新時期“鍋爐原理”課程教學改革的創新探索

摘要：“鍋爐原理”課程是“熱能與動力工程”專業的核心主干專業課程，總結了課程組在課程教學改革方面的創新實踐，包括：科學定位課程教學內容和目標，緊密跟蹤鍋爐技術最新發展動態，及時更新教學內容，綜合利用現代化教學手段，增強實踐環節教學，同時推進課程設計環節的教學改革，更加注重學生學習實效，以及創新課程考核手段和科學評價學生學習效果等。

關鍵詞：鍋爐原理；教學改革；課程設計

作者簡介：曹玉春（1973-），男，江蘇鹽城人，常州大學石油工程學院，副教授；紀國劍（1980-），男，江蘇句容人，常州大學石油工程學院，講師。（江蘇 常州 213016）

基金項目：本文系2012年度常州大學教育教學研究課題（課題編號：GJY2012008）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）19-0110-02

一、新時期“鍋爐原理”課程改革的必要性

作為重要的能源轉換動力設備，鍋爐不僅常見于日常生活及工農業生產，同時也是火力發電系統三大主機之一，是各行各業動力“源”之所在，在國民經濟和社會發展中扮演著無可替代的重要角色。“鍋爐原理”課程是熱能與動力工程專業的核心主干專業課程，也是建筑環境與設備工程、過程控制及裝備等眾多專業的重要專業基礎課程和選修課程，具有較寬廣的受益專業面和眾多的受益學生人群。

在我國的能源消費結構中，一次能源中約70%來自化石燃料的燃燒轉換利用，其中大部分在鍋爐等燃燒設備中完成，這一趨勢在今后相當長的一段時期內不會改變。此外，農林生物質、城市生活垃圾、污水污泥等新型資源化利用也大量通過鍋爐設備來進行燃燒處理。

隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，鍋爐在高效、環保方面的技術也日新月異，各種特種工業鍋爐不斷涌現，電站鍋爐正朝向大容量、高參數機組方向發展。同時，隨著能源資源的日趨緊張、全球氣候變暖及燃燒污染物排放所引起的環境污染問題日益突出，能源資源在鍋爐中的高效清潔利用已成為能源轉換與利用領域的重大課題。顯然，這些問題的解決與鍋爐技術的不斷技術革新密切相關，通過高效低污染鍋爐設備及系統不斷的優化設計、優化運行與高效管理來系統實現。因此，“鍋爐原理”課程的建設及教學對我國能源生產與轉化利用領域高級專門人才的培養具有非常重要的現實意義。

常州大學熱能與動力工程專業的“鍋爐原理”課程，已經開設有近20多年的歷史，在長期的教學實踐中，不斷學習和借鑒其他重點高校的教學方法和教學經驗，緊跟鍋爐技術發展步伐更新教學內容，綜合利用多媒體、網站等先進的教學手段，強化情景教學和實踐環節，將素質教育的觀念和思想貫穿始終，融傳授知識、培養能力和提高素質為一體，促進三者協調發展。通過一系列的教學改造和創新，為促進“鍋爐原理”課程建設和教學改革的發展和提高教學質量奠定了基礎。

二、科學定位課程和教學目標任務

常州大學是一所以培養應用型高級專門人才的省屬地方普通高校，學校的特色就是服務行業和長三角區域經濟。近年來熱能與動力專業學生就業主要面向電廠、能源、動力設備制造及安裝、運行等企業，因此我們確定“鍋爐原理”專業課在人才培養中的定位是圍繞鍋爐設計、制造和能源高效清潔利用，培養基礎理論扎實、實踐能力強、有創新精神的高素質應用型人才。課程以培養學生工程素養和理論聯系實際、分析解決實際問題的綜合素質為目的，其總體目標是通過本課程的學習，學會運用課程中的基本理論和概念分析并解決鍋爐運行中的技術問題，通過課堂教學、實際環節和課程設計三結合的方式，使學生系統地掌握鍋爐基礎理論知識，初步具備分析鍋爐運行、設計、安裝、制造等相關技術問題的能力，了解鍋爐技術最新發展趨勢，培養嚴謹務實創新的工程理念，以及為日后能勝任鍋爐、燃料與熱能利用有關的運行、設計、安裝與研究工作打下扎實的專業基礎。

三、“鍋爐原理”教學改革的創新研究

1.跟蹤鍋爐技術發展，及時更新教學內容

專業課程教學內容特點與基礎課程有所不同，專業課中的知識點與現代科學技術的發展密切相關，專業課教材的內容不斷更新，這就要求課程教學過程中應能及時地反映相關技術的發展。隨著國內鍋爐教材的不斷更新，課程組科學選取合適的最新版本的教材。同時，課程組借助教師科研上的優勢，及時收集國內外鍋爐廠家、設計院、火力發電廠和工程公司鍋爐方面的最新文獻資料，從中獲得大量鍋爐設計、制造方面信息，如超超臨界電站鍋爐、大型超臨界循環流化床鍋爐等。另外，由于鍋爐燃燒排放引起的環境問題成為公眾關注的焦點，在鍋爐控制污染排放方面的最新技術發展迅猛，課程組及時收集燃煤鍋爐脫硫、脫硝等方面的最新技術和成果融合到教學內容中。不僅如此，教師利用科研出差深入到工程一線，現場考察并拍攝了大量鍋爐及其內件的照片，為授課掌握了生動的第一手資料，并及時更新到教學的多媒體課件中，以此開拓學生的視野，培養學生對該專業課的興趣。

2.綜合利用現代化教學手段，提高學生學習興趣

設置這門課程之初，教學內容以傳統的理論為主，開設相應的實驗和課程設計。隨著教學改革的深入，本課程除了加強理論教學外，還借助實物模型、設備的三維動畫及錄像帶等音像資料、仿真實驗及研究型實驗，不斷加強實踐教學內容。教學方法和手段也從單一的黑板板書教學轉向了利用現代化多媒體教學手段的多種教學形式。

在學生學習“鍋爐原理”這門專業課之前，組織學生參觀30萬千瓦電站機組模型，通過這種直觀演示讓學生對電站鍋爐有一個初步認識，在電廠認識實習期間組織學生跟班運行，使學生對實際運行中的鍋爐有更進一步的感性認識，為接下來的課堂學習奠定了基礎。在課堂教學方面，以前主要以黑板板書教學為主。由于教學手段單一，不能充分調動學生課題學習積極性。隨著科技的進步和教學改革的發展，多媒體和網絡教學手段被逐步引入到本課程的教學中。課程組教師收集了大量鍋爐設備三維動畫、鍋爐設備現場錄像和多媒體教學課件，建立了共享多媒體資源，借助這些多媒體資料形象地講解各種設備的結構和工作原理，將過去因沒有實物對象或由于實物過于復雜而難學的抽象的工作原理、復雜的結構具體化、形象化，對幫助學生建立形象、直觀的概念，加強對理論知識的理解起到了非常重要的作用。這樣不但加深了學生對課程內容的理解，同時大大激發了學生的學習興趣，豐富了教學內容和提高了教學效果。另外，在采用多媒體手段進行教學的過程中，部分保留了黑板板書教學形式。這樣做的優點是既能發揮多媒體教學形式多樣、信息量大、形象直觀等優勢，又能保留黑板板書的親和力強、邏輯嚴密、交互性好等優點。

3.增強實踐教學環節，提升學生對課程內容的感性認識

在學校相關部門的支持下，建設了煤質分析、鍋爐綜合仿真實驗平臺、鍋爐模型室等實驗室，另外通過與校外企業合作，開辟了包括火力發電廠、能源設備廠和鍋爐設備制造等在內的多處校外實習基地，這些實踐教學環境為“鍋爐原理”的教學提供了很好的硬件條件。

結合“鍋爐原理”課程的教學改革，課程組將過去四周的生產實習分成校內實習與校外實習兩個階段，兩周校內實習結合本課程安排在校內實習基地進行，目的在于使學生對鍋爐的基本知識、基本結構及工作原理有初步的認識，校外實習則主要使學生對運行中的鍋爐有進一步的感性認識。這樣使得學生在課堂學習中能激發學習興趣，更好地掌握所學知識。另外，考慮到部分學生學有余力，開展了本科生導師制工作，將科研資源引入本科教學，為部分本科生配備了從事課題的老師作為導師，引導學生適當參加科研活動，針對課程教學中存在的問題開展深入研究，將教師的科研試驗平臺與學科建設資源轉化為實驗教學資源 ，以提升課程教學水平和質量。

4.推進課程設計環節的教學改革，更加注重學生學習實效

傳統的“鍋爐原理”課程設計教學過程是教師提供給學生鍋爐設計參數資料，在教師的組織指導下，學生按照課程設計任務書的具體要求，通過查閱資料、確定方案、設計計算、繪制圖紙、編制計算說明書等一系列工作來完成。從教學效果來看，一是課程設計往往是“孤立”地進行，即在專業課講授完后進行，與專業課的銜接性較差，造成設計內容與課堂教學內容脫節；二是課程設計題目過于單調，考慮到學生今后工作的團隊合作性，往往做同一種爐型的設計，盡管給定的燃料特性等設計數據有一定的差異，但大家做出的設計還是差別不大，不能充分考慮到學生的個性，不能兼顧不同層次學生的不同需求，甚至還可能誘發抄襲等弊端；三是對課程設計的考核方式也比較單一，教師往往在課程設計環節的成績評判上顯得為難和被動。

經過綜合考慮，課程組對“鍋爐原理”課程設計時間安排進行了調整，在“鍋爐原理”課程講解到一半左右時提前將課程設計的題目布置給學生。課程設計內容不再限于高壓煤粉爐，而是包括鏈條爐、電站鍋爐、流化床鍋爐和余熱鍋爐在內的多種爐型。這些題目的涵蓋面廣，復雜程度和難度差異較大，學生可以根據自己的能力、興趣和將來的就業意愿等選擇不同類型和不同參數的鍋爐進行設計。提前公布課程設計的題目之后，一方面由于時間充足，就只給出設計要求，由學生根據設計要求自定設計方案，這樣可以培養學生的獨立思考能力；另一方面，在課程學習過程中，學生帶著問題去學，學習的目標也更加明確，學習積極性也有所提高。

5.創新課程考核手段，科學評價學生學習效果

考試作為重要的教學環節，是學生學習的指揮棒。在“鍋爐原理“的教學中強調理論與實際密切結合，切勿死記硬背，主要是要求學生理解鍋爐燃燒的基本過程以及各組成部分的基本結構、工作原理及其特點。在最終成績評定上，充分考慮平時學習的狀況和表現，采取期末考試成績占50～60%，平時成績（含平時作業、課程設計、實踐環節表現等）占40～50%的方式，破除單一理論考試確定成績的做法，也激勵了學生平時學習熱情。在期末考試的命題環節，充分考慮“鍋爐原理”的課程特點，將理論教學與實踐教學相結合，一是保證基本的理論教學要求，二是將實踐內容納入考試命題范圍，三是保證一定量的靈活試題。實踐證明，這些措施調動了學生平時學習的積極性，保證了對課程必須掌握的知識的考核，對于一部分優秀的學生而言，可以得到發揮才能的機會，獲得好的成績，還能夠體現各類學生的學習狀況。

四、結束語

通過課程組教師多年的努力和積累，“鍋爐原理”課程教學改革不斷創新，推行了一系列教學改革和創新。通過這些改革和創新，提升了教學效果和教學質量，為培養高素質的應用型專門人才作出了貢獻。

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（責任編輯：劉輝）