突出工程應用的《熱力發電廠》課程教學改革

周振起+趙星海+宋粉紅+胡鵬飛

摘要：根據熱力發電的發展和發電企業對人才需求的變化，結合我校能源與動力工程專業本科生培養目標和就業方向，課程組對《熱力發電廠》課程從課程內容、教學目標、教學方法與手段、實踐教學等方面進行了改革。通過課程改革建設，《熱力發電廠》課程在培養學生綜合素質和工程能力方面發揮了重要作用。

關鍵詞：熱力發電廠;工程能力;教學改革

中圖分類號：G434文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2015）10-0061-02

《熱力發電廠》課程是能源與動力工程專業的一門主要專業課，課程教學以熱力發電廠整體為研究對象，研究熱力發電廠熱功轉換的基礎理論，從熱力系統全局出發，在安全、經濟、靈活、環保的前提下，系統地分析熱力發電廠運行的安全性、經濟性及各子系統協調性，是培養學生全局觀念和高素質技術應用型人才的重要課程。因此，學好《熱力發電廠》課程，對學生今后走上工作崗位，盡快適應工作需要不無裨益。多年來我校能源與動力工程專業學生的就業主要面向火力發電廠和電力建設公司，從事發電廠的建設、運行和檢修工作，基于此我們認為能源與動力工程專業的主干課程教學改革，必須以突出工程應用為主線，提高學生分析和解決工程實際問題的能力，這一點正和國家提出的“卓越工程師的培養計劃”的觀點相吻合。

一、熱力發電的發展前景和人才需求狀況

隨著社會可持續發展理念和對環境保護意識的增強，熱力發電也由過去主要以火力發電廠為主向火力發電、核能發電、太陽能發電和地熱發電多種型式齊頭并進發展。隨著節能減排和節水不斷深入，火電廠向高參數大容量、空冷、聯合循環、清潔燃燒方向發展。減人增效，電廠管理和運行人員需求數量減少，需求質量提高。隨著電網規模的擴大和單機容量的提高，機組的自動化水平越來越高，對電廠集控運行人員提出了更高的職業能力要求。近年用人單位對能源與動力工程專業畢業生的綜合素質和實踐能力等方面的要求不斷提高，不僅要求學生掌握專業的系統理論知識，而且還要具備較強的實踐能力，市場經濟條件下的電力企業要求受聘員工上崗快，具有“頂崗”工作能力。目前，我校“能源與動力工程專業”學生的工程應用能力與電廠發展需要還存在一定差距，如：理論和實踐教學環節存在脫節、學生欠缺實踐能力和動手能力、不善于利用所學知識來解決實際生產問題等。為適應地方經濟建設和電力企業發展的要求，使學生能夠將所學理論知識與實際生產聯系起來，培養學生綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力，是目前本專業人才培養的工作重點和工作中心。因此，在專業課教學中突出工程應用能力培養，對滿足電力企業發展需要及提高人才培養質量等方面均具有重要的實際意義和應用價值。

二、教學改革的主要內容

在《熱力發電廠》課程教學改革過程中，必須適應熱力發電發展趨勢和電力行業對人才需求的變化，構建以技術應用能力培養為主線，以提高綜合素質為目的的新型課程體系。在課堂教學中，應抓住培養生產一線的應用型工程師這一目標，突出工程應用性，努力做好從以傳授知識為主，到以加強能力培養，提高綜合素質為主的轉變，注意加強學生綜合分析工程技術問題能力的培養。此外在充分利用各種現代化手段的基礎上，更新教學方法、豐富教學內容，加強實踐教學環節，改善師生之間交流，培養學生觀察、分析、解決問題能力。

通過一年多的教學改革實踐，針對突出工程應用能力的培養，我們主要實施了以下幾方面的改革：

1.改革課程內容，優化課程體系

按照理論夠用為度、提高針對性的要求，改革了教學內容，刪去了《熱力發電廠》課程中一些復雜公式的推導，例如回熱循環中有關回熱級數與熱效率的關系、給水在各級加熱器中最佳焓升分配公式的推導，而是根據曲線圖得出結論或直接給出結論，直觀易懂，便于學生理解。增加工程實際中用得到的內容，例如增加了熱力發電廠管道與閥門、管道的支吊、防腐與保溫;緊密跟蹤熱力發電技術發展，增加了太陽能發電系統、聯合循環、空冷系統、核電廠熱力系統和超超臨界600MW、1000MW火電機組熱力系統等內容。

2.課堂教學突出應用性，提高學生分析解決問題能力

在課堂教學中，應抓住培養生產一線的應用型工程師這一目標，突出工程應用性，同時也努力做好從以傳授知識為主，到以加強能力培養、提高綜合素質為主的轉變，注意增強學生綜合分析工程技術問題的能力。根據培養目標，能源與動力工程專業的學生畢業以后主要從事發電廠熱力設備的安裝、檢修和運行等工程技術工作。《熱力發電廠》課程的主要內容為火力發電廠的安全、經濟運行，因此，課堂教學應緊緊圍繞火力發電廠的安全性和經濟性二條主線講解。講授每個熱力設備和熱力系統時，首先分析其安全性以及為保證安全而采取的措施。如講授回熱加熱設備時就電廠為什么普遍采用表面式加熱器問題，我們從系統安全性和經濟性二方面進行了全面分析，使同學們懂得了其中的原由。再如講授表面式加熱器運行問題時，為了加強培養學生分析問題的能力，引導啟發學生利用學過的知識分析加熱器端差、水位、啟停速度等指標對加熱器及機組安全性、經濟性影響;在講授除氧器滑壓運行安全性這一問題時，我們利用除氧器工作壓力、泵葉輪吸入口壓力、汽化壓力暫態過程線，引導學生利用已學過的水泵汽蝕理論進行分析，逐條得出機組負荷驟降時滑壓運行除氧器防止給水泵汽蝕的措施。既培養了學生勤于思考的習慣，又鍛煉了學生應用已有知識分析工程問題的能力，又使同學們理解并牢固掌握了這些知識點，為將來從事發電廠運行、檢修及管理打下堅實的基礎，提高了課堂教學效果。

3.采取靈活多樣的教學手段和形式，提高教學效果

隨著現代教育技術的發展，我們應充分利用先進的教學設施，采取插播錄像片、進行計算機仿真教學等現代化教學手段，提高教學效果。教學實踐證明，在講解回熱加熱器和除氧器結構和工作過程等內容時，插播這些設備結構錄像片和現場拍攝的檢修圖片以及工作過程動畫，可以彌補學生不熟悉現場生產設備的缺陷，結合感性認識進行理論教學，會收到事半功倍的效果。endprint

在課堂教學中，還要克服滿堂灌的教學方法，代之以啟發、引導、討論式的教學法，對與每一個知識點對應的工程實際多給學生提出問題，啟發引導學生利用已有知識進行分析、與教師進行討論，使學生在探討中學習，享受獲取知識的樂趣。例如講授除氧器滑壓運行的安全性時，采用啟發式+討論式教學法，邊啟發邊討論逐步給出除氧器滑壓運行時防止給水泵汽蝕的措施;講授給水的全面性熱力系統時，關于再熱器、過熱器和旁路系統減溫水接出點對機組熱經濟性影響時，采用研究式教學法，給出不同方案供同學們研究分析，得出相應的結論[1]。啟發、引導、討論和研究式教學法的應用，使學生逐漸養成了良好的學習習慣和方法，讓學生學會了思考、學會了獲取知識的方法和能力，為日后工作學習打下了良好的基礎。

4.加強實踐環節教學，為培養卓越工程師打下堅實基礎

《熱力發電廠》課程沒有實驗教學、只有課程設計這一實踐教學環節。課程設計是在學完課程理論知識后進行的一項重要的實踐教學活動，目的是鍛煉和提高學生應用理論知識解決工程實際問題的能力，包括計算能力、工程繪圖能力、識圖能力及分析能力。《熱力發電廠》課程的核心內容是熱力發電廠熱力系統的安全性及經濟性，為了鍛煉學生的計算能力、工程設計能力以及綜合運用所學理論分析與解決實際問題的能力。我們在課程設計中給出了一個《超臨界600MW機組全面性熱力系統設計與分析》這一工程實際題目，在給定機組主輔熱力設備和回熱系統情況下，要求學生完成該機組全面性熱力系統設計與分析，主要內容包括：用CAD繪制出全面性熱力系統圖（CAD應用、工程設計能力）、計算設計工況下熱經濟指標（計算能力）、分析主要系統的設計意圖（分析解決工程問題的能力）。課程設計時間為2周，由課程組6位老師輪班進行跟蹤輔導、監督，在教師指導下學生獨立完成設計內容。課程設計完成之后就課程設計內容進行答辯。課程設計成績由平時成績、設計成品成績（包括圖紙、計算和系統設計意圖分析等完成情況給定）和答辯成績組成。通過本課程設計讓學生得到了較全面的工程應用能力的鍛煉，對熱力發電廠課程從理論到實際問題都有了深刻的理解和應用。

三、結束語

以突出工程應用為目的的《熱力發電廠》課程教學改革，適應了“卓越工程師”的培養目標，學生分析、解決工程實際問題能力得到很大的提高，為畢業之后能更好、更快的適應工作需要奠定了堅實的理論及應用基礎。

（作者單位：東北電力大學能源與動力工程學院）

參考文獻：

[1]周振起，趙星海，張炳文，等.一實二創培養目標下的“熱力發電廠”課程改革研究[J].中國電力教育，2012（33）：23-24.endprint