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摘要:“热力发电厂”是高职高专电厂热能动力装置专业和火电厂集控运行专业的主干课。通过多年的教学探索和实践,笔者认为在教学过程中应渗透教育理论,改革传统的授课模式,用现代的教学手段、丰富的教学内容和科学的考核机制构建新型的课程教学模式。实现了专业理论扎实、工程实践能力强,综合素质高的应用型人才的培养目标。
关键词:高职院校; 回热加热器;教学;改革;实践
作者简介:陈明付(1964-),男,福建泉州人,福建电力职业技术学院自动化系,副教授,主要研究方向:高职院校热能动力教学与研究。(福建 福州 362000)
福建电力职业技术学院高职高专电厂热能动力装置专业和火电厂集控运行专业选用的《热力发电厂》教材,由杨义波、张燕霞、杨作梁、刘玉莲合编,中国电力出版社出版。该课程是与电厂生产实际紧密相联、综合性较强的一门主干专业课程,是在学生学习了“工程热力学”、“传热学”、“流体力学“、“泵与风机”、“电厂汽轮机”、“电厂锅炉”等课程的基础上开设的。本课程是以整个发电厂为研究对象,重点讲述火力发电厂生产过程,热力系统的组成、原理和运行,主要辅助设备和附件的结构、原理和运行及原则性热力系统的计算等知识。其教学目标是:使学生具备本专业必需的热力发电厂的理论知识和基本技能,培养学生理论联系实际,初步形成分析问题和解决问题的能力,为学生的职业技能打下基础。为达到培养目标,收到良好的效果,笔者在多年的教学过程尝试了以下几种教学方法和教学手段。
一、讲授法
讲授法是本课程最基本的教学方法,要在有限的时间里把大量的材料介绍给学生,并指导学生掌握和运用。运用讲授法,要注意不能“满堂灌”,同时还要注意以下几个问题。
1.重视讲清现象或过程的物理意义
高职高专教材在原理解释或规律性结论推导中,采用了数学方法。讲授时,重点讲清数学表达式的物理意义,并向学生说明以数学为工具分析问题、推导结论,其目的是展示思维过程的严密性和结论的科学性,以便对所研究的课题有更深入的理解。对推演过程只要求懂,不要求记忆。比如在讲授“同容量同参数给水回热循环的热效率高于郎肯循环热效率”时,就可采用此法,向学生介绍证明的方法和达到的结论,而过程了解即可。
2.指出解决问题的思维过程
精心准备,熟悉教学内容,讲授时自然而又有意识地指出解决问题的思维过程,并灵活运用促进思维发展的科学方法,使学生在获得知识和技能的同时,思维能力得到发展,思维品质得到提高。比如在讲授“影响发电厂热经济性的因素及提高热经济性的发展方向”时,可先回忆“工程热力学”中的“提高郎肯循环热效率的方法和途径”的内容作为基础,以此展开该章节的分析。
3.充分发挥板图的作用
对本课程所介绍的火电厂的大型设备,如回热加热器、除氧器、各类阀门等,课堂上无法展示实物、语言描述又因日常生活和学生已有知识中缺乏类比材料而难以产生“直观”效果。于是,作为工程语言的图形就成为教学中的一种重要的直观手段,其中黑板图在课堂教学中尤为重要,因为它具有其它模拟形象难以比拟的优点——简便灵活,能紧密结合讲述或讲解,帮助学生形成或再现表象。当然,板图的作用也有局限性,运用注意几点。
(1)扬长避短。本课程的图形可分成两大类:示意图和结构图。板图方便用于示意图或表示简单结构,复杂的结构或立体形象、设备系统的动态和过程的形象,则采用挂图、模型、幻灯片和CAI教学软件表示。
(2)图形规范。即使是示意图,也必须原理正确、表达适宜、图形规范。因为图形规范,不仅是准确无误表达原理的要求,而且能给学生以美感,通过示范培养学生严谨、求精的作风。
(3)随讲随画。其效果比画完后再讲解要好得多。因为逐步展示图形结合讲解,可以集中学生的视听注意,使学生的思维跟随板画的进行而活动,有利于对教材的理解和记忆。
(4)适当着色。互相接触、交叉或相连而作用不同的零件、管道用不同的颜色表示,可以避免混淆,使图形更醒目,原理表达也更清晰。但不应该滥用彩色,否则可能形成干扰,分散学生注意力。
4.采用案例教学
适当引用火电厂生产过程中的典型案例作讲授内容,可以收到良好效果。
(1)选出的案例通常出自电力系统的通报或总结材料,例如重大设备或人身事故,在同类事件中具有代表性。学生对这类资料非常重视,印象也特别深刻。
(2)对案例发生的条件、原因、过程、后果及经验教训的分析具体而生动,是教材的有利补充,有利于学生加深对相关章节的理解。比如在讲授“回热加热器运行”中,要作好相应的工作之一是控制疏水水位不过高,若过高,其传热面会被水淹没,使传热面积减少,传热效果下降,蒸汽不能及时凝结,造成加热器内汽侧压力升高,给水温度降低,影响机组的安全经济运行。这种情况主要是由于加热器中的水管泄漏或疏水调节装置失灵所致。若水管泄漏应及时解列加热器,进行堵塞。若疏水调节装置失灵,应将疏水切换至事故疏水扩容器,检修调节装置。否则当水位迅速升高到进汽管口时,水就有可能从抽汽管倒流入汽轮机造成严重的水击事故。例如,某机组小修后投入运行,发现的第一个事故现象是厂房顶上冒汽。运行检查人员去检查高压加热器的水位计,发现三台高压加热器中,两台水位正常,一台水位计看不清。操作盘上该高压加热器的低水位指示灯和最高水位指示灯均亮,但高压加热器却未动作。当时认为水位信号有问题,然后将保护停止,40分钟后机组负荷减少25mw。此时2号轴承处冒烟、冒汽,中压缸帐差指示到头,继而又发现3号、4号轴承处冒烟、冒汽,5号轴承处冒火,被迫打闸停机。转子比正常惰走时间少8分钟。当时手动盘车不动,停机后6h盘车。事故的主要原因是高压加热器的疏水调节装置失灵,使水位升高以致满水。而高压加热器保护装置拒动,致使疏水经抽汽管进入中压缸,造成轴瓦挡油板摩擦冒烟,轴封梳齿磨倒,险些发生大轴弯曲的重大事故。这次事故告诉我们,当怀疑加热器水位有问题时,应检查对照加热器进汽压力是否升高,给水温度是否降低。如果是,就可确认加热器已经满水,及时将其停机,可避免停机事故。
(3)案例本身的新异性常能引起学生的浓厚兴趣。在较长时间聚精会神听讲以后,转而听案例分析,可以消除学生们因注意力集中而产生的疲劳,从而保持旺盛的精力,防止注意力分散。
5.注意讲课艺术,重视师生互动
克服旁若无人,不顾效果;照本宣科、不离讲稿;满堂板书,背向学生;声轻字小、难为听视等不良教学习惯。
二、 演示法
为了使学生对热力设备(如回热加热器、除氧器、阀门等)、系统(特别是全面性热力系统)的构造、组成和工作原理及某一过程有充分的认识,最好向学生展示挂图、模型、实物、演示板、CAI教学软件等。但运用时要注意演示的教具必须切合当时的教学内容,使学生获得有关课题的感性知识,建立或巩固热力设备、热力系统的记忆,加深对教材的理解;适时演示,增强学生的好奇心和求知欲;预先备好讲解词,指导学生观察,把握要点;要让全班学生都能看到应当看到的东西,尤其要注意主动性较差的学生。
三、讨论法
本课程在两种情况下采用这种方法:课的检查复习阶段;实践性教学专题小结。
上新课前检查复习上节课的重点、难点,通过辅导和批改作业发现的普遍性错误,或为了引导学生思考本节课的中心内容时,首先提出几个问题让全班学生考虑,鼓励他们积极发言或由教师指定几位学生回答,然后要大家补充或改正,最后教师做结论并引入新课。如为了复习第一章第一节的“用热量法评价火电厂能量的利用程度、又要导入第二节用作功能力分析法去评价火电厂能量的利用程度时”,笔者就采用此法,后来经课堂提问和学生们反映,该方法收效较好。
对于有深度和广度的,比如“发电厂全面性热力系统”的课堂教学,也可采用讨论法。教师把全面性热力系统分解成各个局部的热力系统,边讲边提出问题,师生一起讨论,最后教师总结。讨论时要注意让全班学生参与,不要让少数学生“包场”。
四、练习法
主要方式是布置课外作业,解答教材的思考题、计算题等。
要布置课外作业而且要求学生按时完成,其目的是:巩固已学过的知识,培养解决实际问题的能力,训练学生的思维能力,增强学生按时完成任务(作业)的时间观念。
作业要批改而且全班学生的作业都要改,只有这样,教师才能全面了解学生对知识的掌握程度、独立工作能力、学习态度,发现普遍性错误从而找到教学薄弱点的重要途径。
讲评总结,肯定优点,指出普遍性或重要的错误,并介绍解题的方法和技巧。
五、改革考核方式
改变原来的一门课程由一份试卷考试定成绩的传统考核方法,采用综合评价,即结合考勤情况、学习态度、课外作业、试卷成绩及口头答辩等方法确定最后总成绩。其中的口头答辩情况最能反映学生对该课程的掌握程度,该部分的成绩可占较大的比例。此做法在上第一次课的时候就要给学生交代清楚,引起学生们高度重视。这种综合评定学生成绩的方法,大大地激发了学生对学习的自觉性和求知欲。
二十多年的教学探索和实践,笔者认为高职高专“热力发电厂”课程的教学改革是成功有效的。
参考文献:
[1]教育部人事司组编.高等教育学(修订版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]盛卫才,任久华,秦宏康.高等职业教育理论与实践探索[M].昆明:云南大学出版社,2008.
[3]张燕霞.热力发电厂[M].北京:中国电力出版社,2001.
(责任编辑:苏宇嵬)
关键词:高职院校; 回热加热器;教学;改革;实践
作者简介:陈明付(1964-),男,福建泉州人,福建电力职业技术学院自动化系,副教授,主要研究方向:高职院校热能动力教学与研究。(福建 福州 362000)
福建电力职业技术学院高职高专电厂热能动力装置专业和火电厂集控运行专业选用的《热力发电厂》教材,由杨义波、张燕霞、杨作梁、刘玉莲合编,中国电力出版社出版。该课程是与电厂生产实际紧密相联、综合性较强的一门主干专业课程,是在学生学习了“工程热力学”、“传热学”、“流体力学“、“泵与风机”、“电厂汽轮机”、“电厂锅炉”等课程的基础上开设的。本课程是以整个发电厂为研究对象,重点讲述火力发电厂生产过程,热力系统的组成、原理和运行,主要辅助设备和附件的结构、原理和运行及原则性热力系统的计算等知识。其教学目标是:使学生具备本专业必需的热力发电厂的理论知识和基本技能,培养学生理论联系实际,初步形成分析问题和解决问题的能力,为学生的职业技能打下基础。为达到培养目标,收到良好的效果,笔者在多年的教学过程尝试了以下几种教学方法和教学手段。
一、讲授法
讲授法是本课程最基本的教学方法,要在有限的时间里把大量的材料介绍给学生,并指导学生掌握和运用。运用讲授法,要注意不能“满堂灌”,同时还要注意以下几个问题。
1.重视讲清现象或过程的物理意义
高职高专教材在原理解释或规律性结论推导中,采用了数学方法。讲授时,重点讲清数学表达式的物理意义,并向学生说明以数学为工具分析问题、推导结论,其目的是展示思维过程的严密性和结论的科学性,以便对所研究的课题有更深入的理解。对推演过程只要求懂,不要求记忆。比如在讲授“同容量同参数给水回热循环的热效率高于郎肯循环热效率”时,就可采用此法,向学生介绍证明的方法和达到的结论,而过程了解即可。
2.指出解决问题的思维过程
精心准备,熟悉教学内容,讲授时自然而又有意识地指出解决问题的思维过程,并灵活运用促进思维发展的科学方法,使学生在获得知识和技能的同时,思维能力得到发展,思维品质得到提高。比如在讲授“影响发电厂热经济性的因素及提高热经济性的发展方向”时,可先回忆“工程热力学”中的“提高郎肯循环热效率的方法和途径”的内容作为基础,以此展开该章节的分析。
3.充分发挥板图的作用
对本课程所介绍的火电厂的大型设备,如回热加热器、除氧器、各类阀门等,课堂上无法展示实物、语言描述又因日常生活和学生已有知识中缺乏类比材料而难以产生“直观”效果。于是,作为工程语言的图形就成为教学中的一种重要的直观手段,其中黑板图在课堂教学中尤为重要,因为它具有其它模拟形象难以比拟的优点——简便灵活,能紧密结合讲述或讲解,帮助学生形成或再现表象。当然,板图的作用也有局限性,运用注意几点。
(1)扬长避短。本课程的图形可分成两大类:示意图和结构图。板图方便用于示意图或表示简单结构,复杂的结构或立体形象、设备系统的动态和过程的形象,则采用挂图、模型、幻灯片和CAI教学软件表示。
(2)图形规范。即使是示意图,也必须原理正确、表达适宜、图形规范。因为图形规范,不仅是准确无误表达原理的要求,而且能给学生以美感,通过示范培养学生严谨、求精的作风。
(3)随讲随画。其效果比画完后再讲解要好得多。因为逐步展示图形结合讲解,可以集中学生的视听注意,使学生的思维跟随板画的进行而活动,有利于对教材的理解和记忆。
(4)适当着色。互相接触、交叉或相连而作用不同的零件、管道用不同的颜色表示,可以避免混淆,使图形更醒目,原理表达也更清晰。但不应该滥用彩色,否则可能形成干扰,分散学生注意力。
4.采用案例教学
适当引用火电厂生产过程中的典型案例作讲授内容,可以收到良好效果。
(1)选出的案例通常出自电力系统的通报或总结材料,例如重大设备或人身事故,在同类事件中具有代表性。学生对这类资料非常重视,印象也特别深刻。
(2)对案例发生的条件、原因、过程、后果及经验教训的分析具体而生动,是教材的有利补充,有利于学生加深对相关章节的理解。比如在讲授“回热加热器运行”中,要作好相应的工作之一是控制疏水水位不过高,若过高,其传热面会被水淹没,使传热面积减少,传热效果下降,蒸汽不能及时凝结,造成加热器内汽侧压力升高,给水温度降低,影响机组的安全经济运行。这种情况主要是由于加热器中的水管泄漏或疏水调节装置失灵所致。若水管泄漏应及时解列加热器,进行堵塞。若疏水调节装置失灵,应将疏水切换至事故疏水扩容器,检修调节装置。否则当水位迅速升高到进汽管口时,水就有可能从抽汽管倒流入汽轮机造成严重的水击事故。例如,某机组小修后投入运行,发现的第一个事故现象是厂房顶上冒汽。运行检查人员去检查高压加热器的水位计,发现三台高压加热器中,两台水位正常,一台水位计看不清。操作盘上该高压加热器的低水位指示灯和最高水位指示灯均亮,但高压加热器却未动作。当时认为水位信号有问题,然后将保护停止,40分钟后机组负荷减少25mw。此时2号轴承处冒烟、冒汽,中压缸帐差指示到头,继而又发现3号、4号轴承处冒烟、冒汽,5号轴承处冒火,被迫打闸停机。转子比正常惰走时间少8分钟。当时手动盘车不动,停机后6h盘车。事故的主要原因是高压加热器的疏水调节装置失灵,使水位升高以致满水。而高压加热器保护装置拒动,致使疏水经抽汽管进入中压缸,造成轴瓦挡油板摩擦冒烟,轴封梳齿磨倒,险些发生大轴弯曲的重大事故。这次事故告诉我们,当怀疑加热器水位有问题时,应检查对照加热器进汽压力是否升高,给水温度是否降低。如果是,就可确认加热器已经满水,及时将其停机,可避免停机事故。
(3)案例本身的新异性常能引起学生的浓厚兴趣。在较长时间聚精会神听讲以后,转而听案例分析,可以消除学生们因注意力集中而产生的疲劳,从而保持旺盛的精力,防止注意力分散。
5.注意讲课艺术,重视师生互动
克服旁若无人,不顾效果;照本宣科、不离讲稿;满堂板书,背向学生;声轻字小、难为听视等不良教学习惯。
二、 演示法
为了使学生对热力设备(如回热加热器、除氧器、阀门等)、系统(特别是全面性热力系统)的构造、组成和工作原理及某一过程有充分的认识,最好向学生展示挂图、模型、实物、演示板、CAI教学软件等。但运用时要注意演示的教具必须切合当时的教学内容,使学生获得有关课题的感性知识,建立或巩固热力设备、热力系统的记忆,加深对教材的理解;适时演示,增强学生的好奇心和求知欲;预先备好讲解词,指导学生观察,把握要点;要让全班学生都能看到应当看到的东西,尤其要注意主动性较差的学生。
三、讨论法
本课程在两种情况下采用这种方法:课的检查复习阶段;实践性教学专题小结。
上新课前检查复习上节课的重点、难点,通过辅导和批改作业发现的普遍性错误,或为了引导学生思考本节课的中心内容时,首先提出几个问题让全班学生考虑,鼓励他们积极发言或由教师指定几位学生回答,然后要大家补充或改正,最后教师做结论并引入新课。如为了复习第一章第一节的“用热量法评价火电厂能量的利用程度、又要导入第二节用作功能力分析法去评价火电厂能量的利用程度时”,笔者就采用此法,后来经课堂提问和学生们反映,该方法收效较好。
对于有深度和广度的,比如“发电厂全面性热力系统”的课堂教学,也可采用讨论法。教师把全面性热力系统分解成各个局部的热力系统,边讲边提出问题,师生一起讨论,最后教师总结。讨论时要注意让全班学生参与,不要让少数学生“包场”。
四、练习法
主要方式是布置课外作业,解答教材的思考题、计算题等。
要布置课外作业而且要求学生按时完成,其目的是:巩固已学过的知识,培养解决实际问题的能力,训练学生的思维能力,增强学生按时完成任务(作业)的时间观念。
作业要批改而且全班学生的作业都要改,只有这样,教师才能全面了解学生对知识的掌握程度、独立工作能力、学习态度,发现普遍性错误从而找到教学薄弱点的重要途径。
讲评总结,肯定优点,指出普遍性或重要的错误,并介绍解题的方法和技巧。
五、改革考核方式
改变原来的一门课程由一份试卷考试定成绩的传统考核方法,采用综合评价,即结合考勤情况、学习态度、课外作业、试卷成绩及口头答辩等方法确定最后总成绩。其中的口头答辩情况最能反映学生对该课程的掌握程度,该部分的成绩可占较大的比例。此做法在上第一次课的时候就要给学生交代清楚,引起学生们高度重视。这种综合评定学生成绩的方法,大大地激发了学生对学习的自觉性和求知欲。
二十多年的教学探索和实践,笔者认为高职高专“热力发电厂”课程的教学改革是成功有效的。
参考文献:
[1]教育部人事司组编.高等教育学(修订版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]盛卫才,任久华,秦宏康.高等职业教育理论与实践探索[M].昆明:云南大学出版社,2008.
[3]张燕霞.热力发电厂[M].北京:中国电力出版社,2001.
(责任编辑:苏宇嵬)