面向电力一线的热力透平课程群建设与教学改革

胡丹梅　何平

摘要：如何培养具有扎实专业知识，较强工程实践能力的高质量应用型人才，是目前高校教学中一项紧迫任务。本文从优化教学内容、加强实践环节、改革教学方法和提升教师专业水平等几个方面探讨了我校热力透平专业课程群建设与教学改革中的一些经验与体会。提出了面向电力行业一线，培养工程技术应用能力为主线，理论与实践相结合、课堂教学与实践教学相结合、校内实践与校外实习相结合的课程改革思路。

关键词：热力透平；教学方法；课程建设

中图分类号：TM61 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）32-0132-02

热能与动力工程专业是我校一个具有电力行业特色的传统专业，热力透平类课程是该专业重要的专业课程群。热力透平课程群包括《汽轮机原理》、《燃气—蒸汽联合循环发电》、《汽轮机数字电液调节》、《汽轮机课程设计》、《机械创新设计》、《热力设备及运行》等课程，主要涉及发电厂中热力透平设备的设计、运行、控制等方面内容。该课程群理论性强，同时又与电力生产实际联系密切，加强该课程群的课程建设和教学改革，对提高教学质量、使学生具有扎实的专业知识、较强的工程应用能力和创新意识都具有重要意义。课程群的建设与改革旨在面向电力行业一线，建立以培养工程技术应用能力为主线的教学体系，同时强化学生在校期间现场实践环节的教学训练，加深学生对生产现场的感性认识，着力培养学生的实际工作能力和创新意识。在培养过程中，不断更新教学内容和教学方法，着眼于学生综合素质和能力的提高，培养工程生产第一线所需的高等工程技术应用性人才。对此，我们从优化教学内容、加强实践环节、改革教学方法和提升教师专业水平等方面对课程群的建设和教学改革进行了一些有益的尝试和探索。

一、紧跟行业发展，优化教学内容

我国“十二五”电力行业发展规划要求提高和优化传统能源产业的技术水平，特别是强化科技创新，推进能源综合开发利用。为适应电力行业这种新型工业化发展道路的要求，热力透平课程群在优化课程教学内容方面采取了一些措施，具体有如下几个方面：（1）根据我国电力行业发展规划的要求，以能源高效、合理转换与利用的先进技术为主线，将最新科研成果融入课堂教学和教材建设中。例如，在《汽轮机原理》课程中增加了汽轮机新型刷式汽封技术、超临界汽轮机防止固体颗粒侵蚀技术等相关内容。（2）“超临界发电技术”是目前我国电力工业升级换代、缩小与发达国家技术与装备差距的新一代技术。预计超临界发电机组将是未来二三十年我国电力工业生产的主要机组形式。为此，课程组自编了教材“超临界汽轮发电机组”并在热能动力专业的“卓越工程师”班的教学大纲增加了相关教学内容。（3）根据我国“十二五”期间推动重型燃气轮机和煤气化联合循环行业发展的规划，编写了上海市“十一五”规划教材《燃气轮机及其联合循环发电》。该教材使用效果良好，被评为上海市优秀教材。

二、面向生产一线，建立多层次交互式实践教学体系

2010年我校热能与动力工程专业成为首批国家“卓越工程师培养计划”本科专业，该计划的目的就是要培养一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的生产一线工程技术人才。为达到这一目的，建立以培养技术应用能力为主线的实践教学体系就显得尤为重要。为此，在长期的教学实践中，热力透平课程群构建了校内实验教学、校内实践中心及校外实习基地有机结合的多层次交互式的实践教学体系，具体有如下几项措施：（1）校内实验教学、校内实践中心及校外实习基地等实践环节分层次开设课程，以保证不同层次实践教学培养目标的实现。全面开放基础和专业课程实验室、工程训练中心、电厂应用实验室和学生科技创新实验室等实践场所。同时，引入面向电力行业的应用实践教学环节，各年级的学生可以交互应用这些实验室，自主选择适合自己发展的实践内容。（2）完善和组建多个校内教学实验室及实践中心。近几年先后建立了CAI/CAD实验室，建成600MW、1000MW单元机组软仿真系统，研发组建了“汽轮机数字电液调节系统”实验台。另外还新增了转子动平衡实验台、轴系振动测量实验台等专业实践平台。目前，我院已经以这些实验、实践平台为基础建成一个上海市教学实验示范中心。（3）组建燃气轮机发电机组、超临界发电机组校外实践基地。与多个电厂建立协作关系，校企联合建设了一个国家级工程实践教育中心，完成了产学研一体化的实践教学体系建设。

三、强化学生工程应用能力，改革课程教学方式方法

热力透平课程群实践教学体系密切针对发电企业的工程应用需求，课堂教学与实践教学紧密结合，循序渐进地进行学生工程应用能力的培养。在培养过程中逐渐形成了一套课堂教学与实践教学相结合的课程教学方法：（1）课堂教学与实践教学紧密结合，以发电企业及其相关产业链的人才需求为主线，构建了面向学生共性、个性培养的多层次实验实践教学体系。以能力培养为核心，将学生的能力培养分为工程技能、综合设计能力、创新能力和专业实践能力四个部分，与课堂教学紧密结合循序渐进完成学生实践能力的培养。首先，紧密结合生产实际进行课堂教学。在课程进行之中，学生可以通过课程实验来验证专业理论，并通过综合性和设计性实验来培养学生的实践动手能力与创新能力。同时，也可以带着问题到动力设备系统实验室和CAI/CAD多媒体实验室弄清楚热力透平的结构和原理。课程结束之后，学生可以在仿真机上进行运行操作，进一步熟悉生产设备的运行、控制过程及设备检修的工艺过程，增强动手操作能力。例如：引入1000MW单元机组软仿真系统，同学们在该实验室可亲自动手在计算机上模拟机组正常运行，变负荷运行，冷、热态启动、停机等操作，以巩固学到的理论知识，培养同学们实际动手能力。学生通过具有电力特色的教学模式的训练，对发电厂单元机组的汽轮机设备系统和运行方式有了更清晰的理解。（2）通过综合性实验、课程设计、仿真训练、企业实习，加深学生对课程的理解，提高学生的动手能力、分析问题和解决工程问题的能力。例如，在教学中以实验平台建设为依托，结合生产实际，积极地指导学生开展综合性实验设计。在《汽轮机数字电液调节》课程的汽轮机数字电液控制系统仿真平台建设过程中，通过开辟学生第二课堂，指导了20余名本科学生开展创新设计活动。平台建成后，已在数字电液控制技术及其应用、汽轮机原理等专业课程教学实验中成功应用。学生可以利用已构建的实物仿真平台自主设计实验方法、自己动手拆装系统，灵活组态，配合专业课堂教学进行创新设计实验，有力地强化了面向电力生产一线的专业技术人才特色。

四、深入行业一线，提升教师专业水平

具有扎实的理论基础，同时又熟悉电力行业生产一线的教师队伍是培养具有优秀的创新和实践能力的工程技术人才的根本保证。我们在长期的教学实践中采取了以下的几种教师培养方式：（1）有目的、有计划地安排课程组教师在大型电厂、设计院等部门进行“产学研”实践学习；深入生产现场参加设备调试、系统设计，亲身参与电力研究院、设计院等部门组织的技术监督等工作。（2）组织课程组成员参加行业性的学术会议、研讨会，了解行业前沿科学，参与学术讨论。（3）定期安排课程组教师对电力企业员工进行专业培训，倾听一线技术人员反映的现场运行问题，运用理论知识分析、解决问题，深得企业员工的认可。与此同时，教师自身也受益匪浅。

五、应用成效

面向行业一线的热力透平课程群建设及教学改革，形成了特色鲜明的工程实践教学体系，取得了显著的教学成效。工程实践教学体系和电厂应用实践教学平台的应用从2006年开始，培养了2007～2013级热能与动力工程专业1100余名学生。学生通过校内工程实践课程的训练以及驻电厂的生产实习，初步掌握了现代发电厂的操作和工程应用技能。用人单位普遍反映我校热能与动力专业的毕业生能较快地适应现场实际工作。学生在老师的带领下前往电厂进行暑期电厂实践活动，另外很多学生还参与了电厂、设计院等单位多个技术改造项目。这些工程实践活动既锻炼了学生应用所学知识分析问题解决问题的能力，也有助于生产实际问题的解决，成为一个产学研联合培养学生的典型事例，有效地推进了企校双赢合作模式的向前发展。近年来学生共计完成科技论文87篇，申请发明专利18项，其中授权2项；有6篇论文参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛并获奖，7篇论文参加上海市“科创杯”并获奖，5篇论文参加“上汽教育杯”科技作品比赛并获奖，2项学生参与的项目获上海市科技进步三等奖。2006年以来，课程群所在的教学团队通过不断地改革探索取得了一些初步成绩。团队老师先后承担上海市教改项目6项、荣获市级教改项目成果奖9项，荣获校级教改项目成果奖6项，出版“十一五”国家级规划教材1部。2008年，所在的教学团队获得“上海市市级教学团队”荣誉称号。2013年，本教学研究项目获得上海市教学成果二等奖，在上海市同类型高校热能动力专业中享有一定的声誉。

参考文献：

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[2]张尧学.扎实推进“质量工程”抓紧抓实精品课程建设[J].中国高等教育，2003，（9）：4-5.

[3]常胜运.“汽轮机设备及运行”课程教学改革[J].中国电力教育，2007，（5）：103-105.