熱電冷三聯(lián)供技術課程教學方式探討

1、熱電冷三聯(lián)供技術課程教學方式探討摘要：虛擬仿真可形象地向學生展示設備或系統(tǒng)的構 成、布置、運行特性及效果，是技術性和實踐性較強課程的 高效教學方式。熱電冷三聯(lián)供技術是一門多種技術高度集成 的實踐性課程，其內容涉及到根底理論、能源系統(tǒng)及運行特 性。為提升學習效果，本文結合不同教學方式的特點，根據 教學內容特征制訂出多種教學方式相互銜接與融合的新教 學方式。關鍵詞：熱電冷聯(lián)產；虛擬仿真；課程特點；教學內容 特征中圖分類號： G642.0 文獻標志碼： A 文章編號： 1674-9324202125-0171-02一、引言 ?熱電冷三聯(lián)供技術?教學內容涉及到?汽輪機與燃氣 輪機?、?制冷原理?和?供

2、熱工程?等，具有較強的實踐性。 傳統(tǒng)的教學模式難以讓學生體會到不同能源系統(tǒng)方案的運 行特性及效果。對于建筑類院校而言， ?汽輪機?、?熱力及 燃氣發(fā)電廠?等實踐教學資源相對較小，知識比擬抽象，導 致學生學習效果較差。虛擬仿真實驗教學是通過虛擬現實等技術來構建虛幻 場景、工程條件，將操作者融入這個模擬環(huán)境中去體驗、學 習并解決問題 1-3 。因此，該教學方式具有可見性、 直觀性、 沉浸感、交互性和想象性特點。將虛擬仿真教學手段用于建 筑類院校的?熱電冷三聯(lián)供技術?課程教學中將有助于提升 學習效果。然而，如何將傳統(tǒng)教學方式與虛擬仿真教學無縫 結合是亟待探討的課題。二、不同教學方式特點 課堂教學具有

3、以下顯著優(yōu)勢： 1便于教師及時掌握教 學過程的學生學習狀態(tài)及效果，及時掌控課堂教學過程和調 整教學內容時間分布； 2在課堂上能夠及時捕捉學生的亮 點，通過實時互動使之成為學生在課堂上的“興奮點 ，調 動課堂氣氛，使學生獲得不同程度的成就與喜悅； 3增進 師生情誼，提升師生之間的互信度，有助于提升學生的人生 觀和價值觀培養(yǎng)效果。課堂教學雖然能夠及時掌控教學過程 及效果，充分發(fā)揮教師經驗及其素養(yǎng)對學生的影響，但其不 能生動形象地展現專業(yè)課程的設備結構及運行特性，也無法 幫助學生建立感性認識 4-6 。由此可見，課堂教學比擬適合 理論性教學。實驗教學能夠很好地向學生展示設備外部形狀 及其局部工況的運

4、行特性，真實性較強，但設備由于種類繁 多，甚至局部設備及系統(tǒng)因外形體積過于龐大、復雜而不能 建成實驗平臺。實驗教學具有初投資大、工況展示不完整、 運行本錢高、實驗條件不易重現等缺陷 7-9 。仿真模擬是借助于儀器、模型、設備、電腦虛擬技術等模仿出現實中的工 藝流程、工作狀態(tài)、技術參數等，可用于科研、設計、模擬 運行、訓練、考核等；虛擬現實是通過電腦程序營造一種模 擬環(huán)境，將操作者融入模擬環(huán)境中進行操作、控制。因此， 虛擬仿真具有可見性、直觀性、想象性、互動性等特征，可 實現全工況模擬、 往復實驗、 復雜系統(tǒng)及高危害性環(huán)境實驗， 同時還能讓學生在真實環(huán)境中去體驗、去分析?題、解決問題。因此，每一

5、種教學方式都擁有自己獨特的教學特點，因 此應根據教學內容的不同特征來合理地選擇教學手段，實現 優(yōu)勢互補。三、教學內容規(guī)劃?熱電冷三聯(lián)供技術?在教學方案中分為7 章：第 1 章主要介紹相關概念、開展動態(tài)；第 2 章主要介紹三聯(lián)供系統(tǒng) 的熱經濟評價指標及分析方法；第 3 章主要介紹負荷確定方 法；第 4章主要介紹動力設備及其運行特性；第 5 章主要介 紹制冷設備及運行特性；第 6 章主要介紹供熱系統(tǒng)及運行調 節(jié)；第 7 章主要介紹分布式冷熱電三聯(lián)產系統(tǒng)集成及工程案 例分析。第 1，2，3 章教學內容具有概念性和理論性的特征，適 合課堂教學。第 4，5 章主要介紹各種設備，涉及到設備的 結構、 工藝

6、流程和運行特性， 其內容相對抽象。 對于小部件， 可以借助教學模型讓學生觀測其內部構造。對于大型設備， 教學模型難以在課堂中展現給學生。虛擬仿真可向學生形象 地講解各種動力設備和制冷設備的結構和運行特性。對于有 實驗教學條件的單位，宜采用以虛擬仿真為主、實驗手段為 輔的方式。第 6，7 章的教學內容具有管路、設備種類多、運行效 果預測難等特征。本局部內容在二維空間也難以厘清其中脈 絡。模型教學方式雖然可以向學生講解系統(tǒng)構成及設備、管 道的相對空間位置，但難以展現系統(tǒng)的運行特性及運行效 果。對于熱電冷三聯(lián)產系統(tǒng)集成與工程案例分析，本科生由 于缺乏工程實踐經驗，也沒有掌握各種設備特性及其計算機 模

7、擬技能，難以深入了解各個方案的運行特性及運行效果， 也無法揭示各種外部條件對能源系統(tǒng)方案的影響規(guī)律。虛擬 仿真手段由于具有本錢低、且能虛擬現實工況，可實現各種 技術方案的系統(tǒng)仿真，從而了解其運行特性及效果。因此， 第 6，7 章內容適合采用虛擬仿真教學手段。四、教學方式銜接與融合 根據不同教學內容的特征，本課程擬采用如下教學方 式：第1 3章采用課堂教學為主，模型教學為輔的方式； 第45章，首先采用課堂教學方式向學生講解各種設備工 作機理，其次，以實踐教學或實驗教學方式，讓學生初步了 解各種設備外部構造及其功能，再次采用虛擬現實技術向學生揭示各種設備內部構成、工藝流程及安裝過程，最后采用模擬仿

8、真技術向學生展示設備運行特性及效果；第67章，首先以模型教學和實踐教學方式向學生講解供熱系統(tǒng)和熱 電冷三聯(lián)產系統(tǒng)的種類、構成、功能及特征，在此期間介紹 常見的運行調節(jié)方式，最后采用模擬仿真技術向學生展示不 同系統(tǒng)的工藝流程及系統(tǒng)布置方式以及不同系統(tǒng)運行效果， 為方案優(yōu)選提供數據支持，讓學生較為深入地了解系統(tǒng)設計 規(guī)律。五、結論 課堂教學、模型教學、實驗或實踐教學、虛擬仿真教學 均具有自己獨特優(yōu)勢，適宜于不同的教學內容。虛擬仿真教 學方式可彌補常規(guī)教學方式的缺乏，有效提高教學效果，適 用于技術性和實踐性較強的專業(yè)課程教學。熱電冷三聯(lián)供技 術是一門技術綜合性和實踐性均較強的課程，因此需要采用 多種

9、教學方式相互銜接與融合的新教學方式來提高教學效 果。參考文獻：1 劉亞豐， 蘇莉， 吳元喜， 余龍江 .虛擬仿真教學資源建 設原那么與標準 J. 實驗技術與管理， 2021， 345：8-10.2 高曉星.淺析虛擬仿真教學資源建設與應用J.信息系統(tǒng)工程， 2021， 12： 160.3 厲英超，等.虛擬仿真教學平臺在臨床醫(yī)學教學中的應用J.2O16 , 1 (10) : 122-123.4 陳國平，魏為？D.如何在新課程中提高課堂教學的有 效性J.教書育人，2021，( 20)： 21-21.5 蔡蘭勤 .課堂教學的第一境界是有效教學 N. 伊犁日報(漢)， 2021-11-08 ( 007) .6 李青山.課堂教學要防止落入新俗套 N. 中國教育報，2021-07-06 ( 009) .7 郭烈， 申國哲， 楊姝， 亓昌 .汽車發(fā)動機原理課程虛擬 仿真教學系統(tǒng)構建 J