浅谈“锅炉原理”课程教学中的若干问题

摘要：在技术发展日新月异、知识总量迅速增长、知识产权意识日益提高的背景下，如何改进面向应用的专业课教学以适应新形势的要求具有重要意义。总结了“锅炉原理”课程教学实践中，学时安排、教材内容和教学手段等方面存在的问题，提出了调整教学内容、丰富教学素材、开展专题讲座和加强实践教学等措施。

关键词：锅炉原理；教学；实践

作者简介：王波（1981-），男，四川珙县人，上海理工大学能源与动力工程学院，讲师。（上海 200093）

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）24-0196-02

“锅炉原理”是热能与动力工程专业本科生的重要专业课。在学生完成工程热力学、传热学、流体力学和燃烧学等理论课程学习的基础上，该课程以火力发电厂的生产过程为应用背景，主要讲授锅炉的基本工作原理、主要部件结构和相关设计计算方法，课程内容丰富，涉及的知识面广，综合性强。[1-7]本文主要分析笔者从事该课程教学中遇到的若干问题，并探讨提高教学效果的方法。

一、学时分配的问题

1.锅炉技术内容丰富

任何一种技术从萌芽到成熟的过程中，积累的知识会越来越丰富，直到它被一种全新的技术完全替代为止。锅炉技术发展到现在，已经产生了种类繁多的锅炉。根据燃烧方式的不同，可以分为层状燃烧、悬浮燃烧、旋风燃烧和流化床燃烧等类别；按工质参数和用途的不同，又包括中低压工业锅炉、亚临界自然循环锅炉、超临界直流锅炉、联合循环余热锅炉和废弃物焚烧锅炉等型式，不同型式的锅炉在结构和工作原理等方面都存在显著的差别。如此丰富的锅炉技术知识无法全部传授给学生，因此需要根据学时安排选择重点讲授的内容。

2.学时分配逐渐减少

过去“锅炉原理”课为96学时，分为上、下两个学期进行。随着教学改革的推进，为了拓展学生的知识面，增强学生就业的弹性，增开了一些新的课程，“锅炉原理”课的课时缩减到80学时或72学时，有的学校甚至已经缩减到48学时或者32学时。

3.课程内容取舍困难

由于课程学时数的减少，不可能让学生在有限的时间里掌握各种锅炉的工作原理和设计方法，因此必须删减教学内容。目前，在大多数学校这门课程的内容偏重于自然循环电站锅炉，包括锅炉燃料、燃烧计算与锅炉热平衡、制粉系统与燃烧设备、锅炉主要受热面的结构和工作原理、炉内传热计算、对流受热面的传热计算、锅炉整体布置和锅炉水动力。在学时数比较少的情况下，要深入讲授上述内容已经捉襟见肘，一般不再讲授烟风阻力计算和强度计算等内容。

这样选取教学内容存在的问题是，学生对锅炉知识的掌握不够深，不够广。如果没有后续课程支撑，学生对超临界直流锅炉、大型循环流化床锅炉和联合循环余热锅炉等先进技术、主流技术的了解较少，对锅炉材料、强度计算、水动动力计算和烟风阻力计算等锅炉设计中的重要知识也所知不多。

二、教材内容的问题

1.锅炉技术发展迅速

随着计算机和通信技术的发展，知识传播速度越来越快，技术更新周期越来越短，知识总量呈爆炸式增长。就我国传统的锅炉技术而言，在过去的二十年里经历了300MW级煤粉锅炉、600MW级煤粉锅炉、1000MW级煤粉锅炉、300MW级循环流化床锅炉和600MW级循环流化床锅炉等重要技术变革。

近年来，社会可持续发展的问题受到越来越多的关注，节能环保技术和新能源技术蓬勃发展。锅炉技术也形成了燃用生活垃圾的锅炉、燃用生物质的锅炉和回收钢铁行业余热的干熄焦锅炉等新的领域。

这就要求学生对这些锅炉的技术特点、基本结构和工作原理等有所了解，才能适应行业发展的需要。因此，应该把这些知识反映到教材里面，引入到课堂之中。

2.教材内容更新较慢

教材是学生学习的重要参考资料，教学一般也是围绕教材进行的。相比于锅炉技术的快速发展，“锅炉原理”课程的教材内容更新较慢，主要有下面一些因素。

首先，为了保证教材内容的正确性，一本优秀教材的出版要经历多年的编写和修改过程。由于这个时间差的存在，教材的内容主要是反映成熟的技术，一般不会详细讲述最前沿的技术，也不涉及那些还存在争议的问题。出版以后，再根据技术发展的现状及时进行修订并形成新的版本。

其次，“锅炉原理”是一门理论和应用相结合的课程，涉及到具体的技术和设备。在日益重视知识产权保护的今天，很多先进技术都以专利的形式被保护起来，企业也非常注意图纸等技术资料的保密，所以教材内容的更新在客观上存在一些困难。这使得教材内容和行业前沿技术之间有一定的距离。

三、教学手段的问题

1.学生学习锅炉原理的难点

锅炉的工作原理涉及传热学、燃烧学、流体力学、材料力学、结构力学、工程材料、制造工艺学、泵与风机等多门课程的知识，要求学生能结合技术可靠性和经济合理性等多方面的要求，全面分析各种参数对锅炉设计、制造和运行的影响，这有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力，但同时也要求学生全面掌握相关内容，并能灵活应用，难度较大。

锅炉设备是一个十分庞大而复杂的装置，包括钢结构、制粉系统、燃烧系统、烟风系统、工质流动系统、除尘设备、脱硫脱硝设备、风机、水泵和管道支吊架等部件。如果学生没有见过实物，不容易通过阅读教材想象出锅炉的样子，也难以理解各部件的具体结构。

2.教学手段不足

“锅炉原理”课程的教学手段主要有三种：一是板书，二是多媒体教学，三是参观实习。在采用多媒体手段进行教学的过程中，合理运用黑板板书教学形式可以在发挥好多媒体教学形式多样、信息量大、形象直观等优势的同时，利用黑板板书亲和力强、逻辑严密、交互性好的优点，提高课堂效果。参观实习对锅炉原理课程的学习也十分重要，只有通过现场的观察才能对锅炉有准确的印象，把书本里讲的各大部件、各种结构与现场的实物联系起来，也才可以更深入理解书上的内容。但是组织学生到单位进行较长时间的参观实习已经越来越难了。

四、提高教学效果的方法[8-10]

1.调整教学内容

为了拓展学生视野、提高培养人才的适应性、增强学生毕业后择业的灵活性，考虑到学时数的限制，对于较为成熟的锅炉四大计算择要进行介绍，具体计算方法安排在锅炉课程设计、毕业设计等教学环节予以强化训练；在有限的授课学时中，注重锅炉基本原理与现代锅炉技术的介绍，适当讲授锅炉运行方面的知识。针对前沿的锅炉技术编写一些讲义，作为教材的补充，供学生学习参考。

对各种前沿的锅炉技术，还可以将学生划分为若干个小组，要求每个小组在课外针对一种具体技术进行文献阅读和总结，然后在课上交流对该技术的理解。学生要把相关知识系统而清晰地讲出来，就必须在阅读文献的基础上进行深入的思考。这不仅可以提高学生对这些新技术理解的深度，还可以让他们学会查阅文献的方法，了解一些常用的数据库，并提高他们的分析能力和表达能力。

2.丰富教学资源

充分利用多媒体课件授课的优势，通过展示丰富的视频、动画及图片等多媒体资料，利于学生快速理解锅炉各部件的复杂结构及工作原理。并通过观摩锅炉模型和使用锅炉运行仿真软件，加深对锅炉整体结构和运行调节方法的认识。通过形象生动的教学也有利于激发学生的学习兴趣。

除了教师在课堂上展示一些视频和图片等资料外，还应鼓励学生自己查找资料。互联网技术的迅速发展和搜索引擎的广泛使用使得获取信息更加方便快捷。教师可以告诉学生一些高水平的专业网站，鼓励他们通过网上论坛交流等方式，在一个更开放的环境中向更多的同行学习。古人说：“授人以鱼，不如授人以渔。”教师除了把书本上和讲义里的知识传授给学生外，更有意义的是告诉学生可以获取更多知识的途径。

3.开展专题讲座

考虑到课堂教学的局限性，为了促进学生对前沿技术和行业内知名企业的了解，积极邀请行业专家来学校给学生开展专题讲座，介绍锅炉行业的最新动态，作为课堂教学的有益补充。

通过这样的交流活动，学生可以了解到企业在开展一些什么样的研发计划，目前需要解决的前沿问题有哪些，市场对各种技术的需求有多大，哪些技术可能有更大的发展空间，而哪些技术又可能被逐渐淘汰，等等。当然，这种交流活动还可以使学生对这些企业有更多的了解，让他们认识到学习这个专业还是有用武之地的，增强学习专业知识的动力，将来就业的时候也可以做出更合理的选择。

4.加强实践教学

要提高学生的综合素质和创新能力，实践教学是一个不可或缺的环节。考虑到目前组织学生实习越来越困难的现状，应该在学校或学院的层面上，与企业共建产学研基地和实践教学基地等平台，聘请相关企业的专家为学校的兼职教师，积极争取组织学生到相关锅炉厂和火电厂参观学习的机会，形成比较稳定的学生实习渠道。

五、结语

在技术更新换代越来越快、知识产权保护日益受到重视的背景下，如何使面向工程应用的专业课的教学内容和教学方法跟上技术发展的步伐将是一个长期的课题。加强学校和企业的产学研合作，努力发挥企业技术专家在学校专业课教学中的作用对于提高教学效果和促进学生成才有积极的意义。

参考文献：

[1]陈学俊,陈听宽.锅炉原理[M].北京:机械工业出版社,1991.

[2]容銮恩,袁镇福,刘志敏.电站锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,1997.

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[5]樊泉桂.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2008.

[6]车得福.锅炉[M].西安:西安交通大学出版社,2008.

[7]周强泰.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2009.

[8]王培萍,李伟然,徐敏强,等.“电站锅炉原理”教学改革的实践经验[J].中国电力教育,2009,(10):80-81.

[9]赵雪峰.“电厂锅炉原理及设备”课程教学研究探讨[J].中国电力教育,2010,(8):97-98.

[10]车德勇,王虎,张立栋.动画仿真技术在“锅炉原理”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2008,(12):76-77.

（责任编辑：王祝萍）

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