計算機仿真實訓課程教學應用與研究

王萍

【摘要】基于火力發電廠對單元機組集控值班員的需求，以實際生產過程為依據，針對火電單元機組仿真教學過程中存在的問題，闡述了該教學模式的設計理念、實施過程和評價機制，對培養學生的專業技能、實踐能力和職業素質具有重要意義。

【關鍵詞】仿真實訓；生產過程；教學過程；評價機制

“火電單元機組仿真實訓”課程是熱能動力專業及電力系統自動化技術專業的核心課程。該課程從崗位工作分析著手，通過對知識、能力、態度分析，打破了傳統的教學模式，構建了以工作任務為導向，以項目教學為主體的課程體系。課程將單元機組運行理論與火電廠仿真實訓相結合，有效地將理論知識與實際操作柔合，以實際生產中對集控值班員的培訓模式為教學模板，對相關的生產運行過程采用模塊化教學。

一、課程設計理念與思路

“火電單元機組仿真實訓”課程以就業為導向，由行業專家和專業教師共同參與，認真分析電力行業企業發展現狀及人才需求，剖析本專業職業崗位和職業能力，依據本專業職業崗位技能要求，開發基于工作過程導向的本課程。基于火力發電廠對機組集控值班員的需求，通過大量的調研，專家指導，根據現場要求，按照知識夠用，技能必備的原則，制訂了《火電單元機組仿真實訓》教學方案。形成了基于工作過程的學生項目導向、任務驅動的課程設計。根據現場的操作規程指導學生工作任務，提升學生的工作能力和素質，培養學生責任感和團隊精神，為學生進入實際工作崗位打下堅實的基礎。

“火電單元機組仿真實訓”課程注重的是學生學習策略的運用，不僅僅以掌握知識的多少為目的，而是給學生提供學習平臺。在學生學習過程中，教師負責指導和幫助學生主動參與，親身實踐、獨立思考、合作探究。同時，要參與到學生的各個環節的學習活動中去，準確地了解學情，及時引導學生調整火電單元機組仿真運行過程，發展學生搜索和處理信息的能力、自己獲取新知識的能力、分析解決問題的能力以及交流與合作的能力。為進一步學習和掌握火電單元機組運行知識與技能打下了堅實基礎。

二、課程教學內容的實施過程

1.火電單元機組仿真實訓教學過程

課程教學以實際生產過程為依據，學生在上課時，先在我院火力發電廠模型室對整體的火電廠運行系統進行了解和認識，并對火電廠電力設備及運行流程進行介紹和復習，鞏固學生專業理論知識的學習，加強生產實習過程中的安全教育。

學生進入仿真實訓室，獨立完成冷態啟動的所有操作，從設備送電，輔助系統恢復、點火升溫升壓、汽輪機沖轉并網帶負荷，直至額定負荷。指導老師作為課堂的組織者和引導者，負責解決學生實際操作中所遇到的問題，并將問題與專業課程中所學內容相聯系。機組為額定負荷后，學生開始進行停機操作，降負荷、發電機解列等操作。要將單元機組事故處理分析貫穿在整個仿真實訓教學過程中，通過對火電機組常見事故現象、產生原因及處理的操練，提高學生分析、解決實際問題的能力，從而能使學生的實踐知識和技能得到進一步升華。

每一位學生都獨立完成仿真機操作的關鍵任務后，再將學生按照電廠的崗位職能分成主值、副值、巡檢等崗位，教學過程中崗位之間可進行相互調換。為了適應現場火電機組運行的需要，仿真系統采用小組版運行，每6人組成一個學習小組相互配合操作。小組版運行能充分發揮學生團隊協作能力，保證機組的安全運行。

2.加強理論培訓和實踐操作相結合

“火電單元機組仿真實訓”課程是以理論知識為基礎，以實踐操作為載體，以仿真運行為平臺，以提升綜合分析能力和事故處理能力為教學目標。目前，高校開展熱動專業仿真實訓課程時往往過于注重上機操作，片面地認為仿真實訓就是練習實際生產過程中值班員的操作過程和步驟，機械地教導學生按照一定的固定程序和操作步驟進行操作，這樣學生經常是“知其然而不知其所以然”，達不到課程教學目標。

仿真實訓是一次理論專業知識與現場生產實踐技能緊密聯系的一門課程。在仿真實訓課程中，要按照一定的操作規范進行，而這種操作規范的基礎是豐富的專業基礎理論知識。所以在日常仿真實習教學過程中，在講授仿真機操作方法的同時要將相關的專業知識貫穿進來，這樣既可以幫助學生復習所學的專業知識，加深印象，又可以使學生的專業知識與生產實踐相結合，提高課程學習效果。

例如，泵與風機的運行條件與注意問題、水泵的汽蝕、風機踹振的原因及現象，可以結合泵與風機操作來分析；例如在講授鍋爐汽溫調節時，從傳熱學方程上講授過熱器和再熱器不同的受熱原理；學習鍋爐燃燒系統時，可以結合風煙系統啟動、鍋爐點火、投煤、燃燒過程調整來進行；投入條件與方法，均可在仿真機上操作、實踐。至于機爐各輔助系統，通過仿真機操作來學習，更加簡單、方便、有效。

3.完善教學過程的評價機制

為了實現教學目標，應完善課程教學過程評價。嚴格有效的評價制度是確保實訓教學質量的重要手段。按照評價的性質，評價可以分為過程性評價、形成性評價和終結性評價。我院主要采取過程性評價，在實訓過程中，分專業技能操作、問題回答和綜合實訓（或課程設計）三部分考核，融入理論知識、職業規范、團隊協作、職業素養等內容。專業技能操作主要是考核單元機組仿真機的運行和調整能力；問題回答會根據班級人數設計10至15道問題，每位學生隨機抽題現場作答，以利于提高專業理論知識；綜合實訓會以小組形式考核每個學生在團隊中解決問題的能力。總之，制定有利于提高學生職業能力全面發展的評價機制，對深化教學改革，提高教學質量具有重要的意義。

三、火電單元機組仿真教學存在的問題與思考

仿真實訓教學方法已經取得了很大進步，然而它仍然缺少現場就地實際設備對主控室所進行的操作項目和內容，只能通過儀表指示來進行觀摩，沒有實際操作經驗，仍較難以想象現場設備系統的位置關系和內在聯系。

一是學生的知識結構不夠合理，學生對電氣與熱控方面的知識仍然比較薄弱，對單元機組啟停運行的整體概念還比較模糊。

二是仿真軟件不是真實的運行系統，學生操作時不能嚴格按照現場實際操作在仿真機上模擬演練，沒有把仿真機系統和實際生產系統一一對應起來，這就要求教師在教學過程要引入企業規范等內容。

三是在仿真實訓教學過程中，必須將理論知識與仿真實訓操作相結合進行教學，這樣才能根據學生的知識結構特點有針對性地組織仿真實訓模塊操作訓練。由于仿真實訓課程用到了所有熱動專業的基礎課和專業課知識，對仿真實訓教師的知識面提出了更高的要求。

四、結論

為強化我院仿真實訓課程建設，切實從如下幾個方面做好仿真實訓教學工作：加強軟硬件建設，加強課程改革，重視企業發展新動向及生產一線新技術，改革教學方法，完善課程考核評價機制。實踐表明，我院學生通過火電單元機組仿真實訓，將仿真實訓與生產實際緊密結合，提高了火電單元機組運行操作及調整能力，受到了新疆果業、天富熱電等用人單位的一致好評。

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