多樣化教學(xué)方式在《鍋爐原理與設(shè)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(shè)備》課程教學(xué)中存在的教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)模式單一、缺少綜合實踐教學(xué)等問題，介紹了多樣化教學(xué)方式的特點、設(shè)計及具體做法，該教學(xué)方法能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：《鍋爐原理與設(shè)備》；教學(xué)方式；多樣化

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

《鍋爐原理與設(shè)備》是能源與動力工程專業(yè)的主干課程，同時還是過程控制及裝備、建筑環(huán)境與設(shè)備工程等眾多專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程或選修課，擁有極其廣泛的受益專業(yè)面和學(xué)生群體。隨著社會的發(fā)展，各種特種鍋爐不斷涌現(xiàn)，電站鍋爐也朝高參數(shù)、大容量方向發(fā)展[1，2]。該課程教學(xué)對我國培養(yǎng)能源生產(chǎn)及轉(zhuǎn)換利用等方面的高級專業(yè)人才有重要意義。

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

一、教學(xué)中存在的問題

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

1.教學(xué)內(nèi)容增多與學(xué)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(gòu)造與工作運行方面有著很大差異，鍋爐知識技術(shù)的傳授與學(xué)習(xí)需花費大量時間。隨著教學(xué)改革的推進，該課程已縮減到64學(xué)時，讓學(xué)生在如此短的學(xué)時里學(xué)習(xí)掌握各種不同鍋爐的工作原理和設(shè)計方法變得十分困難。

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

3.課程教學(xué)難度大與教學(xué)手段單一之間的矛盾。現(xiàn)代鍋爐設(shè)施是一個內(nèi)部復(fù)雜而又龐大的裝置，包括制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)、工質(zhì)流動系統(tǒng)、除塵設(shè)備、脫硫脫硝設(shè)備、風(fēng)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(xué)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(jié)構(gòu)。

4.學(xué)生綜合能力較低與企業(yè)要求逐年提高之間的矛盾。《鍋爐原理與設(shè)備》與鍋爐課程設(shè)計、認識實習(xí)以及相關(guān)的選修課構(gòu)成了密切相關(guān)的課程群，但是每種教材之間的內(nèi)容互相聯(lián)系不緊密，這樣就讓學(xué)生們在知識點上難以總結(jié)，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(yè)應(yīng)屆本科生的技能、技術(shù)的要求逐年提高，這對專業(yè)課教師提出了新的挑戰(zhàn)。

二、教學(xué)模式改革

通過在上述描述中的若干點和我校內(nèi)部教學(xué)中出現(xiàn)的問題，我們提出了把多樣化教學(xué)方式聯(lián)系到課本中：將課程目標(biāo)以層層遞進的方式把所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容分為四個步驟（內(nèi)容龐雜的理論知識，復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)備，發(fā)展中的前沿性課題，專業(yè)實踐），分別用與之相匹配的四種教學(xué)手段（問題導(dǎo)向式的課堂講授，多媒體圖片、動畫演示、模型教具等結(jié)合集中實習(xí)，探究式的科研創(chuàng)新訓(xùn)練，專業(yè)課程設(shè)計與電廠仿真訓(xùn)練）授課，構(gòu)建基于過程考核的多元評價體系（閉卷考試、實習(xí)報告、現(xiàn)場考核、課程設(shè)計與上機成績），從而形成一個目標(biāo)—內(nèi)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(xué)方式來講授《鍋爐原理與設(shè)備》課程的內(nèi)容，基本研究包括以下幾方面：（1）教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計。教學(xué)總體目標(biāo)是通過對課程的了解和深入，能讓學(xué)生把鍋爐設(shè)施的理論掌握得更扎實，不僅要鍛煉和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，能夠主動地去了解相關(guān)的知識內(nèi)容，而且能夠以科學(xué)的方法去分析并解決在鍋爐設(shè)計、制造、運行和管理過程中發(fā)現(xiàn)的技術(shù)問題。（2）合理的分配教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，對課程的內(nèi)容進行合理的劃分，以這樣的形式既可以保證教學(xué)內(nèi)容的完整性，也能夠?qū)⒔處熓谡n教學(xué)、學(xué)生集中實習(xí)、科研創(chuàng)新訓(xùn)練、課程設(shè)計與電廠仿真訓(xùn)練等活動有機的結(jié)合起來。（3）問題導(dǎo)向式的課堂講授。著重于對問題知識點的引導(dǎo)和對學(xué)生啟發(fā)式提問的方式，將板書和電腦教學(xué)設(shè)施交互使用，把復(fù)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(jié)合集中教學(xué)。讓學(xué)生們對鍋爐的構(gòu)造和運行流程有一個深入的了解。（5）進行探索式的創(chuàng)新訓(xùn)練。在授課教學(xué)期間舉辦學(xué)術(shù)前沿講座，使學(xué)生們對科學(xué)發(fā)展的最新動態(tài)有一定了解，同時讓學(xué)生們?nèi)プ鲂嵱眯詮姷慕滩挠?xùn)練題，提高學(xué)生在學(xué)科探索中的積極性和創(chuàng)造性。（6）專業(yè)課程設(shè)計與電廠仿真訓(xùn)練。電廠仿真軟件操作界面完全和實際電廠相同，集中在學(xué)院機房進行電廠仿真訓(xùn)練，讓學(xué)生有身臨其境的感覺。（7）構(gòu)造多元化的成績評定體系。在進行了不同的教學(xué)方式后，最終學(xué)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(zhǔn)確。

以備課、課堂教學(xué)、課下和成績評定四個階段貫徹整個教學(xué)過程。（1）備課階段中以課程內(nèi)容為根據(jù)來進行調(diào)整，并對實習(xí)的內(nèi)容、課程設(shè)計和科研仿真訓(xùn)練內(nèi)容進行規(guī)劃。教學(xué)的內(nèi)容分為四部分：①以掌握課程的主要內(nèi)容，即鍋爐的原理及基礎(chǔ)知識點為前提來進行講述；②復(fù)雜的鍋爐設(shè)備，包括：燃燒設(shè)備、換熱設(shè)備等，讓學(xué)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(chuàng)新訓(xùn)練來鼓勵學(xué)生進行探究式科研活動；④設(shè)計課程設(shè)計題目，每人一題（類型一致，但每人的參數(shù)不同），并合理選擇上機培訓(xùn)內(nèi)容。（2）在課堂教學(xué)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(fā)學(xué)生；②將本來在鍋爐實習(xí)的一周時間加以利用，分別安排學(xué)生在校內(nèi)電廠設(shè)備模型實驗室、火力發(fā)電廠和鍋爐制造廠學(xué)習(xí)，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(jié)合實際的電廠設(shè)施，讓學(xué)生對鍋爐有一個全面、系統(tǒng)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(xué)生們了解流化床鍋爐、新型燃燒設(shè)備以及火電廠中環(huán)境污染控制方面的最新技術(shù)；④在課程初期學(xué)習(xí)時就將課程設(shè)計題目下發(fā)給學(xué)生，在理論學(xué)習(xí)的同時一步一步把課程設(shè)計分為課后作業(yè)讓學(xué)生完成，讓理論學(xué)習(xí)與課程設(shè)計的進展同步進行，以此方法針對提高學(xué)生課題設(shè)計的目的性，保證課題設(shè)計能夠準(zhǔn)時完成；理論學(xué)習(xí)后，安排學(xué)生到機房進行上機訓(xùn)練，鞏固基礎(chǔ)知識，提高實踐能力。（3）在課下階段，根據(jù)不同教學(xué)方式，采用不同的考核方式，即課堂講授內(nèi)容采用傳統(tǒng)閉卷考試，集中實習(xí)采用現(xiàn)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(shè)計及上機成績的方式。（4）在最終評定學(xué)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(shè)備》課程需要開展多樣化的教學(xué)改革。本課程對學(xué)生在未來研究和工作中有很大作用，擁有良好的應(yīng)用前景：（1）本課題有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，使學(xué)生學(xué)習(xí)觀念從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變，加深對理論知識的理解。（2）增強學(xué)生的應(yīng)用和動手能力，擴充思想和知識面，提高團隊合作和自主創(chuàng)新多方面的素養(yǎng)。（3）有利于發(fā)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(yè)、材料、化工、建筑等領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的素養(yǎng)課程，研究成果也可為其他專業(yè)類似課程的建設(shè)和改革提供借鑒。

參考文獻：

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