织教学，如启发式、讨论式、互动式和研究性教学方法等。

（1）启发式教学：在水轮机课程教学过程中多引入水电站现场的'影像资料，或者通过建立教学模型或三维动画演示的方法帮助学生直观了解水轮机的知识要点；有意识地通过成功和失败两方面的工程案例，启发学生通过理论分析与文献阅读分析出现的原因。还可以在教学的过程中收集国内外丰富的水电工程资料、图片和视频，增加学生工程概念，有助于更好地理解基本原理，同时又可以为实践环节奠定良好的基础。

（2）讨论式教学：例如讲授比转速与水轮机性能关系时，根据比转速公式，让同学们开展讨论，探讨不同比转速水轮机的特点，学生兴趣很高，课堂气氛活跃。

（3）互动式教学：改变教师“一言堂”的教学模式，采取教师主动提问的各种措施引导学生积极参与。在课堂教学中，鼓励学生提问和置疑，有问有答，平等讨论，对思维活跃积极发言的同学在学习成绩上适当反映，使课堂教学有声有色，充满乐趣和吸引力。例如在讲授冲击式水轮机基本方程时，如何运用反击式水轮机基本方程进行推导，学生开动脑筋，争先发言，教学效果很好。

（4）研究性教学：研究性教学方法是近两年才尝试应用的，对于基础好、自觉性强的学生，这种教学方法比较适宜。例如，讲授“水轮机空蚀空化”这一内容，让学生采用各种方式查找吸出高度与空蚀空化的资料，并要求提交小，激发了学生研究性学习的兴趣。

（5）理论联系实际教学：联系我国水电事业进入大电网、高电压、大机组、高参数的现代化发展时期，讲授水轮机发展趋势，联系我国不同地区水轮机类型不同，讲授水轮机应用特点等。

二、实践教学的改革

水轮机课程的实践性和专业性很强，包括很多的实践环节，如水轮机课内实验、水轮机实习（包括认识实习、生产实习）和水轮机设计（包括课程设计和毕业设计）。充分利用这些教学实践环节帮助学生熟悉水电站及水轮机的结构布置。将书本中的结构与实际设备一一对号，把脑子里的“平面图”变“立体图”。   1.转变观念，突出实验教学地位

加强实践教学，突出学生实际动手能力培养，是应用型本科教育的显著特点之一。观念的转变包含了两层意思：一方面实现从基本的认知性实验、验证性实验到创新性、综合性试验指导思想的转变。另一方面是改变以理论教学为重心、以实践支撑理论的教学理念和教学安排，采用“以能力培养为核心，以实践教学为主线，以理论教学为支撑”的教学思想。为了突出实验教学的地位和作用，可以采取如下措施：

（1）提高实验课时的比例和增加实验内容。

（2）充分利用实验室。

（3）重视产学研基地，进一步开发综合性设计性实验。

2.加强课程设计和毕业设计

（1）课程设计。课程设计作为工科专业的一个重要的教学环节，是在教师指导下，学生独立完成课题来达到对学生的综合性训练。《水轮机课程设计》是该课程的延续和补充，是系统地使用该课程学过的基础及计算方法。通过课程设计巩固和加深对“水轮机”课程所学知识的理解，理论联系实际，提高学生独立工作的能力，培养学生运用理论知识解决工程实际技术问题的能力，为今后从事水电站的选型设计和初设奠定必要的技术基础。在设计中，既涉及到许多设计原理与方法，还涉及到许多实际知识与技能。通过设计，培养学生运用课程中所学到的理论知识，独立地分析、解决实际问题的能力。

（2）毕业设计。毕业设计课题有直接来自合作单位的实用性课题，由于水电项目的规划、建设、设计、制造的特点，可提供很多实际的课题由学生介入进行子项目的设计工作，使学生充分利用所学的基础理论、基本知识、基本技能得到一次解决实际问题的机会，并且可以让学有所长、学有余力的学生参加科研试验和科技产品开发活动，通过实例的示范实施延长训练，获得综合实践训练，而在学校和用人单位指导老师指导下，学生也能很快地进入角色，灵活、正确、综合运用所学的基础理论和专业知识，培养学生工程能力。

（3）重视实习环节。实习是学生与实际工程接触的桥梁，把握好各项实习教学，帮助学生熟悉水电站及水轮机的结构布置。在原有实习基础上，将实习内容进行细化，分为认识实习、水轮机发电机组制造实习、水轮发电机组检修实习、水轮发电机组安装实习等。

认识实习使学生对水电厂各种设备获得感性认识，了解水轮发电机组成及其辅助设备、调速设备等，为学习水轮机课程作准备。

水轮机发电机组制造实习使学生了解水轮发电机组的结构、制造工艺及过程。

水轮发电机组检修实习，不仅使学生了解水轮机主要零、部件检修工艺和计算，机组部件的装配工艺；进一步熟悉水轮机组各零、部件结构组成，掌握水轮机组各机构的工作原理；理解水轮机泥砂磨损和汽蚀的原因，并且了解修理方法和技术措施及质量要求，掌握机组常见故障分析和处理方法。同时还使学生了解了水电站《检修操作规程》和《安全生产规程》，掌握了水轮机组检修计划的制定、工艺操作以及生产组织管理。

水轮发电机组安装实习，使学生了解水力机组安装的基本工艺，掌握水轮机安装、水轮发电机安装的程序、技术要求及机组轴线的测量、计算和调整方法。

三、总结

应用型人才培养模式重视培养学生的应用能力、工程意识。基于应用型人才培养模式的课程改革涉及到服务区域定位、明确人才培养层次等，教学改革遵循“基础性、应用性、实践性”的原则。融入行业、企业元素，更注重学生的实践能力、创新意识、工程意识。培养学生成为具有应用能力及工程实践能力的应用型高级人才，其途径需要进一步的探索和研究。