一 引言

“科研”的目的是从已知中探索出未知的知识和规则：一般以客观事物的内在本质为研究对象，通过是指利用科研手段和调查研究、实验、试制等一系列的活动[1]。“教学”，包含教与学，是教师与学生所组成的一种人类特有的人才培养活动，通过这种活动，教师有目的、有计划、有组织地引导学生学习和掌握文化科学知识和技能[2]。两种看似不同目的、不同手段的社会活动之间实则存在着一定的耦合关系。高校教师在日常工作中，既有教学工作量的要求，又有科研工作量的考核，因此，应考虑将二者有机耦合，做到1+1＞2，更新教师知识结构、完善教师的知识体系，提高教学效果。本文从科研促进教学环境下对高校老师的新要求角度阐述科研与教学的耦合关系。

二 科研对象与课程教学内容耦合

重视科研与教学之间的耦合关系，一方面科研方向对教学内容有补充拓展作用，另一方面，教学内容对科研又具备奠定理论基础的作用[3]。例如在《大型火电机组集控运行与事故分析》课程教学中，在讲解第四章第七节的内容“单元机组经济运行”时，引入机组性能分析中耗差分析研究的部分。机组的经济性运行是电站关注的重点之一，直接关系到电厂效益，经常被用作纵向和横向对标的指标，体现电厂的运行节能水平。耗差分析也称偏差分析，由于机组常常运行在偏离正常工况的变工况下，根据机组运行参数的目标工况参数值，确定实际运行参数的偏差大小，通过小指标偏差计算，将偏差量化成影响机组经济型指标的量化数值，以完成运行工况变化对经济性影响的定量研究。

在课堂讲授这一部分时，可以从两个方面讲述：第一，适当地和学生讲述耗差分析中不同方法以及对应的使用条件，促进学生获得机组的运行参数对机组经济性能耗指标的量化关系认知，拓宽对书本中经济性运行调整依据的定性分析；第二，目标值的获取是进行耗差分析的先决条件。可以将目标值的定义和现场实际、课本内容联系起来，例如目标工况库的定义是“在一定的外界约束条件下，将性能指标达到最优时的机组工况定义为机组目标工况，相应的运行参数与指标称为机组运行目标值，依据不同的获取方式可分为基于设计值、基于试验值和基于历史统计的目标值”。机组设计值为设备厂家设计数据（书本中已有显示），接着可以引导学生思考：考虑到设备装备因素，加之机组性能会随着运行时间的推移发生变化，因此将设计值作为目标值并不合理。最后引入数据挖掘的概念：“基于机组试验获得的目标值可以反映机组的实际运行水平，但由于试验条件的限制，试验工况与机组实际运行工况之间并不完全相符。从储存的大量运行数据中获得的目标值可反映机组在运行历史中实际达到的最佳性能水平，是机组实际可达值，具有很好的指导意义，但是由于机组运行数据集十分庞大，人工处理方法极为耗时，因此需要借助数据挖掘的手段来处理”。

这样，利用“耗差”以及“目标值”两个科研问题中的研究点对该章节进行了拓展学习，能够让学生直观地感受到机组运行与规则学习、数据挖掘之间的存在着一定的依存关系，并通过电站实际运行情况获得对理论知识的加强理解，可以为今后的专业对口的电站现场运行或者热能动力方向的读研深造打下良好的专业基础。

另一方面，研究科研问题中的机组优化问题时，我们通常通过数据挖掘中的神经网络建模、粒子群优化、FCM聚类算法等机器学习手段，以各机组的海量历史过程运行数据为数据基础，提取出运行指导值。这种运行指导值是所建立模型下的理论最佳值，而这种最优值是否可以直接作为机组的运行参数还需要具体分析。在《大型火电机组集控运行与事故分析》的“单元机组经济运行”章节中提到：1、机组在采用滑压运行时，应对照汽轮机出厂时的主蒸汽压力设计曲线，将主蒸汽压力在机组滑压运行曲线控制在出厂设计压力曲线的允许范围内；2、主蒸汽温度过高会使得工作在高温区域的金属材料强度下降。有这两个机组实际运行中需要的注意点，我们从机组历史运行数据进行寻优研究时，需要对主蒸汽压力和主蒸汽温度两个变量设定一定的阈值模型，以满足机组安全运行的需求，其具体耦合关系如图1所示。

图1 机器学习与课程教学的耦合关系图

实践证明，将自己在科研过程中领悟到前沿知识和专研出的科研成果融入、补充和更新自己所授课程中去，可以紧跟学科前沿，丰富课堂教学内容[4]。同时，教师在自己熟悉领域的科学研究也使教师更充分地掌握学科发展前沿，给学生以专业领域前沿知识的引导，达到事半功倍的效果。

文章来源：《林区教学》 网址: http://www.lqjxzz.cn/qikandaodu/2021/0126/543.html