“鍋爐原理”課程教學(xué)方法改革探索

摘要：對“卓越工程師”試點(diǎn)班的專業(yè)課程“鍋爐原理”在課程體系及教學(xué)方法上進(jìn)行了探討及改革，突破原有的教學(xué)模式，改進(jìn)教學(xué)方法。從教學(xué)大綱、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)手段方面采取了一些有效的舉措，在以往課程體系的基礎(chǔ)上切實(shí)建立起以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線的教學(xué)體系。同時(shí)利用課程網(wǎng)上教學(xué)平臺來輔助學(xué)生的學(xué)習(xí)，努力使學(xué)生的知識能力結(jié)構(gòu)既具有較強(qiáng)的專業(yè)理論基礎(chǔ)，又有較強(qiáng)的實(shí)際技術(shù)應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力，達(dá)到培養(yǎng)合格工程師的目的。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；鍋爐原理；工程案例；網(wǎng)上教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）12-0067-02

一、“鍋爐原理”課程教學(xué)方法改革的思路

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是教育部2010年6月啟動(dòng)的重大改革項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在貫徹落實(shí)“國家中長期教育改革和發(fā)展綱要（2010-2020年）”和“國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）”，促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國。該項(xiàng)目旨在全面提高我國工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，造就一大批高素質(zhì)、具有創(chuàng)新能力、能夠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的各種類型的工程技術(shù)人才。[1]

上海電力學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)是全國第一批獲準(zhǔn)開展“卓越工程師計(jì)劃”的試點(diǎn)專業(yè)之一，卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃已從2010級本科生開始實(shí)施，本計(jì)劃以高工程素質(zhì)的卓越動(dòng)力工程師培養(yǎng)為目標(biāo)，以企業(yè)的工程實(shí)踐為背景、以實(shí)際的社會(huì)需求為導(dǎo)向、以工程技術(shù)為主線、以較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力為基準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生明確的工程意識、較高的工程素質(zhì)和較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力?！板仩t原理”是能源與動(dòng)力工程專業(yè)的主要專業(yè)課之一，該課程理論性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系非常密切。為了讓學(xué)生能夠通過專業(yè)課程的學(xué)習(xí)來強(qiáng)化他們的工程能力和創(chuàng)新能力，本專業(yè)對“卓越工程師”試點(diǎn)班的專業(yè)課程“鍋爐原理”在課程體系及教學(xué)方法上進(jìn)行了探討及改革，突破原有的教學(xué)模式，改進(jìn)教學(xué)方法。改革的思路是根據(jù)學(xué)校突出電力特色的辦學(xué)方針，使課程體系和課程內(nèi)容適應(yīng)當(dāng)今電力工業(yè)的快速發(fā)展需要，培養(yǎng)生產(chǎn)第一線所需的工程師人才。學(xué)生的知識能力結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)應(yīng)是具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)、扎實(shí)的專業(yè)知識和較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力，能夠勝任與電廠鍋爐有關(guān)的運(yùn)行、檢修及安裝方面的工作。

二、“鍋爐原理”課程教學(xué)方法改革的舉措

1.優(yōu)化教學(xué)大綱及課程內(nèi)容的設(shè)置

根據(jù)上海電力學(xué)院突出電力特色的辦學(xué)方針，使課程體系和課程內(nèi)容適應(yīng)當(dāng)今電力工業(yè)的快速發(fā)展需要，又實(shí)行開放的“寬口徑”培養(yǎng)模式，不斷更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，著眼于學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的提高，培養(yǎng)工程生產(chǎn)第一線所需工程師人才。本專業(yè)對原有的“鍋爐原理”課程的大綱進(jìn)行了大幅度的修改，將課程分成兩大模塊。第一模塊主要是鍋爐理論知識部分，主要包括燃料的分析計(jì)算、燃燒原理及計(jì)算、鍋爐熱力計(jì)算方法等內(nèi)容。第二模塊主要是鍋爐設(shè)備系統(tǒng)及運(yùn)行部分，主要包括鍋爐五大受熱面的結(jié)構(gòu)布置、鍋爐啟動(dòng)及正常運(yùn)行等內(nèi)容。兩大模塊之間有機(jī)結(jié)合，相互交融。其目的是在以往課程體系的基礎(chǔ)上切實(shí)建立起以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線的教學(xué)體系，使學(xué)生的知識能力結(jié)構(gòu)做到既具有較強(qiáng)的專業(yè)理論基礎(chǔ)，又有較強(qiáng)的實(shí)際技術(shù)應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力。

2.加強(qiáng)教學(xué)針對性，引入工程案例

在講授課程內(nèi)容時(shí)，筆者堅(jiān)持學(xué)校的辦學(xué)特色，著重于電力行業(yè)特色工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在課程理論教學(xué)環(huán)節(jié)體系中引入工程案例教學(xué)環(huán)節(jié)、工程特色課程以及講座，實(shí)現(xiàn)理論知識與實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的結(jié)合。[2]

鍋爐技術(shù)是在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上由多種技術(shù)學(xué)科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性技術(shù)學(xué)科，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域比較廣泛。近年來，隨國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，我國發(fā)電設(shè)備，特別是火力發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量正以前所未有的速度遞增。我國發(fā)電裝置中火電機(jī)組目前仍占70%左右，其中絕大部分為燃煤機(jī)組，而且是大容量高參數(shù)的機(jī)組。燃煤機(jī)組帶來的若干問題，特別是近期在全國范圍出現(xiàn)的霧霾天氣，給火電設(shè)備的生產(chǎn)發(fā)展提出了嚴(yán)峻的課題，例如提高燃煤利用效率和降低對環(huán)境的污染等，這也給熱能動(dòng)力專業(yè)教學(xué)科研的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。根據(jù)這種形勢要求，筆者在講授“鍋爐原理”課程時(shí)，以潔凈煤發(fā)電技術(shù)為主線，引入的工程案例主要以先進(jìn)的大容量機(jī)組設(shè)備為主進(jìn)行講解。例如在課程的講授中，授課教師專門介紹了目前國內(nèi)最先進(jìn)的上海外高橋電廠 1000MW超超臨界機(jī)組直流鍋爐的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和工作特性；在講到鍋爐的制粉系統(tǒng)時(shí)，授課教師專門介紹了一種國際上比較先進(jìn)的雙進(jìn)雙出筒式鋼球磨直吹式制粉系統(tǒng)。在鍋爐燃燒污染控制方面，教師著重介紹目前大型電廠廣泛采用的濕法石灰石-石膏煙氣脫硫裝置、SCR煙氣脫硝系統(tǒng)及低NOx燃燒技術(shù)。通過這些工程實(shí)際案例的介紹，可以拓展學(xué)生的視野，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。筆者的目的是通過更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，建立科學(xué)、先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，這樣可以豐富學(xué)生知識，開拓學(xué)生的視野，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)對工作的適應(yīng)能力和綜合素質(zhì)，為促進(jìn)學(xué)生的工程師訓(xùn)練創(chuàng)造良好的條件。

3.增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生實(shí)踐能力

本課程十分重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，盡可能加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。由于課時(shí)數(shù)太少，原先課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)很少，學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的訓(xùn)練。這次在“卓越工程師”試點(diǎn)班的專業(yè)課程“鍋爐原理”的教學(xué)中，增加了2個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)數(shù)，主要是綜合性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容是熱水鍋爐熱平衡試驗(yàn)，考慮到課時(shí)數(shù)緊張的原因，將其放在業(yè)余時(shí)間做，為了讓每一個(gè)學(xué)生都得到動(dòng)手機(jī)會(huì)，筆者安排學(xué)生分期分批到實(shí)驗(yàn)臺去做實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生的實(shí)踐能力。

4.注重學(xué)生的思維能力，合理使用多媒體手段

在給卓越工程師計(jì)劃試點(diǎn)班學(xué)生講授“鍋爐原理”課程時(shí)，盡管教師已經(jīng)制作了該課程的整套PPT課件，但是任課教師還是堅(jiān)持使用板書進(jìn)行教學(xué)。教師可用板書來引導(dǎo)學(xué)生的思維，在黑板上推導(dǎo)公式，講清楚課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，讓學(xué)生能夠記下筆記，把握教學(xué)重點(diǎn)，在課堂里和教師一起思考、回味。在課堂教學(xué)中，恰當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w課件可產(chǎn)生直觀、形象、生動(dòng)的教學(xué)效果，信息量也比較大，所以教師也適當(dāng)使用多媒體方式，將課程中講到的各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)用多媒體方式在屏幕上展示出來，這樣就不必在黑板上將圖畫出來，將省出來的時(shí)間用于詳細(xì)講解設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以起到較好的教學(xué)效果。但是教師決不能因?yàn)槎嗝襟w快捷方便而用它取代所有的教學(xué)環(huán)節(jié)。比如，有的教師在整節(jié)課的教學(xué)過程中，只是操作電腦和投影儀，出現(xiàn)了用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行滿堂灌的不正常現(xiàn)象。運(yùn)用多媒體來授課，只能將課程內(nèi)容顯示在屏幕上，屏幕上的圖文也在不斷變化，有時(shí)一閃而過，很難起到強(qiáng)調(diào)重要內(nèi)容的作用，學(xué)生也不容易記筆記，也不便于師生之間進(jìn)行交流。還有很重要的一點(diǎn)是，多媒體教學(xué)很難引導(dǎo)學(xué)生的思維活動(dòng)，學(xué)生的思維訓(xùn)練是很重要的過程，應(yīng)該讓他們從教師的循循善誘中進(jìn)行思考與感悟，探索各類問題的解決思路和方法，進(jìn)而逐步形成一定的思維能力。因此，在本課程的授課過程中，任課教師還是用板書進(jìn)行教學(xué)，只是在介紹各種設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作系統(tǒng)時(shí)運(yùn)用多媒體方式，用圖片和動(dòng)畫的方式講解這些內(nèi)容，這樣有助于學(xué)生加深對設(shè)備結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識，提高學(xué)習(xí)效率。筆者所倡導(dǎo)的是用多媒體課件來輔助課程教學(xué)，在整個(gè)教學(xué)過程中，多媒體只能起助手和配角的作用。

三、建立“鍋爐原理”課程網(wǎng)上教學(xué)平臺，輔助學(xué)生的學(xué)習(xí)

目前有相當(dāng)多的學(xué)生對現(xiàn)場設(shè)備及系統(tǒng)不熟悉，因而對專業(yè)課程的內(nèi)容不容易理解，影響了教學(xué)質(zhì)量。針對這個(gè)問題，建立了精品課程“鍋爐原理”課程網(wǎng)上教學(xué)平臺。平臺為學(xué)生提供教師精心制作的課件，也羅列了與鍋爐原理課程教學(xué)有關(guān)的教學(xué)輔導(dǎo)材料。這些教學(xué)資料可以幫助學(xué)生對專業(yè)課程中牽涉到的設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作過程的理解，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思考及動(dòng)手能力，培養(yǎng)他們的實(shí)踐及創(chuàng)新意識。

平臺上的教學(xué)輔助材料可以顯示各項(xiàng)功能，集鍋爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)圖、曲線圖、數(shù)據(jù)表和講稿文本為一體，同時(shí)可將現(xiàn)場設(shè)備結(jié)構(gòu)照片穿插在課件中，并且也可將設(shè)備的立體圖用動(dòng)畫形式表達(dá)出來。學(xué)生可隨時(shí)在網(wǎng)上教學(xué)平臺上了解鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)的構(gòu)造原理，進(jìn)一步增強(qiáng)感性認(rèn)識、開拓視野，這樣，通過理論與實(shí)踐的反復(fù)結(jié)合，使學(xué)生的感性認(rèn)識與理論知識相互交融，加深了對專業(yè)理論的理解、實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)的相互促進(jìn)，有效地提高了理論教學(xué)效果。平臺也可以將一些體現(xiàn)本專業(yè)前沿及學(xué)術(shù)最新發(fā)展的信息掛在網(wǎng)上，供學(xué)生學(xué)習(xí)和參考。[3]

網(wǎng)上教學(xué)平臺上還有課程教學(xué)大綱及教學(xué)進(jìn)度表，可以讓學(xué)生了解課程的主要知識點(diǎn)，便于學(xué)生課后抓住重點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，有利于學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)。

網(wǎng)上教學(xué)平臺設(shè)有“留言互動(dòng)窗”，供學(xué)生和老師進(jìn)行交流及互動(dòng)。網(wǎng)上教學(xué)平臺還可以起到下列作用：

1.解決一部分學(xué)習(xí)成績比較好的學(xué)生想要多學(xué)點(diǎn)知識的問題

目前專業(yè)課程的課時(shí)相對比較少，課程中的有些內(nèi)容和知識點(diǎn)只能一帶而過，而有些學(xué)習(xí)程度高的學(xué)生卻想多學(xué)些東西，這便形成了一定的矛盾。這個(gè)問題可以通過網(wǎng)上互動(dòng)教學(xué)平臺來解決，他們可以從平臺上獲取參考資料來進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

2.解決部分低年級學(xué)生想了解電廠鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的問題

低年級學(xué)生還沒有學(xué)過專業(yè)課程，對鍋爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理和工作過程不了解。可是有些低年級學(xué)生承接了大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，需要了解發(fā)電廠鍋爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)及原理。有了這個(gè)平臺，他們就可以從平臺上下載有關(guān)的視頻和課件，通過形象生動(dòng)的教學(xué)方式來輔助學(xué)習(xí)鍋爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理和工作過程。

3.為研究生提供了解鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)特性的途徑

能源與動(dòng)力工程專業(yè)的部分研究生是從其他專業(yè)轉(zhuǎn)過來的，他們對電廠的設(shè)備系統(tǒng)及工作過程不熟悉，而他們研究的課題卻需要他們掌握這些知識。網(wǎng)上互動(dòng)教學(xué)平臺可以提供鍋爐原理課程的ppt教案、有關(guān)視頻和圖片，讓他們在短時(shí)間內(nèi)可以了解電廠鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)特性方面的知識。

四、結(jié)語

上海電力學(xué)院能源與動(dòng)力專業(yè)教師對本科卓越工程師計(jì)劃試點(diǎn)班“鍋爐原理”課程的教學(xué)方法進(jìn)行了改革，在課堂、實(shí)驗(yàn)室及網(wǎng)上教學(xué)平臺上對學(xué)生進(jìn)行具有電力特色的動(dòng)力工程師培養(yǎng)，切實(shí)將課堂上的相關(guān)理論知識與電力生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力以及創(chuàng)新能力。在課程的教學(xué)中更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，引入工程案例來拓展學(xué)生的視野，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。筆者的目的是通過教學(xué)方法的改革，建立科學(xué)、先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，使學(xué)生的感性認(rèn)識與理論知識相互交融，加深對專業(yè)理論的理解、實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)的相互促進(jìn)，培養(yǎng)對工作的適應(yīng)能力和綜合素質(zhì)。這樣可以有效地提高教學(xué)效果，為促進(jìn)學(xué)生的工程師訓(xùn)練創(chuàng)造良好的條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉報(bào).我國“985工程”大學(xué)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)踐與反思[J].高校教育管理，2007，（6）：24-30.

[2]曹玉春，紀(jì)國劍，王政偉.新時(shí)期“鍋爐原理”課程教學(xué)改革的創(chuàng)新探索[J].中國電力教育，2013，（19）：110-111.

[3]于廣鎖，林偉寧，梁欽鋒.鍋爐原理課程教學(xué)的探索與研究[J].化工高等教育，2007，（3）：29-31.

[4]王偉，孟祥貴，安寅.基于工程教育的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2003，（10）：172-174.

（責(zé)任編輯：王意琴）