关键词：锅炉原理；教学改革；课程设计
作者简介：曹玉春（1973-），男，江苏盐城人，常州大学石油工程学院，副教授；纪国剑（1980-），男，江苏句容人，常州大学石油工程学院，讲师。（江苏 常州 213016）
基金项目：本文系2012年度常州大学教育教学研究课题（课题编号：GJY2012008）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0110-02
一、新时期“锅炉原理”课程改革的必要性
作为重要的能源转换动力设备，锅炉不仅常见于日常生活及工农业生产，同时也是火力发电系统三大主机之一，是各行各业动力“源”之所在，在国民经济和社会发展中扮演着无可替代的重要角色。“锅炉原理”课程是热能与动力工程专业的核心主干专业课程，也是建筑环境与设备工程、过程控制及装备等众多专业的重要专业基础课程和选修课程，具有较宽广的受益专业面和众多的受益学生人群。
在我国的能源消费结构中，一次能源中约70%来自化石燃料的燃烧转换利用，其中大部分在锅炉等燃烧设备中完成，这一趋势在今后相当长的一段时期内不会改变。此外，农林生物质、城市生活垃圾、污水污泥等新型资源化利用也大量通过锅炉设备来进行燃烧处理。
随着社会经济的发展和科学技术的进步，锅炉在高效、环保方面的技术也日新月异，各种特种工业锅炉不断涌现，电站锅炉正朝向大容量、高参数机组方向发展。同时，随着能源资源的日趋紧张、全球气候变暖及燃烧污染物排放所引起的环境污染问题日益突出，能源资源在锅炉中的高效清洁利用已成为能源转换与利用领域的重大课题。显然，这些问题的解决与锅炉技术的不断技术革新密切相关，通过高效低污染锅炉设备及系统不断的优化设计、优化运行与高效管理来系统实现。因此，“锅炉原理”课程的建设及教学对我国能源生产与转化利用领域高级专门人才的培养具有非常重要的现实意义。
常州大学热能与动力工程专业的“锅炉原理”课程，已经开设有近20多年的历史，在长期的教学实践中，不断学习和借鉴其他重点高校的教学方法和教学经验，紧跟锅炉技术发展步伐更新教学内容，综合利用多媒体、网站等先进的教学手段，强化情景教学和实践环节，将素质教育的观念和思想贯穿始终，融传授知识、培养能力和提高素质为一体，促进三者协调发展。通过一系列的教学改造和创新，为促进“锅炉原理”课程建设和教学改革的发展和提高教学质量奠定了基础。
二、科学定位课程和教学目标任务
常州大学是一所以培养应用型高级专门人才的省属地方普通高校，学校的特色就是服务行业和长三角区域经济。近年来热能与动力专业学生就业主要面向电厂、能源、动力设备制造及安装、运行等企业，因此我们确定“锅炉原理”专业课在人才培养中的定位是围绕锅炉设计、制造和能源高效清洁利用，培养基础理论扎实、实践能力强、有创新精神的高素质应用型人才。课程以培养学生工程素养和理论联系实际、分析解决实际问题的综合素质为目的，其总体目标是通过本课程的学习，学会运用课程中的基本理论和概念分析并解决锅炉运行中的技术问题，通过课堂教学、实际环节和课程设计三结合的方式，使学生系统地掌握锅炉基础理论知识，初步具备分析锅炉运行、设计、安装、制造等相关技术问题的能力，了解锅炉技术最新发展趋势，培养严谨务实创新的工程理念，以及为日后能胜任锅炉、燃料与热能利用有关的运行、设计、安装与研究工作打下扎实的专业基础。
三、“锅炉原理”教学改革的创新研究
1.跟踪锅炉技术发展，及时更新教学内容
专业课程教学内容特点与基础课程有所不同，专业课中的知识点与现代科学技术的发展密切相关，专业课教材的内容不断更新，这就要求课程教学过程中应能及时地反映相关技术的发展。随着国内锅炉教材的不断更新，课程组科学选取合适的最新版本的教材。同时，课程组借助教师科研上的优势，及时收集国内外锅炉厂家、设计院、火力发电厂和工程公司锅炉方面的最新文献资料，从中获得大量锅炉设计、制造方面信息，如超超临界电站锅炉、大型超临界循环流化床锅炉等。另外，由于锅炉燃烧排放引起的环境问题成为公众关注的焦点，在锅炉控制污染排放方面的最新技术发展迅猛，课程组及时收集燃煤锅炉脱硫、脱硝等方面的最新技术和成果融合到教学内容中。不仅如此，教师利用科研出差深入到工程一线，现场考察并拍摄了大量锅炉及其内件的照片，为授课掌握了生动的第一手资料，并及时更新到教学的多媒体课件中，以此开拓学生的视野，培养学生对该专业课的兴趣。
2.综合利用现代化教学手段，提高学生学习兴趣
设置这门课程之初，教学内容以传统的理论为主，开设相应的实验和课程设计。随着教学改革的深入，本课程除了加强理论教学外，还借助实物模型、设备的三维动画及录像带等音像资料、仿真实验及研究型实验，不断加强实践教学内容。教学方法和手段也从单一的黑板板书教学转向了利用现代化多媒体教学手段的多种教学形式。
在学生学习“锅炉原理”这门专业课之前，组织学生参观30万千瓦电站机组模型，通过这种直观演示让学生对电站锅炉有一个初步认识，在电厂认识实习期间组织学生跟班运行，使学生对实际运行中的锅炉有更进一步的感性认识，为接下来的课堂学习奠定了基础。在课堂教学方面，以前主要以黑板板书教学为主。由于教学手段单一，不能充分调动学生课题学习积极性。随着科技的进步和教学改革的发展，多媒体和网络教学手段被逐步引入到本课程的教学中。课程组教师收集了大量锅炉设备三维动画、锅炉设备现场录像和多媒体教学课件，建立了共享多媒体资源，借助这些多媒体资料形象地讲解各种设备的结构和工作原理，将过去因没有实物对象或由于实物过于复杂而难学的抽象的工作原理、复杂的结构具体化、形象化，对帮助学生建立形象、直观的概念，加强对理论知识的理解起到了非常重要的作用。这样不但加深了学生对课程内容的理解，同时大大激发了学生的学习兴趣，丰富了教学内容和提高了教学效果。另外，在采用多媒体手段进行教学的过程中，部分保留了黑板板书教学形式。这样做的优点是既能发挥多媒体教学形式多样、信息量大、形象直观等优势，又能保留黑板板书的亲和力强、逻辑严密、交互性好等优点。
3.增强实践教学环节，提升学生对课程内容的感性认识
在学校相关部门的支持下，建设了煤质分析、锅炉综合仿真实验平台、锅炉模型室等实验室，另外通过与校外企业合作，开辟了包括火力发电厂、能源设备厂和锅炉设备制造等在内的多处校外实习基地，这些实践教学环境为“锅炉原理”的教学提供了很好的硬件条件。
结合“锅炉原理”课程的教学改革，课程组将过去四周的生产实习分成校内实习与校外实习两个阶段，两周校内实习结合本课程安排在校内实习基地进行，目的在于使学生对锅炉的基本知识、基本结构及工作原理有初步的认识，校外实习则主要使学生对运行中的锅炉有进一步的感性认识。这样使得学生在课堂学习中能激发学习兴趣，更好地掌握所学知识。另外，考虑到部分学生学有余力，开展了本科生导师制工作，将科研资源引入本科教学，为部分本科生配备了从事课题的老师作为导师，引导学生适当参加科研活动，针对课程教学中存在的问题开展深入研究，将教师的科研试验平台与学科建设资源转化为实验教学资源 ，以提升课程教学水平和质量。
4.推进课程设计环节的教学改革，更加注重学生学习实效
传统的“锅炉原理”课程设计教学过程是教师提供给学生锅炉设计参数资料，在教师的组织指导下，学生按照课程设计任务书的具体要求，通过查阅资料、确定方案、设计计算、绘制图纸、编制计算说明书等一系列工作来完成。从教学效果来看，一是课程设计往往是“孤立”地进行，即在专业课讲授完后进行，与专业课的衔接性较差，造成设计内容与课堂教学内容脱节；二是课程设计题目过于单调，考虑到学生今后工作的团队合作性，往往做同一种炉型的设计，尽管给定的燃料特性等设计数据有一定的差异，但大家做出的设计还是差别不大，不能充分考虑到学生的个性，不能兼顾不同层次学生的不同需求，甚至还可能诱发抄袭等弊端；三是对课程设计的考核方式也比较单一，教师往往在课程设计环节的成绩评判上显得为难和被动。
经过综合考虑，课程组对“锅炉原理”课程设计时间安排进行了调整，在“锅炉原理”课程讲解到一半左右时提前将课程设计的题目布置给学生。课程设计内容不再限于高压煤粉炉，而是包括链条炉、电站锅炉、流化床锅炉和余热锅炉在内的多种炉型。这些题目的涵盖面广，复杂程度和难度差异较大，学生可以根据自己的能力、兴趣和将来的就业意愿等选择不同类型和不同参数的锅炉进行设计。提前公布课程设计的题目之后，一方面由于时间充足，就只给出设计要求，由学生根据设计要求自定设计方案，这样可以培养学生的独立思考能力；另一方面，在课程学习过程中，学生带着问题去学，学习的目标也更加明确，学习积极性也有所提高。
5.创新课程考核手段，科学评价学生学习效果
考试作为重要的教学环节，是学生学习的指挥棒。在“锅炉原理“的教学中强调理论与实际密切结合，切勿死记硬背，主要是要求学生理解锅炉燃烧的基本过程以及各组成部分的基本结构、工作原理及其特点。在最终成绩评定上，充分考虑平时学习的状况和表现，采取期末考试成绩占50～60%，平时成绩（含平时作业、课程设计、实践环节表现等）占40～50%的方式，破除单一理论考试确定成绩的做法，也激励了学生平时学习热情。在期末考试的命题环节，充分考虑“锅炉原理”的课程特点，将理论教学与实践教学相结合，一是保证基本的理论教学要求，二是将实践内容纳入考试命题范围，三是保证一定量的灵活试题。实践证明，这些措施调动了学生平时学习的积极性，保证了对课程必须掌握的知识的考核，对于一部分优秀的学生而言，可以得到发挥才能的机会，获得好的成绩，还能够体现各类学生的学习状况。
四、结束语
通过课程组教师多年的努力和积累，“锅炉原理”课程教学改革不断创新，推行了一系列教学改革和创新。通过这些改革和创新，提升了教学效果和教学质量，为培养高素质的应用型专门人才作出了贡献。
参考文献：
[1]王金华.我国煤炭高效洁净利用新技术[J].煤炭科学技术，2012，40（1）：1-4，22.
[2]于广锁，林伟宁，梁钦锋，等.锅炉原理课程教学的探索与研究[J].化工高等教育，2007，24（3）：29-31.
论文关键词：锅炉原理 实践训练 教学
论文摘要：为适应创新型国家发展战略，教育创新应贯穿大学课堂理论教学和课程实践训练教学。针对“锅炉原理”课程实践训练教学，重点探讨了华北水利水电学院“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法，以期对电厂热能与动力工程专业实践能力训练方面起到一定的推动作用。
锅炉是用以生产热水或蒸汽的设备，在国民经济中具有异乎寻常的重要作用，电站锅炉是火力发电系统三大主机之一，对火电的高效、洁净和安全生产及其重要，因此，“锅炉原理”是热能与动力工程专业最核心专业课程之一。“锅炉原理”课程主要讲授锅炉的基本工作原理，包括锅炉的炉内燃烧原理及燃烧设备、锅炉的传热过程、锅内水动力、受热面外部工作过程和先进锅炉技术的发展等内容，要求学生掌握锅炉工作过程的基本理论及锅炉设备的相关知识，并培养学生分析工程问题、锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
为适应创新型国家发展战略，高等教育要实现从知识型向创新型培养目标转变，具体到“锅炉原理”的课程教学中，创新应贯穿课堂理论教学和课程实践训练教学。对“锅炉原理”课程的理论教学内容设计、教学手段、教学方法等方面已有较多的探讨和实践研究，[1-4]本文从“锅炉原理”课程实践能力的培养出发，重点讨论华北水利水电学院（以下简称“我校”）“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法。
一、“锅炉原理”课程实践训练教学的定位
“锅炉原理”课程实践训练教学的定位必须符合我校热能与动力工程专业定位，应全面贯彻党的教育方针，遵循大学教育教学规律，秉承我校办学理念，实施“基础、实践、创新”三位一体的培养模式，在教育教学中，坚持夯实基础、强化实践、注重创新的思想，培养吃得苦、下得去和用得上的专业技术人才。应以“宽基础、强能力、高素质”为培养人才的宗旨，注重学生的动手能力、创新意识与能力的培养，加强实践性教学环节，优化教学方法与教学手段。专业实践能力培养始终围绕“强化实践教学、提高学生素质、培养创新意识、重在实际应用”的教学指导思想，从人才培养目标、实验教学体系、实验教学内容和方法、实验教学队伍、实验环境条件和实验室管理体制等方面进行了全方位的改革与建设，探索实现基础性验证实验、测定试验、创新性科研训练实验和拓宽知识面的演示实验的“四级实验”教学体系，实现教育创新。“锅炉原理”课程实践训练教学应实施从理论到实际、从传统到创新、从课堂到工程项目的工程化实践教学思想，围绕动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力，达到加深理论知识的掌握和应用，在实践训练中切实培养学生处理工程问题，进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
二、“锅炉原理”课程实践训练教学内容的设计
“锅炉原理”课程实践训练教学内容尚无可参考材料，根据我校热能与动力工程专业人才培养和“锅炉原理”课程大纲的要求，基于我校的专业师资、实验室和实习资源以及用人单位和历届毕业生的建议，科学制定“锅炉原理”课程实践训练教学内容。
1.“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计原则
对我校“锅炉原理”课程实践训练教学内容进行设计时，实行“工程化”设计思路，并遵循四个原则，即实践训练内容以“锅炉原理”为中心、内容进程科学有序化、内容设计层次化和实施方式多元化。
（1）以“锅炉原理”为中心，多课程之间紧密联系化。鉴于“锅炉原理”是热能与动力工程专业的最重要专业课，处于前期的专业基础课程以及后续课程之间的中心地位，因此在设计“锅炉原理”课程实践训练教学内容之前，先对我校“流体力学”、“工程热力学”、“传热学”和“燃烧学”等基础课以及后续专业选修课程比如“大型锅炉运行”、“单元机组集控运行”和“循环流化床燃烧技术”等课程的教学大纲、实验大纲、知识点讲授情况以及实践实验训练情况进行详细调查、分析和总结，做到了然于胸，确保“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业选修课程的紧密联系，力求通过该课程实践训练，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，加强对所学基础知识的实践应用，将所学的热工学知识、燃烧学知识在电站锅炉中加以应用，达到学生对锅炉原理中炉内燃烧、锅内传热及水动力和烟风阻力知识融会贯通、举一反三，为灵活应用打下坚实基础，又能激发学生学习后续专业选修课程的欲望和热情，培养学生学习后续课程的好奇心、主动性和积极性。
（2）实践训练课程内容进程科学有序化。“锅炉原理”课程本身知识点之间的顺序决定了课程实践训练教学内容的设计次序，要由浅入深、层层推进、由易到难，脉络清晰。因此，训练内容应严格按照锅炉原理本身的发展进行设计。内容主要包括客观认识实践、原理性演示验证实践和工程实践训练三大内容。
客观认识实践主要是对锅炉实物、锅炉机组整体模型、锅炉重要设备的直观认识，如在开设“锅炉原理”课程前进行电厂认识实习，对锅炉的实物直观认识，在“锅炉原理”课程第一节绪论课和锅炉组成课讲解后进行模型实验，通过模型参加实验、拆装模型和动画模型模拟巩固加深锅炉机组系统及组成知识。
原理性演示验证实践。笔者通过几年的“锅炉原理”教学发现，锅炉的水循环内容是该课程的难点之一，学生往往难以理解和掌握，通过课程原理性演示和实践可以帮助学生理解和掌握水循环等难点。该部分主要是对自然循环原理、直流锅炉原理等的演示验证实践内容。
工程实践试验主要是对锅炉的三大计算能力的训练实践，包括锅炉辅助计算、热力计算、水动力计算、烟风阻力计算和强度计算的实践训练、锅炉热平衡的实验和锅炉机组运行仿真实验训练。
（3）实践训练课程内容设计层次化。内容设计要贯穿层次化的思路，内容的难易程度要进行层次化设计，对训练中的每一个内容根据其在课程中的总体地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同层次进行分级定位；同时，根据学生个体水平的差异，对同一内容也要进行层次化设计，在满足分级定位要求和大部分学生学习基础上，对那些学有余力的学生进行进一步的拓宽设计。比如锅炉的计算，对于普通的学生则只要会进行锅炉的辅助计算、各受热面热力计算和简单的水循环计算即可，而对于部分学有余力的学生，则可更进一步进行较复杂的水动力计算、强度计算和烟风阻力计算，并完成一些计算程序的编制。 转贴于 （4）实施方式多元化。课程实践训练教学是实践性课程，因教学学时、实验室资源等多方面的因素，决定教学实施的方式必须多元化，即课堂、实验室和企业生产三位一体，课堂演示、实验室参观验证实践和电厂实践构成全方位多层次的实践训练。传统与现代先进技术结合，实践训练中采用比如计算机程序模拟、动画设计模拟实践、锅炉事故仿真模拟等先进技术手段实施实践训练。
2.“锅炉原理”课程实践训练教学具体内容设计
我校“锅炉原理”课程计划学时64学时，其中实验6学时。其前期基础课程包括“流体力学”、“工程热力学”、“传热学和燃烧学”，还开设了后续课程“锅炉运行”和“单元机组集控运行”。“锅炉原理”课程内容多、难点多、实践性强，“锅炉原理”课程通常设置有锅炉原理课程设计，我校“锅炉原理”课程设计时间为1.5周。实际上，仅靠课程设计和6学时的实践训练难以达到学生牢固掌握锅炉原理理论知识、灵活运用所学解决实际问题的目标。“锅炉原理”课程实践训练教学包括锅炉原理6学时实验课、1.5周课程设计、16学时单元机组集控运行实验，但主要利用学生的课余时间进行。教学过程贯穿第5至第8学期，延续2年时间，实践训练教学包括13个内容，90小时。具体内容和建议学时如下。
电站锅炉机组实物模型和虚拟模型实践，2学时。标准煤样工业分析验证性实验，4学时。混合煤工业分析测试实验，4学时。煤的发热量测定实验，2学时。自然循环锅炉工作原理实验，1学时。多管水循环验证实验，1学时。直流锅炉工作原理实验，1学时。锅炉综合测试项目设计实验，13学时。锅炉原理课程设计训练，32学时。锅炉水循环计算训练，10学时。锅炉烟风阻力计算训练，6学时。锅炉启停仿真训练，8学时。锅炉运行仿真训练，8学时。
三、“锅炉原理”课程实践训练教学实践
我校“锅炉原理”课程实践训练教学课题在2008提出，在2006、2007和2008年级开始实施，实践证明，通过“锅炉原理”课程实践训练教学，激发了学生学习专业知识的热情，巩固和加深了锅炉原理知识的理解，提高了学生的专业素质，培养了学生动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力。我们对2006和2007年级的学生进行锅炉实践能力的调查分析发现，无论是研究生复试（锅炉及锅炉相关知识的笔试和面试），还是就业面试（热工学和锅炉等口试）过程中，学生对锅炉相关考题从容自如，安之若素。当然，在教学内容设计方面还需进一步改进，实施的方式还需更科学合理。
参考文献
[1] 于广锁，林伟宁，梁钦锋.锅炉原理课程教学的探索与研究[J].化工高等教育，2007，(3):29-31.
[2] 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，(22):97-98.
论文摘要：为适应创新型国家发展战略，教育创新应贯穿大学课堂理论教学和课程实践训练教学。针对“锅炉原理”课程实践训练教学，重点探讨了华北水利水电学院“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法，以期对电厂热能与动力工程专业实践能力训练方面起到一定的推动作用。
锅炉是用以生产热水或蒸汽的设备，在国民经济中具有异乎寻常的重要作用，电站锅炉是火力发电系统三大主机之一，对火电的高效、洁净和安全生产及其重要，因此，“锅炉原理”是热能与动力工程专业最核心专业课程之一。“锅炉原理”课程主要讲授锅炉的基本工作原理，包括锅炉的炉内燃烧原理及燃烧设备、锅炉的传热过程、锅内水动力、受热面外部工作过程和先进锅炉技术的发展等内容，要求学生掌握锅炉工作过程的基本理论及锅炉设备的相关知识，并培养学生分析工程问题、锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
为适应创新型国家发展战略，高等教育要实现从知识型向创新型培养目标转变，具体到“锅炉原理”的课程教学中，创新应贯穿课堂理论教学和课程实践训练教学。对“锅炉原理”课程的理论教学内容设计、教学手段、教学方法等方面已有较多的探讨和实践研究，[1-4]本文从“锅炉原理”课程实践能力的培养出发，重点讨论华北水利水电学院（以下简称“我校”）“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法。
一、“锅炉原理”课程实践训练教学的定位
“锅炉原理”课程实践训练教学的定位必须符合我校热能与动力工程专业定位，应全面贯彻党的教育方针，遵循大学教育教学规律，秉承我校办学理念，实施“基础、实践、创新”三位一体的培养模式，在教育教学中，坚持夯实基础、强化实践、注重创新的思想，培养吃得苦、下得去和用得上的专业技术人才。应以“宽基础、强能力、高素质”为培养人才的宗旨，注重学生的动手能力、创新意识与能力的培养，加强实践性教学环节，优化教学方法与教学手段。专业实践能力培养始终围绕“强化实践教学、提高学生素质、培养创新意识、重在实际应用”的教学指导思想，从人才培养目标、实验教学体系、实验教学内容和方法、实验教学队伍、实验环境条件和实验室管理体制等方面进行了全方位的改革与建设，探索实现基础性验证实验、测定试验、创新性科研训练实验和拓宽知识面的演示实验的“四级实验”教学体系，实现教育创新。“锅炉原理”课程实践训练教学应实施从理论到实际、从传统到创新、从课堂到工程项目的工程化实践教学思想，围绕动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力，达到加深理论知识的掌握和应用，在实践训练中切实培养学生处理工程问题，进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
二、“锅炉原理”课程实践训练教学内容的设计
“锅炉原理”课程实践训练教学内容尚无可参考材料，根据我校热能与动力工程专业人才培养和“锅炉原理”课程大纲的要求，基于我校的专业师资、实验室和实习资源以及用人单位和历届毕业生的建议，科学制定“锅炉原理”课程实践训练教学内容。
1.“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计原则
对我校“锅炉原理”课程实践训练教学内容进行设计时，实行“工程化”设计思路，并遵循四个原则，即实践训练内容以“锅炉原理”为中心、内容进程科学有序化、内容设计层次化和实施方式多元化。
（1）以“锅炉原理”为中心，多课程之间紧密联系化。鉴于“锅炉原理”是热能与动力工程专业的最重要专业课，处于前期的专业基础课程以及后续课程之间的中心地位，因此在设计“锅炉原理”课程实践训练教学内容之前，先对我校“流体力学”、“工程热力学”、“传热学”和“燃烧学”等基础课以及后续专业选修课程比如“大型锅炉运行”、“单元机组集控运行”和“循环流化床燃烧技术”等课程的教学大纲、实验大纲、知识点讲授情况以及实践实验训练情况进行详细调查、分析和总结，做到了然于胸，确保“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业选修课程的紧密联系，力求通过该课程实践训练，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，加强对所学基础知识的实践应用，将所学的热工学知识、燃烧学知识在电站锅炉中加以应用，达到学生对锅炉原理中炉内燃烧、锅内传热及水动力和烟风阻力知识融会贯通、举一反三，为灵活应用打下坚实基础，又能激发学生学习后续专业选修课程的欲望和热情，培养学生学习后续课程的好奇心、主动性和积极性。
（2）实践训练课程内容进程科学有序化。“锅炉原理”课程本身知识点之间的顺序决定了课程实践训练教学内容的设计次序，要由浅入深、层层推进、由易到难，脉络清晰。因此，训练内容应严格按照锅炉原理本身的发展进行设计。内容主要包括客观认识实践、原理性演示验证实践和工程实践训练三大内容。
客观认识实践主要是对锅炉实物、锅炉机组整体模型、锅炉重要设备的直观认识，如在开设“锅炉原理”课程前进行电厂认识实习，对锅炉的实物直观认识，在“锅炉原理”课程第一节绪论课和锅炉组成课讲解后进行模型实验，通过模型参加实验、拆装模型和动画模型模拟巩固加深锅炉机组系统及组成知识。
原理性演示验证实践。笔者通过几年的“锅炉原理”教学发现，锅炉的水循环内容是该课程的难点之一，学生往往难以理解和掌握，通过课程原理性演示和实践可以帮助学生理解和掌握水循环等难点。该部分主要是对自然循环原理、直流锅炉原理等的演示验证实践内容。
工程实践试验主要是对锅炉的三大计算能力的训练实践，包括锅炉辅助计算、热力计算、水动力计算、烟风阻力计算和强度计算的实践训练、锅炉热平衡的实验和锅炉机组运行仿真实验训练。
（3）实践训练课程内容设计层次化。内容设计要贯穿层次化的思路，内容的难易程度要进行层次化设计，对训练中的每一个内容根据其在课程中的总体地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同层次进行分级定位；同时，根据学生个体水平的差异，对同一内容也要进行层次化设计，在满足分级定位要求和大部分学生学习基础上，对那些学有余力的学生进行进一步的拓宽设计。比如锅炉的计算，对于普通的学生则只要会进行锅炉的辅助计算、各受热面热力计算和简单的水循环计算即可，而对于部分学有余力的学生，则可更进一步进行较复杂的水动力计算、强度计算和烟风阻力计算，并完成一些计算程序的编制。
（4）实施方式多元化。课程实践训练教学是实践性课程，因教学学时、实验室资源等多方面的因素，决定教学实施的方式必须多元化，即课堂、实验室和企业生产三位一体，课堂演示、实验室参观验证实践和电厂实践构成全方位多层次的实践训练。传统与现代先进技术结合，实践训练中采用比如计算机程序模拟、动画设计模拟实践、锅炉事故仿真模拟等先进技术手段实施实践训练。
2.“锅炉原理”课程实践训练教学具体内容设计
我校“锅炉原理”课程计划学时64学时，其中实验6学时。其前期基础课程包括“流体力学”、“工程热力学”、“传热学和燃烧学”，还开设了后续课程“锅炉运行”和“单元机组集控运行”。“锅炉原理”课程内容多、难点多、实践性强，“锅炉原理”课程通常设置有锅炉原理课程设计，我校“锅炉原理”课程设计时间为1.5周。实际上，仅靠课程设计和6学时的实践训练难以达到学生牢固掌握锅炉原理理论知识、灵活运用所学解决实际问题的目标。“锅炉原理”课程实践训练教学包括锅炉原理6学时实验课、1.5周课程设计、16学时单元机组集控运行实验，但主要利用学生的课余时间进行。教学过程贯穿第5至第8学期，延续2年时间，实践训练教学包括13个内容，90小时。具体内容和建议学时如下。
电站锅炉机组实物模型和虚拟模型实践，2学时。标准煤样工业分析验证性实验，4学时。混合煤工业分析测试实验，4学时。煤的发热量测定实验，2学时。自然循环锅炉工作原理实验，1学时。多管水循环验证实验，1学时。直流锅炉工作原理实验，1学时。锅炉综合测试项目设计实验，13学时。锅炉原理课程设计训练，32学时。锅炉水循环计算训练，10学时。锅炉烟风阻力计算训练，6学时。锅炉启停仿真训练，8学时。锅炉运行仿真训练，8学时。
三、“锅炉原理”课程实践训练教学实践
我校“锅炉原理”课程实践训练教学课题在2008提出，在2006、2007和2008年级开始实施，实践证明，通过“锅炉原理”课程实践训练教学，激发了学生学习专业知识的热情，巩固和加深了锅炉原理知识的理解，提高了学生的专业素质，培养了学生动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力。我们对2006和2007年级的学生进行锅炉实践能力的调查分析发现，无论是研究生复试（锅炉及锅炉相关知识的笔试和面试），还是就业面试（热工学和锅炉等口试）过程中，学生对锅炉相关考题从容自如，安之若素。当然，在教学内容设计方面还需进一步改进，实施的方式还需更科学合理。
参考文献：
[1] 于广锁,林伟宁,梁钦锋.锅炉原理课程教学的探索与研究[j].化工高等教育,2007,(3):29-31.
[2] 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,(22):97-98.
论文关键词：锅炉原理；教学研究；实验
锅炉是火力发电厂三大主机之一，是工业企业的动力之源，在国民经济发展中发挥着极其重要的作用。“锅炉原理”是为热能与动力工程专业本科生开设的主要专业课程之一。“锅炉原理”的教学目标是让学生全面和系统地认识锅炉本体和辅助装置的构造，掌握锅炉工作原理的相关知识，并培养学生分析工程问题、进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。该课程工程性强、内容多、难点多，仅依靠理论教学难以实现教学目标，与工程实际紧密结合的实验、实习、课程设计等实践环节是锅炉原理教学中不可或缺的部分。
高校的实验室是理论与实践相结合，培养大学生工程实践能力和创新能力的重要场所。加强并改进实验教学，是对大学生进行能力培养的有效途径之一。实验在锅炉原理实践教学环节中占有重要地位。笔者作为从事锅炉原理实验教学的教师，在教学过程中对传统的教育理念进行改革，从教学目标、教学内容、教学和考核方法上全方位引入现代的教育理念，使教学效果得到明显改善。
一、锅炉原理实验的教学目标
锅炉原理实验教学的基本出发点是通过提供大量模拟锅炉有关现象的装置和系统，以帮助学生更好地理解课程内容，掌握锅炉的基本原理、常用测试方法和运行技术，加强锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。传统的教育以传授知识为教学目的，教师考虑的是如何把知识灌输给学生，而忽视学生能力的培养。现代社会的发展需要高校培养一批高知识、强能力的创造型人才。为适应这一需求，高校应注重学生能力的培养。
锅炉原理实验教学中，应发挥教师在教学中的主导作用和学生在学习中的主体作用，使学生在预习实验指导书，动手操作实验设备和仪器，动脑思考实验现象，通过团队合作解决实验中出现的问题，记录和整理实验数据，撰写报告，完成实验思考题的过程中，自身的学习能力、实验技能、动手能力、独立思考能力、团队合作精神、组织能力、分析和解决工程实际问题的能力、自主创新的能力得到全面地锻炼和提高。
利用精心设计的实验内容，将“锅炉原理”课程的知识点与专业基础课程“工程热力学”、“传热学”、“流体力学”、“热工测试技术”，以及专业课程“大气污染监测技术”、“大气污染控制工程”、“洁净煤发电技术”相结合，通过对多门学科知识的有效迁移和综合，以达到举一反三、融会贯通的教学效果，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，又加深了学生对所学专业知识体系的认识，激发了学生学习后续课程的兴趣和积极性，培养了学生科学思维的能力，从而为后续课程的学习和将来从事工程设计、科学研究奠定坚实的基础。
二、锅炉原理实验的教学内容
实验课程的教学内容关系到实验教学的组织实施，是规范实验教学过程、检查实验教学质量和进行实验室建设的基础。鉴于锅炉原理涉及内容多、实践性强，相关课程多，我们将实验部分剥离出来，单独设课，同时确保实验教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业课程的密切联系。在教学内容上，力求从本课程实际出发，不失时机地向其他课程渗透和综合，为学生创建一个系统的热能与动力工程知识体系平台，改变了只从单个课程传授分散知识的传统教学模式。
结合“锅炉原理”理论教学的授课主线“燃料—燃烧及热平衡计算—受热面—自然循环锅炉水动力学—锅炉的启停与运行—锅炉污染物排放监测与控制”，建立了“煤质分析”、“并联管组流量分配”、“自然循环锅炉水动力特性”、“燃烧与环境监测”、“燃烧源污染物排放控制”五个实验室。
“煤质分析”实验室开设了“煤的工业分析”、“煤的发热量测定”两个实验，使学生能够掌握煤质分析、发热量测定的原理和方法，认识煤的质量对锅炉性能的影响。
“并联管组流量分配”、“自然循环锅炉水动力特性”实验室各配备有两套自行设计搭建的实验系统。前者能够使学生对电站锅炉中过热器、再热器管组的进、出口集箱的引入与引出方式布置不当引起的流量分配不均问题有清晰的感性认识；后者使学生对自然循环锅炉水动力特性及提高水循环安全性的措施有更深刻的理解。 转贴于 “燃烧与环境监测”实验室基于自主研发的“能源岛热电联产系统”，开设了“程序点火及火焰监测显示”、“燃烧调整及燃烧效率测定”、“锅炉热平衡”、“锅炉烟尘测定”、“烟气成分分析”、“气态污染物排放监测”六个实验。“程序点火及火焰监测显示”实验能够使学生了解锅炉安全操作程序及燃烧过程；通过设在锅炉的观察孔，直接观察到火焰形状以及运行参数对火焰形状的影响，大大加深了对书本知识的理解。“燃烧调整及燃烧效率测定”实验使学生对各种因素对燃烧效率的影响有直接的感性认识，同时学到测取锅炉效率有关数据、计算燃烧效率的方法。通过“锅炉热平衡”实验，加深学生对锅炉热平衡原理的理解，培养学生的锅炉热平衡实验测试技能，使学生能够分析造成各项热损失的原因，学会诊断锅炉存在的问题。“锅炉烟尘测定”实验使学生熟悉国家标准、掌握固定污染源排气中颗粒物的排放浓度、折算浓度和排放总量的测定原理和方法。“烟气成分分析”实验使学生掌握奥氏烟气分析仪的工作原理和使用方法。“气态污染物排放监测”实验使学生掌握气态污染物排放测量的电化学法的原理和EUROTRON MK2 8851烟气分析仪的使用方法。通过这一系列的实验为学生从事锅炉设计、运行和研究打下基础。
“燃烧源污染物排放控制”实验室配有四台除尘装置（旋风除尘器、袋式除尘器、电除尘器、湿式除尘器）和一台喷射鼓泡式烟气脱硫装置、一台选择性催化还原烟气脱硝装置，可进行除尘器性能测定和气体污染净化两大类型、六个项目的实验教学，可使学生系统地了解并掌握污染控制的基本知识、基本原理、主要设备和典型工艺等，培养学生分析和解决日益严重的燃烧源污染物排放问题的基本能力，为学生从事相关的工程设计、技术管理等工作提供必要的基础。
三、锅炉原理实验的教学和考核方法
1.教学方法
为便于组织教学，将参加实验的学生分成8至10人的小组，排出实验教学安排表，安排充足的师资力量，指导学生在两周内完成所有实验室的各个实验。在教学过程中，改变传统的灌输式教学方法，不断探索实验教学的新办法，如探究式教学、归纳式教学、换位教学等。
在探究式教学模式下，教师依据学习过程的客观规律，引导学生积极主动、自觉地掌握知识。例如，在进行锅炉热平衡实验教学时，教师提出“什么是锅炉热效率？什么是锅炉热平衡？”在学生明白这些基本概念问题的基础上，设置问题“锅炉正平衡热效率的计算公式是什么？”引出计算锅炉正平衡效率需要测定的参数及测量方法，继续提问“锅炉热损失发生在哪里？锅炉反平衡效率的计算公式是什么？”逐步引导学生积极思考，最后提出“为什么既要进行锅炉正平衡实验，又要进行锅炉反平衡实验？如何有效提高锅炉效率？”教师通过这些涵盖了实验的目的、实验原理、实验方法的探究型问题，激励学生的创造性思维，培养他们应用理论知识分析和解决问题的能力。
在进行演示性实验教学时，采用归纳式教学方法，将“观看”实验转变为“观察”实验。例如，在“自然循环锅炉水动力特性”实验中，不去讲解，也不提出任何问题，只是告诉学生要仔细观察。在每个实验现象出现时，再引导学生归纳实验现象、分析产生这种现象的原因。受知识水平、观察能力的影响，学生难免会遗漏掉某些实验现象，这时通过重复性实验，教师指导学生进行有针对性地观察，对实验现象再次进行归纳和分析。采用这种教学方法，使学生对实验过程充满兴趣，对水循环的形成过程、工质的流动与传热过程、蒸汽的产生过程，上升管中汽水两相流的各种流型（泡状、弹状、环状流动），锅炉水循环的常见故障（停滞、倒流、自由水面、汽水分层、下降管带汽）从现象到本质都有非常深刻的认识。
在实验教学中，还尝试了师生角色换位教学法。例如，在“烟气成分分析”实验教学中，进行了“让学生做老师”的换位教学实践。每组学生经过讨论，选出一位同学，由其充当教师的角色，讲解奥氏烟气分析仪的工作原理，演示其使用方法，并带领本组的同学完成烟气成分及含量测定实验，引导学生思考、提问、讨论。实践证明，这种方式加强了学生之间的交流、师生之间的互动，活跃了实验教学的气氛，收到很好的效果。
2.考核方法
实验考核是对学生实验能力的全面检查，也是对教师教学效果的检查。同时，考核能够给学生以压力和动力，促进学生对实验课的重视。传统的实验考核方法，主要是依据实验报告的好坏来评定成绩，这种方法在一定程度上滋长了学生抄袭实验报告的现象。为减少传统考核方法的弊端，我们采取实验表现、实验报告、实验考试相结合的方法进行实验考核，三者依次占实验总评成绩的30%、30%、40%。实验表现和实验报告采取每个实验单独给分，取各自的平均分作为这两项的成绩；实验笔试则由每个实验设置2～4道基本知识和基本技能试题组成试卷，统一安排考试。实验表现由教师依据实验预习、实验操作、回答问题情况，以及发现和提出问题的能力当场给出成绩；实验报告按照是否按要求撰写实验报告，按时交实验报告，数据、结论是否正确，分析是否透彻评分。通过这种考核方式给出实验综合成绩，实现了对学生的学习态度、观察能力、动手能力、思维能力、综合分析能力等的全面考查。
关键词：锅炉运行与维护课程 教学设计 实施
锅炉运行与维护课程的教学目标是使学生掌握电厂锅炉本体主要设备的结构原理与工作特性，掌握电厂锅炉安全、经济运行与设备维护的基本知识、工艺和操作技能，并为取得相关职业资格证书打下坚实的基础。
一、教学设计思路
一是建立由电厂热能动力装置专业带头人、电力行业专家、专业教师、电厂一线技术人员共同参与的课程建设团队。
二是通过深入电力企业调研，以及毕业生跟踪调查、交流等方式，确定电厂锅炉岗位群有锅炉运行值班员、锅炉本体检修工等岗位，分析岗位对应的典型工作任务和职业能力要求，围绕典型工作任务，融入锅炉运行与检修岗位职业标准，归纳出学习项目、学习任务和学习目标，并制定了“锅炉运行与维护课程标准”。
三是依据课程标准做好教学内容遴选工作，及时吸纳新设备、新技术、新工艺的内容，并将安全意识、职业道德等纳入课程内容中。课程共分七部分，包括绪论、项目一（锅炉燃烧）、项目二（锅炉受热面分析）、项目三（锅炉机组的启动和停运）、项目四（锅炉的运行调节及维护）、项目五（锅炉典型事故处理）、项目六（锅炉燃烧热力计算与节能分析）。
二、师资队伍情况
课程教学团队由10名专兼职教师组成，专兼职教师比例达1：1，其中教授2人、讲师3人、企业高级工程师2人、工程师3人；年龄在40～50岁之间的教师5人，在30～40岁之间的教师5人，年龄结构合理，有利于本课程的长远发展。
三、实践教学条件
1.校内实训基地
（1）电厂仿真实训室。利用600MW超临界直流煤粉锅炉发电机组和300MW亚临界循环流化床锅炉发电机组仿真系统，设计了锅炉启动、停运、运行调节等学习任务，完成对学生专业核心能力的培养。
（2）热力系统运行分析实训室。通过开发600MW火力发电厂机组动态仿真实训、600MW机组发电厂全面性热力系统实训以及300MW汽机调节及保安系统实训等实训项目，使学生利用模型分析火力发电厂的构成，对电厂锅炉的结构特点进行分析。
（3）煤分析实训室。煤分析实训室主要有煤的工业分析设备，如氧弹量热计、硅碳管高温炉、HR-5A灰熔点测定仪以及奥氏烟气分析仪，通过这些设备可以强化学生对锅炉燃料成分与发热量的理解，培养学生的实验动手能力和问题分析能力。
（4）动力设备检修综合实训室。融入企业锅炉本体检修工和锅炉辅机检修工等岗位技术标准，开发空气预热器检修、省煤器检修、磨煤机检修等实训项目，使学生掌握锅炉检修基本技能，培养学生的锅炉检修实践能力。
2.校外实习基地
依托内蒙古丰泰发电有限公司、内蒙古能源金山热电厂等校外实习基地，以电力企业运行、检修项目为载体，并结合行业职业标准，开发岗位能力学习内容，实现“学中做、做中学”，培养学生电厂锅炉设备运行、维护、检修的岗位核心能力。学生通过跟岗实训，使职业道德和职业素养得到进一步提升。
四、实施“教、学、做”一体化的教学模式
实施以教师为主导、学生为主体的“教、学、做”一体化教学模式。以企业真实的工作项目为引领，以典型的工作任务为教学内容，使教学过程与工作过程相一致。
在理论教学方面，除采用启发、演示等教学方法外，特别突出讨论、案例教学等先进的教学方法；在实践教学方面，企业兼职教师参与锅炉运行与维护课程的教学，校企双方共同制订教学方案并联合组织教学；依托校内实训基地和校外实习基地，通过跟岗实习、煤分析实训、热力系统运行分析实训、电厂仿真实训、动力设备检修综合实训，使课堂教学与技能训练相结合，学生在学中有训、训中有学。
五、课程的考核方式
锅炉运行与维护课程实行过程考核和结课考核相结合的全程化、个性化课程考核方案。课程考核注重过程考核，变传统的一次性总结评价为以学生为中心的综合性评价，评价涵盖学生的知识掌握程度、技能水平、职业素养、团队协作能力等。同时积极鼓励学生自评和互评，体现考核的客观、实际、公平、公正。
六、课程的其他教学资源
锅炉运行与维护自治区级精品课网站的开通，实现了资源的开放与共享，校内校外可快速访问教学网站。精品课网站设有电子教案、电子课件、教学动画与录像、案例、职业资格考试等项目，并配置在线学习系统，学生可以通过网络进行自主学习，自测学习水平，同时可通过网络进行讨论和交流，实现了师生、生生间的互动。
“锅炉设备及检修”是热能动力设备与检修工程专业的主干课程。该课程以大型电站煤粉锅炉为教学对象，全面系统地阐述了电站锅炉结构，功能，主要系统及工作原理。主要内容包括：锅炉的构成及工作过程，燃料、煤粉制备工艺及检修，燃烧基本理论及燃烧设备检修，各受热面的主要运行问题、检修内容、工艺流程、验收标准，蒸汽净化及水质工况、锅炉机组的布置及热力计算方法等内容。根据高等职业学校对工程类应用型核心课程教学的要求，高职教育就是以就业为导向，以突出学生的职业能力为核心的特色教育，其核心就是要培养学生的职业岗位技能的操作性和专业性，热能动力类学生其核心课程之一中的锅炉设备及检修课程针对热动专业学生的教学课时已经缩短到72个教学课时，而且包括8个学时的实验。鉴于该课程对于热能动力类学生的重要性，且教学内容多、课时少、授课及学习难度大、综合性强的特点，本文结合教师在“锅炉设备及检修”课程中的教学实践，结合本人在电厂工作中实践经验，本着培养动力类高职院校学生核心岗位能力，分析该课程的教学难点，有针对性地谈一些解决方案，希望对提高该课程的授课及学习有所裨益。
二、统筹兼顾构建教学体系
针对“锅炉设备及检修”课程的特点，要求授课教师在该课程授课之前，在做教学计划时，就要求教师要精选教学内容，要求授课教师在结合教学大纲要求的同时，能根据高职学生的教学特色，一方面照顾知识面的广度，另一方面要注重基本概念和基本原理的深度，同时要兼顾任务驱动式教学方法中的师生互动，培养学生对该课程的兴趣。“锅炉设备及检修”的重点和难点是制粉系统和燃烧系统，教学计划中应该相应增加学时数量。当学生首次接触到热力系统，由于热力系统中各种设备较多，结构复杂，功能多样，管线连接密如织网，不容易记忆，教师在上课时一定要借助相关的教学软件，采用多媒体课件教学，针对各种设备结构及功能比较以及对系统和系统之间比较进行讲解，从而加深学生的理解。为了合理利用多媒体手段辅助教学，教师在备课时一定要把收集到的和在电厂拍摄到的许多图片反映到课件里，收集大量的图片、动漫和视频，制做内容丰富、通俗易懂、重点突出，详略得当的多媒体课件，这样就可以很形象地讲解电厂锅炉原理和关键设备结构，在教学中取得了很好的效果。课件的另一个优点是可以很方便地及时进行更新，我们可以不断地把从电厂得到的最新技术动态和设备图片添加到课件中，或针对不同电厂的锅炉设备特点进行有针对性的内容调整，从而使教学更有针对性。虽然多媒体教学能够有效扩充和丰富教学内容，但仍然有“站在锅炉旁不知道锅炉在哪里的现象”。其原因在于电厂锅炉设备庞大，教学过程中学生很难把握住整体与局部的关系。模型教学的直观性则可以有效地提高学生的感性认识，增强教学效果，是提高该课程教学的有效途径。热能动力实验室陈列典型的教学模型有：200MW热电联产全厂模型、300MW锅炉模型、全厂模型和600MW锅炉模型等，因此，为了让让学生能从不同角度、不同层次了解和掌握锅炉的结构、功能。教师上课不一定要局限于教室，有时可以选择在模型室。在授课时间和实验室开放时间，学生可随时参观模型。还有很重要的一点，尽量多提供让学生到电厂实践学习的机会。比如，我们学院前后安排了本专业学生的电厂认识实习和生产实习，并安排上该课程的专业老师带领，这样，在学生实习过程中，随时解答学生的提问，帮助学生及时理解和掌握相关知识，这对于学生来讲是一个很宝贵的机会。这样实质性的实习，不仅可以让课本理论与实践相结合，使学生能够感受到具体东西，实实在在的锅炉及其他的辅助设备等等。还可以增强学生的认知能力，同时也为未来的工作打下一定的岗位基础。有了这样的经历，学生就不再感到老师在讲“天书”，天马行空，不着边际。纸质教材、多媒体课件、模型教学和电厂实践学习构成了较为完整的教学体系，充分保证了这门课程的教学质量和学习效果。
三、动手动脑注意知识点的联系和巩固
作为专业课程，“锅炉设备及检修”课程的教材各章节后一般不附思考题和计算题，学生在课后的练习机会很少。如果课后学生不主动复习，课前又缺少预习，则容易出现授课及学习效果都比较差的情况。讲授内容难以巩固成为学生掌握知识的瓶颈，更别说学以致用，理论联系实际了。针对这种情况，教师可以在每次课后把下一次课的主要内容以思考题的形式发给学生，要求学生自学，这是督促学生课前预习、提高学生自学能力的重要手段。为了增强预习效果，可在课堂讲授前针对上次课预留的思考题进行探讨，必要时可以采用提问检查等手段。由于有思考题做引导，学生的自学积极性一般都比较高，自学方向也比较明确。讲授时，教师可根据思考题，配合教科书，结合工程实际，有选择、有重点地作一些讲解，从而加深学生对基本概念的理解和掌握。如果应用得当，学生配合积极，则可以起到花费课时少而讲授内容多、课堂容量大。针对课后练习少的情况，应由授课教师适当增加课后计算题。例如在讲授完第二章燃料及燃料燃烧计算，针对不同基准的换算关系、煤的高低位发热量的关系、折算水分、折算灰分、折算硫分、理论空气量、过量空气系数、锅炉漏风系数、理论烟气量、实际烟气量、烟气焓计算等知识点，安排一次2学时的习题课，习题课结束后，针对习题课的内容，留一部分课后作业，批改完之后，针对典型的错误，进行讲解，巩固学生们所学的知识。在各个章节尽量多地给出前沿研究方向，并与阶段性的小论文或读书报告相结合。阶段性的小论文或读书报告是教学活动的实际体现，它要求既要有教学理论知识又要有工程实际应用的例证，并提出自己的观点与修正意见。在保证完成基本教学任务与作业后，期中与期末布置两篇阶段性的小论文或读书报告，阶段性的小论文或读书报告体裁不限，可以是阶段性的学习心得、总结、综述、专题等。把有代表性、有特色的文章在课堂上宣读。以小论文或读书报告的形式来反映学生知识的掌握程度与扩展情况以及创新思维的发展，并以此作为期终考试成绩的一部分。这种方法既考察了学生的学习情况，增加练习，同时为毕业设计和实践教学打下坚实的基础。在全课程预定内容讲授完后，进行全面系统的复习，可以使学生对电厂锅炉有一总体概念，这样可以巩固所学知识，并为随后的课程设计和毕业设计打下坚实基础。“锅炉设备及检修”课程基本概念多，涉及到的知识面广，学生难免会出现边学边忘的现象，抓好期末复习，是保证教学效果的重要一环。
四、严格要求，定理定义务必要牢记
对于工程类教材，“锅炉设备及检修”课程教材和规范中条文描述抽象，学生学习时易感觉枯燥，难以理解、记忆。针对这种情况，教师应改变传统的在黑板上板书讲授方式，多用多媒体及电子教案，从而节省出板书时间，用于解释条文和规定的背景及相关知识，使学生理解条文的来龙去脉，加深记忆。可用图形、动画、照片或者视频资料等多媒体手段来表达条文的具体内容，更直观，便于学生理解。在开课之初的绪论部分，要讲清楚电力工业在我国国民经济中的重要作用。电力工业从一个侧面反映了国家经济实力的强弱，由此作为切入点激发学生的学习热情，提高学生的敬业精神和爱国热情。鉴于本课程在电厂中所处的地位与作用，教学工作者必须具有严谨的工作态度、扎实的基础理论知识和实际应用能力。因该课程涉及以前所学的各门专业课程，如“热工基础”、“泵与风机。因此，教师在上课时应该注意在讲授时与学生的互动中了解学生对以前所学知识的掌握程度，授课方式也应相对灵活，要帮助学生复习和回忆已学专业知识，否则没有相对坚实的专业基础，要掌握该课程的内容也很困难。
五、任重道远，授课效果对学生的影响深远
对于三年制高职学生，必需有半年的顶岗实习，因此，核心专业课程“锅炉设备及检修”课程一般在第四学期开设，经过一个学期的讲授后，学生将在本学期的锅炉原理课程设计和第五学期的毕业设计中将大多数知识学以致用。锅炉课程设计的任务是对锅炉进行额定工况或变工况校核热力计算。设计目的是通过课程设计加深对锅炉课程的总体理解，熟练掌握燃料的燃烧计算，热平衡计算，炉膛校核计算，前屏、后屏，对流过热器再热器及尾部受热面校核计算方法。为毕业设计和走上工作岗位打下良好的基础。毕业设计是热能与动力工程专业教学计划中最后一个实践教学环节，也是对学生所学的专业理论知识和实践技能的一次综合性检验，是培养学生创新能力和创新意识、提高综合素质的重要阶段。通过毕业设计可以锻炼学生将所学的知识全面有机地结合起来，并应用这些知识，综合性创造性地来分析和研究乃至解决本专业某些方面的科学技术问题，从而培养学生具备现代工程技术工作所必备的全局观点、安全观点和经济观点，树立正确的设计思想和严谨的工作作风，为今后走向工作岗位打下良好的基础。可见该课程授课的效果将直接影响毕业设计的质量。授课教师一般都具有多年毕业设计辅导经验，应紧密结合毕业设计的具体内容，有针对性地强调这方面的知识，在完成正常授课的同时，结合毕业设计中遇到的具体问题，联系实际进行讲解。
【关键词】工业锅炉 在线 能效测试 热效率 节能改造
1 工业锅炉节能减排迫切性
工业锅炉是我国重要的热能动力设备，主要指压力P≤2.45MPa和容量D≤45.5 MW（或≤65t/h）的工业用蒸汽锅炉、采暖热水锅炉、民用生活锅炉、自备热电联产锅炉、特种用途锅炉和余热锅炉。目前，我国工业锅炉现状如下：数量：截至2009年底，我国在用锅炉总台数约59.52万台，其中：电站锅炉约0.8万台，工业锅炉约58.72万台（从燃料结构上看，燃煤锅炉占总量的80%以上，燃油、气锅炉约占15%，电加热锅炉占1%左右，其余为生物质、垃圾锅炉等）；分布：工业锅炉量大面广，平均容量小，且以燃煤为主，布点分散，难以集中治理；能耗：工业用煤 80%用于工业锅炉燃烧，年耗煤量达4亿吨标准煤。目前我国燃油、气工业锅炉的实际热效率平均在80%～85%，燃煤工业锅炉的实际热效率平均仅为60%～65%，而发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率平均为80%～85% 。由于工业锅炉运行效率不高，能源浪费相当严重，每年多耗用燃煤约6000万吨；管理：司炉工管理不到位，管理粗放，运行浪费严重；保养：日常维护不及时，系统存在跑、冒、滴、漏，传热部件存在积灰结碳现象等，同样造成能源浪费。
2 开展工业锅炉快速能效测试必要性
工业锅炉能效测试是“把脉”锅炉能耗的最有效方法。它能够找出造成锅炉能量损失的主要因素，以针对性的技术指导帮助企业改造锅炉，促进节能减排。当前，工业锅炉节能降耗工作的瓶颈就是锅炉能效测试技术能力严重不足和缺乏高效的节能监管手段。我国工业锅炉数量众多，使用分散，企业节能意识淡薄，能源浪费严重，是节能减排的重点和难点。因此，国家非常重视工业锅炉的能效测试工作。国家质检总局近期刚颁布的《高耗能特种设备节能监督管理办法》；TSG G0002-2010 《锅炉节能技术监督管理规程》；TSG G0003-2010 《工业锅炉能效测试与评价规则》，就是对工业锅炉能效测试的规范和指导。目前，我国工业锅炉能效测试工作刚刚起步，许多地区能效测试工作还未展开，国家质检总局虽然颁布了相关规程，但并未给出具体的测试技术和实施方法，且各地开展能效测试方法多种多样，并不统一，急需有效的锅炉能效测试手段。因此，开发一种面向工业锅炉的具有通用、快速、高效的能效测试系统势在必行。该系统能够使测试人员采用集成便携式能效测试仪及软件，在线数据采集，现场样品测试分析，在线计算，快速得出实时热效率和各项热损失，并现场出测试报告。
3 国内外研究现状和发展趋势
目前，关于锅炉能效测试及节能监测课题的研究主要集中在电站锅炉上，文献主要介绍了电站锅炉热效率软件的开发和制作，软件侧重于离线计算，即根据现场测试数据和实验室分析数据，进行离线计算，得出锅炉热效率；文献主要介绍了在线检测技术用于锅炉热效率计算软件的开发和制作。虽然，电站锅炉能效测试技术开展广泛，且手段先进，但是电站锅炉能效测试计算模型针对性较强，对测量有较高要求，计算过程复杂，并不适用于工业锅炉能效测试。
总体来说，以上相关锅炉能效测试课题研究主要侧重于热效率计算模型，且软件开发过多集中在电站锅炉能效测试上；工业锅炉热效率的测试大多是离线进行，主要采用热平衡试验法，而用于现场实际运行监测有一定的困难；系统地对工业锅炉在线测试技术研究较少，特别是便携式（或车载式）快速在线测试仪器及软件的集成开发几乎没有涉及；另外，工业锅炉在线节能监控装置的研制也未涉及。因此，开展面向工业锅炉的，具有通用、快速、高效的能效测试技术和在线节能监控系统的开发和应用能够对我国工业锅炉的节能降耗工作起到非常大的推进作用。
4 研究方案和技术路线
4.1 系统开发流程
开发面向燃煤、燃油（气）及有机热载体锅炉的集成快速能效测试系统，能够使测试人员采用集成便携式能效测试仪及软件，在线数据采集，现场样品测试分析，在线计算，快速得出实时热效率和各项热损失现场得出测试报告，该测试技术最大优点在于：
（1）便携式（或车载式）快速能效测试系统携带方便、便于拆装，利于推广应用；
（2）快速能效测试系统集成现场能效数据采集、样品现场测试分析及在线计算于一体，省去了样品实验室分析和离线计算两个步骤，使得能效测试时间快、效率高、人员少及测试结果误差较小；
（3）能现场得出能效测试报告，并根据各项热损失快速对企业提出锅炉节能整改措施。
该测试系统的开发和应用能够使工业锅炉能效检测形成集能耗诊断、在线实时节能监测、现场出报告为一体的锅炉能耗测试完备体系。
4.2 技术路线
根据TSG G0003-2010的规定，能效测试方法分为三种，分别为锅炉定型产品热效率测试，锅炉运行工况热效率详细测试和锅炉运行工况热效率简单测试。其中，前两种方法适用于锅炉定型产品能效评价和节能诊断，后一种方法适用于运行锅炉定期能效快速判定。
锅炉定型产品测试和运行锅炉详细测试的测试方法依据GB/T 10180-2010，测试内容复杂，项目繁多，测试结果精确度要高。该测试技术路线设计为：测试人员通过能效测试仪器现场采集能效数据，测试样品拿回实验室测试分析，再通过离线计算软件，确定锅炉热效率和各项热损失，最后得出能效测试报告及提出锅炉节能整改意见。因此，离线计算软件的开发成为关键所在。目前，国内电站锅炉热效率计算软件的开发已很成熟，每个电厂都有适合自己锅炉的能效计算软件。而工业锅炉由于品种广泛，数量众多，各地开发的能效计算软件纷繁复杂，很难有效地推广使用，因此，开发通用的工业锅炉离线热效率计算软件成为本课题研究的关键问题之一。
锅炉运行工况热效率简单测试方法用于定期能效快速判定，重在快速，即快速检测仪器的研制和计算软件的开发。因此，该技术路线设计为：测试人员采用集成便携式能效测试仪及软件，在线数据采集，现场样品测试分析，在线计算，快速得出实时热效率和各项热损失，然后根据不确定度分析原理优化测试结果，再根据能效指标判定软件评定锅炉节能等级，最后现场得出测试报告，并根据测试内容指导企业节能改造。其中：集成快速便携式能效测试仪器、通用能效测试在线计算软件和能效指标判定软件的开发成为本课题研究的关键问题所在。
5 技术关键及难点
5.1 便携式集成快速能效测试仪器研制
燃煤锅炉在能效测试过程中，燃煤特性对锅炉热效率的计算影响很大。目前，国内煤质分析主要通过实验室工业分析仪和元素分析仪等进行离线分析，灰渣含碳量也是采用离线设备进行分析得出。如果能够实现煤质、灰渣的在线分析，即从采样传送、预处理、煤质分析工业分析和元素分析、灰渣含碳量全过程的无人值守在线分析系统，并将该系统和温度采集、烟气分析等（能够在线采集）集成成一套便携式或车载式能效测试装置（即在线能效参数采集与样品现场分析集成），则可实现工业锅炉快速能效数据采集。
效测试仪器研制的难点在于煤质在线分析，灰渣在线收集及在线分析。锅炉能效测试的温度采集、排烟测量等可实现快速、在线数据采集；煤质分析（工业分析、元素分析）主要靠离线设备实验室分析得出，目前煤质的工业分析（灰份、水分和发热量）能够达到在线检测的要求，国内已有在线检测设备；而煤燃烧后的灰渣（飞灰、灰渣）含碳量也是采用离线设备进行分析得出，能否在线测量灰渣含碳量，是该仪器开发关键。5.2 煤质元素在线分析预测模型研究
煤质特性分析包括煤的工业分析、元素分析和燃烧特性分析。煤的元素分析是确定煤中有机物的碳、氢、氧、氮、硫等含量的百分比。它们是燃煤锅炉能效计算中所必须的原始数据。但测定元素分析成分的实验项目多，时间长，操作复杂，对化验人员的要求高，工业锅炉使用企业甚至根本无力开展此项目。目前，煤的在线工业分析试验较简单，已实现在线检测。如果利用煤质在线工业分析数据，建立快速计算元素分析模型，则来简化煤质在线测试难度，为能效测试在线计算模型的研究提供便利手段。
5.3 灰渣（飞灰、灰渣）含碳量预测模型研究
燃煤锅炉在能效测试过程中，如果灰渣含碳量的在线检测研究比较困难，我们可采用人工神经网络作为工具建立锅炉运行中飞灰含碳量预测模型。这样可以简化在线测试，为工业锅炉的热效率在线检测系统的研究提供便利手段。
参考文献
[1] 国家环境保护局科技标准司.工业污染物产生和排放系数手册[M].北京：中国环境科学出版社，1996
[2] 国家质检总局.2009年全国特种设备安全状况通报
[3] 赵钦新，王善武.我国工业锅炉未来发展分析[J].工业锅炉，2007，1：1～9
[4] 王善武.中国工业锅炉行业现状分析及前景展望 [J].工业锅炉，2004，1：1～9
[5] 王善武.我国工业锅炉节能潜力分析与建议[J].工业锅炉，2005，1：1～16
[6] 赵钦新，周屈兰.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].工业锅炉，2010，1：1～6
[7] 赵家荣.《十一五十大重点节能工程实施意见》读本[M].北京：中国发展出版社，2007，2：1～15
[8] 盛伟，刘勇.410t/h锅炉热平衡试验及其热效率计算[J].电站系统工程，2003，19（6）：37～38
关键词：锅炉设备及运行 移动互联网 教学
中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（c）-0109-02
“锅炉设备及运行”课程主要面向上海理工大学（后面简称“该校”）能源与动力工程专业热能工程方向的本科生，属于专业必修课。
锅炉是各工矿企业和电站的主要热力设备之一，是能源与动力工程领域广泛使用的能源D换设备，是能源与动力工程专业的主要专业课之一。因此，该课程的教学质量对本专业学生的专业素质培养具有重要影响。
该校能源与动力工程专业为20世纪50年代创办的锅炉专业（后改为热能工程），历史悠久。几十年的专业发展形成了以锅炉设计与制造为特色的专业。而随着经济与社会的发展，火电厂等锅炉运行企业的用人需求增加；社会对环境问题的重视，能源环保企业对本专业人才的需求也逐年增加。为适应新形势下专业人才培养的新要求，该校于2013年将“锅炉原理”课程改造为“锅炉设备及运行”，并对教学内容进行了调整[1]。该文将对改造后的“锅炉设备及运行”课程教学现状进行分析并提出改进思路。
1 “锅炉设备及运行”课程的教学现状
1.1 课程地位
“锅炉设备及运行”是面向能源与动力工程专业本科生开设的专业必修课。在完成工程热力学、传热学、流体力学和燃烧学等前置理论课程学习的基础上，以火力发电厂的生产过程及锅炉设计与制造为应用背景，以锅炉的基本工作原理、主要设备的结构及锅炉运行为主要授课内容，课程内容丰富、知识面广、综合性强[2-4]。
1.2 课程内容与学时分配
随着社会生产的发展，锅炉工业涌现出了种类繁多的产品。按燃烧方式可划分为层燃炉、煤粉炉、旋风炉和流化床锅炉等；按水动力特性可划分为自然循环锅炉、控制循环锅炉、复合循环锅炉和直流锅炉等。锅炉型式的差异使其在结构和工作原理方面存在差别。而丰富的锅炉技术知识无法在课堂上面面俱到。随着本科教学改革的推进，过去需96学时修完的“锅炉原理”目前已压缩为64学时的“锅炉设备及运行”，授课时数更显捉襟见肘。课时大幅压缩，为保证学生在有限的时间内掌握各型式锅炉的工作原理和结构，教学内容重新调整，可能导致学生课程知识掌握的深度和广度不够。
1.3 课程教材与教学手段
过去的20年里，煤粉锅炉产品从300 MW级发展到1 000 MW级，循环流化床锅炉也开发出了300 MW和600 MW级产品；在生活垃圾、污水污泥处理等环保领域和生物质发电等新能源领域大量应用锅炉技术，教材中应该对这些新出现的锅炉技术应用有所反映。但考虑到教材内容的准确性，上述内容在教材中的体现尚需时间的考验，存在一定的滞后性，教材内容与行业新技术发展存在一定的脱节。
在课堂教学过程中，由于课时限制，师生互动次数有限，教学手段以多媒体教学为主，必要时辅以板书，仍为典型的“一言堂”式教学，学生单向接受知识，势必影响其学习兴趣和学习效果。课程教学结束之后安排的工厂实习，虽然有助于加深对课程内容的理解，但时间上比较滞后，影响了理论教学和实习效果。
如何突破时空限制，既能传授更多的前沿知识并提升学生对锅炉技术的理解能力，提高学生学习兴趣和知识面，又能培养学生的创新思维，是目前“锅炉设备及运行”课程教学所面临的现状，而移动互联网的先天特性为该问题的解决提供了平台。
2 移动互联时代的特点
移动互联网已经成为当今社会人们生活和学习的重要部分。根据2016年第38次《中国互联网络发展状况统计报告》，截至2016年6月，中国手机网民规模达6.56亿，网民中使用手机上网的比例达92.5%，手机在上网设备中占据主导地位。网民中的学生群体占比为25.1%，依然最高。4G移动网络的大规模普及，使得随时随地访问互联网成为可能。作为主要的网民群体，学生通过智能终端（智能手机、平板电脑等）访问移动互联网逐渐取代了访问传统互联网，移动互联网已经成为大学生群体的主要网络生活方式。
移动互联网除了具备传统互联网的“互联”基因外，还具备“移动”特性。这种“移动”特性使得学生的学习场所不再固定化，可以在宿舍、餐厅、地铁等任何地点、任何时间访问网络并获取学习资源，即时和老师同学互动，地点的“分散化”导致了学习时间的“碎片化”，学生的学习行为可以随时随地进行[5]。
3 移动互联时代“锅炉设备及运行”课程教学思考
移动互联时代为“锅炉设备及运行”课程教学带来了新机遇。根据专业实际及该课程教学现状，从教学内容、授课方式、课后互动等方面提出该课程的改进思路。
首先，在课程内容设置和教学方式上，可以考虑将“锅炉设备及运行”课程划分为两大模块。第一模块内容为传统的锅炉理论知识，包括锅炉基础知识（燃料特性及热工计算）、锅炉燃烧设备、锅炉受热面、锅炉水动力特性、锅炉总体设计与布置、锅炉水处理和锅炉运行；第二模块内容为锅炉前沿技术知识专题讲座，可以涉及超（超）临界锅炉、大型循环流化床锅炉、生物质锅炉、生活垃圾及污水污泥焚烧锅炉等。第一模块以传统的课堂讲授为主，重难点突出，传授基础理论知识，确保教学质量；第二模块为知识拓展，可以讲座形式，邀请企业专家和高校教授等参与，贴近行业发展现状，既有知识传授，又包含趣味性，以提高学生的学习兴趣。
其次，在教学手段上，可以通过构建移动互联学习平台，如微信，实现资料传送、资源共享、即时互动交流等功能。该平台具备文字、图片、语音、视频通信功能，即时向学生传送包括微课、网址链接等在内的学习资源，方便学生自主下载学习。也可将部分抽象的工程案例、设备结构等做成微课、动画等资源向学生推送，比如在介绍锅炉燃烧设备和受热面时，教材中的图例比较抽象，可以开发成三维图或制作成动画，存储在网络上；运用软件将锅炉本体的组装过程和各部件的生产制造过程以动画形式展现等，便于学生理解。课程第二模块涉及的锅炉前沿技术知识也可以通移动互联平台推送，缓解课堂教学时数的限制。可以通过二维码，让学生扫一扫，方便下载课件、教案、课后小测验等，也方便学生在线完成并及时提交课后小测验。师生之间、学生之间可以利用该平台实时交流讨论学习内容，分享学习资源。通过该平台可以让学生实现“碎片化”学习，打破传统教学的时空限制。
4 结语
“锅炉设备及运行”是该校能源与动力工程专业热能工程方向的本科专业必修课，该课程的教学质量事关学生专业素质的培养。通过不断探索和改进该课程的教学内容、教学方式和教学手段等，适应专业发展新形势，使其与时俱进。通过移动互联平台的有益尝试，打破时空限制，在有限的学时内，丰富教学内容，提升课程教学的广度和深度，提高人才培养质量。
参考文献
[1] 马有福，陈二云.“锅炉设备及运行”课程教学内容设计及探讨[J].现代企业教育，2014（2）：228.
[2] 陈学俊，陈听宽.锅炉原理[M].北京：机械工业出版社，1991.
[3] 泰.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2013.
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