一、課程的地位及特點
《熱工測量及儀表》是能源與動力工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,應(yīng)使學(xué)生充分了解其在工業(yè)應(yīng)用、科研深造和后續(xù)課程學(xué)習(xí)中起到的重要作用。熱工測量儀表是對熱工過程中的各種熱工參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位、振動、轉(zhuǎn)速及煙氣成分等進行的測量。這些熱工參數(shù)與熱力生產(chǎn)過程息息相關(guān),它不但能及時反映熱力設(shè)備的運行工況給調(diào)試和運行提供操作依據(jù),還能為各項科學(xué)研究、經(jīng)濟性計算及制定節(jié)能減排措施等提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
二、課程教學(xué)的現(xiàn)狀
《熱工測量及儀表》課程脈絡(luò)清晰,首先介紹了熱工測量的基本概念和測量誤差,然后分別敘述各個熱工參數(shù)的測量方法和測量原理。各個熱工參數(shù)的測量之間較少,每個章節(jié)介紹的測量方法可能原理和結(jié)構(gòu)上*不同,章節(jié)之間銜接較弱。基本知識、基本概念分布廣而多,理解和記憶起來較為枯燥。
雖然計算和推導(dǎo)不多,但需要一定的高等數(shù)學(xué)、電工學(xué)、工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)知識做鋪墊。能源與動力類專業(yè)的學(xué)生對電子電工學(xué)的掌握要求并不高,學(xué)生電類知識普遍較為薄弱,而傳感器中大量復(fù)雜的電路會令學(xué)生感到晦澀難懂。本門課程的課時含實踐學(xué)時為40 學(xué)時,在有限的學(xué)時內(nèi)要將電路原理都講授清楚較為困難,令學(xué)生花大量精力和時間弄懂這些電路原理,啟蒙收效甚微。而能源與動力類畢業(yè)生進入工作單位后多數(shù)是使用和操作儀表,真正檢修和制造并不多。
三、課程教學(xué)的改進措施
(一)優(yōu)化課程內(nèi)容。教師應(yīng)該充分考慮學(xué)生的知識掌握情況和社會需求人才狀況,因勢利導(dǎo)分清主次突出重點。在教學(xué)時將部分復(fù)雜的電路原理弱化,將熱工參數(shù)的測量原理、測量方法和測量裝置結(jié)構(gòu)特點等作為教學(xué)主要內(nèi)容,從而打消學(xué)生的顧慮和畏難情緒,掃清學(xué)習(xí)障礙。例如,在電容式壓力變送器一節(jié)的學(xué)習(xí)中,教材花了大量篇幅分別描述電容- 電流轉(zhuǎn)換部分的振蕩器、解調(diào)器、振動控制放大器,電流放大部分的調(diào)零電路、調(diào)量程電路、電流控制放大器、電流轉(zhuǎn)換器等部分的電路圖,內(nèi)容冗長復(fù)雜,學(xué)生反映學(xué)習(xí)起來非常吃力,容易喪失學(xué)好本門課程的信心,學(xué)習(xí)興趣驟然下降。
(二)提升感性認識。現(xiàn)代測量技術(shù)日新月異,自動控制水平不斷發(fā)展,部分儀表與現(xiàn)場實際情況相比較為陳舊和落后,很多畢業(yè)生反映現(xiàn)場一線很多儀表已經(jīng)不再使用。因此,教師應(yīng)從實際出發(fā),不斷提升業(yè)務(wù)水平更新知識儲備,將更符合主流自控趨勢的測量方法及儀表,將實物或視頻利用多媒體直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)中盡可能增加感性認識,更好的銜接課堂知識及工業(yè)應(yīng)用。同時,列出一些專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)研究方向,指導(dǎo)學(xué)生以小論文的形式收集資料,對熱工測量的新成果、新方法進行文獻綜述或應(yīng)用探析等,以提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng),拓展視野,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,發(fā)展創(chuàng)新思維。
(三)豐富教學(xué)方式。傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師的講授為主體,學(xué)生被動接受學(xué)習(xí),較為機械和生硬。近年來“翻轉(zhuǎn)課堂”獨辟蹊徑為許多課程提供了更的教學(xué)方式。針對《熱工測量及儀表》課程中部分推導(dǎo)和計算都較為簡單,由學(xué)生預(yù)習(xí)后上臺講解該推導(dǎo)過程,能加強學(xué)生自學(xué)能力,深化理解和記憶,學(xué)生的表達能力和邏輯思維能力也得到相應(yīng)的鍛煉。例如,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的流量公式推導(dǎo),以伯努利方程為基礎(chǔ)闡述了流體通過標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件前后的壓力及流速變化情況,并結(jié)合連續(xù)性方程推導(dǎo)出流量公式,其中涉及到先修課程《工程流體力學(xué)》許多知識點。
(四)強化習(xí)題及實驗。由于授課學(xué)時非常有限,課程內(nèi)容多而廣,學(xué)生常常出現(xiàn)邊學(xué)邊忘的情況,因此教師根據(jù)教學(xué)大綱要求擬定習(xí)題集,幫助學(xué)生強化教學(xué)重點非常有必要。課后習(xí)題能幫助學(xué)生梳理知識,完善知識框架,提高系統(tǒng)認識。例如學(xué)習(xí)完平衡式顯示儀表之后,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對比總結(jié)電位差計和測量電橋的區(qū)別:①配用感溫元件不同。②作用原理不同。③感溫元件與測量橋路的連接方式不同。④電子電位差計的測量橋路具有自由端溫度補償功能,而自動平衡電橋不存在此問題。這樣源于課本又引導(dǎo)了學(xué)生獨立思考,可以加深學(xué)生對熱電偶和熱電阻兩種測溫手段的理解和掌握。
“實踐出真知”,實驗實習(xí)作為鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識強化學(xué)生基本技能的重要手段,可以迅速將理論知識內(nèi)化。教師在進行實驗課前應(yīng)鼓勵學(xué)生提前預(yù)習(xí)自己動手獨立完成,課后進行實驗誤差分析主動尋找減小誤差的方法及措施,達到學(xué)以致用的目的。
結(jié)論
《熱工測量及儀表》是一門不斷發(fā)展且交叉性較強的課程,在教學(xué)中教師要不斷豐富教學(xué)方法,關(guān)注研究前沿更新知識結(jié)構(gòu),同時啟發(fā)學(xué)生多總結(jié)多練習(xí),引導(dǎo)其獨立思考動手實踐,統(tǒng)籌考慮授課、討論、實踐、論文等教學(xué)環(huán)節(jié),逐步構(gòu)建與時俱進的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)體系。
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