能源與動力工程培養(yǎng)方案范文
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篇1
關(guān)鍵詞:電力行業(yè);能源與動力;專業(yè)建設(shè)
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)36-0113-02
能源是現(xiàn)代人類文明的支柱之一,能源類人才的培養(yǎng)一直是我國高等教育中不可或缺的一部分。在中國教育部(原國家教育委員會)《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》的制訂與修訂過程中,與能源相關(guān)的專業(yè)隨著學(xué)科的發(fā)展、社會分工的變革以及教育對象的變化不斷地進(jìn)行著調(diào)整。本著適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、社會需求的變化,適應(yīng)高校多類型、人才培養(yǎng)多規(guī)格的需要和有利于復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)的原則,與能源相關(guān)的專業(yè)從第二版的“熱能核能類”中的四個專業(yè)經(jīng)歷第三版中的“能源動力類”的兩個專業(yè)后,發(fā)展到2012年第四版“能源動力類”的“能源與動力工程”一個專業(yè)。《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》修訂過程中的專業(yè)調(diào)整,不僅為我們明確了專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)思想,同時也對我們提出了專業(yè)建設(shè)的新任務(wù)。
我校創(chuàng)建于1951年,1985年開始本科生教育工作,是一所電力行業(yè)為背景、特色鮮明的行業(yè)類院校?!盁嶙浴睂I(yè)(即現(xiàn)在我校“能源與動力工程”專業(yè)的前身)設(shè)置于學(xué)校創(chuàng)立之初,是學(xué)校的老牌專業(yè)。在60多年的辦學(xué)過程中,盡管專業(yè)名稱經(jīng)歷了“熱能工程”、“熱能與動力工程”和“能源與動力工程”的變化,但是專業(yè)建設(shè)始終本著為電力行業(yè)服務(wù)的宗旨,努力打造“電力工程師的搖籃”,在課程體系的構(gòu)建、實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計上側(cè)重于培養(yǎng)電力行業(yè)內(nèi)的能源專業(yè)技術(shù)人才,為我國電力工業(yè)培養(yǎng)了大量的專業(yè)人才。
2012年《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》頒布實施,我校的“能源與動力工程”專業(yè)以此為契機(jī),在專業(yè)建設(shè)方面,結(jié)合自身專業(yè)的背景情況,深入思考,在專業(yè)建設(shè)的某些方面又進(jìn)行了有益嘗試。
一、專業(yè)方向的設(shè)定
2012年頒布實施的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》第四版中能源動力類二級學(xué)科門類下列的專業(yè)僅存了“能源與動力工程”一個專業(yè),使得該專業(yè)轉(zhuǎn)型成了一個“大能源”范疇 內(nèi)的專業(yè)。但是,從人才培養(yǎng)的規(guī)律來說,在拓寬專業(yè)面的同時,還是要“有所為,有所不為”。我校的“能源與動力工程”專業(yè)一直以為電力行業(yè)培養(yǎng)人才為主,是側(cè)重于電廠的熱能動力,這個主線條不應(yīng)改變。但同時考慮到即便是電力行業(yè)內(nèi)的人才,在實際工作之中也要“術(shù)業(yè)有專攻”的實際情況,我們的“能源與動力工程”專業(yè)人才的培養(yǎng)既不能過于寬泛,又不能過于單一,培養(yǎng)方案最好能夠體現(xiàn)在一定行業(yè)領(lǐng)域的多元化培養(yǎng)。
人才的培養(yǎng)源于社會的需求,專業(yè)的培養(yǎng)方案應(yīng)以滿足社會人才的需要為首要目標(biāo)。多年來,我校教師與電力行業(yè)企業(yè)緊密接觸,及時掌握人才需求的發(fā)展動向,同時對畢業(yè)生就業(yè)后的實際工作崗位進(jìn)行一定的跟蹤,在掌握一定信息的情況下了解到,電力行業(yè)內(nèi)所需要的能源動力工程專業(yè)人才也在發(fā)生著一定的變化,從以往傳統(tǒng)的電廠運行人員為主,已經(jīng)悄然衍生出污染物控制、清潔能源、節(jié)能、能源管理等多種人才的細(xì)化。
綜合前面專業(yè)設(shè)置變化和人才需求細(xì)化兩種情況,我們結(jié)合學(xué)校多年來對電力行業(yè)內(nèi)“能源與動力工程”專業(yè)人才的培養(yǎng)經(jīng)驗,發(fā)揮自身專業(yè)特點和優(yōu)勢,以專業(yè)方向的多元化設(shè)置為切入點,在培養(yǎng)方案中,通過課程的設(shè)置,凝練和體現(xiàn)出三個專業(yè)方向:電廠熱能動力、潔凈發(fā)電技術(shù)和節(jié)能與能源管理?!半姀S熱能動力”方向繼續(xù)秉承和發(fā)揮學(xué)校的專業(yè)特色,旨在培養(yǎng)電力生產(chǎn)運行、檢修方面的人才;“潔凈發(fā)電技術(shù)”方向緊跟我國的能源和環(huán)保的發(fā)展趨勢,側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生在污染物控制和新能源方面的素養(yǎng);“節(jié)能與能源管理”方向結(jié)合建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友展節(jié)好型社會的客觀需要,培養(yǎng)有節(jié)能意識、熟悉節(jié)能管理、掌握一定節(jié)能技術(shù)的能源計量與管理人才。
二、課程體系的的構(gòu)建
課程體系的構(gòu)建是否合理決定著培養(yǎng)目標(biāo)是否得以實現(xiàn),直接關(guān)系到人才的知識儲備,課程體系中課程的配置需要從多方面綜合考慮,即要形成較為完成完整的人才培養(yǎng)課程體系,又要能體現(xiàn)出的專業(yè)方向的設(shè)置。
能源動力工程專業(yè)是一門內(nèi)容豐富而又廣泛的學(xué)科,所涉及的課程較多,為了合理配置課程,我們按照學(xué)校教務(wù)處的要求,設(shè)置了公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)領(lǐng)域課程、拓展選修課程、集中實踐教學(xué)四個模塊。在這四個模塊中除了公共基礎(chǔ)課程模塊與專業(yè)本身的直接關(guān)聯(lián)度不大外,其他三個模塊都與專業(yè)關(guān)系密切。
考慮到“工程流體力學(xué)”、“傳熱學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“工程燃燒學(xué)”、“鍋爐原理”、“汽輪機(jī)技術(shù)”、“熱力發(fā)電廠”等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課是我校能源動力工程專業(yè)的傳統(tǒng)課程,這些課程的知識是無論哪個專業(yè)方向的學(xué)生都應(yīng)該掌握和具備的知識,在課程體系中,將這些課程設(shè)置在必修的專業(yè)領(lǐng)域課程模塊中,以確保每名能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生都必須學(xué)習(xí)這些課程。
而在體現(xiàn)我?!澳茉磩恿こ虒I(yè)”專業(yè)方向的多元化方面,我們在靈活性較大的拓展選修課程模塊中動足腦筋,在滿足學(xué)校課程學(xué)分設(shè)置的前提下,在拓展選修課程模塊中精選課程,使得拓展選修課程模塊中課程都與各自的專業(yè)方向相契合,比如“電廠熱能動力”專業(yè)方向設(shè)置“單元機(jī)組及集控運行”、“超臨界和超超臨界參數(shù)機(jī)組”等與電廠實際聯(lián)系緊密的7門課程,“潔凈發(fā)電技術(shù)”專業(yè)方向設(shè)置“潔凈煤技術(shù)”、“可再生能源發(fā)電技術(shù)”等與清潔發(fā)電有關(guān)的8門課程,“節(jié)能與能源管理”專業(yè)方向設(shè)置“能源管理與審計”、“節(jié)能技術(shù)概論”等能源管理類的8門課程。與此同時,為了滿足部分學(xué)生對拓展專業(yè)視野的需求,又將拓展選修課中不同專業(yè)方向的選修課相互打通,允許學(xué)生跨專業(yè)方向選修課程,使得拓展選修課程模塊中課程的選修靈活性更強(qiáng)。
在集中實踐環(huán)節(jié)的實踐教學(xué)設(shè)置中,繼續(xù)秉承“重傳統(tǒng),拓方向”的思想,無論哪個專業(yè)方向的學(xué)生,都要求參加下電廠的專業(yè)實習(xí)、仿真實習(xí)和“鍋爐原理”、“汽輪機(jī)原理”和“熱力發(fā)電廠”三大專業(yè)課程的課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié),以保證我校能源與動力工程專業(yè)學(xué)生的電力特色。此外,對三個專業(yè)方向又各自設(shè)立了自己的實踐教學(xué)環(huán)節(jié):“電廠熱能動力工程課程設(shè)計”、“潔凈發(fā)電技術(shù)課程設(shè)計”、“節(jié)能與能源管理課程設(shè)計”,來體現(xiàn)專業(yè)方向側(cè)重的不同。同樣也允許學(xué)生跨專業(yè)多選其他專業(yè)方向的實踐環(huán)節(jié)。
三、師資隊伍的建設(shè)
師資是培養(yǎng)方案的執(zhí)行者,良好的師資隊伍是教學(xué)質(zhì)量的保證,我校的能源與動力工程專業(yè)一直非常重視師資隊伍的建設(shè),采用引進(jìn)與培養(yǎng)相結(jié)合的方法建設(shè)師資隊伍。
首先,我們從外面引進(jìn)高水平人才來補(bǔ)充新專業(yè)建設(shè)所需的專業(yè)教師擴(kuò)充我們的師資隊伍。近幾年,我們有針對性地從國外引進(jìn)上海市“東方學(xué)者”兩名,提升了師資隊伍在分布式能源與制冷領(lǐng)域的專業(yè)水準(zhǔn);從電力行業(yè)的研究所和一線企業(yè)引進(jìn)了經(jīng)驗豐富的高職稱人才和實驗人員,增加了有工程經(jīng)驗的師資力量。
其次,我們從培養(yǎng)自身教師入手,通過進(jìn)修學(xué)習(xí)、產(chǎn)學(xué)研合作、“雙師計劃”培訓(xùn)等多種方式提高教師的學(xué)術(shù)水平和工程水平。近幾年,我們選送了1名優(yōu)秀教師赴美國進(jìn)行為期一年的風(fēng)能發(fā)電方面的學(xué)習(xí)交流;先后選送若干名教師去西安熱工院、外高橋電廠等行業(yè)內(nèi)單位進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作;每年都有序地選送教師進(jìn)行“雙師型”(教師和工程師)人才的培訓(xùn)。
最后,我們還在日常教學(xué)工作過程中對教師的教學(xué)工作精益求精。在新教師入職初期,我們要求新教師都必須參加上海市教委組織的“新教師崗前培訓(xùn)”。在教學(xué)方面,提出“先做學(xué)生再做老師”的要求,無論新進(jìn)教師在科研上有多深的造詣,規(guī)定新進(jìn)教師第一學(xué)期隨老教師聽課、輔導(dǎo),并由專人傳、幫、帶。第一次開課前需通過內(nèi)部試講后才能踏上講臺。
四、課程建設(shè)工作
課程教學(xué)是學(xué)生獲得知識,發(fā)展能力和素質(zhì)的重要途徑,課程建設(shè)是高等學(xué)校的專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)工作,加強(qiáng)課程建設(shè)是有效落實培養(yǎng)方案,提高教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保證。
在課程建設(shè)方面,我們根據(jù)課程的內(nèi)容和任務(wù),明確出3門專業(yè)基礎(chǔ)主干課程和3門專業(yè)主干課程。對于這幾門課程先后進(jìn)行主干課程、校級精品課程、上海市教委重點課程和上海市精品課程等幾輪課程建設(shè)工作。經(jīng)過幾年的積累,我們的主干課程已全部成為校精品課程,4門課程為市教委重點課程,3門課程進(jìn)級上海精品課程行列。除此之外,我們還進(jìn)行一系列的教學(xué)改革工作,《面向行業(yè)一線的熱力透平類課程教學(xué)改革》榮獲上海市教學(xué)成果三等獎。這些工作有力地支持了培養(yǎng)方案更好的執(zhí)行。
五、結(jié)束語
我校的能源與動力工程專業(yè)電力特色鮮明,在多年辦學(xué)經(jīng)驗和基礎(chǔ)上,結(jié)合電力行業(yè)對人才的要求,在如何培養(yǎng)具有電力特色的能源動力工程人才方面進(jìn)行以一定的探索,也取得了一定的成效。但同時我們也意識到專業(yè)建設(shè)工作是一個任重而道遠(yuǎn)的工作,永遠(yuǎn)沒有終點,如何進(jìn)行專業(yè)建設(shè)工作,我們還將繼續(xù)積極進(jìn)行探索。
參考文獻(xiàn):
[1]中國教育部.普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄.1987年(第二版),1998年(第三版),2012年(第四版)
[2]楊晴,等.新能源科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)探索與實踐[J].中國電力教育,2008,9(1):66-68.
篇2
【關(guān)鍵詞】能源與動力工程 課程體系 教學(xué)內(nèi)容
【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)09-0253-02
能源動力是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。進(jìn)入21世紀(jì),世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,化石能源日趨枯竭,能源短缺以及環(huán)境問題日益嚴(yán)峻。提高能源利用效率,保護(hù)環(huán)境,開發(fā)新能源和可再生能源,保證能源的可持續(xù)供應(yīng),對能源科技提出了新的挑戰(zhàn)。能源科技發(fā)展需要一大批合格的專門人才。高等學(xué)校能源與動力工程專業(yè)應(yīng)不斷進(jìn)行課程體系改革和教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化,為能源動力行業(yè)培養(yǎng)出滿足行業(yè)要求的專門人才。根據(jù)高等教育教學(xué)改革的要求以及行業(yè)發(fā)展趨勢,中國礦業(yè)大學(xué)能源與動力工程專業(yè)在人才培養(yǎng)模式、課程體系設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化等方面進(jìn)行了一系列改革,積累了一些經(jīng)驗,在此成文,與同行交流。
一、能源與動力工程專業(yè)課程體系改革面臨的挑戰(zhàn)
1.能源動力學(xué)科領(lǐng)域的拓展對人才知識結(jié)構(gòu)提出了新要求
2012年,教育部對本科專業(yè)的招生門類、專業(yè)目錄進(jìn)行了調(diào)整,熱能與動力工程專業(yè)更名為能源與動力工程。從2013年起,全國本科專業(yè)將按照2012版教育部新頒布的本科專業(yè)目錄招生。專業(yè)名稱的改變,并不僅僅是改變了稱謂,而是隨著時代的發(fā)展,該專業(yè)內(nèi)涵發(fā)生了很大的改變。原來的熱能與動力工程強(qiáng)調(diào)的是熱能與動力的轉(zhuǎn)換,而現(xiàn)在能源與動力工程專業(yè)涵蓋的范圍則更寬廣了,由過去傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化與利用領(lǐng)域,發(fā)展到今天的能源生產(chǎn)、燃燒污染治理、新能源的開發(fā)與利用等多個領(lǐng)域,與化學(xué)、環(huán)境工程等學(xué)科的交叉關(guān)系越來越密切。近些年來,新能源與可再生能源的開發(fā)利用方興未艾,形成了龐大的研究隊伍和產(chǎn)業(yè),如太陽能、風(fēng)能、垃圾發(fā)電,脫硫脫硝等行業(yè),為畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)市場,急需高校能提供這方面的人才。現(xiàn)有的專業(yè)培養(yǎng)方案中課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能滿足能源動力行業(yè)時展的要求,需要做出相應(yīng)的調(diào)整。然而,在目前培養(yǎng)計劃中總學(xué)分壓縮、課程門數(shù)減少的情況下,增加新領(lǐng)域課程,必將會對原有的課程設(shè)置造成沖擊。
2.人才培養(yǎng)的“寬口徑”和“零距離”之間存在矛盾
能源與動力工程專業(yè)是一個寬口徑專業(yè),涵蓋了原來的熱能工程、熱能工程與動力機(jī)械、熱力發(fā)動機(jī)、制冷及低溫工程、流體機(jī)械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏等,這些專業(yè)在內(nèi)涵上存在很大的差異?!皩捒趶健迸囵B(yǎng)模式避免了過去那種專業(yè)面過于狹窄的問題,使人才具有寬廣的知識面,增強(qiáng)了就業(yè)的適應(yīng)性,這也直接產(chǎn)生了不利的方面。在目前專業(yè)課程門數(shù)和學(xué)時都有限的情況下,畢業(yè)生在哪一方面都不專,不能滿足企業(yè)對人才知識結(jié)構(gòu)的要求,在工作現(xiàn)場還要經(jīng)過很長時間的理論學(xué)習(xí)和實習(xí)過程,很難滿足用人單位的要求。由于缺乏完善的崗前培訓(xùn)和有效的繼續(xù)教育制度,我國國有大中型企業(yè)一般不樂意接受“寬口徑”的畢業(yè)生,希望畢業(yè)生一畢業(yè)能盡快勝任工作崗位,甚至是“零距離”對接[1]。
3.課程體系設(shè)置模式不能滿足大學(xué)生的個性化發(fā)展需求
大學(xué)生在成長的過程中,形成了不同的人生觀、價值觀,對自己未來所從事的職業(yè)有喜好厭惡,如有的喜歡動力機(jī)械,有的喜歡制冷空調(diào),還有的喜歡熱力發(fā)電;另外,對個人的發(fā)展方向也有不同選擇,如有的要考研,有的要就業(yè),還有的要創(chuàng)業(yè)。高等教育應(yīng)該支持大學(xué)生個性化發(fā)展,在培養(yǎng)方案和課程體系設(shè)置上應(yīng)該提供他們可以自主選擇的空間,使他們能夠按照自己的興趣愛好去選擇發(fā)展方向和未來從事的職業(yè)。目前課程體系設(shè)置模式單一,所有學(xué)生四年學(xué)習(xí)的課程幾乎都一模一樣,教學(xué)內(nèi)容差別不大,學(xué)生幾乎都是一個培養(yǎng)模式,不能滿足不同類型學(xué)生的需求,限制了學(xué)生的個性發(fā)展,也不利于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
4.實踐教育環(huán)節(jié)與課程教學(xué)之間存在沖突
為全面落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》,深入貫徹總書記在清華大學(xué)建校100周年上的講話精神,為了培養(yǎng)具有較強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才,高校強(qiáng)化了實踐教學(xué)環(huán)節(jié),內(nèi)容不斷豐富,形式不斷拓展,在實踐育人工作總體規(guī)劃、深化實踐教學(xué)方法改革、系統(tǒng)地開展社會實踐活動、加強(qiáng)實踐育人基地建設(shè)等方面取得了很大的成績。但是實踐育人特別是實踐教學(xué)依然是高校人才培養(yǎng)中的薄弱環(huán)節(jié),與培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的要求還有差距。在總學(xué)分和學(xué)時減少的情況下,如果一味地強(qiáng)化實踐教學(xué),增加實踐教學(xué)學(xué)分,則不得不壓縮理論課程的學(xué)分和學(xué)時,甚至得減少理論課程門數(shù),這樣培養(yǎng)的人才很難做到“厚基礎(chǔ)”, 違背了人才培養(yǎng)目標(biāo)。另一方面,實踐教育環(huán)節(jié)和理論教學(xué)環(huán)節(jié)相脫節(jié),必然影響實踐教育環(huán)節(jié)的效果。此外,在教學(xué)內(nèi)容方面,也應(yīng)及時更新。國外高水平大學(xué)能及時更新教學(xué)內(nèi)容,反映本學(xué)科新的研究領(lǐng)域和前沿技術(shù)。如美國佐治亞理工學(xué)院將MEMS技術(shù)引入了換熱器課程,將先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)化技術(shù),如燃料電池、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換、熱電轉(zhuǎn)換等引入了熱力學(xué)課程。和國外相比,我們教學(xué)內(nèi)容就顯得陳舊,不利于人才培養(yǎng)。
二、課程體系構(gòu)建與教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化措施
1.增設(shè)新領(lǐng)域核心課程,完善人才知識結(jié)構(gòu)
能源與動力工程專業(yè)課程體系改革,要根據(jù)能源動力學(xué)科新的拓展領(lǐng)域,廣泛深入調(diào)研,充分了解能源動力專業(yè)的發(fā)展趨勢以及涉及的主要學(xué)科領(lǐng)域,掌握新領(lǐng)域的學(xué)科內(nèi)涵和新興行業(yè)對人才培養(yǎng)的需求,以確定未來人才必備的知識結(jié)構(gòu)。在滿足總學(xué)分和學(xué)時限制的條件下,補(bǔ)充完善培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,將新領(lǐng)域的課程與原專業(yè)課程整合,制定適應(yīng)學(xué)科領(lǐng)域擴(kuò)展、滿足未來人才市場需要的課程體系,使畢業(yè)生具有完善的知識結(jié)構(gòu),增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)競爭力。
2.按專業(yè)大類統(tǒng)一基礎(chǔ)課程設(shè)置,分設(shè)專業(yè)方向模塊
在課程體系設(shè)置中,為了解決學(xué)生專業(yè)知識結(jié)構(gòu)寬泛而不專的問題,還是要分設(shè)專業(yè)方向[2]。但為了防止回到以前的老路,防止專業(yè)面過于狹窄,不同專業(yè)方向的通識教育課和專業(yè)大類基礎(chǔ)課程應(yīng)統(tǒng)一設(shè)置。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)不同的專業(yè)方向設(shè)置不同的模塊化課程,每個專業(yè)模塊化課程的門數(shù)不宜過多,設(shè)3-4門,10個學(xué)分左右即可,同時設(shè)置大量應(yīng)用性強(qiáng)的專業(yè)選修課,強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié),這樣就解決了“寬口徑”和“零距離”之間的矛盾。
3.建立柔性的課程體系,滿足大學(xué)生的個性化發(fā)展需要
建立柔性的課程體系,使課程體系構(gòu)建多樣化、課程設(shè)置分層次,以滿足不同類型學(xué)生的個性發(fā)展需求[3]。通過設(shè)置不同的專業(yè)方向模塊,學(xué)生可以按照自己對未來從事行業(yè)預(yù)期和職業(yè)喜好加以選擇。培養(yǎng)計劃分研究型和應(yīng)用型?!把芯啃汀迸囵B(yǎng)計劃的學(xué)時分配適當(dāng)向基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課傾斜,實踐教育環(huán)節(jié)要注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?!皯?yīng)用型”培養(yǎng)計劃的學(xué)時分配應(yīng)適當(dāng)向傳授專門應(yīng)用技術(shù)的專業(yè)課傾斜,實踐教育環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識的能力。同時,增加選修課程門數(shù),選修課程也分研究型和應(yīng)用型,滿足畢業(yè)生繼續(xù)深造和就業(yè)的不同需要。
4.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法,理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合
在強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)的同時,一定要保證理論課程有足夠的學(xué)分和學(xué)時。在總學(xué)分減少和實踐學(xué)分增加的前提下,可以適當(dāng)壓縮德育課程學(xué)分,保證專業(yè)基礎(chǔ)理論課程學(xué)分。同時,改革應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容和方法,這類課程都設(shè)置課程設(shè)計環(huán)節(jié),學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的同時開展課程設(shè)計,通過工程設(shè)計將理論教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合起來。另外,及時修訂教學(xué)大綱,與時俱進(jìn),及時將本學(xué)科最新的研究領(lǐng)域、前沿技術(shù)在教學(xué)內(nèi)容上得到反映。
三、結(jié)束語
課程體系改革和教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化是一項長期艱巨的任務(wù),需要在高等教育實踐中不斷探索、完善。能源與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)要解決的問題,有和其它專業(yè)共性的方面,也有其特殊性。能源與動力工程專業(yè)課程體系改革要滿足國家高等教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的總體要求,可以借鑒其它專業(yè)成功的改革經(jīng)驗,還要結(jié)合專業(yè)自身的特點,探索出更多行之有效的措施。
參考文獻(xiàn):
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篇3
關(guān)鍵詞:需求驅(qū)動;人才培養(yǎng);節(jié)能;能源管理
作者簡介:朱群志(1972-),男,浙江臺州人,上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院,教授;任建興(1961-),男,江蘇海門人,上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院,教授。(上海 200090)
基金項目:本文系上海電力學(xué)院教改項目(項目編號:20111407)、上海高校本科重點教學(xué)改革項目(項目編號:20115901)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)10-0021-02
一、節(jié)能與能源管理人才培養(yǎng)的必要性和緊迫性
我國是能源消耗大國。近年來國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速增長對能源供給的壓力很大,重要能源資源短缺對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約進(jìn)一步加劇。我國的能源利用效率與世界先進(jìn)水平相比存在較大差距,不少地方存在粗放式使用的情況,很多能源沒有得到有效利用而造成浪費。這種能源消費方式使能源供給進(jìn)一步惡化,對人類居住環(huán)境也造成了嚴(yán)重污染。節(jié)約能源是我國建設(shè)節(jié)約型社會的首要措施。[1]
培養(yǎng)從事節(jié)能與能源管理工作的人才是我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展的需要。從1979年開始,我國就有計劃、有組織地開展了節(jié)能工作,但30年來節(jié)能事業(yè)起伏不定。這種狀況固然與國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、能源供需形勢等因素有關(guān),但節(jié)能與能源管理人才的缺乏也是一個重要因素。缺少一支精通節(jié)能技術(shù)、熟悉節(jié)能管理、事業(yè)心強(qiáng)的高素質(zhì)人才隊伍是我國開展節(jié)能工作的軟肋,也是實現(xiàn)我國節(jié)能目標(biāo)的瓶頸問題。[2]
培養(yǎng)從事節(jié)能與能源管理工作的人才是國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)發(fā)展的需要。各類工廠是我國能源消耗的大戶,工業(yè)能源消耗占全國能源消耗總量的70%左右。節(jié)能與能源管理領(lǐng)域的專門人才可以促進(jìn)企業(yè)加強(qiáng)內(nèi)部的能源計量和管理,開展節(jié)能降耗工作。1998年1月起施行、2007年10月修訂的《中華人民共和國節(jié)約能源法》明確規(guī)定:重點用能單位應(yīng)當(dāng)設(shè)立能源管理崗位。重點用能單位包括兩類:年綜合能源消費總量1萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上的用能單位;國務(wù)院有關(guān)部門或者省、自治區(qū)、直轄市人民政府管理節(jié)能工作的部門指定的年綜合能源消費總量5000噸以上不滿1萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的用能單位。2007年國務(wù)院頒布的《節(jié)能減排綜合性工作方案》中明確要求重點耗能企業(yè)建立能源管理師制度。之后天津和山東等地開展了能源管理師的試點工作。2011年國務(wù)院頒布的《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中要求擴(kuò)大能源管理師試點。
社會對節(jié)能人才的需求很大。根據(jù)對用能單位的調(diào)查,我國專業(yè)節(jié)能人才的需求量在數(shù)10萬人以上。目前我國從事節(jié)能與能源管理工作的專業(yè)人才極度匱乏,很多企業(yè)沒有專職的能源管理人員;即使有專職人員的企業(yè),也存在能源管理人員節(jié)能意識不高、專業(yè)技能欠缺以及人員配置偏少等問題。這些原因?qū)е缕髽I(yè)對能源的控制和管理薄弱,嚴(yán)重阻礙了節(jié)能工作的開展和能源使用效率的提高。要解決這些問題,必須在科學(xué)方法的指導(dǎo)下充分挖掘企業(yè)節(jié)能潛力,以技術(shù)手段和管理手段促進(jìn)能源利用效率的提高。因此,適應(yīng)社會需求,培養(yǎng)專業(yè)的節(jié)能與能源管理專門人才顯得十分迫切。
我國高校在節(jié)能專業(yè)人才培養(yǎng)方面起步較晚,雖然有一些高校在能源教育方面做了一些嘗試,[3,4]但至今還沒有形成健全的節(jié)能人才培育機(jī)制,面向節(jié)能服務(wù)人才培養(yǎng)的專業(yè)設(shè)置和學(xué)科建設(shè)都比較薄弱。[5]針對高校培養(yǎng)人才不足的現(xiàn)狀,一些社會辦學(xué)機(jī)構(gòu)紛紛提供短期的能源管理師課程對一些在崗人員進(jìn)行培訓(xùn)。然而,這種培訓(xùn)班短則幾天,長則一周;培訓(xùn)項目時間短,很難對學(xué)員提供系統(tǒng)的知識和技能訓(xùn)練。作為人才培養(yǎng)的主要基地,高校應(yīng)根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,為我國節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的節(jié)能與能源管理專門人才。高??蓪ΜF(xiàn)有專業(yè)進(jìn)行改革,通過調(diào)整一些相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)方案、增補(bǔ)部分課程,為社會培養(yǎng)畢業(yè)后從事“能源管理師”崗位的人才。
二、節(jié)能與能源管理人才培養(yǎng)的探索
節(jié)能涉及的領(lǐng)域多,學(xué)科背景廣。從技術(shù)角度分析,主要涉及“熱”和“電”。本項目主要探索在熱能與動力工程專業(yè)上進(jìn)行改革,適應(yīng)社會對節(jié)能與能源管理人才的需求。熱能與動力工程專業(yè)的相近專業(yè)包括能源動力系統(tǒng)及自動化、能源與環(huán)境系統(tǒng)工程等。由于各個專業(yè)的背景不同,側(cè)重點也不同。有的偏向動力機(jī)械,有的偏向制冷與空調(diào),有的側(cè)重能源高效和清潔利用。電力高校中的熱能與動力工程專業(yè)往往偏向電廠熱能動力工程和電廠集控運行。本文針對的是上海電力學(xué)院的國家特色專業(yè)——熱能與動力工程專業(yè)。該專業(yè)辦學(xué)歷史比較悠久,并具有明顯的行業(yè)背景。
1.制定了“節(jié)能與能源管理”專業(yè)方向培養(yǎng)方案
通過對熱能與動力工程專業(yè)進(jìn)行改革,設(shè)立“節(jié)能與能源管理”專業(yè)方向。熱能與動力工程學(xué)科還是這個專業(yè)方向的核心,因此,專業(yè)方向與所依托專業(yè)在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課程的設(shè)置上基本相同。專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課程主要包括工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、泵與風(fēng)機(jī)、熱力發(fā)電廠等。
與常規(guī)熱能與動力工程專業(yè)的區(qū)別在于增加了特別針對節(jié)能與能源管理的課程模塊。該模塊包含6門課程,共計9個學(xué)分。課程包括節(jié)能技術(shù)概論、空氣調(diào)節(jié)、制冷原理與設(shè)備、熱網(wǎng)技術(shù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)以及能源管理與審計等。這些課程有的側(cè)重技術(shù)層面,有的側(cè)重能源管理與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析層面。除了節(jié)能與能源管理專業(yè)方向的選修課程之外,學(xué)生還可以從其他專業(yè)方向中選修一些課程,例如熱能工程測量技術(shù)、可再生能源發(fā)電技術(shù)等。
2.教學(xué)內(nèi)容契合復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)
節(jié)能人才不僅要掌握各種通用節(jié)能技術(shù),而且也需要懂得一些技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、工程管理等方面的知識,是技術(shù)和管理結(jié)合的復(fù)合型人才。[6]因此,專業(yè)選修課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該根據(jù)節(jié)能與能源管理人才的知識和技能要求來設(shè)計。例如,“節(jié)能技術(shù)概論”課程的主要內(nèi)容包括熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能技術(shù)、鍋爐和加熱器節(jié)能技術(shù)、熱管及熱管換熱器節(jié)能技術(shù)、熱泵節(jié)能技術(shù)、余熱回收節(jié)能技術(shù)、電力行業(yè)節(jié)能措施與案例等。“熱網(wǎng)技術(shù)”課程的主要內(nèi)容包括集中供熱系統(tǒng)、熱負(fù)荷及管網(wǎng)水力計算、供熱管道敷設(shè)、熱源配置等?!澳茉垂芾砼c審計”課程的主要內(nèi)容包括能源政策、能源工程管理、合同能源管理、企業(yè)能源審計、企業(yè)能源平衡等。
3.在實踐環(huán)節(jié)中提高學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力
實踐環(huán)節(jié)中除了一般的認(rèn)知實習(xí)和專業(yè)實習(xí)外,還包括課程實驗、專業(yè)方向課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計等。這些環(huán)節(jié)主要是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用課程所學(xué)知識的能力。結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容,增加了常用節(jié)能技術(shù)的實驗。例如,在“泵與風(fēng)機(jī)”課程中增設(shè)了泵與風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)節(jié)實驗。通過開展這些實驗加深學(xué)生對變頻技術(shù)的原理、方法和效果的認(rèn)識。專業(yè)方向課程設(shè)計是一個新增的、有特色的實踐環(huán)節(jié),訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)選修課的相關(guān)知識,并不局限于特定的選修課程。嘗試將一家醫(yī)院的供能系統(tǒng)作為課程設(shè)計的對象,要求學(xué)生結(jié)合參考資料對醫(yī)院的用能及供能系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。提供給學(xué)生的資料包括工程擴(kuò)初說明、各類冷熱電設(shè)備性能參數(shù)表、非電空調(diào)選型設(shè)計手冊等。
通過與學(xué)校基本建設(shè)工程、科研實驗平臺相結(jié)合,建成了一些學(xué)生實踐基地。由于在項目設(shè)計階段就提前介入,這些基本建設(shè)工程和科研平臺在建設(shè)中充分考慮了學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的功能需求。已經(jīng)建成的實踐基地有:節(jié)能生態(tài)藝術(shù)廳、大學(xué)生活動中心節(jié)能建筑示范基地、多類型能源的分布式能源實驗系統(tǒng)、校園能耗監(jiān)管平臺等。節(jié)能生態(tài)藝術(shù)廳可以開展的實驗有中央空調(diào)性能測試、室內(nèi)溫度場測試、太陽能熱水器性能測試等。大學(xué)生活動中心節(jié)能建筑示范基地可進(jìn)行太陽能光伏發(fā)電實驗、風(fēng)光發(fā)電互補(bǔ)實驗和建筑能耗按戶計量實驗等。分布式能源實驗系統(tǒng)可提供燃?xì)廨啓C(jī)性能試驗、內(nèi)燃機(jī)性能試驗、氣水換熱器性能試驗等。而校園能耗監(jiān)管平臺則能夠提供全校每幢建筑的用水、用電數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是學(xué)生開展能耗分析和節(jié)能診斷的生動素材。
4.人才培養(yǎng)情況
節(jié)能與能源管理專業(yè)方向于2008年開始按方向招生,招生規(guī)模為1個班。2012年首屆學(xué)生畢業(yè),學(xué)生就業(yè)情況優(yōu)良。學(xué)生的就業(yè)單位除了傳統(tǒng)的電力行業(yè)發(fā)電企業(yè)、設(shè)計院、電廠建設(shè)企業(yè)以外,也有節(jié)能服務(wù)公司等。節(jié)能與能源管理專業(yè)方向的設(shè)立為這些學(xué)生提供了必要的基礎(chǔ)知識和技能,有利于他們進(jìn)入單位后盡快適應(yīng)工作崗位。
開設(shè)的選修課程得到了熱能與動力工程其他專業(yè)方向?qū)W生的歡迎?!肮?jié)能技術(shù)概論”、“能源管理與審計”、“熱網(wǎng)技術(shù)”等選修課程每個教學(xué)班的人數(shù)都接近80人,其中節(jié)能與能源管理專業(yè)方向的學(xué)生只占一半。對于熱能與動力工程專業(yè)的學(xué)生,這些課程有利于拓展學(xué)生的知識面。
學(xué)生的節(jié)能意識增強(qiáng)了,對節(jié)能工作的興趣提高了。學(xué)生積極參與節(jié)能減排方面的科創(chuàng)項目,這些學(xué)生既有來自熱動專業(yè)又有來自機(jī)械專業(yè)、管理專業(yè)等。管理專業(yè)的學(xué)生與熱動專業(yè)的學(xué)生聯(lián)合組隊,參加了第五屆全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽等活動,并獲得較好成績。這些科創(chuàng)活動一方面提高了學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,另一方面也有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、結(jié)束語
上海電力學(xué)院根據(jù)國家能源發(fā)展戰(zhàn)略需求和社會對人才的需求對高校培養(yǎng)節(jié)能與能源管理人才進(jìn)行了探索。在熱能與動力工程專業(yè)上設(shè)立了節(jié)能與能源管理專業(yè)方向,制定了專業(yè)方向培養(yǎng)方案,開設(shè)了兼顧技術(shù)和管理層面的專業(yè)選修課程,依托校園基本建設(shè)和科研項目建立了校內(nèi)實踐基地。所開設(shè)的課程得到了學(xué)生的歡迎,加強(qiáng)了學(xué)生的節(jié)能意識,拓展了學(xué)生的就業(yè)面,為熱動專業(yè)畢業(yè)生從事節(jié)能與能源管理工作提供了基礎(chǔ)。
由于節(jié)能的領(lǐng)域多,范圍廣,涉及學(xué)科多,因此節(jié)能人才的培養(yǎng)中存在不少困難。企業(yè)所需的節(jié)能人才最好是多面手,既懂“熱”,又懂“電”,還懂能源管理。但是,作為一個本科專業(yè),需要有一個相對完整的知識體系。另外,各個行業(yè)有不同的生產(chǎn)流程,培養(yǎng)一個通用的節(jié)能人才也是不現(xiàn)實的。因此,如何適應(yīng)社會需求、進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能人才的培養(yǎng)是一個需要不斷探索和持續(xù)關(guān)注的問題。高校是培養(yǎng)人才的主要基地,相關(guān)專業(yè)可以和企業(yè)緊密結(jié)合,結(jié)合專業(yè)的學(xué)科背景和依托行業(yè)的特點進(jìn)一步探索節(jié)能專業(yè)人才的培養(yǎng)模式和途徑。
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篇4
關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電;太陽能發(fā)電;人才需求;風(fēng)能與動力工程;新能源科學(xué)與工程
作者簡介:陳建林(1975-),男,湖南瀏陽人,長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,副教授;陳薦(1967-),男,湖南衡陽人,長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,教授。(湖南 長沙 410114)
基金項目:本文系長沙理工大學(xué)教研教改項目(項目編號:JG1236)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0020-03
風(fēng)電和太陽能發(fā)電是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,發(fā)展風(fēng)能與太陽能也是我國實現(xiàn)傳統(tǒng)化石能源為主過渡為可再生能源和清潔能源為主的必然之舉。近年來,我國風(fēng)電與太陽能發(fā)電迅猛發(fā)展,對新能源產(chǎn)業(yè)人才提出迫切需求。自2006年以來,我國相繼有華北電力大學(xué)、河海大學(xué)、長沙理工大學(xué)等多所高等院校開辦“風(fēng)能與動力工程”本科專業(yè);按照2010年《教育部辦公廳關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報和審批工作的通知》,自2011年開始,我國部分高等院校又設(shè)置“新能源科學(xué)與工程”、“新能源材料與器件”等新能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)的本科專業(yè);2013年,根據(jù)教育部要求,“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)將統(tǒng)一更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。面對新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和我國新能源產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀,本文對“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)過渡為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探索與實踐。
一、我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.總體裝機(jī)情況
自2007年,我國風(fēng)電裝機(jī)容量呈高速增長趨勢。如表1所示為2001~2012年我國新增及累計風(fēng)電裝機(jī)容量(數(shù)據(jù)來源:CWEA)。2010年,我國(不包括臺灣地區(qū))新增風(fēng)電裝機(jī)1893萬千瓦,累計風(fēng)電裝機(jī)容量4473萬千瓦,超過美國躍居世界第一位。至2012年底,全國新增安裝風(fēng)電機(jī)組7872臺,裝機(jī)容量1296萬千瓦;累計安裝風(fēng)電機(jī)組53764臺,裝機(jī)容量達(dá)到7532萬千瓦;風(fēng)電并網(wǎng)總量達(dá)到6083萬千瓦,發(fā)電量達(dá)到1004億千瓦時,風(fēng)電已超過核電成為繼煤電和水電之后的第三大主力電源。
圖1 2001~2012年中國新增及累計風(fēng)電裝機(jī)容量
至2012年上半年,我國規(guī)劃建設(shè)的百萬千瓦級、千萬千瓦級風(fēng)電基地包括甘肅酒泉基地(首期380萬千瓦)、蒙東基地通遼開魯基地(150萬千瓦)、蒙西達(dá)茂巴音基地(160萬千瓦)、河北承德基地(100萬千瓦)、新疆哈密基地(1080萬千瓦)的建設(shè)項目已部分或全部完成。此外,全國還有6個百萬千瓦級風(fēng)電基地正在組織開展建設(shè)前期工作,分別為寧夏賀蘭山基地(450萬k千瓦)、甘肅武威民勤紅沙崗基地(100萬千瓦)、吉林四平大黑山基地(170萬千瓦)、錫林郭勒基地(300萬千瓦)、興安盟桃合木基地(200萬千瓦)、呼倫貝爾基地(250萬千瓦)等。
至2012年底,全國累計核準(zhǔn)風(fēng)電項目1651個,累計核準(zhǔn)容量9040萬千瓦(含國家核準(zhǔn)計劃外項目517萬千瓦),其中累計核準(zhǔn)容量2084萬千瓦,居全國之首。2012年上半年全國風(fēng)電累計吊裝容量6190萬千瓦,累計并網(wǎng)容量5572千瓦,在建容量3468萬千瓦,并網(wǎng)容量占核準(zhǔn)容量的62%。其中內(nèi)蒙古風(fēng)電并網(wǎng)容量突破1500千瓦,領(lǐng)跑全國,河北、甘肅、山東、黑龍江、江蘇、新疆、山西、廣東、福建等省區(qū)并網(wǎng)容量也均超過100萬千瓦。
2.風(fēng)力發(fā)電投資企業(yè)情況
2012年上半年,國電集團(tuán)新增并網(wǎng)容量190萬千瓦,累計并網(wǎng)容量1172萬千瓦,繼續(xù)保持全國風(fēng)電并網(wǎng)容量首位;華能集團(tuán)新增并網(wǎng)容量100萬千瓦,累計并網(wǎng)容量759萬千瓦,居第二;大唐集團(tuán)新增并網(wǎng)容量101萬千瓦,累計并網(wǎng)容量675萬千瓦,居第三。五大發(fā)電集團(tuán)累計并網(wǎng)容量3170萬千瓦,約占全國并網(wǎng)容量的57%。2012年上半年全國投資企業(yè)基本保持穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài),同比2011年上半年并網(wǎng)容量降低了約16%。表1所示為2012年上半年主要投資企業(yè)并網(wǎng)容量統(tǒng)計情況。
3.風(fēng)電機(jī)組制造商情況
大規(guī)模風(fēng)電基地建設(shè),為我國風(fēng)電機(jī)組制造商開拓了廣闊的市場。2012 年中國風(fēng)電新增裝機(jī)容量排名前二十的企業(yè)幾乎占據(jù)了國內(nèi)98%的市場份額,其中金風(fēng)新增風(fēng)電裝機(jī)容量最多,達(dá)到2521.5兆瓦,占據(jù)19.5%的市場份額。2012 年,我國風(fēng)電新增裝機(jī)容量排名前三的企業(yè)分別為金風(fēng)、聯(lián)合動力和華銳。2012年中國風(fēng)電新增與累計裝機(jī)排名前二十的機(jī)組制造商分別如表2與表3所示。
另外,我國海上風(fēng)電也取得較大進(jìn)展。截至2012年底,中國已建成的海上風(fēng)電項目共計389.6兆瓦,是除英國、丹麥以外海上風(fēng)電裝機(jī)最多的國家。我國海上風(fēng)電開發(fā)提供風(fēng)電機(jī)組的制造商中,華銳、金風(fēng)、Siemens 所占份額較大,機(jī)型主要以2MW以上的風(fēng)電機(jī)組為主。
二、我國風(fēng)電人才需求及培養(yǎng)現(xiàn)狀
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高速增長也帶來了風(fēng)電人才的短缺。我國的風(fēng)電人才需求主要為三個方向:一是風(fēng)電開發(fā)企業(yè),如國電、華能、大唐、國華、華電、中電投、中廣核、華潤等下屬的風(fēng)電場,主要從事風(fēng)電場運行與維護(hù)方面的工作;二是風(fēng)電機(jī)組制造商,如華銳風(fēng)電、金風(fēng)、廣東明陽、國電聯(lián)合動力、湘電風(fēng)能、Vestas、上海電氣、東汽、Gamesa、GE等,這類企業(yè)一般需要高端的風(fēng)電研發(fā)人才;三是風(fēng)電規(guī)劃設(shè)計或建設(shè)單位,主要從事風(fēng)電場的規(guī)劃、設(shè)計和施工等方面的工作。
目前,我國風(fēng)電人才培養(yǎng)大體上形成了三個層次的格局:第一梯隊是博士、碩士研究生培養(yǎng),主要由國內(nèi)各高校及研究機(jī)構(gòu)借助風(fēng)電領(lǐng)域的課題研究培養(yǎng)和造就一批具有較高學(xué)術(shù)水平、創(chuàng)新能力的風(fēng)電領(lǐng)域高層次人才。第二梯隊是本科生培養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計,自華北電力大學(xué)2006年創(chuàng)辦我國第一個風(fēng)能與動力工程本專業(yè)以來,包括長沙理工大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)等,全國已開設(shè)風(fēng)能與動力工程本科專業(yè)學(xué)校有16所(2013年起,“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè))。第三梯隊是高職生。高職院校主要培養(yǎng)從事風(fēng)電機(jī)組制造、風(fēng)電場運行與維護(hù)的一線技能型人才。
從長沙理工大學(xué)(以下簡稱“我?!保┦讓蔑L(fēng)能與動力工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)考研與出國情況來看,畢業(yè)生出現(xiàn)不同層次的走向。截至2013年3月20日,風(fēng)能與動力工程專業(yè)2009級畢業(yè)生63人,已簽約49人,就業(yè)走向主要為中國大唐集團(tuán)、國電集團(tuán)、華能集團(tuán)、電力投資集團(tuán)、華潤集團(tuán)等發(fā)電企業(yè)的下屬新能源公司,少部分為風(fēng)電機(jī)組制造商和電力建設(shè)單位;讀研7人,分別被華北電力大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)等大學(xué)預(yù)錄取;出國深造2人,分別為丹麥科技大學(xué)和德國漢諾威大學(xué)預(yù)錄取。從目前人才需求角度來看,由于近幾年風(fēng)電項目的迅速擴(kuò)張,風(fēng)電行業(yè)對風(fēng)電場運行與維護(hù)的技能型人才有較旺盛的需求。
在風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展的同時,近幾年我國太陽能發(fā)電也迅速擴(kuò)張。截至2012年底我國累計光伏裝機(jī)容量達(dá)到7.5GWp,預(yù)計2013年將新增光伏裝機(jī)容量為10GWp,計劃2015年新增光伏裝機(jī)容量為40~50GWp,2020年新增80~100GWp。風(fēng)電和太陽能發(fā)電作為新能源中兩支主力軍,出現(xiàn)并駕齊驅(qū)的局面,產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然對專業(yè)人才提出迫切需求。2013年,教育部統(tǒng)一將“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。本專業(yè)也將面向更寬廣意義的新能源產(chǎn)業(yè)需求,對專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)整。
三、新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實踐
本科教育既是培養(yǎng)工程技術(shù)人才的中堅力量,又承擔(dān)著為行業(yè)高端人才培養(yǎng)打基礎(chǔ)的重要任務(wù)。本科生的優(yōu)勢在于理論基礎(chǔ)、思維方法和發(fā)展?jié)摿?,但缺乏的是技術(shù)細(xì)節(jié)方面的訓(xùn)練。因此應(yīng)始終以培養(yǎng)學(xué)生“基礎(chǔ)理論扎實、工程實踐能力與創(chuàng)新能力強(qiáng)為目標(biāo)。從新能源產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展角度來說,需要一批具有寬廣知識體系、能夠引領(lǐng)新能源技術(shù)發(fā)展的高水平創(chuàng)新型復(fù)合人才出現(xiàn)。新能源科學(xué)與工程本科教育應(yīng)該既注重專業(yè)的基礎(chǔ)性,又要注重工程實踐性。為此,我校能源科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式在以下幾方面進(jìn)行了探索與實踐。
1.以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”為原則確立人才培養(yǎng)目標(biāo)
2009年首屆招生以來,本專業(yè)依托本校能源電力優(yōu)勢學(xué)科,立足新能源國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),面向風(fēng)電產(chǎn)業(yè)人才需求,確定了“培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實,知識面寬,有較高的綜合素質(zhì)、工程實踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng),具備較強(qiáng)的計算機(jī)應(yīng)用能力和較高外語水平,系統(tǒng)掌握風(fēng)能與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)理論和基本知識,能勝任風(fēng)電場的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行與維護(hù),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計與制造,風(fēng)能資源測量與評估,風(fēng)力發(fā)電項目開發(fā)等風(fēng)能與動力工程專業(yè)的技術(shù)與管理工作,并能從事其他相關(guān)領(lǐng)域的專門技術(shù)工作應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。2011年,本專業(yè)被確定為湖南省省級特色專業(yè)。2013年,根據(jù)教育部對本科專業(yè)整理工作的統(tǒng)一部署,將“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)將更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。本著“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的原則,對專業(yè)培養(yǎng)方案做了相應(yīng)的調(diào)整,但仍然保留“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)的特色,以風(fēng)力發(fā)電為重點,涵蓋太陽能光伏/光熱發(fā)電等新能源知識體系,培養(yǎng)具有寬厚理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新精神、實踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。
2.注重基礎(chǔ)性和實踐性相結(jié)合設(shè)置課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)
根據(jù)學(xué)校的特色和優(yōu)勢,編制風(fēng)能與動力工程人才培養(yǎng)計劃,共開設(shè)必修課35門,開設(shè)選修課23門,現(xiàn)已開出課程門數(shù)為58門,學(xué)生需選修33學(xué)分選修課程,選修課在總學(xué)分中的占比為19.6%。設(shè)置了理論力學(xué)、材料力學(xué)、風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、電機(jī)學(xué)、電路理論、自動控制原理、風(fēng)力發(fā)電原理、光伏發(fā)電原理與應(yīng)用、太陽能熱利用原理與應(yīng)用等主要理論課程和計算機(jī)輔助設(shè)計、電工電子技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、風(fēng)資源測量與評估、風(fēng)電機(jī)組設(shè)計與制造、風(fēng)電機(jī)組控制與優(yōu)化運行、風(fēng)電場電氣工程、海上風(fēng)力發(fā)電等技術(shù)類課程;以金工實習(xí)、電子工藝實習(xí)、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計、風(fēng)電場電氣工程課程設(shè)計、風(fēng)電機(jī)組設(shè)計與制造課程設(shè)計、風(fēng)電場認(rèn)識實習(xí)、檢修拆裝實習(xí)、仿真實習(xí)、運行(畢業(yè))實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)等作為主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。風(fēng)能與動力工程專業(yè)在教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置上實踐教學(xué)貫穿全程。共4次集中實習(xí),課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)關(guān)系如圖2所示。
圖2 風(fēng)能與動力工程專業(yè)課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)關(guān)系
3.在工程實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力
創(chuàng)新型人才是支撐和推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力。創(chuàng)新源于實踐,在工程實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。長沙理工大學(xué)經(jīng)過多年的探索與實踐,構(gòu)建了培養(yǎng)“具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才”的學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系、能力培養(yǎng)的實施方案、實踐教學(xué)體系以及管理模式,提出了“工程基礎(chǔ)訓(xùn)練+工程創(chuàng)新訓(xùn)練+大工程意識訓(xùn)練”的工程教育模式。基于工程教育理念,形成了“三層次、四模塊、三結(jié)合”的實踐教學(xué)體系,即實驗、實習(xí)、設(shè)計等主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)按基礎(chǔ)訓(xùn)練、提高訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練三個層次進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計;將實踐教學(xué)內(nèi)容分為實驗、實習(xí)、設(shè)計、課外實踐四個模塊;采用課內(nèi)外、校內(nèi)外、第一課堂與第二課堂三結(jié)合的方式組織實踐教學(xué)。
新能源科學(xué)與工程專業(yè)是一個實踐性很強(qiáng)的專業(yè),在辦學(xué)過程中十分重視實踐教學(xué),并建立了穩(wěn)定的校內(nèi)校外實習(xí)實訓(xùn)基地,通過加強(qiáng)實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。
(1)校內(nèi)實習(xí)基地。建立校內(nèi)“風(fēng)電機(jī)組運行特性分析實驗室”、“風(fēng)力機(jī)變槳控制實驗室”、“風(fēng)力機(jī)偏航控制實驗室”、“風(fēng)力機(jī)組檢修拆裝實驗室”、“大型風(fēng)電場運行仿真實驗室”、“風(fēng)力機(jī)葉片振動特性實驗室”、“風(fēng)力機(jī)設(shè)備腐蝕與磨損實驗室”、“光伏發(fā)電實驗室”等專業(yè)教學(xué)實驗室,為專業(yè)實驗課、認(rèn)識實習(xí)、拆裝實習(xí)、仿真實習(xí)提供良好的條件。
(2)校外實習(xí)基地。根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求,制定與社會發(fā)展需要相適應(yīng)的人才培養(yǎng)方案,與大唐華銀城步南山風(fēng)電場、華電郴州仰天湖風(fēng)電場、中電投九江長嶺風(fēng)電場、大唐漳浦六鰲近海風(fēng)電場、湘電集團(tuán)有限公司、湖南興業(yè)太陽能有限公司、北京木聯(lián)能軟件技術(shù)有限公司等省內(nèi)外相關(guān)企業(yè)共建“風(fēng)能與動力工程”專業(yè),形成學(xué)校與企業(yè)產(chǎn)、學(xué)、研全面合作的長效機(jī)制。風(fēng)電專業(yè)骨干教師共18人次先后到內(nèi)蒙古華電新能源輝騰錫勒風(fēng)電場、福建大唐漳浦六鰲近海風(fēng)力發(fā)電場、河南南陽方城風(fēng)電場、新疆電力設(shè)計院、大唐甘肅酒泉風(fēng)電場等風(fēng)力發(fā)電企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流和科技服務(wù)。風(fēng)電專業(yè)學(xué)生在華電郴州仰天湖風(fēng)電場、寧夏賀蘭山風(fēng)電場與太陽山光伏電站等基地開展了豐富的暑期實踐活動。依托專業(yè)實驗室,學(xué)生開展了大量科技創(chuàng)新實踐活動,專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生開展了國家級(共4項)、校級(4項)“大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實驗項目”的研究工作;參加全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等各類科技性競賽活動,獲得較佳的成績。
4.轉(zhuǎn)變技術(shù)類或?qū)嵺`類課程的學(xué)習(xí)過程
本科教育的缺失是職業(yè)技能或技術(shù)細(xì)節(jié)方面的訓(xùn)練。理論知識寬廣但實踐動手能力差是目前本科教育存在的較普遍現(xiàn)象。本科畢業(yè)生感覺學(xué)了很多東西,又感覺什么也沒有學(xué)到,學(xué)到的都是一些理論或概論性的東西。相反,高職院校的職業(yè)技能針對性很強(qiáng),注重實際動手操作能力的培養(yǎng),而弱化理論知識體系的教育,相比于本科生,高職生在職業(yè)技術(shù)方面更容易上手。但如果本科生像高職生那樣培養(yǎng),勢必過于狹隘,也違背了大學(xué)本科教育的初衷。本科生的優(yōu)勢就在于理論基礎(chǔ)、思維方法和發(fā)展?jié)摿?。因此,本科生的理論基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)可以沿用傳統(tǒng)的書本教學(xué)為主,培養(yǎng)思維方法;技術(shù)類或?qū)嵺`類課程學(xué)習(xí)則應(yīng)放棄那種“先書本,再實踐”或“只有書本,沒有實踐”的教學(xué)方式,而應(yīng)遵循“在實踐中學(xué)習(xí)”的原則。針對不同的專業(yè)特點有選擇性地開設(shè)或加強(qiáng)職業(yè)技能型的課程。對于本專業(yè)來說,則應(yīng)加強(qiáng)計算機(jī)繪圖、電氣與控制、模擬仿真、機(jī)械設(shè)計與制造等模塊的技能培養(yǎng)。如此,本科生則不但具有寬廣的理論基礎(chǔ),而且具有較強(qiáng)的職業(yè)適應(yīng)能力。
四、結(jié)論
風(fēng)電與太陽能發(fā)電作為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),呈現(xiàn)蓬勃生機(jī)的發(fā)展局面。新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展為新能源科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)空間,同時本專業(yè)人才也必將成為推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。本專業(yè)應(yīng)以“工程實踐能力”為核心,夯實理論基礎(chǔ),強(qiáng)化實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng),支撐新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:熱能動力;熱能轉(zhuǎn)換與利用;教學(xué)內(nèi)容
中圖分類號:G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)03-0139-02
在能源的利用中,絕大部分是通過熱能這一形態(tài)加以利用的,或由熱能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量后再加以利用。在未被充分利用的余能中,絕大部分也是以余熱的形式存在的。對各種余熱的回收與利用,也離不開熱能轉(zhuǎn)換與利用的知識[1]。自熱力學(xué)理論確立后,人們雖然從理論上認(rèn)識到,熱力學(xué)過程中能量的交換及其利用,應(yīng)根據(jù)熱力學(xué)第一定律和第二定律對能量的數(shù)量和品質(zhì)兩方面進(jìn)行分析研究。但是,在實際熱能工程技術(shù)的設(shè)計、管理和改進(jìn)上,主要還是依據(jù)熱力學(xué)第一定律,即能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。也就是說,只是單一地從能量的數(shù)量角度出發(fā),以焓為基礎(chǔ)的熱平衡計算分析方法。然而,由于此法未考慮熱力學(xué)第二定律所表明的能量品質(zhì),因為人們生活在地球表面的一定客觀環(huán)境中,供給人們所需的能量有可以利用的部分(稱有用能或“火用”)和受環(huán)境限制無法利用的部分(稱無用能或“火無”),即相同數(shù)量的不同形式的能量所含的“火用”和“火無”的數(shù)量是不一定相同的,或者說能量還具有另一方面的問題――品質(zhì)。因此,在認(rèn)識所謂能量損失上就產(chǎn)生一定程度的混淆,由此在確定能量損失的分布及采取提高能量利用效率的技術(shù)措施時,就難免在熱力學(xué)上得出錯誤的結(jié)論,達(dá)不到預(yù)期的效果。為此,近幾十年來,國內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者在熱力學(xué)的理論領(lǐng)域內(nèi)和工程技術(shù)的管理上大力提倡把熱力學(xué)第一定律和第二定律綜合起來考慮,并以第二定律為主,即從熱力過程不可逆性引起可用能損失變成無用能的角度出發(fā),以用火用為基準(zhǔn)的火用分析方法來評價能量利用的科學(xué)性和合理性。由于此“火用分析法”中的“火用效率”更能準(zhǔn)確地反映各熱力設(shè)備或整個裝置系統(tǒng)技術(shù)上或熱力學(xué)的完善程度,可以從中明確提高能源利用效率的正確目標(biāo),并采取相應(yīng)的措施。所以最近幾十年來,前蘇聯(lián)、德、日、法、美等國家已將“火用分析法”廣泛應(yīng)用于能源利用及動力、低溫、制冷、熱泵、化工、冶金等方面。最近二三十年來,我國也在火用分析的基礎(chǔ)理論及其實際應(yīng)用方面做了大量的研究,并已引起了科技界和高等工科院校的廣泛重視。許多院校的熱動專業(yè)都增設(shè)了“火用分析”的相關(guān)課程[2]。
一、“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程定位
首先,從學(xué)科角度講,認(rèn)識到“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的銜接和過渡作用。本課程向上承接“工程熱力學(xué)”等前期專業(yè)基礎(chǔ)課程,是對上述基礎(chǔ)課程內(nèi)容的擴(kuò)展和深化;向下則與后續(xù)的“熱力發(fā)電廠”、“燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電”、“制冷與低溫技術(shù)”、“能源與節(jié)能技術(shù)”等專業(yè)課程緊密相連,為學(xué)生理解掌握相關(guān)專業(yè)知識奠定基礎(chǔ)[3]。熱能動力工程專業(yè)的學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí),可掌握熱能轉(zhuǎn)換的基本原理,并具備一定的分析研究和解決熱能利用中的具體問題的能力,為今后在實際工作中,管好、用好能源,降低企業(yè)的能源消耗,提高能源利用率打下基礎(chǔ)。熱能轉(zhuǎn)換與利用內(nèi)容豐富、發(fā)展迅速、學(xué)科交叉性強(qiáng),涉及熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)等諸多專業(yè)課程,是熱能動力工程專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。因此開設(shè)“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程非常必要,對于學(xué)生回顧深化所學(xué)過的“熱力學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程,深入學(xué)習(xí)掌握后續(xù)專業(yè)課程,培養(yǎng)鍛煉學(xué)生利用所學(xué)理論知識分析、解決實際問題的能力,都有著非常重要的作用[4]。
二、熱能動力工程專業(yè)“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程設(shè)計
本課程要介紹有關(guān)熱能轉(zhuǎn)換與利用的基本原理、分析方法,以及實際轉(zhuǎn)換設(shè)備與系統(tǒng)地特點和設(shè)計計算方法。給學(xué)生在“工程熱力學(xué)”的基礎(chǔ)上提供“火用分析法”的基本理論、基本知識和基本方法,培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實際問題的能力,為將來合理地利用能源及從事節(jié)能工作打下必要的基礎(chǔ)。“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程是熱能動力工程專業(yè)的專業(yè)必修課,共48學(xué)時。先后介紹了能源概論、能量轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)、熱力系統(tǒng)分析、工業(yè)企業(yè)中的熱能利用、熱回收用換熱設(shè)備。
第1章能量概論,在介紹有關(guān)能源的一些基本概念的基礎(chǔ)上,認(rèn)識熱能的重要性,了解熱能利用現(xiàn)狀。熱能是人類使用最為廣泛的一種能量形式,在一次能源中,熱能資源也占了絕大部分。在能源的利用中,絕大部分是通過熱能這一形態(tài)加以利用的,或由熱能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量后再加以利用。在未被充分利用的余能中,絕大部分也是以余熱的形式存在的。
第2章能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)理論,重點介紹能量的質(zhì)量分析―火用分析的方法。為了有效地利用熱能,正確地指導(dǎo)節(jié)能工作的開展,找到能量損失所在,需要結(jié)合熱力學(xué)第一定律和第二定律,從量和質(zhì)兩個方面全面地進(jìn)行分析。本章就是要運用工程熱力學(xué)理論,介紹分析能量轉(zhuǎn)換過程的方法,著重介紹火用分析的方法,詳細(xì)敘述了不同條件下的火用、火用損失的計算方法及其影響因素,并介紹實際熱工設(shè)備的火用平衡、火用效率的分析方法。
第3章熱力系統(tǒng)分析,是用火用分析方法具體分析熱力循環(huán)和熱力系統(tǒng),弄清影響熱力系統(tǒng)效率的因素和提高效率的途徑。重點分析動力循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng),分析各個轉(zhuǎn)換過程及系統(tǒng)的火用損失大小,找到減少火用損失的主攻方向,提出改進(jìn)整個熱力系統(tǒng),提高火用效率的主要途徑。
第4章工業(yè)企業(yè)中的熱能利用,介紹企業(yè)中的余熱資源及其利用方法,分析企業(yè)的能源平衡、能耗指標(biāo)以及余熱資源情況。介紹各種不同的余熱資源的回收方法、回收系統(tǒng)對節(jié)能效果的影響。提高企業(yè)的能源利用效率,挖掘節(jié)能潛力,對企業(yè)能源系統(tǒng)進(jìn)行分析,通過能量平衡確定其有效利用部分和各項損失的大小,尋求減少損失及有效回收利用余能的途徑。
第5章熱回收用換熱設(shè)備,介紹余熱回收用的各種換熱器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計計算方法、使用場合等內(nèi)容,為今后進(jìn)行余熱回收時,能正確選擇和設(shè)計計算換熱器,并為研究開發(fā)高效新型換熱器打下一定的基礎(chǔ)。同時介紹熱管換熱器、流化床換熱器等新型換熱器和換熱器的發(fā)展趨勢及優(yōu)化設(shè)計。
課程內(nèi)容分為理論與實踐兩部分,第一章、第二章運用熱力學(xué)基本理論闡述“火用”及“火用分析法”的基本概念、火用和火用損失的計算及火用分析的基本方法,即為火用和火用分析的基礎(chǔ)理論部分。第三~五章以工程實例說明火用分析法的具體應(yīng)用,分別對蒸汽動力裝置、氣體動力裝置及制冷、熱泵裝置進(jìn)行具體火用分析。并結(jié)合工業(yè)企業(yè)中的熱能利用介紹了余熱回收方法與換熱設(shè)備。對于本校的“熱能與動力工程專業(yè)”來說,本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)動力工程及工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù),訓(xùn)練進(jìn)行動力機(jī)械與熱工設(shè)備設(shè)計、運行、實驗研究的基本能力。專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置了電廠熱能與動力工程、工業(yè)爐窯工程、制冷及低溫工程、供熱工程等方向的專業(yè)課程。從專業(yè)培養(yǎng)方案的設(shè)置可以看出“熱能轉(zhuǎn)換與利用”是熱動專業(yè)的基礎(chǔ)課程,熱能轉(zhuǎn)換與利用的熱力學(xué)基礎(chǔ)理論是熱動專業(yè)的理論基礎(chǔ),熱能轉(zhuǎn)換與利用的熱力系統(tǒng)分析則是熱動專業(yè)的核心內(nèi)容,包括蒸汽動力循環(huán)的系統(tǒng)分析、燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)分析、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)分析、中低溫余熱動力回收的熱力系統(tǒng)分析、熱泵系統(tǒng)分析等,是熱動專業(yè)的主要專業(yè)課程及核心課程。熱能轉(zhuǎn)換與利用課程的學(xué)習(xí)為后續(xù)的專業(yè)課程奠定了堅實的基礎(chǔ),也為熱動專業(yè)的學(xué)習(xí)奠定了深厚的基礎(chǔ)。因此,我們提出將熱力系統(tǒng)分析作為教學(xué)的主要側(cè)重內(nèi)容,熱能動力工程專業(yè)的學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí),可掌握熱能轉(zhuǎn)換的基本原理,并具備一定的分析研究和解決熱能利用中的具體問題的能力,為今后在實際工作中,管好、用好能源,降低企業(yè)的能源消耗,提高能源利用率打下基礎(chǔ)。
三、結(jié)論
“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程在熱能與動力工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中,起著承上啟下的銜接作用,課程內(nèi)容非常重要。由于熱能轉(zhuǎn)換與利用發(fā)展迅速,內(nèi)容豐富,本文以我校開設(shè)“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的實踐為例,從“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的定位、“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程教學(xué)內(nèi)容的編排兩個方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。提出將熱力系統(tǒng)分析作為教學(xué)的主要側(cè)重內(nèi)容,以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實際問題的能力,為將來合理地利用能源及從事節(jié)能工作打下必要的基礎(chǔ)。我校“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的內(nèi)容和教學(xué)體系設(shè)計總體上思路清晰、內(nèi)容充實、層次分明,很好地完成了“熱能轉(zhuǎn)換與利用”課程的既定目標(biāo)和要求。
參考文獻(xiàn):
[1]湯學(xué)忠,熱能轉(zhuǎn)換與利用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2002.
[2]吳存真,張詩針,孫志堅.熱力過程火用分析基礎(chǔ)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2000.
篇6
關(guān)鍵詞:熱能與動力;鍋爐,應(yīng)用
社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電網(wǎng)建設(shè)也不斷發(fā)展。熱電廠作為重要的供電方在生產(chǎn)電能方面有非常重要。電廠在發(fā)電過程中也會產(chǎn)生很多其它的能量,這些能量無法利用的話就造成了能源的浪費,尤其是作為量比較大的熱能和動力能源來說更需要我們加強(qiáng)研究,促使這些能源能夠轉(zhuǎn)化為我們所需要的電能,進(jìn)而提高電廠的發(fā)電效率,達(dá)到節(jié)能的目的。
一、運用熱能與動力工程的重要意義
目前我國電廠運行現(xiàn)狀來看,合理的運用熱能和動力工程意重大,其必要性主要表現(xiàn)在兩個方面;
(1)在電廠中有效運用熱能和動力工程是我國當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀的要求。目前我國發(fā)展過程中面臨的最大問題就是能源問題,能源的短缺現(xiàn)象在當(dāng)前我國發(fā)展過程中日益突出。當(dāng)前我國才會如此重視對于能源的節(jié)約利用,盡可能的在各個行業(yè)中提高能源的利用率,而對于電廠來說,在電廠發(fā)電過程中合理的運用熱能和動力工程就能夠在較大程度上提高電廠的發(fā)電效率,也就是達(dá)到了節(jié)能的目的,符合國家總體發(fā)展方針的要求。
(2)在電廠中有效運用熱能和動力工程同樣是電廠自身發(fā)展的基本要求。隨著當(dāng)前我國電力能源使用量的增加,電廠的數(shù)量也正在與日俱增,并且隨著我國市場化進(jìn)程的加快,電廠也逐漸融入到了市場環(huán)境中,這就無形中增加了電廠的壓力,為了更好的應(yīng)對這種越來越大的競爭壓力,電廠必須采取恰當(dāng)?shù)拇胧﹣硖岣咦陨淼纳a(chǎn)效率,進(jìn)而才能增強(qiáng)自身的核心競爭力。
二、降低熱能損耗的措施
(1)采取合理的調(diào)配選擇方案
由于外界負(fù)荷的變化導(dǎo)致并網(wǎng)運行機(jī)組在遇到不斷變動的電網(wǎng)頻率時,會依據(jù)自身的差異動態(tài)特性自動啟動增減負(fù)荷,維持電網(wǎng)周波這個過程被稱作一次調(diào)頻。一次調(diào)頻負(fù)荷的增量,由負(fù)荷功率隨頻率的下降而自動減少和調(diào)速器作用使發(fā)電機(jī)有功出力增加兩個方面共同調(diào)節(jié)來平衡。一次調(diào)頻是有差調(diào)節(jié),只能將頻率控制在一定范圍內(nèi)。一次調(diào)頻的主要特點就是頻率的調(diào)速非常快,然而發(fā)電機(jī)組調(diào)頻形式,一種為自動調(diào)頻方式,另外一種為手動調(diào)頻方式。在熱電廠運行中對提高其自身的運行效率與水平方面來說選擇怡當(dāng)?shù)恼{(diào)頻方式十分有必要且相當(dāng)重要。因此,恰當(dāng)調(diào)配方式的選擇要立足于正確認(rèn)識并掌握并網(wǎng)運行機(jī)組,以防因選擇了錯誤的調(diào)配方式而導(dǎo)致熱能與動力工程在熱電廠中的運用效率的低下。
(2)節(jié)流調(diào)節(jié)
節(jié)流調(diào)節(jié)本身的作用就是為了提高生產(chǎn)效率,促進(jìn)能量有效轉(zhuǎn)化的措施。如果汽輪機(jī)中沒有相應(yīng)的調(diào)解級,對于較大型的鍋爐機(jī)組而言并不會發(fā)生很大的損失,但是對于容積較小的機(jī)組,節(jié)流調(diào)節(jié)就顯得尤為重要。
對于較小的汽輪機(jī)組而言,機(jī)組包含的級數(shù)越多,機(jī)組的數(shù)值就會出現(xiàn)越小的情況,同時在臨界壓力方面數(shù)值也會是非常小的。為了更好的保證電廠的生產(chǎn),在工作級組方面級數(shù)不應(yīng)該小于三到四級,同時在一種工況下,通過各級級組的流量要相同,在不同的工況下,各級的通流面積要保持不變。
(3)濕氣損失
濕汽損失也是電廠熱能及動力工程中經(jīng)常面臨的問題之一,產(chǎn)生這樣問題的主要原因有以下幾種:其一,濕蒸汽在鍋爐機(jī)組中發(fā)生膨脹的過程之中,難免會產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象,這部分蒸汽就無法做功,導(dǎo)致能力的損失;其二,水珠與氣流的速度存在差別,當(dāng)水珠速度小于氣流速度時,水珠便會影響氣流的流速,消耗其動能,從而造成能量的損失;其三,水珠應(yīng)為撞擊噴管背弧而擾亂主流造成的損失,撞擊動葉背弧阻礙動葉旋轉(zhuǎn)而消耗葉輪有用功。
為了盡量降低濕氣損失,在實際的工作之中我們要在氣流中間增設(shè)熱循環(huán)裝置,這樣可以讓濕氣中的水珠重新氣化,變成相應(yīng)的氣流。也可以在設(shè)備之中增設(shè)相應(yīng)的除濕裝置,盡量降低氣流中的濕氣,這也是降低濕氣損失的重要方式。
(4)鍋爐排煙損失問題
鍋爐是火力電廠發(fā)電的核心裝置,鍋爐在不斷的運行與工作的過程之中,極易受到排煙溫度的影響。一般而言,我們會對排煙溫度進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置,只要排煙溫度保持在相應(yīng)的設(shè)置范圍之內(nèi),鍋爐機(jī)組不會出現(xiàn)問題,但是如果排煙溫度大于我們預(yù)先設(shè)置的排煙溫度,那么就會造成鍋爐排煙損失增加,降低鍋爐的工作效率,影響電廠整體的經(jīng)營效益。
一般而言,影響排煙溫度的因素主要有燃料、風(fēng)溫與風(fēng)速三個方面,因此為了解決鍋爐排煙損失應(yīng)該從這三個方面進(jìn)行考慮。首先,我們應(yīng)該注重燃料的選擇,盡量選擇雜質(zhì)較少的燃料,控制燃料中的灰分、水分以及揮發(fā)分,只有這樣才能從根本上提高燃料的燃燒效率,有效降低排煙溫度,從而控制排煙損失;其次,要注重風(fēng)速的調(diào)整,在實際的發(fā)電過程之中應(yīng)該盡量的控制風(fēng)速大小適宜且穩(wěn)定,只有這樣才能保證燃料的充分燃燒的同時減少鍋爐排煙損失;最后,在鍋爐機(jī)組工作的過程之中應(yīng)該科學(xué)的控制風(fēng)溫,風(fēng)溫對于燃燒的效率與質(zhì)量有著直接的聯(lián)系,只有注重風(fēng)溫的控制才能保證鍋爐的工作效率,減少鍋爐排煙損失。
三、熱能與動力工程發(fā)展的方向
在熱能動力工程的發(fā)展方向中,熱能動力及控制工程方向尤為重要。在此工程里便涉及到熱能與動力測試技術(shù)以及鍋爐原理等知識的運用。目前,隨著機(jī)組向大容量、高轉(zhuǎn)速、高效率、自動化方向的發(fā)展,電站也對風(fēng)機(jī)的安全可靠性提出了越來越高的要求,鍋爐風(fēng)機(jī)在運行中常發(fā)生燒壞電機(jī)、竄軸、葉輪飛車、軸承損壞等事故,嚴(yán)重危害設(shè)備、人身安全,也給電廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此外,風(fēng)機(jī)一直是電站的耗電大戶,電站配備的送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和冷煙風(fēng)機(jī)是鍋爐的重要輔機(jī),降低其耗電率是節(jié)能的一項重要措施。
另一面,熱能與動力工程專業(yè)將重點圍繞國家能源戰(zhàn)略,以“新能源、核能、智能電網(wǎng)、常規(guī)能源、節(jié)能減排”為主線,培養(yǎng)能適應(yīng)國家能源領(lǐng)域(尤其是電力行業(yè))快速發(fā)展要求的高級研究應(yīng)用型人才。
4結(jié)束語
綜上所訴,熱電廠在改革的過程中,應(yīng)該將重點放在熱力設(shè)備和熱力系統(tǒng)的節(jié)能減排改造上。在本文中筆者只是粗略的列舉了幾種節(jié)能減排措施,真正行之有效的具體節(jié)能措施還有很多。就目前情況來看,要想不斷的推進(jìn)我國電力企業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展,就應(yīng)該針對熱電廠的節(jié)能上進(jìn)行深刻的分析與探討,只有這樣才能更好的促進(jìn)問題的解決,為我國電力行業(yè)的發(fā)展提供相應(yīng)的保障。與此同時,對電廠熱能及動力工程存在的問題進(jìn)行研究對于提高燃料能量利用率,促進(jìn)燃料的高效燃燒,從而實現(xiàn)節(jié)能減排的社會目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
篇7
關(guān)鍵詞:實驗教學(xué);熱能與動力工程;教學(xué)方式;改革
作者簡介:張璟(1979-),女,湖北黃岡人,北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,講師;吳小華(1978-),男,湖北襄陽人,北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,講師。(北京 102617)
基金項目:本文系2010年北京市屬高等學(xué)校人才強(qiáng)教深化計劃項目(項目編號:RHR201008362)、2011年北京石油化工學(xué)院教改項目“完善熱能與動力工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的研究與實踐”的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0090-02
能源動力類專業(yè)的許多研究進(jìn)展都是通過實驗得來的,因此實驗教學(xué)對于能源動力類專業(yè)人才培養(yǎng)具有十分重要的意義。[1]相對于理論教學(xué),實驗教學(xué)具有直觀性、綜合性、探索性、客觀性等特點,[2]不僅可以使學(xué)生的理論知識得以鞏固并加深理解,而且完整的實驗過程是培養(yǎng)學(xué)生成為具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)工程技術(shù)人員,使學(xué)生理論聯(lián)系實際、掌握科學(xué)方法和提高動手能力的重要平臺。[3,4]北京石油化工學(xué)院作為一所以工科為主的地方普通本科高等學(xué)校,“以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為己任”,并于2010年6月成為全國首批實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點院校之一,在專業(yè)教育中強(qiáng)化“實踐育人”就是學(xué)校的特色,[5]實驗與實踐教學(xué)的作用和地位日益凸顯。
一、熱能與動力工程專業(yè)實驗現(xiàn)狀及實驗教學(xué)方式改革的必要性
2006年北京石油化工學(xué)院熱能與動力工程專業(yè)將零散設(shè)置在課程中的實驗獨立出來,合并開課。學(xué)生在實踐過程中都要經(jīng)歷由表面到內(nèi)部、由簡單到復(fù)雜、由單項到綜合的技能形成過程,因而該實驗教學(xué)體系從學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律出發(fā),分成“系統(tǒng)、部件結(jié)構(gòu)認(rèn)識”、“施工、運行及測試”、“故障分析與故障處理”三個層次,每一層次又由不同實驗對象的若干模塊組成。
這幾年專業(yè)實驗的實際教學(xué)取得了一些教學(xué)成果,但是仍存在諸多不足之處。本門實驗課授課對象是大四學(xué)生,對于本科高年級學(xué)生而言存在一些矛盾:一方面學(xué)生需要這些課程來完善知識結(jié)構(gòu),增強(qiáng)專業(yè)知識和技能;另一方面該階段又有著考研、找工作、出國考試等壓力,結(jié)果往往是學(xué)生對實驗課沒有學(xué)習(xí)積極性,學(xué)習(xí)效果非常差。實驗教師仍較多采用傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法,教學(xué)過程中即使教師苦口婆心的反復(fù)講解,但由于直觀性差,仍不能很好地表現(xiàn)出各零部件之間的相互聯(lián)接、配合、運動關(guān)系以及實驗條件的限制,影響了教學(xué)質(zhì)量。實驗內(nèi)容被嚴(yán)格限定,學(xué)生在實驗教學(xué)過程中只能被動地接受實驗結(jié)果,制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不大。許多制冷及空調(diào)方向?qū)嶒炁_使用了8年以上,實驗數(shù)據(jù)與理論值之間的誤差很大,嚴(yán)重影響了實驗效果。而隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,學(xué)生不僅需要掌握實驗要求的傳統(tǒng)測試方法,還要了解新材料、新工藝、新技術(shù)在實驗測試技術(shù)中的應(yīng)用。
為此,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式已無法適應(yīng)創(chuàng)新教育的需求,提高實驗效果的教學(xué)方法改革勢在必行,改革將提高本專業(yè)的實驗教學(xué)質(zhì)量,形成本專業(yè)實驗教學(xué)的特色,實現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)。
二、改革方案
1.變封閉式實驗教學(xué)為開放式實驗教學(xué)
為減輕大四學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,提高實驗質(zhì)量,首先從實驗時間安排上著手。實驗教師在學(xué)期初給出實驗項目的時間,實驗項目的個數(shù)及學(xué)時總數(shù)要大于學(xué)生要求的總學(xué)時數(shù),每個實驗項目規(guī)定人數(shù)上限及下限,學(xué)生根據(jù)實驗教學(xué)大綱要求自行選定實驗時間、內(nèi)容,寫出實驗計劃書交實驗教師審閱同意后實施。
在實踐教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的主體意識,激勵學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,以取得較好的實驗效果。鼓勵教師充分相信學(xué)生、尊重學(xué)生個性,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,改變“填鴨式”的知識傳授方式,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)并進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),將教學(xué)目標(biāo)由知識的轉(zhuǎn)移和傳授轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰Φ募ぐl(fā)與提高。
2.合理安排實驗內(nèi)容
對內(nèi)容相近的實驗進(jìn)行合并,有效的避免重復(fù)實驗。淘汰設(shè)備陳舊且不能適應(yīng)社會發(fā)展與技術(shù)發(fā)展要求的驗證性實驗,增加設(shè)計性的實驗內(nèi)容,嘗試將科研課題的研究成果引入到實驗室,讓學(xué)生更好地掌握新技術(shù)與新方法,讓他們能夠更快地適應(yīng)社會,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。設(shè)計一些綜合實驗,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論的能力,從而掌握新的知識和技能,達(dá)到實驗課教學(xué)的預(yù)期目的。另外,在實驗設(shè)備上注重新技術(shù)的引進(jìn),開拓學(xué)生的視野,擴(kuò)大學(xué)生的知識面。如綜合性實驗“制冷機(jī)組性能實驗”中采用計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),要求學(xué)生結(jié)合Agilent系統(tǒng)的監(jiān)測曲線,微量調(diào)節(jié)低溫箱中電加熱器的電壓、暖風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小來穩(wěn)定蒸發(fā)溫度,使系統(tǒng)處于平穩(wěn)運行狀態(tài)。
3.豐富教學(xué)手段提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
將理論教學(xué)中廣泛使用的計算機(jī)輔助教學(xué)手段等新技術(shù)應(yīng)用到專業(yè)實驗教學(xué)中去。結(jié)合實驗特點,利用計算機(jī)的繪圖、動畫技術(shù)、三維軟件對某些實驗設(shè)備建模,對于直觀性差,各零部件之間的相互聯(lián)接、配合、運動關(guān)系受到實驗條件限制的實驗,將其結(jié)構(gòu)、原理、工作過程融于動畫之中,[6]使一些難以理解的靜止圖形變成栩栩如生的動畫圖形。
如綜合性實驗“制冷機(jī)組性能實驗”中,要求學(xué)生掌握蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的組成和工作原理,但采用的是全封閉式壓縮機(jī),其工作原理及內(nèi)部運動關(guān)系很不直觀;要求學(xué)生掌握單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)性能測試方法,但是為保證實驗效果,管路及換熱設(shè)備多處保溫,弄清楚流體的走向及各部件間的聯(lián)接都會有些難度。為此采用三維建模軟件對此實驗臺建模,可以將整個實驗臺進(jìn)行模擬拆裝,壓縮機(jī)內(nèi)部運動也以動畫視頻展示。
4.通過參加科技競賽,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神、創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力
傳統(tǒng)的實驗?zāi)J奖容^僵化,束縛了學(xué)生的思維,不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。北京石油化工學(xué)院熱能與動力工程專業(yè)非常重視科技競賽這一培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生能力的平臺,積極引導(dǎo)學(xué)生以團(tuán)隊形式參加科技競賽,凝練新概念,設(shè)計新方案,在教師的指導(dǎo)下綜合運用所學(xué)知識,利用實驗室提供的條件,自己動手將想法變成實物,使知識得到徹底的升華。
以自2007年開始舉辦的大學(xué)生制冷空調(diào)科技競賽為例,每一屆競賽北京石油化工學(xué)院都有許多學(xué)生踴躍報名參加,并獲得了良好的成績。其中2012年北京石油化工學(xué)院本科生王欣等3人設(shè)計的太陽能空調(diào)傘,為炎炎夏日在太陽傘下工作的人們提供了涼爽的工作環(huán)境,創(chuàng)新模塊得分很高,最終獲得了本次競賽團(tuán)體一等獎。在上述活動中,教學(xué)突破了傳統(tǒng)模式,強(qiáng)化了能力訓(xùn)練。[7]實驗室給學(xué)生提供了自主實踐、自主研究、自主探索的機(jī)會,有效激發(fā)了他們的專業(yè)興趣,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,切實提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。在此過程中,本科生充分領(lǐng)略和體驗了科研活動的酸甜苦辣,也學(xué)會了如何開動腦筋去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,拉近了書本知識和現(xiàn)場實踐的距離,動手能力得到了極大鍛煉,創(chuàng)新意識有了較具體的體現(xiàn)。
專業(yè)實驗教學(xué)注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng),注意結(jié)合生產(chǎn)實際設(shè)置與現(xiàn)場情況貼切的實驗,鞏固專業(yè)知識,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,完全實現(xiàn)了綜合性實驗和設(shè)計性實驗的培養(yǎng)目標(biāo)。為了吸引學(xué)生更多的參加科技競賽,同時減輕學(xué)習(xí)壓力,可以嘗試性的將競賽項目成果替代一項設(shè)計性實驗或一項綜合性實驗成績,由于指導(dǎo)競賽的教師也參與專業(yè)實驗的教學(xué),這種方式有了執(zhí)行的便利。此外,這種方式增強(qiáng)了學(xué)生實驗動手能力和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)了學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì),學(xué)生的綜合能力得到了很大的提高;豐富了實驗教師設(shè)計綜合性實驗和設(shè)計性實驗的內(nèi)容;學(xué)生實踐積極性普遍提高,較好地貫徹了因材施教的方針。
5.實驗課程改革的成效
為了考察課程改革的成效,對已經(jīng)修過本門課程的學(xué)生進(jìn)行了隨機(jī)問卷調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括以下方面:
(1)課程本身:設(shè)置該課程的重要性、學(xué)生興趣度。
(2)授課教師方面:包括教師駕馭能力、教師教學(xué)方法靈活多樣性、教師課程內(nèi)容熟悉度、教師講課清楚、重點突出情況。
(3)授課方式方面:包括綜合性與設(shè)計性實驗設(shè)置是否合理、多媒體使用是否合理、考核方式是否合理。
(4)教學(xué)效果方面:包括能否學(xué)到新的技能、能否提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力、對該課程的滿意度。
(5)參加科技競賽項目取得的獎項替代設(shè)計性實驗或綜合性實驗成績是否可行。
三、結(jié)束語
近年來,我國教育體制不斷地進(jìn)行深化改革,對本科生的素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育已經(jīng)提到高校教育改革的首位。在充分調(diào)研一些高等院校實驗課程運行情況的基礎(chǔ)上,嘗試對北京石油化工學(xué)院熱能工程專業(yè)實驗課程教學(xué)方式從開放式實驗教學(xué)、合理安排實驗內(nèi)容、豐富實驗教學(xué)手段、參加科技競賽培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維等方面進(jìn)行改革。通過問卷調(diào)查的方式了解了熱能工程專業(yè)實驗課程改革的成效,學(xué)生對課程的關(guān)注度是最為權(quán)重的要素。因此,應(yīng)該注重教學(xué)方式的創(chuàng)新,應(yīng)把先進(jìn)的方法、手段引入到實驗中,有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性,營造研究性學(xué)習(xí)的氛圍,提高教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的全面素質(zhì),培養(yǎng)適合工業(yè)界需求的合格工程師。
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篇8
[關(guān)鍵詞]畢業(yè)設(shè)計(論文);本科教學(xué)改革;本碩科研協(xié)作;教學(xué)質(zhì)量
在日益競爭的高等教下,高校的教育要想在競爭中脫穎而出,必須增強(qiáng)學(xué)生對社會的適應(yīng)性,不但要有豐富的理論知識還要有較強(qiáng)的實踐與動手能力。畢業(yè)設(shè)計是實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié),對于我校能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生來說,畢業(yè)設(shè)計還是學(xué)生從事電力相關(guān)行業(yè)設(shè)計、運行、管理和科學(xué)研究最初嘗試。畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),能夠幫助學(xué)生增強(qiáng)理論知識還能進(jìn)一步了解行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用專業(yè)知識和專業(yè)軟件,認(rèn)識行業(yè)市場,最終提高其專業(yè)素養(yǎng)。通過方式和方法上的創(chuàng)新和嘗試,正確引導(dǎo)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,使畢業(yè)設(shè)計成為學(xué)生深造和就業(yè)過程中提升能力的良好平臺,也是增強(qiáng)學(xué)生社會工作實踐的重要教育環(huán)節(jié)。
一、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中存在問題
首先,由于學(xué)生選題環(huán)節(jié)具有盲目性。畢業(yè)設(shè)計題目的選擇關(guān)系到畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量與價值。選題需要學(xué)生在大量查閱本專業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,結(jié)合畢業(yè)去向選題,才能使畢業(yè)設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)達(dá)到最好的教學(xué)效果。而學(xué)校往往在公布各位指導(dǎo)教師的畢業(yè)設(shè)計題目后,要求學(xué)生在較短時間內(nèi)選擇自己的題目,對于從未從事科研工作的本科畢業(yè)生,了解畢業(yè)題目涉及的內(nèi)容具有一定困難,因此在選題方面使學(xué)生產(chǎn)生一定的盲目性。其次,畢業(yè)設(shè)計時間短,學(xué)生學(xué)習(xí)能力參差不齊,指導(dǎo)教師對學(xué)生“一對多”式的指導(dǎo)與監(jiān)督難以在短期內(nèi)照顧到每位學(xué)生的學(xué)習(xí)。[1]工科本科畢業(yè)設(shè)計,包括調(diào)查研究、檢索中外文獻(xiàn)資料、試驗方案設(shè)計與試驗研究、試驗數(shù)據(jù)處理、論文的撰寫、繪圖等工作。對于剛剛嘗試科學(xué)研究的本科生,畢業(yè)設(shè)計的每個環(huán)節(jié)都需要指導(dǎo)教師逐一把關(guān),詳細(xì)指導(dǎo)。由于時間短師資力量的匱乏,使畢業(yè)生還沒來得及了解選題就開始盲目實驗或計算;研究結(jié)果未經(jīng)過多思考就要開始撰寫論文,使學(xué)生在整個畢業(yè)設(shè)計過程中處于被動狀態(tài),難以發(fā)揮主觀能動性,畢業(yè)論文水平差強(qiáng)人意。最后,畢業(yè)設(shè)計過程中缺少團(tuán)隊的配合精神。培養(yǎng)團(tuán)隊精神是當(dāng)前高校教育所面臨的巨大挑戰(zhàn)和必要解決的問題。目前的畢業(yè)設(shè)計撰寫過程中反映了我國傳統(tǒng)教育方式中缺乏團(tuán)隊合作訓(xùn)練的這種弊端。在根據(jù)老師布置的論文題目,獨立的搜索、整理、分析材料,整個過程缺乏相應(yīng)的配合與協(xié)調(diào),使學(xué)生的個人能力增強(qiáng),團(tuán)隊合作能力有所下降。[2,3]
二、教改分析與實施計劃
隨著每年畢業(yè)生考研數(shù)量的增加,我院每年升入高等學(xué)府繼續(xù)深造的畢業(yè)生比例增加。在研究生教學(xué)的過程中,發(fā)現(xiàn)新生入學(xué)后學(xué)習(xí)效率普遍較低,專業(yè)知識不扎實,不能盡快了解導(dǎo)師的研究課題。為了夯實研究生入學(xué)后的專業(yè)基礎(chǔ),提高其科研能力,有必要使一部分研究生參與本科生畢業(yè)設(shè)計,在輔助指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師完成本科畢業(yè)指導(dǎo)的過程中,做到溫故知新,為深入本專業(yè)科研領(lǐng)域奠定理論基礎(chǔ)和實踐能力。鑒于以上分析,本教改研究小組提出基于“本—碩科研協(xié)作”的能源與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式研究。第一,在不同的設(shè)計階段,根據(jù)指導(dǎo)教師的專長,為學(xué)生精心講解畢業(yè)設(shè)計的基本知識。針對不同階段的重點及難點內(nèi)容,組織研究生與本科生討論,要求學(xué)生做有準(zhǔn)備的發(fā)言,并建立研究生與本科生的“一對一”學(xué)習(xí)模式,提高本科畢業(yè)設(shè)計的水平;并對指導(dǎo)教師—研究生—本科生共同的教師和學(xué)生進(jìn)行獎勵,提高學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的能動性。第二,“本—碩科研協(xié)作”的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)體制可以淡化本科生與研究生的概念界限,充分鼓勵學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的能動性,讓研究生參與設(shè)計過程,更深入的了解其導(dǎo)師的研究方向充分發(fā)揮指導(dǎo)教師的專長,并增強(qiáng)了本科生與研究生之間的團(tuán)隊合作能力。第三,本科生的畢業(yè)設(shè)計題目在兼顧指導(dǎo)教師科研課題和畢業(yè)生市場需求和崗位技能的前提下,建立本科生與研究生的互動,及時吸取研究生學(xué)習(xí)的經(jīng)驗,拓展視野。第四,“本—碩科研協(xié)作”的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)體制可以減少本科學(xué)生選題的盲目性。根據(jù)固有的畢業(yè)設(shè)計模式下,這一指導(dǎo)體制縮短了本科學(xué)生在了解題目內(nèi)在內(nèi)容必要時間,并有足夠的時間查閱資料,檢索文獻(xiàn),試驗方案設(shè)計與試驗研究、試驗數(shù)據(jù)處理、論文的撰寫、繪圖等工作。避免了畢業(yè)生還沒來得及了解選題就開始盲目實驗、計算或者未經(jīng)過多思考就要開始撰寫論文;不會導(dǎo)致學(xué)生在整個畢業(yè)設(shè)計過程中處于被動狀態(tài)。
三、教學(xué)改革探索初步成果
篇9
關(guān)鍵詞:過程裝備控制工程;過程原理與設(shè)備;教學(xué)內(nèi)容
作者簡介:蘇文獻(xiàn)(1967-),男,山東棲霞人,上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,副教授;孫麗(1982-),女,山東海陽人,上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,講師。(上海 200093)
基金項目:本文系上海市教委重點課程建設(shè)項目(項目編號:1K12301002)、上海理工大學(xué)核心課程建設(shè)項目(項目編號:5811301003)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)25-0120-02
過程裝備與控制工程專業(yè)的前身是化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)(簡稱“化機(jī)”),1998年根據(jù)發(fā)展需要,教育部對普通高等學(xué)校大學(xué)本科專業(yè)目錄進(jìn)行了調(diào)整,將化工設(shè)備與機(jī)械(本科)專業(yè)更名為過程裝備與控制工程專業(yè)。該專業(yè)主要研究石油、化工、煉油、輕工、核能與電力、冶金、環(huán)境、食品及制藥等過程工業(yè)中處理流體和類流體必需的裝備、技術(shù)與控制等。屬于融機(jī)械、化工和控制等多工程學(xué)科領(lǐng)域于一體的復(fù)合交叉型學(xué)科。
過程裝備與控制工程本科專業(yè)相對應(yīng)的研究生教育的學(xué)科名稱為化工過程機(jī)械,屬于動力工程及工程熱物理一級學(xué)科下的二級學(xué)科。
動力工程及工程熱物理學(xué)科主要研究能量以熱和功及其他相關(guān)的形式在轉(zhuǎn)化、傳遞過程中的基本規(guī)律,以及按此規(guī)律有效地實現(xiàn)這些過程的裝備及系統(tǒng)所涉及的應(yīng)用科學(xué)及應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué);主要應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防領(lǐng)域,與人類生活、生產(chǎn)密切相關(guān);同時又幾乎與所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域密切有關(guān),可以推動人類更好地利用能源與現(xiàn)代動力技術(shù)的發(fā)展。
上海理工大學(xué)(以下簡稱“我?!保┻^程裝備與控制工程專業(yè)依托于我校動力工程與工程熱物理一級學(xué)科,該學(xué)科具有博士后流動站,并在1997年第一批被批準(zhǔn)為我國具有一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)單位;所屬二級學(xué)科化工機(jī)械方向在70年代就已具有培養(yǎng)碩士和博士的能力。
在這樣的背景下,我校能源與動力工程學(xué)院不斷修改和豐富本科生培養(yǎng)計劃和培養(yǎng)方案,開設(shè)了“過程原理與設(shè)備”課程,作為過程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。經(jīng)過多年的教學(xué)改革和不斷探索,在教學(xué)方法、授課內(nèi)容設(shè)計和提高學(xué)生創(chuàng)新能力方面取得了一定成果。
一、專業(yè)概況和課程定位
化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)更名為“過程裝備與控制工程”專業(yè)后,其內(nèi)涵和外延都有了根本變化。更名后的專業(yè),從單純的機(jī)械學(xué)科轉(zhuǎn)向機(jī)械與控制交叉學(xué)科。雖然它自己仍然屬于機(jī)械大學(xué)科,但它和通用機(jī)械有區(qū)別,與原來的行業(yè)范圍局限于化工不同,新行業(yè)可以廣泛服務(wù)于機(jī)械、電子、化工等相關(guān)過程工業(yè);同時,新行業(yè)的發(fā)展也和機(jī)械電子、控制工程、化工機(jī)械、動力機(jī)械等密切相關(guān)。過程工業(yè),通常來說,是利用化學(xué)和物理方法改變物料物化性能,用以生產(chǎn)新產(chǎn)品的加工工業(yè),廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等眾多相關(guān)行業(yè)部門。過程裝備與控制工程專業(yè)主要涉及的對象是與流程有關(guān)的物料,從原材料到成品或者半成品過程中需要經(jīng)過一系列化學(xué)或者物理變化。因此,整個過程需要有數(shù)量不同、功能各異的單元操作并聯(lián)或者串聯(lián)組成,而每一個單元操作均需要一個能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的設(shè)備或者機(jī)器來完成。每個單元操作對應(yīng)的設(shè)備稱為單元設(shè)備,而這些單元設(shè)備需要用一系列的部件如閥門、管道、三通等連在一起構(gòu)成過程裝備。在過程工業(yè)中,通常需要確保各個單元設(shè)備以及整個裝備能夠安全穩(wěn)定地運行,因此需要對各個流程中的物料的各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制,如壓力、速率、溫度、濃度等。
過程裝備與控制工程專業(yè)是以過程裝備的設(shè)計、制造、運行、維護(hù)、管理為主體,過程工業(yè)原理與裝備控制技術(shù)應(yīng)用為兩翼的多學(xué)科交叉型專業(yè)。通過系統(tǒng)學(xué)習(xí),學(xué)生將具有較強(qiáng)的機(jī)械基礎(chǔ)、過程裝備、力學(xué)基礎(chǔ)、控制工程、計算機(jī)應(yīng)用等基礎(chǔ)理論知識,具有較好的工程技術(shù)基本素質(zhì)和綜合解決工程問題的能力。其培養(yǎng)目標(biāo)是具備過程裝備設(shè)計制造及其控制理論,并具備研究開發(fā)、設(shè)計制造、運行控制、維護(hù)管理等綜合能力的高級科學(xué)研究和技術(shù)人才。
我校以科研教學(xué)型為辦學(xué)定位。“過程原理與設(shè)備”課程是過程裝備與控制工程專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程之一,是過程裝備與控制工程專業(yè)的核心課程,也是上海市教委重點建設(shè)課程。該課程既講原理又講設(shè)備,涉及知識全面;由理論到應(yīng)用,教學(xué)邏輯明確。對激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生的應(yīng)用能力有很大幫助。同時作為專業(yè)基礎(chǔ)課程,其教學(xué)質(zhì)量的好壞也直接影響其他專業(yè)課程的教學(xué)工作。因此,做好“過程原理與設(shè)備”課程建設(shè)對提高本科教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展具有一定積極作用。
二、授課內(nèi)容設(shè)計
過程工業(yè),一般來說,都與熱量傳遞、能量傳遞及質(zhì)量傳遞有關(guān)。過程工業(yè)中涉及的所有的機(jī)器(動設(shè)備)和(靜)設(shè)備,均屬于過程裝備。過程裝備可以分為以下幾大類:
1.流體動力過程及設(shè)備
滿足流體力學(xué)等相關(guān)規(guī)律的過程及設(shè)備。如液體的輸送與氣體的增壓,氣液非均相混合物的分離、液體的攪拌等。所用的設(shè)備有泵、鼓風(fēng)機(jī)、離心機(jī)、壓氣機(jī)、管道、沉降室等。
2.傳熱過程及設(shè)備
滿足熱量傳遞等相關(guān)規(guī)律的過程及設(shè)備。如冷卻、蒸發(fā)等。所用的設(shè)備有冷凝器、蒸發(fā)器、鍋爐等。
3.傳質(zhì)過程及設(shè)備
滿足質(zhì)量傳遞等相關(guān)規(guī)律的過程及設(shè)備。如干燥、分餾、吸附、吸收、結(jié)晶等。所用的設(shè)備有:干燥器、萃取塔、結(jié)晶器等。
4.機(jī)械過程及設(shè)備
滿足固體力學(xué)等相關(guān)規(guī)律的過程及設(shè)備。如固體的粉碎、篩分、輸送、給料等。常見的設(shè)備有粉碎機(jī)、振動篩、輸送設(shè)備、給料器等。
5.化學(xué)過程及設(shè)備
滿足化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)規(guī)律的過程及設(shè)備。如還原、氧化、加氫、水解、加聚等。常見的設(shè)備有攪拌反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器以及流化床反應(yīng)器等。
“工程熱力學(xué)”、“工程流體力學(xué)”、“傳熱學(xué)”為我校過程裝備與控制工程專業(yè)在能源與動力工程學(xué)院的三大基礎(chǔ)課程?!斑^程原理與設(shè)備”是過程裝備與控制工程專業(yè)的主修課程,其授課內(nèi)容大體與化工原理相近。由于傳熱、傳動量兩部分內(nèi)容已由其他老師在“傳熱學(xué)”、“過程流體機(jī)械”中主講,故在本課程中授課內(nèi)容以傳質(zhì)為主,傳熱、傳動量為輔。課程講述質(zhì)量傳遞原理、換熱、蒸發(fā)傳熱單元操作及吸收、精餾、萃取、吸附、結(jié)晶、膜分離等傳質(zhì)單元操作;熱量、質(zhì)量同時傳遞過程的特點及增減濕和干燥操作。具體內(nèi)容包括:
分離過程與傳遞現(xiàn)象,介紹混合物組成,基本操作方法和常用設(shè)備,傳質(zhì)分離的動力學(xué)方程;吸收基本原理,氣液相平衡、傳質(zhì)機(jī)理與傳質(zhì)速率、低濃度氣體的吸收與計算,高濃度氣體吸收、多組分吸收、化學(xué)吸收和解吸,吸收塔的結(jié)構(gòu)和設(shè)計;蒸餾基本原理,雙組分溶液的氣液相平衡、簡單蒸餾、平衡蒸餾和精餾及其雙組分連續(xù)精餾的計算和分析,間歇精餾和特殊精餾、多組分精餾,蒸餾塔的結(jié)構(gòu)和設(shè)計;氣液傳質(zhì)設(shè)備的工藝設(shè)計;液液平衡關(guān)系、部分互溶物系的萃取計算、完全不互溶物系的萃取計算及溶劑的選擇,其他萃取方法及萃取設(shè)備;濕空氣的性質(zhì)及濕度圖、干燥過程的物料衡算和熱量衡算、干燥速率和干燥時間,干燥器的類型、性能、結(jié)構(gòu);蒸發(fā)原理、設(shè)備及計算熱量傳遞基礎(chǔ),單效蒸發(fā)和真空蒸發(fā)的概念和計算,單效蒸發(fā)和提高加熱蒸汽經(jīng)濟(jì)性的其他措施及其蒸發(fā)設(shè)備;顆粒與顆粒層的特性、流體與顆粒間的相對運動及其流體通過顆粒床層的流動、重力沉降和過濾計算,了解氣體凈化的其他廣泛應(yīng)用和設(shè)備;膜分離傳質(zhì)單元操作的基本原理。
目前我校過程裝備與控制工程專業(yè)所用教材是陳敏恒等編著的《化工原理》(上、下)第三版(化學(xué)工業(yè)出版社)。所用參考教材有:蔣維鈞等編著的《化工原理》(上、下)(清華大學(xué)出版社),何洪潮等編著的《化工原理》(科學(xué)出版社),張斌編著的《過程原理與設(shè)備》(東北大學(xué)出版社)等。
在多年的教學(xué)過程中,我校能源與動力工程學(xué)院不斷探索教學(xué)內(nèi)容和方法。在總學(xué)時數(shù)受限定的情況下,結(jié)合實際情況,合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容,既壓縮了課時,又避免了該課程與學(xué)院基礎(chǔ)課程內(nèi)容上的重復(fù);在與其他課程的配置上,將該課程與“專業(yè)實驗”課程的進(jìn)度合理搭配,用實驗設(shè)備模擬真實設(shè)備,邊學(xué)邊練,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生動手實踐能力;在改革教學(xué)內(nèi)容和方法的同時,還注意將現(xiàn)代化教學(xué)手段引入課堂,利用計算機(jī)教學(xué)軟件進(jìn)行輔助教學(xué),取得了良好的教學(xué)效果。
三、結(jié)論
“過程原理與設(shè)備”課程是過程裝備與控制工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,其內(nèi)容涵蓋廣、實踐應(yīng)用性強(qiáng)。經(jīng)過多年的教學(xué)改革和探索,我校走出了一條內(nèi)容設(shè)計合理、教學(xué)方法多樣、注重實踐和創(chuàng)新的特色之路。過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生連續(xù)多年的高就業(yè)率和來自企業(yè)的積極反饋,體現(xiàn)了我?!斑^程原理與設(shè)備”教學(xué)的良好效果。
參考文獻(xiàn):
[1]陳敏恒,叢德滋,方圖南,等.化工原理(上、下)[M].第三版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012.
[2]蔣維鈞,戴猷元,顧惠君.化工原理(上、下)[M].第三版.北京:清華大學(xué)出版社,2009.
篇10
關(guān)鍵詞:實踐教學(xué)體系;卓越工程師;多層次
中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)44-0075-03
一、前言
近二十年來,世界發(fā)達(dá)國家的工程教育逐漸融合了技術(shù)取向和科學(xué)取向,一些大學(xué)提出了“回歸工程實踐”的改革理念,不斷改革各自的工程教育,開始重視工程教育的實踐性和創(chuàng)新性,以適應(yīng)現(xiàn)代大工程的要求。迄今為止,美國實行工程教育的高校已有900多所,約占全美高校的1/3;以德國和法國為代表的歐洲也有一大批知名高校實施了工程教育模式。由于我國工程教育所處的歷史階段與西方發(fā)達(dá)國家完全不同,面臨的國家使命與西方發(fā)達(dá)國家完全不同,因此我國的工程教育只能創(chuàng)新,走建設(shè)中國模式工程教育之路[1-3]。
為了貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020年)》精神,樹立全面發(fā)展和多樣化的人才觀念,樹立主動服務(wù)國家戰(zhàn)略要求、主動服務(wù)行業(yè)企業(yè)需求的觀念,2010年教育部牽頭實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。該計劃旨在改革和創(chuàng)新工程教育人才培養(yǎng)模式,創(chuàng)立高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制,著力提高學(xué)生服務(wù)國家和人民的社會責(zé)任感、勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力。2013年,山東省開始實施“省級卓越工程師教育培養(yǎng)計劃試點專業(yè)”建設(shè),我校能源與動力工程專業(yè)成功入選。
“卓越工程師教育”的核心與關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。實踐能力的培養(yǎng)主要依賴于實踐教學(xué)體系,構(gòu)架優(yōu)良的實踐教學(xué)體系是保障高質(zhì)量卓越工程師人才培養(yǎng)的關(guān)鍵,而實踐教學(xué)體系是否科學(xué)、合理、切合實際,將直接影響大學(xué)生工程實踐與創(chuàng)新能力的高低。現(xiàn)有的實踐教學(xué)體系普遍存在實踐內(nèi)容與工程應(yīng)用結(jié)合程度不足、各實踐環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)較差、職業(yè)思想意識教育欠缺、合作培養(yǎng)企業(yè)缺乏積極性等共性問題,無法適應(yīng)卓越工程師人才培養(yǎng)的要求[4,5],因此必須構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力為核心的能源與動力工程實踐教學(xué)新體系,才能培養(yǎng)出具有“寬厚、復(fù)合、開放、創(chuàng)新”特征的高層次、高水平、高素質(zhì)的應(yīng)用型高級專門人才。
二、現(xiàn)有培養(yǎng)體系存在的問題
1.缺乏“實踐教育是培養(yǎng)體系的關(guān)鍵組成部分”的基本理念。一方面,部分學(xué)校職能部門或教師將課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)作為課堂教學(xué)之外的“輔”工作,且缺乏具備豐富工程經(jīng)驗的雙師型導(dǎo)師的參與,缺乏實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的總體設(shè)計,缺乏綜合性、設(shè)計性實驗的指導(dǎo)與設(shè)計。另一方面,學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)的重視程度不夠,參與過程中缺乏主動性和積極性。
2.校外實踐教學(xué)基地缺乏建設(shè)。校外實踐教學(xué)基地本應(yīng)為學(xué)生在實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、社會實踐等環(huán)節(jié)創(chuàng)造工程實踐環(huán)境,是工程實踐教學(xué)必不可少的前提條件。校外實踐教學(xué)基地一般為具有一定專業(yè)背景和影響力的大中型企業(yè),由于缺乏相應(yīng)的支持政策和經(jīng)濟(jì)效益刺激,企業(yè)在安排學(xué)生實習(xí)時缺乏積極性,甚至借故推脫,不愿意學(xué)生去實習(xí),即使能夠到達(dá)現(xiàn)場,也很難保證實習(xí)質(zhì)量。
3.實踐教學(xué)師資隊伍缺乏建設(shè)。能源與動力工程專業(yè)是工程實踐能力要求較強(qiáng)的專業(yè),該專業(yè)在對卓越工程師培養(yǎng)的環(huán)節(jié)中對實踐能力的要求更甚。實踐教學(xué)應(yīng)與理論教學(xué)、科學(xué)研究工作同步發(fā)展,這就要求高校教師能夠既熟悉理論知識又要有豐富的工程實踐、科研經(jīng)歷。然而,高校教師雖然具有較高的學(xué)歷,但具有豐富工程實踐經(jīng)驗的教師越來越少,同時教師數(shù)量不足,師生比大幅提高,教師負(fù)擔(dān)較重,無法適應(yīng)卓越工程師教育培養(yǎng)的需求。
三、實踐教學(xué)體系構(gòu)建與支持資源建設(shè)
1.構(gòu)建多層次實踐教學(xué)體系。
以培養(yǎng)學(xué)生具備優(yōu)秀的工程實踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo),構(gòu)建了“一個核心、兩個基礎(chǔ)、四個層次”的卓越工程師培養(yǎng)多層次實踐教學(xué)體系,體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
(1)一個核心是以工程實踐能力和創(chuàng)新能力為培養(yǎng)核心。
(2)兩個基礎(chǔ)為實踐平臺和指導(dǎo)團(tuán)隊,是支撐培養(yǎng)體系正常運轉(zhuǎn)的軟件和硬件條件,實踐平臺包括在合作培養(yǎng)企業(yè)建立的校外實踐教學(xué)基地和校內(nèi)各種實驗、實訓(xùn)實驗室。
(3)四個層次是指整個體系由基礎(chǔ)實踐層、專業(yè)實踐層、創(chuàng)新實踐層和企業(yè)綜合實踐層組成,各層次采用逐層遞進(jìn)的方式完成。①基礎(chǔ)實踐層,包括基本素質(zhì)模塊和實驗?zāi)K,基本素質(zhì)模塊主要由思想政治理論實踐課、入學(xué)教育及軍訓(xùn)、公益勞動、學(xué)科導(dǎo)論、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識教育課等組成,實驗?zāi)K由學(xué)校通識教育課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)方向選修課的課內(nèi)實驗環(huán)節(jié)組成。一方面培養(yǎng)學(xué)生樹立“工程實踐能力和創(chuàng)新能力是生存根本”的基本理念和具備良好的職業(yè)道德、職業(yè)精神、吃苦耐勞精神等;另一方面培養(yǎng)學(xué)生掌握基本專業(yè)實驗操作能力和動手能力,加深對專業(yè)理論的認(rèn)識和理解,鍛煉分析問題和解決問題的基本能力。②專業(yè)實踐層,包括工程訓(xùn)練模塊和綜合實習(xí)模塊。工程訓(xùn)練模塊包括工程訓(xùn)練、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計和機(jī)械制圖測繪等實踐課程,該模塊主要依托于大學(xué)生實訓(xùn)中心開展,主要培養(yǎng)學(xué)生對技術(shù)工具及加工方法的掌握和圖紙的基本繪制能力。綜合實習(xí)模塊包括駕駛實習(xí)、認(rèn)識實習(xí)、內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造拆裝實習(xí)和內(nèi)燃機(jī)制造工藝生產(chǎn)實習(xí),主要為了強(qiáng)化學(xué)生對專業(yè)綜合知識和工程技能的認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實踐能力和解決實際問題的能力。③創(chuàng)新實踐層,包括社會實踐模塊和科技創(chuàng)新模塊。社會實踐模塊依托社會實踐環(huán)節(jié)開展,主要為了使學(xué)生加深對本專業(yè)和相關(guān)行業(yè)的了解,確認(rèn)適合的職業(yè)定位,為向職場過渡做準(zhǔn)備,可增強(qiáng)其就業(yè)競爭優(yōu)勢,等等??萍紕?chuàng)新模塊依托專業(yè)設(shè)計與制作實踐課、大學(xué)生科技創(chuàng)新項目和大學(xué)生科技創(chuàng)新比賽開展,主要為了發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神,使學(xué)生的理論知識得到鞏固和升華,突出學(xué)生個性發(fā)展,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。④企業(yè)綜合實踐層,包括企業(yè)學(xué)習(xí)模塊和工程研發(fā)模塊。企業(yè)學(xué)習(xí)模塊依托企業(yè)學(xué)習(xí)實踐環(huán)節(jié)開展,包括標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)、質(zhì)量管理體系學(xué)習(xí)、觀摩生產(chǎn)線、參與工藝制定及設(shè)計等內(nèi)容,主要培養(yǎng)學(xué)生對技術(shù)規(guī)范的認(rèn)知與實踐,讓學(xué)生現(xiàn)場體會設(shè)計及生產(chǎn)的主要工藝流程及所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范及企業(yè)文化,等等。工程研發(fā)模塊依托畢業(yè)實踐與畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)鑒定實踐環(huán)節(jié)開展,企業(yè)根據(jù)研發(fā)部門需要和學(xué)生自身的特點,依托現(xiàn)有研發(fā)項目,為學(xué)生設(shè)計畢業(yè)設(shè)計題目和內(nèi)容,使學(xué)生在參與工程研發(fā)的過程中完成畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),從而使學(xué)生真正融入到企業(yè)中,通過真實項目的操作達(dá)到提升工程設(shè)計創(chuàng)新能力的目的。
2.制定了實踐體系課程標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)。在充分吸收企業(yè)對工程人才要求的前提下,針對多層次實踐教學(xué)體系制定了各個組成環(huán)節(jié)詳盡的課程標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)中突出企業(yè)的主導(dǎo)和引領(lǐng)地位)。為了保障人才培養(yǎng)質(zhì)量,各課程制定相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn),建立以素質(zhì)、實踐、學(xué)校導(dǎo)師、企業(yè)導(dǎo)師多位一體的質(zhì)量評價體系。評價標(biāo)準(zhǔn)以學(xué)生工程能力評價為主體,評價標(biāo)準(zhǔn)包括詳盡的考核評價方案和細(xì)則,依據(jù)不同環(huán)節(jié)的性質(zhì)差異確定針對性的評價指標(biāo),并進(jìn)行量化,以求評價的科學(xué)性、公正性和可操作性。
3.加強(qiáng)了指導(dǎo)團(tuán)隊建設(shè)。指導(dǎo)團(tuán)隊的建設(shè)著重于提高工程教育師資隊伍的工程實踐能力和設(shè)計創(chuàng)造能力,能夠有效地將工程實踐經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。
(1)提高了學(xué)校專業(yè)教師的工程實踐創(chuàng)新能力。一方面,加強(qiáng)了學(xué)校與企業(yè)間的研究和開發(fā)合作。一是使已經(jīng)有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師具備更加豐富的企業(yè)工作經(jīng)驗和工程實踐經(jīng)歷;二是使已經(jīng)具備一定工程實踐經(jīng)歷的教師具有企業(yè)工程工作的經(jīng)歷,采取了與企業(yè)進(jìn)行工程項目合作、共同完成技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務(wù)等方式,教師可直接參與企業(yè)日常生產(chǎn)和企業(yè)的技術(shù)升級、改造。另一方面,對教師隊伍中工程實踐經(jīng)歷不足或是沒有工程經(jīng)歷的教師,采取了集中訓(xùn)練和長期培訓(xùn)相結(jié)合的方法。一是通過與企業(yè)的技術(shù)項目合作、專題訓(xùn)練等方式派遣到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行每年至少累積3~6月的工程實踐,熟悉生產(chǎn)過程、工程技術(shù)和管理;二是在校內(nèi)聘請具有豐富工程實踐經(jīng)歷的教師,實行“一對一”的互相幫、帶的長期培訓(xùn)方式。
(2)聘用了企業(yè)導(dǎo)師。在卓越工程師實踐培養(yǎng)過程中,企業(yè)導(dǎo)師具有舉足輕重的地位,實施了“企業(yè)導(dǎo)師核心化”的指導(dǎo)思想。一是聘請企業(yè)專家為學(xué)校兼職教師參與全部校內(nèi)實踐環(huán)節(jié),在培養(yǎng)中采用“企業(yè)導(dǎo)師、校內(nèi)實踐中心專業(yè)指導(dǎo)教師和專業(yè)教師”復(fù)合式團(tuán)隊指導(dǎo)模式,采用案例教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、專題講座、工程實踐技術(shù)指導(dǎo)等方式開展工作,使工程元素提前融入校內(nèi)教學(xué),使學(xué)生進(jìn)入企業(yè)前具備一定的工程設(shè)計知識和基本能力。二是在企業(yè)綜合實踐層的培養(yǎng)中采用“企業(yè)導(dǎo)師為主、專業(yè)教師輔助”的雙導(dǎo)師模式,企業(yè)導(dǎo)師根據(jù)企業(yè)的實際情況為學(xué)生的生產(chǎn)學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計選題及其實施等環(huán)節(jié)提供指導(dǎo)或現(xiàn)場咨詢,負(fù)責(zé)對學(xué)生進(jìn)行工程師專業(yè)培養(yǎng)的全面基本訓(xùn)練。
4.強(qiáng)化實踐平臺建設(shè)。實踐平臺是保障實踐教學(xué)順利開展的基礎(chǔ),本專業(yè)在校內(nèi)實踐平臺和企業(yè)實踐平臺兩方面開展了系統(tǒng)建設(shè)。在校內(nèi)實踐平臺建設(shè)方面,依托學(xué)院車輛工程與交通國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心、能源與動力工程省級高等學(xué)校骨干學(xué)科教學(xué)實驗中心、山東理工大學(xué)工程實訓(xùn)中心、學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室等,加強(qiáng)了儀器設(shè)備投入、實驗實訓(xùn)規(guī)范化管理、綜合性創(chuàng)新性實驗項目等建設(shè),劃撥了專門經(jīng)費資助大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動,加強(qiáng)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的管理和指導(dǎo)。在企業(yè)實踐平臺建設(shè)方面,以企業(yè)研發(fā)中心為依托,建立了“卓越工程師培養(yǎng)”專用實踐教育中心,設(shè)置了專門人員進(jìn)行管理和運作,建設(shè)了實訓(xùn)、實習(xí)的專用場所與設(shè)備,聘請了企業(yè)高級職稱以上的技術(shù)人員和高級管理人員擔(dān)任企業(yè)導(dǎo)師,充分利用了企業(yè)工程設(shè)計資源和導(dǎo)師隊伍,使企業(yè)綜合實踐層的教學(xué)任務(wù)落到了實處。
四、多層次實踐教學(xué)體系優(yōu)勢與特色
1.構(gòu)建的“一個核心、兩個基礎(chǔ)、四個層次”實踐教學(xué)體系,可有效提升學(xué)生的工程素養(yǎng)、工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。在本體系中,各校內(nèi)實踐層次中均高度融合了工程實踐內(nèi)容,既可以使學(xué)生充分理解專業(yè)知識,還可以提前掌握豐富的工程應(yīng)用知識,實現(xiàn)了理論知識和實踐應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合,為企業(yè)綜合實踐層的快速深入開展奠定了良好基礎(chǔ)。在企業(yè)實踐層次中,充分發(fā)揮企業(yè)的主導(dǎo)作用,以項目引導(dǎo)培養(yǎng),學(xué)生通過深入?yún)⑴c項目研發(fā),可充分提升其工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
2.與企業(yè)緊密結(jié)合建立“卓越工程師培養(yǎng)”專用實踐教育中心,形成了校企合作培養(yǎng)的雙贏模式。以企業(yè)研發(fā)中心為依托,建立了“卓越工程師培養(yǎng)”專用實踐教育中心,充分發(fā)揮企業(yè)在工程人才培養(yǎng)中的核心作用和主導(dǎo)地位。在實踐過程中,使學(xué)生真正成為了企業(yè)的一份子,既可以使實踐教學(xué)完全融入工程研發(fā)過程中,保障了學(xué)生工程設(shè)計創(chuàng)新能力的培養(yǎng),又可以使學(xué)生成為企業(yè)研發(fā)的鮮活有生力量,促進(jìn)了企業(yè)整體研發(fā)能力提升和人才隊伍建設(shè),學(xué)生取得的有效成果與企業(yè)共享,互惠互利,達(dá)到學(xué)校和企業(yè)雙贏的效果。
3.建立了多位一體的卓越工程師培養(yǎng)質(zhì)量評價體系,有效保障了培養(yǎng)質(zhì)量。質(zhì)量評價體系以學(xué)生工程能力評價為主體,注重對學(xué)生的工程能力、組織能力、團(tuán)隊合作能力、人際交往能力、國際視野等方面的綜合評價,是提升培養(yǎng)質(zhì)量的有效保障。
五、結(jié)論
在“卓越工程師教育”核心培養(yǎng)理念下,構(gòu)建了適用于能源與動力工程專業(yè)的“一個核心、兩個基礎(chǔ)、四個層次”的多層次實踐教學(xué)體系,建立了相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)體系和培養(yǎng)質(zhì)量評價體系,同時強(qiáng)化了指導(dǎo)團(tuán)隊和實踐平臺的建設(shè),可實現(xiàn)學(xué)生的高質(zhì)量培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
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