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为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求,引导不同类型高校根据自己办学定位和发展目标,发挥自身优势,办出专业特色,“十一五”期间教育部、财政部将择优重点建设一批高等学校特色专业,通过优化专业结构,提高人才培养质量,办出专业水平和特色,为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。
华北电力大学热能与动力工程专业创办于1958年,原名为电厂热能专业,历经五十多年的建设和发展,现已成为本校师资力量最强、就业形势较好、招生人数较多和学生成才率较高的专业之一,本专业累计毕业生人数已达10616人,在校生人数2647人。尤其最近几年,在两大电网公司和五大发电集团共同组成的校理事会的支持和帮助下,学科实力得到了质的飞跃,毕业生就业形势一直保持在全国各专业的前列。华北电力大学能源与动力工程学院已经成为我国发电领域最重要的人才培养基地,得到了发电行业的充分肯定,在我国发电领域具有重要的影响。
华北电力大学热能与动力工程专业紧密结合国家经济和社会发展需求,以培养“厚基础、重实践、强能力”的热动专业技术人才和管理人才为目标,改革人才培养方案,加强课程体系和教材建设,优化师资队伍,强化实践教学,具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色,取得了一系列显著效果。
一、建设思路与改革措施
1.建立并形成热动专业人才培养调研机制
通过校理事会定期开展能源动力、发电(火电、气电、风电和核电等)、环保等相关行业的人才需求形势调研和毕业生就业状况研讨与分析,根据国家的人才需求,制定适应不同专业方向的模块化、层次化人才培养方案。
2.以本科教学水平评估所形成的规范性课堂教学、实践教学和教学管理模式为建设起点,加强精品教材的培育和建设
课程教学体现相关领域的最新发展,普遍采用国内外高水平的新版教材,继续组织编写高质量的适用教材,形成深入开展教学研究的有效机制。
3.加强师资队伍建设,改革教师培养和使用机制
有计划地选派青年教师到企业进行锻炼,到国内外高水平大学或研究机构做访问学者或短期合作研究;鼓励和支持教师参加企业的短期高级技术培训、生产一线观摩、调研和相关会议;聘请一定数量的具有企业生产和管理经验的人员兼职授课,形成学校和企业、学校和国内外大学及研究机构的定期人员交流机制。
4.改革实践教学,推进人才培养与生产实践相结合
为了适应我国能源与电力发展对全新实践型、创新型人才的需求,热能与动力工程实验教学中心整合相关实验室资源,依托电站设备状态监测与控制教育部重点实验室为本科生设立的“能动之光”科技创新项目,建成了包含电厂实践教学模块、动力工程基础实验模块、热能动力工程实验模块、创新实验模块的集知识学习、技能拓展、工程训练、创新能力培养为一体的实验教学示范中心。涵盖专业基础实验、专业实验、综合实验、创新实验,能够满足不同专业、不同层次学生的需要,实现理论与实践、校内与校外的无缝链接,体现“厚基础、重实践、强能力”的人才培养特色。
二、建设成果
热能与动力工程专业是一门跨学科、综合性强、重实践的学科,着重培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,德、智、体全面发展的,集现代信息技术与热能动力工程知识为一体的高级专门技术人才和管理人才,要求学生通过四年的学习不仅要掌握全面的理论知识,而且必须具备较强的实际操作能力,以适应现代能源、电力行业相关领域对高级人才的需求。华北电力大学热能与动力工程专业以国家能源电力需求为建设导向,从方向凝练、人才培养、教学体系构建、师资建设、教材建设、实验室建设等方面进行全方位探索和实践,取得了丰硕的成果。
1.专业建设别具特色,人才培养模式灵活多样
为适应国家能源电力行业发展的需要,热能与动力工程专业依托一级学科“动力工程及工程热物理”博士点,在热能与动力工程和电厂集控运行方向的基础上,拓展专业方向,开设燃气轮机联合循环、核工程与核技术、制冷与空调工程、新能源等专业方向,覆盖主要发电形式,具有鲜明的电力特色。通过与国家大型企业合作,采用“订单+联合”的培养模式,使专业教育符合社会的发展需求,满足了国家对社会紧缺的复合型拔尖创新人才和应用人才的需要,进一步提高高等教育教学质量,推进人才培养模式改革。
2.加强基础、突出能力、注重创新,构建高质量人才培养体系
按照“夯实基础、突出能力、注重创新、全面发展”的指导思想制定热能与动力工程专业人才培养方案,既加强培养学生厚重的基础,又注重培养学生的创新精神和实践能力。近年来热能与动力工程及相关专业方向毕业生的一次签约率超过98%,毕业生因“作风扎实、动手能力强、有较强的创新精神”深得能源电力行业及其他用人单位的广泛赞誉。
3.优化师资队伍结构、积极打造优秀教学团队
高水平教师队伍是专业建设的有力保障。近年来,热能与动力工程专业按“博士化、工程化、国际化”要求进行师资队伍建设,引进急需人才、培养未来人才、用好现有人才,新引进的教师均为名牌高校的博士或博士后,有数名教师在华北电力科学研究院进行为期半年的工程化训练,有计划、分年度派教师赴美国、法国、英国、丹麦、日本等能源和电力较发达国家的高校或研究机构做访问学者。目前热能与动力工程专业教学团队教师队伍职称结构、年龄结构、学位结构合理,2007年被评为北京市优秀教学团队。
4.以精品课程建设为核心打造课程体系,带动教材建设
根据热能与动力工程专业课程建设计划,以创建精品课程为课程体系建设重点,核心课程全部建成精品课程,同时带动热能与动力工程专业的教材建设,有力推动了热能与动力工程专业的建设水平。到目前为止,已建成1门国家级精品课程、7门省市级精品课程、3门学校精品课程;国家“十一五”规划教材3门及其他教材12门。
5.建设特色实验中心,构建分层次、模块化的实验教学体系
热能与动力工程实验教学中心构建了“专业基础-专业-综合-创新”分层次、模块化的实验教学体系,进一步丰富了华北电力大学“四模块”(基础实验模块、校内实践模块、仿真实验模块、校外实践模块)实践教学体系的内涵。2007年8月热能与动力实验教学中心顺利通过北京市教委组织的专家组评审,荣获北京市高等学校实验教学示范中心称号。
三、鲜明特色
华北电力大学热能与动力工程特色专业时刻以国家能源电力需求为建设导向,以其包容并蓄、均衡有道的精神,不断派生出一批新专业和学科方向,并将继续不断强化内涵、扩展外延,满足国家对能源电力不断发展的新需求,具有鲜明的专业特色。
1.突出专业特色和行业特色
华北电力大学热能与动力工程专业以为国家能源与电力工业培养热动专业技术人才和管理人才为主要目标,专业建设紧密结合国家经济和社会发展需求,具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色。
2.支撑学校的大电力学科体系
近年来,热能与动力工程专业针对国家能源结构调整和节能减排工作所形成的新的人才需求,调整和优化了专业方向的设置,从热能与动力工程专业孵化出来的风能与动力工程、核科学与核技术等专业成为华北电力大学大电力学科体系的重要组成部分,进一步提升学校服务于我国能源电力发展的能力和水平。
3.理论与实践教学体系完备,特色鲜明
从复合型人才培养角度出发,建立了以能力培养为主线,分层次、多模块相互衔接的理论与实验教学体系,课程设置实现了系列化、层次化、模块化、厚基础、宽口径,增加学生学习的选择性、自主性,体现“重实践、强能力”的人才培养特色。
4.探索创新人才培养的新模式
积极进行人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法的改革,通过设立“创新人才培养实验班”,采用校企联合“订单式”人才培养模式,为全校本科创新人才培养起到推动和示范作用。
热能与动力工程专业创新人才培养实验班从2007年开始试办,选派优秀博士生导师做班主任,因材施教,2007级实验班学生在大一第二学期末一次性全部顺利通过国家四级英语考试。实践证明创新人才培养实验班是成功的。
关键词:热能与动力工程;科技创新;策略
随着市场化经济的不断发展,创新已经成了社会对各领域的主要要求,同时也成了各领域竞争力提高的关键。对于热能与动力工程而言同样如此,加强科技创新能够使工程整体技术水平得到提高,这对于其功能的发挥以及人民生活质量的提高能够起到十分积极的促进作用。
一、热能与动力工程概述
将热能转化为动能,从环境保护以及资源节约的角度实现动力供给,即所谓的热能与动力工程。根据可持续发展理念的要求,各行业的发展都必须本质环境保护以及资源节约的理念来实现,以此促进人与自然的和谐发展。动能与热力工程与上述理念的要求相符合,因此得到了国家以及全社会的重视。就目前的情况看,热力发电是热能与动力工程的主要代表,除此之外,社会其他行业都与这一工程存在着千丝万缕的联系。如何将热能最大程度的转化为动能是当前社会研究的主要方向,同时也是该工程发展的主要趋势,从长远的角度看,这对于我国环保以及生态问题的解决具有重要价值,同时也能够达到提高产业经济发展速度与合理性的目的。
二、热能与动力工程科技创新的重要性
热能与动力工程科技创新的重要性主要体现在以下方面:
(一)是市场化经济的主要要求
经济全球化的深入使得市场化经济成了我国经济的主要类型,随着市场化经济的发展,各行业开始将综合实力以及竞争力的提高作为了发展中的重点,在当今时代,创新性已经成了人们评价企业实力以及未来发展方向的关键因素,因此,热能与动力工程必须加大力度实施科技创新,这样才能使工程本身在市场中立足。
(二)是工程水平提高的重要保证
加强科技创新能够使热能与动力工程本身的技术水平得到提高,随着而来的便是生产效率的提高以及经济利润的增加,这对于热能与动力工程水平的提高十分有利。除此之外,创新还能够达到竞争力以及对于资源的吸引力,以此为基础,工程规模的扩大必定成为可能,这同样是工程水平提高的主要体现。
三、热能与动力工程科技创新策略
热能与动力工程的科技创新可以从能源转换各环节入手,提出相应的优化措施来实现。
(一)调节节流技术创新
热能与动力工程本身属于环保工程,而调节节流技术的应用同样是生态与环境保护的主要措施,因此,在科技创新过程中,有必要将调节节流技术的创新作为重点。以火电厂为例,其发电过程需要依靠汽轮机来实现,因此,这一设备的工作效率以及技术创新性便成了决定火电厂的能源是否可以得到有效节约的关键因素。如何减少温度的变化对生产的影响是改善汽轮机运行状态的主要措施,而上述措施的实施则与调节节流的实现存在联系。为使调节节流能够有效地实现,将计算机以及自动控制技术应用到汽轮机的运行过程中十分重要,如此,在其运行过程出现突发状况时,自动调节则能够成为可能,这能够有效地保证调节节流的实现。
(二)燃烧方式创新
同样以火电厂为例,作为其火力发电的主要燃料,煤是否能够充分燃烧决定着火电厂的经济效益能否得到最大程度的提高,根据煤种的不同,其质量也有所不同,这会对燃烧的充分程度造成影响,除此之外,对燃烧方式的选择也会影响到燃烧效果。为了使煤能够得到更加充分的燃烧,必须对燃烧方式进行创新。根据不同的煤种,要选择不同的燃烧方式,以提高其合理性,同时不同质量的煤能够得到最大程度的燃烧。另外,燃烧过程中的氧气含量也会影响燃烧效果。对此,加强对氧气含量的优化控制能够起到一定的效果。总的来说,燃烧方式的创新要从不同的角度出发来实现,要综合考虑燃烧过程中面临的种种因素,合理选择燃烧方式,以使其能够更加符合火电厂锅炉的燃烧特点与需求,最终达到提高燃烧效率以及充分程度的目的。上述措施的实施不仅能够使煤资源得到有效的节约,同时也能够减少火电厂的运行成本,从使其经济效益得到提高。
(三)湿气损失的减少汽轮机
在工作过程中会出现蒸汽膨胀,这是到这湿气损失问题存在的主要原因。无论从理论或实际的角度看,湿气损失问题都无法被完全解决或避免,只能通过一定手段,使其得到最大程度的减少,进而使火电厂的成本得到控制。为达到这一目的,做好技术创新工作十分重要,轴流动式汽轮机的应用是减少湿气损失的关键手段,而这一类型的汽轮机的运行原理则以热能与动力工程为主。由此可见,在火电厂中引入这一类型的汽轮机不仅能够达到减少湿气损失的目的,同时还能够使火电厂的运行更加符合环境保护与资源节约的要求,这是与可持续发展理念相适应的一种措施,对于热能与动力工程整体科技水平的提高能够起到较大的促进作用。
四、结语
热能与动力工程是基于可持续发展理念而提出的一项工程,以火电厂为主要代表,这一工程技术水平的提升对于各领域环保水平的提高以及资源的实现意义重大。调节节流技术创新、燃烧方式创新与湿气损失的减少是以火电厂为主的热能与动力工程科技创新的关键内容,对此,必须将上述技术的提升作为重点加以重视,以使工程的整体发展水平能够得到有效提升。
参考文献:
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[3]张璟,吴小华,李爱琴,俞接成,邹玉.热能与动力工程专业实验教学方式改革探讨[J].中国电力教育,2013,20:90-91.
关键词:特色专业建设;人才培养方案优化;专业实践性教学;改革与实践;特色
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)06-0262-02
“热能与动力工程”专业在1998年教育部专业调整前包含了水力机械及工程、水利水电动力工程、热能工程、热电厂工程、热力发动机、化工过程机械、制冷与低温技术、能源工程等多个学科专业方向的大专业,是我国高等教育工科门类中的一个重要专业,长期以来为我国的经济建设特别是能源工业培养了大量的热能动力工程高级人才。我校热能与动力工程专业早在上世纪70年代开始招生和培养“水力机械”本科人才,1986年该专业开始招生硕士研究生,2003年“热能与动力工程”被批准为四川省品牌专业,在2008年被批准为国家级特色专业。西华大学在五十余年的人才培养生涯中始终秉承“求是、明德、卓越”的校训,坚持培养“具有高尚的人格素养,具有强烈的责任意识,具有扎实的实际能力,具有奋进的改革精神的优秀人才”的人才培养目标。学校面向西南地区,特别是四川省的水电能源开发,培养“热能与动力工程”应用型人才,经过长期的教学和人才培养方案优化与实践、大量的专业教学改革和试点,已基本固化形成了目前具有我校特色的热能与动力工程专业人才培养方案,体现了国家级特色专业人才培养方案的优化与特色的培育。
一、特色专业建设目标与专业建设思路
四川是我国能源大省,水力资源十分丰富,是国家重大水电能源建设基地。大力培养现代水电能源建设的热能与动力工程专业高级专门技术人才,是大力发展水电支柱产业,实现四川水电事业跨越式发展、实施“工业强省”战略的需要。为了适应国民经济发展以及四川能源建设和西部大开发的形势,作为省属综合性大学,专业人才的培养目标应紧密结合四川省的经济建设、社会发展及学校的实际情况来确定专业的建设目标和发展思路。“热能与动力工程”国家级特色专业建设的整体目标是:秉承“宽口径、厚基础、重实践、适应企业需求”的办学思想,坚持以为四川、西部地区乃至全国的地方经济、科技、社会发展服务为宗旨,立足于用新技术、新思路、新模式等改造和提升专业,培养新世纪水电能源建设所需的高级工程技术和管理人才。力争把本专业建设成为四川省地方高校中有影响力的特色专业,在水电能源建设领域内达到省内领先、国内先进,形成较明显的专业特色和优势。特色专业建设思路:以提供四川省“大力发展水电支柱产业”人才支持为思路,以实施四川省“工业强省”战略为指南,以教学团队建设为根本,建设一支具有改革创新意识、热爱热能与动力工程专业教学、理论与生产实践知识相结合、教学经验丰富、师德高尚、既能开展高水平的科学研究又能从事专业教学的教师团队;以课程建设为基础,以课程教学改革为动力,以学科建设和科学研究为龙头,优化构建热能与动力工程专业的人才培养方案和课程体系结构;在师资队伍团队建设、课程教学改革的同时,根据本学科专业发展的新动向和行业所提出的新要求,更新教学内容,建设具有本校特色的专业课程教材;以建设教育部流体动力机械重点实验室和四川省流体机械省级重点实验室为契机,强化实践性教学环节,积极建设校内外的生产实习基地,探索并建立学校和企业共同参与的学生实践能力培养模式、考核评价机制,全面提高人才培养的质量是特色专业建设的核心。
二、培养方案的优化与应用型人才培养特色的体现
在2010年新一轮人才培养方案调整前,我们首先在调研全国类同我校开设的热能与动力工程专业及方向的高校教学计划的基础上,根据我们自身专业的办学实践以及国家在西南地区对“热能与动力工程专业”人才的社会需求,结合学校新的本科人才培养计划的调整,对原有的培养方案进行大胆的改革优化,将本科人才4年的培养计划分为五大人才培养模块,即:人格与素养课程群、表达与理解课程群、发展基础课程群、专业与服务课程群、研讨与探究课程群,将原来的课程教学计划按照这五大模块进行归类优化,并科学地分配各个模块的学分比例,见表1所示。
我校该专业主要侧重于水轮机、水泵设计、制造、水电站机电设备运行维护与管理人才的培养,在人才培养方案中自始至终贯穿水力机械的设计与制造技术为主线,注重水力机械及工程、水利水电动力工程两个专业方向的课程在人才培养中课程的互选与知识的融合,建立水力机械及工程设计制造以及水利水电动力工程设计、运行、维护与管理合二为一的人才培养体系特色,从机组的选型设计、结构设计、生产制造、安装检修、运行维护与管理等各个方面理论联系实际,同时还注重相关专业知识的融合,如水文、地质、水工建筑、施工以及电站监测等。因此,毕业的学生主要集中在水轮机、水泵设计制造企业、水电工程设计院、工程局、各大中小型水电站。在课程内容设置上,着重强化两个专业方向的理论教学与实践教学的相辅相成、相互渗透,进一步突出对专业知识综合运用的能力、系统工程设计的能力、创新能力与工程实践能力的培养。其中,理论教学环节的五个课程群中分别设置了必修、选修课,在专业与服务课程群中又分别设置了核心课程以及各专业方向的选修课程,两个专业方向上的可相互替换课程供学生选择,能较好地满足学生个性的培养。
三、专业实践性教学环节改革实践与应用型人才培养特色的体现
国家级特色专业“热能与动力工程”的主要专业性实践教学环节有:专业认识实习、专业课程的实验、专业课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等,专业实践性教学环节主要是充分利用该专业较好的校内实验室条件和校外实习基地,在实践性教学环节内容和实践教学模式方面进行如下大胆的优化改革与实践。
1.充分利用校内资源,建设专业校内实习基地,全天候向学生开放。该专业的学科基础好,该专业所在的学科是四川省重点学科,该专业的实验室始建于1974年的学校水力机械实验室。历经三十余年的发展和历史积淀,经过几代人的艰苦创业和辛勤工作,创立了今天实验室建设与发展的坚实基础,该专业的水力机械实验室依托于教育部与四川省共建的流体动力机械实验室、流体机械及工程四川省重点实验室、流体机械四川省高校重点实验室、四川省水电工程示范中心、学院实验中心等,拥有较好的教学科研条件,装备有大型流体机械试验台、B级泵阀试验台、多相流动试验台、三维PIV测试系统、三维激光多普勒测速及粒子动态分析仪系统、三维热线/热膜风速计、高速摄影机、频谱分析仪系统、水利水电工程仿真系统、智能建筑仿真系统、流体机械虚拟产品开发平台、Fluent流动计算分析软件等国内外先进水平的教学和科研设备,本专业的学生可全天候到实验室开展现场参观教学、专业课程实验、专业课程的设计、毕业设计。专业实验室为学生的校内实习、实践提供了有力的保障。
2.充分利用校外资源,建设专业校外实习基地群,并聘请校外兼职教师指导生产、毕业实习和毕业设计。该专业充分利用办学历史较长、有较好的校友资源的优势,在校外建立了二十余个专业实习基地群,并在实习基地聘请了一批实践经验丰富、理论水平较高的本专业的老大哥或老大姐。如在重庆水轮机厂我们聘请的邱江维副总、高工,宜宾富源水电设备制造有限公司的赵爱民副总、高工,东电集团东风电机股份有限公司的胡江鸿总经理、高工,东电集团东方电机股份有限公司的石清华副总、教授级高工、四川华电瓦屋山水电开发有限公司的赵勇副总、厂长等等,有了他们的帮助与指导较好地解决了该专业两个方向的生产、毕业实习和毕业设计。
3.探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。由于实习基地单位的生产任务普遍较重,很多实习单位均把接待实习变成了一定形式上的参观学习,根本不让学生在现场动手。于是,我们利用聘请校外实习指导教师的办法,在实习基地聘请具有专业技术特长的专家、具有丰富管理经验的领导作为学生生产、毕业实习、毕业设计的指导教师,成功探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。同时,校内指导教师和校外指导教师相互密切配合,有效提升了校外现场实践性教学环节的质量。如我们在实习现场进行水泵(叶轮)的木模制作工艺教学时,就邀请企业具有丰富木模制作经验的工人师傅为指导教师,现场给同学们进行制作讲解,同学们再自己动手现场制作,通过这一学习过程,不仅同学们掌握了有些书本上根本找不到的技能,而且锻炼了同学们的实际动手能力。在水电站的实习中,如果没有校外指导教师的现场指导,光有校内指导教师,同学们根本就不可能完成水电站机组的开停机操作,以及日常维护检修跟班操作等实习项目。
4.积极倡导学生参与到教师的科研项目中,教师将科研项目引入到学生的毕业设计题目中。在热能与动力工程专业的学生中,已基本形成了一股好的学风,同学们积极与专业课程教师联系,积极参与到教师们的科研课题组中去,教师们也非常愿意本科生同学参与研究工作。如同学们参与宋文武老师的红岩子水电站协联关系曲线的现场测试工作项目,参与符杰、曾永忠老师的水轮机水泵CFD分析计算等课题,近年来学生毕业设计的题目中,教师的科研真实题目多了,结合毕业生就业需求课题的题目也多了。
5.积极鼓励本科生与本学科专业的研究生共同学习。学院为每一位本专业的研究生配有研究学习室,这些研究室均是开放的,同时也对本专业的本科生开放,本科生可以进研究室与研究生一道共同学习。我们还为西华大学西华学院的热能与动力工程专业的学生在研究室提供学习的地方,直接参与到研究生的科研项目研究中去,共同学习与讨论。
6.丰富学生第二课堂,培养学生的创新能力。在丰富学生第二课堂,培养学生的创新能力方面,我们积极鼓励学生参加国家、四川省、学校的各种科技竞赛活动,如大学生“挑战杯”、“西华杯”、“科技创新月”等竞赛,学院制定了相关的鼓励政策,已经取得十分可喜的成绩。
在热能与动力工程国家级特色专业人才培养方案优化构建和专业实践性教学环节改革实践的过程中,我们首先考虑了国家对热能与动力工程培养应用型人才知识结构的需要,同时在人才培养方案中尽量体现和彰显我们自身学科专业的优势,合理定位该专业的办学目标和办学思路,力求办出自身的专业特色,避免该专业与其他学校同样专业的同质化,有利于我们培养出来的该专业学生在激烈的市场竞争中有用武之地,提高社会对该专业学生的认可度和接收度,实现国家级特色专业建设的初衷和出发点。
参考文献:
[1]余燕,李庆刚.加强实践教学环节培养学生创新能力的探讨[D].西华大学2012教研教改论文集,北京:高等教育出版社,2012.
[2]宋文武,刘小兵,李庆刚,等.热能与动力工程国家级特色专业的创新性建设[D].西华大学2012教研教改论文集,北京:高等教育出版社,2012.