“热力发电厂”课堂和实践教学交叉深度融合的探索与实践

李龙之　王默晗　王建伟　王孚懋

摘要：“热力发电厂”是能源与动力类专业的专业必修课，主要讲授热力系统结构及运行、热力发电厂热经济性分析，重点要求学生掌握热力机组原则性热力系统的计算和设计。本文对探索新模式过程中遇到的问题、收获的经验和进一步的改进方法进行总结和阐述，为该模式的推广提供借鉴。

关键词：生产实习；热力系统；发电厂；课程设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）50-0098-02

一、课程改革背景

“热力发电厂”是能源与动力工程类专业的一门专业必修课程，本课程着重介绍了热力发电机组的热经济性分析方法以及热力系统的构成和运行等，重点要求学生掌握热力发电机组原则性热力系统的设计。目前，本课程的教学过程存在几个问题[1]。

1.课程体系陈旧：本课程几乎涵盖了机、炉、电、汽、水和风等各个环节，具有综合性强、工程性强和与电厂生产实际联系紧密的特点。长期以来，课程体系中各教学环节比较独立，以理论授课为主，即便利用多媒体等现代化教学手段，但面对如此众多的电厂设备和复杂的热力系统，其教学效果也远远不够。

2.学生主动性不足：受传统教学模式的影响，许多学生把自己定位为被动接受者，课堂上过于平静，与教师缺少互动。而且，本课程授课期间正处于学生择业和考研等高峰期，种种压力转移了学生的注意力。

3.实践教学滞后：实践教学和课堂教学脱节比较严重，而且实践教学趋于单一化和形式化，学生无法真正体会和积累实际操作经验，对课堂教学的促进作用大大降低。

二、课堂和实践教学交叉融合模式

根据“热力发电厂”的课程性质和内容，我们对课程体系进行了分类优化，将其分解为三部分：热力系统结构和运行、热力机组热经济性分析和机组原则性热力系统计算。同时，将仿真实训、生产实习和课程设计等实践教学环节进行重新调整，分别将其有机地纳入相应模块，促进实践和课堂教学的相互作用。具体做法分述如下。

1.热力系统结构和运行的学习。此版块主要知识点包括给水回热系统、回热加热器的运行、对外供热系统和热电厂全面性热力系统及其运行等。此部分的教学难点在于学生很难将课本上抽象的热力系统与实际的热力系统进行合理的联系。为此，在讲授这部分内容时，我们合理使用基于“工作过程”的教学理论，正确运用启发式和讨论式教学手段，充分利用已有的教学资源，如电厂实物模型和流程演示平台等，通过直观认识和拆装演示等手段，在教学氛围上创造“工作过程”的场景，使一些教学难点形象化和简易化[1]。将模拟和仿真的结果制成教学素材，不仅可以使讲授的内容具体化、直观化，而且更好地激发了学生的学习兴趣。最后，在这部分内容学习结束之后立即进行为期两周的生产实习，让学生带着问题进行实习，在实习过程中通过近距离接触电厂设备和运行车间以及与厂方人员的有效沟通积极寻求问题的答案。

2.热力系统经济性分析的学习。此模块主要知识点有热经济指标的分类和计算、提高蒸汽初参数和降低蒸汽终参数对热经济性的影响、回热和再热对机组热经济性的影响等。难点集中于热经济性指标的过程计算和改变蒸汽参数对热经济性影响的理论分析等。所以，我们在讲授这部分内容时采取了如下方法：要求学生在生产实习环节中注意收集实习单位的热经济性指标或者与之相关的计算参数，在授课过程中引导学生运行相关知识，深入分析各单位经济性并给出针对性的解决方案，为培养适应新形势下的能源动力类专业应用型实践创新人才提供保证。通过反复分析和系统比较，培养学生纵览全局的考虑和分析工程实际问题的意识和能力[3]。

3.原则性热力系统设计的学习。此模块主要涵盖了机组原则热力系统和热力发电厂原则性热力系统的计算，难点在于此部分计算过程烦琐，单一的课堂教学使学生难以快速接受理解和提高计算能力。传统教学一般通过课程设计来改善这一局面，但课程设计往往安排在学期末，与此部分知识的课堂学习间隔一定时间，大大降低了课程设计对夯实专业基础和灵活运用知识的作用。为此，我们对课程设计内容重新编排，使设计符合电厂机组大容量、高参数等技术发展趋势，将课程设计直接纳入课堂教学，使两者相辅相成。同时，结合工程实际进行课程设计，培养学生创新能力和工程意识。比如，以《1000MW超超临界火力机组热力系统设计计算》为课程设计题目，鼓励学生运用所学知识拟定发电厂热力系统，依据热力系统完成原则性热力系统计算、热力系统优化设计和辅助热力设备选型、管径计算及管道选择、安全性及经济性分析，强化学生工程意识的培养[2]。

通过对课程体系的合理调整，采取边授课边实践的教学手段逐步构建课堂和实践教学交叉融合相互促进的新型教学模式（如图1所示），拉近课堂教学与实践教学的时空距离，提高《热力发电厂》课程教学效果，提升学生整体素质和创新能力，切实改善学生培养质量。

三、教學效果和改进措施

1.教学效果。课堂和实践教学交叉深度融合的新模式有效规避了传统授课模式存在的一系列问题，而且通过教学实践取得了良好效果：（1）学生对本课程的学习热情明显好转。课堂出勤率显著改善，课堂氛围热烈。以前学生对本课程缺乏兴趣、难以理解等现象得到了根本性的扭转。（2）学生对重点知识的掌握程度更牢固，体现在学生的工程设计能力明显提高，热力系统设计更规范，极大地改善了课程设计与课程学习脱节严重以及部分同学设计进度缓慢甚至疲于应付的不良学风。（3）学生解决实际问题的能力得到了充分锻炼，创新意识和工程能力有所增强，进一步增强了专业的归属感和认同感，对培养适应新形势的复合型人才有推动作用。

2.改进措施。此模式对“热力发电厂”课程教学表现出一定的促进作用，但在今后教学过程中仍需要从以下方面进行改进：（1）从时间和空间上进一步优化课堂和实践教学交叉融合的关联度和有效度。（2）进一步强化实践教学环节，如提高仿真实训的实效性、生产实习的针对性、课程设计的创新性以及教师科研项目和实践教学的互补性；保证实践教学的常态化、多元化和规范化。（3）建立基于网格管理的全程考核模式和动态评价系统，探索基于网络考试系统的“热力发电厂”考核新方式[4]。

四、结束语

对于“热力发电厂”这样一门理论性强、综合性强和工程性强的课程，教学改革是一个难度大和周期长的系统工程，尽管在教学过程中采取了一些措施，加强了课堂教学和实践教学的交叉融合，但仍不够完善，还需在今后教学工作中不断开拓探索和积累总结，真正使该课程成为培养学生将来从事电力生产或科学研究的基石。

参考文献：

[1]王运民，黄竹青，张希富.“热力发电厂”课程教学改革的探索与实践[J].教育教学论坛，2013，（44）：221-222.

[2]周振起，赵星海，张炳文，胡鹏飞.《热力发电厂》精品课程建设的研究与探索[J].教育教学论坛，2013，（38）：230-231.

[3]付文峰，李卫华.“热力发电厂”课程实践性教学研究[J].中国职工教育，2012，（14）：145.

[4]毕小龙，陈爱萍，田永伟，孙荣岳.基于网络考试系统的“热力发电厂”考核方式初探[J].科教文汇，2014，（12）：67-68.