《超超臨界機組運行特性》課程教學改革與實踐

劉建全 石竟達 王偉 樊羊羊 孫權 牛群凱

摘要：上海電力學院動力工程專業《超超臨界機組運行特性》在課程教學中，針對提高專業學位碩士研究生的專業素質和工程能力而嘗試了一系列的教學改革措施，從把握技術發展前沿，到突出重點、抓住難點，聯系工程實際，組織教學等方面進行了介紹，并對取得的效果進行了分析。

關鍵詞：超臨界；前沿；難點；工程實際；改革實踐

中圖分類號：TM89；TM614 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）19-0089-02

一、引言

隨著我國教育事業的快速發展，研究生的教育結構也出現了顯著的變化，專業碩士的比例不斷增加，由此也帶來了一系列問題。如教學模式單一，難以引起學生的學習興趣，以至于極大地禁錮了學生的思維。其次，對于專業碩士的培養，往往是通過學術碩士培養模式的簡單轉移，理論講授偏多。此外，社會導師的引入和使用上的不足也直接導致了理論知識與實際的脫節，使得學生實踐能力不足，難以滿足社會的要求，使得研究生教育傳統模式的缺點越來越突出。

《超超臨界火電廠運行特性》是我?！皠恿こ獭睂I碩士研究生培養方案中的學位課程，該課程不但涵蓋了本科階段的相關力學基礎及鍋爐、汽輪機專業課等知識，而且側重于超超臨界參數動力設備。可培養本學科研究生掌握超超臨界參數動力設備方面的專業知識，為培養本學科火電廠運行研究及設計、教學和科研的高級人才提供堅實的理論基礎。目前上海交通大學、上海電力學院等高校已對專業學位碩士研究生開設了相關的課程，并結合了自己學校的專業特色。

二、《超超臨界火電廠特性》課程教學改革的基本思路

超（超）臨界火電廠運行特性課題組成員在多年的電廠《鍋爐原理》、《汽輪機原理》等課程教學過程中，積極研究探索，總結出以“把握技術發展前沿，突出重點、抓住難點，密切聯系工程實際”為主要內容的教學方法。并在教學過程中突出多媒體教學的研究與應用，積極開展專題討論，培養了學生獨立思考和解決實際工程問題的能力，為專業課程的教學方法改革探索新思路。同時，完善專業碩士剛性考核的培養機制，全方位培養符合社會需求的優秀專業型研究生，為提高課程教學質量奠定基礎。此外，結合學校專業碩士學位的培養目標，致力于提高學生實踐創新能力。

教學改革遵循“加強實踐、注重應用、增強素質、培養能力”的原則，以建設科學規范的教學機制為先導，以抓好教師隊伍建設為前提，以課程內容和教材建設為核心，以現代教育技術為手段，以提高教學效果和人才培養質量為目的，有計劃、有目標、分階段、分層次地開展課程建設工作，構建“教學目標明確、教學理念先進、學生理論和技能一流”的課程教學體系。

（一）教學中注重把握技術發展前沿

進入21世紀，火力發電技術已邁進了超（超）臨界參數的時代，以計算機為核心的燃燒及傳熱三維模擬等新技術不斷涌現，內容更新快，是專業課程的一個特點。課程的設置為專業服務，課程標準的確立堅持“以能力為本位，以就業為導向”的教改理念，以“加強素質教育，強化職業道德，增強學生的職業能力，更好地服務于區域經濟與社會發展”為宗旨。作為動力工程專業的專業學位課課程，在繼承本科階段相關知識的基礎上，著重講授技術發展前沿動力流體設備領域的燃燒理論與規律、流體機械可靠性、運行安全經濟性等內容，并通過結合專題研究提升學生創新能力，以及借鑒歐美發達國家所普遍采用的“產學研”人才培養方法對《超超臨界火電廠運行特性》課程教學模式的轉型進行探討。而由于出版周期的問題，教材內容總是會滯后于前沿技術，這就需要在教學過程中一方面加以相關內容為研究內容，一方面加以引導，幫助學生提高學習的自主性。同時引導學生利用各種資源，包括傳統的和網絡的，把握超超臨界技術發展的前沿。

（二）教學過程中突出重點、抓住難點

《超超臨界火電廠運行特性》是一門技術難度較高的專業課程，知識重點和難點多，需要突出重點、抓住難點，確定該課程內容以及講座專題內容的細節。課程的設置為專業服務，課程標準的確立堅持“以能力為本位，以就業為導向”的職教理念，以“加強素質教育，強化職業道德，增強學生的職業能力，更好地服務于區域經濟與社會的發展”為宗旨。作為動力工程專業的專業學位課課程，在繼承本科階段力學相關知識的基礎上，突出講授動力流體設備領域超超臨界參數下汽水特性，預熱段、蒸發段及過熱段特性，內擾和外擾的影響等內容，并通過結合專題研究提升學生創新能力，以及借鑒歐美發達國家所普遍采用的“產學研”人才培養方法，對《超超臨界火電廠運行特性》課程教學模式的轉型進行探討。教學改革后，發展前沿的新內容需要充實，需要在教學過程中注意節奏的控制和調整，確保重點知識能夠被掌握，知識難點能夠被講透。

（三）聯系工程實際組織教學

在組織教學的過程中，密切聯系工程實際，注重學生工程素養的培育，這也是由課程性質決定的。專業課程的又一個特點是工程性強，工程問題往往是具體的、復雜的，它總是以某種狀態處于特定的生產實際環境中，不能離開它所處的環境條件去研究。例如，超臨界參數下傳熱惡化、熱偏差問題，與亞臨界以下機組存在本質的區別。超臨界壓力時，工質不存在恒定的飽和溫度，偏差管工質溫度差別更高。第二類傳熱惡化對于亞臨界參數鍋爐來說，因其循環倍率遠大于1，通過調節可以避免，超臨界參數鍋爐循環倍率為1，就無法避免。另外，因此講授時應強調這種聯系工程實踐，具體問題具體分析的觀點。

三、改革措施及運行情況

（一）信息技術在教學過程中的應用

在教學過程中，根據超（超）結構及運行特點，將現代計算機和多媒體技術應用于教學中。制作了課程的多媒體授課課件，通過集成在課件中的相關圖片、動畫和視頻，把鍋爐運行的基本原理、有關設備和系統的動作過程等形象地展示給學生們，并把有關鍋爐、汽輪機的超臨界特性等情況以圖文等信息方式“搬”進了課堂。多媒體教學增加了課堂教學的直觀性和生動性，提高了課堂效率。充分利用學校網絡教學平臺的優勢，提高交互式教學功能。由于條件限制，《超（超）臨界機組運行特性》這類專業課程的實驗往往難以在校內通過實驗設備來保證一定的實驗學時。改革過程中，充分利用了基于計算機的火電機組仿真平臺，開設了利用仿真的超超臨界機組常規試驗為內容的實驗項目。構成了課程的實驗內容，保證了實驗效果。

（二）開展研究性學習，提高工科學生素質

結合動力工程專業碩士培養方案，初步確定課程超（超）臨界火電廠運行特性的教學方法和手段。根據動力工程不同研究方向的教學需求，實現分層次的教育，通過專題講座，貫徹先進的教學理念，培養研究生自主學習的意識和獨立破解難題的科研能力。課堂和科研相結合的教學，課堂教學采用專題案例式教學法，從一個實際問題出發，討論分析如何解決這個問題，提高學生學習的興趣和增強對問題的探索精神和創新意識；結合科研項目實際開發內容，充分調動研究生對研究工作的積極性和主動性，培養研究生的創新能力。

（三）作業、考試等教改舉措

本課程為“動力工程”專業學位課，為考試課程。考試成績占70%，平時成績與專題研討30%。筆試采用閉卷方式，客觀題注重考核學生對于基本概念、基本理論的把握；主觀題側重于基本技能的理解和掌握，考核學生的工程應用和解決實際問題的能力。平時成績中，10%為考勤與日常作業成績，20%為專題討論成績。其中專題討論將組織學生針對一個具體系統進行建模、計算、實驗與分析，形成書面報告，以提高學生解決工程實際問題的能力，鞏固本課程及已學過的相關課程的基礎知識，激發學生的學習興趣，提高學生破解難題與獨立開展科研工作的能力。

四、改革效果分析

以上在《超超臨界火電廠特性》課程教學方法和手段方面的改革舉措，取得了良好的效果。所采取的教學方式，受到了學生的歡迎和肯定；延伸了課堂教學的時間和空間。研究型教學方面的初步嘗試，激發了學生的學習和研究熱情。結合教師給定的研究方向，學生或撰寫科技小論文或進行一些小的工程設計，科技文獻寫作水平有所提高。今后應注重以下問題：第一，加強教育教學觀念的討論，經常性開展教學研究，交流與總結教學經驗；第二，在后續的教學工作中，應當繼續貫徹結合院校背景、緊跟學科發展前沿、以培養和提高研究生實際科研能力的方針，不斷修訂與調整教學內容，將學科最新進展融入到教學中去，并通過多種手段切實提高學生科研水平。

五、結論

實踐證明，上述改革措施培養了學生的學習能力，激發了學生在學習過程中的參與熱情，培養了學生實踐動手能力和綜合能力，養成了一絲不茍和實事求是的科學態度，強化了發現問題、解決問題的能力及創新意識。

教師教學思想的轉變是教學改革的關鍵，必須輔以相應教學方法的改革。教學改革是一項系統工程，需要教師大膽地探索，不斷在實踐中總結提高?！敖獭迸c“學”是一個互動的過程，教學方法的改革離開學生的支持和配合是難以落到實處的。

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