燃气涡轮三维弯扭叶片性能仿真实验


5.实验教学方法

教学方法包括研讨式讲授、实践操作、口头报告,实施过程分为四个环节,包括:实验指导和基础方案讲解、分组研讨确定进阶方案、操作执行虚拟实验和形成初始报告并进行口头汇报讨论。

(1)实验指导和基础方案讲解

利用30分钟左右的课堂讲解或多个短视频(在线)引出弯扭叶片流场结构虚拟实验的重要性,说明实验的基本步骤、实验内容,并进行适当操作展示,同时给出2-5中提到的5种方案,要求学生选择2-3个方案进行操作训练,基于这些基础方案自行讨论并确定额外两种进阶方案,两种进阶方案的虚拟实验结果将形成报告并作口头汇报。
通过这一环节可以让学生迅速了解实验内容,并掌握基本操作。

(2)分组研讨式确定进阶方案

在熟悉实验内容后,将分组讨论(在线情况下以论坛或者视频会议讨论),要求学生从弯高、弯角和进出口条件出发构建虚拟实验的进阶方案,并进行论证、研究,通过虚拟实验作进一步探讨。该环节是研讨式教学的重要环节,通过这个环节可以让学生在研讨中加深对问题的认识,并能够借助虚拟实验的平台迅速验证和进一步探讨。

(3)操作执行虚拟实验

小组分工合作按照操作步骤执行虚拟实验,包括基础方案和进阶方案。本环节是真正实施的环节,通过这个环节可以让学生真正掌握相关软件使用流程、分析方法等,并逐步掌握通过数值方法进行弯扭叶片研究的基本过程。

(4)形成初始报告并进行口头汇报讨论

在完成相关虚拟实验后,要求学生能够迅速形成实验报告,并进行口头汇报(在线情况下以论坛书面报告、共同讨论的形式为主),详细说明该组完成的虚拟实验内容、思路以及取得的结果,并对结果进行分析,说明弯扭叶片流场结构变化及其与弯扭参数的关联,小组间可以提问讨论,老师给予评分。本环节是总结提升环节,学生能更深理解实验内容。

根据这两年的教学实践来看,实施效果非常好。学生们普遍认为更有兴趣、更有收获而且掌握了专业工具和方法,能够具备独立完成虚拟实验和进行初步研究的能力。大多数学生在课后会借此开展更多的学习和研究,通过课后学生频繁地联系老师并讨论很多问题来看,学生们非常喜欢本虚拟仿真教学实验系列课程。