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摘要:根据“电厂锅炉原理及设备”课程的现状和特点,结合教学实践,对该课程的教学难点进行分析,并且有针对性地提出建议。希望通过该课程教学,提高学生专业素养,加深对本专业知识的系统认识。
关键词:电厂锅炉原理及设备;教学研究;课程设计
作者简介:赵雪峰(1970-),男,吉林长春人,长春工程学院能源动力工程学院,讲师,主要研究方向:锅炉及多相流。(吉林 长春 130012)
“电厂锅炉原理及设备”是热能与动力工程专业的主干课程。该课程以大型电站煤粉锅炉为教学对象,全面系统地阐述了电站锅炉的主要系统及工作原理,内容包括锅炉的构成及工作过程、锅炉用燃料、煤粉制备、燃烧基本理论及燃烧设备、各对流受热面的主要运行问题、蒸汽净化及水质工况、锅炉机组的布置及热力计算方法等。[1]
根据我国“十五”规划教材对工程类应用型本科院校教材的要求,该课程针对热动专业学生的教学课时已经缩短到64个学时,而且包括6个学时的实验。鉴于课程内容多、课时少、授课及学习难度大、综合性强的特点,本文结合在“电厂锅炉原理及设备”课程中的教学实践,分析该课程的教学难点,有针对性地谈一些解决方案,希望对提高该课程的授课效果有所裨益。
一、教学体系构建与难点分析
精选教学内容,这就要求授课教师结合教学大纲要求,一方面照顾知识面的广度,另一方面要注重基本概念和基本原理的深度。
“电厂锅炉原理及设备”的重点和难点是制粉系统和燃烧系统,教学计划中应该相应增加学时数量。当学生首次接触到热力系统,由于热力系统中各种设备较多,结构复杂,功能多样,管线连接密如织网,不容易记忆,本文通过开发相应的教学软件,采用多媒体课件教学,针对各种设备结构及功能比较以及对系统和系统之间比较进行讲解,从而加深学生的理解。
为了合理利用多媒体手段辅助教学而开发了多媒体课件。把收集到的和在电厂拍摄到的许多图片反映到课件里,并制作了平面动画,这样就可以很形象地讲解电厂锅炉原理和关键设备结构,在教学中取得了很好的效果。课件的另一个优点是可以很方便地及时进行更新,我们可以不断地把从电厂得到的最新技术动态和设备图片添加到课件中,或针对不同电厂的锅炉设备特点进行有针对性的内容调整,从使教学更有针对性。
虽然多媒体教学能够有效扩充和丰富教学内容,但仍然有“站在锅炉旁不知道锅炉在哪里的现象”。[2]其原因在于电厂锅炉设备庞大,教学过程中学生很难把握住整体与局部的关系。模型教学的直观性则可以有效地提高学生的感性认识,增强教学效果,是提高该课程教学的有效途径。热能动力实验室陈列典型的教学模型有:200MW热电联产全厂模型、300MW锅炉模型、全厂模型和600MW锅炉模型、全厂模型等,在授课时间和实验室开放时间,学生可随时参观模型。
纸质教材、多媒体课件和模型教学构成了较为完整的教材体系,充分保证了这门课程的教学质量和学习效果。
二、知识点的联系和巩固
“电厂锅炉原理及设备”课程的教材各章节后一般不附思考题和计算题,学生在课后的练习机会很少。如果课后学生不主动复习,课前又缺少预习,则容易出现授课及学习效果都比较差的情况。讲授内容难以巩固成为学生掌握知识的瓶颈,更别说学以致用,理论联系实际了。
针对这种情况,教师可以在每次课后把下一次课的主要内容以思考题的形式发给学生,要求学生自学,这是督促学生课前预习、提高学生自学能力的重要手段。为了增强预习效果,可在课堂讲授前针对上次课预留的思考题进行探讨,必要时可以采用提问检查等手段。由于有思考题做引导,学生的自学积极性一般都比较高,自学方向也比较明确。讲授时,教师可根据思考题,配合教科书,结合工程实际,有选择、有重点地作一些讲解,从而加深学生对基木概念的理解和掌握。如果应用得当,学生配合积极,则可以起到花费课时少而讲授内容多、课堂容量大、课堂气氛活跃、学生容易接受讲授内容的效果。
针对课后练习少的情况,应由授课教师适当增加课后计算题。例如在讲授完第二章燃料及燃料燃烧计算,针对不同基准的换算关系、煤的高低位发热量的关系、折算水分、折算灰分、折算硫分、理论空气量、过量空气系数、锅炉漏风系数、理论烟气量、实际烟气量、烟气焓计算等知识点,安排一次2学时的习题课,习题课结束后,针对习题课的内容,留一部分课后作业,批改完之后,针对典型的错误,进行讲解,巩固学生们所学的知识。
在各个章节尽量多地给出前沿研究方向,并与阶段性的小论文或读书报告相结合。阶段性的小论文或读书报告是教学活动的实际体现,它要求既要有教学理论知识又要有工程实际应用的例证,并提出自己的观点与修正意见。在保证完成基本教学任务与作业后,期中与期末布置两篇阶段性的小论文或读书报告,阶段性的小论文或读书报告体裁不限,可以是阶段性的学习心得、综述、专题、编程等。把有代表性、有特色的文章在课堂上宣读。以小论文或读书报告的形式来反映学生知识的掌握程度与扩展情况以及创新思维的发展,并以此作为期终考试成绩的一部分。这种方法既考察了学生的学习情况,增加练习,同时为毕业设计和实践教学打下坚实的基础。
在全课程预定内容讲授完后,全面进行系统地复习,可以使学生对电厂锅炉有一总体概念,这样可以巩固所学知识,并为随后的课程设计和毕业设计打下坚实基础。“电站锅炉原理及设备”课程基本概念多,涉及到的知识面广,学生难免会出现边学边忘的现象,抓好期末复习,是保证教学效果的重要一环。
三、需记忆条文规定要牢记
“电厂锅炉原理及设备”课程教材和规范中条文描述抽象,学生学习时易感觉枯燥,难以理解、记忆。针对这种情况,教师应改变传统的在黑板上板书讲授方式,多用多媒体及电子教案,从而节省出板书时间,用于解释条文和规定的背景及相关知识,使学生理解条文的来龙去脉,加深记忆。可用图形、动画、照片或者视频资料等多媒体手段来表达条文的具体内容,更直观,便于学生理解。
在开课之初的绪论部分,要讲清楚电力工业在我国国民经济中的重要作用。电力工业从一个侧面反映了国家经济实力的强弱,由此作为切入点激发学生的学习热情,提高学生的敬业精神和爱国热情。鉴于本课程在电厂中所处的地位与作用,教学工作者必须具有严谨的工作态度、扎实的基础理论知识和实际应用能力。
因该课程涉及以前所学的各门专业课程,如“工程热力学”、“传热学”、“工程流体力学”。在讲授时与学生的互动中即可了解学生对以前所学知识的掌握程度,授课方式也应相对灵活,要帮助学生复习和回忆已学专业知识,否则没有相对坚实的专业基础,要掌握该课程的内容也很困难。
四、授课效果影响深远
“电厂锅炉原理及设备”课程一般在第六学期开设,经过一个学期的讲授后,学生将在本学期的锅炉原理课程设计和第八学期的毕业设计中将大多数知识学以致用。
锅炉课程设计的任务是对锅炉进行额定工况或变工况校核热力计算。设计目的是通过课程设计加深对锅炉课程的总体理解,熟练掌握燃料的燃烧计算,热平衡计算,炉膛校核计算,前屏、后屏,对流过热器再热器及尾部受热面校核计算方法。为毕业设计和走上工作岗位打下良好的基础。
毕业设计是热能与动力工程专业教学计划中最后一个实践教学环节,也是对学生所学的专业理论知识和实践技能的一次综合性检验,是培养学生创新能力和创新意识、提高综合素质的重要阶段。
通过毕业设计可以锻炼学生将所学的知识全面有机地结合起来,并应用这些知识,综合地创造性地来分析和研究乃至解决本专业某些方面的科学技术问题。从而培养学生具备现代工程技术工作所必备的全局观点、安全观点和经济观点,树立正确的设计思想和严谨的工作作风,为今后走向工作岗位打下良好的基础。
以锅炉制粉系统设计为例,从概念设计到结构方案的确定;从磨煤机和制粉系统的选择,到磨煤机的台数、型号的选定;从制粉系统热平衡计算到制粉系统风量控制,设计与教学内容密不可分。可见该课程授课的效果将直接影响毕业设计的质量。
授课教师一般都具有多年毕业设计辅导经验,应紧密结合毕业设计的具体内容,有针对性地强调这方面的知识,在完成正常授课的同时,结合毕业设计中遇到的具体问题,联系实际进行讲解。
五、结语
在“电厂锅炉原理及设备”课程的教学中,笔者根据上述思路,认真处理该课程教学中存在的难点问题,教学效果明显改善,学生在以后的毕业设计和实践工作中反映良好。
参考文献:
[1]叶江明,潘效军,陈广利.电厂锅炉原理及设备[M].北京:中国电力出版社,2006.
[2]何雅玲,陶文铨,何茂刚.能源动力类人才培养方案改革研究与实践[M].西安:西安交通大学出版社,2003.
(责任编辑:苏宇嵬)
关键词:电厂锅炉原理及设备;教学研究;课程设计
作者简介:赵雪峰(1970-),男,吉林长春人,长春工程学院能源动力工程学院,讲师,主要研究方向:锅炉及多相流。(吉林 长春 130012)
“电厂锅炉原理及设备”是热能与动力工程专业的主干课程。该课程以大型电站煤粉锅炉为教学对象,全面系统地阐述了电站锅炉的主要系统及工作原理,内容包括锅炉的构成及工作过程、锅炉用燃料、煤粉制备、燃烧基本理论及燃烧设备、各对流受热面的主要运行问题、蒸汽净化及水质工况、锅炉机组的布置及热力计算方法等。[1]
根据我国“十五”规划教材对工程类应用型本科院校教材的要求,该课程针对热动专业学生的教学课时已经缩短到64个学时,而且包括6个学时的实验。鉴于课程内容多、课时少、授课及学习难度大、综合性强的特点,本文结合在“电厂锅炉原理及设备”课程中的教学实践,分析该课程的教学难点,有针对性地谈一些解决方案,希望对提高该课程的授课效果有所裨益。
一、教学体系构建与难点分析
精选教学内容,这就要求授课教师结合教学大纲要求,一方面照顾知识面的广度,另一方面要注重基本概念和基本原理的深度。
“电厂锅炉原理及设备”的重点和难点是制粉系统和燃烧系统,教学计划中应该相应增加学时数量。当学生首次接触到热力系统,由于热力系统中各种设备较多,结构复杂,功能多样,管线连接密如织网,不容易记忆,本文通过开发相应的教学软件,采用多媒体课件教学,针对各种设备结构及功能比较以及对系统和系统之间比较进行讲解,从而加深学生的理解。
为了合理利用多媒体手段辅助教学而开发了多媒体课件。把收集到的和在电厂拍摄到的许多图片反映到课件里,并制作了平面动画,这样就可以很形象地讲解电厂锅炉原理和关键设备结构,在教学中取得了很好的效果。课件的另一个优点是可以很方便地及时进行更新,我们可以不断地把从电厂得到的最新技术动态和设备图片添加到课件中,或针对不同电厂的锅炉设备特点进行有针对性的内容调整,从使教学更有针对性。
虽然多媒体教学能够有效扩充和丰富教学内容,但仍然有“站在锅炉旁不知道锅炉在哪里的现象”。[2]其原因在于电厂锅炉设备庞大,教学过程中学生很难把握住整体与局部的关系。模型教学的直观性则可以有效地提高学生的感性认识,增强教学效果,是提高该课程教学的有效途径。热能动力实验室陈列典型的教学模型有:200MW热电联产全厂模型、300MW锅炉模型、全厂模型和600MW锅炉模型、全厂模型等,在授课时间和实验室开放时间,学生可随时参观模型。
纸质教材、多媒体课件和模型教学构成了较为完整的教材体系,充分保证了这门课程的教学质量和学习效果。
二、知识点的联系和巩固
“电厂锅炉原理及设备”课程的教材各章节后一般不附思考题和计算题,学生在课后的练习机会很少。如果课后学生不主动复习,课前又缺少预习,则容易出现授课及学习效果都比较差的情况。讲授内容难以巩固成为学生掌握知识的瓶颈,更别说学以致用,理论联系实际了。
针对这种情况,教师可以在每次课后把下一次课的主要内容以思考题的形式发给学生,要求学生自学,这是督促学生课前预习、提高学生自学能力的重要手段。为了增强预习效果,可在课堂讲授前针对上次课预留的思考题进行探讨,必要时可以采用提问检查等手段。由于有思考题做引导,学生的自学积极性一般都比较高,自学方向也比较明确。讲授时,教师可根据思考题,配合教科书,结合工程实际,有选择、有重点地作一些讲解,从而加深学生对基木概念的理解和掌握。如果应用得当,学生配合积极,则可以起到花费课时少而讲授内容多、课堂容量大、课堂气氛活跃、学生容易接受讲授内容的效果。
针对课后练习少的情况,应由授课教师适当增加课后计算题。例如在讲授完第二章燃料及燃料燃烧计算,针对不同基准的换算关系、煤的高低位发热量的关系、折算水分、折算灰分、折算硫分、理论空气量、过量空气系数、锅炉漏风系数、理论烟气量、实际烟气量、烟气焓计算等知识点,安排一次2学时的习题课,习题课结束后,针对习题课的内容,留一部分课后作业,批改完之后,针对典型的错误,进行讲解,巩固学生们所学的知识。
在各个章节尽量多地给出前沿研究方向,并与阶段性的小论文或读书报告相结合。阶段性的小论文或读书报告是教学活动的实际体现,它要求既要有教学理论知识又要有工程实际应用的例证,并提出自己的观点与修正意见。在保证完成基本教学任务与作业后,期中与期末布置两篇阶段性的小论文或读书报告,阶段性的小论文或读书报告体裁不限,可以是阶段性的学习心得、综述、专题、编程等。把有代表性、有特色的文章在课堂上宣读。以小论文或读书报告的形式来反映学生知识的掌握程度与扩展情况以及创新思维的发展,并以此作为期终考试成绩的一部分。这种方法既考察了学生的学习情况,增加练习,同时为毕业设计和实践教学打下坚实的基础。
在全课程预定内容讲授完后,全面进行系统地复习,可以使学生对电厂锅炉有一总体概念,这样可以巩固所学知识,并为随后的课程设计和毕业设计打下坚实基础。“电站锅炉原理及设备”课程基本概念多,涉及到的知识面广,学生难免会出现边学边忘的现象,抓好期末复习,是保证教学效果的重要一环。
三、需记忆条文规定要牢记
“电厂锅炉原理及设备”课程教材和规范中条文描述抽象,学生学习时易感觉枯燥,难以理解、记忆。针对这种情况,教师应改变传统的在黑板上板书讲授方式,多用多媒体及电子教案,从而节省出板书时间,用于解释条文和规定的背景及相关知识,使学生理解条文的来龙去脉,加深记忆。可用图形、动画、照片或者视频资料等多媒体手段来表达条文的具体内容,更直观,便于学生理解。
在开课之初的绪论部分,要讲清楚电力工业在我国国民经济中的重要作用。电力工业从一个侧面反映了国家经济实力的强弱,由此作为切入点激发学生的学习热情,提高学生的敬业精神和爱国热情。鉴于本课程在电厂中所处的地位与作用,教学工作者必须具有严谨的工作态度、扎实的基础理论知识和实际应用能力。
因该课程涉及以前所学的各门专业课程,如“工程热力学”、“传热学”、“工程流体力学”。在讲授时与学生的互动中即可了解学生对以前所学知识的掌握程度,授课方式也应相对灵活,要帮助学生复习和回忆已学专业知识,否则没有相对坚实的专业基础,要掌握该课程的内容也很困难。
四、授课效果影响深远
“电厂锅炉原理及设备”课程一般在第六学期开设,经过一个学期的讲授后,学生将在本学期的锅炉原理课程设计和第八学期的毕业设计中将大多数知识学以致用。
锅炉课程设计的任务是对锅炉进行额定工况或变工况校核热力计算。设计目的是通过课程设计加深对锅炉课程的总体理解,熟练掌握燃料的燃烧计算,热平衡计算,炉膛校核计算,前屏、后屏,对流过热器再热器及尾部受热面校核计算方法。为毕业设计和走上工作岗位打下良好的基础。
毕业设计是热能与动力工程专业教学计划中最后一个实践教学环节,也是对学生所学的专业理论知识和实践技能的一次综合性检验,是培养学生创新能力和创新意识、提高综合素质的重要阶段。
通过毕业设计可以锻炼学生将所学的知识全面有机地结合起来,并应用这些知识,综合地创造性地来分析和研究乃至解决本专业某些方面的科学技术问题。从而培养学生具备现代工程技术工作所必备的全局观点、安全观点和经济观点,树立正确的设计思想和严谨的工作作风,为今后走向工作岗位打下良好的基础。
以锅炉制粉系统设计为例,从概念设计到结构方案的确定;从磨煤机和制粉系统的选择,到磨煤机的台数、型号的选定;从制粉系统热平衡计算到制粉系统风量控制,设计与教学内容密不可分。可见该课程授课的效果将直接影响毕业设计的质量。
授课教师一般都具有多年毕业设计辅导经验,应紧密结合毕业设计的具体内容,有针对性地强调这方面的知识,在完成正常授课的同时,结合毕业设计中遇到的具体问题,联系实际进行讲解。
五、结语
在“电厂锅炉原理及设备”课程的教学中,笔者根据上述思路,认真处理该课程教学中存在的难点问题,教学效果明显改善,学生在以后的毕业设计和实践工作中反映良好。
参考文献:
[1]叶江明,潘效军,陈广利.电厂锅炉原理及设备[M].北京:中国电力出版社,2006.
[2]何雅玲,陶文铨,何茂刚.能源动力类人才培养方案改革研究与实践[M].西安:西安交通大学出版社,2003.
(责任编辑:苏宇嵬)