新时期“锅炉原理”课程教学改革的创新探索

摘要：“锅炉原理”课程是“热能与动力工程”专业的核心主干专业课程，总结了课程组在课程教学改革方面的创新实践，包括：科学定位课程教学内容和目标，紧密跟踪锅炉技术最新发展动态，及时更新教学内容，综合利用现代化教学手段，增强实践环节教学，同时推进课程设计环节的教学改革，更加注重学生学习实效，以及创新课程考核手段和科学评价学生学习效果等。

关键词：锅炉原理；教学改革；课程设计

作者简介：曹玉春（1973-），男，江苏盐城人，常州大学石油工程学院，副教授；纪国剑（1980-），男，江苏句容人，常州大学石油工程学院，讲师。（江苏 常州 213016）

基金项目：本文系2012年度常州大学教育教学研究课题（课题编号：GJY2012008）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0110-02

一、新时期“锅炉原理”课程改革的必要性

作为重要的能源转换动力设备，锅炉不仅常见于日常生活及工农业生产，同时也是火力发电系统三大主机之一，是各行各业动力“源”之所在，在国民经济和社会发展中扮演着无可替代的重要角色。“锅炉原理”课程是热能与动力工程专业的核心主干专业课程，也是建筑环境与设备工程、过程控制及装备等众多专业的重要专业基础课程和选修课程，具有较宽广的受益专业面和众多的受益学生人群。

在我国的能源消费结构中，一次能源中约70%来自化石燃料的燃烧转换利用，其中大部分在锅炉等燃烧设备中完成，这一趋势在今后相当长的一段时期内不会改变。此外，农林生物质、城市生活垃圾、污水污泥等新型资源化利用也大量通过锅炉设备来进行燃烧处理。

随着社会经济的发展和科学技术的进步，锅炉在高效、环保方面的技术也日新月异，各种特种工业锅炉不断涌现，电站锅炉正朝向大容量、高参数机组方向发展。同时，随着能源资源的日趋紧张、全球气候变暖及燃烧污染物排放所引起的环境污染问题日益突出，能源资源在锅炉中的高效清洁利用已成为能源转换与利用领域的重大课题。显然，这些问题的解决与锅炉技术的不断技术革新密切相关，通过高效低污染锅炉设备及系统不断的优化设计、优化运行与高效管理来系统实现。因此，“锅炉原理”课程的建设及教学对我国能源生产与转化利用领域高级专门人才的培养具有非常重要的现实意义。

常州大学热能与动力工程专业的“锅炉原理”课程，已经开设有近20多年的历史，在长期的教学实践中，不断学习和借鉴其他重点高校的教学方法和教学经验，紧跟锅炉技术发展步伐更新教学内容，综合利用多媒体、网站等先进的教学手段，强化情景教学和实践环节，将素质教育的观念和思想贯穿始终，融传授知识、培养能力和提高素质为一体，促进三者协调发展。通过一系列的教学改造和创新，为促进“锅炉原理”课程建设和教学改革的发展和提高教学质量奠定了基础。

二、科学定位课程和教学目标任务

常州大学是一所以培养应用型高级专门人才的省属地方普通高校，学校的特色就是服务行业和长三角区域经济。近年来热能与动力专业学生就业主要面向电厂、能源、动力设备制造及安装、运行等企业，因此我们确定“锅炉原理”专业课在人才培养中的定位是围绕锅炉设计、制造和能源高效清洁利用，培养基础理论扎实、实践能力强、有创新精神的高素质应用型人才。课程以培养学生工程素养和理论联系实际、分析解决实际问题的综合素质为目的，其总体目标是通过本课程的学习，学会运用课程中的基本理论和概念分析并解决锅炉运行中的技术问题，通过课堂教学、实际环节和课程设计三结合的方式，使学生系统地掌握锅炉基础理论知识，初步具备分析锅炉运行、设计、安装、制造等相关技术问题的能力，了解锅炉技术最新发展趋势，培养严谨务实创新的工程理念，以及为日后能胜任锅炉、燃料与热能利用有关的运行、设计、安装与研究工作打下扎实的专业基础。

三、“锅炉原理”教学改革的创新研究

1.跟踪锅炉技术发展，及时更新教学内容

专业课程教学内容特点与基础课程有所不同，专业课中的知识点与现代科学技术的发展密切相关，专业课教材的内容不断更新，这就要求课程教学过程中应能及时地反映相关技术的发展。随着国内锅炉教材的不断更新，课程组科学选取合适的最新版本的教材。同时，课程组借助教师科研上的优势，及时收集国内外锅炉厂家、设计院、火力发电厂和工程公司锅炉方面的最新文献资料，从中获得大量锅炉设计、制造方面信息，如超超临界电站锅炉、大型超临界循环流化床锅炉等。另外，由于锅炉燃烧排放引起的环境问题成为公众关注的焦点，在锅炉控制污染排放方面的最新技术发展迅猛，课程组及时收集燃煤锅炉脱硫、脱硝等方面的最新技术和成果融合到教学内容中。不仅如此，教师利用科研出差深入到工程一线，现场考察并拍摄了大量锅炉及其内件的照片，为授课掌握了生动的第一手资料，并及时更新到教学的多媒体课件中，以此开拓学生的视野，培养学生对该专业课的兴趣。

2.综合利用现代化教学手段，提高学生学习兴趣

设置这门课程之初，教学内容以传统的理论为主，开设相应的实验和课程设计。随着教学改革的深入，本课程除了加强理论教学外，还借助实物模型、设备的三维动画及录像带等音像资料、仿真实验及研究型实验，不断加强实践教学内容。教学方法和手段也从单一的黑板板书教学转向了利用现代化多媒体教学手段的多种教学形式。

在学生学习“锅炉原理”这门专业课之前，组织学生参观30万千瓦电站机组模型，通过这种直观演示让学生对电站锅炉有一个初步认识，在电厂认识实习期间组织学生跟班运行，使学生对实际运行中的锅炉有更进一步的感性认识，为接下来的课堂学习奠定了基础。在课堂教学方面，以前主要以黑板板书教学为主。由于教学手段单一，不能充分调动学生课题学习积极性。随着科技的进步和教学改革的发展，多媒体和网络教学手段被逐步引入到本课程的教学中。课程组教师收集了大量锅炉设备三维动画、锅炉设备现场录像和多媒体教学课件，建立了共享多媒体资源，借助这些多媒体资料形象地讲解各种设备的结构和工作原理，将过去因没有实物对象或由于实物过于复杂而难学的抽象的工作原理、复杂的结构具体化、形象化，对帮助学生建立形象、直观的概念，加强对理论知识的理解起到了非常重要的作用。这样不但加深了学生对课程内容的理解，同时大大激发了学生的学习兴趣，丰富了教学内容和提高了教学效果。另外，在采用多媒体手段进行教学的过程中，部分保留了黑板板书教学形式。这样做的优点是既能发挥多媒体教学形式多样、信息量大、形象直观等优势，又能保留黑板板书的亲和力强、逻辑严密、交互性好等优点。

3.增强实践教学环节，提升学生对课程内容的感性认识

在学校相关部门的支持下，建设了煤质分析、锅炉综合仿真实验平台、锅炉模型室等实验室，另外通过与校外企业合作，开辟了包括火力发电厂、能源设备厂和锅炉设备制造等在内的多处校外实习基地，这些实践教学环境为“锅炉原理”的教学提供了很好的硬件条件。

结合“锅炉原理”课程的教学改革，课程组将过去四周的生产实习分成校内实习与校外实习两个阶段，两周校内实习结合本课程安排在校内实习基地进行，目的在于使学生对锅炉的基本知识、基本结构及工作原理有初步的认识，校外实习则主要使学生对运行中的锅炉有进一步的感性认识。这样使得学生在课堂学习中能激发学习兴趣，更好地掌握所学知识。另外，考虑到部分学生学有余力，开展了本科生导师制工作，将科研资源引入本科教学，为部分本科生配备了从事课题的老师作为导师，引导学生适当参加科研活动，针对课程教学中存在的问题开展深入研究，将教师的科研试验平台与学科建设资源转化为实验教学资源 ，以提升课程教学水平和质量。

4.推进课程设计环节的教学改革，更加注重学生学习实效

传统的“锅炉原理”课程设计教学过程是教师提供给学生锅炉设计参数资料，在教师的组织指导下，学生按照课程设计任务书的具体要求，通过查阅资料、确定方案、设计计算、绘制图纸、编制计算说明书等一系列工作来完成。从教学效果来看，一是课程设计往往是“孤立”地进行，即在专业课讲授完后进行，与专业课的衔接性较差，造成设计内容与课堂教学内容脱节；二是课程设计题目过于单调，考虑到学生今后工作的团队合作性，往往做同一种炉型的设计，尽管给定的燃料特性等设计数据有一定的差异，但大家做出的设计还是差别不大，不能充分考虑到学生的个性，不能兼顾不同层次学生的不同需求，甚至还可能诱发抄袭等弊端；三是对课程设计的考核方式也比较单一，教师往往在课程设计环节的成绩评判上显得为难和被动。

经过综合考虑，课程组对“锅炉原理”课程设计时间安排进行了调整，在“锅炉原理”课程讲解到一半左右时提前将课程设计的题目布置给学生。课程设计内容不再限于高压煤粉炉，而是包括链条炉、电站锅炉、流化床锅炉和余热锅炉在内的多种炉型。这些题目的涵盖面广，复杂程度和难度差异较大，学生可以根据自己的能力、兴趣和将来的就业意愿等选择不同类型和不同参数的锅炉进行设计。提前公布课程设计的题目之后，一方面由于时间充足，就只给出设计要求，由学生根据设计要求自定设计方案，这样可以培养学生的独立思考能力；另一方面，在课程学习过程中，学生带着问题去学，学习的目标也更加明确，学习积极性也有所提高。

5.创新课程考核手段，科学评价学生学习效果

考试作为重要的教学环节，是学生学习的指挥棒。在“锅炉原理“的教学中强调理论与实际密切结合，切勿死记硬背，主要是要求学生理解锅炉燃烧的基本过程以及各组成部分的基本结构、工作原理及其特点。在最终成绩评定上，充分考虑平时学习的状况和表现，采取期末考试成绩占50～60%，平时成绩（含平时作业、课程设计、实践环节表现等）占40～50%的方式，破除单一理论考试确定成绩的做法，也激励了学生平时学习热情。在期末考试的命题环节，充分考虑“锅炉原理”的课程特点，将理论教学与实践教学相结合，一是保证基本的理论教学要求，二是将实践内容纳入考试命题范围，三是保证一定量的灵活试题。实践证明，这些措施调动了学生平时学习的积极性，保证了对课程必须掌握的知识的考核，对于一部分优秀的学生而言，可以得到发挥才能的机会，获得好的成绩，还能够体现各类学生的学习状况。

四、结束语

通过课程组教师多年的努力和积累，“锅炉原理”课程教学改革不断创新，推行了一系列教学改革和创新。通过这些改革和创新，提升了教学效果和教学质量，为培养高素质的应用型专门人才作出了贡献。

参考文献：

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