多樣化教學方式在《鍋爐原理與設備》課程中的研究與探索

趙鵬飛+王珂

摘要：針對《鍋爐原理與設備》課程教學中存在的教學內容陳舊、教學模式單一、缺少綜合實踐教學等問題，介紹了多樣化教學方式的特點、設計及具體做法，該教學方法能有效培養學生的創新能力和實踐能力，提高教學質量。

關鍵詞：《鍋爐原理與設備》；教學方式；多樣化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0173-02

《鍋爐原理與設備》是能源與動力工程專業的主干課程，同時還是過程控制及裝備、建筑環境與設備工程等眾多專業重要的專業基礎課程或選修課，擁有極其廣泛的受益專業面和學生群體。隨著社會的發展，各種特種鍋爐不斷涌現，電站鍋爐也朝高參數、大容量方向發展[1，2]。該課程教學對我國培養能源生產及轉換利用等方面的高級專業人才有重要意義。

中國礦業大學能源與動力工程專業是火電廠為主的傳統專業。課程是以電站鍋爐為背景而設立的，授課內容圍繞電站煤粉鍋爐進行，不但涉及鍋爐結構、燃燒供給、傳熱、水循環等基礎知識，還涉及輔助系統的工作原理和組成，以及鍋爐總體設計和計算。課程知識面廣、內容豐富、綜合性強，如何在短時間內讓學生深入了解該課程是目前存在的主要難點[3，4]。

一、教學中存在的問題

《鍋爐原理與設備》課程在2012版教學大綱中定為80學時，在課程的教學與實踐中，雖然我們不斷地借鑒其他院校的教學方式，有了一定的進展和成果，但仍存在以下不足。

1.教學內容增多與學時分配減少之間的矛盾。電站鍋爐的種類較多，不同鍋爐在構造與工作運行方面有著很大差異，鍋爐知識技術的傳授與學習需花費大量時間。隨著教學改革的推進，該課程已縮減到64學時，讓學生在如此短的學時里學習掌握各種不同鍋爐的工作原理和設計方法變得十分困難。

2.鍋爐技術發展迅速與教材更新滯后之間的矛盾。近十年來，鍋爐技術快速變革，課程教材的內容大多根據前幾年或者更早之前的技術編撰的，相對滯后。同時，人們對于知識產權的維護意識也越來越高，這樣使得很多先進技術與知識都以專利的形式保護起來，讓課本知識與行業尖端內容技術有了差距。

3.課程教學難度大與教學手段單一之間的矛盾。現代鍋爐設施是一個內部復雜而又龐大的裝置，包括制粉系統、燃燒系統、煙風系統、工質流動系統、除塵設備、脫硫脫硝設備、風機、水泵和管道支吊架等部件，單純地以授課的方式很難使學生理解實際鍋爐的樣子，更別說掌握鍋爐中各部件的具體結構。

4.學生綜合能力較低與企業要求逐年提高之間的矛盾。《鍋爐原理與設備》與鍋爐課程設計、認識實習以及相關的選修課構成了密切相關的課程群，但是每種教材之間的內容互相聯系不緊密，這樣就讓學生們在知識點上難以總結，并不能提高在實際工程運用中解決問題的能力。而近年來，用人單位對熱能動力工程專業應屆本科生的技能、技術的要求逐年提高，這對專業課教師提出了新的挑戰。

二、教學模式改革

通過在上述描述中的若干點和我校內部教學中出現的問題，我們提出了把多樣化教學方式聯系到課本中：將課程目標以層層遞進的方式把所要學習的內容分為四個步驟（內容龐雜的理論知識，復雜的系統設備，發展中的前沿性課題，專業實踐），分別用與之相匹配的四種教學手段（問題導向式的課堂講授，多媒體圖片、動畫演示、模型教具等結合集中實習，探究式的科研創新訓練，專業課程設計與電廠仿真訓練）授課，構建基于過程考核的多元評價體系（閉卷考試、實習報告、現場考核、課程設計與上機成績），從而形成一個目標—內容—方式—評價的有機整體，形成互動機制，相互促進，增強成效。

以多樣化的教學方式來講授《鍋爐原理與設備》課程的內容，基本研究包括以下幾方面：（1）教學目標的設計。教學總體目標是通過對課程的了解和深入，能讓學生把鍋爐設施的理論掌握得更扎實，不僅要鍛煉和提高學生的學習積極性，能夠主動地去了解相關的知識內容，而且能夠以科學的方法去分析并解決在鍋爐設計、制造、運行和管理過程中發現的技術問題。（2）合理的分配教學內容。根據教學目標，對課程的內容進行合理的劃分，以這樣的形式既可以保證教學內容的完整性，也能夠將教師授課教學、學生集中實習、科研創新訓練、課程設計與電廠仿真訓練等活動有機的結合起來。（3）問題導向式的課堂講授。著重于對問題知識點的引導和對學生啟發式提問的方式，將板書和電腦教學設施交互使用，把復雜多元的理論知識概念化、形象化。（4）多媒體圖片、動畫演示、模型教具等結合集中教學。讓學生們對鍋爐的構造和運行流程有一個深入的了解。（5）進行探索式的創新訓練。在授課教學期間舉辦學術前沿講座，使學生們對科學發展的最新動態有一定了解，同時讓學生們去做些實用性強的教材訓練題，提高學生在學科探索中的積極性和創造性。（6）專業課程設計與電廠仿真訓練。電廠仿真軟件操作界面完全和實際電廠相同，集中在學院機房進行電廠仿真訓練，讓學生有身臨其境的感覺。（7）構造多元化的成績評定體系。在進行了不同的教學方式后，最終學生的成績就不會只定為考試成績，而是著重于過程的多項綜合成績，并用這種過程性和多元性使成績變得更加準確。

以備課、課堂教學、課下和成績評定四個階段貫徹整個教學過程。（1）備課階段中以課程內容為根據來進行調整，并對實習的內容、課程設計和科研仿真訓練內容進行規劃。教學的內容分為四部分：①以掌握課程的主要內容，即鍋爐的原理及基礎知識點為前提來進行講述；②復雜的鍋爐設備，包括：燃燒設備、換熱設備等，讓學生對鍋爐工作過程的基本情況有形象的認知；③利用合適的科研創新訓練來鼓勵學生進行探究式科研活動；④設計課程設計題目，每人一題（類型一致，但每人的參數不同），并合理選擇上機培訓內容。（2）在課堂教學階段：①在傳授課程知識點時利用視頻圖片和表格等多種形式來啟發學生；②將本來在鍋爐實習的一周時間加以利用，分別安排學生在校內電廠設備模型實驗室、火力發電廠和鍋爐制造廠學習，合理有效的把這些資源綜合起來，以動畫、圖片和模型教具等結合實際的電廠設施，讓學生對鍋爐有一個全面、系統的認識，而不是之前的走馬觀花式的“認識”；③基于前言課題讓學生們了解流化床鍋爐、新型燃燒設備以及火電廠中環境污染控制方面的最新技術；④在課程初期學習時就將課程設計題目下發給學生，在理論學習的同時一步一步把課程設計分為課后作業讓學生完成，讓理論學習與課程設計的進展同步進行，以此方法針對提高學生課題設計的目的性，保證課題設計能夠準時完成；理論學習后，安排學生到機房進行上機訓練，鞏固基礎知識，提高實踐能力。（3）在課下階段，根據不同教學方式，采用不同的考核方式，即課堂講授內容采用傳統閉卷考試，集中實習采用現場考核方式，前言課題采用提交科研論文的形式，實踐部分采用提交課程設計及上機成績的方式。（4）在最終評定學生成績階段采用基于過程的多元評價體系。以平時點名成績、論文報告成績、閉卷考試成績等因素來綜合評判，著重于過程而不是以最終考試來評判成績的多元體系。

綜上所述，《鍋爐原理與設備》課程需要開展多樣化的教學改革。本課程對學生在未來研究和工作中有很大作用，擁有良好的應用前景：（1）本課題有利于調動學生的學習積極性，培養學生自主學習習慣，使學生學習觀念從“要我學”向“我要學”轉變，加深對理論知識的理解。（2）增強學生的應用和動手能力，擴充思想和知識面，提高團隊合作和自主創新多方面的素養。（3）有利于發揮對同類課程的帶動與輻射作用。本課程可以擴展成為我校礦業、材料、化工、建筑等領域相關專業的素養課程，研究成果也可為其他專業類似課程的建設和改革提供借鑒。

參考文獻：

[1]李偉，張旭.鍋爐原理及設備教學研究探索[J].教育教學論壇，2016，（35）.

[2]王波.淺談“鍋爐原理”課程教學中的若干問題[J].中國電力教育，2011，（24）.

[3]馬有福.“鍋爐設備及運行”課程教學內容探討[J].中國電力教育，2014，（08）.

[4]趙雪峰.“電廠鍋爐原理及設備”課程教學研究探討[J].中國電力教育，2010，（22）.