《電廠鍋爐原理》直觀性教學探討

鄭建祥，盧洪波，劉國偉，劉洪憲，沙鵬

（東北電力大學能源與動力工程學院，吉林吉林 132012）

《電廠鍋爐原理》是火電廠集控運行專業的主干課程。課程其他學科內容涉及廣泛，知識重點和難點較多，課程體系復雜。新的教學改革和國家對工程應用本科教學要求的提升，《電廠鍋爐原理》課程已經將理論課時大大壓縮。而該本科課程跟現場實際緊密關聯，必須講授的內容也日益更新，跟現場實踐關聯，具有授課時間短，學習難度加大的特點。為了提高《電廠鍋爐原理》課程的教學效果，筆者結合多年在相關鍋爐課程中的教學心得，針對該課程的教學重點和難點，運用直觀教學法，將現場實際和理論相結合，可以提高該課程的授課效果。

1 直觀教學法

夸美紐斯[1]主張“廢除引經據典、咬文嚼字的文字教學法，運用直觀教學法。”他說，知識的開端永遠必須來自感官，教學應從觀察事物開始。在可能的范圍以內，一切事物都應該盡量地放在感官跟前；如果得不到實物，就用圖像、模型等直觀教具代替。他把直觀教學定為教師的一條金科玉律，要求在一切的教學中普遍的運用。

夸美紐斯的上述直觀教學法是非常值得提倡的。但是其有一定的局限性。馬克思指出：“現象形態和事物的本質會直接合而為一，一切科學就成了多余的了。”我們講述的鍋爐的過熱器，是從實際中大量的、不同類型的過熱器中提煉出的代表，研究其性質、特點，鍋爐運行對它的影響等。這是在具體的事物中提煉出來的科學本質。所以我們教授給學生的是反映事物本質的科學理論，它不是和現象形態直接合而為一的，不可能僅僅靠直觀的教學法就可以解決的問題。這就是直觀教學法的局限性。如果把直觀教學法作為金科玉律，作為絕對的東西，那就是片面性，就是形而上學的錯誤的觀點。既然我們已經認識到了直觀教學法的局限性，那么如何發揮直觀教學法更大的功效呢？

構成一個事物的兩個相反的方面就像磁鐵的兩極，每一方面都以對方的存在為自己存在的條件。每一方面發揮作用都依靠對方的存在而存在。認識的兩個過程，感性認識和理性認識之間的關系就是上述的關系，直觀的東西屬于現象，理論的東西反映的是本質，他們的關系也是上面的互相依存的關系。這就是“相輔相成”的辯證法的原理。根據這個原理，在直觀教學的時候，就要和理論教學的內容相聯系，這就叫作有的放矢，這時，直觀教學法就發揮了它的最大功效。

2 直觀教學方法在《電廠鍋爐原理》教學中應用

不少在鍋爐原理教學一線的老師對鍋爐原理教學的理論和實踐做了多方面的研究。主要有車德勇[2]的《動畫仿真技術在〈鍋爐原理〉課程教學中的應用》，于廣鎖[3]的《鍋爐原理課程教學的探索與研究》。很多教師感慨：“站在鍋爐旁不知道鍋爐在哪里？”也就是說，雖然多媒體教學能夠有效擴充和豐富教學內容，學生還是不能真正地認識鍋爐。所以如何真正將直觀教學和理論教學緊密聯系，發揮直觀教學方法的最大功效，應是目前教學研究的重點。

《電廠鍋爐原理》教學難點[4]是鍋爐制粉系統、燃燒系統、汽水系統。這些系統是眾多工程實際設備結合，功能復雜，學生之前根本沒有接觸到這些設備，沒有基礎的理解，特別是這些設備按照其功能連接，完成其基本功能，學生極容易搞混，而且沒有現場實際經歷，很難記憶。針對這種情況，我們采用直觀教學法結合理論教學，對目前教學方法進行改革，主要體現在以下幾方面。

2.1 直觀教學

充分利用該校與電廠聯系緊密這一優勢，在學生學習專業課前，進行現場認識實習。讓學生進入現場，零距離接觸到電廠的各種設備，并聘請現場專業工程師進行認識講解。結合CAI課件學習，使學生在學習鍋爐前對電廠有了整體直觀的清晰認識。

2.2 課堂理論聯系實際

充分利用多媒體和網絡教學技術手段，豐富了教學內容、提高了教學質量。利用三維動畫技術和手段，對火力發電廠的設備和系統進行逼真、形象、三維立體展現，而且展示其運行過程，不但可以使學生全面了解鍋爐主要系統及設備結構，而且可以大大激發學生學習專業課的興趣，調動學生的積極性和主動性，真正將理論和實際結合，起到了純現場實物教學及課堂教學無法起到的作用。

積極進行高等學校教學與科研相結合的有益嘗試，在教學研究型大學中要把教學和科研有機地結合起來，互相補充、相輔相成。把教研組的研究成果以及國內外最新技術加入到鍋爐原理課程中。比如，在講述燃燒理論部分時，將潔凈煤發電技術、循環流化床、超臨界鍋爐以及整體煤氣化聯合循環發電（IGCC）等相關世界前沿技術介紹給學生，并提供相應的國內外參考資料，結合課程內容留下思考題讓學生通過查找資料自己解決問題。還有在講述直流鍋爐時，將目前國內外超臨界和超超臨界鍋爐內容做一介紹，激發學生興趣，科研教學相結合開闊了學生的視野。

2.3 針對性課程設計和畢業設計

針對熱能動力專業的學科性質和將來的就業狀況，《電廠鍋爐原理》教學理念應以提高實踐能力，開闊專業視野為目標。所以學生的課程設計和畢業設計是將鍋爐原理的知識學以致用。鍋爐課程設計，強化學生對鍋爐基本理論和運行過程的理解。包括鍋爐的整個額定工況和變工況情況下的校核熱力計算。通過特定燃料的燃燒計算，燃燒熱平衡計算，學生可以扎實掌握鍋爐的燃燒過程和相關設備的理論和運行過程。根據熱力學和傳熱學原理，對前屏、后屏，對流過熱器再熱器及尾部受熱面校核計算。充分掌握鍋爐原理的基本理論和運行原理。為后續畢業設計和學生在電廠相關崗位工作打下基礎。

在畢業設計方面，畢業設計題目都是有針對性的實際課題，有機結合基本的鍋爐原理及相關所學的知識，并應用這些知識，針對工程實際，培養學生創造能力，提高學生的分析研究能力，這樣學生可以奠定進行科研創造工作的基礎，建立進行科研工作的邏輯全局觀點，具有安全意識，具有較高的設計思維和扎實的工作作風，為今后走向工作崗位打下良好的基礎。

3 結語

在《電廠鍋爐原理》課程的教學中，根據學生的工作需求，及教學中存在的不容易理解的難點問題，采用直觀教學和理論教學相結合的方法，可以大大提高學生的學習興趣，提高教學效果質量，為后續的畢業設計和學生的實踐工作奠定一個良好基礎。