突出工程应用的《热力发电厂》课程教学改革

2015-03-01周振起赵星海宋粉红胡鹏飞

亚太教育 2015年28期

文/周振起　赵星海　宋粉红　胡鹏飞

文/周振起赵星海宋粉红胡鹏飞

摘要:根据热力发电的发展和发电企业对人才需求的变化，结合我校能源与动力工程专业本科生培养目标和就业方向，课程组对《热力发电厂》课程从课程内容、教学目标、教学方法与手段、实践教学等方面进行了改革。通过课程改革建设，《热力发电厂》课程在培养学生综合素质和工程能力方面发挥了重要作用。

关键词:热力发电厂;工程能力;教学改革

《热力发电厂》课程是能源与动力工程专业的一门主要专业课，课程教学以热力发电厂整体为研究对象，研究热力发电厂热功转换的基础理论，从热力系统全局出发，在安全、经济、灵活、环保的前提下，系统地分析热力发电厂运行的安全性、经济性及各子系统协调性，是培养学生全局观念和高素质技术应用型人才的重要课程。因此，学好《热力发电厂》课程，对学生今后走上工作岗位，尽快适应工作需要不无裨益。多年来我校能源与动力工程专业学生的就业主要面向火力发电厂和电力建设公司，从事发电厂的建设、运行和检修工作，基于此我们认为能源与动力工程专业的主干课程教学改革，必须以突出工程应用为主线，提高学生分析和解决工程实际问题的能力，这一点正和国家提出的“卓越工程师的培养计划”的观点相吻合。

一、热力发电的发展前景和人才需求状况

随着社会可持续发展理念和对环境保护意识的增强，热力发电也由过去主要以火力发电厂为主向火力发电、核能发电、太阳能发电和地热发电多种型式齐头并进发展。随着节能减排和节水不断深入，火电厂向高参数大容量、空冷、联合循环、清洁燃烧方向发展。减人增效，电厂管理和运行人员需求数量减少，需求质量提高。随着电网规模的扩大和单机容量的提高，机组的自动化水平越来越高，对电厂集控运行人员提出了更高的职业能力要求。近年用人单位对能源与动力工程专业毕业生的综合素质和实践能力等方面的要求不断提高，不仅要求学生掌握专业的系统理论知识，而且还要具备较强的实践能力，市场经济条件下的电力企业要求受聘员工上岗快，具有“顶岗”工作能力。目前，我校“能源与动力工程专业”学生的工程应用能力与电厂发展需要还存在一定差距，如:理论和实践教学环节存在脱节、学生欠缺实践能力和动手能力、不善于利用所学知识来解决实际生产问题等。为适应地方经济建设和电力企业发展的要求，使学生能够将所学理论知识与实际生产联系起来，培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，是目前本专业人才培养的工作重点和工作中心。因此，在专业课教学中突出工程应用能力培养，对满足电力企业发展需要及提高人才培养质量等方面均具有重要的实际意义和应用价值。

二、教学改革的主要内容

在《热力发电厂》课程教学改革过程中，必须适应热力发电发展趋势和电力行业对人才需求的变化，构建以技术应用能力培养为主线，以提高综合素质为目的的新型课程体系。在课堂教学中，应抓住培养生产一线的应用型工程师这一目标，突出工程应用性，努力做好从以传授知识为主，到以加强能力培养，提高综合素质为主的转变，注意加强学生综合分析工程技术问题能力的培养。此外在充分利用各种现代化手段的基础上，更新教学方法、丰富教学内容，加强实践教学环节，改善师生之间交流，培养学生观察、分析、解决问题能力。

通过一年多的教学改革实践，针对突出工程应用能力的培养，我们主要实施了以下几方面的改革:

1．改革课程内容，优化课程体系

按照理论够用为度、提高针对性的要求，改革了教学内容，删去了《热力发电厂》课程中一些复杂公式的推导，例如回热循环中有关回热级数与热效率的关系、给水在各级加热器中最佳焓升分配公式的推导，而是根据曲线图得出结论或直接给出结论，直观易懂，便于学生理解。增加工程实际中用得到的内容，例如增加了热力发电厂管道与阀门、管道的支吊、防腐与保温;紧密跟踪热力发电技术发展，增加了太阳能发电系统、联合循环、空冷系统、核电厂热力系统和超超临界600MW、1000MW火电机组热力系统等内容。

2．课堂教学突出应用性，提高学生分析解决问题能力

在课堂教学中，应抓住培养生产一线的应用型工程师这一目标，突出工程应用性，同时也努力做好从以传授知识为主，到以加强能力培养、提高综合素质为主的转变，注意增强学生综合分析工程技术问题的能力。根据培养目标，能源与动力工程专业的学生毕业以后主要从事发电厂热力设备的安装、检修和运行等工程技术工作。《热力发电厂》课程的主要内容为火力发电厂的安全、经济运行，因此，课堂教学应紧紧围绕火力发电厂的安全性和经济性二条主线讲解。讲授每个热力设备和热力系统时，首先分析其安全性以及为保证安全而采取的措施。如讲授回热加热设备时就电厂为什么普遍采用表面式加热器问题，我们从系统安全性和经济性二方面进行了全面分析，使同学们懂得了其中的原由。再如讲授表面式加热器运行问题时，为了加强培养学生分析问题的能力，引导启发学生利用学过的知识分析加热器端差、水位、启停速度等指标对加热器及机组安全性、经济性影响;在讲授除氧器滑压运行安全性这一问题时，我们利用除氧器工作压力、泵叶轮吸入口压力、汽化压力暂态过程线，引导学生利用已学过的水泵汽蚀理论进行分析，逐条得出机组负荷骤降时滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施。既培养了学生勤于思考的习惯，又锻炼了学生应用已有知识分析工程问题的能力，又使同学们理解并牢固掌握了这些知识点，为将来从事发电厂运行、检修及管理打下坚实的基础，提高了课堂教学效果。

3．采取灵活多样的教学手段和形式，提高教学效果

随着现代教育技术的发展，我们应充分利用先进的教学设施，采取插播录像片、进行计算机仿真教学等现代化教学手段，提高教学效果。教学实践证明，在讲解回热加热器和除氧器结构和工作过程等内容时，插播这些设备结构录像片和现场拍摄的检修图片以及工作过程动画，可以弥补学生不熟悉现场生产设备的缺陷，结合感性认识进行理论教学，会收到事半功倍的效果。

在课堂教学中，还要克服满堂灌的教学方法，代之以启发、引导、讨论式的教学法，对与每一个知识点对应的工程实际多给学生提出问题，启发引导学生利用已有知识进行分析、与教师进行讨论，使学生在探讨中学习，享受获取知识的乐趣。例如讲授除氧器滑压运行的安全性时，采用启发式+讨论式教学法，边启发边讨论逐步给出除氧器滑压运行时防止给水泵汽蚀的措施;讲授给水的全面性热力系统时，关于再热器、过热器和旁路系统减温水接出点对机组热经济性影响时，采用研究式教学法，给出不同方案供同学们研究分析，得出相应的结论［1］。启发、引导、讨论和研究式教学法的应用，使学生逐渐养成了良好的学习习惯和方法，让学生学会了思考、学会了获取知识的方法和能力，为日后工作学习打下了良好的基础。

4．加强实践环节教学，为培养卓越工程师打下坚实基础

《热力发电厂》课程没有实验教学、只有课程设计这一实践教学环节。课程设计是在学完课程理论知识后进行的一项重要的实践教学活动，目的是锻炼和提高学生应用理论知识解决工程实际问题的能力，包括计算能力、工程绘图能力、识图能力及分析能力。《热力发电厂》课程的核心内容是热力发电厂热力系统的安全性及经济性，为了锻炼学生的计算能力、工程设计能力以及综合运用所学理论分析与解决实际问题的能力。我们在课程设计中给出了一个《超临界600MW机组全面性热力系统设计与分析》这一工程实际题目，在给定机组主辅热力设备和回热系统情况下，要求学生完成该机组全面性热力系统设计与分析，主要内容包括:用CAD绘制出全面性热力系统图(CAD应用、工程设计能力)、计算设计工况下热经济指标(计算能力)、分析主要系统的设计意图(分析解决工程问题的能力)。课程设计时间为2周，由课程组6位老师轮班进行跟踪辅导、监督，在教师指导下学生独立完成设计内容。课程设计完成之后就课程设计内容进行答辩。课程设计成绩由平时成绩、设计成品成绩(包括图纸、计算和系统设计意图分析等完成情况给定)和答辩成绩组成。通过本课程设计让学生得到了较全面的工程应用能力的锻炼，对热力发电厂课程从理论到实际问题都有了深刻的理解和应用。