火电厂集控运行专业课程实践教学改革研究

苏桂秋 卢洪波 陈越

[摘           要]  火电厂集控运行专业主要为火力发电企业培养具有生产运行基础理论和实践操作技能于一身的技能型应用人才。由于火力发电企业生产运行的高温高压等特殊性质，使该专业在人才培养过程中存在一些实践技能不能完全实现实验室化演练操作学习的状况。为此职业教育部门不断进行火电厂集控运行专业的实践教学改革研究，力求探索多角度的教学方案更好地培养具有理论知识和实践动手能力相结合的火电集控运行职业人才。

[关    键   词]  火电厂集控运行;实践技能;职业教育;人才培养

[中图分类号]  G642           [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）27-0084-02

火力发电是国计民生的基础产业，具有不可替代的行业基础地位，关系到经济社会发展全局。进入二十一世纪以来，随着我国电力行业的不断壮大，火力发电企业在机组安装、运行、维护和检修方面也都获得了巨大的技术进步，为此对相关从业人员的理论水平和实际技能水平都提出了更高的要求。为了满足企业发展的需求，我国火力发电企业期望即将入职的毕业生能有较强的岗位实际工作能力，快速独立地担当岗位需求顶岗操作。这就对火电集控运行专业的职业教学提出了更高的职业实践要求和技术需求。为了紧密配合职业教育的要求，我校依托“能源与动力工程本科专业”设立了相应的本科办高职的火电厂集控运行专业教学，并一直积极致力于改革探索符合电力人才成长规律的教学培养模式，在教学内容的指向上更倾向于以专业理论教学体系为基础，多方位构建实施理论与实践相结合的多种形式的教育模式，以增强学生的职业能力，缩小火电厂集控运行专业实践教学环节与电力行业发展迫切刚性需求的差距。

一、火电厂集控运行专业的技能知识需求

火电厂集控运行主要为大、中型火力发电企业培养具备有生产运行基础理论和实践操作技能于一身，能够满足生产部门从事火电机组集控运行、调试等高素质需求的技能型应用人才[1]。该专业主要是针对大中型火力发电厂锅炉、汽轮机、发电机等主要设备构成的单元机组的相关专业基础知识以及机组从启动到停运的全过程中调节、控制及安全保护的专业知识进行学习培训。教学中开设的课程主要有锅炉设备及运行、汽轮机设备及运行、热力系统、电力工程、自动控制设备及系统、火电厂集控运行等。

全面培养高素质火电厂集控运行专业技能型人才，不仅需要加强理论知识建设，更需要着手实际动手能力和判断应急处理问题能力的专业技能培养。而火力电厂生产运行的高温高压等专业特殊性，又存在一些实践技能不能完全实现实验室化演练操作学习的状况，造成实际需求与实践技能学习不能完全匹配的困境。如何在现有条件下强化实验教学环节使学生能够将理论与实际联系起来加强对理论知识的理解和消化，并运用所学知识分析实际问题和解决实际问题，是本专业职业教育实践教学改革研究需要加强的重点课题。

二、火电厂集控运行专业课程实践教学改革研究

本次课程教学改革主要通过完善实验教学方法、加强现代教学手段、整合利用现有实验项目、开发新型现代教学模式，建成相关课程的实验教学网络化教学资源，多方位、多角度为高职学生提供实验体验，突出工程实际能力，全面提高学生综合实践技能，满足电力企业需求。

（一）充分发挥传统实验教学模式的优势，改善现有教育手段和方法

传统的实验教学依托“能源与动力工程本科专业”教育优势，夯实专业理论知识基础，将锅炉设备及运行、汽轮机设备及运行作为重点学习目标。通过等比缩制模型的学习，增加学生感官系统对热力设备这些“庞然大物”的认知。尤其是锅炉实验室的多种锅炉模型在教学中更起到了重要的作用，它通过声、光、电、形俱佳的生动形象模拟，直观地演示锅炉的燃烧状況、配风情况、水循环路径和烟气流动过程。

固然传统实践教学模式也存在缺点，比如实验项目内容比较固定、操作的步骤也较为刻板，而且演示性实验和验证性实验占比较高，会限制学生主动参与实验教学环节的积极性。为此，我们根据本专业人才培养的目标及原有的教学基础，通过深入开展企业需求调查，改进实验方法，并增加实验台套数让更多学生动手参与到实验中，其他学生现场观摩评判，确定操作中的完美和不足，让所有人汲取经验和教训。

（二）采用翻转课堂教学模式，提高学生实验学习兴趣

目前，基于信息技术的翻转课堂教学模式逐渐成为职业教育重要的教学方式，这种教学方式能够改变学生学习的状态，形成“先学、后教”的局面，促使学生能够根据教师在学习平台上发布的学习任务开展自主探究学习，从而为提高教学质量奠定坚实的基础[2][3]。在实践教学过程中，教师首先通过多渠道搜集、整理相应的实践教学资料，然后对收集的资料进行研究、分析和整合，形成相关课程的实验教学网络化教学资源，实现实验等实践环节教学的信息化管理。实行网络实验时间预约、预习，并了解实验过程、掌握设备知识。建成网络电子实验技术指导分享功能，通过网络资源使学生完成简单验证性实验课程实验学习、问答，以提高学习效率。并与相关专业课在线课程系统相结合，推行应用智能手机、平板电脑、教育类软件等技术的移动和在线学习方式。并且设立实验相关微信公众号，不定期推出专业相关知识，增加学生关注度，使学生参与意识和活动度大幅增加。同时教师还可通过后台可以了解学生的登录和学习情况，进行有效的教学管理。

（三）开放实验室，增加学生独立完成系列实验的能力

传统实验教学方法模式较为单一，学生亦步亦趋模仿老师的操作。但是，由于课时相短暂，对于一些实验体验无法完全理会和独立完成操作过程。为了充分调动学生个人参与实验学习的积极性和主动性，提升学生学习兴趣，培养学生的综合分析能力和实践能力，教学改革在安全条件允许的条件下，以学生预约形式开放实验室功能。

学生可以自选实验目标样本和老师协助选择目标样本两种方式进行自主实验和创新实验。在实验内容设置上尽可能地与保持与火电厂实际应用具有一致性和连贯性。比如学生完成的燃料分析中的水分测定、工业分析、发热量、定硫定碳定氮分析，就可以利用这组数据进行相应的热力计算，完成火力发电企业的一次燃料实测工作。

学生在开放实验室能够通过完善的实验学习手段独立完成一组实验，会增加实际操作自信心和成就感[4]。整个过程包含综合性、设计性、研究性实验，由浅入深、由简单到复杂，逐步推进，形成基础专业课程实验与学生独立体验操作的连贯延续性实践教学方式，以更长久的时间为培养综合素质人才提供有效的保证。

（四）抓住毕业设计机会，增强学生工程应用技能

毕业设计也是职业教育的重要环节，火电集控运行专业的毕业设计给题和选题都应贴近生产运行的实际问题，让学生在十几周的独立学习期间能通过查找资料、记读书笔记、作PPT展示等方法完成对火力发电厂生产过程的深入技术研究，促使学生进一步明确所学知识与实际生产应用之间的关系，同时有效提升他们解决实际问题的能力。

对已经与就业单位签订就业协议的学生，可以引导他们利用就业单位实际运行机组强化针对性毕业设计实验模式，完成职业能力的培养工作。围绕该企业火电厂机组集控运行、系统分析、事故处理、热力试验、节能管理等方面的内容，教师可以采用给定题目与学生自拟题目优选的方法，结合企业生产的实际问题，使学生在学校完成毕业设计的这段时间内，强化工程应用能力的综合训练，从而真正提高学生的工程应用能力。

（五）强化仿真机组培训教学，强化学生实际操作能力

此项教学，以火电机组集控运行在仿真机组系统平台实际操作训练为主要的授课内容。我校仿真教学拥有250多个DCS计算机操作系统站[5]，安装有135MW、300MW循环流化床机组，300MW、350MW、600MW、1000MW火电机组仿真软件以及变电、调度仿真软件。可以采用一机多模的方式仿真操作不同类型机组从电能生产、传输到分配的全过程。仿真教学可以通过模拟实时运行中的异常故障使学生掌握应对突发事故的动作过程，并且了解参数的变化，预判分析和处理各种设备及系统的故障。现场事故具有不可复制性，利用开放的控制系统组态功能，对控制系统进行模块建立、系统搭接、参数整定、动态调试等控制系统组态培训。此项教学还可以通过对运行状态进行冷态启动、温热态启动、停机和机组正常运行调整等培训设置，使火电集控运行学生学习掌握电力生产过程中机组启停及运行调整的操作技能。

三、发展实践教学环节不断改革研究的职业教育

职业教育是针对具体职业定向培训的教育活动，使受教育者能够具备特殊的专业技能并以此服务社会、造福社会。发展完善职业教育，加快技能型人才培养，提高劳动者素质，是建设新时代中国特色社会主义的职业教育的基本要求[6]。火力发电厂生产运行的高温高压等特殊性使火电集控运行專业在人才培养过程中存在一些实践技能不能完全实现实验室化演练操作学习的状况。进行多方位多角度的实践研究，探索火电厂集控运行专业的实践教学方法，通过建成相关的实验教学网络化教学资源，实现实践诸多环节教学的信息化公开、分享等管理方式，将传统实验教学与新时代新技术融合，建设开放的、共享的实验实践教育体系。最大限度地为火电专业在校学生提供实践演练平台，有利于全面培养具有理论知识和实践动手能力相结合的火电厂集控运行职业人才，满足电力企业对职业人才技能的要求。

参考文献：

[1]曾旭华，李福东.高职火电厂集控运行专业人才培养模式研究与实践[J].职业教育，2013（4）.

[2]杨宏民，杜雅琴，张伟，等.火电厂集控运行专业“教、学、做”一体化教学模式的研究与实践[J].教育教学论坛，2016（30）.

[3]陈炜，张其平.重新认识与组织实验教学[J].实验室研究与探索，2011，30（10）：357-359.

[4]臧立娟.开放性创新实验教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索，2014（4）.

[5]王晓亮，宋东辉，王晓光.基于虚拟现实技术的火力发电厂仿真系统的开发[J].课程教育研究，2017（14）.

[6]郭蔷，周后红.职业教育与成人教育的关系及发展趋势[J].教育与职业，2017（2）.

编辑 张 慧