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锅炉课程设计总结范文1
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.
锅炉课程设计总结范文2
摘要:建筑冷热源是建筑环境与能源应用专业的一门主要专业课程,本文分析了现有建筑冷热源课程体系现状,总结了存在的不足,并从授课内容和课程结构方面提出完善本课程的建议。
关键词:建筑冷热源;课程体系
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)21-0100-02
在地方应用型本科的定位下,唐山学院建筑环境与能源应用专业的培养目标是培养德、智、体、美全面发展的,掌握建筑环境与能源应用工程方面的基本知识,主要在暖通空调、建筑热能供应、建筑给排水等公共设施系统方面从事设计、施工、监理、安装工程造价等技术工作的应用型高级专门人才。建筑冷热源作为建筑环境与能源应用专业的一门主要专业课程,从专业培养方案和课程体系的设置来看,该课程的设置目的很明确,就是培养学生具备冷热源设计、控制和运行管理的能力。但现有的课程体系在满足学生培养目标方面存在不足,本文对此进行讨论。
一、现有课程体系现状
筑冷热源课程的教学内容主要分为两大部分:第一部分是制冷、热泵、锅炉等制冷制热设备及基本原理;第二部分是以制冷、制热设备为核心组成的各种系统。具体讲授内容为蒸汽压缩式制冷与热泵的热力学原理、主要设备,制冷剂、冷媒和热媒的热力性质,蒸汽压缩式制冷机组和热泵机组原理与性能调节,溴化锂吸收式冷热水机组的工作原理、性能和系统调节、燃料、燃烧计算及锅炉的热平衡、燃煤、燃油、燃气锅炉的结构特点、冷热源的燃料系统、烟风系统和水、蒸汽系统,冷热源的监测、控制与运行管理,冷热源的机房设计。其中重点讲解了蒸汽压缩式制冷与热泵的热力学原理、冷热源设备的工作原理、功能和特性,蒸汽压缩式制冷机组和热泵机组的性能调节,溴化锂吸收式冷热水机组的工作原理、性能调节、燃料、燃烧计算及锅炉的热平衡等内容、冷热源水系统的系统形式等内容。
从课程的设计思路看,学生学完建筑冷热源课程,应能达到如下的要求:(1)掌握蒸汽压缩式制冷与热泵的热力学原理,饱和循环及改进措施,掌握冷热源设备的工作原理、功能和特性,蒸汽压缩式制冷机组和热泵机组的性能调节,了解制冷技术的最新发展;(2)掌握燃料、燃烧计算及锅炉的热平衡计算,了解各种锅炉的结构和燃烧方式,了解锅炉技术的最新发展;(3)掌握冷热源系统的燃料系统、烟风系统的组成,了解各种设备的原理,掌握冷热源系统的水系统的类型及特点;(4)了解冷热源的监测、控制原理与方案,掌握冷热源系统的故障分析,了解冷热源的选择原则,熟悉冷热源机房的设计[1]。
二、课程体系存在的不足
从课程讲授内容和结构看,建筑冷热源课程的设置重点是蒸汽压缩式制冷与热泵的热力学原理,冷热源设备的工作原理和结构、机组的性能调节等,而在以下几个方面存在着不足:(1)简单介绍了冷热源的选择原则,但对冷热源的方案的确定没有提及,对冷热源设备的选型介绍得少之又少,相关的设计规范引入较少,不利于培养学生合理规划冷热源系统的初步能力。(2)单纯地讲授了冷热源的原理、结构和特性调节,没有突出建筑冷热源课程在建筑环境与能源应用专业中的地位和作用,它与其他课程如供热工程、空调工程之间的关系、与末端系统的连接,如热源与供热系统、冷源与空调系统等的连接,没有介绍,不利于学生构建暖通空调系统的整体概念。(3)无论是蒸汽压缩式热泵还是吸收式热泵,均是既可以制冷又可以制热,但在课程中对于制冷和制热的转换介绍很模糊,切换时设备的连接方案演示不清楚,不利于学生理解热泵和制冷机组的工作情况。(4)对可再生能源在暖通空调系统中的作用及原理介绍不详细,对冷热源系统的节能特性以及与环境的关联阐述偏弱,无法凸显对学生在工程实践中针对空调系统控制、运行管理等问题进行更高层次的指导作用。
三、课程体系建设
建筑环境与能源应用工程专业是由传统建筑环境与设备工程专业、建筑节能技术与部分建筑设施智能技术的合并而成的,更名的实质就是要求本专业学生不仅能具备系统设计、施工和运行管理的能力,还要具备节能环保意识,具体到冷热源课程上就体现在冷热源系统设计、施工及运行过程中的节能特性,并且考虑新能源方式的利用。
鉴于现有建筑冷热源课程体系存在的不足和新专业对培养目标的要求,在授课过程中,注意从以下几方面进行建设。(1)突出建筑冷热源在建筑环境与能源应用专业的“源”作用和地位,在课程授n开始,给出大作业的题目,根据给出的建筑物的空调系统和供热系统,设计其冷热源,让学生在学习课程过程中始终围绕这个题目,理解每一部分知识在冷热源中的作用,增强学生对知识点的理解,构建学生对暖通空调系统的整体概念。(2)引入相关规范,补充冷热源设计选型及冷热水系统设计。为学生后期的课程设计和毕业设计奠定基础。同时,讲解实际工程的冷热源系统设计实例,利用多媒体播放冷热源的动画图,增强学生的工程意识和实践能力。由于课时有限,对蒸汽压缩式制冷与热泵的热力学原理的介绍课时缩短,这部分内容与前基础课工程热力学的制冷循环部分内容有重复,故加强工程热力学对这部分的内容的讲解。(3)始终贯穿节能的观点,向学生渗透节能的观点和思想,做到在开发能源的同时注意环保,在利用能源的同时注意节能。重点介绍冷热源系统的节能特性,并补充可再生能源在暖通空调系统中的作用及原理,对近几年投入工程中的新冷源,如地源热泵、水源热泵及污水源热泵进行介绍,增强学生对制冷、热泵的理解,同时也提高学生的学习兴趣。(4)加强实践教学环节,强化学生的工程意识,重视学生实践能力的培养,在课程设计方面,改变过去单门专业课单门课程设计的狭窄思维模式,强调建筑物内的综合课程设计,其目的在于培养学生的整体设计观念,了解室内设备系统的相互联系,深化本专业工程的设计方法,增强学生的创新能力[2]。课程设计和毕业设计的选题选择工程实际的真实案例,并应注意培养学生收集与使用专业规范的能力,指导学生正确理解规范条文,并能进行准确的应用。
另外,为完善与丰富冷热源课程结构体系,结合实际教学需求,对热工测量及自动化课程所讲内容扩展,讲解冷热源系统的控制原理及控制方案,热泵机组的制冷与制热工况的转换,弥补建筑冷热源在这方面的不足。
四、结论
针对目前建筑环境与能源应用专业建筑冷热源课程体系存在的问题,从授课内容和专业课程体系两方面探讨建筑冷热源的课程体系建设,要求学生通过本课程的学习具备冷热源设计、控制和运行管理的能力。
参考文献:
[1]陆亚俊.建筑冷热源[M].北京:建筑工业出版社,2013.
[2]王晏平,黄镭,王造奇,宣玲娟.建筑环境与设备工程专业课程新体系框架探讨[J].高等建筑教育,2005,14(3):45-47.
收稿日期:2016-11-28
锅炉课程设计总结范文3
1教学内容改革探讨
一本合适的教材,是教师教好课,学生学好课的基础。目前,华北水院大气污染控制工程的参考教材是高等教育出版社出版,郝吉明与马广大编著的《大气污染控制工程》。该课程的主要内容有大气污染气象学、大气扩散模式、颗粒污染物、SO2和NOX等气态污染物的各种控制技术的基本理论知识、工作原理、设计计算等[1]。该教材由于系统性较强,在学校7年的使用过程中,反映较好。国内其他相关教材如化学工业出版社出版,姜安玺等编著的《空气污染控制》等[2],除了烟尘、SOX、NOX等常规大气污染物外,还涉及有二噁英、恶臭、室内空气污染与控制等,内容太过宽泛。近年来,随着环境科学与技术的迅速发展,该教材出现了内容老化、更新较慢等问题。如有关大气环境质量标准的内容,应及时查找新标准,并把《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)作为讲解重点,其他相关标准可提供网址,让学生自己查阅;关于火电厂燃煤烟气脱硫(FGD),由于该项技术是火力发电厂目前采用的主要的脱硫技术,而且该项技术发展非常迅速,教材又描述的非常简略,因此教师应及时跟踪先进技术,传授给学生最新、最实用的知识。课程讲授过程中应做到有重点、有概括。该课程的重点讲解部分为大气扩散模式、颗粒污染物、SO2和NOX气态污染物的各种控制技术的基本理论知识、工作原理、设计计算等。挥发性有机物和城市机动车的污染控制做一简单介绍,而大气污染和全球气候则可以作为自学内容,让学生自己去查资料了解。除尘装置部分应以火电厂主要应用的电除尘器和袋式除尘器为重点讲解内容,而旋风除尘器和湿式除尘器则作一概述,提出问题让学生通过自学来解答。另外,大气污染控制工程课程教学仅为48学时,只有12周授课时间。实验教学学时很少,课程实验如二氧化硫检测,汽车尾气检测,旋风除尘器性能测试等,都没有开设。在教学内容上,大气污染控制工程应增加实验课时,加强学生的自学动手能力。
2教学手段改革探讨
大气污染控制工程是一门实践性很强的工程学科。课程本身没有任何趣味性,如果没有有效的教学方法,很难激起学生兴趣,使学生学习效果不好。目前华北水院该课程教学,主要采用课堂教授、填鸭式教学,忽视了教学过程中对学生分析思维能力和解决问题能力的培养。学生独立思考、自主学习的余地很小,完全处于被动接受状态。在课堂教学上,该课程应充分利用多媒体教学和板书教学的优缺点,结合环境专业的特点,采用多媒体结合板书进行课堂教学。多媒体相对直观,在有限时间内所涵盖的内容量大,尤其是大量的环境工程仿真视频或在现场实录片段,可以将各类型设备的结构以及工作状况生动地显示出来,调动了学生学习积极性,对于理论知识的运用和掌握,有着很大促进作用。但是,单纯的多媒体教学容易使教学气氛沉闷,过于单调,因此应该配合板书教学。如讲授大气扩散模式时,学生普遍反映公式太长,难于记忆。通过板书,一步步推导,增加课堂互动,学生容易理解记忆。除了多媒体教学和板书教学外,对于有些章节,可以让学生自己查阅资料、分析总结,或分组讨论,推荐代表发言。如大气污染与全球气候部分,内容容易理解,可以提前给学生准备时间,让学生代表上台讲解。这样可以活跃课堂气氛,发挥学生主观能动性,给学生提供一个广阔的思维空间。
3实践教学环节改革探讨
实践教学环节是课程教学体系的重要组成部分,是保证教学质量必不可少的环节,对培养学生的动手能力和应用专业理论解决实际问题的能力起到重要作用。主要包括实验、实习、课程设计等。
3.1实验教学改革
华北水院实验室的使用比较封闭,学生一般在实验课时才有机会在实验室操作实验仪器设备,难以满足学生各种课外研究的需求。另外还存在学生人数多,老师少、仪器少等矛盾,一些实验如电除尘器模拟、吸收法脱硫等不能开设。学生在遇到问题时通常依靠老师来解决,在试验中缺乏主动性,能力得不到及时地培养和提高。为解决这些问题,实验室应该对学生开放[3],学生提出申请,经实验室主任批准后,可自行使用实验室,另外增加课程实验,课程实验一般占课程总学时的30~40%[4]。
3.2课程设计教学改革
大气污染控制工程课程设计为教学的重要环节。通过课程设计,调阅大量文献资料,能进一步消化和巩固《大气污染控制工程》所学内容,并使所学的知识系统化,培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。大气课程设计排在第7学期,设计时间为两周。设计题目为某燃煤锅炉房烟气除尘系统设计,具有一定的应用价值。设计内容包括:系统设计方案的分析确定,除尘器的比选,管网布置及计算,系统阻力计算,风机及电机的选型等,设计成果为绘制系统平面布置图和系统图,编写设计说明书、计算书。该课程设计需要大量参考书,学生发现很多参考书在图书馆找不到,如陆耀庆主编的供暖通风设计手册,航天部第七研究设计院编写的工业锅炉房设计手册,烟囱设计手册等等;在设计后期,学生需要利用计算机绘制系统图,编写设计说明书计算书,但机房的计算机太陈旧,经常出现死机、保存文件打不开等情况,严重影响了课程设计的质量。希望学校能丰富大气污染控制工程课程设计方面书籍,提供给学生更好的上机环境,提高该课设质量。大气课设开始时间一般在12月份,正是学生考研冲刺时期,大部分学生为了考研,花几天时间简单对付一下,甚至抄袭别人的成果,设计成果质量一般,没有达到预期效果。如果将本课程排在第6学期,则能较好的避免这种情况,效果要好的多。
3.3实习
环境工程专业的实习主要有认识实习和毕业实习。在学气污染控制工程课程之前,学生要进行认识实习。认识实习是学生明确专业培养方向、服务行业状况的重要一环。认识实习时间为2周,参观的地点为污水处理厂、热电厂、垃圾焚烧厂等。通常,与大气污染控制有关的工厂只参观一家,认识实习时间太短,学生往往只是走马观花,所起作用有限。如果在进入实习场地之前,对实习场地的相关情况,涉及到课程内容的基本原理、设备、系统、流程做概括性的讲解(最好采用多媒体手段进行),使学生进入实习场地后做到心中有数,则对以后该课程的学习起到一个很好的铺垫作用。毕业实习安排在第8学期,学生学气污染控制工程之后。毕业实习有集中实习和分散实习两种方式[5]。集中实习是老师带领多数学生到不同的实习单位实习,这样可以增加学生的见识,拓宽其知识面。分散实习的学生根据自己的特点和兴趣,找到合适的实习单位,或直接到签约的单位实习,提前熟悉工作环境。毕业实习时,因掌握了与大气污染控制相关专业知识,通过讲解人员的解说,学生能较好的将课程理论知识与实际设备、流程、基本原理等对应起来,做到融会贯通。
4考核方法改革
一直以来该课程考核都是采用传统的笔试方式,并且大多在课程结束时进行。华北水院的课程成绩为笔试成绩90%,平时成绩仅为10%。这就造成了学生平常没压力,不好好听课,甚至逃课,做作业不积极,甚至抄袭,考前拼命突击,死记硬背公式,对知识一知半解,不能灵活运用,还容易出现作弊现象。从学生长远发展来看,由于缺乏主动性,知识根基不深,不能将知识转变为能力,影响后继学业学习乃至进一步深造,缺乏发展后劲。本课程应加强平时考核力度,增加平时成绩的比重,由传统的90%和10%转变为70%和30%,即平时成绩占30%,期末考试占70%。从单纯考核知识过渡到知识、能力、素质并重。平时成绩包括平时作业完成情况、参加课堂听课情况、课堂问答表现等。
锅炉课程设计总结范文4
关键词 大气污染控制工程;培养目标;课程设计;实践教学
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2011)36-0048-02
Educational Reform Research for Air Pollution Control Engineering with Petroleum and Petrochemical Features//Lu Yan, Liu Jianghong, Cao Wenzhong, Zhu Yanji, Cui Baochen, Gai Yanjun
Abstract In order to solve the problem of course system developing for air pollution control, the training objective of the education reform is to train profession people for environmental protection common character and lay stress on petroleum and petrochemical features. With basing on the native of petroleum and petrochemical, enforcing the link of practice teaching chain and developing the leading theory and techniques lectures in the field of air pollution control, application type advanced engineers have been trained and the teaching quality has been improved.
Key words air pollution control engineering; training objective; course design; practice teaching
Author’s address Department of Environmental Science and Engineering, Chemistry and Chemical Engineering School of Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang, China 163318
大气污染控制工程重点讲述大气污染防治的重要原理、基本概念、主要设备和典型工艺以及设计计算等,是环境工程门类中极具综合性和实践性的课程。东北石油大学环境工程专业成立于2000年,2009年被评为东北石油大学重点专业。在理论上,大气污染控制工程涉及化工原理、流体力学等多门专业基础学科的知识,内容抽象、枯燥;在实践上,大气污染控制的焦点在不断地变换,难于把握;在课时安排上,大气污染控制工程由起初的64学时减少到56学时,比教材要求的学时数80~120学时有很大的差距。由于以上原因,有必要采取边实践、边总结、边建设的方法,围绕环境工程专业“兼顾环保工程共性,突出石油石化特色”的培养目标进行大气污染控制工程课程的教学改革,以适应学校环境工程专业培养应用型高级工程技术人才的需要。
1 课程体系建设的现状与存在的问题
1)大气污染控制工程总学时数比较少,内容多,学生负担重,影响教学效果,与要求课时相差较大。
2)学生专业理论基础较为薄弱,主动学习、自主学习的积极性不够,在培养学生理论联系实际解决实际工程问题能力方面还缺乏有效的措施。
3)教材没有紧跟形势,内容老化、陈旧,针对性不强,不利于学生对新的科学知识的学习和突出石油石化行业特色。
2 具有石油石化特色的大气污染控制工程课程
教学改革的主要内容
2.1 注重教学内容改革,突出“兼顾环保工程共性,突出石油石化特色”的专业培养目标
大气污染控制工程教学内容较多、难度大,学生对知识的理解和接受相对困难。以培养石油石化特色的大气污染控制应用型人才为目标,调整课程的知识体系,精炼教学内容。以“大气扩散”一章为例,本章是整个大气污染控制课程的基础内容,也是学生学习过程中最难理解的部分。选取和以后内容中与石油石化相关的应用基础理论进行详细的讲解,采取多媒体动态演示的方式,对有些纯理论的公式推导知识降低难度,突出大气污染控制工程的石油石化技术导向知识,开展具有石油石化特色的教学工作。
2.2 注重实验课教学,培养学生动手能力
在课程建设过程中,始终把提高学生的动手能力和工程素质作为课程建设目标,重视实验课教学。已经建成“大气污染控制实验室”“黑龙江省环境测试中心”等实验室,为大气污染控制工程的实验课程提供了良好的条件,通过SO2、NOx、TSP等的实验测试,提高学生的实验技能,加深对专业知识的理解和兴趣。
在正常实验课程之余,结合当地实际的科研课题,分层次引入综合性、设计性实验,实现由“单一验证实验”到“综合研究实验”的转变,由“教师统一安排”到“学生自主设计”的转变,由“教师为主”到“学生为主”的转变,缩小所学知识与实际工作需求之间的差距。
2.3 重视课程设计,使学生完成抽象的理论到具体应用的提升过程
根据大气污染控制工程的教学要求,本课程有2周的课程设计时间,安排在理论课程结束之后。结合东北石油大学突出石油石化特色的目标,开展“化工厂酸洗过程产硫酸烟雾治理方案设计”“某热电厂燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计”等课程设计课题。在课程设计中,学生对化工厂、化工气体污染物的采样方法、排放浓度、污染物的性质、控制技术和国家排放标准等有了具体的了解和掌握。
2.4 立足石油石化本土,建立长期稳固的实习基地,强化实践教学环节
依托石油石化企业,从全面培养学生实践能力的角度出发,建立比较完整的实习教学基地,构建以能力培养为主线、课内课外相结合的实践教学体系,拓宽大学生实践渠道,在校内建立微观分析检测中心实习基地,校外实习定点单位包括扎龙湿地自然保护区、大庆炼化公司、化工三厂、热电厂和城市垃圾处理厂、大庆东城污水处理厂等。
2.5 开展大气污染控制专业领域前沿理论和技术讲座,提高学生适应新世纪人才需求能力
在讲授大气污染控制工程课程课本知识的同时,利用专题讲座,向学生介绍生物法在大气污染治理中的应用前景、烟气脱硫脱氮新技术等内容,加强学生对专业前沿领域的关注,将学生的专业思维水平上升到创新的高度。其目的不仅是拓宽学生的专业知识面和完善知识结构,更主要的是与就业相联系,提高环境工程专业学生掌握本专业领域前沿理论和技术的能力。
锅炉课程设计总结范文5
关键词:卓越工程师;计算机控制系统;教学改革;实践
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)23-0031-02
东北电力大学作为一所以工为主、电力行业特色鲜明的省属院校,于2011年10月入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校,自动化专业是东北电力大学实施“卓越计划”的重点学科之一。旨在通过教育和行业、高校和企业的密切合作,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。[1-3]计算机控制系统、计算机控制系统课程设计、专业方向课程设计等环节为自动化专业的专业必修课,在控制理论和计算机控制技术的基础上,面向计算机控制系统的理论问题和工程实践需求,使学生掌握控制理论工程应用方面的基础知识和工程实现方面的技术能力。为了积极响应东北电力大学“272工程”提出的优质课程改革与建设工程实施方案,同时以培养卓越工程师为目标,加强计算机控制类课程的建设质量,提高学生学习的主动性和积极性,培养学生的探索意识和科研能力,增强学生的职业综合能力,针对计算机控制系统课程的课堂教学、实践环节以及学生工程应用能力培养方面做了一些工作,现在介绍教学改革中的一些体会和经验。
一、优化整合课程教学内容
计算机控制系统课程涉及知识面广且集成度高,从控制算法到系统硬件,从基本理论到先进技术,从微型计算机控制系统到集散控制系统现场总线技术,既有理论方面的知识,又有实际工程应用方面的要求,要想在一门课中把这些知识点都包括进去,既不可能,又不实际。[4]为此对教学内容进行了优化整合,遵循的基本原则是理论联系实际,兼顾基础性和工程实用性,把控制原理和典型应用相结合、软件和硬件相结合,并通过各个教学环节之间的紧密联系,使学生掌握计算机控制系统的组成和特点、数字控制器设计的原则和应用技术、复杂控制规律的原理和应用场合以及计算机控制系统的硬件、软件的选择、配置和设计。
经过整合后,课程主要内容包括:以数字控制理论为主体,区别离散控制与连续控制的不同点;数字控制器的设计,控制算法与编程;复杂控制规律系统的设计及应用场合;计算机控制系统的设计与实现。
在课堂教学中穿插介绍应用实例,例如计算机温度控制系统、计算机技术在电厂中的应用,让学生将枯燥的理论知识同实际应用结合起来,从整体设计到软硬件设计再到系统仿真与调试,使学生对计算机控制系统设计及应用有一个全面的认识。为了保证理论体系的完整性,还需要实验、课程设计、实习等实践环节的配合,以补充课堂上不能完全呈现的内容。
二、丰富教学手段和方法
在理论教学方面,尝试采用基于项目的研究性教学模式,采取以问题为导向,以作业、专题研究报告、组织研讨课、研究性实验报告等为载体的探索式教学模式。[5]教学方法上,以开拓学生学习兴趣,积极主动获取知识为主,教师正确引导和总结为辅,变学生被动学习为主动学习和课堂内外多途径获取新知识的方式。[6]
在教学手段上,开发了多媒体课件,将传统教学同多媒体、FLASH、网络等现代化的手段相结合,使教学内容更加形象直观,易于理解。另外,将仿真技术引入到教学中来,进一步丰富教学手段。仿真教学包括制作仿真型课件供课堂教学使用,编写或利用具有仿真功能的软件进行仿真实验。[7]例如对设计好的数字控制器进行验证,从理论上讲解显得很枯燥,学生理解起来也困难,可利用仿真软件对控制系统进行仿真,学生可直观地看到控制效果,加强感性认识。
在课堂教学中,采用知识点讲授、课堂讨论和测验、工程实例分析相结合的方法,注重师生之间的双向沟通,处理好概念与应用之间的关系,做到层次分明、精讲多练。以形式多样的大作业为载体,鼓励学生探究式学习。[8]
第一,在教学过程中,当讲解完数字控制器的设计、复杂控制系统等知识后,以大作业的形式,让学生对课后习题进行仿真练习,一方面验证理论计算的结果,另一方面提高学生的软件编程能力。
第二,利用丰富的网络资源和图书馆的数字资源,让学生检索查阅计算机控制技术在电厂过程控制中应用的文章,包括PID参数优化、PID在电厂热工过程中的应用、前馈-串级控制技术的应用、Smith预估控制技术的应用等研究方向,锻炼了学生的文献检索能力。
三、多层次实践环节相辅相成
实践环节是课程学习的重要内容,实践能力特别是系统性的综合实践能力是自动化专业本科学生的必备素质之一。[9]实践环节的设置在内容上应力求做到理论联系实际,重视工程概念及其在实际问题中的应用,注重培养学生应用所学知识解决实际问题的能力,进而提高学生的的工程意识、工程素质和工程实践能力。[10]本课程设置了实验课、课程设计、实习、毕业设计和课外科技活动等实践环节,在内容上兼顾对知识的覆盖程度,难易程度循序渐进,做到实践环节之间相辅相成,实现递阶性、系统性的培养模式,对理论课进行有效的扩充和延展。
1.实验教学的改革
实验教学采用启发式实验教学方式,应以工程素质为基础,突出能力目标,以学生为主体,以项目为载体,以实训为手段。[6]以往实验多为验证性的,缺少让学生自己动手设计并调试数字控制系统,因此增设了一些软件仿真方向的综合性、设计性、研究型的实验内容。根据理论课的教学进度,穿插了5个基础实验,包括A/D转换、D/A转换、数字PID调节器、纯滞后补偿控制系统设计和步进电机转速控制。由实验指导教师讲解实验台的操作、通信接口的功能、软件编程的技巧等,然后由学生动手搭接硬件电路完成系统连接和算法编写,及时巩固了理论知识,又提高了实践动手能力。
2.课程设计的改革
课程设计是教学计划中进行综合训练的重要实践环节,它将使学生在综合运用所学知识解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。[10]本课程设置了计算机控制系统课程设计和专业方向课程设计两个课程设计,分别在开课学期和大四上学期进行。为了实现课程设计的多样性,在原来课程设计的基础上又增设了一些设计题目。第一,以倒立摆系统和水箱为被控对象进行控制系统的设计,并通过MATLAB软件进行编程仿真验证控制策略的有效性;第二,利用单片机设计并开发能自动循迹和调速的电动小车控制系统,完成硬件电路的设计、软件设计和实物制作等。在专业方向课程设计中,与计算机控制技术相关的方向有计算机控制方向、DCS方向、过程控制方向等,学生可根据兴趣选择不同的方向完成课程设计。例如,计算机控制方向要求学生根据给定的性能指标设计一个离散控制系统,并采用MATLAB仿真从时域和频域对比校正前后系统的性能,分析得出结论。通过课程设计的合理设置,达到了“软硬兼施”的目的。
3.毕业设计和实习
理论课、实验课和课程设计学时有限,要想全面提高学生综合实践能力和计算机控制技术的应用能力,还需要通过毕业设计和实习等实践环节进一步强化。通过数字PID控制算法及仿真研究、电厂锅炉燃烧模糊控制系统的设计、神经网络在PID控制器参数整定中的应用、基于PLC的火电厂输煤程控系统设计、基于单片机的交通灯控制系统设计等综合性毕业设计题目,让学生得到更全面的锻炼。
自动化工程学院与国电吉林热电厂、丰满发电厂等企业建立了良好的合作关系,在大四下学期学院组织学生去企业参加认识实习,同时到学校电力运行仿真中心进行仿真实习,使学生熟悉电能生产、输送的整个过程,了解电厂 DCS系统的组成和运行,对过去所学的专业知识能够进一步加深理解和融会贯通,也得到了操作技能的训练,毕业后能很快适应生产现场的需求。
4.开展丰富的课外科技活动
在“以教师为主导,以学生为主体,以政策为导向”的指导思想下,学院在2007年成立了自动化创新实践基地,下设创新制作研究室、建模与仿真研究室、机器人研究室和炎火工作室四个研究室,组织学生开展了丰富的课外科技活动。在教师的指导下,学生们充分发挥了创造力和想象力,灵活地运用了本门课程中学到的知识,如数字控制器的设计、先进控制算法的仿真、单片机测控系统的设计等。建模与仿真研究室指导学生使用MATLAB软件编程实现数字PID参数的整定、控制系统的数字仿真等,同时让学生提前学习先进控制算法,如模糊控制、神经网络控制、遗传算法等用于控制系统的设计。另外指导学生进行PLC程序设计,参加全国西门子杯工业自动化挑战赛,使学生开拓了视野。创新制作研究室指导学生进行单片机测控系统设计,参加全国挑战杯科技作品大赛、全国大学生电子设计竞赛并取得了较好的成绩。
四、结束语
计算机控制系统课程有着更新快、实践性强的特点,因此对于课程内容、教学方法、实践环节等的改革是永无止境的。虽然在计算机控制系统课程改革中取得了一些成绩,积累了一些经验,在今后的实践中会进一步探索和完善该课程的授课模式,丰富理论授课内容,引入更多的工程实例,强化实践环节让学生得到更多的锻炼。在学校“卓越计划”的培养目标下,要面向企业,树立理论联系实际的思想,强化实践教育,注重工程实际应用,及时更新教学内容,积极创新教学方法和教学手段,为培养合格的高素质的卓越工程师奠定基础。
参考文献:
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[6]王永东.“卓越工程师”培养目标下无机化学课程教学的思考[J].东莞理工学院学报,2011,18(5):114-116.
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锅炉课程设计总结范文6
关键词 单片机 教学模式 实践教学 理论教学
中图分类号:G424 文献标识码:A
“单片机原理”课程的教学目标是使学生把单片机作为控制系统的核心部件,具备硬件设计的能力,能根据系统的硬件结构和功能特点,进行程序的设计。单片机的教学改革,根据目前单片机教学的现状以及存在的问题进行分析,根据本学校的专业需要,紧紧围绕培养目标,对教学模式的改革进行探索。所以,在教学过程中,总结教学特点、教学方法和教学规律,找到更适合本学院学生的学习特点,激发学生的学习兴趣,达到更好的学习效果。
1 单片机教学现状分析
1.1 理论教学较枯燥,教学模式较落后
现在,单片机的教学方法,主要是教师通过课堂进行理论讲授,但是实验教学为辅,理论课堂教学的主要内容包括单片机的硬件原理电路的结构设计、汇编指令系统以及汇编语言程序设计、单片机功能部件的电路扩展及软件编程等内容。以上课堂上讲授的内容,基本概念非常抽象,特别是庞大的指令系统、枯燥难以理解和记忆,而且,控制电路的结构复杂,令学生难以掌握。仅仅依靠课堂上的讲授,是很难调动学生的积极性和主动性。结果,导致学生逃离课堂,期末考试伺机作弊等现象。因此,单片机的教学,缺少了一个理论联系实际的平台,无法锻炼学生的动手和实际操作能力。目前,通常采用以教师为中心的填鸭式理论教学模式:“老师讲,学生听”的教学方法,这样,不仅降低了学生学习的学习热情,同时也降低了学生学习的主动性和积极性,导致大部分学生的厌学现象。
1.2 缺乏实践教学创新能力的培养
目前,大多数大中院校侧重于传授理论知识,但忽视了学生的动手能力和实践技能。而且,单片机的大多数实验教学,主要是验证性的实验,缺少有学生自己独自完成的设计性综合实验。虽然,一些院校单片机实验室设备比较先进,其系统的操作说明也比以前更详细。但是,这些设备的先进性,往往使学生缺乏独立思考的能力,再加上固定的硬件电路,实验项目的单一,导致学生的实践和思考的深度和广度,无形中被限制在一个很小的范围内。实践教学不能使学生体会到自己的成就感,不能激发学生的学习热情,更不用说能提高学生的创新能力。
1.3 单片机综合性实验难以开展
传统的实验教学,通常是验证性实验,主要内容是汇编指令的使用和简单的编程,单片机外部扩展电路很少涉及。因而对于包含硬件开发及扩展接口电路的编程设计实验很难开展,学生对实验知识的综合能力比较差,即使安排了课程设计教学过程,学生的自主设计和创造能力也存在着很大的问题。在单片机的实际应用过程中,应用最广泛的是硬件的开发,接口电路的软件编程。缺少积极开展综合性的实验,不利于调动学生的学习积极性,更不利于培养学生的工程意识和解决实际问题的综合能力。
2 单片机教学改革措施
2.1 利用多媒体技术,从感性上升到理性认识
单片机课堂教学,多举出一些实际生活中密切相关例应用实例,比如洗衣机、家用电器,锅炉等控制电路以及控制程序,这样,教学效果就会在无形中大大提高。在授课的过程中,应采用电子课件和动画,这样,一些抽象的基本概念和很难理解的知识点就能生动形象地表达出来,既丰富了课堂教学,提高了授课效率,又调动了学生的学习主动性。与此同时,在课堂上,利用Proteus仿真软件,演示控制电路和程序,使学生真正掌握理论和实践相结合的单片机开发的基本方法和技巧。
2.2 淘汰实验箱,开发单片机学习版
我校单片机实验室,配备了THKSCM-1型单片机实验开发板,具有很多硬和软件实验,如存储器清零、(下转第131页)(上接第90页)P1口的输入和输出、串行数转换并行数、定时器实验及步进电机模拟实验等内容。但在操作过程中,学生只能按实验指导书上硬件电路进行接线,对硬件电路图缺乏足够的认识,而且实验开发板无法携带。由于学生人数较多,实际操作中不可能让每个学生都拥有一台实验开发板。目前,市场上有很多类型的单片机学习开发板,成本低且体积小、功能齐全,现在大多学生有笔记本电脑,给每个学生配一块学习板就可以实现随时随地做实验。
2.3 开发以C语言为主,汇编语言为辅转变
C语言是一种编译型程序设计语言,兼顾了很多高级语言的特点和汇编语言的一些功能,具有自己的书写格式和完善的模块化的程序结构。而且,C语言中具有丰富的库函数,其运输速度较快、编译效率较高,具有很好的可移植性等优点。更重要的,对硬件系统可进行直接控制。汇编语言也有其自身的优点,代码紧凑。运行速度快。但是汇编语言语句抽象,程序结构复杂,编程效率较低。这样,容易造成学生对单条指令明白,但理解整个汇编程序,非常困难。等到自己动手进行硬件编程时,更不知道该如何下手。这样,这种不良现象,长期积累下来,导致大部分学生有这样一种认识:“单片机太难学了”。根据以上现象,要使学生更好地掌握单片机编程,适应企业单片机开发的需求,单片机教学应该以C语言为主,汇编语言为辅,两种语言可以混合编程。
2.4 重视和强调课程设计
单片机实践环节最重要的一个组成部分是课程设计,通过课程设计的实践训练,可以使学生进一步巩固理论知识,更深入了解单片机的系统设计;培养学生的实践和创新能力,是单片机理论学习迈入到实践学习的关键一步。
2.5 考核方式的改革
改变以前纸卷的考试方式,更注重实际能力的考核。考核方式改变之后,单片机课程的考核方式分为三个方面:第一方面包括课堂的出勤率、学习态度和积极参与讨论问题的情况,占总成绩的20%;第二方面是实践能力和设计能力的考核,注重学生的实践技能的考核,占总成绩的40%;第三方面是基本理论的考核,占总成绩的40%。根据考核方式的改革效果,使学生更加重视实验教学,提高了学生的实践能力,提高了教学效率,同时也增强了学生与教师的互动性。
3 结论
单片机是实践性较强的一门课程,根据理论教学和实践教学相结合的教学方式,采用案例、模拟与演示相结合的教学模式,提高了学生的学习兴趣,培养了学生发现问题和解决问题的能力。总结近年来教学过程中的经验,只有在教学方法上不断地改进,及时了解单片机控制领域发展的动态,不断更新理论教学和实践教学,采用先进有效的教学方法和手段,合理安排教学内容,才能提高单片机教学质量。
参考文献
[1] 向红,李建军.单片机实践教学的探讨与研究[J].实验技术与管理,2007(7):120-122.
[2] 龙志强.单片机课程任务驱动的实践教学方法探讨[J].上海:实验室研究与索,2008(3).