摘要：作为热能动力类专业的重要专业课程，详细介绍了东华大学“锅炉原理”课程建设的具体内容和心得体会，探讨了锅炉原理课程建设如何与专业特色相适应的问题，提出了课程建设中所面临的主要问题及解决方案。课程建设实践结果表明，在提高教师教研水平和学生专业素质培养方面取得了良好效果。

关键词：锅炉；课程建设；能源与环境系统工程

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0114-02

“锅炉原理”是能源与环境系统工程专业（简称“能环专业”）本科生的重要专业课程，在学生完成传热学、工程热力学、流体力学等专业基础课程的基础上，课程以热力发电厂的生产和运行过程为背景，主要传授锅炉运行的基本原理、锅炉的主要组成结构和锅炉相关的计算方法。“锅炉原理”课程的特点是知识面很广、内容非常丰富、综合性很强，通过有限的学时使学生掌握好本门课程是专业课教师面临的主要问题。[1-3]

我国的能环专业由热能与动力工程发展而来，该专业由浙江大学最早创立并于2003年开始招收第一届本科专业。建立能环专业是为了适应国家能源战略发展要求，把热能动力和能源环境密切联系起来，使学生掌握能源与环境系统工程的基本理论，具备进行能源与环境工程及设备的设计、优化、控制和研究创新的综合能力。[4，5]东华大学于2008年开始招收能环专业本科，是东华大学较为年轻的专业。本文将结合东华大学能环专业的实际情况，浅谈“锅炉原理”课程建设过程中面临的问题、课程建设的内容和一些收获。

一、课程建设面临的问题

1.东华大学开设能环专业较晚，与锅炉原理课程相关的教学经验较缺乏

基于此，根据专业教学大纲，东华大学借鉴了浙江大学、山东大学、大连理工大学等重点院校能环专业教材，选取了由东南大学周强泰教授主编的《锅炉原理》中的相关章节，并进行一定程度的修订后作为学生上课教材。[3]

2.锅炉原理课程教学内容需和专业发展方向一致

和国内传统的热能动力领域高校，如清华大学、浙江大学、西安交通大学、东南大学等高校不同，东华大学能环专业不是以对口火电厂为主的传统的热能动力专业，这和学校以纺织学科为特色、热能动力专业发展起步晚等原因密切相关。因此，如果按照传统热能领域的培养方式，东华大学的能源与环境系统工程专业相比传统热能高校将处于劣势。然而，目前国内锅炉原理课程都是以电站锅炉为背景而设立，授课内容通常围绕电站煤粉锅炉进行。因此，结合东华大学能环专业特色将“锅炉原理”进行一定程度的修订。

3.课程内容多、综合性强，和锅炉原理课程学时少相矛盾

锅炉原理课程内容丰富，综合性强，包括燃料及燃烧计算、煤粉制备、燃烧理论及设备、锅炉受热面及工作原理、锅炉热力计算、水动力过程、锅炉外部过程及污染物净化，等等。因此，在20世纪八九十年代，传统院校锅炉原理课程安排的学时较多，分上、下两个学期进行，总学时达到96学时甚至更多。然而，随着教学改革的不断推进，为拓展学生知识面的新课程大幅增加，使得锅炉原理课程的学时不断压缩。东华大学能环专业分配到锅炉原理的课时为48学时，课程在一个学期内完成，学时相比以前压缩了一半。由于课时数少，因此很难在有限的时间内让学生掌握锅炉原理的结构组成、工作原理和计算方法。

4.锅炉技术发展迅速和锅炉原理教材内容更新慢相矛盾

锅炉原理是一门与时俱进的学科。随着锅炉技术的不断发展，锅炉原理的许多知识也在不断拓展和深化。因此，要求教学过程中不断完善锅炉原理教学大纲，更新和扩充教学内容，使锅炉原理课程内容跟上锅炉技术发展的最前沿。然而，目前的实际情况是，锅炉原理的教材内容更新较慢，这有多方面原因：首先，为保证教材内容的正确性，优秀的锅炉原理教材往往经历多年的编写和修订，因此教材的内容主要反映锅炉的成熟技术，锅炉最前沿的技术则不会详述；其次，锅炉原理理论和实践结合非常紧密，锅炉的许多先进技术往往掌握在一些国内外知名锅炉设计和制造商手中。出于知识产权保护的考虑，这些企业非常注意图纸、计算方法等技术资料的保密，这就给锅炉教材的更新造成客观上的困难。

二、课程建设的总体思路

开展锅炉原理课程建设首先要确立先进的教学思想，即教学思想要与国家战略需求、学生综合素质和能力的提高以及专业发展方向一致。锅炉原理的指导思想，一方面是强化学生对锅炉基本理论的认识，另一方面是提高学生分析和解决问题的综合能力。以学生综合能力的培养为核心进行课程规划，确定课程教学内容，探索教学手段，不断进行教学方法的创新。

三、课程建设的具体内容

1.教材选择

如前所述，由于东华大学以纺织学科为特色、热能动力专业发展起步晚等原因，能环专业的发展很难再走传统热能动力强校的老路。但学校对能环专业的重视和不断投入大笔专业建设资金，为能环专业的快速发展带来巨大契机。能环专业是国家特设专业，是国家为满足能源与环境领域专业人才的需求而特设的专业。随着人类对能源的空前需求，煤、石油和天然气等不可再生能源正在以前所未有的速度进行消耗，对不可再生能源的严重依赖使人类进入空前的能源危机；另一方面，由于矿物质能源的消耗所带来的环境污染、温室效应、气候变化等全球性问题也给人类社会的可持续发展敲响了警钟。

基于此，人类对生物质能等可再生能源的重视程度进入了前所未有的高度，也给东华大学能环专业的发展带来巨大的机遇和挑战。此外，也给锅炉技术的发展带来契机，燃煤锅炉不再局限于燃煤，还可以在生物质能利用过程中发挥巨大作用，以生物质为燃料的锅炉技术得到了快速发展。例如，以垃圾为燃料的垃圾焚烧锅炉、以污泥为燃料的污泥焚烧锅炉和以秸秆等农林作物为燃料的锅炉，等等。尽管目前出版的锅炉原理教材均以燃煤电站锅炉为背景而编写，但生物质锅炉等新兴锅炉也是在燃煤锅炉基础上发展起来，燃料的燃烧计算理论、燃烧设备、锅炉热力计算方法等内容并未发生显著变化。因此，选取了由东南大学周强泰教授主编的《锅炉原理》中的相关章节进行一定程度修订后作为学生的教材。

2.教学内容

教学内容主要包括燃料及燃烧计算、燃烧过程的理论基础、锅炉受热面结构和工作原理、锅炉热力计算、锅炉内部过程、锅炉外部过程及燃烧污染物净化技术。受学时所限，课堂上不可能对所有的知识点都讲深讲透，课程内容必然有所侧重。目前，大多数学校对锅炉原理课程内容偏重于燃料及燃烧计算、锅炉受热面结构和工作原理、锅炉热力计算（包括热平衡计算、炉内计算和对流受热面计算）、锅炉整体布置和水动力计算。[6，7]在学时较少的情况下，一般不再讲授锅炉强度计算和通风计算。为体现东华大学专业特色，对锅炉原理授课内容进行相应调整，例如在锅炉燃料介绍中侧重煤和生物质燃料，锅炉炉型不再侧重于煤粉炉，而是侧重于链条炉和生物质锅炉，煤粉制备不再介绍，等等。

3.教学方法

打破传统条条框框式教学，建立师生互动教学模式，建立教师讲解基本知识和重点—学生课堂讨论—学生提问和老师答疑授课程序，实现在轻松活泼的课堂教学环境中解决教学中的难题。教学内容由浅入深，并选取具有代表性的例题进行详细讲解。一些重要的知识点，如燃料和燃烧计算、锅炉受热面、锅炉热力计算、锅炉水力计算和锅炉整体布置等内容都要涉及，但在难度和深度上合理安排，时间安排紧凑，重点内容讲解投入时间比例要多一些。由于锅炉课程与现代科技发展密切相关，要求课程教学能及时反映锅炉技术的发展，通过深入锅炉现场考察和拍摄大量锅炉及内件照片，为上课提供生动资料。对于锅炉设备结构的讲解采用三维图片和设备运行动画相结合的方式，突破传统二维图片过于抽象的局限，加强学生对设备结构的理解。

4.教学手段

东华大学锅炉原理课程采用以多媒体教学为主、传统黑板板书教学为辅的教学模式，利用现代多媒体网络技术制作图文并茂的多媒体课件，锅炉设备结构、锅炉运行动画等教学内容必须通过多媒体工具进行展示。而对于锅炉理论和计算的讲解，例如燃烧理论、燃料燃烧计算、热平衡计算等内容往往涉及复杂的公式推导，通过采用黑板板书讲解的方式则能够促进学生对理论和计算内容的理解与掌握。

5.教学网站

利用学校的网络平台建立了锅炉原理教学网站，网站中设立了课程简介、课程内容、学术交流、课外知识等栏目。学生和老师可以在网上下载或上传资料，进行资源共享。学生可以在学术交流区向老师提出疑问，老师则可以定期上网答疑，师生交流互动方式更加灵便和自由。

6.考核方式

锅炉原理课程采用多样化的考核方式，考核内容包括平时成绩考核和期末成绩考核，以期末成绩考核为主。由于学时所限，课堂中不可能安排很多时间用于学生的训练，因此课程注重学生的课后练习，平时作业成绩占课程总成绩的10%；定期组织课堂讨论和小测验，该成绩占总成绩的10%；考核学生出勤率，出勤成绩占总成绩5%，无故旷课迟到学生出勤分将会打折扣。总之，考核方式的设定要体现教学的公平性，尽可能减少一些学生平时不努力、临时抱佛脚的现象，同时也要激发学生的学习积极性。

四、总结

2008年至今，通过课题组成员的不懈努力，锅炉原理课程先后建立了课程教学大纲、多媒体课件和课程网站、锅炉仿真模型等教学资源，课程建设取得很大成效。通过教学手段和教学资源的不断完善，学生的学习兴趣也不断提高。今后，我们将在已有的基础上不断改进教学方法，不断充实和更新教学资源，使东华大学锅炉原理课程教学水平不断迈上新台阶。

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，2009，（3）：29-31.

[2]王培萍，李伟然，徐敏强，等.“电站锅炉原理”教学改革的实践经验[J].中国电力教育，2009，（10）：80-81.

[3]周强泰.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2009.

[4]王丽丽，李文哲，王忠江.能源与环境系统工程专业优势及其未来发展[J].高等农业教育，2010，（6）：54-56.

[5]蔡颖玲，匡江红，张志英，等.能源与环境系统工程专业建设的探索与实践[J].上海工程技术大学教育研究，2008，（1）：39-42.

[6]陈学俊，陈听宽.锅炉原理[M].北京：机械工业出版社，1991.

[7]樊泉桂.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2008.

（责任编辑：王祝萍）