“鍋爐原理”課程教學方法改革探索

摘要：對“卓越工程師”試點班的專業課程“鍋爐原理”在課程體系及教學方法上進行了探討及改革，突破原有的教學模式，改進教學方法。從教學大綱、教學方法及實驗手段方面采取了一些有效的舉措，在以往課程體系的基礎上切實建立起以培養技術應用能力為主線的教學體系。同時利用課程網上教學平臺來輔助學生的學習，努力使學生的知識能力結構既具有較強的專業理論基礎，又有較強的實際技術應用能力及創新能力，達到培養合格工程師的目的。

關鍵詞：卓越工程師；鍋爐原理；工程案例；網上教學

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

一、“鍋爐原理”課程教學方法改革的思路

“卓越工程師教育培養計劃”是教育部2010年6月啟動的重大改革項目，該項目旨在貫徹落實“國家中長期教育改革和發展綱要（2010-2020年）”和“國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）”，促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國。該項目旨在全面提高我國工程人才培養質量，造就一大批高素質、具有創新能力、能夠適應經濟社會發展需要的各種類型的工程技術人才。[1]

上海電力學院能源與動力工程專業是全國第一批獲準開展“卓越工程師計劃”的試點專業之一，卓越工程師教育培養計劃已從2010級本科生開始實施，本計劃以高工程素質的卓越動力工程師培養為目標，以企業的工程實踐為背景、以實際的社會需求為導向、以工程技術為主線、以較強的工程實踐能力為基準，培養學生明確的工程意識、較高的工程素質和較強的工程實踐能力。“鍋爐原理”是能源與動力工程專業的主要專業課之一，該課程理論性強，與生產實際聯系非常密切。為了讓學生能夠通過專業課程的學習來強化他們的工程能力和創新能力，本專業對“卓越工程師”試點班的專業課程“鍋爐原理”在課程體系及教學方法上進行了探討及改革，突破原有的教學模式，改進教學方法。改革的思路是根據學校突出電力特色的辦學方針，使課程體系和課程內容適應當今電力工業的快速發展需要，培養生產第一線所需的工程師人才。學生的知識能力結構的特點應是具有較強的理論基礎、扎實的專業知識和較強的實際應用能力以及創新能力，能夠勝任與電廠鍋爐有關的運行、檢修及安裝方面的工作。

二、“鍋爐原理”課程教學方法改革的舉措

1.優化教學大綱及課程內容的設置

根據上海電力學院突出電力特色的辦學方針，使課程體系和課程內容適應當今電力工業的快速發展需要，又實行開放的“寬口徑”培養模式，不斷更新教學內容和教學方法，著眼于學生綜合素質和能力的提高，培養工程生產第一線所需工程師人才。本專業對原有的“鍋爐原理”課程的大綱進行了大幅度的修改，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算、燃燒原理及計算、鍋爐熱力計算方法等內容。第二模塊主要是鍋爐設備系統及運行部分，主要包括鍋爐五大受熱面的結構布置、鍋爐啟動及正常運行等內容。兩大模塊之間有機結合，相互交融。其目的是在以往課程體系的基礎上切實建立起以培養技術應用能力為主線的教學體系，使學生的知識能力結構做到既具有較強的專業理論基礎，又有較強的實際技術應用能力及創新能力。

2.加強教學針對性，引入工程案例

在講授課程內容時，筆者堅持學校的辦學特色，著重于電力行業特色工程實踐能力的培養，在課程理論教學環節體系中引入工程案例教學環節、工程特色課程以及講座，實現理論知識與實踐環節教學的結合。[2]

鍋爐技術是在傳統技術的基礎上由多種技術學科相互交叉、滲透而形成的一門綜合性技術學科，所涉及的技術領域比較廣泛。近年來，隨國民經濟的蓬勃發展，我國發電設備，特別是火力發電機組的裝機容量正以前所未有的速度遞增。我國發電裝置中火電機組目前仍占70%左右，其中絕大部分為燃煤機組，而且是大容量高參數的機組。燃煤機組帶來的若干問題，特別是近期在全國范圍出現的霧霾天氣，給火電設備的生產發展提出了嚴峻的課題，例如提高燃煤利用效率和降低對環境的污染等，這也給熱能動力專業教學科研的發展帶來了新的機遇。根據這種形勢要求，筆者在講授“鍋爐原理”課程時，以潔凈煤發電技術為主線，引入的工程案例主要以先進的大容量機組設備為主進行講解。例如在課程的講授中，授課教師專門介紹了目前國內最先進的上海外高橋電廠 1000MW超超臨界機組直流鍋爐的結構系統和工作特性；在講到鍋爐的制粉系統時，授課教師專門介紹了一種國際上比較先進的雙進雙出筒式鋼球磨直吹式制粉系統。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煙氣脫硝系統及低NOx燃燒技術。通過這些工程實際案例的介紹，可以拓展學生的視野，并提高學生的學習興趣。筆者的目的是通過更新教學內容，改革教學方法，建立科學、先進的教學內容和課程體系，這樣可以豐富學生知識，開拓學生的視野，優化知識結構，培養對工作的適應能力和綜合素質，為促進學生的工程師訓練創造良好的條件。

3.增加實驗項目，提高學生實踐能力

本課程十分重視學生實踐能力的培養，盡可能加強實踐性教學環節。由于課時數太少，原先課程的實驗課時很少，學生缺乏實驗動手能力的訓練。這次在“卓越工程師”試點班的專業課程“鍋爐原理”的教學中，增加了2個實驗教學課時數，主要是綜合性實驗，內容是熱水鍋爐熱平衡試驗，考慮到課時數緊張的原因，將其放在業余時間做，為了讓每一個學生都得到動手機會，筆者安排學生分期分批到實驗臺去做實驗，增加學生的實踐能力。

4.注重學生的思維能力，合理使用多媒體手段

在給卓越工程師計劃試點班學生講授“鍋爐原理”課程時，盡管教師已經制作了該課程的整套PPT課件，但是任課教師還是堅持使用板書進行教學。教師可用板書來引導學生的思維，在黑板上推導公式，講清楚課程的重點和難點，讓學生能夠記下筆記，把握教學重點，在課堂里和教師一起思考、回味。在課堂教學中，恰當地使用多媒體課件可產生直觀、形象、生動的教學效果，信息量也比較大，所以教師也適當使用多媒體方式，將課程中講到的各種設備的結構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，將省出來的時間用于詳細講解設備的結構特點，可以起到較好的教學效果。但是教師決不能因為多媒體快捷方便而用它取代所有的教學環節。比如，有的教師在整節課的教學過程中，只是操作電腦和投影儀，出現了用現代化教學手段進行滿堂灌的不正常現象。運用多媒體來授課，只能將課程內容顯示在屏幕上，屏幕上的圖文也在不斷變化，有時一閃而過，很難起到強調重要內容的作用，學生也不容易記筆記，也不便于師生之間進行交流。還有很重要的一點是，多媒體教學很難引導學生的思維活動，學生的思維訓練是很重要的過程，應該讓他們從教師的循循善誘中進行思考與感悟，探索各類問題的解決思路和方法，進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行教學，只是在介紹各種設備結構和工作系統時運用多媒體方式，用圖片和動畫的方式講解這些內容，這樣有助于學生加深對設備結構的感性認識，提高學習效率。筆者所倡導的是用多媒體課件來輔助課程教學，在整個教學過程中，多媒體只能起助手和配角的作用。

三、建立“鍋爐原理”課程網上教學平臺，輔助學生的學習

目前有相當多的學生對現場設備及系統不熟悉，因而對專業課程的內容不容易理解，影響了教學質量。針對這個問題，建立了精品課程“鍋爐原理”課程網上教學平臺。平臺為學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有關的教學輔導材料。這些教學資料可以幫助學生對專業課程中牽涉到的設備結構及工作過程的理解，提高學習興趣，培養學生的思考及動手能力，培養他們的實踐及創新意識。

平臺上的教學輔助材料可以顯示各項功能，集鍋爐設備的結構圖、系統圖、曲線圖、數據表和講稿文本為一體，同時可將現場設備結構照片穿插在課件中，并且也可將設備的立體圖用動畫形式表達出來。學生可隨時在網上教學平臺上了解鍋爐設備及系統的構造原理，進一步增強感性認識、開拓視野，這樣，通過理論與實踐的反復結合，使學生的感性認識與理論知識相互交融，加深了對專業理論的理解、實現實踐教學與課堂教學的相互促進，有效地提高了理論教學效果。平臺也可以將一些體現本專業前沿及學術最新發展的信息掛在網上，供學生學習和參考。[3]

網上教學平臺上還有課程教學大綱及教學進度表，可以讓學生了解課程的主要知識點，便于學生課后抓住重點進行復習，有利于學生對本課程的學習。

網上教學平臺設有“留言互動窗”，供學生和老師進行交流及互動。網上教學平臺還可以起到下列作用：

1.解決一部分學習成績比較好的學生想要多學點知識的問題

目前專業課程的課時相對比較少，課程中的有些內容和知識點只能一帶而過，而有些學習程度高的學生卻想多學些東西，這便形成了一定的矛盾。這個問題可以通過網上互動教學平臺來解決，他們可以從平臺上獲取參考資料來進一步學習。

2.解決部分低年級學生想了解電廠鍋爐設備結構系統的問題

低年級學生還沒有學過專業課程，對鍋爐設備的結構原理和工作過程不了解。可是有些低年級學生承接了大學生科技創新項目，需要了解發電廠鍋爐設備的結構及原理。有了這個平臺，他們就可以從平臺上下載有關的視頻和課件，通過形象生動的教學方式來輔助學習鍋爐設備的結構原理和工作過程。

3.為研究生提供了解鍋爐設備結構特性的途徑

能源與動力工程專業的部分研究生是從其他專業轉過來的，他們對電廠的設備系統及工作過程不熟悉，而他們研究的課題卻需要他們掌握這些知識。網上互動教學平臺可以提供鍋爐原理課程的ppt教案、有關視頻和圖片，讓他們在短時間內可以了解電廠鍋爐設備結構特性方面的知識。

四、結語

上海電力學院能源與動力專業教師對本科卓越工程師計劃試點班“鍋爐原理”課程的教學方法進行了改革，在課堂、實驗室及網上教學平臺上對學生進行具有電力特色的動力工程師培養，切實將課堂上的相關理論知識與電力生產實踐相結合，增強學生的實踐能力、設計能力以及創新能力。在課程的教學中更新教學內容，改革教學方法，引入工程案例來拓展學生的視野，并提高學生的學習興趣。筆者的目的是通過教學方法的改革，建立科學、先進的教學內容和課程體系，使學生的感性認識與理論知識相互交融，加深對專業理論的理解、實現實踐教學與課堂教學的相互促進，培養對工作的適應能力和綜合素質。這樣可以有效地提高教學效果，為促進學生的工程師訓練創造良好的條件。

參考文獻：

[1]張曉報.我國“985工程”大學“卓越工程師教育培養計劃”的實踐與反思[J].高校教育管理，2007，（6）：24-30.

[2]曹玉春，紀國劍，王政偉.新時期“鍋爐原理”課程教學改革的創新探索[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.基于工程教育的實驗教學模式探索[J].實驗技術與管理，2003，（10）：172-174.

（責任編輯：王意琴）