多樣化教學(xué)方式在《鍋爐原理與設(shè)備》課程中的研究與探索

趙鵬飛+王珂

摘要：針對(duì)《鍋爐原理與設(shè)備》課程教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)模式單一、缺少綜合實(shí)踐教學(xué)等問(wèn)題，介紹了多樣化教學(xué)方式的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)及具體做法，該教學(xué)方法能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：《鍋爐原理與設(shè)備》；教學(xué)方式；多樣化

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）20-0173-02

《鍋爐原理與設(shè)備》是能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的主干課程，同時(shí)還是過(guò)程控制及裝備、建筑環(huán)境與設(shè)備工程等眾多專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程或選修課，擁有極其廣泛的受益專(zhuān)業(yè)面和學(xué)生群體。隨著社會(huì)的發(fā)展，各種特種鍋爐不斷涌現(xiàn)，電站鍋爐也朝高參數(shù)、大容量方向發(fā)展[1，2]。該課程教學(xué)對(duì)我國(guó)培養(yǎng)能源生產(chǎn)及轉(zhuǎn)換利用等方面的高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才有重要意義。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)是火電廠為主的傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)。課程是以電站鍋爐為背景而設(shè)立的，授課內(nèi)容圍繞電站煤粉鍋爐進(jìn)行，不但涉及鍋爐結(jié)構(gòu)、燃燒供給、傳熱、水循環(huán)等基礎(chǔ)知識(shí)，還涉及輔助系統(tǒng)的工作原理和組成，以及鍋爐總體設(shè)計(jì)和計(jì)算。課程知識(shí)面廣、內(nèi)容豐富、綜合性強(qiáng)，如何在短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生深入了解該課程是目前存在的主要難點(diǎn)[3，4]。

一、教學(xué)中存在的問(wèn)題

《鍋爐原理與設(shè)備》課程在2012版教學(xué)大綱中定為80學(xué)時(shí)，在課程的教學(xué)與實(shí)踐中，雖然我們不斷地借鑒其他院校的教學(xué)方式，有了一定的進(jìn)展和成果，但仍存在以下不足。

1.教學(xué)內(nèi)容增多與學(xué)時(shí)分配減少之間的矛盾。電站鍋爐的種類(lèi)較多，不同鍋爐在構(gòu)造與工作運(yùn)行方面有著很大差異，鍋爐知識(shí)技術(shù)的傳授與學(xué)習(xí)需花費(fèi)大量時(shí)間。隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，該課程已縮減到64學(xué)時(shí)，讓學(xué)生在如此短的學(xué)時(shí)里學(xué)習(xí)掌握各種不同鍋爐的工作原理和設(shè)計(jì)方法變得十分困難。

2.鍋爐技術(shù)發(fā)展迅速與教材更新滯后之間的矛盾。近十年來(lái)，鍋爐技術(shù)快速變革，課程教材的內(nèi)容大多根據(jù)前幾年或者更早之前的技術(shù)編撰的，相對(duì)滯后。同時(shí)，人們對(duì)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的維護(hù)意識(shí)也越來(lái)越高，這樣使得很多先進(jìn)技術(shù)與知識(shí)都以專(zhuān)利的形式保護(hù)起來(lái)，讓課本知識(shí)與行業(yè)尖端內(nèi)容技術(shù)有了差距。

3.課程教學(xué)難度大與教學(xué)手段單一之間的矛盾?，F(xiàn)代鍋爐設(shè)施是一個(gè)內(nèi)部復(fù)雜而又龐大的裝置，包括制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)、工質(zhì)流動(dòng)系統(tǒng)、除塵設(shè)備、脫硫脫硝設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵和管道支吊架等部件，單純地以授課的方式很難使學(xué)生理解實(shí)際鍋爐的樣子，更別說(shuō)掌握鍋爐中各部件的具體結(jié)構(gòu)。

4.學(xué)生綜合能力較低與企業(yè)要求逐年提高之間的矛盾?！跺仩t原理與設(shè)備》與鍋爐課程設(shè)計(jì)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)以及相關(guān)的選修課構(gòu)成了密切相關(guān)的課程群，但是每種教材之間的內(nèi)容互相聯(lián)系不緊密，這樣就讓學(xué)生們?cè)谥R(shí)點(diǎn)上難以總結(jié)，并不能提高在實(shí)際工程運(yùn)用中解決問(wèn)題的能力。而近年來(lái)，用人單位對(duì)熱能動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)屆本科生的技能、技術(shù)的要求逐年提高，這對(duì)專(zhuān)業(yè)課教師提出了新的挑戰(zhàn)。

二、教學(xué)模式改革

通過(guò)在上述描述中的若干點(diǎn)和我校內(nèi)部教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們提出了把多樣化教學(xué)方式聯(lián)系到課本中：將課程目標(biāo)以層層遞進(jìn)的方式把所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容分為四個(gè)步驟（內(nèi)容龐雜的理論知識(shí)，復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)備，發(fā)展中的前沿性課題，專(zhuān)業(yè)實(shí)踐），分別用與之相匹配的四種教學(xué)手段（問(wèn)題導(dǎo)向式的課堂講授，多媒體圖片、動(dòng)畫(huà)演示、模型教具等結(jié)合集中實(shí)習(xí)，探究式的科研創(chuàng)新訓(xùn)練，專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)與電廠仿真訓(xùn)練）授課，構(gòu)建基于過(guò)程考核的多元評(píng)價(jià)體系（閉卷考試、實(shí)習(xí)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)考核、課程設(shè)計(jì)與上機(jī)成績(jī)），從而形成一個(gè)目標(biāo)—內(nèi)容—方式—評(píng)價(jià)的有機(jī)整體，形成互動(dòng)機(jī)制，相互促進(jìn)，增強(qiáng)成效。

以多樣化的教學(xué)方式來(lái)講授《鍋爐原理與設(shè)備》課程的內(nèi)容，基本研究包括以下幾方面：（1）教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)。教學(xué)總體目標(biāo)是通過(guò)對(duì)課程的了解和深入，能讓學(xué)生把鍋爐設(shè)施的理論掌握得更扎實(shí)，不僅要鍛煉和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，能夠主動(dòng)地去了解相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，而且能夠以科學(xué)的方法去分析并解決在鍋爐設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和管理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題。（2）合理的分配教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，對(duì)課程的內(nèi)容進(jìn)行合理的劃分，以這樣的形式既可以保證教學(xué)內(nèi)容的完整性，也能夠?qū)⒔處熓谡n教學(xué)、學(xué)生集中實(shí)習(xí)、科研創(chuàng)新訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)與電廠仿真訓(xùn)練等活動(dòng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。（3）問(wèn)題導(dǎo)向式的課堂講授。著重于對(duì)問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)的引導(dǎo)和對(duì)學(xué)生啟發(fā)式提問(wèn)的方式，將板書(shū)和電腦教學(xué)設(shè)施交互使用，把復(fù)雜多元的理論知識(shí)概念化、形象化。（4）多媒體圖片、動(dòng)畫(huà)演示、模型教具等結(jié)合集中教學(xué)。讓學(xué)生們對(duì)鍋爐的構(gòu)造和運(yùn)行流程有一個(gè)深入的了解。（5）進(jìn)行探索式的創(chuàng)新訓(xùn)練。在授課教學(xué)期間舉辦學(xué)術(shù)前沿講座，使學(xué)生們對(duì)科學(xué)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)有一定了解，同時(shí)讓學(xué)生們?nèi)プ鲂?shí)用性強(qiáng)的教材訓(xùn)練題，提高學(xué)生在學(xué)科探索中的積極性和創(chuàng)造性。（6）專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)與電廠仿真訓(xùn)練。電廠仿真軟件操作界面完全和實(shí)際電廠相同，集中在學(xué)院機(jī)房進(jìn)行電廠仿真訓(xùn)練，讓學(xué)生有身臨其境的感覺(jué)。（7）構(gòu)造多元化的成績(jī)?cè)u(píng)定體系。在進(jìn)行了不同的教學(xué)方式后，最終學(xué)生的成績(jī)就不會(huì)只定為考試成績(jī)，而是著重于過(guò)程的多項(xiàng)綜合成績(jī)，并用這種過(guò)程性和多元性使成績(jī)變得更加準(zhǔn)確。

以備課、課堂教學(xué)、課下和成績(jī)?cè)u(píng)定四個(gè)階段貫徹整個(gè)教學(xué)過(guò)程。（1）備課階段中以課程內(nèi)容為根據(jù)來(lái)進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)實(shí)習(xí)的內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)和科研仿真訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃。教學(xué)的內(nèi)容分為四部分：①以掌握課程的主要內(nèi)容，即鍋爐的原理及基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)為前提來(lái)進(jìn)行講述；②復(fù)雜的鍋爐設(shè)備，包括：燃燒設(shè)備、換熱設(shè)備等，讓學(xué)生對(duì)鍋爐工作過(guò)程的基本情況有形象的認(rèn)知；③利用合適的科研創(chuàng)新訓(xùn)練來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究式科研活動(dòng)；④設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目，每人一題（類(lèi)型一致，但每人的參數(shù)不同），并合理選擇上機(jī)培訓(xùn)內(nèi)容。（2）在課堂教學(xué)階段：①在傳授課程知識(shí)點(diǎn)時(shí)利用視頻圖片和表格等多種形式來(lái)啟發(fā)學(xué)生；②將本來(lái)在鍋爐實(shí)習(xí)的一周時(shí)間加以利用，分別安排學(xué)生在校內(nèi)電廠設(shè)備模型實(shí)驗(yàn)室、火力發(fā)電廠和鍋爐制造廠學(xué)習(xí)，合理有效的把這些資源綜合起來(lái)，以動(dòng)畫(huà)、圖片和模型教具等結(jié)合實(shí)際的電廠設(shè)施，讓學(xué)生對(duì)鍋爐有一個(gè)全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，而不是之前的走馬觀花式的“認(rèn)識(shí)”；③基于前言課題讓學(xué)生們了解流化床鍋爐、新型燃燒設(shè)備以及火電廠中環(huán)境污染控制方面的最新技術(shù)；④在課程初期學(xué)習(xí)時(shí)就將課程設(shè)計(jì)題目下發(fā)給學(xué)生，在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)一步一步把課程設(shè)計(jì)分為課后作業(yè)讓學(xué)生完成，讓理論學(xué)習(xí)與課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展同步進(jìn)行，以此方法針對(duì)提高學(xué)生課題設(shè)計(jì)的目的性，保證課題設(shè)計(jì)能夠準(zhǔn)時(shí)完成；理論學(xué)習(xí)后，安排學(xué)生到機(jī)房進(jìn)行上機(jī)訓(xùn)練，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，提高實(shí)踐能力。（3）在課下階段，根據(jù)不同教學(xué)方式，采用不同的考核方式，即課堂講授內(nèi)容采用傳統(tǒng)閉卷考試，集中實(shí)習(xí)采用現(xiàn)場(chǎng)考核方式，前言課題采用提交科研論文的形式，實(shí)踐部分采用提交課程設(shè)計(jì)及上機(jī)成績(jī)的方式。（4）在最終評(píng)定學(xué)生成績(jī)階段采用基于過(guò)程的多元評(píng)價(jià)體系。以平時(shí)點(diǎn)名成績(jī)、論文報(bào)告成績(jī)、閉卷考試成績(jī)等因素來(lái)綜合評(píng)判，著重于過(guò)程而不是以最終考試來(lái)評(píng)判成績(jī)的多元體系。

綜上所述，《鍋爐原理與設(shè)備》課程需要開(kāi)展多樣化的教學(xué)改革。本課程對(duì)學(xué)生在未來(lái)研究和工作中有很大作用，擁有良好的應(yīng)用前景：（1）本課題有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，使學(xué)生學(xué)習(xí)觀念從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。（2）增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用和動(dòng)手能力，擴(kuò)充思想和知識(shí)面，提高團(tuán)隊(duì)合作和自主創(chuàng)新多方面的素養(yǎng)。（3）有利于發(fā)揮對(duì)同類(lèi)課程的帶動(dòng)與輻射作用。本課程可以擴(kuò)展成為我校礦業(yè)、材料、化工、建筑等領(lǐng)域相關(guān)專(zhuān)業(yè)的素養(yǎng)課程，研究成果也可為其他專(zhuān)業(yè)類(lèi)似課程的建設(shè)和改革提供借鑒。

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