“熱工控制系統(tǒng)”課程改革探索與實(shí)踐

摘要：為了提高教學(xué)質(zhì)量，針對“熱工控制系統(tǒng)”課程存在的問題進(jìn)行了一系列教學(xué)改革的探索與實(shí)踐，其中包括教學(xué)體系和內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)等方面的改革。通過改革提高了學(xué)生學(xué)習(xí)“熱工控制系統(tǒng)”課程的興趣，擴(kuò)大和深化了學(xué)生所學(xué)的知識，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的思維方式和創(chuàng)新能力，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：課程改革；教學(xué)體系；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）18-0054-02

“熱工控制系統(tǒng)”是電廠熱能動力工程專業(yè)培養(yǎng)工程科技人員的一門重要課程。為了滿足電力教育的要求，適應(yīng)電力工業(yè)的發(fā)展和科技進(jìn)步，針對“熱工控制系統(tǒng)”課程教學(xué)中存在的問題，對該課程進(jìn)行了系統(tǒng)的建設(shè)和改革，力求取得更好的教學(xué)效果。

一、“熱工控制系統(tǒng)”課程教學(xué)中存在的主要問題

國內(nèi)“熱工控制系統(tǒng)”的教學(xué)改革已進(jìn)行了多年，但仍有許多問題未能從根本上解決，主要表現(xiàn)在：

一是“熱工控制系統(tǒng)”課程的教學(xué)體系比較陳舊，現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容與科技進(jìn)步脫節(jié)，實(shí)際工程應(yīng)用當(dāng)中所需的熱工知識體系不完整。比如：“熱工控制系統(tǒng)”課程現(xiàn)有的控制理論往往只介紹經(jīng)典控制，而現(xiàn)在電廠熱工控制系統(tǒng)當(dāng)中所采用的模糊控制、自適應(yīng)控制等新興的控制技術(shù)都沒有在課程中作相應(yīng)的介紹，造成學(xué)生進(jìn)入工作單位后對實(shí)際的控制系統(tǒng)不能很好的理解和掌握。

二是教學(xué)過程沒有層次，未能充分體現(xiàn)和有效實(shí)施因材施教；課堂講授過細(xì)，照本宣科，平鋪直敘，沒有給學(xué)生留出獨(dú)立思考和分析問題的空間；在教學(xué)過程中，除了課本內(nèi)容，沒有對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)研究的訓(xùn)練，學(xué)生科學(xué)思維方式和研究問題的能力沒有得到充分的鍛煉，未能最大限度地開發(fā)學(xué)生的智能。

三是“熱工控制系統(tǒng)”的教學(xué)手段單一、實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較落后，功能不齊全，多媒體教學(xué)的作用未能得到充分發(fā)揮，學(xué)生對學(xué)習(xí)“熱工控制系統(tǒng)”的興趣淡漠等等。這些問題嚴(yán)重地阻礙了“熱工控制系統(tǒng)”教學(xué)質(zhì)量的提高，使其在較低的層面上運(yùn)作和徘徊，教學(xué)水平和效益自然比較低。

二、“熱工控制系統(tǒng)”課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

1.教育思想觀念的改革

“熱工控制系統(tǒng)”課程的教學(xué)改革首先應(yīng)當(dāng)從更新教育思想觀念入手。尊重和弘揚(yáng)學(xué)生的主體意識，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的人才應(yīng)當(dāng)是“熱工控制系統(tǒng)”課程所倡導(dǎo)的新興教育觀念。因此，“熱工控制系統(tǒng)”課程的教學(xué)體系、教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)力求充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和積極性，使他們學(xué)會學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)。從以“教為主導(dǎo)”向“學(xué)為主導(dǎo)”轉(zhuǎn)變。在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分層次教學(xué)，對不同程度的學(xué)生分別對待：著重鼓勵、幫助、督促基礎(chǔ)較差的學(xué)生，加強(qiáng)啟發(fā)引導(dǎo)，不斷提高他們的學(xué)習(xí)興趣和能力；對一些對“熱工控制系統(tǒng)”課程興趣比較濃厚、基礎(chǔ)理論知識又比較扎實(shí)的學(xué)生，鼓勵支持他們積極參與教師的科研項(xiàng)目，從中得到鍛煉，使他們逐漸掌握從事科研工作的思路、方法，培養(yǎng)他們科學(xué)分析實(shí)際問題的能力，也給他們充分發(fā)揮自身能力的機(jī)會。

2.教學(xué)體系和內(nèi)容的改革[1]

改革“熱工控制系統(tǒng)”的教學(xué)體系和內(nèi)容，注重理論方法、技術(shù)手段與工程實(shí)踐相結(jié)合，使之內(nèi)容較為新穎、齊全，體系較為完善。將教學(xué)體系分為基礎(chǔ)理論和控制技術(shù)兩部分。在基礎(chǔ)理論中，除了介紹經(jīng)典控制理論之外，將自適應(yīng)控制、推理控制、預(yù)測控制、模糊控制等近年來新興的控制理論和技術(shù)知識引入教學(xué)內(nèi)容中，加強(qiáng)經(jīng)典控制理論和新興控制思想的相互滲透，使學(xué)生不僅認(rèn)識到經(jīng)典控制理論的歷史貢獻(xiàn)，而且能體會到新興控制思想在今天科技進(jìn)步中的地位和作用。對于控制技術(shù)這部分內(nèi)容，在介紹單元機(jī)組負(fù)荷、燃燒、給水、汽溫等控制系統(tǒng)的過程中，針對現(xiàn)代大型機(jī)組非線性、時變性、耦合性和不確定性等特征，常規(guī)控制方案往往難以取得滿意控制品質(zhì)的問題，將新興控制策略、控制方法在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中成功應(yīng)用的經(jīng)典范例加入教學(xué)內(nèi)容中，使學(xué)生在“熱工控制系統(tǒng)”課程學(xué)習(xí)的過程中更貼近實(shí)際問題，從而開闊學(xué)生的視野。

3.教學(xué)方法的改革

“熱工控制系統(tǒng)”課程的教學(xué)方法改變以前教師唱“獨(dú)角戲”的枯燥教授方式。采用學(xué)生討論、教師啟發(fā)等新穎的教學(xué)方法。教師的主要精力集中在對基本概念、基本思想、基本計(jì)算方法的講授上。在學(xué)生掌握了這些基本理論之后，其他內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生來完成。在組織教學(xué)時，對內(nèi)容的難易程度、教學(xué)要求的目標(biāo)高低和教師的指導(dǎo)程度進(jìn)行必要的區(qū)分，比如：教學(xué)內(nèi)容按照“了解內(nèi)容”、“理解內(nèi)容”和“掌握內(nèi)容”對學(xué)生提出目標(biāo)要求；對于了解的內(nèi)容，教師在提出明確的教學(xué)要求后讓學(xué)生自學(xué)，學(xué)生通過看課本、上網(wǎng)或到圖書館查找資料在課前提前消化、鞏固和掌握，上課時由學(xué)生介紹所了解的內(nèi)容，教師進(jìn)行補(bǔ)充、總結(jié)。這樣既鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力，又強(qiáng)化了學(xué)生自己獲取知識的意識。而對于“理解內(nèi)容”和“掌握內(nèi)容”、難度比較小的部分，教師只介紹相關(guān)基本理論，具體應(yīng)用采用學(xué)生討論等方式由學(xué)生獨(dú)立完成；難度比較大的部分，教師在介紹基本理論之后，采用啟發(fā)、引導(dǎo)的方式帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行應(yīng)用方面的練習(xí)，并布置相關(guān)的作業(yè)由學(xué)生獨(dú)立完成。這種教學(xué)方式能夠引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中有一種“爬樓梯”的感受，激勵學(xué)生向高一層看。同時加大了教學(xué)內(nèi)容的跨度和信息量，提高了教學(xué)效率。

4.教學(xué)手段的改革

“熱工控制系統(tǒng)”課程的教學(xué)難度較大，而且計(jì)算公式、圖形較多，采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式和手段，教學(xué)效率低下，不能達(dá)到最佳的教學(xué)效果。為此，制做了多媒體課件，通過圖形、圖像、聲音、文字、動畫等多種媒體對“熱工控制系統(tǒng)”課程的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)的整合和生動的表達(dá)。比如：在介紹負(fù)荷控制方式這部分內(nèi)容時，學(xué)生在多媒體課件上除了能夠看到負(fù)荷控制系統(tǒng)圖之外，我們還將整個控制過程采用動畫的方式，配合聲音、文字全方位展示給學(xué)生，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是學(xué)生對于整個控制過程有了直觀、全面、完整的了解。實(shí)踐證明，采用多媒體課件，由于教學(xué)中注入了生動翔實(shí)的內(nèi)容和豐富的信息量，突出了課件的超文本思想和鏈接能力、交互能力，充分適應(yīng)了“熱工控制系統(tǒng)”課程前后概念與內(nèi)容相互交錯的復(fù)雜需要。既培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又加快了學(xué)習(xí)進(jìn)程。此外，采用這種現(xiàn)代教學(xué)方法與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合的教學(xué)方式，也提高了教學(xué)效果和課程建設(shè)水平，[2]達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

5.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

“熱工控制系統(tǒng)”不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的基本理論知識，還必須具有實(shí)際動手的能力。為此，我們開設(shè)了實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以更直觀形象地掌握理論知識，是理論教學(xué)很好的補(bǔ)充。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的思維方式和動手能力。因此，它在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中具有重要地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成為教學(xué)改革中的重要一環(huán)。“熱工控制系統(tǒng)”課程的實(shí)驗(yàn)改革在原有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了一定數(shù)量的研究性、綜合性實(shí)驗(yàn)。這樣，不僅訓(xùn)練了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，還引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法，努力創(chuàng)造條件培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力。為了增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活性，有利于因材施教，在保證共同的基本要求的前提下還將逐步開設(shè)一些選修性實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)。

6.設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革

“熱工控制系統(tǒng)”是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性極強(qiáng)的課程。為此，我們精心安排了不同的設(shè)計(jì)題目，給學(xué)生以充分的自由空間。學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，在掌握課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，必須通過查閱相關(guān)資料，對具體應(yīng)用系統(tǒng)有全面的了解，在此基礎(chǔ)上，通過教師講解以及相關(guān)資料，掌握一項(xiàng)設(shè)計(jì)的全部過程，之后分組完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)題目。這種訓(xùn)練方式系統(tǒng)地培養(yǎng)了學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力。我們在批閱設(shè)計(jì)圖和設(shè)計(jì)說明書時，不要求面面俱到、詳盡嚴(yán)密，重在考查學(xué)生解決問題、分析問題的能力、思路與方法，重在過程而不在結(jié)果。在設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，安排適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)和答疑，最后由教師講評不同的解決方案及出現(xiàn)的錯誤和不足之處。通過設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，學(xué)生對于“熱工控制系統(tǒng)”的基本理論掌握得更為扎實(shí)，而且對于一個完整的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作過程，特別是調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定等問題有了更清晰、更具體的認(rèn)識。實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所取得的教學(xué)效果是其他教學(xué)環(huán)節(jié)所無法代替的。

7.科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)的增設(shè)

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，我們增設(shè)了科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)。學(xué)生首先選擇自己感興趣的題目，之后通過查閱資料確定研究思路和方法，最后寫出科研訓(xùn)練報告。雖然我們的科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)只有一周的時間，但是，使學(xué)生對于從事科研工作的全過程有了比較直觀的認(rèn)識。此外，在此過程中，學(xué)生必須積極思考，充分調(diào)動自身的積極性才能較好完成。通過這一環(huán)節(jié)，學(xué)生變被動為主動，學(xué)習(xí)的興趣和能動性有了很大提高。

8.教師實(shí)踐能力的提高

要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和創(chuàng)新能力，深化學(xué)生所學(xué)的知識，教師必須在具備較高理論水平的基礎(chǔ)上具有很強(qiáng)的科研和技術(shù)開發(fā)的能力。為此，從事“熱工控制系統(tǒng)”課程教學(xué)的教師除了完成授課任務(wù)之外，還積極參與“熱工控制系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及科研工作，通過這些工作，教師得到了很好的鍛煉，科研和實(shí)踐水平有了很大提高。此外，我們還計(jì)劃組織教師去其他院校及科研院所參觀學(xué)習(xí)，以拓寬教師的眼界，豐富教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

三、結(jié)束語

為了提高教學(xué)質(zhì)量，將“熱工控制系統(tǒng)”課程建設(shè)成為既是學(xué)生學(xué)習(xí)工程和科技知識的專業(yè)課，又是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的精品課。通過對“熱工控制系統(tǒng)”課程進(jìn)行改革，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得了良好的教學(xué)效果。而如何讓學(xué)生全面、系統(tǒng)地掌握“熱工控制系統(tǒng)”方面的知識，重視“熱工控制系統(tǒng)”的實(shí)際應(yīng)用，尚有待于在今后的工作中進(jìn)一步加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬駿，芘慶續(xù)，等.高等學(xué)校精品課程建設(shè)的管理和實(shí)效[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報，2005，(3l):37-39.

[2]許楨英.工科類復(fù)合型人才培養(yǎng)策略研究[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(高教研究版)，2006，(3):23-28.

（責(zé)任編輯：王祝萍）