突出工程應(yīng)用的《熱力發(fā)電廠》課程教學(xué)改革

周振起+趙星海+宋粉紅+胡鵬飛

摘要：根據(jù)熱力發(fā)電的發(fā)展和發(fā)電企業(yè)對(duì)人才需求的變化，結(jié)合我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)本科生培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)方向，課程組對(duì)《熱力發(fā)電廠》課程從課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法與手段、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了改革。通過(guò)課程改革建設(shè)，《熱力發(fā)電廠》課程在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和工程能力方面發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞：熱力發(fā)電廠;工程能力;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2015）10-0061-02

《熱力發(fā)電廠》課程是能源與動(dòng)力工程專業(yè)的一門(mén)主要專業(yè)課，課程教學(xué)以熱力發(fā)電廠整體為研究對(duì)象，研究熱力發(fā)電廠熱功轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)理論，從熱力系統(tǒng)全局出發(fā)，在安全、經(jīng)濟(jì)、靈活、環(huán)保的前提下，系統(tǒng)地分析熱力發(fā)電廠運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性及各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性，是培養(yǎng)學(xué)生全局觀念和高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才的重要課程。因此，學(xué)好《熱力發(fā)電廠》課程，對(duì)學(xué)生今后走上工作崗位，盡快適應(yīng)工作需要不無(wú)裨益。多年來(lái)我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)主要面向火力發(fā)電廠和電力建設(shè)公司，從事發(fā)電廠的建設(shè)、運(yùn)行和檢修工作，基于此我們認(rèn)為能源與動(dòng)力工程專業(yè)的主干課程教學(xué)改革，必須以突出工程應(yīng)用為主線，提高學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，這一點(diǎn)正和國(guó)家提出的“卓越工程師的培養(yǎng)計(jì)劃”的觀點(diǎn)相吻合。

一、熱力發(fā)電的發(fā)展前景和人才需求狀況

隨著社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念和對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，熱力發(fā)電也由過(guò)去主要以火力發(fā)電廠為主向火力發(fā)電、核能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電多種型式齊頭并進(jìn)發(fā)展。隨著節(jié)能減排和節(jié)水不斷深入，火電廠向高參數(shù)大容量、空冷、聯(lián)合循環(huán)、清潔燃燒方向發(fā)展。減人增效，電廠管理和運(yùn)行人員需求數(shù)量減少，需求質(zhì)量提高。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和單機(jī)容量的提高，機(jī)組的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，對(duì)電廠集控運(yùn)行人員提出了更高的職業(yè)能力要求。近年用人單位對(duì)能源與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力等方面的要求不斷提高，不僅要求學(xué)生掌握專業(yè)的系統(tǒng)理論知識(shí)，而且還要具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的電力企業(yè)要求受聘員工上崗快，具有“頂崗”工作能力。目前，我校“能源與動(dòng)力工程專業(yè)”學(xué)生的工程應(yīng)用能力與電廠發(fā)展需要還存在一定差距，如：理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在脫節(jié)、學(xué)生欠缺實(shí)踐能力和動(dòng)手能力、不善于利用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題等。為適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和電力企業(yè)發(fā)展的要求，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，是目前本專業(yè)人才培養(yǎng)的工作重點(diǎn)和工作中心。因此，在專業(yè)課教學(xué)中突出工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，對(duì)滿足電力企業(yè)發(fā)展需要及提高人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面均具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

二、教學(xué)改革的主要內(nèi)容

在《熱力發(fā)電廠》課程教學(xué)改革過(guò)程中，必須適應(yīng)熱力發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)和電力行業(yè)對(duì)人才需求的變化，構(gòu)建以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，以提高綜合素質(zhì)為目的的新型課程體系。在課堂教學(xué)中，應(yīng)抓住培養(yǎng)生產(chǎn)一線的應(yīng)用型工程師這一目標(biāo)，突出工程應(yīng)用性，努力做好從以傳授知識(shí)為主，到以加強(qiáng)能力培養(yǎng)，提高綜合素質(zhì)為主的轉(zhuǎn)變，注意加強(qiáng)學(xué)生綜合分析工程技術(shù)問(wèn)題能力的培養(yǎng)。此外在充分利用各種現(xiàn)代化手段的基礎(chǔ)上，更新教學(xué)方法、豐富教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，改善師生之間交流，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問(wèn)題能力。

通過(guò)一年多的教學(xué)改革實(shí)踐，針對(duì)突出工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，我們主要實(shí)施了以下幾方面的改革：

1.改革課程內(nèi)容，優(yōu)化課程體系

按照理論夠用為度、提高針對(duì)性的要求，改革了教學(xué)內(nèi)容，刪去了《熱力發(fā)電廠》課程中一些復(fù)雜公式的推導(dǎo)，例如回?zé)嵫h(huán)中有關(guān)回?zé)峒?jí)數(shù)與熱效率的關(guān)系、給水在各級(jí)加熱器中最佳焓升分配公式的推導(dǎo)，而是根據(jù)曲線圖得出結(jié)論或直接給出結(jié)論，直觀易懂，便于學(xué)生理解。增加工程實(shí)際中用得到的內(nèi)容，例如增加了熱力發(fā)電廠管道與閥門(mén)、管道的支吊、防腐與保溫;緊密跟蹤熱力發(fā)電技術(shù)發(fā)展，增加了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、聯(lián)合循環(huán)、空冷系統(tǒng)、核電廠熱力系統(tǒng)和超超臨界600MW、1000MW火電機(jī)組熱力系統(tǒng)等內(nèi)容。

2.課堂教學(xué)突出應(yīng)用性，提高學(xué)生分析解決問(wèn)題能力

在課堂教學(xué)中，應(yīng)抓住培養(yǎng)生產(chǎn)一線的應(yīng)用型工程師這一目標(biāo)，突出工程應(yīng)用性，同時(shí)也努力做好從以傳授知識(shí)為主，到以加強(qiáng)能力培養(yǎng)、提高綜合素質(zhì)為主的轉(zhuǎn)變，注意增強(qiáng)學(xué)生綜合分析工程技術(shù)問(wèn)題的能力。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，能源與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)以后主要從事發(fā)電廠熱力設(shè)備的安裝、檢修和運(yùn)行等工程技術(shù)工作。《熱力發(fā)電廠》課程的主要內(nèi)容為火力發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此，課堂教學(xué)應(yīng)緊緊圍繞火力發(fā)電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性二條主線講解。講授每個(gè)熱力設(shè)備和熱力系統(tǒng)時(shí)，首先分析其安全性以及為保證安全而采取的措施。如講授回?zé)峒訜嵩O(shè)備時(shí)就電廠為什么普遍采用表面式加熱器問(wèn)題，我們從系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性二方面進(jìn)行了全面分析，使同學(xué)們懂得了其中的原由。再如講授表面式加熱器運(yùn)行問(wèn)題時(shí)，為了加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生利用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析加熱器端差、水位、啟停速度等指標(biāo)對(duì)加熱器及機(jī)組安全性、經(jīng)濟(jì)性影響;在講授除氧器滑壓運(yùn)行安全性這一問(wèn)題時(shí)，我們利用除氧器工作壓力、泵葉輪吸入口壓力、汽化壓力暫態(tài)過(guò)程線，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)過(guò)的水泵汽蝕理論進(jìn)行分析，逐條得出機(jī)組負(fù)荷驟降時(shí)滑壓運(yùn)行除氧器防止給水泵汽蝕的措施。既培養(yǎng)了學(xué)生勤于思考的習(xí)慣，又鍛煉了學(xué)生應(yīng)用已有知識(shí)分析工程問(wèn)題的能力，又使同學(xué)們理解并牢固掌握了這些知識(shí)點(diǎn)，為將來(lái)從事發(fā)電廠運(yùn)行、檢修及管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高了課堂教學(xué)效果。

3.采取靈活多樣的教學(xué)手段和形式，提高教學(xué)效果

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)充分利用先進(jìn)的教學(xué)設(shè)施，采取插播錄像片、進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。教學(xué)實(shí)踐證明，在講解回?zé)峒訜崞骱统跗鹘Y(jié)構(gòu)和工作過(guò)程等內(nèi)容時(shí)，插播這些設(shè)備結(jié)構(gòu)錄像片和現(xiàn)場(chǎng)拍攝的檢修圖片以及工作過(guò)程動(dòng)畫(huà)，可以彌補(bǔ)學(xué)生不熟悉現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的缺陷，結(jié)合感性認(rèn)識(shí)進(jìn)行理論教學(xué)，會(huì)收到事半功倍的效果。endprint

在課堂教學(xué)中，還要克服滿堂灌的教學(xué)方法，代之以啟發(fā)、引導(dǎo)、討論式的教學(xué)法，對(duì)與每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工程實(shí)際多給學(xué)生提出問(wèn)題，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)進(jìn)行分析、與教師進(jìn)行討論，使學(xué)生在探討中學(xué)習(xí)，享受獲取知識(shí)的樂(lè)趣。例如講授除氧器滑壓運(yùn)行的安全性時(shí)，采用啟發(fā)式+討論式教學(xué)法，邊啟發(fā)邊討論逐步給出除氧器滑壓運(yùn)行時(shí)防止給水泵汽蝕的措施;講授給水的全面性熱力系統(tǒng)時(shí)，關(guān)于再熱器、過(guò)熱器和旁路系統(tǒng)減溫水接出點(diǎn)對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性影響時(shí)，采用研究式教學(xué)法，給出不同方案供同學(xué)們研究分析，得出相應(yīng)的結(jié)論[1]。啟發(fā)、引導(dǎo)、討論和研究式教學(xué)法的應(yīng)用，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法，讓學(xué)生學(xué)會(huì)了思考、學(xué)會(huì)了獲取知識(shí)的方法和能力，為日后工作學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

4.加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，為培養(yǎng)卓越工程師打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

《熱力發(fā)電廠》課程沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)、只有課程設(shè)計(jì)這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完課程理論知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)重要的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，目的是鍛煉和提高學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，包括計(jì)算能力、工程繪圖能力、識(shí)圖能力及分析能力。《熱力發(fā)電廠》課程的核心內(nèi)容是熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的安全性及經(jīng)濟(jì)性，為了鍛煉學(xué)生的計(jì)算能力、工程設(shè)計(jì)能力以及綜合運(yùn)用所學(xué)理論分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)中給出了一個(gè)《超臨界600MW機(jī)組全面性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析》這一工程實(shí)際題目，在給定機(jī)組主輔熱力設(shè)備和回?zé)嵯到y(tǒng)情況下，要求學(xué)生完成該機(jī)組全面性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析，主要內(nèi)容包括：用CAD繪制出全面性熱力系統(tǒng)圖（CAD應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)能力）、計(jì)算設(shè)計(jì)工況下熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（計(jì)算能力）、分析主要系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖（分析解決工程問(wèn)題的能力）。課程設(shè)計(jì)時(shí)間為2周，由課程組6位老師輪班進(jìn)行跟蹤輔導(dǎo)、監(jiān)督，在教師指導(dǎo)下學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)完成之后就課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行答辯。課程設(shè)計(jì)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、設(shè)計(jì)成品成績(jī)（包括圖紙、計(jì)算和系統(tǒng)設(shè)計(jì)意圖分析等完成情況給定）和答辯成績(jī)組成。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)讓學(xué)生得到了較全面的工程應(yīng)用能力的鍛煉，對(duì)熱力發(fā)電廠課程從理論到實(shí)際問(wèn)題都有了深刻的理解和應(yīng)用。

三、結(jié)束語(yǔ)

以突出工程應(yīng)用為目的的《熱力發(fā)電廠》課程教學(xué)改革，適應(yīng)了“卓越工程師”的培養(yǎng)目標(biāo)，學(xué)生分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題能力得到很大的提高，為畢業(yè)之后能更好、更快的適應(yīng)工作需要奠定了堅(jiān)實(shí)的理論及應(yīng)用基礎(chǔ)。

（作者單位：東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]周振起，趙星海，張炳文，等.一實(shí)二創(chuàng)培養(yǎng)目標(biāo)下的“熱力發(fā)電廠”課程改革研究[J].中國(guó)電力教育，2012（33）：23-24.endprint