突出工程應(yīng)用的《熱力發(fā)電廠》課程教學(xué)改革

文/周振起　趙星海　宋粉紅　胡鵬飛

?

突出工程應(yīng)用的《熱力發(fā)電廠》課程教學(xué)改革

文/周振起趙星海宋粉紅胡鵬飛

摘要:根據(jù)熱力發(fā)電的發(fā)展和發(fā)電企業(yè)對人才需求的變化，結(jié)合我校能源與動力工程專業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)方向，課程組對《熱力發(fā)電廠》課程從課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法與手段、實踐教學(xué)等方面進(jìn)行了改革。通過課程改革建設(shè)，《熱力發(fā)電廠》課程在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和工程能力方面發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞:熱力發(fā)電廠;工程能力;教學(xué)改革

《熱力發(fā)電廠》課程是能源與動力工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課，課程教學(xué)以熱力發(fā)電廠整體為研究對象，研究熱力發(fā)電廠熱功轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)理論，從熱力系統(tǒng)全局出發(fā)，在安全、經(jīng)濟(jì)、靈活、環(huán)保的前提下，系統(tǒng)地分析熱力發(fā)電廠運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性及各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性，是培養(yǎng)學(xué)生全局觀念和高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才的重要課程。因此，學(xué)好《熱力發(fā)電廠》課程，對學(xué)生今后走上工作崗位，盡快適應(yīng)工作需要不無裨益。多年來我校能源與動力工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)主要面向火力發(fā)電廠和電力建設(shè)公司，從事發(fā)電廠的建設(shè)、運行和檢修工作，基于此我們認(rèn)為能源與動力工程專業(yè)的主干課程教學(xué)改革，必須以突出工程應(yīng)用為主線，提高學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力，這一點正和國家提出的“卓越工程師的培養(yǎng)計劃”的觀點相吻合。

一、熱力發(fā)電的發(fā)展前景和人才需求狀況

隨著社會可持續(xù)發(fā)展理念和對環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，熱力發(fā)電也由過去主要以火力發(fā)電廠為主向火力發(fā)電、核能發(fā)電、太陽能發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電多種型式齊頭并進(jìn)發(fā)展。隨著節(jié)能減排和節(jié)水不斷深入，火電廠向高參數(shù)大容量、空冷、聯(lián)合循環(huán)、清潔燃燒方向發(fā)展。減人增效，電廠管理和運行人員需求數(shù)量減少，需求質(zhì)量提高。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和單機(jī)容量的提高，機(jī)組的自動化水平越來越高，對電廠集控運行人員提出了更高的職業(yè)能力要求。近年用人單位對能源與動力工程專業(yè)畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和實踐能力等方面的要求不斷提高，不僅要求學(xué)生掌握專業(yè)的系統(tǒng)理論知識，而且還要具備較強(qiáng)的實踐能力，市場經(jīng)濟(jì)條件下的電力企業(yè)要求受聘員工上崗快，具有“頂崗”工作能力。目前，我?！澳茉磁c動力工程專業(yè)”學(xué)生的工程應(yīng)用能力與電廠發(fā)展需要還存在一定差距，如:理論和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在脫節(jié)、學(xué)生欠缺實踐能力和動手能力、不善于利用所學(xué)知識來解決實際生產(chǎn)問題等。為適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和電力企業(yè)發(fā)展的要求，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論知識與實際生產(chǎn)聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決工程實際問題的能力，是目前本專業(yè)人才培養(yǎng)的工作重點和工作中心。因此，在專業(yè)課教學(xué)中突出工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，對滿足電力企業(yè)發(fā)展需要及提高人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面均具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。

二、教學(xué)改革的主要內(nèi)容

在《熱力發(fā)電廠》課程教學(xué)改革過程中，必須適應(yīng)熱力發(fā)電發(fā)展趨勢和電力行業(yè)對人才需求的變化，構(gòu)建以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，以提高綜合素質(zhì)為目的的新型課程體系。在課堂教學(xué)中，應(yīng)抓住培養(yǎng)生產(chǎn)一線的應(yīng)用型工程師這一目標(biāo)，突出工程應(yīng)用性，努力做好從以傳授知識為主，到以加強(qiáng)能力培養(yǎng)，提高綜合素質(zhì)為主的轉(zhuǎn)變，注意加強(qiáng)學(xué)生綜合分析工程技術(shù)問題能力的培養(yǎng)。此外在充分利用各種現(xiàn)代化手段的基礎(chǔ)上，更新教學(xué)方法、豐富教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，改善師生之間交流，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問題能力。

通過一年多的教學(xué)改革實踐，針對突出工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，我們主要實施了以下幾方面的改革:

1．改革課程內(nèi)容，優(yōu)化課程體系

按照理論夠用為度、提高針對性的要求，改革了教學(xué)內(nèi)容，刪去了《熱力發(fā)電廠》課程中一些復(fù)雜公式的推導(dǎo)，例如回?zé)嵫h(huán)中有關(guān)回?zé)峒墧?shù)與熱效率的關(guān)系、給水在各級加熱器中最佳焓升分配公式的推導(dǎo)，而是根據(jù)曲線圖得出結(jié)論或直接給出結(jié)論，直觀易懂，便于學(xué)生理解。增加工程實際中用得到的內(nèi)容，例如增加了熱力發(fā)電廠管道與閥門、管道的支吊、防腐與保溫;緊密跟蹤熱力發(fā)電技術(shù)發(fā)展，增加了太陽能發(fā)電系統(tǒng)、聯(lián)合循環(huán)、空冷系統(tǒng)、核電廠熱力系統(tǒng)和超超臨界600MW、1000MW火電機(jī)組熱力系統(tǒng)等內(nèi)容。

2．課堂教學(xué)突出應(yīng)用性，提高學(xué)生分析解決問題能力

在課堂教學(xué)中，應(yīng)抓住培養(yǎng)生產(chǎn)一線的應(yīng)用型工程師這一目標(biāo)，突出工程應(yīng)用性，同時也努力做好從以傳授知識為主，到以加強(qiáng)能力培養(yǎng)、提高綜合素質(zhì)為主的轉(zhuǎn)變，注意增強(qiáng)學(xué)生綜合分析工程技術(shù)問題的能力。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)以后主要從事發(fā)電廠熱力設(shè)備的安裝、檢修和運行等工程技術(shù)工作。《熱力發(fā)電廠》課程的主要內(nèi)容為火力發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運行，因此，課堂教學(xué)應(yīng)緊緊圍繞火力發(fā)電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性二條主線講解。講授每個熱力設(shè)備和熱力系統(tǒng)時，首先分析其安全性以及為保證安全而采取的措施。如講授回?zé)峒訜嵩O(shè)備時就電廠為什么普遍采用表面式加熱器問題，我們從系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性二方面進(jìn)行了全面分析，使同學(xué)們懂得了其中的原由。再如講授表面式加熱器運行問題時，為了加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生利用學(xué)過的知識分析加熱器端差、水位、啟停速度等指標(biāo)對加熱器及機(jī)組安全性、經(jīng)濟(jì)性影響;在講授除氧器滑壓運行安全性這一問題時，我們利用除氧器工作壓力、泵葉輪吸入口壓力、汽化壓力暫態(tài)過程線，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)過的水泵汽蝕理論進(jìn)行分析，逐條得出機(jī)組負(fù)荷驟降時滑壓運行除氧器防止給水泵汽蝕的措施。既培養(yǎng)了學(xué)生勤于思考的習(xí)慣，又鍛煉了學(xué)生應(yīng)用已有知識分析工程問題的能力，又使同學(xué)們理解并牢固掌握了這些知識點，為將來從事發(fā)電廠運行、檢修及管理打下堅實的基礎(chǔ)，提高了課堂教學(xué)效果。

3．采取靈活多樣的教學(xué)手段和形式，提高教學(xué)效果

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)充分利用先進(jìn)的教學(xué)設(shè)施，采取插播錄像片、進(jìn)行計算機(jī)仿真教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。教學(xué)實踐證明，在講解回?zé)峒訜崞骱统跗鹘Y(jié)構(gòu)和工作過程等內(nèi)容時，插播這些設(shè)備結(jié)構(gòu)錄像片和現(xiàn)場拍攝的檢修圖片以及工作過程動畫，可以彌補(bǔ)學(xué)生不熟悉現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的缺陷，結(jié)合感性認(rèn)識進(jìn)行理論教學(xué)，會收到事半功倍的效果。

在課堂教學(xué)中，還要克服滿堂灌的教學(xué)方法，代之以啟發(fā)、引導(dǎo)、討論式的教學(xué)法，對與每一個知識點對應(yīng)的工程實際多給學(xué)生提出問題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識進(jìn)行分析、與教師進(jìn)行討論，使學(xué)生在探討中學(xué)習(xí)，享受獲取知識的樂趣。例如講授除氧器滑壓運行的安全性時，采用啟發(fā)式+討論式教學(xué)法，邊啟發(fā)邊討論逐步給出除氧器滑壓運行時防止給水泵汽蝕的措施;講授給水的全面性熱力系統(tǒng)時，關(guān)于再熱器、過熱器和旁路系統(tǒng)減溫水接出點對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性影響時，采用研究式教學(xué)法，給出不同方案供同學(xué)們研究分析，得出相應(yīng)的結(jié)論［1］。啟發(fā)、引導(dǎo)、討論和研究式教學(xué)法的應(yīng)用，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法，讓學(xué)生學(xué)會了思考、學(xué)會了獲取知識的方法和能力，為日后工作學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

4．加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)教學(xué)，為培養(yǎng)卓越工程師打下堅實基礎(chǔ)

《熱力發(fā)電廠》課程沒有實驗教學(xué)、只有課程設(shè)計這一實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計是在學(xué)完課程理論知識后進(jìn)行的一項重要的實踐教學(xué)活動，目的是鍛煉和提高學(xué)生應(yīng)用理論知識解決工程實際問題的能力，包括計算能力、工程繪圖能力、識圖能力及分析能力。《熱力發(fā)電廠》課程的核心內(nèi)容是熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的安全性及經(jīng)濟(jì)性，為了鍛煉學(xué)生的計算能力、工程設(shè)計能力以及綜合運用所學(xué)理論分析與解決實際問題的能力。我們在課程設(shè)計中給出了一個《超臨界600MW機(jī)組全面性熱力系統(tǒng)設(shè)計與分析》這一工程實際題目，在給定機(jī)組主輔熱力設(shè)備和回?zé)嵯到y(tǒng)情況下，要求學(xué)生完成該機(jī)組全面性熱力系統(tǒng)設(shè)計與分析，主要內(nèi)容包括:用CAD繪制出全面性熱力系統(tǒng)圖(CAD應(yīng)用、工程設(shè)計能力)、計算設(shè)計工況下熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(計算能力)、分析主要系統(tǒng)的設(shè)計意圖(分析解決工程問題的能力)。課程設(shè)計時間為2周，由課程組6位老師輪班進(jìn)行跟蹤輔導(dǎo)、監(jiān)督，在教師指導(dǎo)下學(xué)生獨立完成設(shè)計內(nèi)容。課程設(shè)計完成之后就課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行答辯。課程設(shè)計成績由平時成績、設(shè)計成品成績(包括圖紙、計算和系統(tǒng)設(shè)計意圖分析等完成情況給定)和答辯成績組成。通過本課程設(shè)計讓學(xué)生得到了較全面的工程應(yīng)用能力的鍛煉，對熱力發(fā)電廠課程從理論到實際問題都有了深刻的理解和應(yīng)用。

三、結(jié)束語

以突出工程應(yīng)用為目的的《熱力發(fā)電廠》課程教學(xué)改革，適應(yīng)了“卓越工程師”的培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生分析、解決工程實際問題能力得到很大的提高，為畢業(yè)之后能更好、更快的適應(yīng)工作需要奠定了堅實的理論及應(yīng)用基礎(chǔ)。

(作者單位:東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院)

參考文獻(xiàn):

［1］周振起，趙星海，張炳文，等．一實二創(chuàng)培養(yǎng)目標(biāo)下的“熱力發(fā)電廠”課程改革研究［J］．中國電力教育，2012 (33) : 23－24．

理論和最后實驗考試結(jié)果的情況，為提高學(xué)生的實驗積極性，科學(xué)評價學(xué)生的實驗?zāi)芰?，我們根?jù)實驗內(nèi)容分類考核，設(shè)立多種考核方式:

作者簡介:周振起(1963．12－)，男，山東萊陽人，教授。

中圖分類號:G434

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:2095－9214 (2015) 10－0061－02