《超超临界机组运行特性》课程教学改革与实践

刘建全 石竟达 王伟 樊羊羊 孙权 牛群凯

摘要：上海电力学院动力工程专业《超超临界机组运行特性》在课程教学中，针对提高专业学位硕士研究生的专业素质和工程能力而尝试了一系列的教学改革措施，从把握技术发展前沿，到突出重点、抓住难点，联系工程实际，组织教学等方面进行了介绍，并对取得的效果进行了分析。

关键词：超临界；前沿；难点；工程实际；改革实践

中图分类号：TM89；TM614 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）19-0089-02

一、引言

随着我国教育事业的快速发展，研究生的教育结构也出现了显著的变化，专业硕士的比例不断增加，由此也带来了一系列问题。如教学模式单一，难以引起学生的学习兴趣，以至于极大地禁锢了学生的思维。其次，对于专业硕士的培养，往往是通过学术硕士培养模式的简单转移，理论讲授偏多。此外，社会导师的引入和使用上的不足也直接导致了理论知识与实际的脱节，使得学生实践能力不足，难以满足社会的要求，使得研究生教育传统模式的缺点越来越突出。

《超超临界火电厂运行特性》是我校“动力工程”专业硕士研究生培养方案中的学位课程，该课程不但涵盖了本科阶段的相关力学基础及锅炉、汽轮机专业课等知识，而且侧重于超超临界参数动力设备。可培养本学科研究生掌握超超临界参数动力设备方面的专业知识，为培养本学科火电厂运行研究及设计、教学和科研的高级人才提供坚实的理论基础。目前上海交通大学、上海电力学院等高校已对专业学位硕士研究生开设了相关的课程，并结合了自己学校的专业特色。

二、《超超临界火电厂特性》课程教学改革的基本思路

超（超）临界火电厂运行特性课题组成员在多年的电厂《锅炉原理》、《汽轮机原理》等课程教学过程中，积极研究探索，总结出以“把握技术发展前沿，突出重点、抓住难点，密切联系工程实际”为主要内容的教学方法。并在教学过程中突出多媒体教学的研究与应用，积极开展专题讨论，培养了学生独立思考和解决实际工程问题的能力，为专业课程的教学方法改革探索新思路。同时，完善专业硕士刚性考核的培养机制，全方位培养符合社会需求的优秀专业型研究生，为提高课程教学质量奠定基础。此外，结合学校专业硕士学位的培养目标，致力于提高学生实践创新能力。

教学改革遵循“加强实践、注重应用、增强素质、培养能力”的原则，以建设科学规范的教学机制为先导，以抓好教师队伍建设为前提，以课程内容和教材建设为核心，以现代教育技术为手段，以提高教学效果和人才培养质量为目的，有计划、有目标、分阶段、分层次地开展课程建设工作，构建“教学目标明确、教学理念先进、学生理论和技能一流”的课程教学体系。

（一）教学中注重把握技术发展前沿

进入21世纪，火力发电技术已迈进了超（超）临界参数的时代，以计算机为核心的燃烧及传热三维模拟等新技术不断涌现，内容更新快，是专业课程的一个特点。课程的设置为专业服务，课程标准的确立坚持“以能力为本位，以就业为导向”的教改理念，以“加强素质教育，强化职业道德，增强学生的职业能力，更好地服务于区域经济与社会发展”为宗旨。作为动力工程专业的专业学位课课程，在继承本科阶段相关知识的基础上，着重讲授技术发展前沿动力流体设备领域的燃烧理论与规律、流体机械可靠性、运行安全经济性等内容，并通过结合专题研究提升学生创新能力，以及借鉴欧美发达国家所普遍采用的“产学研”人才培养方法对《超超临界火电厂运行特性》课程教学模式的转型进行探討。而由于出版周期的问题，教材内容总是会滞后于前沿技术，这就需要在教学过程中一方面加以相关内容为研究内容，一方面加以引导，帮助学生提高学习的自主性。同时引导学生利用各种资源，包括传统的和网络的，把握超超临界技术发展的前沿。

（二）教学过程中突出重点、抓住难点

《超超临界火电厂运行特性》是一门技术难度较高的专业课程，知识重点和难点多，需要突出重点、抓住难点，确定该课程内容以及讲座专题内容的细节。课程的设置为专业服务，课程标准的确立坚持“以能力为本位，以就业为导向”的职教理念，以“加强素质教育，强化职业道德，增强学生的职业能力，更好地服务于区域经济与社会的发展”为宗旨。作为动力工程专业的专业学位课课程，在继承本科阶段力学相关知识的基础上，突出讲授动力流体设备领域超超临界参数下汽水特性，预热段、蒸发段及过热段特性，内扰和外扰的影响等内容，并通过结合专题研究提升学生创新能力，以及借鉴欧美发达国家所普遍采用的“产学研”人才培养方法，对《超超临界火电厂运行特性》课程教学模式的转型进行探讨。教学改革后，发展前沿的新内容需要充实，需要在教学过程中注意节奏的控制和调整，确保重点知识能够被掌握，知识难点能够被讲透。

（三）联系工程实际组织教学

在组织教学的过程中，密切联系工程实际，注重学生工程素养的培育，这也是由课程性质决定的。专业课程的又一个特点是工程性强，工程问题往往是具体的、复杂的，它总是以某种状态处于特定的生产实际环境中，不能离开它所处的环境条件去研究。例如，超临界参数下传热恶化、热偏差问题，与亚临界以下机组存在本质的区别。超临界压力时，工质不存在恒定的饱和温度，偏差管工质温度差别更高。第二类传热恶化对于亚临界参数锅炉来说，因其循环倍率远大于1，通过调节可以避免，超临界参数锅炉循环倍率为1，就无法避免。另外，因此讲授时应强调这种联系工程实践，具体问题具体分析的观点。

三、改革措施及运行情况

（一）信息技术在教学过程中的应用

在教学过程中，根据超（超）结构及运行特点，将现代计算机和多媒体技术应用于教学中。制作了课程的多媒体授课课件，通过集成在课件中的相关图片、动画和视频，把锅炉运行的基本原理、有关设备和系统的动作过程等形象地展示给学生们，并把有关锅炉、汽轮机的超临界特性等情况以图文等信息方式“搬”进了课堂。多媒体教学增加了课堂教学的直观性和生动性，提高了课堂效率。充分利用学校网络教学平台的优势，提高交互式教学功能。由于条件限制，《超（超）临界机组运行特性》这类专业课程的实验往往难以在校内通过实验设备来保证一定的实验学时。改革过程中，充分利用了基于计算机的火电机组仿真平台，开设了利用仿真的超超临界机组常规试验为内容的实验项目。构成了课程的实验内容，保证了实验效果。

（二）开展研究性学习，提高工科学生素质

结合动力工程专业硕士培养方案，初步确定课程超（超）临界火电厂运行特性的教学方法和手段。根据动力工程不同研究方向的教学需求，实现分层次的教育，通过专题讲座，贯彻先进的教学理念，培养研究生自主学习的意识和独立破解难题的科研能力。课堂和科研相结合的教学，课堂教学采用专题案例式教学法，从一个实际问题出发，讨论分析如何解决这个问题，提高学生学习的兴趣和增强对问题的探索精神和创新意识；结合科研项目实际开发内容，充分调动研究生对研究工作的积极性和主动性，培养研究生的创新能力。

（三）作业、考试等教改举措

本课程为“动力工程”专业学位课，为考试课程。考试成绩占70%，平时成绩与专题研讨30%。笔试采用闭卷方式，客观题注重考核学生对于基本概念、基本理论的把握；主观题侧重于基本技能的理解和掌握，考核学生的工程应用和解决实际问题的能力。平时成绩中，10%为考勤与日常作业成绩，20%为专题讨论成绩。其中专题讨论将组织学生针对一个具体系统进行建模、计算、实验与分析，形成书面报告，以提高学生解决工程实际问题的能力，巩固本课程及已学过的相关课程的基础知识，激发学生的学习兴趣，提高学生破解难题与独立开展科研工作的能力。

四、改革效果分析

以上在《超超临界火电厂特性》课程教学方法和手段方面的改革举措，取得了良好的效果。所采取的教学方式，受到了学生的欢迎和肯定；延伸了课堂教学的时间和空间。研究型教学方面的初步尝试，激发了学生的学习和研究热情。结合教师给定的研究方向，学生或撰写科技小论文或进行一些小的工程设计，科技文献写作水平有所提高。今后应注重以下问题：第一，加强教育教学观念的讨论，经常性开展教学研究，交流与总结教学经驗；第二，在后续的教学工作中，应当继续贯彻结合院校背景、紧跟学科发展前沿、以培养和提高研究生实际科研能力的方针，不断修订与调整教学内容，将学科最新进展融入到教学中去，并通过多种手段切实提高学生科研水平。

五、结论

实践证明，上述改革措施培养了学生的学习能力，激发了学生在学习过程中的参与热情，培养了学生实践动手能力和综合能力，养成了一丝不苟和实事求是的科学态度，强化了发现问题、解决问题的能力及创新意识。

教师教学思想的转变是教学改革的关键，必须辅以相应教学方法的改革。教学改革是一项系统工程，需要教师大胆地探索，不断在实践中总结提高。“教”与“学”是一个互动的过程，教学方法的改革离开学生的支持和配合是难以落到实处的。

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