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改进能源动力专业《热工测量及仪表》课程教学的思考
点击次数:447 发布时间:2018-07-13

一、课程的地位及特点
《热工测量及仪表》是能源与动力工程专业的重要基础课程,应使学生充分了解其在工业应用、科研深造和后续课程学习中起到的重要作用。热工测量仪表是对热工过程中的各种热工参数如温度、压力、流量、液位、振动、转速及烟气成分等进行的测量。这些热工参数与热力生产过程息息相关,它不但能及时反映热力设备的运行工况给调试和运行提供操作依据,还能为各项科学研究、经济性计算及制定节能减排措施等提供准确数据。
二、课程教学的现状
《热工测量及仪表》课程脉络清晰,首先介绍了热工测量的基本概念和测量误差,然后分别叙述各个热工参数的测量方法和测量原理。各个热工参数的测量之间较少,每个章节介绍的测量方法可能原理和结构上完全不同,章节之间衔接较弱。基本知识、基本概念分布广而多,理解和记忆起来较为枯燥。
虽然计算和推导不多,但需要一定的高等数学、电工学、工程热力学和传热学知识做铺垫。能源与动力类专业的学生对电子电工学的掌握要求并不高,学生电类知识普遍较为薄弱,而传感器中大量复杂的电路会令学生感到晦涩难懂。本门课程的课时含实践学时为40 学时,在有限的学时内要将电路原理都讲授清楚较为困难,令学生花大量精力和时间弄懂这些电路原理,启蒙收效甚微。而能源与动力类毕业生进入工作单位后多数是使用和操作仪表,真正检修和制造并不多。
三、课程教学的改进措施
(一)优化课程内容。教师应该充分考虑学生的知识掌握情况和社会需求人才状况,因势利导分清主次突出重点。在教学时将部分复杂的电路原理弱化,将热工参数的测量原理、测量方法和测量装置结构特点等作为教学主要内容,从而打消学生的顾虑和畏难情绪,扫清学习障碍。例如,在电容式压力变送器一节的学习中,教材花了大量篇幅分别描述电容- 电流转换部分的振荡器、解调器、振动控制放大器,电流放大部分的调零电路、调量程电路、电流控制放大器、电流转换器等部分的电路图,内容冗长复杂,学生反映学习起来非常吃力,容易丧失学好本门课程的信心,学习兴趣骤然下降。
(二)提升感性认识。现代测量技术日新月异,自动控制水平不断发展,部分仪表与现场实际情况相比较为陈旧和落后,很多毕业生反映现场一线很多仪表已经不再使用。因此,教师应从实际出发,不断提升业务水平更新知识储备,将更符合主流自控趋势的测量方法及仪表,将实物或视频利用多媒体直观地呈现给学生,使学生在理论学习中尽可能增加感性认识,更好的衔接课堂知识及工业应用。同时,列出一些专业领域相关研究方向,指导学生以小论文的形式收集资料,对热工测量的新成果、新方法进行文献综述或应用探析等,以提高学生专业素养,拓展视野,激发学习兴趣,发展创新思维。
(三)丰富教学方式。传统的教学方式以教师的讲授为主体,学生被动接受学习,较为机械和生硬。近年来“翻转课堂”独辟蹊径为许多课程提供了更的教学方式。针对《热工测量及仪表》课程中部分推导和计算都较为简单,由学生预习后上台讲解该推导过程,能加强学生自学能力,深化理解和记忆,学生的表达能力和逻辑思维能力也得到相应的锻炼。例如,标准节流装置的流量公式推导,以伯努利方程为基础阐述了流体通过标准节流件前后的压力及流速变化情况,并结合连续性方程推导出流量公式,其中涉及到先修课程《工程流体力学》许多知识点。
(四)强化习题及实验。由于授课学时非常有限,课程内容多而广,学生常常出现边学边忘的情况,因此教师根据教学大纲要求拟定习题集,帮助学生强化教学重点非常有必要。课后习题能帮助学生梳理知识,完善知识框架,提高系统认识。例如学习完平衡式显示仪表之后,应引导学生对比总结电位差计和测量电桥的区别:①配用感温元件不同。②作用原理不同。③感温元件与测量桥路的连接方式不同。④电子电位差计的测量桥路具有自由端温度补偿功能,而自动平衡电桥不存在此问题。这样源于课本又引导了学生独立思考,可以加深学生对热电偶和热电阻两种测温手段的理解和掌握。
“实践出真知”,实验实习作为巩固学生基础知识强化学生基本技能的重要手段,可以迅速将理论知识内化。教师在进行实验课前应鼓励学生提前预习自己动手独立完成,课后进行实验误差分析主动寻找减小误差的方法及措施,达到学以致用的目的。
结论
《热工测量及仪表》是一门不断发展且交叉性较强的课程,在教学中教师要不断丰富教学方法,关注研究前沿更新知识结构,同时启发学生多总结多练习,引导其独立思考动手实践,统筹考虑授课、讨论、实践、论文等教学环节,逐步构建与时俱进的教学网络体系。

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