关于“热工控制系统”课程改革探索与实践

"

论文摘要：为了提高教学质量，针对“热工控制系统”课程存在的问题进行了一系列教学改革的探索与实践，其中包括教学体系和内容、教学方法、教学手段、实验教学、设计环节、科研训练环节等方面的改革。通过改革提高了学生学习“热工控制系统”课程的兴趣，扩大和深化了学生所学的知识，培养了学生科学的思维方式和创新能力，取得了良好的教学效果。

论文关键词：课程改革；教学体系；教学方法

“热工控制系统”是电厂热能动力工程专业培养工程科技人员的一门重要课程。为了满足电力教育的要求，适应电力工业的发展和科技进步，针对“热工控制系统”课程教学中存在的问题，对该课程进行了系统的建设和改革，力求取得更好的教学效果。

一、“热工控制系统”课程教学中存在的主要问题

国内“热工控制系统”的教学改革已进行了多年，但仍有许多问题未能从根本上解决，主要表现在：

一是“热工控制系统”课程的教学体系比较陈旧，现有的教学内容与科技进步脱节，实际工程应用当中所需的热工知识体系不完整。比如：“热工控制系统”课程现有的控制理论往往只介绍经典控制，而现在电厂热工控制系统当中所采用的模糊控制、自适应控制等新兴的控制技术都没有在课程中作相应的介绍，造成学生进入工作单位后对实际的控制系统不能很好的理解和掌握。

二是教学过程没有层次，未能充分体现和有效实施因材施教；课堂讲授过细，照本宣科，平铺直叙，没有给学生留出独立思考和分析问题的空间；在教学过程中，除了课本内容，没有对学生进行相应的科学研究的训练，学生科学思维方式和研究问题的能力没有得到充分的锻炼，未能最大限度地开发学生的智能。

三是“热工控制系统”的教学手段单

一、实验设备比较落后，功能不齐全，多媒体教学的作用未能得到充分发挥，学生对学习“热工控制系统”的兴趣淡漠等等。这些问题严重地阻碍了“热工控制系统”教学质量的提高，使其在较低的层面上运作和徘徊，教学水平和效益自然比较低。

二、“热工控制系统”课程教学改革的探索与实践

1.教育思想观念的改革

“热工控制系统”课程的教学改革首先应当从更新教育思想观念入手。尊重和弘扬学生的主体意识，充分调动学生的积极性，培养具有科学素养和创新能力的人才应当是“热工控制系统”课程所倡导的新兴教育观念。因此，“热工控制系统”课程的教学体系、教学方法应当力求充分发挥学生的主观能动性和积极性，使他们学会学习、主动学习。从以“教为主导”向“学为主导”转变。在教学过程中应当进行分层次教学，对不同程度的学生分别对待：着重鼓励、帮助、督促基础较差的学生，加强启发引导，不断提高他们的学习兴趣和能力；对一些对“热工控制系统”课程兴趣比较浓厚、基础理论知识又比较扎实的学生，鼓励支持他们积极参与教师的科研项目，从中得到锻炼，使他们逐渐掌握从事科研工作的思路、方法，培养他们科学分析实际问题的能力，也给他们充分发挥自身能力的机会。

2.教学体系和内容的改革

改革“热工控制系统”的教学体系和内容，注重理论方法、技术手段与工程实践相结合，使之内容较为新颖、齐全，体系较为完善。将教学体系分为基础理论和控制技术两部分。在基础理论中，除了介绍经典控制理论之外，将自适应控制、推理控制、预测控制、模糊控制等近年来新兴的控制理论和技术知识引入教学内容中，加强经典控制理论和新兴控制思想的相互渗透，使学生不仅认识到经典控制理论的历史贡献，而且能体会到新兴控制思想在今天科技进步中的地位和作用。对于控制技术这部分内容，在介绍单元机组负荷、燃烧、给水、汽温等控制系统的过程中，针对现代大型机组非线性、时变性、耦合性和不确定性等特征，常规控制方案往往难以取得满意控制品质的问题，将新兴控制策略、控制方法在工业生产系统中成功应用的经典范例加入教学内容中，使学生在“热工控制系统”课程学习的过程中更贴近实际问题，从而开阔学生的视野。"

3.教学方法的改革

“热工控制系统”课程的教学方法改变以前教师唱“独角戏”的枯燥教授方式。采用学生讨论、教师启发等新颖的教学方法。教师的主要精力集中在对基本概念、基本思想、基本计算方法的讲授上。在学生掌握了这些基本理论之后，其他内容引导学生来完成。在组织教学时，对内容的难易程度、教学要求的目标高低和教师的指导程度进行必要的区分，比如：教学内容按照“了解内容”、“理解内容”和“掌握内容”对学生提出目标要求；对于了解的内容，教师在提出明确的教学要求后让学生自学，学生通过看课本、上网或到图书馆查找资料在课前提前消化、巩固和掌握，上课时由学生介绍所了解的内容，教师进行补充、总结。这样既锻炼了学生的自学能力，又强化了学生自己获取知识的意识。而对于“理解内容”和“掌握内容”、难度比较小的部分，教师只介绍相关基本理论，具体应用采用学生讨论等方式由学生独立完成；难度比较大的部分，教师在介绍基本理论之后，采用启发、引导的方式带领学生进行应用方面的练习，并布置相关的作业由学生独立完成。这种教学方式能够引导学生在学习中有一种“爬楼梯”的感受，激励学生向高一层看。同时加大了教学内容的跨度和信息量，提高了教学效率。

4.教学手段的改革

“热工控制系统”课程的教学难度较大，而且计算公式、图形较多，采用传统的教学模式和手段，教学效率低下，不能达到最佳的教学效果。为此，制做了多媒体课件，通过图形、图像、声音、文字、动画等多种媒体对“热工控制系统”课程的内容进行有机的整合和生动的表达。比如：在介绍负荷控制方式这部分内容时，学生在多媒体课件上除了能够看到负荷控制系统图之外，我们还将整个控制过程采用动画的方式，配合声音、文字全方位展示给学生，不仅提高了学生的学习兴趣，更重要的是学生对于整个控制过程有了直观、全面、完整的了解。实践证明，采用多媒体课件，由于教学中注入了生动翔实的内容和丰富的信息量，突出了课件的超文本思想和链接能力、交互能力，充分适应了“热工控制系统”课程前后概念与内容相互交错的复杂需要。既培养了学生的学习兴趣，又加快了学习进程。此外，采用这种现代教学方法与传统教学手段相结合的教学方式，也提高了教学效果和课程建设水平，[2]达到了很好的教学效果。

5.实验教学改革

“热工控制系统”不仅要求学生掌握扎实的基本理论知识，还必须具有实际动手的能力。为此，我们开设了实验。通过实验，学生可以更直观形象地掌握理论知识，是理论教学很好的补充。此外，实验教学能够很好地培养学生的思维方式和动手能力。因此，它在整个教学环节中具有重要地位，实验教学改革成为教学改革中的重要一环。“热工控制系统”课程的实验改革在原有传统实验的基础上，增设了一定数量的研究性、综合性实验。这样，不仅训练了学生的基本实验技能，还引导学生学习科学研究的基本方法，努力创造条件培养学生独立进行实验的能力。为了增加实验教学的灵活性，有利于因材施教，在保证共同的基本要求的前提下还将逐步开设一些选修性实验、开放性实验。

6.设计环节的改革

“热工控制系统”是一门应用性和实践性极强的课程。为此，我们精心安排了不同的设计题目，给学生以充分的自由空间。学生在进行设计时，在掌握课内教学内容的基础上，必须通过查阅相关资料，对具体应用系统有全面的了解，在此基础上，通过教师讲解以及相关资料，掌握一项设计的全部过程，之后分组完成相应的设计题目。这种训练方式系统地培养了学生的技术应用能力。我们在批阅设计图和设计说明书时，不要求面面俱到、详尽严密，重在考查学生解决问题、分析问题的能力、思路与方法，重在过程而不在结果。在设计实践过程中，安排适当的辅导和答疑，最后由教师讲评不同的解决方案及出现的错误和不足之处。通过设计环节，学生对于“热工控制系统”的基本理论掌握得更为扎实，而且对于一个完整的控制系统的结构、工作过程，特别是调节器的参数整定等问题有了更清晰、更具体的认识。实践证明，设计环节所取得的教学效果是其他教学环节所无法代替的。

7.科研训练环节的增设

为了培养学生的科学素养，我们增设了科研训练环节。学生首先选择自己感兴趣的题目，之后通过查阅资料确定研究思路和方法，最后写出科研训练报告。虽然我们的科研训练环节只有一周的时间，但是，使学生对于从事科研工作的全过程有了比较直观的认识。此外，在此过程中，学生必须积极思考，充分调动自身的积极性才能较好完成。通过这一环节，学生变被动为主动，学习的兴趣和能动性有了很大提高。

8.教师实践能力的提高

要培养学生科学的思维方式和创新能力，深化学生所学的知识，教师必须在具备较高理论水平的基础上具有很强的科研和技术开发的能力。为此，从事“热工控制系统”课程教学的教师除了完成授课任务之外，还积极参与“热工控制系统”实验室建设以及科研工作，通过这些工作，教师得到了很好的锻炼，科研和实践水平有了很大提高。此外，我们还计划组织教师去其他院校及科研院所参观学习，以拓宽教师的眼界，丰富教师的实践经验。

三、结束语

为了提高教学质量，将“热工控制系统”课程建设成为既是学生学习工程和科技知识的专业课，又是培养学生科学素质的精品课。通过对“热工控制系统”课程进行改革，充分调动了学生的学习积极性，取得了良好的教学效果。而如何让学生全面、系统地掌握“热工控制系统”方面的知识，重视“热工控制系统”的实际应用，尚有待于在今后的工作中进一步加强。