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熱工控制系統課程改革探索與實踐的論文

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論文摘要:爲了提高教學質量,針對“熱工控制系統”課程存在的問題進行了一系列教學改革的探索與實踐,其中包括教學體系和內容、教學方法、教學手段、實驗教學、設計環節、科研訓練環節等方面的改革。透過改革提高了學生學習“熱工控制系統”課程的興趣,擴大和深化了學生所學的知識,培養了學生科學的思維方式和創新能力,取得了良好的教學效果。

熱工控制系統課程改革探索與實踐的論文

論文關鍵詞:課程改革;教學體系;教學方法

“熱工控制系統”是電廠熱能動力工程專業培養工程科技人員的一門重要課程。爲了滿足電力教育的要求,適應電力工業的發展和科技進步,針對“熱工控制系統”課程教學中存在的問題,對該課程進行了系統的建設和改革,力求取得更好的教學效果。

一、“熱工控制系統”課程教學中存在的主要問題

國內“熱工控制系統”的教學改革已進行了多年,但仍有許多問題未能從根本上解決,主要表現在:

一是“熱工控制系統”課程的教學體系比較陳舊,現有的教學內容與科技進步脫節,實際工程應用當中所需的熱工知識體系不完整。比如:“熱工控制系統”課程現有的控制理論往往只介紹經典控制,而現在電廠熱工控制系統當中所採用的模糊控制、自適應控制等新興的控制技術都沒有在課程中作相應的介紹,造成學生進入工作單位後對實際的控制系統不能很好的理解和掌握。

二是教學過程沒有層次,未能充分體現和有效實施因材施教;課堂講授過細,照本宣科,平鋪直敘,沒有給學生留出獨立思考和分析問題的空間;在教學過程中,除了課本內容,沒有對學生進行相應的科學研究的訓練,學生科學思維方式和研究問題的能力沒有得到充分的鍛鍊,未能最大限度地開發學生的智能。

三是“熱工控制系統”的教學手段單一、實驗設備比較落後,功能不齊全,多媒體教學的作用未能得到充分發揮,學生對學習“熱工控制系統”的興趣淡漠等等。這些問題嚴重地阻礙了“熱工控制系統”教學質量的提高,使其在較低的層面上運作和徘徊,教學水平和效益自然比較低。

二、“熱工控制系統”課程教學改革的探索與實踐

1.教育思想觀念的改革

“熱工控制系統”課程的教學改革首先應當從更新教育思想觀念入手。尊重和弘揚學生的主體意識,充分調動學生的積極性,培養具有科學素養和創新能力的人才應當是“熱工控制系統”課程所倡導的新興教育觀念。因此,“熱工控制系統”課程的教學體系、教學方法應當力求充分發揮學生的主觀能動性和積極性,使他們學會學習、主動學習。從以“教爲主導”向“學爲主導”轉變。在教學過程中應當進行分層次教學,對不同程度的學生分別對待:着重鼓勵、幫助、督促基礎較差的學生,加強啓發引導,不斷提高他們的學習興趣和能力;對一些對“熱工控制系統”課程興趣比較濃厚、基礎理論知識又比較紮實的學生,鼓勵支援他們積極參與教師的科研項目,從中得到鍛鍊,使他們逐漸掌握從事科研工作的思路、方法,培養他們科學分析實際問題的能力,也給他們充分發揮自身能力的機會。

2.教學體系和內容的改革

改革“熱工控制系統”的教學體系和內容,注重理論方法、技術手段與工程實踐相結合,使之內容較爲新穎、齊全,體系較爲完善。將教學體系分爲基礎理論和控制技術兩部分。在基礎理論中,除了介紹經典控制理論之外,將自適應控制、推理控制、預測控制、模糊控制等近年來新興的控制理論和技術知識引入教學內容中,加強經典控制理論和新興控制思想的相互滲透,使學生不僅認識到經典控制理論的歷史貢獻,而且能體會到新興控制思想在今天科技進步中的地位和作用。對於控制技術這部分內容,在介紹單元機組負荷、燃燒、給水、汽溫等控制系統的過程中,針對現代大型機組非線性、時變性、耦合性和不確定性等特徵,常規控制方案往往難以取得滿意控制品質的問題,將新興控制策略、控制方法在工業生產系統中成功應用的經典範例加入教學內容中,使學生在“熱工控制系統”課程學習的過程中更貼近實際問題,從而開闊學生的視野。

3.教學方法的改革

“熱工控制系統”課程的教學方法改變以前教師唱“獨角戲”的枯燥教授方式。採用學生討論、教師啓發等新穎的教學方法。教師的主要精力集中在對基本概念、基本思想、基本計算方法的講授上。在學生掌握了這些基本理論之後,其他內容引導學生來完成。在組織教學時,對內容的難易程度、教學要求的目標高低和教師的指導程度進行必要的區分,比如:教學內容按照“瞭解內容”、“理解內容”和“掌握內容”對學生提出目標要求;對於瞭解的內容,教師在提出明確的教學要求後讓學生自學,學生透過看課本、上網或到圖書館查找資料在課前提前消化、鞏固和掌握,上課時由學生介紹所瞭解的內容,教師進行補充、總結。這樣既鍛鍊了學生的自學能力,又強化了學生自己獲取知識的意識。而對於“理解內容”和“掌握內容”、難度比較小的部分,教師只介紹相關基本理論,具體應用採用學生討論等方式由學生獨立完成;難度比較大的部分,教師在介紹基本理論之後,採用啓發、引導的方式帶領學生進行應用方面的練習,並佈置相關的作業由學生獨立完成。這種教學方式能夠引導學生在學習中有一種“爬樓梯”的感受,激勵學生向高一層看。同時加大了教學內容的跨度和資訊量,提高了教學效率。

4.教學手段的改革

“熱工控制系統”課程的教學難度較大,而且計算公式、圖形較多,採用傳統的教學模式和手段,教學效率低下,不能達到最佳的教學效果。爲此,製做了多媒體課件,透過圖形、圖像、聲音、文字、動畫等多種媒體對“熱工控制系統”課程的內容進行有機的整合和生動的表達。比如:在介紹負荷控制方式這部分內容時,學生在多媒體課件上除了能夠看到負荷控制系統圖之外,我們還將整個控制過程採用動畫的方式,配合聲音、文字全方位展示給學生,不僅提高了學生的學習興趣,更重要的是學生對於整個控制過程有了直觀、全面、完整的瞭解。實踐證明,採用多媒體課件,由於教學中注入了生動翔實的內容和豐富的資訊量,突出了課件的超文字思想和連結能力、交互能力,充分適應了“熱工控制系統”課程前後概念與內容相互交錯的複雜需要。既培養了學生的學習興趣,又加快了學習進程。此外,採用這種現代教學方法與傳統教學手段相結合的教學方式,也提高了教學效果和課程建設水平,[2]達到了很好的教學效果。

5.實驗教學改革

“熱工控制系統”不僅要求學生掌握紮實的基本理論知識,還必須具有實際動手的能力。爲此,我們開設了實驗。透過實驗,學生可以更直觀形象地掌握理論知識,是理論教學很好的補充。此外,實驗教學能夠很好地培養學生的思維方式和動手能力。因此,它在整個教學環節中具有重要地位,實驗教學改革成爲教學改革中的重要一環。“熱工控制系統”課程的'實驗改革在原有傳統實驗的基礎上,增設了一定數量的研究性、綜合性實驗。這樣,不僅訓練了學生的基本實驗技能,還引導學生學習科學研究的基本方法,努力創造條件培養學生獨立進行實驗的能力。爲了增加實驗教學的靈活性,有利於因材施教,在保證共同的基本要求的前提下還將逐步開設一些選修性實驗、開放性實驗。

6.設計環節的改革

“熱工控制系統”是一門應用性和實踐性極強的課程。爲此,我們精心安排了不同的設計題目,給學生以充分的自由空間。學生在進行設計時,在掌握課內教學內容的基礎上,必須透過查閱相關資料,對具體應用系統有全面的瞭解,在此基礎上,透過教師講解以及相關資料,掌握一項設計的全部過程,之後分組完成相應的設計題目。這種訓練方式系統地培養了學生的技術應用能力。我們在批閱設計圖和設計說明書時,不要求面面俱到、詳盡嚴密,重在考查學生解決問題、分析問題的能力、思路與方法,重在過程而不在結果。在設計實踐過程中,安排適當的輔導和答疑,最後由教師講評不同的解決方案及出現的錯誤和不足之處。透過設計環節,學生對於“熱工控制系統”的基本理論掌握得更爲紮實,而且對於一個完整的控制系統的結構、工作過程,特別是調節器的參數整定等問題有了更清晰、更具體的認識。實踐證明,設計環節所取得的教學效果是其他教學環節所無法代替的。

7.科研訓練環節的增設

爲了培養學生的科學素養,我們增設了科研訓練環節。學生首先選擇自己感興趣的題目,之後透過查閱資料確定研究思路和方法,最後寫出科研訓練報告。雖然我們的科研訓練環節只有一週的時間,但是,使學生對於從事科研工作的全過程有了比較直觀的認識。此外,在此過程中,學生必須積極思考,充分調動自身的積極性才能較好完成。透過這一環節,學生變被動爲主動,學習的興趣和能動性有了很大提高。

8.教師實踐能力的提高

要培養學生科學的思維方式和創新能力,深化學生所學的知識,教師必須在具備較高理論水平的基礎上具有很強的科研和技術開發的能力。爲此,從事“熱工控制系統”課程教學的教師除了完成授課任務之外,還積極參與“熱工控制系統”實驗室建設以及科研工作,透過這些工作,教師得到了很好的鍛鍊,科研和實踐水平有了很大提高。此外,我們還計劃組織教師去其他院校及科研院所參觀學習,以拓寬教師的眼界,豐富教師的實踐經驗。

三、結束語

爲了提高教學質量,將“熱工控制系統”課程建設成爲既是學生學習工程和科技知識的專業課,又是培養學生科學素質的精品課。透過對“熱工控制系統”課程進行改革,充分調動了學生的學習積極性,取得了良好的教學效果。而如何讓學生全面、系統地掌握“熱工控制系統”方面的知識,重視“熱工控制系統”的實際應用,尚有待於在今後的工作中進一步加強。