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能源与动力工程的认知范文

前言:我们精心挑选了数篇优质能源与动力工程的认知文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。

能源与动力工程的认知

第1篇

【关键词】热能与动力工程;锅炉

引言

随着经济的不断发展,现有的化石资源已经远远不能满足我国现下经济的快速发展,能源问题越来越受到党和人民的密切关注。所以,在有限的能源下,想要发展经济就必须用提高科学技术的手段来使能源的利用率得到提高。热能与动力工程是一门工程应用专业,这门学科的包含机械工程学和跨热能与动力工程,这两门学科也是其主要的理论基础,该学科的应用与发展原理就是将热能与机械能在一定的条件下进行互相的转化,来产生各机械设备运转所需要的动力。我国经过长时间的探索,热能动力工程已经得到了很大的发展,取得了很好的发展成果,其应有的价值在锅炉方面体现的淋漓尽致。目前,我国在锅炉的利用和发展过程中存在的主要问题就是能耗过大,这是每个从业人员都必须面对的现实问题。我们应致力于用热能动力工程技术来对燃料的燃烧进行创新,来使能源的利用率得到改善。锅炉是主要的热能与动力工程的承载者,能量转化是其在生产过程中的主要动力,因此要提高锅炉的利用率就必须在设计锅炉初期就应该用热能与动力工程的标准来武装设计方案,唯有这样才可以使锅炉的燃烧效率以及能源利用率得到很好的提高。

1 热能与动力工程的基本内容以及发展概况

1.1 热能与动力工程的基本内容

热能与动力工程包含多们学科知识内容,因此是一门综合性比较强的学科。热能的研究以及用适当方法进行热能与动力学之间的转化是其主要的研究方向和内容。在能源利用高效的锅炉上我们可以看到,热能和动力工程的很多系统性的应用都体现在了锅炉的设计上,研究内容对锅炉的运行也起到了指导的作用。我们在对热能与动力工程研究的同时,也必须兼顾其他领域的研究,毕竟它是一门综合性的学科,尤其应将研究的重点放在热能与机械能的转化上,这样才可以更好的提高对这门学科的认知度。同时,作为一门有着广大发展前途的学科,它也设计很多的发展方向,自动化的发展方向就是随着科技的不断进步而衍生出来的。目前我国在热能与动力工程这方面的人才相对匮乏,人才的培养也是未来发展的一项重要的工程,用知识性的人才来解决能源方面的使用问题,来使热能动力工程的作用得到发挥,从而为我国的经济发展提供一个很好的平台,从这个角度来说,马不停蹄的进行科技创新,提高对热能与动力工程的研究的意义已经变得非常重要。热能与动力工程旨在解决的是能源和环保方面的问题,减少废物的产生将能源高效的利用是一件十分艰巨的同时也是我们需要克服的任务。

1.2 我国热能与动力工程的发展概况

我国的热能与动力工程始发与中国成立初期的50年代,我国各种企业以及生产方式都是遍地狼藉,后期的一切发展以及人才的培养都是借助于苏联的模式,所以我国的经济发展以及人才的培养都得到了很大的改善。随着改革开放后我国社会主义经济进行的如火如荼,热能与动力工程呈现出勃勃的发展生机。随着市场经济的要求,热能与动力工程的人才需求越来越高,因此教育部将原来零零散散的九门关于热能与动力的学科整合为一体并将其纳入大学生的学习行列。整合后的学科综合性以及学科内容针对性极强,尤其广泛的应用领域是在锅炉方面。解决能源短缺的事实是热能与动力工程发展的主要目的,这是不争的事实,所以其有很高的地位在国民经济发展中是不容置喙的,人们对它的高度重视一定会持续高温,使我国的能源提供能够更加流畅、高效。最新的热能与动力工程发展将环保理念融入到了工程实践的发展之中,减少能源的浪费,降低水、大气以及固体废物的排放,将生态化提到日程表上。现在的热能与动力工程的发展会为以后的经济发展夯下坚实的基础,将经济发展的可靠性得到很大的提高。

2 热能与动力工程在锅炉方面的应用以及发展创新

2.1 热能与动力工程在锅炉方面的应用

是否成功的将热能与机械能进行转化的核心技术就是锅炉内部的燃烧控制,随着科学技术的不断进步,锅炉填料的技术已经取得了很大的发展,由以前的人工填料演变成现在的燃料填充的自动化阶段。热能动力自控技术可以将锅炉的燃烧分为两个类型。第一种是由各种元件组成的连续性控制系统,这种方式能有效的进行锅炉内部的温度调节,以此来提高燃烧效率,但是温度控制不够精确,需要仔细认真的态度进行细致确认;第二中是双交叉控制系统,这种方式可以节省材料,更重要的是能较为精确的控制温度在合适的范围内。目前,工业炉是应用比较广泛的一种炉子,是工业生产中的重要组成部分。工业炉的主要作用就是通过更加深入的研究能源利用率来达到锅炉发展的新时期。经过对热能动力学的研究,现在的步进式以及推钢式锅炉在热能的转化方面取得了令人欣喜的进展,虽然这两种方式在输料方式上有一定的不同点,但是使用起来效果却是非常好的。在未来的发展方向上我们可以清楚的看出,热能动力学工程可以在能源方向、汽车工程方向以及低温控制技术方向上有着很大的提高空间,在未来的市场上有着无限的发展潜力,能够逐渐的将人们的生活方式发展成自动化。锅炉供暖、电能供电技术等等都应耳熟能详了,这些已经完全融入到人们的生活生产中,当然世界上还有很多的未知之谜需要我们求探索,需要有识之士去开发、去展望,去实现我们美好的明天。将锅炉等行业的能源利用达到最高,实现能源的高效化。

2.2 热能与动力工程在锅炉方面的发展创新

2.2.1 热能与动力工程在锅炉方面的发展

世界第一台锅炉在英国产生,随之进行了蒸汽时代的工业革命,虽然锅炉是工业炉的一种,利用燃烧来提供所需要的热量,但是这样不但对能源有着很大的浪费,而且也会造成生态环境的恶化。随着科技的进步,越来越多的技术应用到了改良锅炉行业中。当前,在我国各行各业上广泛应用、工业上加热装置普遍使用的锅炉就是工业炉,它的种类很多,数量涉及的范围广,我国国民经济的发展很大程度就是依赖工业炉的改良与使用,因此它的发展与国家建设以及战略息息相关。在国家节能减排的号召下,锅炉业首当其冲,节约型的锅炉建设是各个行业努力发展的目标,在高校中热能与动力学的学生应该积极涉猎各种技术,在学习好理论基础知识的前提下还需要培养一定的分析问题、解决问题的能力,作为21世纪的学生,必备的素质之一就是进行计算机操作,那样才能跟上时代的步伐。能源对于一个国家的重要性不言而喻,国家经济发展是否长久受能源利用效率的直接影响,创新、环保能力的培养是当代人才的迫切需要。发展新技术,提高能源利用率尤其是在锅炉行业的效率是摆在我们面前的主要问题。

2.2.2 热能与动力工程在锅炉方面的创新

众所周知,进行能量的转换调节是锅炉燃烧控制中非常重要的一环。随着时代的不断发展,锅炉的类型以及填充燃料的方式都有了很大的发展,同时也有效的控制了锅炉的燃烧效率。在燃料的消耗系统中,有两类是能够进行能量控制的。一类是调节空气与燃料的比例值,通过和锅炉的设定值进行比较来得出所想要的结果,但是这种方式比较复杂,而且精确的计算也没有实现,要想使技术的准确性能够保障,还需要对锅炉的设定值进行多次的确认才可以。现在的主要手段是经过计算机的设计计算来提高锅炉的效率,通过计算机来控制锅炉的运行与操控,达到自动化的目的。通过调整锅炉的燃烧方式提高了能源利用率,减少了对环境的污染。在锅炉风机上,热能与动力工程为降低风机故障而造成设备损害,因此在改良风机的问题上热能与动力工程也进行了很大的创新,保障了锅炉电机的安全运行。热能与动力学工程在最近几十年的发展中研发出一种可以在不同方向上测定燃料速度的软件,通过数学模型得出一系列的模拟结果,从而可以有效的改善锅炉内部某些部件的性能。

3 热能与动力工程在锅炉应用方面存在的问题

热能与动力工程在锅炉应用方面存在的主要问题除了如何提高能源利用率外,最主要的就是锅炉风机方面问题。锅炉的风机主要是用于传送以及压缩气体,也就是将气体风能转化为机械能,从而保证锅炉的正常运转。随着人们大量的需求能源,越来越多的负荷强加到锅炉上,致使风机的自身性能降低,从而导致锅炉电机的损害,严重影响锅炉的效率,并且在一定情况下会导致锅炉其他设备受损,这将直接导致大量的经济损失,同时也会对操作工人造成安全威胁。良好的热能动力工程技术能有效的尽心锅炉的改进,但是由于叶轮机械结构复杂,很多不确定性的因素都会影响温度的测量,致使我国到目前为止还没有有效的方法来解决这个问题。所以如何行之有效的将热能与动力工程技术应用到风机的改良上,顺利的产生持续性能高的锅炉已经成为热能与动力工程人员需要考虑的问题。只有不断的依靠热能与动力工程技术不断的对风机进行改进,才能保障工作人员安全以及锅炉的正常运转,才能不断的对锅炉进行改造,才能使锅炉在运转和工作中发挥出应有的作用。

4 结语

锅炉有着悠久的历史,经过人类科技文明的发展,锅炉也经历了很大的改善,拓展了自己的性能。本文在对锅炉运转以及设计理念上应用热能与动力工程进行了详细的阐述,并对该工程对锅炉中存在的问题提出了有效的解决办法,深入的研究了热能动力工程在技术上对锅炉在燃烧方面的应用,尽所能的通过提高燃烧效率增强燃料利用率。简而言之,目前我国人才尚很缺乏,需要大量的培养相关知识性人才,用实际行动来提高他们对该行业的探索能力,不断的对该工程涉及的领域进行研究,勇于创新,挖掘出热能与动力工程在包括锅炉在内的使用领域上的其他潜力,行之有效的降低能量的消耗,为我国的经济发展事业奉献自己的一份力量。

参考文献:

[1]王楚鸿.新形势下电厂锅炉应用在热能动力的发展前景[J].科技视界,2013(31).

[2]安连锁.泵与风机[M].北京:中国电力出版社,2001.

[3]费雍.浅析电厂的热能与动力工程[J].科技创新与应用,2013,02

[4]马士峰.浅谈热能与动力工程发展方向[J].科技与企业,2014(12).

第2篇

关键词:能源与动力工程 专业导论 教学方法 专业特色

中图分类号:G642;TK0-4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0171-03

Talking About Professional Introduction Course of Energy and Power Engineering

Li Jianzhong1 Yuan Li2 He Xiaomin1 Mao Junkui1 Zhang Jingyu1 Shi Bo1

(1.Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System,Nanjing Jiangsu,210016,China;2.PLA University of Science and Technology, School of National Defense Engineering,Nanjing Jiangsu,210007,China)

Abstract:Based on training of professional talents and demand for talents of energy and power engineering,and also in view of school-running characteristics (aviation,aerospace,civil aviation) of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics and course highlights of energy and power engineering,professional characteristics and training objectives of energy and power engineering were introduced and the necessity of establishing professional introduction course was analysed.The teaching methods of theory and practice for professional introduction course of energy and power engineering were discussed.

Key Words:Energy and power engineering;Professional introduction;Teaching method;Professional characteristic

高等学校是培养专业型人才的摇篮和基地,制定合理的培养方案、设置具有综合体系的专业课程、配套相应的实践教学平台、改进教学方法、提高教师水平等是实现循序渐进地引导学生快乐学习、轻松了解和掌握专业技能及成为高技能专业型科技人才的保证。专业课程设置关系到如何让学生“喜欢学”、如何让学生知道“学什么”、及如何让学生掌握“如何学”。专业导论课,是进行系统专业学习的先导和铺垫,是引导学生了解所学专业和相关专业的入门课程,有利于帮助大学生尽早了解所学专业性质、培养专业兴趣、掌握专业学习方法、规划自身发展,能够起到重要的导航作用[1]。

1 专业特色及培养目标

国家即将启动以航空发动机/地面燃气轮机为核心的高效动力装置重大科技工程专项,明确提出要突破高性能动力装置的核心关键技术,提升我国各类核心装备、重大机械设备动力系统的自主保障能力。我国能源供需矛盾尖锐,结构不合理,能源利用效率低,一次能源消费以煤为主,化石能源的大量消费造成严重的大气污染,雾霾天气不断,严重影响人类的健康。如何满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用,对能源科技发展提出重大挑战。国家正在推进清洁能源开发与高效利用技术、节能减排技术、高效动力技术等为主的多项计划,作为涵盖能源、动力及环境领域的核心学科之一,能源与动力工程学科必将在新能源开发与综合利用、高效低污染排放动力技术、节能减排技术等领域发挥关键的科学与技术支撑作用,为我国早日实现节能减排的宏伟目标提供强有力的技术保障,发展前景广阔。国家重大计划和实施纲要为能源与动力工程专业的发展提供了广阔和美好地前景,该专业迎来了历史性的发展机遇,同时也带了巨大地挑战,尤其在综合素质高、创新能力强的能源与动力工程专业人才培养方面,对如何进一步办好能源与动力工程专业、提高本科和研究生教学水平、做好高水平人才培育基地提出了更高地要求。

大部分刚踏入大学校门的新生对自己专业认知及毕业后从事工作岗位了解甚少,对大学生活和专业学习既好奇又迷茫,同时,中学阶段被动式学习和吸收,学习时间紧,作业量大,承受具大考试压力,而进入大学以后,很多学生像脱缰的野马,摆脱了家长和老师的束缚,学生的自主学习、独立学习积极性降低,失去学习目标。鉴于此,一般高校在大一期间都设置了专业导论课,不仅要指导学生解除在该专业一些问题上的困惑,还要能引导学生更好地适应大学生活,帮助学生领会大学的学习方法及提升自主学习能力,消除学生的不适应性以提升学生自立、自主学习的能力,帮助学生更好地规划学习,实现学习目标。专业导论课教学内容一般包括:(1)介绍专业背景和专业特色。(2)专业人才培养方案的课程体系及相互逻辑关系。(3)涉及的基本专业知识、专业拓展及交叉学科。(4)本科和研究生学科的对接关系。开设专业导论课可以帮助学生了解未来的就业和发展趋势,增强专业学习兴趣,为顺利完成大学学业奠定基础。高中生进入大学后,常常因为不适应大学学习生活环境、不明确自己努力的方向而迷茫、放松自我约束,不能快速顺利地完成由高中生向大学生的角色过渡,造成学习成绩和思想滑坡。教学实践表明,开设专业导论课程有利于学生了解专业,激发学生学习专业课的兴趣,对以后学习专业及专业基础课具有良好的导向作用。探索在本科低年级阶段开设专业导论课程对教学质量的提高、学生素质培养具有重要意义[2]。高校应该在更新教育观念、加强教学管理、集中优势师资、编写特色教材等环节着手进行改革,全面推进专业导论课的开设,切实提高人才培养质量[3]。

南京航空航天大学能源和动力工程专业传承了本校的航空、航天和民航特色,长期致力于动力领域的基础研究及相关技术,形成了高效燃烧组织、强化换热理论及应用、复杂流动仿真与控制、新概念动力装置设计等多个优势明显的特色方向。能源与动力工程专业紧密结合国家和江苏省工业和国民经济发展,以科学技术转化生产力为目标,为国家和地方经济发展提供重要技术支撑和人才储备。南京航空航天大学的能源与动力工程专业在多年的专业建设和发展过程中,始终弘扬学校“负重奋进、献身国防,唯实创新、志在超越”的办学精神,把人才培养放在首要位置,研究能力持续攀升,产学研效果突出,素质教育特色出众,创新型优秀人才培养成效突出,教学改革、课程群建设及国际交流不断完善和进步。因此,南京航空航天大学的能源与动力工程专业以素质教育为导向的人才培养体系特色突出,国防特色鲜明,基础研究能力和服务地方经济发展能力出众,师资力量雄厚、专业综合实力强,具备了非常广阔地发展前景。

专业课程群是优化学生知识结构、培养学生创新能力、提高学生工程技术能力的基础,直接影响实验实践教学体系和师资队伍的建设。借鉴国外著名大学中相关专业的培养方案及课程体系设立模式,在充分考虑南京航空航天大学能源与动力工程专业特色的现有培养方案基础上,增加了实践性教学环节在专业教学计划中的比重,强调学生的应用知识和实施能力。该专业发展核心专业课程体系的核心指导思想为完善基础类课程体系、优化课件,建立了开放式虚拟热工基础试验系统,提升教学效果;建设了燃气轮机动力系统、节能减排、新能源利用3个核心课程群,理顺各门课程知识领域的相互关系,遵循教育教学规律,突出特色,逐步完善该专业的课程知识体系,以流体力学、热工学为理论基础,辅助以机电、计算机和控制等学科的理论知识,培养具有高尚人格品行和社会责任感,具备扎实的理论基础和专业水平,熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术的专业人才,可以从事能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等的工作。

2 专业导论课的教学方法

专业导论课作为学科启蒙课程之一,旨在促进低年级学生在较短时间内概略了解自己所学专业的概念、内涵、地位、作用、专业现状、应用前景,增强新生学习目的性,激发学习兴趣和动力,引导学生对该专业的人才培养计划和培养目标、课程体系等了解,提高学生对所学专业的认知度,培养学生专业感情,有助于学生确立专业学习目标,促进学生以积极的心态投入未来的学习生活[4-6]。专业导论课从培养方案讨论开始,让学生总体了解大学的培养模式,了解课程设置的特点,了解每门课的作用以及各课程之间的关系等,帮助学生认识到其在低年级所学在高年级有所用。不仅有助于学生提高学习兴趣,更有助于学生制定中长期学习计划。

南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课采取理论教学和实践教学相结合的方式,培养学生对所学专业从宏观上了解该专业的课程体系和课程结构。理论教学环节,专业导论课的授课采用多位教师和专家联合授课的方式,通过专业负责人对能源与动力专业培养方案解读和相关专业老师以航空、航天、民航及相关领域为背景进行具体的专业介绍,让学生对所学专业有更深地了解。重点强调普适性教学,授课内容不包含具体方法、原理等,专业内容选择上应全面,表现形式应具启发性,且新颖、形象,具有一定的综述性,深浅适当。课堂上创设更加宽松的学习氛围,多些特色、多些思考、多些讨论、多些实践。专业导论课的教学目标设计成具有引导学生认识专业、了解专业,促使学生热爱专业、明确个人发展规划。实践教学环节,安排现场参观、实验演示等,对提升学生的学习兴趣、调动学生学习积极性具有作用积极。学生组队专题讨论,就某个同该专业领域相关专题开展调研和论述,合作撰写论述报告,小组成员上台讲述并分别回答如下问题:选题同该专业有何联系?目前发展状态?未来发展趋势?可能会涉及哪些知识?该专业哪些课程会涉及这些知识?该选题同哪些企业和研究机构相关等?南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课以宽松、多样化的教学安排调动学生学习的积极性和提升学习效果。为了实现能源与动力工程专业导论课在有效教学中的作用及其实施对策,在本科专业建设项目“能源与动力工程专业导论视频课”的支持下,拍摄并制作了八个单元的能源与动力工程专业导论课程视频,在学校网络教学平台上建成课程网站、上传主要课程PPT、课程视频、课程教学大纲等材料,学生可以更深入学习该课程和深入了解该专业。

3 结语

专业导论课是为大一新生能够初步了解专业知识、掌握学习方法、做好职业生涯规划的一门启蒙和科普课程,启发、调动大一新生的自主学习积极性,引导新生熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术等知识,了解能源与动力工程专业涉及能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等行业,引导学生热爱所学专业、进行大学成长规划及职业生涯规划及实施,逐渐提高自主学习能力,有计划地进行自我培养。能源与动力工程专业导论课教学模式是采用专业组长和同行专业教授配合理论教学和实践教学的灵活性和多元化教学方法,使得专业导论课程能够很好地激发学生的参与意识和学习兴趣,帮助学生掌握专业学习方法,为高效地学习后续专业知识打下了坚实的基础。专业导论课是引领大学生建立专业自信心和专业归属感、走入专业领域的向导,在大学一年级新生在大学的学习和成长过程中,具有重要的领航作用。

参考文献

[1] 杨善林,潘轶山.专业导论课―― 一种全新而有效的大学新生思想教育方法[J].合肥工业大学学报:社会科学版,2004(4):1-3.

[2] 刘光明,于斐,周雅,等.大学低年级课程中开设专业导论课的探索[J].高教论坛,2007(1):37-39.

[3] 杨晓东,崔亚新,刘贵富.试论高等学校专业导论课的开设[J].黑龙江高教研究,2010(7):147-149.

[4] 张燕.为大学新生开设“专业概论课”的探讨[J].教育与职业,2014(11):154-155.

第3篇

[关键词]能源与动力工程 自动控制 实践教学 探讨

[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)12-0157-02

2012年教育部新版高校本科专业目录中将“热能与动力工程”调整为“能源与动力工程”。“能源与动力工程”致力于传统能源的利用及新能源的开发,以及如何更高效地利用能源。“能源与动力工程”专业主要培养在能源转换与利用和热力环境保护领域具有扎实的理论基础,较强的实践、适应和创新能力,较高的道德素质和文化素质的高级人才,以满足社会对该能源动力学科领域的科研、设计、教学、工程技术、经营管理等各方面的人才需求。“能源与动力工程”专业的学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识,热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程等宽厚理论基础,以及热能动力工程专业知识和实践能力,并掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。

“能源与动力工程”专业中无论是传统专业方向(如水利水电动力工程方向)还是新兴专业方向(如新能源开发和研究方向),都对自动控制技术和实践能力要求颇高。因此,如何针对“能源与动力工程”专业特点改革自动控制类实践课程的教学方法、教学内容和教学模式,对学生掌握自动控制技术基本理论和提高学生专业实践能力具有重要的指导意义,并能达到一举两得、融会贯通的教学效果。

在办学过程中,多家就业单位提出需要具有测控基础的能源与动力工程人才,社会需求提示我们,依托国家级特色专业和能源动力工程的行业背景,针对能源动力工程领域的不同测控对象,应该改革自动控制实践课程的内容,使自动控制实践课程成为一门有针对性的务实课程,其中的改革方法和改革经验也会为其他的交叉学科的实践教学提供重要的借鉴意义。

一、实践教学与理论教学相结合――自动控制实践课程要与自动控制理论课程紧密融合

大多数高校的能源与动力工程专业均开设自动控制原理课程,根据专业方向要求不同在学时内容上也稍有差别。如该课程分别可设置为64学时和48学时,其课程内容主要以经典控制理论为主,重点讲述线性系统的时域分析和频域分析等内容。自动控制原理实践课程是在理论课程的基础上开设的,旨在使学生对经典控制理论有更直观、更深刻的认识和理解,同时结合自己的专业课程背景将这门实用学科应用到自己的专业领域。

结合理论教学内容,实践课程的其中一部分重要内容应是对理论教学内容的验证、分析和再理解。根据自动控制的基本理论,实践课程的基础内容可以根据需要由以下一些内容组成:

1.在实验室用电路元件搭建常用的典型控制环节――让学生直观认识理论课中讲述的各种形式传递函数所对应的实物模型;

2.观察典型系统的动态特性并测试稳定性,同时分析系统特征参数对系统性能的影响――让学生利用示波器这种最常用的电子测量仪器,在时域中分析系统响应随着时间的变化规律,并分析几个重要的响应参数的物理意义,以及它们与理论计算公式之间的对应关系;

3.观察系统零极点对系统性能的影响――与理论课程中的根轨迹内容相对应并加深理解;

4.对典型系统的频率特性进行仿真――理论课程中,频域分析方法是学生掌握起来感觉最为吃力的部分,通过实验方法测量系统的幅频和相频曲线,能使学生对抽象的理论知识有更直接的了解;

5.对线性系统进行校正――系统校正是理论课程中非常重要的一部分,实验中验证不同校正方式对系统性能的影响,使学生对校正方法的掌握更加牢固;

6.引入被控对象构建简单的控制系统,让学生了解控制系统的工程应用、工作机理和调节方法等。

通过基础理论的实践教学,实现真正的理论课程指导实践课程,实践课程反馈理论课程的效果,使学生的知识体系形成一种双向反馈的、理论与实践紧密互动的认知模式。

二、针对专业特色――结合“能源与动力工程”专业特色,实践课程中应设计与专业相关的实践内容

能源与动力工程专业要求学生掌握现代能源科学技术,信息科学技术和管理技术,能够从事热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作。自动控制原理有别于“能源与动力工程”专业的其他基础课程,如流体力学、工程热力学等,是一门跨专业的基础课程,但它是学生日后工作和继续研究的必要科目之一。

如何根据专业方向特色在实践课程中适当加入与专业内容密切相关的实验内容,是使学生认识并学好这门跨专业基础课程的关键,同时,这一实践环节也能使学生将自动控制原理应用于自己的专业知识中,对不同专业课程的融合掌握具有一定的启发作用。

根据“能源与动力工程”专业的不同方向,结合各专业方向有的被控对象,在实践环节中增加对这些特殊被控对象的控制和调节作用。如对流体传动与控制方向的学生,增加利用液压阀作为执行元件的控制系统实验,推导液压阀的数学模型,观察它的响应特性等;对流体机械及工程方向的学生,增加水轮机转速调节的实验,观察控制器参数改变对系统性能的影响;对风能与动力工程方向的学生,增加风力机变桨控制实验,使学生掌握通过测量风向变化控制风力机叶片方向改变的基本方法等。通过上述实验,一方面让学生复习了自动控制原理的理论知识,另一方面,使学生将控制理论直接运用到自己所学的专业知识当中,对基础知识有了针对性的认识。

实践课程的一个小变革,实际体现的是一种教学的新思路和新方法,实践教学可以作为理论教学的点睛之笔,这种知识体系结构犹如一座金字塔,我们可以把它称为“金三角体系”,整个构造的知识体系如图1所示。虽然实践课程在整个知识体系中所占的比重有限,但合理有效地设置实践课程的形式和内容可以使学生的整个知识体系更加牢固。

图1 “金三角体系”知识结构

三、实践课程深度拓展――整合专业内课程资源,结合校内外丰富的实践资源,鼓励学生自我思考、自我创新

随着学校的日益发展,学校实验资源日益丰富,学生使用实验资源的自由度逐步提高。现在很多高等学校实行实验室开放制度,鼓励学生在自我思考的基础上开展开放性实验。对于自动控制原理的实践课程教学,也可以逐步对学生开放实验室,鼓励学生自我学习。

同时,国家对高校科研项目的支持逐年加大,很多国家项目(如“973计划”、“国家自然科学基金”等)在项目实施的过程中都在国家基金的资助下建设了很多的实验基地,如果能在项目完成后将这些实验基地和实验设备用于学校的教学环节,实际上是提高了这些实验基地和实验设备的利用率,同时也使国家的扶持投资资金得到了更大的回报。以我校的具体情况为例,2006年我校承担了国家“973计划”――大型风力机的空气动力学基础研究,并建立了风力机外场实验基地。在自动控制的实践教学中,针对“风能与动力工程”专业学生,我们利用该项目的实验风力机进行拓展性实验,学生可在外场环境中对风力机的偏航和变桨控制等有很直观的认识,而且我们的控制程序是开放的,可以鼓励学生自我创新,通过编程实现更好的控制策略。拓展性实验不仅使学生将理论知识和自己的专业方向很好地结合在一起,同时也是增加学生学习兴趣的一种很好的途径。

另外,校外实习基地是学生参与实践,实现创新的重要平台。不只是对于自动控制原理这一门实践课程,专业的大多数实践课程内容都可以在实习过程中体现出来。加强特色实习基地建设,不仅能使学生加深对学校理论课程和实践课程的认识,同时丰富学生的思维方式,对学生的自我创新具有推进作用。

综上所述,如果能将自动控制原理实践课程很好地结合自动控制原理理论课程,并有专业方向针对性地开展学科交叉实验,同时在校内开放实验和校外的实习过程中有所体现,就能够使学生的知识结构形成网状构造,有利于学生融会贯通,学以致用。通过对这一门跨专业实践课程教学内容和教学方法的探讨,其得到的具体教学效果和教学经验也可应用于其他跨专业实践课程的教学中,从而使实践课程在整个本科教学过程中发挥最大的教学作用,并实现更好的教学效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 田思庆,吴桂云.“自动控制原理”课程的教学研究与实践[J].电子电气教学学报,2008(2).

[2] 袁安富,张伟.《自动控制原理》课程教学改革与创新的探讨[J].中国电力教育,2008(6).

第4篇

关键词:新能源;新能源科学与工程;培养方案;课程体系

作者简介:韩新月(1982-),女,河南商丘人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师;何志霞(1976-),女,甘肃泾川人,江苏大学能源与动力工程学院,副教授。(江苏 镇江 212013)

基金项目:本文系江苏大学教学改革项目(项目编号:JGZD2009025)、江苏省高等教育教学改革研究重中之重课题(课题编号:2011JSJG006)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0009-03

一、我国高校设立新能源专业的必要性

能源问题与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题,发展新能源是解决这两大问题的必由之路。新能源是相对于常规能源而言,以采用新技术和新材料而获得,在新技术基础上系统地开发利用的能源,如太阳能、风能、地热能、海洋能等。由于新能源具有再生、清洁、低碳、可持续利用等优势,所以越来越多的国家开始重视它。而且新能源可以作为促进人类发展和保护环境的重要途径,所以这些国家在相关政策中都增加了新能源的元素。新能源产业的发展也是未来中国可持续发展的关键。但是,和发达国家相比,我国新能源产业化发展起步较晚,技术相对落后,总体产业化程度不高。不过,我国天然资源非常丰富,市场需求空间很大,在政府大力发展新能源及可再生能源政策的带动下,新能源领域成为大型能源集团、民营企业、国际资本、风险投资等诸多投资者的投资热点,技术利用水平正逐步提高,具有较大的发展空间。“十二五”期间将是我国新能源产业从起步阶段进入大规模发展的关键转折时期。我国新能源在这一时期的发展总目标是:建立初步适应大规模新能源发展的电网等重大基础设施体系,推动新能源装备制造业的壮大和升级,促进新能源市场的不断扩大,争取在2015年将非化石能源在能源消费中的比重提高到12%左右。[1]

尽管国家已经把发展新能源放在一个重要的战略位置上,一场新的能源革命已在悄然进行,它必将带来新的经济繁荣、新的社会理念和新的生活方式。但是,我国新能源产业发展过程中的一大难题是缺少成熟先进的新能源技术。我国主要的新能源设备和技术完全依赖进口,新能源领域的科技创新能力明显不足。而新能源产业化进程中的这些难题有待专业人士去破解。所以,培养新能源方面的专业和复合型人才是重中之重。[2]但是,新能源产业作为一个错综复杂的资源环境复合体,涉及物理学、化学、流体力学、传热学、电子电工学、材料科学、生物学、管理学、工业经济学等学科内容,是一个典型的多学科交叉的新兴产业。[3]因此,需要设立专门的新能源专业来满足,新能源产业对新能源人才要有宽的知识面、自主的学习能力、丰富的想象力、敏锐的洞察力以及较强的沟通协调能力等要求,进而要求高校做好优化人才培养层次、改进人才培养方案等工作。

国外已有一些著名大学建立了新能源的本科专业,用于培养太阳能、风能、生物质能等方面的科技人才,如澳大利亚的新南威尔士大学设立了专门的光伏与可再生能源工程学院,并于2000年开设了光伏与太阳能本科专业,2003年又开设了可再生能源工程本科专业;澳大利亚国立大学依托其可持续能源系统中心也建立了四年制的可再生能源系统专业。此外,意大利的都灵理工大学和米兰理工大学都开办了四年制的可再生能源专业。美国的俄勒冈州科技学院于2005年也建立了可再生能源四年大学本科学位课程。随着全球能源结构的变化,对于新能源方面的人才需求不断增加,世界上将会有更多的高校开办有关新能源的专业。

我国高校在新能源专业设置和新能源产业专业人才培养方面还落后于发达国家。为顺应时代的发展,为国家培养新能源这一新兴产业的专业人才,2010年7月经教育部审批,浙江大学、中南大学、江苏大学等11所高校首次设立新能源科学与工程专业。其中江苏大学的新能源科学与工程本科专业由能源与动力工程学院承担开设任务,已分别于2011年9月和2012年9月招收第一批和第二批本科生。关于新能源科学与工程专业本科生的培养方案、培养模式和培养体系则处于不断探索和完善中。

二、 新能源科学与工程专业的培养方案

在对国内外新能源相关专业人才培养充分调研的基础上,分析国家社会和经济发展要求,基于新能源产业特点及企业和社会对新能源专业人才知识结构和能力结构的要求,同时结合本校自身的学科特色和优势,确定了新能源专业人才培养方案,主要包括专业培养目标的确立及科学、合理的课程体系的设置、可行的教学计划的制订等。

1.培养目标

专业的培养目标是专业建设和一切教学活动的基础、依据,也是人才培养的最终目的。新能源科学与工程专业在国内甚至在世界上都是非常新的专业,目前处于初步形成和探索阶段,因此,找准本校专业人才培养定位和确立该专业人才培养的长远目标尤为重要。江苏大学能源与动力工程学院结合自身实际情况,依托机械工程、电气信息工程、材料科学与工程、化学化工、土木工程等学科专业的支持,并结合新能源产业的特点设立了新能源科学与工程专业,使培养出来的学生具有良好的综合素质和创新意识,富有社会责任感,具有国际一流的视野,具备新能源科学与工程这一强交叉学科宽厚扎实的物理、化学及热流体科学基础理论,系统掌握新能源科学与工程应用专业知识及技能、新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术,能胜任新能源技术相关的科学研究、工程设计、技术开发及技术经济管理等工作的高级专门人才。

2.课程体系的构建

尽管自2010年以来国内陆续已有许多高校正式获批新能源科学与工程专业在本科阶段的招生资格。但总体来看,我国系统培养新能源科学与工程本科生、研究生的工作才刚刚起步,对于相应课程体系的构建也处于探索阶段。一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成课程体系。课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。而且,一个专业要具有区别于其他专业的培养方向和业务范围,就应有自己独立的课程体系。[4]新能源科学与工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程,属交叉学科。它与数学、物理、化学、生物学等紧密相关,又强烈地依托于能源与动力工程、材料、机械、电气、化工、自控和生物工程技术的发展。由于国内在这方面的研究几乎为空白,因此,如何以这些学科为依托,形成内容先进、结构合理的课程体系是急需解决的一项重大课题。笔者根据孙根年有关课程体系优化的思路给出了系统思考下新能源科学与工程专业课程体系的总体结构,如图1所示。[5]

由图1可以看出,在层次上将新能源科学与工程课程划分为通识教育平台课程、学科专业基础课程、专业(方向)课程、集中实践环节和课外实践环节五个方面。新能源科学与工程课程体系作为一个系统,不同的课程类别在培养目标和培养规格的指导下相互作用、相互影响,共同服务于新能源科学与工程专门人才培养这一特定的功能。

3.教学组织与实施

基于新能源科学与工程专业的培养目标及课程体系结构,考虑到本地区、本学校的实际情况,笔者制定的新能源科学与工程专业的指导性教学计划如图2所示。

由图2可以看出,在教学组织上前五学期主要进行普通文化课和专业技术基础课的教学,为后续专业课程的学习打下良好基础。同时,在第二、三、四、五学期还安排了金工实习、专业认知实习、电工电子实习和机械设计课程设计,目的是增加学生在校期间的动手操作机会。第六、七学期组织专业(方向)课程的教学和实习实训,核心课程均采用一体化教学方式。第八学期开展毕业设计环节,从而培养学生综合运用所学知识、结合实际独立完成课题的工作能力。

三、 新能源科学与工程专业培养计划的特色

1.以厚基础、宽平台、交叉学科为理念,强调扎实的物理、化学和热流体科学基础理论

课程建设时,首先在物理、化学基础理论方面增加了“大学化学”、“物理化学”、“能源与环境化学”和“半导体物理”课程。其次,根据新能源专业的特点,强调物理、化学基础的同时,通过减少“工程图学”、“工程力学”和“机械原理与设计”课程的学时数来弱化机械类课程。再次,为了充分发挥本校本学院学科优势和特点,在热流体理论方面除了开设“流体力学”、“工程热力学”和“传热学”课程外,还开设了“热流体数值计算基础”和“新能源利用中的热流体理论与技术”两门专业特色课程。目的是提升专业内涵,强化特色,确保学生具备新能源领域相关的扎实的基础理论,是学生今后在本专业及相关领域是否具备发展潜力的关键所在。

2.强调实践教学及新能源工程训练

首先,增加了“现代分析测试技术”课程。其次,增加了实习环节的学时数,把一般安排在第六学期的三周生产实习变为第四学期末的一周认知实习和第六学期的三周生产实习。目的是增加实践教学,先认知实习,后生产实习,使实习环节更为科学和合理。再次,还增加了项目设计,把一般安排在第七学期的两周课程设计修订为第六学期末的两周课程设计和第七学期末的两周项目设计。目的是先开展某门课程的课程设计,后进行具体的项目设计,设置更为科学和合理。通过指导学生开展设计性、综合性项目设计,培养学生发现问题、解决问题的创新能力。此外,还增加了新能源工程训练环节,在此环节中学生和指导老师双向选择后,学生参与到老师的科研项目中。指导老师在与国内外新能源企业合作中,向学生提供不同类型的专业实践机会。这个环节是在第七学期前完成,设置此环节的目的是培养学生实践创新和工程应用能力。通过明确的学分要求保证学业导师制的落实。指导老师通过这样一个环节对于特别优秀的学生可向学院推荐其保研,实现本研贯通培养,前后的培养具备一定的连续性。最后,为了充分利用学科资源及已有的实验条件,培养学生实践创新能力,更好地满足新能源专业对学生实践能力和新能源技术工程应用能力的高要求,在课内及集中实践环节总学分要求基础上还增加大于等于六个学分的课外实践要求(社会实践、竞技活动)。

3.体现多学科交叉特点

在课程设置时,除开设“工程图学”、“工程力学”、“电工电子学”、“机械原理”、“工程材料”等课程外,还增开了物理、化学方面的课以及“新能源材料”、“现代生物学导论”、“能源与环境”、“新能源系统自动控制原理”课程,这样充分体现了新能源科学与工程专业和动力工程及工程热物理、应用化学、材料物理、机械工程、化学工程与技术、环境科学与工程各学科的交叉。

4.重视形成宽阔的国际视野

首先,学校开设了全英文及双语课程,比如全英文的“太阳能光伏技术”以及双语的“热流体数值计算基础”、“热泵原理与应用”、“生物质燃烧及混燃技术”课程。其次,借鉴国外新能源专业的课程设置增设了反映新能源领域前沿的“生命周期评价”课程。此外,还增设“新能源前沿及工程应用专题”必修课。这门课要求学生在第七学期结束前听取学院安排的新能源前沿及工程应用专题讲座7次以上。专题可以是合作企业、国内外知名专家的讲座,也可以是本专业教师科研最新进展的讲座,目的是让学生了解本专业领域的最新研究进展及发展趋势,拓宽视野,尽快适应社会发展要求,同时提高学生的专业兴趣。

5.以太阳能为主,兼顾生物质能和风能,提供其他种类新能源的广泛选择的专业定位

首先,在太阳能方面,学校设置有“太阳能热利用”和“太阳能光伏技术”专业课;在生物质能方面,开设有“现代生物学导论”和“生物质能转化原理与技术”;而在风能方面,设置有“风力机空气动力学”和“风力发电与控制技术”专业课。其次,还提供了广泛的新能源相关选修课程来满足学生对不同专业的需求,比如“氢能与新型能源动力系统”、“新能源发电并网技术”、“水力发电与水电站”、“燃料电池原理与技术”、“热泵原理与应用”、“生物柴油制备及应用”、“生物质燃烧与混燃技术”、“能源工程管理”、和“能源经济学概论”等课程。

四、结束语

新能源科学与工程专业的设置顺应时代的发展,是我国可持续发展的需要。但是,由于新能源科学与工程专业是非常新的专业,与之配套的培养方案、课程安排等还处于起步探索阶段。笔者考虑到本地区、本学校的实际情况,同时结合新能源产业对人才的要求提出了具有鲜明特色的新能源科学与工程专业的培养方案,以供参考。笔者相信江苏大学有能力、有信心建设好该专业,为国家经济的可持续健康发展输送合格的人才。

参考文献:

[1]任东明.中国新能源产业的发展和制度创新[J].中外能源,2011,

(1).

[2]王伟东,艾建军,杨坤.新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育,2011,(12).

[3]张珏.新能源产业发展所需专业人才培养探讨[J].中国人才,

2010,(8).

第5篇

关键词:能源动力类 实践环节 改革与实践

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(b)-0080-02

为了适应社会和行业对能源动力类人才的发展要求,培养具有实践能力和创新精神的卓越精英人才,并且让学生能够接受符合自身特性的个性化实践教育,我们重新构造符合经济、社会、科技发展和人才培养规律的、结合国家实践基地的立体化实践课程体系,探索实践课程授课方法,把社会需求和人的全面发展需要结合起来,促进学生自主学习和个性发展。

华中科技大学能源与动力工程学院作为首批入选实施“卓越工程师教育培养计划”的院系之一,通过依托学科和专业优势,积极利用现有资源条件,充分挖掘专业潜力,对“卓越工程师教育培养计划”的进行系统的探索与实践,致力于培养具备能源动力素质的卓越工程师,在卓越班教学计划中突出具有专业优势和特色的基础上,特别加强工程实践课程和实践教学环节的改革。

本文围绕卓越工程师人才培养目标,依托卓越工程师培养计划,探讨能源动力类实践教学环节培养的改革,通过加强校企的紧密合作,立足国家工程实践中心,校企合作进行实践教学,推进卓越工程师的教育改革,为满足适应社会发展需要的能源工程领域的卓越人才培养需求进行有益探索。

1 课内教学与课外实践相结合,提高学生动手能力

学院在专业基础课程建设中积极将课内教学与课外实践结合起来构建专业基础知识结构。在组织《能源与动力装置基础》课程教学时,主动以“认知+实证”为突破口,因为该门课程涵盖了以往热能与动力工程专业所有专业方向的专业主干课程基本内容的能源类综合课程,课程内容涉及到能源动力工业中几乎所有装置、设备的工作原理和基本结构。为了使课程学习生动形象,该课程不仅在课件中加入了大量动画等多媒体素材,而且因课制宜,与课程同步进行现场课外实践,使学生的感性知识与理性知识相互交融,加深了对理论的理解认知和对机器的实证。学生通过理论知识的学习,然后通过课外现场的实践再学习,有利地提高了学生动手能力。

能源动力类本科专业是一个宽口径专业,涵盖了多个不同的专业方向,由此,近几年,在建设能源动力类各专业方向课程同时积极共建实验课程。结合能源动力类硕士二级学科平台与本科专业方向对接共建实验课程,更新实验教学体系,将涵盖以往的十余门课程二十余个单项实验,改造成四门独立实验课程(见表1),各16学时。四个专业方向的模块课程对应着四门独立实验课程,四个专业方向的模块课程的课内教学与课外实践的独立实验课程同步进行,有效地做到了课内教学与课外实践有机结合。其中每一个综合实验可实现多个相关的实验联系,可使学生对实验内容有较完整更全面的认识,以得到综合性的训练。

在具备能源动力类专业设备的宏观框架知识结构后,结合学院各专业方向的细化课程相继开设。创建的“认知+实证”的特色专业平台课程,由于课堂教学与课外实践同步进行,化复杂为具体、化抽象为形象,使理论与实践密切结合,培养了学生的创新意识,提升了学生的动手能力。

2 校内实习与校外实习相结合,提高学生实践能力

实习环节安排在大学期间的二、三年级,在整个本科生培养的课程体系中起着承上启下的作用。校内实习体现了对先修的一些基础课程知识的综合应用,校外实了知识的综合应用外还为后续相关专业课程的学习乃至未来的技术工作奠定基础。由此,校内外实习的有机结合,学生的感性知识与理性知识进一步得到相互交融,加深了对理论的理解和对机器的认知。校内实习实行随时开放自己动手实践的模式。在教师的指导下,让学生自己动手拆装各种机器,观察结构,研究其工作原理,讨论其操作与控制系统,而且可以多次反复进行,学生在实习过程中还可以进行一些创造性的设计,利用开放式的试验装置,如冰箱、空调综合实验台等,自行试验,不仅提高了动手能力,而且培养了学生的独立工作能力和创造性的思维。校内实习有一定的优越性,但与校外实习的在线生产实际有一定的区别。校外实习可以弥补校内实习的不足,通过企业调研,和工程技术人员交流,了解行业前沿的学科动态及产品发展趋势,寻找工程实践中的技术难题,去自主学习、研究性学习、探索解决方案。企业技术人员结合生产现状,对学生进行讲解,进一步加深对产品和生产过程的了解,加深对专业工程实际的认识,同时扩大视野,树立工程、系统、设备装置、现代化生产的概念,并提高到理论上来理解,触发理论到产品的思维。

学院在校内外实习交替安排在三、四、五、六学期的四个学期(见表2),前三个实习环节由学院统一安排,第四个环节根据学生选定的专业方向分散到相应的一到两个厂家进行实习。

通过校内外的实习,使学生很好地掌握本专业的一些实验的理论方法和步骤,并对实验和生产流程具有实际的动手运行操作能力及处理突发故障的能力提升。同时,为学生充分展示了专业广阔的前景,营造浓郁的气氛激发各类学生的兴趣。让学生有深入实际的时间,有消化理论,对实践有延续深入洞察,有可能进入创造思维的机遇。校内、校外相结合,开拓了学生由理论到产品的视野与思维,提高了实践能力。

3 设计性环节与课外科技相结合,提高学生创新能力

设计性教学环节在培养课程体系中是非常重要的环节,高校的设计性教学环节占学生在校4年时间的25%左右。传统设计环节的内容、方法、要求已经不适应现代教学形式与环境的变化,设计性教学环节的改革也严峻的提到教学日程上来。通过设计性教学环节与课外科技创新结合,结合学科优势及科研成果,利用学生课外科技活动,共建实践创新的设计课程,有效地实现了“设计课程+课外科技”的结合。

设计环节是学生综合运用所学知识解决实际问题,培养创新能力的最好阶段。热能与动力工程专业的设计实践环节有三个:机械零件课程设计,专业课程设计和毕业设计。为了使学生能长期不间断地受到理论与实际应用相结合的训练,培养学生工程设计和科学研究的能力,改变过去三个设计各自孤立进行,互不相干的作法,将三个设计在时间安排上结合起来进行,相继覆盖两年。

在设计环节改革中,强调结合教师科研、课外竞赛进行专业理论、技术和基本工程设计规范的训练,并注重培养学生综合运用各学科知识,进行产品、工程设计。在毕业设计选题时,指导教师结合学生的科技活动中的课题设下创新点,有计划地在设计环节指导过程中启发诱导学生来攻闯创新关。通过引导、学习、实践的项目周期训练,使学生能够将理论知识灵活应用,激发和创造学生的潜能。学院学生在近几年的科技活动和全国节能减排大赛中成绩喜人。在设计环节的管理上,把课外实践活动纳入学分管理,调动了学生进行课外实践活动的积极性。以上措施有效地实现了“课程设计+课外科技”的结合。

在本专业的设计性教学环节中,要求能运用已掌握的科学技术知识去分析问题,在能源动力类的机器设计制造、工程的计算与设计过程中,针对设备的结构尺寸公差的配合、工艺中的规程和精度配合、复杂系统的控制过程问题、复杂程序计算过程等,均能及时作出准确的判断、正确的结论,提出可行的办法,使问题得到解决。设计性环节与课外科技相结合,为学生知识水平、能力与素质同步提升,落实人才的多样化和个性培养,促进学生自主学习和个性发展,为促进人才培养质量的提高起到了重要作用。

4 毕业设计与企业实践相结合,提高学生综合能力

毕业设计环节为学生未来的技术工作和发展起着重要的作用,为推进“卓越工程师教育培养计划”的实施,进一步提高学生的工程素养,培养学生的工程实践能力,工程设计和创新能力,提高企业在人才培养中的作用,根据社会对能源领域人才的需求类型,经过深入调研,学院将在共建工程训练教学实践平台和与企业共同指导毕业设计和学位论文等方面进行合作建设,将主流技术和工程方法引入教学实践中,将企业成功实施的项目实践引入课堂教学,并鼓励学生将最新的科学研究成果进行技术化、工程化。

高年级学生跟随导师结合工程项目和课题进行科研训练,部分保研生可提前修读硕士阶段课程。毕业设计和研究生阶段实行学校和企业双导师制,根据产业界需求,结合研究课题,加强项目流程等工程训练,进行个性化培养。实践毕业设计双导师制和考核方式改革等措施,在学校配套政策的大力支持下,结合国家级实践基地,探讨毕业设计实践研究,在四年级学生的毕业论文阶段,请企业相关人员作为指导老师,独立或结合校内教师对学生进行毕业论文的指导。

在大约一年的毕业设计环节中,首先明确学生的校内指导老师和企业指导老师,由指导老师对本科阶段的企业培养计划进行整体规划和指导。本科阶段毕业设计论文题目由学校导师和企业导师共同商讨后确定,可结合硕士阶段的方向设置企业实践的重点和应达到的具体指标。学生下企业的具体时间根据课题研究的需要灵活确定,为课题研究提供现场运行数据和资料,以及进行试验或验证的机会。要求导师严格把关,以解决工程实际问题为出发点,确定研究课题。注重培养实践研究和创新能力,为企业培养“留得住,用得上”的高端人才为主要目标。

近几年,学院在实践环节的培养上以实际应用为导向,以职业需求为目标。教学内容强调理论性和应用性课程的有机结合,突出案例分析和实践研究;教学过程重视运用团队学习、案例分析、现场研究、模拟训练等方法。建立健全校内外双导师制,以校内导师指导为主,校外导师参与实践过程、项目研究、课程与论文等多个环节的指导工作。同时,加大实践环节的学时数和学分比例,学生提交实践学习计划,撰写实践学结报告。学位论文选题侧重来源于应用课题或现实问题,体现研究生综合运用科学理论、方法和技术解决实际问题的能力,以培养硕士工程型的后备卓越工程师为目标。

以上针对能源动力类卓越人才实践环节培养方面进行的一系列建设和改革,有益的推进了卓越工程师教育改革发展。

参考文献

第6篇

关键词:卓越计划;能源与动力工程专业;培养方案改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)48-0124-02

一、背景

为建设创新型国家、增强国家的核心竞争力和综合国力,教育部于2010年6月正式启动“卓越工程师教育培养方案”(简称“卓越计划”),以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量国际化工程技术人才[1]。被誉为“工程师的摇篮”的哈尔滨工业大学成为首批61所“卓越计划”试点实施高校之一。2011年,热能动力工程等21个工科专业成为“卓越计划”试点专业。为实现建设与哈尔滨工业大学发展相适应的大学校区的奋斗目标,保持与校本部一致的人才培养模式,威海校区于2015年正式启动“卓越工程师培养方案”工作。

哈尔滨工业大学(威海)热能与动力工程专业原为内燃机专业,创建于1988年,由哈尔滨工业大学与中国第一汽车集团公司联合办学,旨在按产学研相结合的模式培养汽车工业领域高级人才。2015年更名为能源与动力工程专业,是目前威海校区的特色专业和主导专业之一。在“卓越计划”的背景下,如何继续发挥该专业的特色和优势,培养新型卓越工程人才,培养方案的改革是非常值得探索与实践的。

哈尔滨工业大学(威海)能源与动力专业主要致力于内燃机的设计及制造、传统能源的利用及新能源的开发,是一门工程性较强的专业,学生主要的就业方向为汽车制造厂、发电厂、内燃机厂、锅炉厂、大型机械厂等。据专业近5年的就业统计数据显示:本科生毕业后进入汽车企业及电力企业从事产品制造及工程设计等工作的比例约为60%,从事本专业科研工作的比例仅为8%。由此可见,目前社会能够提供的科研工作岗位非常有限,从而造成了人才培养与社会需求的严重脱节。为了加快推进“卓越计划”的进展,培养新型合格工程技术人才,能动专业培养方案的改革已迫在眉睫。

二、培养目标

本着“卓越计划”的“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,同时遵照哈尔滨工业大学“卓越工程师培养方案”的基本思路:弘扬传统、与时俱进,科研支撑、校企联合,强化实践、突出特色,面向世界、培育英才。威海校区能源与动力工程专业结合专业特点,以“夯实基础,突出特色,注重能力”为基本原则,强化工程意识、工程素质、工程实践能力、自我获取知识的能力、创新能力及组织管理能力,培养具备动力机械及系统研发技能和应用技术,能在工业、国防等领域从事动力机械及工程研发、新能源开发利用、系统优化设计、应用管理等工作的高级工程技术人才。

三、培养模式

1.“3+1”嵌入式校企联合培养。在“卓越计划”的宏观指导下,能源与动力工程专业结合目前的实际情况,采取“3+1”嵌入式校企联合培养模式,不是孤立的3年校内学习和1年企业实践,而是逐步融合、相互交叉的校企嵌入式联合培养。前3学年,培养方案将传统的双学期制改为三学期制,每学年的最后4~5周为小学期。小学期主要安排卓越专项选修课程、企业认知实习、制造工艺课程设计、生产实习等实践教学环节,通过总量控制,最终实现校内学习累计3年,校外实践累计1年。这种多形式、多层次的嵌入式实践环节,能够循序渐进地增加学生对专业的感性认识,体验和感知本专业对知识、能力、素质方面的要求。

在整个实践环节中,企业学习阶段是核心和关键的部分。在此,学生主要完成以下三方面的任务:一是生产实习,实习岗位主要在企业的培训部门和生产车间,了解并分析实习单位主要产品的开发方法和生产流程。二是综合设计,在生产车间和产品开发部门进行内燃机或锅炉制造工艺设计及相关课程设计。三是毕业设计,根据企业的具体设计、改造、开发、攻关等任务,学生参与其中,选择某一子任务为毕业设计题目,严格坚持“一人一题”的原则,实现“真题真做”,且同一选题五年内不得重复使用。毕业设计要求由校企双方共同负责进行过程管理和考核,包括立项、中期检查、结题和毕业答辩,所有考核环节均在企业中进行,并由校企双方共同组成考核小组和答辩委员会。

2.双导师制。“双导师制”是“卓越计划”得以顺利进行的重要保障。优先聘请具有企业工作经历的教师担任专业课的主讲教师,同时从企业聘请兼职教师来校任教。大中型企业的工程师具有丰富的工程经历,并掌握较先进的工程技术,是补充“卓越工程师”培养教师队伍的主要资源。本专业长期以来一直与国内知名企业进行长期的科研和教学合作,其中包括第一汽车集团公司、沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司、山东潍柴动力股份有限公司、威海华能电厂、上海锅炉厂等企业,目前已聘请3名具有教学经验的高级工程师补充“卓越工程师”教师队伍,担任相关专业课的教学任务。同时,加大专业教师企业培训强度,根据课程设置和学科发展规划,有计划指派具有硕士以上学位的年轻教师到企业带薪工作,直接参与企业的科研、生产和管理活动。

四、课程体系

课程体系的改革与重组是落实“卓越计划”各项改革和创新的基本点。根据能动专业的工程师培养要求,改革传统的、陈旧的教学内容,增加新兴科学技术和工程应用知识,建立适应卓越工程师培养的知识体系,为此增加了卓越专项选修课程,融合学科基础课程,减少专业基础课数量,增设专业选修课。具体课程学分、学时学分分配见表1。

五、评价考核

考核评价体系的缺乏和不科学会使卓越工程师培养质量难有科学标准和保障,会导致人才培养质量的参差不齐[2]。因此,考核与评价机制的建立必须以学生实践能力评价为主体,注重对学生的工程能力、组织能力、团队合作能力、人际交往能力、国际视野等方面的达成度的评价,这需要学校、企业及社会多方面共同参与完成。

实践环节的评价是考核评价体系的重中之重。实践环节总成绩由四部分组成:生产实习、工艺设计、专业课程设计和毕业设计,各部分的成绩由学校和企业指导教师的综合评价。企业指导教师对学生的综合评价由企业指导教师组织企业技术人员对学生在企业实践培养期间的平时工作表现、工作能力、解决生产实际问题的能力,该项成绩占各部分成绩的30%;报告(包括图纸、毕业论文)占各部分的40%;答辩成绩(答辩委员会由校企联合组成)占30%。最终实践总成绩按百分制计。

六、结语

为培养符合“卓越计划”要求的合格工程技术人才,本文针对哈尔滨工业大学(威海)能源与动力工程专业的培养方案提出了一些改革措施和探索。实际上,培养计划的改革是一个循序渐进的过程,需要学校、企业和社会的共同努力才能完成。目前,由于该专业“卓越计划”刚开始实施,还需要在实践中逐步探索、检验并完善。

参考文献:

第7篇

关键词:实验教学;热能与动力工程;教学方式;改革

作者简介:张璟(1979-),女,湖北黄冈人,北京石油化工学院机械工程学院,讲师;吴小华(1978-),男,湖北襄阳人,北京石油化工学院机械工程学院,讲师。(北京 102617)

基金项目:本文系2010年北京市属高等学校人才强教深化计划项目(项目编号:RHR201008362)、2011年北京石油化工学院教改项目“完善热能与动力工程专业实验教学体系的研究与实践”的研究成果。

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)20-0090-02

能源动力类专业的许多研究进展都是通过实验得来的,因此实验教学对于能源动力类专业人才培养具有十分重要的意义。[1]相对于理论教学,实验教学具有直观性、综合性、探索性、客观性等特点,[2]不仅可以使学生的理论知识得以巩固并加深理解,而且完整的实验过程是培养学生成为具有创新意识的高素质工程技术人员,使学生理论联系实际、掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。[3,4]北京石油化工学院作为一所以工科为主的地方普通本科高等学校,“以培养高素质应用型人才为己任”,并于2010年6月成为全国首批实施“卓越工程师教育培养计划”试点院校之一,在专业教育中强化“实践育人”就是学校的特色,[5]实验与实践教学的作用和地位日益凸显。

一、热能与动力工程专业实验现状及实验教学方式改革的必要性

2006年北京石油化工学院热能与动力工程专业将零散设置在课程中的实验独立出来,合并开课。学生在实践过程中都要经历由表面到内部、由简单到复杂、由单项到综合的技能形成过程,因而该实验教学体系从学习的认知规律出发,分成“系统、部件结构认识”、“施工、运行及测试”、“故障分析与故障处理”三个层次,每一层次又由不同实验对象的若干模块组成。

这几年专业实验的实际教学取得了一些教学成果,但是仍存在诸多不足之处。本门实验课授课对象是大四学生,对于本科高年级学生而言存在一些矛盾:一方面学生需要这些课程来完善知识结构,增强专业知识和技能;另一方面该阶段又有着考研、找工作、出国考试等压力,结果往往是学生对实验课没有学习积极性,学习效果非常差。实验教师仍较多采用传统实验教学方法,教学过程中即使教师苦口婆心的反复讲解,但由于直观性差,仍不能很好地表现出各零部件之间的相互联接、配合、运动关系以及实验条件的限制,影响了教学质量。实验内容被严格限定,学生在实验教学过程中只能被动地接受实验结果,制约了学生学习的主动性和创造性,学生学习兴趣不大。许多制冷及空调方向实验台使用了8年以上,实验数据与理论值之间的误差很大,严重影响了实验效果。而随着现代工业技术的飞速发展,学生不仅需要掌握实验要求的传统测试方法,还要了解新材料、新工艺、新技术在实验测试技术中的应用。

为此,传统的实验教学方式已无法适应创新教育的需求,提高实验效果的教学方法改革势在必行,改革将提高本专业的实验教学质量,形成本专业实验教学的特色,实现素质教育和创新人才培养目标。

二、改革方案

1.变封闭式实验教学为开放式实验教学

为减轻大四学生的学习压力,提高实验质量,首先从实验时间安排上着手。实验教师在学期初给出实验项目的时间,实验项目的个数及学时总数要大于学生要求的总学时数,每个实验项目规定人数上限及下限,学生根据实验教学大纲要求自行选定实验时间、内容,写出实验计划书交实验教师审阅同意后实施。

在实践教学中注重培养学生的主体意识,激励学生进行自主学习,由“要我学”转变为“我要学”,以取得较好的实验效果。鼓励教师充分相信学生、尊重学生个性,发挥学生的主观能动性,改变“填鸭式”的知识传授方式,引导学生学会学习并进行研究性学习,将教学目标由知识的转移和传授转变为能力的激发与提高。

2.合理安排实验内容

对内容相近的实验进行合并,有效的避免重复实验。淘汰设备陈旧且不能适应社会发展与技术发展要求的验证性实验,增加设计性的实验内容,尝试将科研课题的研究成果引入到实验室,让学生更好地掌握新技术与新方法,让他们能够更快地适应社会,为以后的工作打下良好的基础。设计一些综合实验,培养学生综合运用理论的能力,从而掌握新的知识和技能,达到实验课教学的预期目的。另外,在实验设备上注重新技术的引进,开拓学生的视野,扩大学生的知识面。如综合性实验“制冷机组性能实验”中采用计算机数据采集系统,要求学生结合Agilent系统的监测曲线,微量调节低温箱中电加热器的电压、暖风机的风量大小来稳定蒸发温度,使系统处于平稳运行状态。

3.丰富教学手段提高学生学习的积极性

将理论教学中广泛使用的计算机辅助教学手段等新技术应用到专业实验教学中去。结合实验特点,利用计算机的绘图、动画技术、三维软件对某些实验设备建模,对于直观性差,各零部件之间的相互联接、配合、运动关系受到实验条件限制的实验,将其结构、原理、工作过程融于动画之中,[6]使一些难以理解的静止图形变成栩栩如生的动画图形。

如综合性实验“制冷机组性能实验”中,要求学生掌握蒸汽压缩式制冷循环的组成和工作原理,但采用的是全封闭式压缩机,其工作原理及内部运动关系很不直观;要求学生掌握单级蒸汽压缩式制冷循环性能测试方法,但是为保证实验效果,管路及换热设备多处保温,弄清楚流体的走向及各部件间的联接都会有些难度。为此采用三维建模软件对此实验台建模,可以将整个实验台进行模拟拆装,压缩机内部运动也以动画视频展示。

4.通过参加科技竞赛,培养学生的团队精神、创新思维和解决实际问题的能力

传统的实验模式比较僵化,束缚了学生的思维,不利于学生创造能力的培养。北京石油化工学院热能与动力工程专业非常重视科技竞赛这一培养和锻炼学生能力的平台,积极引导学生以团队形式参加科技竞赛,凝练新概念,设计新方案,在教师的指导下综合运用所学知识,利用实验室提供的条件,自己动手将想法变成实物,使知识得到彻底的升华。

以自2007年开始举办的大学生制冷空调科技竞赛为例,每一届竞赛北京石油化工学院都有许多学生踊跃报名参加,并获得了良好的成绩。其中2012年北京石油化工学院本科生王欣等3人设计的太阳能空调伞,为炎炎夏日在太阳伞下工作的人们提供了凉爽的工作环境,创新模块得分很高,最终获得了本次竞赛团体一等奖。在上述活动中,教学突破了传统模式,强化了能力训练。[7]实验室给学生提供了自主实践、自主研究、自主探索的机会,有效激发了他们的专业兴趣,充分调动了学生的学习积极性,切实提高了人才培养的质量。在此过程中,本科生充分领略和体验了科研活动的酸甜苦辣,也学会了如何开动脑筋去发现问题和解决问题,拉近了书本知识和现场实践的距离,动手能力得到了极大锻炼,创新意识有了较具体的体现。

专业实验教学注重学生动手能力的培养,注意结合生产实际设置与现场情况贴切的实验,巩固专业知识,培养学生解决问题的能力,完全实现了综合性实验和设计性实验的培养目标。为了吸引学生更多的参加科技竞赛,同时减轻学习压力,可以尝试性的将竞赛项目成果替代一项设计性实验或一项综合性实验成绩,由于指导竞赛的教师也参与专业实验的教学,这种方式有了执行的便利。此外,这种方式增强了学生实验动手能力和创新能力,培养了学生良好的科学素质,学生的综合能力得到了很大的提高;丰富了实验教师设计综合性实验和设计性实验的内容;学生实践积极性普遍提高,较好地贯彻了因材施教的方针。

5.实验课程改革的成效

为了考察课程改革的成效,对已经修过本门课程的学生进行了随机问卷调查。调查内容包括以下方面:

(1)课程本身:设置该课程的重要性、学生兴趣度。

(2)授课教师方面:包括教师驾驭能力、教师教学方法灵活多样性、教师课程内容熟悉度、教师讲课清楚、重点突出情况。

(3)授课方式方面:包括综合性与设计性实验设置是否合理、多媒体使用是否合理、考核方式是否合理。

(4)教学效果方面:包括能否学到新的技能、能否提高综合素质和创新能力、对该课程的满意度。

(5)参加科技竞赛项目取得的奖项替代设计性实验或综合性实验成绩是否可行。

三、结束语

近年来,我国教育体制不断地进行深化改革,对本科生的素质教育、创新教育已经提到高校教育改革的首位。在充分调研一些高等院校实验课程运行情况的基础上,尝试对北京石油化工学院热能工程专业实验课程教学方式从开放式实验教学、合理安排实验内容、丰富实验教学手段、参加科技竞赛培养学生创新思维等方面进行改革。通过问卷调查的方式了解了热能工程专业实验课程改革的成效,学生对课程的关注度是最为权重的要素。因此,应该注重教学方式的创新,应把先进的方法、手段引入到实验中,有效调动学生的学习积极主动性,营造研究性学习的氛围,提高教学质量,提高学生的全面素质,培养适合工业界需求的合格工程师。

参考文献:

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[2]田禾,李俊瑞,王培勋,等.关于热能实验课程改革的探讨[J].中国科教创新导刊,2008,(4):58.

[3]孙欢,贾功利,侯其考.建设热能与动力工程实验教学中心的探索与实践[J].实验技术与管理,2010,27(8):125-127.

[4]程清果,李东雄.热能动力、暖通类专业基础课实验教学改革方案初探[J].中国电力教育,2008,(5):101-103.

[5]蔡晓君,刘湘晨,王丽,等.发挥现代化企业优势 提高生产实习质量[J].实验室研究与探索,2009,28(12):177-178.

第8篇

关键词:大学生,专业兴趣,课程设置、专业教师,入学教育

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)26-0069-02

大学教育是培养专业人才的,应该始终将培养大学生的专业意识和兴趣作为一个重要目标。然而,对刚迈入校门的大学生,他们多半对将要学习的专业并不了解。调查表明,有大约30%的大学生由于缺乏专业学习动力而学习不努力、逃课和旷课[1,2]。因此,培养大学生的学习兴趣和专业兴趣问题近年受到普遍关注,如发挥高校图书馆的作用、注重学生的协作精神和创新能力培养等措施得到了一定程度的重视[3-5]。本文作者以动力工程专业教师的视角对如何培养大学生专业兴趣进行了探讨。

一、新生入学教育和专业导论课程是专业兴趣培养的启蒙

新生入学初期最关注的问题就是自己将要学习的专业,所以新生入学教育不仅要对学生进行学校各项规章制度、学校发展历史和办学特色,更应该让学生对所学专业基本情况有所了解;为此,本校对每届动力工程新生入学时要进行为期3天的新生入学教育,其中包括2天的专业启蒙教育。首先由本专业教授介绍专业性质和研究内容,然后带领学生参观专业各研究方向的实验室,包括流动、传热、燃烧、喷雾以及发动机实验室等,同时观摩学院教师科研成果和学生科技竞赛获奖作品。新生经过这种入学教育后对专业学习虽然有了一些认识,但还不能激发出他们的专业兴趣,因此,在第一学期还设置了16学时的《专业导论》课程进一步开展专业引导教育。《专业导论》课程是该专业必修课,主要是讲解专业培养目标与基本要求、专业的课程设置、主干课程以及所涉及的研究领域、专业的特点与学习方法就业领域等内容。该课使学生对专业有一个初步认识,对未来职业及工作性质及大学期间的学习任务有了清晰的轮廓,从而可激发出他们的专业兴趣,以正确的学习态度与学习方法进行专业学习。

二、合理设置专业课程是专业兴趣培养的桥梁

大学四年中专业课的设置原则应该是使学生在有限的时间掌握更多的专业知识。大学必须结合培养目标、社会需求以及学生兴趣构建合理的有特色的专业课程体系。

专业课分为专业主干课、专业限选课和专业选修课。专业主干课指各专业必修课中那些培养专业能力、专业方向的课程,如动力工程专业课中设置了“内燃机原理”、“内燃机构造”、“内燃机设计”等专业主干课。专业限选课是专业必修课的延伸与拓展,也是与行业实际联系最密切的专业技术,如动力工程专业限选课有“专业英语”、“燃烧理论”、动力机械噪声与振动、动力机械测试技术、“发动机排放”等课程。专业选修课是本专业设置的供学生选学的相关课程,学生可以根据对自己将来的规划自由选择。在专业课程设置方面,为了激发学生的学习兴趣,扩宽专业视野,给予了学生更多的选择自由。在保持总学分不变的情况下,动力工程专业通过长时间的实践教学对必修课程的比例适当进行了减少,加大了选修课程的比例,目前已提供了近10门课程可供选择,如“发动机电控技术”、“发动机工作过程”、“汽车概论”、泵与风机、制冷技术、发动机工作过程模拟、节能技术、新能源、发动机现代设计技术等。教学效果表明,学生由于课程选择自由度大,可根据兴趣选课,专业学习兴趣明显得到提高。

技能训练课是根据专业培养要求设置的提高学生实践课程环节,它重在训练学生的专业基本技能,包括实习、实验、上机、课程设计、技能训练、毕业设计等。生产实习、毕业实习和毕业设计是使学生充分了解专业性质和提高专业兴趣的重要环节,为此安排动力专业进入发动机整机生产企业和零部件生产企业分别进行实习,使学生了解企业的生产概况、工艺流程、企业管理制度,从而获得与本专业有关的实际生产知识,扩大了专业知识面,专业认知度和学习兴趣普遍得以提高。毕业设计题目包括了研究类型、设计类型、计算类型和试验类型等多方面内容,课题来源有教师科研项目、自拟课题及企业委托课题,在选题时采用了师生双向选择模式,给学生最大的自由度根据自己的专业兴趣选择课题方向,体现了科学性和人性化的理念。

三、课外实践活动是专业兴趣培养的重要途径

高校不仅承担传授知识的责任,也有义务组织一些课外实践环节来引导学生积极主动地获取专业知识,提高创新能力,这些活动也在一定程度上可培养学生的专业兴趣。

(一)举办专业文化节

动力工程专业文化节紧紧围绕节能降排这个主题开展,组织专业知识竞赛、发动机拆装比赛、最新专业前沿知识讲座、学生讲坛等系列活动。在专业知识竞赛活动中,由专业课教师出题,围绕发动机新技术和新能源主题,以笔试形式进行,主要目的是要考察参赛选手对发动机全面的了解。学生通过这样的活动,加深了对专业的了解,从而激发出专业的学习兴趣。在发动机拆装比赛中,参赛队员以5人团队为单位,要求选手按照正确的操作步骤,在30分钟内利用现场提供的工具,完成汽车发动机的拆与装。通过比赛,既考查了本专业学生的专业基本功,又使学生的团队合作精神得到加强和锻炼,同时激发了专业学习的主动性;在最新专业前沿知识讲座活动中,从天津雷沃动力有限公司、天津一汽、玉柴等企业邀请知名的专家介绍专业发展新动向和发展趋势、国内外专业企业的生产状况以及对人才的需求情况,这些都是学生最关注的问题,受到学生极大的欢迎,激励了他们的学习热情和兴趣。在学生讲坛活动中,由动力工程专业学生担任讲解员,引领发动机爱好者走近发动机实验室,将理论与实践紧密结合,深入发动机内部了解发动机原理和构造,增强感性理解。在学生讲坛活动中,学生成了课堂的主人,受到了学生的普遍欢迎,有效激发了大学生的主体意识和专业自豪感。

(二)大学生科技创新活动

课外科技活动是大学生锻炼创新能力、学习和巩固专业知识、培养专业兴趣的重要手段。动力工程专业近几年均组织学生参加全国大学生节能减排等科技竞赛,“乙醇柴油相溶性的研究与助溶剂的开发”、“碳基活塞的研制及在内燃机上的应用研究”、“燃油添加剂在发动机节能减排中的作用”等作品分别获二等奖、三等奖和优秀奖。获奖同学均被理想的企业聘用,这极大激发了学生的专业学习动力和兴趣。

(三)参与专业老师的科研课题

近几年每届有若干学生能主动加入到专业老师的各项科研项目中,在如何寻找问题、如何设计实验、如何建模计算、如何分析数据等方面均得到了锻炼,既巩固了学生的基础课知识,又激发了他们对专业的兴趣和对未知世界的好奇心。

四、专业教师的学术引导对学生专业兴趣培养有重要影响

专业教师对学生的专业兴趣影响主要表现在两个方面,首先是教师对课堂教学内容的重视,当今科学技术发展日新月异,教师要及时跟踪本专业的最新学术动态,适时地将专业最新前沿技术引入课堂,使学生在学习本专业课的同时,也能了解其发展的方向,提高学生学习的兴趣和专业素养;其次是教师要注重对学生素质和学习兴趣的培养,在教学过程中通过自己的专业学习经历和科研经历让学生明白只有树立正确的专业思想,才有利于确定方向,实现成才目标。

五、总结

培养大学生的专业兴趣,既要在高校专业课程制定和教学实践环节设置中有所体现,大学教师对大学生的学术引导作用也要充分考虑。

参考文献:

[1]刘连龙,徐丹,何山.大学生专业兴趣调查及对策研究[J].高等工程教育研究,2009,(02):122-126.

[2]郑庆柱.当代大学生学习动力问题论析[J].社会科学家,2007,(02):73-76.

[3]任晓红,涂建山.浅谈如何培养大学生的学习兴趣[J].科教文汇,2012,(2):31-32.

[4]何凤丽.高校图书馆与大学生专业思想教育[J].当代图书馆,2005,(04):28-30.

第9篇

关键词:实践教学体系;卓越工程师;多层次

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0075-03

一、前言

近二十年来,世界发达国家的工程教育逐渐融合了技术取向和科学取向,一些大学提出了“回归工程实践”的改革理念,不断改革各自的工程教育,开始重视工程教育的实践性和创新性,以适应现代大工程的要求。迄今为止,美国实行工程教育的高校已有900多所,约占全美高校的1/3;以德国和法国为代表的欧洲也有一大批知名高校实施了工程教育模式。由于我国工程教育所处的历史阶段与西方发达国家完全不同,面临的国家使命与西方发达国家完全不同,因此我国的工程教育只能创新,走建设中国模式工程教育之路[1-3]。

为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》精神,树立全面发展和多样化的人才观念,树立主动服务国家战略要求、主动服务行业企业需求的观念,2010年教育部牵头实施了“卓越工程师教育培养计划”。该计划旨在改革和创新工程教育人才培养模式,创立高校与行业企业联合培养人才的新机制,着力提高学生服务国家和人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。2013年,山东省开始实施“省级卓越工程师教育培养计划试点专业”建设,我校能源与动力工程专业成功入选。

“卓越工程师教育”的核心与关键是培养学生的工程实践能力和创新能力。实践能力的培养主要依赖于实践教学体系,构架优良的实践教学体系是保障高质量卓越工程师人才培养的关键,而实践教学体系是否科学、合理、切合实际,将直接影响大学生工程实践与创新能力的高低。现有的实践教学体系普遍存在实践内容与工程应用结合程度不足、各实践环节相互关联较差、职业思想意识教育欠缺、合作培养企业缺乏积极性等共性问题,无法适应卓越工程师人才培养的要求[4,5],因此必须构建以培养学生工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心的能源与动力工程实践教学新体系,才能培养出具有“宽厚、复合、开放、创新”特征的高层次、高水平、高素质的应用型高级专门人才。

二、现有培养体系存在的问题

1.缺乏“实践教育是培养体系的关键组成部分”的基本理念。一方面,部分学校职能部门或教师将课程设计、毕业设计、生产实习、毕业实习作为课堂教学之外的“辅”工作,且缺乏具备丰富工程经验的双师型导师的参与,缺乏实践教学环节的总体设计,缺乏综合性、设计性实验的指导与设计。另一方面,学生对实践环节的重视程度不够,参与过程中缺乏主动性和积极性。

2.校外实践教学基地缺乏建设。校外实践教学基地本应为学生在实习、毕业设计、社会实践等环节创造工程实践环境,是工程实践教学必不可少的前提条件。校外实践教学基地一般为具有一定专业背景和影响力的大中型企业,由于缺乏相应的支持政策和经济效益刺激,企业在安排学生实习时缺乏积极性,甚至借故推脱,不愿意学生去实习,即使能够到达现场,也很难保证实习质量。

3.实践教学师资队伍缺乏建设。能源与动力工程专业是工程实践能力要求较强的专业,该专业在对卓越工程师培养的环节中对实践能力的要求更甚。实践教学应与理论教学、科学研究工作同步发展,这就要求高校教师能够既熟悉理论知识又要有丰富的工程实践、科研经历。然而,高校教师虽然具有较高的学历,但具有丰富工程实践经验的教师越来越少,同时教师数量不足,师生比大幅提高,教师负担较重,无法适应卓越工程师教育培养的需求。

三、实践教学体系构建与支持资源建设

1.构建多层次实践教学体系。

以培养学生具备优秀的工程实践能力和创新能力为目标,构建了“一个核心、两个基础、四个层次”的卓越工程师培养多层次实践教学体系,体系结构如图1所示。

(1)一个核心是以工程实践能力和创新能力为培养核心。

(2)两个基础为实践平台和指导团队,是支撑培养体系正常运转的软件和硬件条件,实践平台包括在合作培养企业建立的校外实践教学基地和校内各种实验、实训实验室。

(3)四个层次是指整个体系由基础实践层、专业实践层、创新实践层和企业综合实践层组成,各层次采用逐层递进的方式完成。①基础实践层,包括基本素质模块和实验模块,基本素质模块主要由思想政治理论实践课、入学教育及军训、公益劳动、学科导论、创新创业通识教育课等组成,实验模块由学校通识教育课、专业基础课、专业核心课、专业方向选修课的课内实验环节组成。一方面培养学生树立“工程实践能力和创新能力是生存根本”的基本理念和具备良好的职业道德、职业精神、吃苦耐劳精神等;另一方面培养学生掌握基本专业实验操作能力和动手能力,加深对专业理论的认识和理解,锻炼分析问题和解决问题的基本能力。②专业实践层,包括工程训练模块和综合实习模块。工程训练模块包括工程训练、机械设计课程设计和机械制图测绘等实践课程,该模块主要依托于大学生实训中心开展,主要培养学生对技术工具及加工方法的掌握和图纸的基本绘制能力。综合实习模块包括驾驶实习、认识实习、内燃机构造拆装实习和内燃机制造工艺生产实习,主要为了强化学生对专业综合知识和工程技能的认识,培养学生的专业实践能力和解决实际问题的能力。③创新实践层,包括社会实践模块和科技创新模块。社会实践模块依托社会实践环节开展,主要为了使学生加深对本专业和相关行业的了解,确认适合的职业定位,为向职场过渡做准备,可增强其就业竞争优势,等等。科技创新模块依托专业设计与制作实践课、大学生科技创新项目和大学生科技创新比赛开展,主要为了发挥学生的创新思维和创新精神,使学生的理论知识得到巩固和升华,突出学生个性发展,提高学生的创新能力。④企业综合实践层,包括企业学习模块和工程研发模块。企业学习模块依托企业学习实践环节开展,包括标准化学习、质量管理体系学习、观摩生产线、参与工艺制定及设计等内容,主要培养学生对技术规范的认知与实践,让学生现场体会设计及生产的主要工艺流程及所依据的技术规范及企业文化,等等。工程研发模块依托毕业实践与毕业设计和毕业鉴定实践环节开展,企业根据研发部门需要和学生自身的特点,依托现有研发项目,为学生设计毕业设计题目和内容,使学生在参与工程研发的过程中完成毕业设计环节,从而使学生真正融入到企业中,通过真实项目的操作达到提升工程设计创新能力的目的。

2.制定了实践体系课程标准和质量评价标准。在充分吸收企业对工程人才要求的前提下,针对多层次实践教学体系制定了各个组成环节详尽的课程标准(标准中突出企业的主导和引领地位)。为了保障人才培养质量,各课程制定相应的评价标准,建立以素质、实践、学校导师、企业导师多位一体的质量评价体系。评价标准以学生工程能力评价为主体,评价标准包括详尽的考核评价方案和细则,依据不同环节的性质差异确定针对性的评价指标,并进行量化,以求评价的科学性、公正性和可操作性。

3.加强了指导团队建设。指导团队的建设着重于提高工程教育师资队伍的工程实践能力和设计创造能力,能够有效地将工程实践经验转化为优质的教学资源。

(1)提高了学校专业教师的工程实践创新能力。一方面,加强了学校与企业间的研究和开发合作。一是使已经有企业工作经历的教师具备更加丰富的企业工作经验和工程实践经历;二是使已经具备一定工程实践经历的教师具有企业工程工作的经历,采取了与企业进行工程项目合作、共同完成技术开发、技术服务等方式,教师可直接参与企业日常生产和企业的技术升级、改造。另一方面,对教师队伍中工程实践经历不足或是没有工程经历的教师,采取了集中训练和长期培训相结合的方法。一是通过与企业的技术项目合作、专题训练等方式派遣到相关企业进行每年至少累积3~6月的工程实践,熟悉生产过程、工程技术和管理;二是在校内聘请具有丰富工程实践经历的教师,实行“一对一”的互相帮、带的长期培训方式。

(2)聘用了企业导师。在卓越工程师实践培养过程中,企业导师具有举足轻重的地位,实施了“企业导师核心化”的指导思想。一是聘请企业专家为学校兼职教师参与全部校内实践环节,在培养中采用“企业导师、校内实践中心专业指导教师和专业教师”复合式团队指导模式,采用案例教学、现场教学、专题讲座、工程实践技术指导等方式开展工作,使工程元素提前融入校内教学,使学生进入企业前具备一定的工程设计知识和基本能力。二是在企业综合实践层的培养中采用“企业导师为主、专业教师辅助”的双导师模式,企业导师根据企业的实际情况为学生的生产学习、毕业设计选题及其实施等环节提供指导或现场咨询,负责对学生进行工程师专业培养的全面基本训练。

4.强化实践平台建设。实践平台是保障实践教学顺利开展的基础,本专业在校内实践平台和企业实践平台两方面开展了系统建设。在校内实践平台建设方面,依托学院车辆工程与交通国家级虚拟仿真实验教学中心、能源与动力工程省级高等学校骨干学科教学实验中心、山东理工大学工程实训中心、学院大学生创新创业实验室等,加强了仪器设备投入、实验实训规范化管理、综合性创新性实验项目等建设,划拨了专门经费资助大学生创新创业活动,加强了创新创业活动的管理和指导。在企业实践平台建设方面,以企业研发中心为依托,建立了“卓越工程师培养”专用实践教育中心,设置了专门人员进行管理和运作,建设了实训、实习的专用场所与设备,聘请了企业高级职称以上的技术人员和高级管理人员担任企业导师,充分利用了企业工程设计资源和导师队伍,使企业综合实践层的教学任务落到了实处。

四、多层次实践教学体系优势与特色

1.构建的“一个核心、两个基础、四个层次”实践教学体系,可有效提升学生的工程素养、工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。在本体系中,各校内实践层次中均高度融合了工程实践内容,既可以使学生充分理解专业知识,还可以提前掌握丰富的工程应用知识,实现了理论知识和实践应用的有机结合,为企业综合实践层的快速深入开展奠定了良好基础。在企业实践层次中,充分发挥企业的主导作用,以项目引导培养,学生通过深入参与项目研发,可充分提升其工程素质和创新能力。

2.与企业紧密结合建立“卓越工程师培养”专用实践教育中心,形成了校企合作培养的双赢模式。以企业研发中心为依托,建立了“卓越工程师培养”专用实践教育中心,充分发挥企业在工程人才培养中的核心作用和主导地位。在实践过程中,使学生真正成为了企业的一份子,既可以使实践教学完全融入工程研发过程中,保障了学生工程设计创新能力的培养,又可以使学生成为企业研发的鲜活有生力量,促进了企业整体研发能力提升和人才队伍建设,学生取得的有效成果与企业共享,互惠互利,达到学校和企业双赢的效果。

3.建立了多位一体的卓越工程师培养质量评价体系,有效保障了培养质量。质量评价体系以学生工程能力评价为主体,注重对学生的工程能力、组织能力、团队合作能力、人际交往能力、国际视野等方面的综合评价,是提升培养质量的有效保障。

五、结论

在“卓越工程师教育”核心培养理念下,构建了适用于能源与动力工程专业的“一个核心、两个基础、四个层次”的多层次实践教学体系,建立了相应的课程标准体系和培养质量评价体系,同时强化了指导团队和实践平台的建设,可实现学生的高质量培养。

参考文献:

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[3]周永,夏玉英.基于卓越工程师培养的土木工程专业实践教学改革研究[J].教育教学论坛,2016,(17):77-78.

第10篇

摘 要 实践教学在工科高校的教学中非常重要,对培养学生的实际操作能力与创新能力意义深远,并可以强化卓越工程师的培养。本文主要基于实践教学中存在的问题,对如何开展本科生实践教学进行了深入思考。

关键词 实践教学 卓越工程师 思考

中图分类号:G640 文献标识码:A

Reflections on Practice Teaching for Undergraduates

SHI Weixiu

(Department of Energy and Power Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044;

Beijing Key Lab of Heating, Gas Supply, Ventilating and Air Conditioning Engineering, Beijing 100044)

Abstract Practice teaching is very important on teaching engineering colleges in the abilities of students' practical skills, and it can strengthen the training of outstanding engineers. This article mainly conducts in-depth thinking on how to practice teaching for undergraduates based on practical problems on teaching.

Key words practical teaching; excellence engineer; reflection

0 引言

目前,在实践教学环节,需要开展更多的工程教学,推进教学改革,提高人才培养质量,造就新型卓越工程师。而对于工程技术人员的培养,就需要加强本科生实践教学的质量。一般来说,理论教学与实践教学是本科生教育体系的两个组成部分,二者相辅相成,互为指导。

根据社会发展的需求和工程技术人才培养的现状,亟需强化工程技术人才的创新实践能力。虽然我国的本科生教育中培养体系比较完整,但是仍需不断改进与提高,比如近几年卓越工程师培养的提出,这些都在为相关的高校提出了更高的目标。因此,本科生的工程教育仍然存在一些问题,例如忽略与企业之间的联系,缺乏协作能力的培养,将实践教学作为理论教学的附属品,教师缺乏实际工程经验等,这些都导致了实践教学的薄弱。

针对工程师的质量,从全世界的角度分析,我国的工程师显示出一定的差距。在2009年瑞士洛桑的《世界竞争力报告》中表明,我国的“合格工程师”的数量和整体质量在参与排名的55个国家中排名第48位。而在美国的《财富》杂志中的结果显示,针对年轻工程师的调研,我国只有16万人满足国际化要求,而这个数字只占到美国的近1/3。另外,我国符合国际化工程师的人数不足全国总工程师的8%,而相比之下,印度能够达到25%;而针对工程师的总体人均产值,我国也相对落后于其他国家,比如仅为德国的1/13,美国的1/16。综合以上数据,我国与美国,法国等发达国家相比,工程师的综合实力存在一些差距,而这些也会导致我国先进工程技术的发展缓慢。

1 针对本科生实践教学的思考

进入二十一世纪,工程技术人才的培养越来越重要,并且已经深入到各个领域。世界上的主要发达国家一直将工程技术的快速发展作为国家未来的发展方向,作为工科类重点大学,培养技术人才的任务就更加重要,并制定出“培养面向二十一世纪的复合型工程科技人才”的培养目标,主要包括工程素养、科学素养、思想政治素养、文化素养和身心素养等,进而针对这五方面提出一些具体的要求,也正是这些要求的集合,才构建了重点工科类大学的本科生工程技术人才培养的系统框架。但是,由于各个国家的政治、经济和文化背景的不同,工程实践及工程教育的所处阶段和发展历程均存在差异,对工程技术人才的要求也有区别。针对本科生实践能力的培养,应该从以下几个方面进行。

(1)重视在实践教学中提出的促进实践改革的建议。我国开展本科生实践教学改革的建议的研究对于促进实践教学改革、提高工科类院校的本科生的工程实践能力具有重要的意义,因袭需要重视专家学者提出的宝贵建议。相关专家的提出的思想如下:杨叔子院士指出,我国的本科生工程教育,既姓“普”,又姓“高”,更姓“工”,主要用于培养工程技术方面的专用人才。周济院士曾指出,教育需与生产劳动和社会实践结合起来,这就为本科生的工程教育改革提出了更为明确的要求,也就是说,工程教育培养的方向就是回归至实际工程,将工程技术类本科生更好地输送到工程中去,在实际工程中学以致用,更好地发挥主体作用。李培根院士曾指出,在本科生培养中,需要从更深层次的角度去认识实践的意义和作用,要对实践有更深的认知,比如实践空间意识、实践常态意识等,并能认识到学生是实践的主体。

(2)基于学生在实践中存在的一些问题,比如对事物的认知与实操能力差,理论知识的薄弱导致不能很好地指导实践活动等。这就要求教师在实际的教学过程中,需要强化理论知识点在实践中的应用指导,并启发学生的主动实践兴趣与能力,更好地带领学生积极主动地参与到实践中去,通过本科生大学生实践创新比赛以及科技科普活动等机会,让学生主动参加到教师的科研课题中,培养学生的科研兴趣,指导学生在科研活动中发挥作用。另外,在教学中需要开展更多的校外实践活动。基于目前高校的实践内容很多情况下都是在校内开展,而校内基础实验教学设施有限,不能很好地让学生接触实际工程与设施,学生只能在模拟或模型的环境中构想出实际工程的运行与管理,这些不利于学生实际工程能力的培养。基于以上问题,需要从学校或学院层面与校外企业开设实操课程或实际项目的运行管理等课程,让学生接触到校外指导老师的实际工程经验,从企业的角度强化理论知识的指导作用,通过在校外的短期实习,学习工程一线运行管理技术,培养工程管理应急能力等。

综合以上,实践教学可以从以下角度展开:校内开设工程实践类课程,让学生参与到灵活多样的校内实践项目中去,培养学生的技术实践能力;高等院校与企业合作建立工程研究中心、实训基地或产学研项目合作,并采用系列政策鼓励学生参加,调动学生对项目的积极性,并给予学生更广阔的发展空间,从而更好地培养学生的实践能力。我院根据建筑环境与能源利用专业与能源与动力工程专业的特点,需要加强学生在供热与制冷系统的运行调节实践以及燃气输配方向的实践,根据企业所需工程人才能力培养的需求,学生可以进行定向输送,从而加强企业与高校的互相协作能力,做到实践能力的综合培训。

(3)本科生工程教育理念的研究。基于本科生卓越工程师培养要求,工程技术人才本科阶段的培养理念与普通专业的培养理念不同,需要更加重视技术水平的培养。因此,教育理念的研究需要定位在工程技术教育在全球的发展背景和综合高等工科院校的教育体系中,才能进行更好的教育改革。目前,我国的经济正处于快速发展时期,科学技术也正处于不断创新阶段,需要结合我国的工程教育内在特征,借鉴国内外的已有的工程技术教学改革的成果和经验,不断创新和发展,建立一套适合现阶段卓越工程师的培养教育理念,满足社会和工程技术的发展需求。

(4)本科生工程技术人才培养标准的研究。针对本科生工程技术人才的培养,需要制定合理的人才培养标准,以为工程服务为目标。基于我国工程师的技术水平与欧美等发达国家存在一定差距,所以在工程教育培养标准的制定上,需要综合考虑欧美等国家培养标准制定的内容和背景,从内涵和外延两个角度,取长补短,从而为高等院校培养标准的建立和培养方案的完善提供更多的参考依据,为整个标准体系的建立提供更深更广的参考案例。

(5)本科生工程教育课程体系的研究。目前,针对本科生的培养的课程体系需要不断完善,针对工程师教育培养,需要更加重视教育教学理念和具体培养环节,应根据实际工程需要进行适当调整,满足就业单位的人才需求。针对卓越工程师的培养,需要遵循教育部的“关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见”,把强化工程设计能力、工程实践能力等作为核心,构建本科生的课程体系和教学内容。

我专业根据卓越工程师专业培养计划,于今年修订了热能与动力工程专业的课程体系,主要改动包括专业培养方向更加明确地分为两个培养方向,包括热能方向和制冷方向,而这两个方向以限选课的形式加以区分,学生可以根据自己的兴趣及就业意愿选择适合自己的方向与课程。另外,我们增加了任选课的科目,总共含有14个学分,学生可以从这些课中进行选修,修够8分即可,而任选课程涉及的知识面比较广,领域比较多,主要包括太阳能利用技术、热泵技术、能源合同管理、团队项目、工程运行与管理等,学生可以通过任选课的形式增加对本专业认识的深度和广度,对将来的就业也会有很大的帮助。而基于卓越工程师培养需要增设校外环节课程实训,所以我们开设的团队项目及工程运行管理聘请校外有经验的工程师给学生上课,结合实际工程项目对学生开展培训。同时,我专业还增设了大四学年6周的课外实践,而该环节学生均需到校外单位进行轮岗学习,通过带领师傅的讲解与实际系统操作强化对知识的实际运用能力。通过校外管理类与团队类项目的授课以及实践活动的增设,能够对学生卓越工程师的培养起到很好的促进作用。

(6)强化实践教学培养中专项资金的投入与管理。实践教学培养环节尤其是校外实践需要聘请工程实践经验丰富的一线技术人员针对学生群体进行讲解与现场指导,以及学生在外长时间实践的食宿问题都需要专项资金的支持。这样,学生可以针对某一个系统进行详细的认识与实践,能够使实践效果最大化,避免学生在实践过程的形式化现象。

2 结束语

本科生实践教学的改革,是以我国经济、文化、科技以及工程教育的本质特点为基础的。在国际化、市场化和信息化的背景下,高校培养的工科技术人员难以满足国家经济发展和创新型国家的需求,难以满足产业内部的需求,难以满足世界科技改革的需求。因此,作为工科技术人员培养的大学基地,需要从根本上强化实践能力实训,重视本科生的培养标准,审视人才培养目标,重新构建课程体系和教学改革,提高学生的综合素质,满足实际工程的人才需求。

资助项目:北京建筑大学教学研究资助项目――热能与动力工程专业实践教学方法的研究和探索,北京市2014年热能动力工程专业建设项目

参考文献

[1] 严新平,谢峻林,李志峰.应用型创新人才培养与实践教学改革[J].教育评论,2009(1):48-50.

第11篇

关键词:新生研讨课;教学模式;综合素质;能力培养

作者简介:张力(1956-),男,重庆人,重庆大学动力工程学院,教授;杨仲卿(1984-),男,山东滕州人,重庆大学动力工程学院,讲师。(重庆?400030)

基金项目:本文系重庆市教改重点项目(102116)的研究成果。

中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)24-0054-02新生研讨课(Freshman Seminars)是专门面向大一新生开设的小班研讨类课程。[1,2]在教师主持下,围绕共同感兴趣的专题,通过教师与学生之间、学生与学生之间的交流互动,以小组方式边学习、边讨论,对新生在掌握知识、开拓视野、合作精神、批判思考、交流表达、写作技能等诸方面进行综合培养与训练。课程以探索和研究为基础,强调师生互动和鼓励学生自主学习,目的在于帮组学生完成高中到大学的转折,并为后续的学习打下基础。

研讨课的内容丰富多彩,主要涵盖了入学教育、学术方向、探索创新等方面,都是教师们多年教学、科研的经验总结。[3,4]既有经典内容,也有新问题,设计众多领域和交叉学科。有的可能已有答案,但也许并不唯一,还需突破;有的可能尚无答案,需要探索。

为了让大一新生尽快适应大学的学习,将同学们培养成为驾驭未来的优秀人才,重庆大学从2009年起,面向本科新生开设了新生研讨课,各专业根据自身特色设立了面向本专业新生的研讨课。课程旨在推行“以学生为中心、教师为主导”的研究性教学方式和基于探究问题的学习方式。2011年重庆大学又推行了校级“新生研讨课”示范课程,打破了各专业新生研讨课的专业限制,面向全校本科新生,采取网络“抢课”的方式取得学习资格。“能源、环境与社会”为校级示范课程之一。

一、课程的设计组织与实施

1.全校性新生研讨课的特点

(1)小班教学便于研究性教学的开展。研究性教学是指在教学过程中由教师创设一种类似科学研究的情境和途径,指导学生在独立的主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中,吸收并应用知识分析并解决问题,从而培养学生创造能力和创新精神,提高学生综合素质的一种教学模式。[5-7]在研讨课上,通过课程的组织,实现师生角色的转变,学生从“被动接受者”向“主动参与者”转变,学生的主动参与是保证研究性学习的关键。“能源、环境与社会”选课人数32人,采用小班教学便于师生间的互动,为研究性教学活动的开展打下了基础。

(2)选课学生的覆盖专业范围广,教学过程更加注重通识教育理念的应用。作为全校性新生研讨课,采用网络选课的方式,学生根据自己的兴趣爱好选择课程。“能源、环境与社会”的选课同学来自汉语言文学、软件工程、自动化、电子信息工程、土木工程、计算机科学与技术、电子科学与技术等7个专业。和各专业开设的研讨课不同,全校性新生研讨课更加注重通识教育理念的应用,注重新生在自然科学与技术素养、哲学社会科学素养、人文素养等方面的培养。鼓励学生结合自己实际跨学科、跨专业自由选课,充分发展个性,博学多识。

2.课程的设计

“能源、环境与社会”新生研讨课共16个学时,课程从哲学、法律、自然科学和工程技术多个视角,结合科学与技术背后的人文关怀和批判性的社会学观点,以认识快速改变着的世界及应对中国高速发展所产生的资源、能源与生态之间的矛盾为出发点,通过生动的例子,介绍能源与环境问题以及对社会经济发展和日常生活的影响,并通过国内外发展清洁能源的成功案例,结合同学们所熟悉的各种应用条件,共同探讨开发利用清洁能源的技术途径、经济分析和政策支持。

通过本课程的学习,学生将学会以科学和人文的精神认识和分析能源问题,理解能源与社会的关系和能源利用所造成的环境问题的人文社会原因,并能从人文社会的角度分析能源与社会问题的解决之道,激发学习创造性的想象力和批判思考能力;同时培养学生的科学思考能力、表达能力、协作能力和文献查阅能力。

3.组织及教案的编写

结合笔者在热能专业新生研讨课中的教学实践经验,为了便于全校性研讨课的有效开展,本次研讨课设计为4学时每次,共授课4次。

新生研讨课的目的主要是激发学生学习的兴趣与对科学知识探索的激情,并启发、训练学生的学术表达方法与能力,注重启发学生的科学探索兴趣,激发学生的参与热情,营造学生愉快学习和自觉学习的氛围。教师从不同的学术视角,与他们分享和探讨认识世界、获取知识的方法。本次新生研讨课在组织教案编写过程中,将教学内容分四个单元,采用“专题报告与讨论”与“专题研讨”相互穿插的形式开展教学活动。其中,第一单元和第三单元为“专题报告与讨论”;第二单元和第四单元为“专题研讨”。

第12篇

关键词:本科毕业设计;选题创新;指导形式创新;答辩形式创新

中图分类号:G642.477 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)48-0156-02

毕业设计是工科学生将所学专业知识与实际工作相结合的重要环节,是使学生适应工作岗位的必要训练,是当前应用型人才培养的重要方向。因此,学生如何在指导教师的指导下,通过理解问题、提出问题、查找资料、深入研究等,找到适合于应用型人才的毕业设计训练,是当前研究的重要课题。教师对学生进行研究性学习指导,可以培养学生创新、独立思考和解决问题的能力;同时也能锻炼学生的综合分析、解决实际问题的能力。

毕业设计在紧紧围绕应用型人才培养模式的基础上,以中国矿业大学银川学院2014~2016届毕业生为研究对象,依据应用型人才培养目标和卓越工程师培养计划,以全新的模式构建本科毕业设计的改革框架、创新研究方法,探索出适合应用型人才培养模式的毕业设计流程,以提高本科毕业设计的整体水平,有效保证人才培养模式的全面实施。改革创新设计思路和模式,以工程实际和现场课题为载体,达到解决工程实际问题能力的培养。因此,本项目的研究对于提高我院教学质量、促进应用型人才培养模式改革具有一定的理论和实践意义。

一、毕业设计选题形式的创新

要想毕业设计的题目有一定的创新性,所选的课题就必须要求联系生产实际,解决生产实际问题。这种类型的选题结合了本专业的发展趋势,调动了学生的主观能动性,使学生运用所学的专业知识完成本科毕业设计。

在学校实验室的条件、现有的仪器设备无法满足完成毕业设计需要的前提下,根据学生认知程度的不同,指导教师要根据学生掌握专业知识的情况和水平采取相应的指导方案,所以我们在毕业设计的选题上,打破了本科毕业设计在教室或实验室进行的传统设计模式,将学生生产实习与毕业设计环节紧密结合,研究方向是以学院人才培养模式改革为基础,以工程项目为载体,力求毕业设计题目源于工程实际问题和生产一线的工程课题,既完成了学生实习和毕业设计环节的教学任务,又实现了校企合作运行机制的构建,充分体现了高校服务社会和区域经济发展的职能。

二、毕业设计指导形式的创新

学生作为本科毕业设计的主体,必须对毕业设计有正确的态度。我院学生通过三年时间完成基础知识和专业知识的学习,在第四学年上半学期进行了相应的课程设计、企业实习、毕业实习。尽管学生在校期间对所学知识的掌握程度不尽相同,但是通过课程设计、企业实习、毕业实习的相关环节,对所学的专业知识能够掌握得更加深入和全面,对毕业设计的选题及意义的理解就能够更加透彻。

学生的毕业设计题目与生产实践相结合,使学生能够主动查阅相关资料、文献、生产规程、设计手册等,借助图书馆及网上资源查找资料,并得以有效利用。学生在设计参数的选择上更加严谨、慎重,在对实际问题的解决上能够更加深入、全面,并得出合理的结果及优化方案等。这样的毕业设计的结论才能够真正的解决实际问题,具有一定的理论依据和实用价值。

毕业设计质量的好坏与指导教师的工作能力和工作态度有着非常密切的关系。学院多为青年教师,虽具有很强的理论基础,但实践经验不足。为了更好的使青年教师充分发挥自己的作用,学院成立毕业设计指导小组,由有经验的老教授带队指导,组织青年教师,更好的把握好论文的特点,使文章观点正确、方法科学、内容有价值、结论有创新。

学院鼓励青年教师积极参加企业实践,弥补了自身实践经验的不足,同时邀请企业工程技术人员作为学生兼职指导教师,实现双导师制,既有理论知识保障,又能解决工程实际问题。

三、毕业设计答辩形式的创新

学生的毕业设计质量的如何,要由学院统一的评定体系来判断,这样有利于对整体情况进行把控。学生毕业设计成绩由指导教师成绩、评阅成绩及答辩成绩三部分组成。其中答辩成绩占主要部分。

答辩成绩由答辩委员会各教师给出,通过取平均值的方式,最终确定学生的成绩。答辩委员会教师由学院教师及现场专家或工程技术人员组成,并且要求各教研室其他青年教师参加。

答辩分四个环节,首先是学生对毕业设计的内容进行自述,该环节考查的是学生毕业设计的态度、方案的可行性、毕业设计的创新点、表达能力等。其次是教师的提问环节,各答辩委员会教师提出相应的问题,问题包括设计与毕业设计有关的知识点和解决方案,同时还结合学生在企业、现场工作的情况予以提问,包括运行、生产的相关工作、注意事项、事故的分析处理以及其他机组出现事故的原因、解决措施及危害等。该环节不但考查了学生对毕业设计内容的熟练程度,还考查了学生解决实际问题的能力,同时对企业实习、毕业实习的成果进行考量。再次是学生作答环节,学生根据相关教师的提问分别作答。该环节不但检验了学生的知识水平、能力如何,还可以使学生在今后的工作中提高安全意识,尽量避免由于安全意识薄弱或操作不当而造成的人身伤亡及经济损失。最后,答辩委员会成员根据学生的语言组织能力、应变能力、毕业设计的熟知情况、解决实际问题的水平给出最终成绩。对于设计不合格、答辩成绩差的同学,要求其改正或不予通过,以保证毕业设计质量。

四、成果

1.选择2014届机械工程及自动化专业(矿机方向)10名学生参与某矿设计,聘请企业总工程师和工程师为企业指导教师,实现双指导教师制。由矿方提供原始设计资料和技术咨询。其中8名学生参与矿井排水、通风、压气、提升设备的选型设计,还有2名学生参与厂区地面工业广场布置设计。经过同学们的努力,于2014年5月圆满完成毕业设计任务,并将毕业设计文本提供给该矿作为参考,并对该矿原设计计算中存在的问题提出修改意见。

2.选择2015届能源与动力工程专业(新能源、火力发电厂方向)全体学生为研究对象,联系企业工程实际人员,与我院教师共同指导。以工程项目为载体,力求毕业设计题目源于工程实际问题和生产一线的工程课题,既完成了学生实习和毕业设计环节的教学任务,又实现了校企合作运行机制的构件,充分体现了高校服务社会和区域经济发展的职能。至此我院2011届能源与动力工程的学生的就业率达到99.5%。

3.选择2016届能源与动力工程全体学生为研究对象,总结2015届学生毕业设计指导过程中的经验、成果,对毕业设计的形式、选题、设计内容等环节进一步完善;建立了全面的系统体系,对电厂中各个系统加以完善,及时与企业指导教师沟通,切实培养企业需要的人才。

参考文献:

第13篇

关键词:建筑节能技术 教学内容 教学方法 考核方式 改革

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0134-02

在能源缺乏、环境污染问题日益严重的今天,伴随着建筑能耗大幅度增加,建筑节能技术备受关注,因此在该系能源与动力工程专业中开设“建筑节能技术”课程,为今后学生从事建筑节能相关工作奠定基础。

“建筑节能技术”课程涉及建筑节能相关规范、常见的建筑节能技术、节能材料、节能改造、节能评价、节能检测、合同能源管理等众多内容、技术面广,是一门应用性非常强的技术课程。该课程对学生知识面的拓宽以及综合技能水平的提高起到重要作用。因此,教师必须针对该课程的特点,不断更新和丰富课程教学内容,探索出合适的教学方法及多样化的考核方式,改善教学效果,提高学生的综合能力。

1 教学内容改革

1.1 保证教学内容的先进性

建筑节能技术飞速发展,新技术不断涌现,建筑节能相关标准和规范更新很快,而传统教材内容更新缓慢,难以满足教学需要。在教学中,要及时优化教学内容,收集、整理国际、国内建筑节能的最新技术和成果,把新规范、新技术、新工艺与研究热点整合到教学内容中去,并不断进行该课程的数字化多媒体讲稿建设[1],让学生全面系统地了解、掌握建筑节能领域的国际前沿技术和成果,保证学生走在建筑节能技术的最前沿。

1.2 保证教学内容的针对性

在有限的学时中,珍惜每次授课时间,不同专业,应合理安排重点授课内容,保证教学内容的针对性。根据能源与动力工程专业的特点,选定建筑设备与空调系统节能、建筑围护结构节能、供热系统节能,热泵技术在建筑中的应用、既有建筑节能改造等专题作为重点讲授章节,适当增加课时。对于可以由学生自学理解的内容,交由学生自学完成,授课时主要讲述重点以及难点内容,对自学内容予以提问或作业形式上交,采取统一答疑的形式来完成。

1.3 保证教学内容的实用性

“建筑节能技术”是一门实用性很强的课程,因此,教师在教学过程中要快速、准确把握建筑节能市场动态,紧跟时代潮流,不断优化教学内容,确保所授内容与市场需求和节能政策紧密联系。教师也可以根据教学进度和内容,有针对性地让学生走出教室外出参观、调研、量测当地一些施工现场和典型建筑,在教学过程中,结合具体的实际工程案例,进行深度介绍与剖析,使教学内容更加直观与透彻。理论与工程实际的有机结合,保证了教学内容的实用性,提高了学生学习兴趣。

1.4 保证教学内容的完整性

“建筑节能技术”课程是一门涉及热能、设备、机电、城乡规划、土木、材料等多学科综合交叉课程,应用性强,技术更新迅速。在教学过程中,要统筹安排教学内容,既要从整体上把握,又要抓住重点和难点;既要突出专业特色,提高学生具体操作能力,又要兼顾教学内容的完整性。

2 教学方法改革

2.1 采用专题讲述

根据国内建筑节能工作的需要、国内外建筑节能技术发展水平以及所授学生专业特点,将“建筑节能技术”课程划分为多个专题,主要讲授:建筑节能相关标准、建筑设备和空调系统节能、热泵技术在建筑中的应用、建筑围护结构节能、室内环境品质、太阳能与建筑一体化、既有建筑节能改造、绿色建筑及其评价标准、建筑节能检测等专题。每个专题就是一个讲座,授课内容不局限于某一本教材,可以针对这一主题通过网络搜集很多资料,特别是跟这一主题相关的国内外建筑节能领域的新技术、新成果,引导学生积极关注建筑节能界的前沿动态,参与老师相关建筑节能技术课题。采取专题讲述的教学方式可以让学生获得更丰富的知识并且及时了解到最新最前沿的东西,体验一种科研型学习的乐趣。

2.2 采取学生讲述法

针对学时有限的问题,可以将节能规范、节能检测方法、节能材料介绍等相关资料和视频逐步发给学生,在开课前,学生每4~5人自愿组成一个小组,以小组为单位对项目任务进行学习、分析、讨论、总结、实施,形成书面报告,并由每个小组推选出项目负责人在课堂进行汇报[2],老师和学生进行简要点评,既节约课堂教学时间,也培养了学生的团队合作精神与表达能力,激发学生的学习热情,大大提高了学生学习的自主性。

2.3 采取案例教学

针对专业和“建筑节能技术”课程特点和教学要求,在教学过程中适当压缩理论教学学时,增加案例式教学环节比重。在课程授课中可设置的案例有:某公共建筑节能改造、某工厂余热利用、某园区江水源热泵和地源热泵联合系统、雾霾天气室内空气品质解决方案、清华大学超低能耗示范楼关键节能技术等案例[3-4]。采用案例教学,使得学生能将理论、实践与应用有机结合起来,增加了对专业知识的理解和掌握,提高了学生解决工程问题的能力。

2.4 采取现场教学

建筑节能技术来源于工程实际问题,具有很强的实践性,要求理论教学和工程实践紧密结合。要充分利用好学校安排的认知实习机会,组织学生参观一些建筑节能方面典型、突出的工程项目,在教学中结合所参观的工程实例与所拍摄得图像,围绕具体工程进行展开讲解,能够显著提高了学生的学习兴趣。比如在讲到建筑围护结构节能、建筑设备与空调系统节能、热泵技术在建筑中的应用等内容时,就可以结合所参观的节能工程项目来学习和讨论,学生学习积极性高,课堂气氛非常活跃,教学效果得到明显提高。

2.5 开展探究式实验

学校已建有建筑节能开放性实验室,可以开设建筑墙体保温性能测定、建筑外窗气密性现场检测、甲醛气体测试、噪声测试、室内环境品质检测等实验项目,并且学生可以根据自己的需要自我设计一些探究性综合实验,对耗时较长的实验,可将实验过程拍摄成视频给学生观看,开展探究性实验,大力培养学生的动手和创新能力。鼓励学生走出校园,对当地一些工厂和建筑进行现场量测,结合现场实测获得的声、光、热等相关物理数据和建筑节能技术,分析所测试建筑物节能技术的优缺点,并对所发现的问题提出相应的整改方案,写出详细调研报告。通过这样的探究式实践环节,不但可以深化基本理论的学习,而且培养了学生独立思考,将所学的理论知识应用于实践中解决实际问题的能力。

2.6 利用好多媒体教学

多媒体技术是现代化教学的一种有力手段,针对“建筑节能技术”内容丰富、授课课时有限的特点,教学过程中可以充分利用多媒体教学,借助图片、声音、 视频等多种方式,把一些抽象的概念、工程实例用多媒体技术生动形象地展示出来,提高了课堂教学的生动性。例如在讲围护结构能耗时,可以通过插入图片,让学生直观了解到建筑物围护结构能耗的构成与各个部分所占总能耗比重;在讲空调设备时,可以通过图片和动画来展示空调系统工作原理,空调机房设置,空调末端设备等;在讲到太阳能与建筑一体化利用的工程案例时,可将工程的大量施工流程照片做成视频或仿真动画, 让学生轻松直观的掌握教学内容。

3 考核方式改革

教学质量是一个学校的立校之本,全面、合适的考核方式是检验与提高教学质量的重要环节,“建筑节能技术”课程注重理论知识的学习,更注重综合素质的培养,所以考核方法应改变传统单一的考卷方式,采取多种形式进行综合评定。拟定总成绩由平时成绩、实践成绩、期末成绩三部分构成[5]。

平时成绩占总成绩的30%,主要由考勤、小组讨论学习成绩、课堂笔记,中期考查、课后作业成绩等几个方面组成。实践成绩占总成绩的30%,主要由建筑节能相关实验成绩、科研训练和节能减排学科竞赛等方面成绩构成,引导学生尽早参与建筑节能技术科研和实践,培养和提高学生的动手和创新能力。期末成绩占总成绩的40%,也要摒弃以往单一考卷的形式,侧重知识应用能力的测试,采取考卷与专项命题PPT汇报、建筑节能改造方案设计等相结合的方式进行考核。如一些专题命题与方案设计可以为“热泵与建筑”,“风与建筑”,“既有住宅节能改造方案设计”等,学生单独或以小组为单位完成设计内容并绘制图纸,以汇报或设计效果作为计入期末成绩的评分。

4 结语

“建筑节能技术”是一门跨行业、跨学科、应用性和综合性很强的技术课程,建筑节能技术发展与更新非常快,在具体教学过程中,既要不断调整和完善教学内容,把握好基础理论知识的学习,更要培养学生的创新思维、实践能力和创业精神。积极对该课程教学内容、教学方法和考核方式进行探索与实践,有利于提高教学质量和教学水平,提高学生的综合素质。

参考文献

[1] 于国清,曹双华,吕静.建筑节能新技术双语教学模式探索与实践[J].高等建筑教育,2009(6):85-87.

[2] 吴苗苗.“建筑节能技术”课程教学方法探讨[J].中国建设教育,2015(1):11-13.

[3] 吴学红,尹亚领,赵敏,等.案例教学模式在能源动力工程专业课程综合改革中的应用与实践[J].中国现代教育装备,2015(5):64-66.

第14篇

关键词:仿真实习;热能与动力工程;实践环节

中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)33-0116-02

企业竞争激烈、学生就业形势严峻的大环境,使得高校的人才培养也面临着巨大的挑战。热能与动力工程专业作为我国传统的工程专业,其跨学科、综合性强、重实践的工程教育背景决定了实践环节的重要性。经过本科四年的学习,热动专业的学生除了要求具备完善的专业知识和技能外,也要对电厂设备和系统的启停操作、实际运行调整以及事故处理分析的方法、步骤等有较为深入的了解。如何提高学生的创新能力和动手能力,培养学生分析和解决生产实际问题的能力,实现专业知识与实践技能的全面发展,既是现代社会对应用型人才提出的要求,也是高校实践环节改革的方向。

一、传统生产实习的困境

火电厂设备众多,系统复杂,仅仅通过课堂讲授理论知识是远远不够的,热能与动力工程专业的学生在校期间还必须经过一系列实践环节的训练,如认识实习、生产实习等,实习的主要目的就是让学生将课堂学到的理论知识与生产实际结合起来。我校早期的生产实习都在校外电厂进行,但近年来受到企业条件、实习经费等多种因素的影响,生产实习实践环节的安排与实施出现问题较多,极大的影响了教学效果,主要体现在以下几个方面:

1.联系单位困难

热动专业的实习基地一般为电力企业及相关行业,这是由热动的专业性质所决定的。但现在的电力企业普遍不愿意接收学生进厂实习,原因有二:一是安全问题。电力企业必须把生产安全放在第一位,而大学扩招使热动专业的学生人数也随之增加,大批学生进厂实习会影响到企业正常的生产运行,给企业管理带来不便。尤其是有些学生纪律性不强,可能会带来安全隐患,一旦发生生产事故,厂方责任重大,实习学生的表现也直接影响到下一届学生的实习安排。二是经费问题。随着经济意识的增强,实习厂方不再像以前那样无偿接收学生实习,实习费用年年看涨,而学校分配给实习的经费却多年不变,老师联系实习单位得在有限的经费范围内,无疑限制了实习的安排和内容。

2.实习效果不佳

生产实习的学生进厂后一般先接受厂内工程师的安全教育,然后分成小队,在师傅和实习老师的带领下参观厂内设备,结合电厂生产实际情况,了解电力生产流程,并安排早、中、晚三班的跟班实习,体验电厂生活。由于现场条件的限制以及出于安全问题的考虑,学生只能观看运行人员的操作,自己动手机会极少,无法亲身体验,走马观花式的实习结束后学生只有一些笼统的印象,对电厂设备和系统运行仍不甚了解。

生产实习任务一般由新引进的年轻教师承担,这些教师多为博士,理论知识扎实,但从学校过渡到学校的经历使得他们的工程经验普遍不足,对电厂的实际运行了解不够深入。在带领学生进行生产实习的过程中,往往只能起到带队和管理作用,不能就电厂的设备、系统和运行做准确而详细的指导,在一定程度上也影响了实习效果。

传统的现场实习存在以上种种问题,其局限性日益突出,而仿真实习则恰好弥补了传统实习环节的不足,可让学生动手操作,亲身体验,同时有效节约了实习经费。

二、仿真实习的必要性

仿真实习以火电机组仿真系统为实训平台,为热能与动力工程专业的学生提供一个能够模拟现场环境和机组运行的实践场所,有效地解决了传统现场实习“只能看不能练”的难题。仿真系统通过建立火力发电厂热力系统和控制系统数学模型,能够真实的模拟火力发电厂全过程,展现机组在各种工况下的动静态特征和变化趋势,进行各种条件下的冷热态启动、正常停机、运行操作、常规试验、事故处理以及运行过程的参数监视等,所有操作均与电厂实际情况相同。

通过仿真实习,学生可全面了解仿真机组的热力系统、热工控制,了解机组中的锅炉、汽机、发电机设备的结构、功能、特点及整体布置,掌握机组启动、运行的基本操作,对于简单的故障能够进行及时正确的分析和处理,培养责任感和应急能力,极大的增强了学生的实践能力。

仿真系统所建立的严格、精确的数学模型,包含了热动所有的专业知识,通过仿真实习,学生不仅可以提高运行操作能力,还能巩固专业基础知识,传热学、工程热力学、泵与风机、锅炉原理、汽轮机原理、热工过程自动控制等,将专业知识与实践知识有效的结合起来。

三、仿真实习的内容和特点

随着仿真技术的进步和发展,火电机组仿真系统的操作界面、报警画面、操作方法均与实际电厂的集控室一致,对于仿真机无法实现的就地操作,则通过计算机模拟的方法实现。仿真系统操作主要是锅炉侧和汽机侧,锅炉侧界面包括锅炉主菜单、锅炉就地主菜单和BMS(燃烧器管理系统),汽机侧分为汽机就地主菜单和汽机主菜单,汽机就地主菜单中主要是控制一些就地阀门,循环水泵和手动门。操作系统主要有:主蒸汽系统,凝结、闭式水系统,给水除氧系统,密封油系统,高加、低加系统,水、氢冷系统,汽封、真空系统,开式、循环水系统,油系统,给水泵系统,本体疏水系统,EH油系统,汽轮机进水检测系统,辅汽热控系统,小机热力系统,汽轮机危急跳闸系统。

生产实习过程中学生分成两组,一组由老师带领去校外电厂实习,一组留在校内机房进行仿真实习,两组一周后交换。仿真实习内容主要包括:熟悉仿真机组锅炉部分、汽轮机部分的操作界面,进行启动前的检查和准备工作;锅炉侧上水、炉底推动、吹扫、点火、磨煤、升温升压并网带负荷;汽机侧冷态滑参数联合启动、并网、带负荷;运行过程中主要参数的监控;根据参数变化调整工况;出现故障时的分析和处理,滑参数停机等。

四、仿真实习实施建议

由仿真实习和现场实习共同构成的热动专业生产实践平台,在理论与实践相结合的一体化教学中发挥了重要作用。如何充分发挥仿真技术的优势,培养优秀的热动人才,是热动专业生产实践教学改革中非常有意义的研究课题。

1.合理安排课程内容和考核方式

热动专业的学生已学过锅炉原理、汽轮机原理、热工控制等课程,因此在仿真实习中应避免这部分知识的重复,将实习重点放在机组启停方式、运行中的调整和维护、辅助系统的运行、常见故障的分析和处理方式等方面。仿真系统的某些界面,如风烟系统、给水除氧系统等,能够全面反映系统构成、工作原理,是需要详细讲解的部分,要使学生将所学的设备联系起来,形成对电力生产流程的整体认知。仿真实习的目的在于,加强学生的工程素质,提高学生的实践能力,使学生在掌握理论知识的基础上,进一步提升职业素质,增强就业竞争力。

考核主要从理论学习、实际操作、平时表现三方面入手,有理论考试、答辩等考核方式,最终成绩要将考试成绩、答辩成绩、平时成绩进行加权平均,所得结果能够比较科学的衡量学生个人表现。

2.仿真实践和专业知识相结合

仿真实习要求学生按照操作规程进行操作,但并不意味着仿真实习只是练习实际电厂值班员的操作步骤。如果教师把仿真实习等同于认识实习,过于注重机上操作步骤而忽视了步骤后面的专业知识,那么学生在老师的指导下也只会机械的走固定的程序,“知其然而不知其所以然”,背离了仿真实习的初衷。

在仿真实习的教学过程中,教师要把操作方法、步骤和理论知识结合起来,加强学生对专业知识的吸收。比如在讲解锅炉侧操作时,结合锅炉原理中所学过的锅炉的结构、特点,可采用提问式教学对学生进行启发,观察过热器和再热器的布置方式、掌握汽温调节方法,要给汽包上水形成通路,需要开启的设备和阀门以及需满足的条件,风烟系统中引风机和送风机的开启顺序是怎样的,点火前对炉膛进行吹扫的原因等。又比如进行汽机侧操作的同时,穿插讲解水蒸气的热力特性、汽机的变工况运行等。只有将仿真实习操作与专业理论知识结合起来,才能达到良好的教学效果,这也对指导实习的教师提出了更高的要求,在很大程度上也促进了教师综合素质的提升。

3.激发学生的兴趣,培养学生的责任感

兴趣是最好的老师,仿真实习教学也是如此。激发学生的兴趣,培养学生的专业认同感,不仅可以大大改善教学效果,也为学生毕业后走上工作岗位奠定了良好的基础。实习中可让每个小组的学生推选出“值长”,负责分配任务和协调运行。几个小组同时开始操作,小组之间暗暗竞争,看谁先并网发电,看谁出现的问题或者事故少。这样,学生的积极性都被调动起来,以准电厂操作人员的心态投入仿真实习中。

仿真实习不仅要培养学生的操作技能和应急能力,还要培养学生的协同合作精神。实习中的不注意会导致参数异常、操作失败等,可以分析原因,找出对策,而实际运行中操作的随意性所带来的往往是非常严重的后果,可能危及设备甚至伤害他人。在教学中穿插介绍电厂中由于人为因素造成的严重事故,给学生们敲响警钟,一定要把安全运行放在第一位,要时时刻刻想到自己的责任,为自己也为他人的生命负责。

五、结语

仿真实习作为热动专业实践环节的重要组成部分,在应用型人才的培养上发挥了积极的作用,取得了很好的教学效果。高校应充分认识到仿真实习在热动专业生产实践中的重要性,强化课程建设,推进实践环节改革。通过理论教学与实践培训相结合,促进学生参与实习的积极性,加强学生的工程实践能力,提升学生的就业竞争力,为能源行业输送理论基础扎实、操作能力突出的优秀人才。

参考文献:

[1]杨晨,苟小龙,唐胜利.以仿真实习为主导的热动专业生产实习教学模式[J].中国电力教育,2011,(22):107-109.

[2]杨志平,胡刚刚,付忠广,等.以仿真为特色,建设热动专业综合实践教学中心[J].实验技术与管理,2008,25(7):123-126.

[3]张中林.应用型高校热动专业仿真实习课程教学改革和实践[J].中国电力教育,2012,(10):107-109.

[4]牛卫东.如何进行热动专业运行课讲授的探讨[J].山东电力高等专科学校学报,2004,7(1):27-28.

第15篇

能源动力行业是国民经济发展的重要基础行业,是国家“节能减排”战略的主战场。该行业涵盖学科多,支撑面广,国际竞争日益激烈。天津大学机械工程学院针对行业特点,以激发学生学习与创新热情为出发点,创新性地提出了“熔炼互激”的教育理念,并建立了协同多元教育资源培养能源动力类“国际化、高素质、创新型”人才的“三五三”教育体系,培养视野开阔、基础扎实、综合素质高、创新能力强的行业急需人才。成果实施4年以来,学生培养质量整体显著提升,毕业生的综合能力素质受到用人单位高度评价,成果的教育理念和模式辐射到浙江大学、吉林大学等国内10所知名高校和2家知名企业,辐射作用显著。

针对“传统”专业学生学习兴趣不浓、创新能力不足、专业认知不清晰等问题,如何有效激发学生学习与创新实践热情?新形势下,如何配置和融合多方位教育资源,培养行业所需要的国际化、高素质、创新型人才?天津大学以激发学生学习与创新热情为出发点,提出“熔炼互激”的教育理念,并建立了协同多元教育资源培养能源动力类“国际化、高素质、创新型”人才的“三五三”教育体系,培养视野开阔、基础扎实、综合素质高、创新能力强的行业急需人才。

成果解决教学问题的方法

实施“熔炼互激”理念,激发师生热情

在课程、实习和实践教育环节,组建由国内外教授、讲师、研究生、学生和工程师等多层次人员构成的多元互动式教育场景(称为“熔炉”)。例如在“传热学”课程教学中,以“竞标团队”形式建立由海内外教授、讲师、研究生、本科生和工程师构成的多元化课程团队。在实践教学中,如学生车队,以“虚拟公司”和“项目小组”等形式构建跨专业、跨年级学生组成的多元化项目团队。通过多形式、多阶段的考核评估以及营造群体竞争氛围等措施,推动师生共同面对实际问题的挑战,频繁地交流、讨论、咨询、汇报、评价,即“熔炼”作用;全体参与者相互学习、撞击、锤炼与激励,最大限度地获得教育和成长,达到“互激”状态。

构建“三五三”教育体系,支撑培养目标

学科教育委员会协调国家和教育部重点实验室的科研资源、内燃机和地热产学研联盟的产业资源和内燃动力引智基地的国际资源,组织为三大教育资源。构建项目制课程、科研实习、企业实习、国际视野拓展、群体创新实践等五大教育板块(图1),协力培养“国际视野、高素质、创新”等三大能力素质。构建成三大资源和五大教育板块相互促进、相互补充、共同发挥作用的“三五三”教育体系。重点实施项目制课程、群体创新实践和国际视野拓展等改革,推动三大教育资源汇集于五大教育板块,为人才培养目标提供多方位、多层次支撑。建立课程改革、教育质量反馈等21项制度以及学生实践教学管理信息平台,从人员落实、资源到位、过程规范、效果评价等角度,保障教育体系的可持续运行和不断完善。

修订培养方案,实施5项教改计划

项目制课程改革计划:分批次选择专业课,改革教学大纲。以3种典型的项目实施模式,开展基础课程改革(见表1)。以项目为牵引,建立不同规模的项目团队,采取个人和团队表现相结合以及分阶段、多形式的考核方式,强化“学以致用,创新实践,沟通协作”意识。

表1 项目制课程改革方案

群体创新实践计划:给一年级新生宿舍发放内燃机,举办以宿舍为单位的拆装竞赛。组织二至四年级学生建立方程式车队,按照虚拟设计公司运行,参加全国比赛。个人和团队表现计入实践学分。

国际视野拓展计划:聘请20多位海外学者,建立5个国际化教学团队,建设专业课,开设13门选修课和讲座。暑期邀请海外教授,面向全国大学生举办暑期国际学校。选拔优秀学生赴海外游学。

科研实习计划:组织重点实验室每年招聘30-40名三年级本科生,加入课题组进行科研实习,实习评价作为保研和考研面试参考。

企业实习计划:建立8个国内企业实习基地和3个海外企业实习基地,组织二、三、四年级本科生以多种形式参加企业实习。

建立组织管理机制,保障可持续运行

组建教育委员会及6个工作组,制定21项管理制度,落实学分认定、人员到位、资源配置、过程规范、效果评价。通过在校生、教师、毕业生和用人单位等四层次反馈,实现全过程监督和反馈,确保教育体系的稳定运行和不断完善。

成果的创新点

提出了激发学生主动学习和创新热情的“熔炼互激”教育理念

传统教育一般为“老师教,学生学”的“二元主从式结构”,学生常常处于被动地位,兴趣不浓,热情不高。“熔炼互激”理念改变了传统的教育场景和教育模式,学生从被动的受教育者变为教育过程的主动参与者和贡献者。以技术竞标团队、虚拟设计公司和项目小组为主要形式的多元化熔炉,拉近了职业场景。一大批学生在履行“总经理”“总工程师”和“项目经理”等岗位职责时,表现出高度的责任心和自豪感,有效激发了学生学习和创新的热情。在“熔炉”中,教师的作用更多表现为营造“熔炼互激”的氛围,教师和工程师参与的热情也得到激发,维持了“熔炼”的“热度”,确保了“熔炼”的可持续性。

提出了协同多元化教育资源培养“国际化、高素质、创新型”人才的“三五三体系”

成果突破了传统的教育资源和教育体系范畴,将学科牵头的内燃机和地热产学研战略联盟、内燃动力111 引智基地、国家重点实验室/教育部重点实验室等三大资源有效纳入本专业的教育体系。设置项目制课程、科研实习、产业实习、国际视野拓展、群体创新实践等五大教育板块。在每个板块的教育“熔炉”中,汇集相应的教育资源,实现资源的协同。在教育委员会的组织下,实施五项教育改革计划,协力培养“国际视野”“高素质”和“创新能力”等三大能力要素。

成果的推广应用效果

学生受益显著,综合素质整体提升明显

本专业四届12个班级400余名学生培养质量整体显著提升。50%进入国内一流大学深造,10%直接被世界一流大学录取深造,30%-40%被国内外龙头企业和院所录用。100余人获得全国大学生“节能减排”竞赛、“挑战杯”等奖励。6名同学以第一作者发表国际一、二区期刊论文6篇,单篇最高影响因子达4以上。

对参加传热学课程的130余名在校生和30余名毕业生抽样调查表明,90%以上的同学感受到该课程明显促进了对基础知识的理解和掌握,98%以上的同学认为自己的演讲、沟通、团队协作能力得到显著提升,部分同学还提到这将是自己大学生活“永生难忘的记忆”。

天津大学北洋动力FSAE方程式赛车队参加了4届赛车比赛,成员来自能源与动力工程、自动化、工程管理等30余个专业600余人。车队以虚拟公司方式运作,获得2010年度最佳组织奖,2013年度设计、营销、加速等成绩排名进入前10%。

全国20余所高校的1000余名学生参加了天津大学举办的4期暑期国际学校,拓展了国际视野。

毕业生受到行业用人单位高度认可

2013年12月,对一汽、上汽、长安、长城、广汽、潍柴、玉柴、联电、德尔福、中科院广州能源所等21家国内外大型企事业单位进行了本专业毕业生13项能力素质指标问卷调查。结果表明,在基础知识的掌握、创新能力、适应社会的能力、团队领导能力、解决复杂问题的能力及对事业/公司的忠诚度等13个方面均表现优异。应届毕业生受到用人单位的渴求,供需比连续四年超过1∶6。

成果示范效果显著,受到知名高校的认可和使用

浙江大学、山东大学、湖南大学、吉林大学、北京理工大学等10所高校,借鉴和运用本成果的培养模式和教育理念,改革成效显著,受益学生达3100余人,其中300余人次在“挑战杯”“节能减排”“FSC”等各类比赛中获奖。

参与企业多方面受益

天津松正公司和JohnDeere公司全程参与了“传热学”课程改革,参与的工程师深受教育和启发。学生项目给出了很多有价值的基础数据和设计方案,为公司工程机械和电动汽车热管理系统的工程开发提供了重要参考。