《电厂锅炉原理》直观性教学探讨

2018-03-07郑建祥卢洪波刘国伟刘洪宪沙鹏

文化创新比较研究 2018年34期

郑建祥，卢洪波，刘国伟，刘洪宪，沙鹏

（东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林 132012）

《电厂锅炉原理》是火电厂集控运行专业的主干课程。课程其他学科内容涉及广泛，知识重点和难点较多，课程体系复杂。新的教学改革和国家对工程应用本科教学要求的提升，《电厂锅炉原理》课程已经将理论课时大大压缩。而该本科课程跟现场实际紧密关联，必须讲授的内容也日益更新，跟现场实践关联，具有授课时间短，学习难度加大的特点。为了提高《电厂锅炉原理》课程的教学效果，笔者结合多年在相关锅炉课程中的教学心得，针对该课程的教学重点和难点，运用直观教学法，将现场实际和理论相结合，可以提高该课程的授课效果。

1 直观教学法

夸美纽斯[1]主张“废除引经据典、咬文嚼字的文字教学法，运用直观教学法。”他说，知识的开端永远必须来自感官，教学应从观察事物开始。在可能的范围以内，一切事物都应该尽量地放在感官跟前；如果得不到实物，就用图像、模型等直观教具代替。他把直观教学定为教师的一条金科玉律，要求在一切的教学中普遍的运用。

夸美纽斯的上述直观教学法是非常值得提倡的。但是其有一定的局限性。马克思指出：“现象形态和事物的本质会直接合而为一，一切科学就成了多余的了。”我们讲述的锅炉的过热器，是从实际中大量的、不同类型的过热器中提炼出的代表，研究其性质、特点，锅炉运行对它的影响等。这是在具体的事物中提炼出来的科学本质。所以我们教授给学生的是反映事物本质的科学理论，它不是和现象形态直接合而为一的，不可能仅仅靠直观的教学法就可以解决的问题。这就是直观教学法的局限性。如果把直观教学法作为金科玉律，作为绝对的东西，那就是片面性，就是形而上学的错误的观点。既然我们已经认识到了直观教学法的局限性，那么如何发挥直观教学法更大的功效呢？

构成一个事物的两个相反的方面就像磁铁的两极，每一方面都以对方的存在为自己存在的条件。每一方面发挥作用都依靠对方的存在而存在。认识的两个过程，感性认识和理性认识之间的关系就是上述的关系，直观的东西属于现象，理论的东西反映的是本质，他们的关系也是上面的互相依存的关系。这就是“相辅相成”的辩证法的原理。根据这个原理，在直观教学的时候，就要和理论教学的内容相联系，这就叫作有的放矢，这时，直观教学法就发挥了它的最大功效。

2 直观教学方法在《电厂锅炉原理》教学中应用

不少在锅炉原理教学一线的老师对锅炉原理教学的理论和实践做了多方面的研究。主要有车德勇[2]的《动画仿真技术在〈锅炉原理〉课程教学中的应用》，于广锁[3]的《锅炉原理课程教学的探索与研究》。很多教师感慨：“站在锅炉旁不知道锅炉在哪里？”也就是说，虽然多媒体教学能够有效扩充和丰富教学内容，学生还是不能真正地认识锅炉。所以如何真正将直观教学和理论教学紧密联系，发挥直观教学方法的最大功效，应是目前教学研究的重点。

《电厂锅炉原理》教学难点[4]是锅炉制粉系统、燃烧系统、汽水系统。这些系统是众多工程实际设备结合，功能复杂，学生之前根本没有接触到这些设备，没有基础的理解，特别是这些设备按照其功能连接，完成其基本功能，学生极容易搞混，而且没有现场实际经历，很难记忆。针对这种情况，我们采用直观教学法结合理论教学，对目前教学方法进行改革，主要体现在以下几方面。

2.1 直观教学

充分利用该校与电厂联系紧密这一优势，在学生学习专业课前，进行现场认识实习。让学生进入现场，零距离接触到电厂的各种设备，并聘请现场专业工程师进行认识讲解。结合CAI课件学习，使学生在学习锅炉前对电厂有了整体直观的清晰认识。

2.2 课堂理论联系实际

充分利用多媒体和网络教学技术手段，丰富了教学内容、提高了教学质量。利用三维动画技术和手段，对火力发电厂的设备和系统进行逼真、形象、三维立体展现，而且展示其运行过程，不但可以使学生全面了解锅炉主要系统及设备结构，而且可以大大激发学生学习专业课的兴趣，调动学生的积极性和主动性，真正将理论和实际结合，起到了纯现场实物教学及课堂教学无法起到的作用。

积极进行高等学校教学与科研相结合的有益尝试，在教学研究型大学中要把教学和科研有机地结合起来，互相补充、相辅相成。把教研组的研究成果以及国内外最新技术加入到锅炉原理课程中。比如，在讲述燃烧理论部分时，将洁净煤发电技术、循环流化床、超临界锅炉以及整体煤气化联合循环发电（IGCC）等相关世界前沿技术介绍给学生，并提供相应的国内外参考资料，结合课程内容留下思考题让学生通过查找资料自己解决问题。还有在讲述直流锅炉时，将目前国内外超临界和超超临界锅炉内容做一介绍，激发学生兴趣，科研教学相结合开阔了学生的视野。

2.3 针对性课程设计和毕业设计

针对热能动力专业的学科性质和将来的就业状况，《电厂锅炉原理》教学理念应以提高实践能力，开阔专业视野为目标。所以学生的课程设计和毕业设计是将锅炉原理的知识学以致用。锅炉课程设计，强化学生对锅炉基本理论和运行过程的理解。包括锅炉的整个额定工况和变工况情况下的校核热力计算。通过特定燃料的燃烧计算，燃烧热平衡计算，学生可以扎实掌握锅炉的燃烧过程和相关设备的理论和运行过程。根据热力学和传热学原理，对前屏、后屏，对流过热器再热器及尾部受热面校核计算。充分掌握锅炉原理的基本理论和运行原理。为后续毕业设计和学生在电厂相关岗位工作打下基础。

在毕业设计方面，毕业设计题目都是有针对性的实际课题，有机结合基本的锅炉原理及相关所学的知识，并应用这些知识，针对工程实际，培养学生创造能力，提高学生的分析研究能力，这样学生可以奠定进行科研创造工作的基础，建立进行科研工作的逻辑全局观点，具有安全意识，具有较高的设计思维和扎实的工作作风，为今后走向工作岗位打下良好的基础。