研討式教學(xué)與多元化考核在“電站鍋爐原理”中的應(yīng)用研究

杜學(xué)森，陳艷容，蒲 舸，閆云飛

（重慶大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院，重慶 400000）

“電站鍋爐原理”是能源動力類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，主要包括鍋爐整體系統(tǒng)及工作原理、爐內(nèi)燃燒理論與設(shè)備、水動力特性、鍋爐運行方式與調(diào)節(jié)、熱力計算等內(nèi)容，課程內(nèi)容覆蓋面廣、實踐性強。燃煤電站是電力生產(chǎn)的壓艙石及主力軍，隨著鍋爐研究新成果和新技術(shù)的發(fā)展，迫切需要提高教學(xué)內(nèi)容的先進性。因此，改革“電站鍋爐原理”課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，強化“電站鍋爐原理”課程建設(shè)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為相關(guān)專業(yè)學(xué)生從事鍋爐設(shè)計制造和運行工作打下良好的理論和實踐基礎(chǔ)，對提升人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

一、課程特點與教學(xué)現(xiàn)狀

“電站鍋爐原理”課程內(nèi)容涉及傳質(zhì)、傳熱、燃燒及先進材料等多個學(xué)科領(lǐng)域的交叉研究，學(xué)習(xí)本課程前，要求學(xué)生首先掌握本專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論知識，如工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)等。同時，本課程與后續(xù)“燃燒污染物排放與控制”“動力工程前沿技術(shù)”等專業(yè)選修課程密切關(guān)聯(lián)，具有承上啟下的重要作用。由于課程涉及專業(yè)理論知識多而廣，在課時有限的情況下，教師如何強化相關(guān)理論知識的關(guān)聯(lián)、把握重點內(nèi)容的講授，學(xué)生如何理解并靈活運用所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，進一步提高實踐應(yīng)用能力，對教師和學(xué)生都提出更高要求。

在傳統(tǒng)授課模式下，課堂上教師以講授課件為主，學(xué)生被動聽課，授課方式比較單一且枯燥。對于理論性較強的課程，由于課程難度大，關(guān)聯(lián)的知識較多，且大部分學(xué)生沒有提前預(yù)習(xí)，很難跟上教師授課節(jié)奏，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，不利于學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮。同時，由于課程內(nèi)容涉及面廣，學(xué)生對各個知識模塊的關(guān)聯(lián)性及教學(xué)目標(biāo)缺乏整體性理解，難以將相關(guān)理論知識和實踐應(yīng)用貫通運用。

在課程考核方式上，基本采用作業(yè)考核和閉卷考試的方式。作業(yè)內(nèi)容和考試內(nèi)容以理論知識為主，客觀題比例占80%以上，學(xué)生通過死記硬背的方式取得的成績，不能反映學(xué)生真實的學(xué)習(xí)成效。傳統(tǒng)的考核方式缺少對學(xué)生分析工程問題和綜合實踐能力的評估手段，對實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)不能起到有效的推動作用。

“電站鍋爐原理”課程具有較強的系統(tǒng)性，理論性和實踐性結(jié)合緊密，針對教學(xué)模式和考核方式中存在的問題，本課程采用研討式教學(xué)和多元化課程考核方法相結(jié)合的方法，在研討式教學(xué)中引入分層次研討的教學(xué)方法，鼓勵學(xué)生廣泛參與學(xué)習(xí)與研究，以期獲得更為理想的教學(xué)效果。

二、研討式教學(xué)方法概述

（一）研討式教學(xué)方法概述

研討式教學(xué)法是一種現(xiàn)代教育教學(xué)方法，打破了傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的授課方式，變“灌輸式”為研討式，變一言堂為群言堂。在教學(xué)過程中，教師轉(zhuǎn)變角色，不以講授者為主，而主要對學(xué)習(xí)過程起組織作用，并對學(xué)生學(xué)習(xí)和問題討論起引導(dǎo)作用；學(xué)生變被動為主動，獲取知識的方法以自主學(xué)習(xí)為主。該模式不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，也提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，以及創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作等能力，有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和教學(xué)效果，培養(yǎng)素質(zhì)全面的工程應(yīng)用性人才。

研討式教學(xué)能否取得成功，研討問題的有效性和合理性是關(guān)鍵因素。對于研討問題的選擇需要注意三個方面：第一，研討問題要有現(xiàn)實意義，要與實際生產(chǎn)過程密切相關(guān)，并具有一定實用價值，能夠激發(fā)學(xué)生解決問題的興趣；第二，研討問題要有明確目標(biāo)，學(xué)生通過分析探討、動手實踐等手段，可以得出具體或有效的結(jié)論，從而使學(xué)生在解決問題的過程中收獲成就感；第三，研討問題要有一定的先進性，要針對生產(chǎn)過程中的重點問題，結(jié)合技術(shù)進步及國家方針政策，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注行業(yè)發(fā)展趨勢，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力?？傊?，要以興趣為導(dǎo)向，以效果為目標(biāo)。

（二）研討式教學(xué)的組織過程

為保證教學(xué)效果，研討式教學(xué)組織過程宜采用循序漸進的方式進行。在教學(xué)組織過程中，第一階段教師介紹相關(guān)的理論知識，使學(xué)生對問題涉及的知識點有初步的了解和掌握，對后期解決問題具有很好的指導(dǎo)和借鑒作用；第二階段，結(jié)合生產(chǎn)過程中的典型問題或案例提出問題，組織學(xué)生以小組為單位進行分析探討，學(xué)生通過查找資料、實地考察等方法，自主制定解決方案；第三階段，各小組介紹解決方案，并回答問題、展開辯論，引導(dǎo)學(xué)生對各種解決方案進行分析比較，得到合理或最優(yōu)的方案；通過歸納總結(jié)進一步加深學(xué)生對典型案例或生產(chǎn)過程中關(guān)鍵技術(shù)的理解，從問題分析和解決的過程中總結(jié)相應(yīng)的知識規(guī)律，拓展和強化對理論知識的理解。第四階段，通過過程評價，學(xué)生能夠進一步明確學(xué)習(xí)的目的和意義，強化對知識的牢固掌握。研討式教學(xué)組織流程如圖1所示。

圖1 研討式課程教學(xué)流程

三、研討式教學(xué)在“電站鍋爐原理”課程教學(xué)實踐中的應(yīng)用

（一）研討式教學(xué)的“電站鍋爐原理”課程內(nèi)容重組

在研討式教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容重組是一個重要的環(huán)節(jié)。教學(xué)內(nèi)容既要引申和拓展相關(guān)知識，又要充分考慮原有教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性。在充分考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)識水平的基礎(chǔ)上，采用循序漸進的教學(xué)方式，通過合理重組教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生不斷從“舊知”中引入“新知”，以便達到預(yù)期的教學(xué)效果。例如，在講解鍋爐燃燒設(shè)備之前，教師可以提前講解燃料的特性、燃料燃燒計算，對燃燒理論基礎(chǔ)知識進行復(fù)習(xí)，達到溫故而知新的目的。在講解鍋爐熱力計算和整體布置時，教師可以先安排實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參觀鍋爐實驗室增強學(xué)生的感性認(rèn)識，在教學(xué)中輔以仿真教學(xué)軟件并結(jié)合實際工程案例，通過合理重組和安排教學(xué)內(nèi)容，對部分原理性較強或較為枯燥的授課內(nèi)容，多結(jié)合工程實例，以介紹實際裝備、講故事等多種方式調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生更容易理解復(fù)雜的鍋爐設(shè)備與系統(tǒng)及一些抽象的工程問題。

（二）研討問題或案例的選擇

在選擇研討的工程案例或研討主題時，注重“電站鍋爐原理”教學(xué)內(nèi)容和工程實際問題的結(jié)合，便于學(xué)生建立理論知識學(xué)習(xí)與實踐運用的聯(lián)系。例如，在課程教學(xué)中，教師可以通過專題討論的方式，引入最新的科研成果，如我國電站鍋爐污染物排放現(xiàn)狀及超低排放標(biāo)準(zhǔn)、電站鍋爐的發(fā)展趨勢和低NO煤粉燃燒技術(shù)等，將產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展方式引入教學(xué)過程，從而突出新工科教學(xué)的前沿性、創(chuàng)新性和學(xué)科交叉性。另外，在保證研討問題和相關(guān)專業(yè)理論知識緊密結(jié)合的基礎(chǔ)上，制定一個比較寬泛的選題范圍，讓學(xué)生自主確定研討題目，提高學(xué)生的主動性和積極性。如針對煤粉火炬的穩(wěn)燃技術(shù)問題，可以引導(dǎo)學(xué)生從燃料特性、燃燒器結(jié)構(gòu)特性、鍋爐結(jié)構(gòu)特性、鍋爐負(fù)荷及運行調(diào)節(jié)方式等多個方面，自行確定研討題目。在這個過程中，學(xué)生應(yīng)廣泛學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)理論知識，以問題為導(dǎo)向進行探討和思考，利用資料檢索、計算分析等多種方法和手段，以及小組成員之間的合理分工合作，逐步深入分析和探討，最后制定出問題優(yōu)化方案。

將教學(xué)內(nèi)容和工程實際問題密切聯(lián)系，以生產(chǎn)過程中關(guān)注的問題或技術(shù)為導(dǎo)向，并結(jié)合學(xué)生的興趣確定研討問題，使學(xué)生踴躍地加入研討項目，進一步引導(dǎo)學(xué)生就重點關(guān)注的技術(shù)問題展開討論；同時通過小組成員的互相幫助，學(xué)生能勇于發(fā)表自己的見解。例如，針對燃燒設(shè)備的授課內(nèi)容，鼓勵學(xué)生從層燃爐、煤粉爐、流化床鍋爐的區(qū)別，以及大型臨界機組的特點及新技術(shù)的應(yīng)用等多方面進行討論。由于研討問題涉及的知識面較廣，學(xué)生可以從科普性和技術(shù)性等多方面對問題進行深入討論，從自己感興趣的方向找到問題討論的切入點。

（三）分層次研討及考核方式

研討式教學(xué)即采用分層次研討方式，在整個教學(xué)過程中逐層深入，廣泛調(diào)動學(xué)生的參與熱情，促使學(xué)生成為學(xué)習(xí)、思考、設(shè)計和動手的主體。結(jié)合圖1進行分階段研討設(shè)計，主要包含以下幾個方面：知識鋪墊階段的學(xué)習(xí)重點是學(xué)習(xí)已有典型系統(tǒng)中的相關(guān)理論知識及解決問題的方法和技術(shù)；課堂研討階段的學(xué)習(xí)重點是以問題為導(dǎo)向，運用所學(xué)理論知識和技能，結(jié)合實踐過程進行問題分析與討論；歸納總結(jié)階段的學(xué)習(xí)重點是對研討過程中零散知識內(nèi)容進行歸納和整合，完成知識的優(yōu)化整合。

研討式教學(xué)通常以小組為單位進行，在制定課程研討成績的評定標(biāo)準(zhǔn)和方法時，既要考慮團隊協(xié)作及表現(xiàn)，又要考慮小組成員的個人表現(xiàn)，因此，在成績評定時應(yīng)考慮多方面因素。合理的成績評定方案能夠激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，保證研討教學(xué)順利開展并取得良好效果。除教師主導(dǎo)外，小組評定應(yīng)參考各小組之間的互評，個人評定應(yīng)參考研討小組意見。對于課程研討過程中表現(xiàn)突出的團隊和學(xué)生應(yīng)給予適當(dāng)?shù)募睢Ｔ谡骷瘜W(xué)生意見的基礎(chǔ)上，課程研討成績評定以等級劃分，教師評價和小組互評各占50%。

四、多元化的課程考核方式

課程的考核方式與課程教學(xué)的實施效果密切相關(guān)，為圓滿完成教學(xué)目標(biāo)，需要對課程考核方式進行合理改變，科學(xué)制定考核綜合成績的構(gòu)成要素及相應(yīng)比例分配，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，對學(xué)生專業(yè)知識學(xué)習(xí)、工程實踐能力培養(yǎng)等綜合學(xué)習(xí)效果進行科學(xué)評估。

針對“電站鍋爐原理”課程教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)過程的特點，制定“電站鍋爐原理”課程考試評價體系，構(gòu)建全過程和多元化的考核評價方式。通過平時性過程考核、項目研討過程考核、實驗過程考核和期終考核四個考核模塊，進一步強化過程性考核和成果性考核相結(jié)合、理論知識評價和實踐技能評價相結(jié)合、基礎(chǔ)知識掌握能力與創(chuàng)新能力考核相結(jié)合的考試體系。

平時性過程考核的評價依據(jù)主要是學(xué)生的出勤率和課后作業(yè)等；項目研討過程考核的評價依據(jù)包括問題研討過程中的資料收集、過程分析、方案確定及知識拓展等；實驗過程考核的評價依據(jù)包括學(xué)生的理論知識掌握及動手實踐能力等；期終考核內(nèi)容既要考查學(xué)生對理論知識的掌握程度，又要考查學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識的能力。目前，四個課程考核模塊的分配比例為2∶2∶1∶5。在實踐過程中也會根據(jù)實際情況調(diào)整各模塊分配比例。多元化的課程考核方式發(fā)揮了課程考核的牽引作用，不斷提高了教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語

采用研討式與多元化課程考核相結(jié)合的教學(xué)方法，通過優(yōu)化、整合、重組“電站鍋爐原理”課程內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容緊密貼合現(xiàn)代鍋爐技術(shù)發(fā)展趨勢，與實際聯(lián)系更加密切，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目的更為明確、更有系統(tǒng)針對性；研討方式根據(jù)教學(xué)過程特點而變化，教學(xué)過程循序漸進，不斷深入實際，可以激發(fā)學(xué)生的參與熱情和積極性；以實踐為導(dǎo)向、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，培養(yǎng)能源變革環(huán)境下的創(chuàng)新型人才，提升學(xué)生表達能力、批判性思維與團隊合作能力。