《電廠鍋爐原理》直觀性教學(xué)探討

鄭建祥，盧洪波，劉國偉，劉洪憲，沙鵬

（東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，吉林吉林 132012）

《電廠鍋爐原理》是火電廠集控運行專業(yè)的主干課程。課程其他學(xué)科內(nèi)容涉及廣泛，知識重點和難點較多，課程體系復(fù)雜。新的教學(xué)改革和國家對工程應(yīng)用本科教學(xué)要求的提升，《電廠鍋爐原理》課程已經(jīng)將理論課時大大壓縮。而該本科課程跟現(xiàn)場實際緊密關(guān)聯(lián)，必須講授的內(nèi)容也日益更新，跟現(xiàn)場實踐關(guān)聯(lián)，具有授課時間短，學(xué)習(xí)難度加大的特點。為了提高《電廠鍋爐原理》課程的教學(xué)效果，筆者結(jié)合多年在相關(guān)鍋爐課程中的教學(xué)心得，針對該課程的教學(xué)重點和難點，運用直觀教學(xué)法，將現(xiàn)場實際和理論相結(jié)合，可以提高該課程的授課效果。

1 直觀教學(xué)法

夸美紐斯[1]主張“廢除引經(jīng)據(jù)典、咬文嚼字的文字教學(xué)法，運用直觀教學(xué)法?！彼f，知識的開端永遠必須來自感官，教學(xué)應(yīng)從觀察事物開始。在可能的范圍以內(nèi)，一切事物都應(yīng)該盡量地放在感官跟前；如果得不到實物，就用圖像、模型等直觀教具代替。他把直觀教學(xué)定為教師的一條金科玉律，要求在一切的教學(xué)中普遍的運用。

夸美紐斯的上述直觀教學(xué)法是非常值得提倡的。但是其有一定的局限性。馬克思指出：“現(xiàn)象形態(tài)和事物的本質(zhì)會直接合而為一，一切科學(xué)就成了多余的了?！蔽覀冎v述的鍋爐的過熱器，是從實際中大量的、不同類型的過熱器中提煉出的代表，研究其性質(zhì)、特點，鍋爐運行對它的影響等。這是在具體的事物中提煉出來的科學(xué)本質(zhì)。所以我們教授給學(xué)生的是反映事物本質(zhì)的科學(xué)理論，它不是和現(xiàn)象形態(tài)直接合而為一的，不可能僅僅靠直觀的教學(xué)法就可以解決的問題。這就是直觀教學(xué)法的局限性。如果把直觀教學(xué)法作為金科玉律，作為絕對的東西，那就是片面性，就是形而上學(xué)的錯誤的觀點。既然我們已經(jīng)認識到了直觀教學(xué)法的局限性，那么如何發(fā)揮直觀教學(xué)法更大的功效呢？

構(gòu)成一個事物的兩個相反的方面就像磁鐵的兩極，每一方面都以對方的存在為自己存在的條件。每一方面發(fā)揮作用都依靠對方的存在而存在。認識的兩個過程，感性認識和理性認識之間的關(guān)系就是上述的關(guān)系，直觀的東西屬于現(xiàn)象，理論的東西反映的是本質(zhì)，他們的關(guān)系也是上面的互相依存的關(guān)系。這就是“相輔相成”的辯證法的原理。根據(jù)這個原理，在直觀教學(xué)的時候，就要和理論教學(xué)的內(nèi)容相聯(lián)系，這就叫作有的放矢，這時，直觀教學(xué)法就發(fā)揮了它的最大功效。

2 直觀教學(xué)方法在《電廠鍋爐原理》教學(xué)中應(yīng)用

不少在鍋爐原理教學(xué)一線的老師對鍋爐原理教學(xué)的理論和實踐做了多方面的研究。主要有車德勇[2]的《動畫仿真技術(shù)在〈鍋爐原理〉課程教學(xué)中的應(yīng)用》，于廣鎖[3]的《鍋爐原理課程教學(xué)的探索與研究》。很多教師感慨：“站在鍋爐旁不知道鍋爐在哪里？”也就是說，雖然多媒體教學(xué)能夠有效擴充和豐富教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生還是不能真正地認識鍋爐。所以如何真正將直觀教學(xué)和理論教學(xué)緊密聯(lián)系，發(fā)揮直觀教學(xué)方法的最大功效，應(yīng)是目前教學(xué)研究的重點。

《電廠鍋爐原理》教學(xué)難點[4]是鍋爐制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)。這些系統(tǒng)是眾多工程實際設(shè)備結(jié)合，功能復(fù)雜，學(xué)生之前根本沒有接觸到這些設(shè)備，沒有基礎(chǔ)的理解，特別是這些設(shè)備按照其功能連接，完成其基本功能，學(xué)生極容易搞混，而且沒有現(xiàn)場實際經(jīng)歷，很難記憶。針對這種情況，我們采用直觀教學(xué)法結(jié)合理論教學(xué)，對目前教學(xué)方法進行改革，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 直觀教學(xué)

充分利用該校與電廠聯(lián)系緊密這一優(yōu)勢，在學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課前，進行現(xiàn)場認識實習(xí)。讓學(xué)生進入現(xiàn)場，零距離接觸到電廠的各種設(shè)備，并聘請現(xiàn)場專業(yè)工程師進行認識講解。結(jié)合CAI課件學(xué)習(xí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)鍋爐前對電廠有了整體直觀的清晰認識。

2.2 課堂理論聯(lián)系實際

充分利用多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù)手段，豐富了教學(xué)內(nèi)容、提高了教學(xué)質(zhì)量。利用三維動畫技術(shù)和手段，對火力發(fā)電廠的設(shè)備和系統(tǒng)進行逼真、形象、三維立體展現(xiàn)，而且展示其運行過程，不但可以使學(xué)生全面了解鍋爐主要系統(tǒng)及設(shè)備結(jié)構(gòu)，而且可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，真正將理論和實際結(jié)合，起到了純現(xiàn)場實物教學(xué)及課堂教學(xué)無法起到的作用。

積極進行高等學(xué)校教學(xué)與科研相結(jié)合的有益嘗試，在教學(xué)研究型大學(xué)中要把教學(xué)和科研有機地結(jié)合起來，互相補充、相輔相成。把教研組的研究成果以及國內(nèi)外最新技術(shù)加入到鍋爐原理課程中。比如，在講述燃燒理論部分時，將潔凈煤發(fā)電技術(shù)、循環(huán)流化床、超臨界鍋爐以及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）等相關(guān)世界前沿技術(shù)介紹給學(xué)生，并提供相應(yīng)的國內(nèi)外參考資料，結(jié)合課程內(nèi)容留下思考題讓學(xué)生通過查找資料自己解決問題。還有在講述直流鍋爐時，將目前國內(nèi)外超臨界和超超臨界鍋爐內(nèi)容做一介紹，激發(fā)學(xué)生興趣，科研教學(xué)相結(jié)合開闊了學(xué)生的視野。

2.3 針對性課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計

針對熱能動力專業(yè)的學(xué)科性質(zhì)和將來的就業(yè)狀況，《電廠鍋爐原理》教學(xué)理念應(yīng)以提高實踐能力，開闊專業(yè)視野為目標。所以學(xué)生的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計是將鍋爐原理的知識學(xué)以致用。鍋爐課程設(shè)計，強化學(xué)生對鍋爐基本理論和運行過程的理解。包括鍋爐的整個額定工況和變工況情況下的校核熱力計算。通過特定燃料的燃燒計算，燃燒熱平衡計算，學(xué)生可以扎實掌握鍋爐的燃燒過程和相關(guān)設(shè)備的理論和運行過程。根據(jù)熱力學(xué)和傳熱學(xué)原理，對前屏、后屏，對流過熱器再熱器及尾部受熱面校核計算。充分掌握鍋爐原理的基本理論和運行原理。為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計和學(xué)生在電廠相關(guān)崗位工作打下基礎(chǔ)。

在畢業(yè)設(shè)計方面，畢業(yè)設(shè)計題目都是有針對性的實際課題，有機結(jié)合基本的鍋爐原理及相關(guān)所學(xué)的知識，并應(yīng)用這些知識，針對工程實際，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力，提高學(xué)生的分析研究能力，這樣學(xué)生可以奠定進行科研創(chuàng)造工作的基礎(chǔ)，建立進行科研工作的邏輯全局觀點，具有安全意識，具有較高的設(shè)計思維和扎實的工作作風，為今后走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

在《電廠鍋爐原理》課程的教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的工作需求，及教學(xué)中存在的不容易理解的難點問題，采用直觀教學(xué)和理論教學(xué)相結(jié)合的方法，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果質(zhì)量，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和學(xué)生的實踐工作奠定一個良好基礎(chǔ)。