1、 “锅炉原理课程设计”教学探讨摘要：结合培养卓越工程师的要求，针对目前“锅炉原理课程设计”教学过程中存在的问题，提出了贯彻“以德为先”的培养理念、实行差别化培养、加强设计工作规范化教育和采用过程与结果并重的考核方法等措施，有效提高了该实践课程的教学效果。关键词：锅炉原理；课程设计；教学改革；卓越工程师 能源与动力装备是我国制造工业的重要领域之一，培养行业所需的具有工程设计能力和创新意识的卓越工程师，是提高我国装备制造业核心竞争力，发展先进制造业的人力资源保障。1“锅炉原理课程设计”是在热能与动力工程专业的学生系统学了“流体力学” 、 “工程热力学” 、 “传热学”和“锅炉原理”等课程以后，以培
2、养学生工程设计能力为主要目标的实践性教学环节，是学生离开学校走上设计工作岗位之前的一次系统训练，对实现卓越工程师培养的目标具有承前启后的重要意义。2本文分析了目前“锅炉原理课程设计”教学中存在的问题，并探讨了针对该课程的教学改革与实践。一、 “锅炉原理课程设计”的定位锅炉课程设计是“锅炉原理”课程的重要后续教学环节，也是学生能力培养的关键步骤。课程设计要使学生加深对“锅炉原理”等相关课程知识的理解，并能融会贯通，灵活运用；使学生掌握锅炉机组这一重要能源与动力装备的设计方法，学会使用相关标准和手册，并基本具备综合考虑系统设计和布置的能力；培养学生查阅资料、设计计算、绘制图纸和编写设计说明书等基本
3、技能；培养学生的创新能力，以及对待工程设计的严肃认真高度负责的态度。3-4二、教学现状与问题上海理工大学（以下简称“我校” ）在 20 世纪 50 年代就创办了锅炉专业（后来改名为热能工程专业） ，经过多年的发展，我校热能工程专业形成了偏重于锅炉设计与制造特色。链条炉发展历史悠久，相关技术已较为成熟，在各工业领域有着广泛的应用。目前课程设计的内容是要求学生完成一采用链条炉排的工业锅炉的方案布置、完成其热力计算以及锅炉设计说明书的编制并绘制图纸，不仅要求学生掌握热力计算的一般方法，还要求学生考虑结构设计的细节及制造工艺的要求，取得了较好的教学效果。国内其他高校在开展这门课程设计时的题目是多样化的
4、，比如有的学校是选择设计蒸发量 220t/h 的煤粉炉，有的学校选择设计420t/h 的煤粉炉，但大多是一个班的学生做同一种炉型的设计。随着能源动力行业的迅速发展，锅炉型式也越来越多，学生的就业去向也日益多元化。在新的形势下，上述课程设计组织方式已不能很好地适应学生发展的需要。其突出的不足之处是，所有学生都做同一种炉型的设计，不利于其深入了解其他类型的锅炉，如大型电站锅炉、cfb 锅炉、余热锅炉等，学生的视野相对较窄，依样画葫芦的过程较多，独立思考和讨论交流较少，不能充分激发学生的学习热情和创新潜力，和卓越工程师培养的要求还有一定的差距。5-6三、 “锅炉原理课程设计”教学改革针对目前“锅炉原
5、理课程设计”中存在的问题，结合培养卓越工程师的要求，笔者提出了一些改进教学效果、促进学生全面发展的措施。1.贯彻“以德为先”的培养理念著名的教育家雅斯贝尔斯曾把教育分为两大类，7一类是科学知识的传授，一类是精神的陶冶。前者能使学生掌握一定的专业知识与技能，成为某方面的专门人才，是在现代社会中生活所必须的；而后者则包括培养学生的求知欲、创造精神和社会责任感等广泛的内容。任何的专业知识或专业技能，其应用价值会随着社会的发展和技术的更新而不断减少，只有求知欲和创造精神等基本的品质才会具有永恒的动力，激发人们不断去探索未知的世界，推动科技进步和社会发展。精神的陶冶应该贯穿于每一门课的教学。具体到“锅炉
6、原理课程设计”教学而言，锅炉作为国民经济中常用而重要的承压设备，其安全性直接关系到人民群众的生命安全。在学生进行课程设计的过程中，教师应结合宁波市北仑港发电厂“3.10”电站锅炉爆炸事故等典型的重特大事故的惨痛教训，引导学生牢固树立“安全可靠重于泰山”的思想，在设计过程中做到严谨认真，一丝不苟，高度重视设计的规范性，在积极进行创造性设计的同时，对任何新的设计方案的可行性和可靠性都要进行反复论证，精益求精，以确保高效可靠，万无一失。2.实行差别化的培养方式目前的课程设计组织方式下，大家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大同小异，设计题目的难度也几乎
7、一样，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。教师需要考虑的是，不同学生的能力有差异，他们的兴趣爱好和将来希望从事的工作也各不相同，如何通过教育让他们的特长得到更充分的发展，成为社会所需要的各具特长、各有特色的人才。因此，笔者在课程设计题目的设置上作了一些调整。课程设计题目不再限于链条炉，而是包括了层状燃烧、悬浮燃烧、流态化燃烧和余热锅炉等四大类型；即有小容量低参数的工业锅炉，也有大容量高参数的电站锅炉；既有传统的煤粉锅炉，也有目前备受关注的循环流化床锅炉和燃气蒸汽联合循环余热锅炉。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、
8、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。学生选题以后，按所选锅炉类型分成几个小组，各组分别从事电站煤粉锅炉、工业锅炉、cfb 锅炉和余热锅炉的设计工作。同一个小组内部每个同学设计的锅炉，其参数或燃料性质等尽可能有显著的差异，这样可以有力地促使每个同学独立思考和独立设计，得到充分的锻炼和提高；同一个小组的同学设计的锅炉又属于同一种类型，因此在设计上会有共通的方法，彼此之间可以交流讨论，互相促进。课程设计期间同学之间交流以及课程设计结束时所有学生都参加的公开答辩，可使所有学生对当前火力发电、工业供汽、生活供暖及余热利用等领域的各类型锅炉都有较为深入的理解，从而达到拓宽学生知识面
9、、提高学生综合素质的目的。3.坚持以提高能力为核心，加强设计工作的规范化对待设计工作应该有严谨认真的态度，这种态度贯穿到设计过程中，则体现为设计的规范化。设计工作的“产品”包括计算书、说明书和图纸等，这些文件是设计人员和设备制造单位、施工单位和运行单位相关人员沟通的语言，必须做到清楚、准确和规范。作为未来的工程师，学生必须学会做到设计的规范化。为了让学生有一个学习的例子，笔者组织编写了适应课程设计新内容的锅炉原理课程设计指导书 ，除了介绍锅炉设计的原则性要求和方法外，针对 szl7.0-1.0/115/70-a热水锅炉、130t/h煤粉炉、130t/h 流化床锅炉和 q5/600-1.3-1.
10、0 柴油机余热锅炉，分别编写了一份比较规范的热力计算书和锅炉设计说明书，并绘制了相应的图纸。这本资料给学生提供了一份学习模板，既可以让他们了解设计步骤，加快设计速度，确保课程设计顺利完成，又可以让他们的设计有一个参照，能比较规范地进行。在征得相关企业许可的情况下，还可以向学生展示部分企业的锅炉设计说明书和图纸，让他们直接感受到什么样的设计成果才是规范的。在设计过程中，学生进行系统布置、结构设计、热力计算和制图等环节的工作时，都应参照相关的国家标准和行业标准进行；同时也鼓励他们在充分理解标准的基础上，进行非标的设计，但必须对相关设计的合理性予以充分论证和说明。4.实行过程与结果并重的考核方式在这
11、种新的课程设计组织方式下，每个同学的设计题目的难度可能相差很大，可能导致一些能力较强的同学因担心考核成绩比较低而选择比较容易的题目来进行设计。为了激发学生挑战自己能力的勇气，强调过程与结果并重的考核方式。也就是说，在评定成绩的时候，综合考虑设计题目的难易、学生在设计过程中的努力程度和所表现出来的设计能力、设计成果的质量以及答辩时介绍设计内容和回答问题的情况，而不是单纯的看设计的成果。希望在课程设计的过程中，培养学生主动学习、认真思考、积极探索、迎难而上和勇于创新的精神品质。只要他们通过课程设计的训练，工程设计能力有了明显的提高，都应该予以充分的肯定。四、结语对于面向应用的工程教育学科，其教学内
12、容会随着相关技术的蓬勃发展而日益丰富，实践教学环节使学生对当前本专业相关的主流技术及设备有全面的了解是十分必要的。本文结合这一要求，提出了改进“锅炉原理课程设计”教学效果的一些具体措施。实践表明，这些措施在激发学生参与课程设计的主动性、培养学生的设计能力和促进学生全面发展方面收到了较好的效果。当然，课程设计过程中也反映出来一些问题，比如如何引导学生正确评估自己的能力并选择难度合理的题目以避免不能在课程规定时间内完成设计，如何做好课程设计和毕业设计内容衔接与难度区分等，在今后的教学过程中还需进一步探索和完善。参考文献：1王浩程.面向卓越工程师培养构建现代工程实训平台j.中国大学教学,2011,(6):83-85.2姚旭东.加强课程设计强化创新能力培养j.中国大学教学,2011,(6):57-58.3赵翔,任有中.锅炉课程设计m.北京:水利电力出版社,1991.4于静梅.“锅炉原理”课程设计教学环节的调整研究与实践j.中国电力教育,2010,(30):102-103.5周守军,于明志.锅炉课程设计的研究与改革j.中国电力教育,2010,(34):119-120.6李志敏.锅炉课程设计改革探索与实践j.中国电力教育,2008,(15):140-141.7卡尔雅斯贝尔斯.什么是教育m.上海:三联书店,1991.
