“熱力發電廠”課堂和實踐教學交叉深度融合的探索與實踐

李龍之　王默晗　王建偉　王孚懋

摘要：“熱力發電廠”是能源與動力類專業的專業必修課，主要講授熱力系統結構及運行、熱力發電廠熱經濟性分析，重點要求學生掌握熱力機組原則性熱力系統的計算和設計。本文對探索新模式過程中遇到的問題、收獲的經驗和進一步的改進方法進行總結和闡述，為該模式的推廣提供借鑒。

關鍵詞：生產實習；熱力系統；發電廠；課程設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）50-0098-02

一、課程改革背景

“熱力發電廠”是能源與動力工程類專業的一門專業必修課程，本課程著重介紹了熱力發電機組的熱經濟性分析方法以及熱力系統的構成和運行等，重點要求學生掌握熱力發電機組原則性熱力系統的設計。目前，本課程的教學過程存在幾個問題[1]。

1.課程體系陳舊：本課程幾乎涵蓋了機、爐、電、汽、水和風等各個環節，具有綜合性強、工程性強和與電廠生產實際聯系緊密的特點。長期以來，課程體系中各教學環節比較獨立，以理論授課為主，即便利用多媒體等現代化教學手段，但面對如此眾多的電廠設備和復雜的熱力系統，其教學效果也遠遠不夠。

2.學生主動性不足：受傳統教學模式的影響，許多學生把自己定位為被動接受者，課堂上過于平靜，與教師缺少互動。而且，本課程授課期間正處于學生擇業和考研等高峰期，種種壓力轉移了學生的注意力。

3.實踐教學滯后：實踐教學和課堂教學脫節比較嚴重，而且實踐教學趨于單一化和形式化，學生無法真正體會和積累實際操作經驗，對課堂教學的促進作用大大降低。

二、課堂和實踐教學交叉融合模式

根據“熱力發電廠”的課程性質和內容，我們對課程體系進行了分類優化，將其分解為三部分：熱力系統結構和運行、熱力機組熱經濟性分析和機組原則性熱力系統計算。同時，將仿真實訓、生產實習和課程設計等實踐教學環節進行重新調整，分別將其有機地納入相應模塊，促進實踐和課堂教學的相互作用。具體做法分述如下。

1.熱力系統結構和運行的學習。此版塊主要知識點包括給水回熱系統、回熱加熱器的運行、對外供熱系統和熱電廠全面性熱力系統及其運行等。此部分的教學難點在于學生很難將課本上抽象的熱力系統與實際的熱力系統進行合理的聯系。為此，在講授這部分內容時，我們合理使用基于“工作過程”的教學理論，正確運用啟發式和討論式教學手段，充分利用已有的教學資源，如電廠實物模型和流程演示平臺等，通過直觀認識和拆裝演示等手段，在教學氛圍上創造“工作過程”的場景，使一些教學難點形象化和簡易化[1]。將模擬和仿真的結果制成教學素材，不僅可以使講授的內容具體化、直觀化，而且更好地激發了學生的學習興趣。最后，在這部分內容學習結束之后立即進行為期兩周的生產實習，讓學生帶著問題進行實習，在實習過程中通過近距離接觸電廠設備和運行車間以及與廠方人員的有效溝通積極尋求問題的答案。

2.熱力系統經濟性分析的學習。此模塊主要知識點有熱經濟指標的分類和計算、提高蒸汽初參數和降低蒸汽終參數對熱經濟性的影響、回熱和再熱對機組熱經濟性的影響等。難點集中于熱經濟性指標的過程計算和改變蒸汽參數對熱經濟性影響的理論分析等。所以，我們在講授這部分內容時采取了如下方法：要求學生在生產實習環節中注意收集實習單位的熱經濟性指標或者與之相關的計算參數，在授課過程中引導學生運行相關知識，深入分析各單位經濟性并給出針對性的解決方案，為培養適應新形勢下的能源動力類專業應用型實踐創新人才提供保證。通過反復分析和系統比較，培養學生縱覽全局的考慮和分析工程實際問題的意識和能力[3]。

3.原則性熱力系統設計的學習。此模塊主要涵蓋了機組原則熱力系統和熱力發電廠原則性熱力系統的計算，難點在于此部分計算過程煩瑣，單一的課堂教學使學生難以快速接受理解和提高計算能力。傳統教學一般通過課程設計來改善這一局面，但課程設計往往安排在學期末，與此部分知識的課堂學習間隔一定時間，大大降低了課程設計對夯實專業基礎和靈活運用知識的作用。為此，我們對課程設計內容重新編排，使設計符合電廠機組大容量、高參數等技術發展趨勢，將課程設計直接納入課堂教學，使兩者相輔相成。同時，結合工程實際進行課程設計，培養學生創新能力和工程意識。比如，以《1000MW超超臨界火力機組熱力系統設計計算》為課程設計題目，鼓勵學生運用所學知識擬定發電廠熱力系統，依據熱力系統完成原則性熱力系統計算、熱力系統優化設計和輔助熱力設備選型、管徑計算及管道選擇、安全性及經濟性分析，強化學生工程意識的培養[2]。

通過對課程體系的合理調整，采取邊授課邊實踐的教學手段逐步構建課堂和實踐教學交叉融合相互促進的新型教學模式（如圖1所示），拉近課堂教學與實踐教學的時空距離，提高《熱力發電廠》課程教學效果，提升學生整體素質和創新能力，切實改善學生培養質量。

三、教學效果和改進措施

1.教學效果。課堂和實踐教學交叉深度融合的新模式有效規避了傳統授課模式存在的一系列問題，而且通過教學實踐取得了良好效果：（1）學生對本課程的學習熱情明顯好轉。課堂出勤率顯著改善，課堂氛圍熱烈。以前學生對本課程缺乏興趣、難以理解等現象得到了根本性的扭轉。（2）學生對重點知識的掌握程度更牢固，體現在學生的工程設計能力明顯提高，熱力系統設計更規范，極大地改善了課程設計與課程學習脫節嚴重以及部分同學設計進度緩慢甚至疲于應付的不良學風。（3）學生解決實際問題的能力得到了充分鍛煉，創新意識和工程能力有所增強，進一步增強了專業的歸屬感和認同感，對培養適應新形勢的復合型人才有推動作用。

2.改進措施。此模式對“熱力發電廠”課程教學表現出一定的促進作用，但在今后教學過程中仍需要從以下方面進行改進：（1）從時間和空間上進一步優化課堂和實踐教學交叉融合的關聯度和有效度。（2）進一步強化實踐教學環節，如提高仿真實訓的實效性、生產實習的針對性、課程設計的創新性以及教師科研項目和實踐教學的互補性；保證實踐教學的常態化、多元化和規范化。（3）建立基于網格管理的全程考核模式和動態評價系統，探索基于網絡考試系統的“熱力發電廠”考核新方式[4]。

四、結束語

對于“熱力發電廠”這樣一門理論性強、綜合性強和工程性強的課程，教學改革是一個難度大和周期長的系統工程，盡管在教學過程中采取了一些措施，加強了課堂教學和實踐教學的交叉融合，但仍不夠完善，還需在今后教學工作中不斷開拓探索和積累總結，真正使該課程成為培養學生將來從事電力生產或科學研究的基石。

參考文獻：

[1]王運民，黃竹青，張希富.“熱力發電廠”課程教學改革的探索與實踐[J].教育教學論壇，2013，（44）：221-222.

[2]周振起，趙星海，張炳文，胡鵬飛.《熱力發電廠》精品課程建設的研究與探索[J].教育教學論壇，2013，（38）：230-231.

[3]付文峰，李衛華.“熱力發電廠”課程實踐性教學研究[J].中國職工教育，2012，（14）：145.

[4]畢小龍，陳愛萍，田永偉，孫榮岳.基于網絡考試系統的“熱力發電廠”考核方式初探[J].科教文匯，2014，（12）：67-68.