新能源与科学工程范文

时间:2023-09-20 17:55:36

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新能源与科学工程

篇1

关键字:新能源科学工程;人才培养;培养模式;课程设置

0引言

2010年教育部批准河北建筑工程学院开设风能与动力工程专业,2011年我校开始招收第一批风能与动力工程(080507S)专业学生。风能与动力工程是一门交叉学科,教学环节涉及控制、电气、计算机、机械、自动化等多种学科。根据教育部2012年本科专业设置方案,我校风能与动力工程专业更名为新能源科学与工程(080507T)。全国开设新能源科学与工程的高校中,各个高校侧重点不同,结合我校学科群特点和优势我校该专业继续定位在风能方向。下面结合我校实际特点就新能源科学与工程的专业培养方案进行简要探讨。

1.专业培养目标

我校的该专业培养掌握新能源科学与工程基本理论,具有扎实学科领域基础知识与应用能力,综合掌握风力发电工程设计、风电设备原理及风电场运行的理论和技能,具有创新精神和实践能力的高素质新能源科学与工程专业人才。这样使毕业生主要在风电场设计与运行、控制与维护、风电机组设计及制造领域从事专业技术工作和管理工作,也可在相关研究机构从事研发设计工作。

2.课程培养方案设置

2.1学科大类基础课程和跨学科基础课设置

由于我校该专业方向为风能方向,侧重点为电气、自动化、控制部分。但该专业本身涉及到控制、电气、计算机、机械、自动化等多种学科,结合我校是河北省电子信息教育创新高地的资源优势,我校学科大类基础课程和跨学科基础课设置如下表。结合我校的优势学科,我校在跨学科基础课程上设置了许多计算机、物联网类课程,这对于学生在以后学习风电机组电气工程、监测维护、电力系统调度等做了充足的理论准备。

2.2专业基础课程设置

对于该专业的学生,我们力图通过四年的培养达到如下条件:

(1) 培养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、新能源装置及系统运行技术。

(2) 培养学生具有扎实的自然科学基础,良好的政治理论基础,较好的社会科学基础和正确运用本国语言、文字的表达能力;

(3) 本专业主要学习空气动力学、风资源测量与评估、电工学、管理学、自动控制的理论和技术,接受现代风力发电专业的基本训练,使学生具有进行风电机组及风电场的设计、制造、运行、试验研究、项目投资与管理的基本能力。

(4) 较系统地掌握本专业领域所必须的专业知识,如风力发电原理、风电机组设计与制造、风电场电气部分、风电场运行与控制、风力发电项目开发等。

所以在专业基础课程和专业核心课程的设置上进行了侧重。

3教材的选用

教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,也是深化教育教学改革、全面推进素质教育、培养创新人才的重要保证。教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(教高司[2001]4号)中明确指出“教材的质量直接体现高等学校教育和科学研究的发展水平,也直接影响本科教学质量”。为了进一步规范教材选用与管理,选用高水平的教材,杜绝质量低劣的教材进入课堂,健全科学的教材选用制度,不断提高教学质量,我专业教材选用采用如下办法。

3.1教材选用原则

(1)优先原则:优先选用国家级、省部级获奖教材;优先选用国家级、省(部)级重点教材和规划教材;优先选用“面向21世纪课程教材”。

(2)择优、择新、适用原则:树立精品意识,在同类教材中,通过比较,选用质量最好的、近三年出版的、适用的新版教材。

3.2教材选用标准

(1)选用的教材必须符合社会主义市场经济建设、社会发展和科学进步对人才培养的需要。能运用辩证唯物主义和历史唯物主义的方法,全面、准确地阐述本学科的基本理论、基本知识和基本技能。

(2)选用的教材必须符合本专业人才培养目标及课程教学的要求,取材合适,深度适宜,份量恰当,符合认知规律,富有启发性,有利于激发学生学习兴趣,有利于学生知识、能力和素质的培养。

(3)选用的教材应体现科学性、先进性和适用性的有机统一,能反映本学科领域国内外科学研究的先进成果,正确阐述本学科的科学理论,完整表达课程应包含的知识,结构严谨,理论联系实际,具有学科发展上的先进性和教学上的适用性。

(4)选用的教材应文字精练,语言流畅,文图配合恰当,图表清晰准确,符号、计量单位符合国家标准。加工、设计、印刷、装帧水平高,价格合理。

篇2

摘要:《工程热力学》和《传热学》是为新能源科学与工程专业学生开设的两门专业必修课,也是该专业大学生所必须掌握的热工类课程。该课程具有知识丰富、专业性强、课时多等特点。在《工程热力学》和《传热学》课程教学中,大学生创新能力的培养是很重要的一环。本文对该课程的教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了探讨,并对大学生创新精神与创新思维的培养进行了研究。

关键词:工程热力学;传热学;新能源;教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0176-02

能源是现代社会赖以生存和发展的物质基础,是国民经济和社会发展的先决条件。新能源专业的毕业生,肩负着为国家能源发展贡献力量的重要责任。为达到培养专业知识面广、基本功扎实和创新能力强的本科人才的目标,作为新能源专业非常重要的必修课――《工程热力学》和《传热学》的课程设计和教学方法探索就显得尤为重要[1,2]。此前的相关文献中报道了《工程热力学》和《传热学》教学的优秀经验[3-6]。本文在此教学经验的基础上,对热工课程的教学内容和教学方法进行优化和探索,以更好地提高学生的创新精神和创新思维。

一、教学内容的优化

教学内容的优化和精选是教学改革的关键。作为专业必修课,在学时有限的情况下,如何最大程度地讲授最有价值的知识点成为教学的关键。

热工类课程由《工程热力学》和《传热学》两门课组成。《工程热力学》按热力学基本概念、热力学第一定律、理想气体的性质与过程、热力学第二定律与熵、气体动力循环、水蒸气、蒸汽动力循环、制冷循环、理想混合气体和湿空气、实际气体的性质等内容分为若干章节;《传热学》按照传热基本概念、稳态热传导、非稳态热传导、对流换热、热辐射及辐射换热、传热过程与换热器等分为若干章节。由于新能源科学与工程专业属于新兴产业专业,学科领域广泛,涉及能源类(如生物质能、太阳能、风能)、化工类(如基础化学、物理化学、新能源材料)、力学类(如工程力学、流体力学)等多门课程和领域。

在实际的教学过程中,教学内容必须有所侧重,应充分考虑到不与新能源科学与工程专业开设的其他相关课程的知识点产生重复。另外由于《工程热力学》和《传热学》课程难度较大,在教学过程中要讲清课程中的要点和基础知识。可以以“基本原理―公式推导―影响因素―实际应用”为主线介绍该课的有关知识,建立每章知识结构图,让学生清楚该门课程的知识体系结构。对重点的热力学第一和第二定律进行原理介绍,仔细推导相关公式,让学生夯实基础,使学生在进一步的学习中不会混淆概念,相对轻松地应对课程。此外,注重理论与实践相结合,例如介绍空调在夏天与冬天的工作原理、冰箱开门对室内的影响,积极引导学生利用热力学定律进行分析,增加课程的趣味性以提高学生的创新能力。通过优选教学内容,使教学内容始终能反映本学科的专业特点和学术水平,加强学生对后续专业方向的把握。

二、教学方法的探索

(一)以创新性地教带动创新性地学

科学技术是第一生产力。要想发展经济,需要加大科研力度、提高科技含量。这已被证明是一种行之有效的道路。与此对应的是,要促进教学质量、提高教学效率,必须加大教学与科研的力度、提高教学与科研互动水平。在当今大力发展科学技术的大背景下,如何提高身为未来科学技术发展主力军的大学生的学习热情和创新能力,成为目前高校教学的难题和重点。传统的直白讲课和搜集各种习题以供学生练习只会让课程变得生硬和枯燥,导致学生的学习效率和学习热情越来越低,甚至出现了普遍的抄袭作业和迟到早退等不良现象。为了改变这些不良现象,就需要在教学手段上进行创新。教师通过对平时科研工作成果的再学习,并结合对教材的研究,创造性地运用某些方法,使学生对重要问题达到本质上的领悟。在这种途径中,教师的创新思维方式以及从中体现的一言一行,让学生耳濡目染、潜移默化,对带动学生进行创新学习、开发创新思维起到积极的作用。

例如,在进行《传热学》教学时,学生往往对传热的基本概念,尤其是二维与三维的导热理论及方程很难理解。一般地教学方式是,教师在黑板上进行微观导热原理推导,得出一维傅里叶导热定律和二维三维傅里叶导热定律,并给出几个常用的导热方程。这种教学方式中,推导过程比较晦涩,给出的方程也较为难懂,学生们很可能只会死记硬背,不能灵活运用。针对以上问题,笔者建议将导热理论与生活问题相结合,或者采取数学建模的方法,将导热方程与实践相结合,选取最适合该问题的模型,以达到课程有趣生动、富有创新性,激发学生们的创新思维。以创新性地“教”带动创新性地“学”,学生收获的不仅仅是知识点,更是如何去发现问题、解决问题的实际能力,为以后在新能源科学与工程专业领域的探索中打下良好基础。

(二)板书教学与多媒体辅助教学相结合

多媒体技术以其图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的呈现使课堂教学达到了全新的境界。在《传热学》的讲授中,一维的传热理论和公式很好理解和应用,但二维与三维牵扯到微观传热理论,以至于推导过程较为复杂,传热方程较为抽象难懂。因此需要教师精心准备多媒体课件,通过动态描绘各向同性材料的微观传热过程,让学生理解不同形状材料在具有不同位置的热源时如何进行热传导。通过绘制动态的卡诺循环过程,使学生深入理解热力学第二定律,并理解第二类永动机无法制成的原因。同时需要注意的是,对于工程热力学和传热学,由于信息量大、内容广,过多地依赖多媒体教学可能会让学生在短时间内难以消化,因此在教学中对于难度较大的基础理论部分和原理的学习,板书不可缺少,使学生能够有充分时间紧跟老师的思维去理解每一个知识点。

(三)课程教学与科研活动相结合

教师可以将全班学生分为若干调研小组,每五个人为一组,选择新能源与热工基础理论相结合的课题,通过查找国内外科技文献,调研总结新能源专业前沿知识,形成调研报告,锻炼学生阅读科技文献的能力,提前为毕业设计的开展奠定基础。各小组也可以参与指导教师的科研项目,在实验室做一些力所能及的科研活动,并通过文献调研,形成工程热力学和传热学知识系统。课程结束时,各小组以PPT形式向全班同学作汇报,授课老师根据报告提出问题,该组同学进行即时答辩,考查学生对相关知识点的掌握情况。

三、课程考核方式的探索

工程热力学和传热学覆盖面广、知识点多,应该采取灵活多样的考核办法。在成绩的评定方式上,可以设定了四项考核内容,第一部分是学生考勤、课堂互动表现和课堂笔记,通过此部分的考核,提高学生的听课注意力,锻炼学生提炼课程重点内容的能力;第二部分是根据每个小组的调研报告、PPT展示、答辩情况打分,锻炼学生的团队合作能力、口头表达能力和应变能力;第三部分是每节课结束前的思考题,采取加分方式,鼓励学生积极思考;第四部分是传统的期末考试,考试内容为课程讲授的基本内容,专业性强的理论部分强调定性了解,让学生对热工基础有个整体的认识。

随着新能源科学领域的不断发展,热工基础理论散发出强大的活力。根据新能源科学与工程专业特点,教师还需要在教学过程中,不断探索教学方法和考核方式,不断优化课程内容,提升教学质量,使课程教学体系更加科学合理,更好地适应社会对新能源科学与工程专业人才的需求。

参考文献:

[1]陈登宇.新能源科学与工程专业人才培养模式研究[J].科教文汇(下旬刊),2015,(1):61-62.

[2]登宇.新能源科学与工程专业(生物质能方向)人才培养探索[J].课程教育研究,2015,(1):236-237.

[3]武和全,姚永腾.对“工程热力学及传热学”课程教学的几点思考[J].科教导刊(下旬),2015,(4):90-91.

[4]武和全,吴云强.提高“工程热力学及传热学”课程教学质量的改革探讨[J].教育教学论坛,2015,(23):267-268.

篇3

关键词 人才培养目标 定位 复合型 应用型

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.03.025

进入二十一世纪以来,随着全球不可再生能源资源日益枯竭,能源供需矛盾突现。世界各国都致力于开展能源科学领域的研究,同时将能源产业特别是新能源产业作为国家战略性产业之一。而要促进该产业的发展就必须有大量的人才,高等教育必须培养出优秀的新能源领域的高级人才,因此新能源科学与工程本科专业在2010年获得了教育部的正式批准,并初步确立了专业培养目标,即培养能够适应能源产业快速发展和建设需要的专业人才,必须具有扎实的理论基础、较强的实践能力和创新能力,能够进行新能源科学的研究以及利用技术的开发和实施,能够从事该领域的教学科研、技术的开发、工程应用和经营管理等方面的专门工作。现今新能源科学与工程专业正处于发展的起步阶段和关键时期,各高校在专业建设的各个方面进行了大量研究,取得了阶段性成果。然而由于已开设该新专业的50多所高校的历史背景、办学层次和条件等不同,对新能源专业的认识不同,在进行新能源科学与工程专业的人才培养目标定位时有所差异,存在定位不明确、表述模糊等问题,而这将会影响专业的后续发展和人才培养的质量。在新形势下,本文从人才培养目标的内涵出发,调研了25所高校的新能源科学与工程专业的人才培养目标,对其进行综合性分析,指出各高校应在教育部基本培养目标的框架内,合理准确定位本校本专业的人才培养目标。

1 人才培养目标的内涵思考

随着经济的全球化,开发人才资源成为了现代社会发展的战略措施,人才成为了经济发展中最重要的战略资源。2010年,教育部出台了《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》以及《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,为近10年的教育改革和发展开辟了广阔空间,提供了开放思路。《纲要》提出高等教育要“提高人才培养质量”、“增强社会服务能力”,高校人才培养目标的制定就是要明确办什么样的学校,培养什么样的人。

潘懋元先生曾在文献中对高等教育的培养目标进行了表述, “社会主义高等教育必须通过德育、智育、体育、美育,培养知识、能力、素质结构优化,全面发展,具有创新精神与创造能力的高级专门人才”。①可以看出,我国的教育方针以及高等教育培养目标的一般性要求都在这个表述中得到了体现。高校在制定各自的培养目标时,都应遵循两个规律-教育的外部关系规律和教育的内部关系规律。即以适应社会发展的需要为目标要求,适时合理地调整学校的专业设置以及各专业的培养目标,培养能够符合社会经济发展需要的适应性人才;同时以专业的培养目标、培养规格为基准要求,适时调整本校各专业的培养方案,协调人才培养模式的诸多要素,提高人才培养的质量,完整体现人才培养的目标。因此,高校在制定学校以及专业的人才目标时,应充分考虑本地区社会与经济发展对人才的客观需求,即需要什么层次、什么规格、什么类型的高级专门人才,从而合理恰当地定位学校以及专业的人才培养目标。

潘懋元先生按人才培养层次规格的不同,将高校分为了学术型、应用型和职业技术型三种:培养以学习基础和应用科学的基本理论为主,旨在研究高深学问的学术型人才的学术型大学;培养以学习各行业专门知识为主,旨在将高新技术转化为生产力的能力的应用型专门人才的应用型本科高校;培养以学习各行业的职业技能为主,旨在从事生产、管理、服务第一线工作的技能型人才的职业技术学校。这一分类方法得到了大多数人的认同,已成为现今高校人才培养目标定位的依据,笔者对此持赞同态度。不同类型的高校定位人才培养目标时都应考虑两个因素,即学校在同类高校中具有什么样的地位和学校为人才的培养承担什么样的任务,在对人才培养目标进行描述时应指出所培养的人才得到了什么样的训练,具有什么方面的基础,包括理论知识和实践技能,具备什么样的能力,能够从事哪些方面的工作等,定位人才的类型。

2 新能源科学与工程专业人才培养目标设置现状及分析

一个学校会在综合分析考虑了国家的知识政策、社会发展的需要、人才个性的需要、学校的自身定位等方面之后制定学校的总体人才目标,然而在落实时就需将其转化为各专业的具体人才培养目标。笔者以开设新能源科学与工程专业的25所学校作为调研的研究样本,对新能源科学与工程专业的培养目标设置现状进行了分析,探讨了其和学校人才培养目标的关联性。调研的25所院校,其所属类型、办学层次、校级人才培养目标、专业培养目标部分内容列举如表1所示。

通过分析25所高校的办学层次、办学类型和校级人才培养目标、新能源科学与工程专业的培养目标,得出以下结论。

2.1 专业培养目标与校级人才培养目标具有较强的一致性

所调研的25所院校中有7所院校为列入211/985的全国重点的学术研究型或教学研究型型院校、5所为省部共建的教学研究型大学或应用型大学、7所省属重点的教学研究型大学或应用型大学共19所本科一批次学校,6所本科二批次的应用型地方院校。可以看出,各高校在定位自己的校级培养目标时大都考虑了本校在全国高校中的地位以及学校对地方经济发展的作用,定位基本正确;新能源专业人才培养目标的设定落脚于复合型人才或应用型人才,与所在学校的人才培养目标定位属于一脉相承的关系,具有较强的一致性。如东北农业大学为211工程、全国重点的研究型大学,校级人才培养目标为“经济社会发展需要的研究型、研究应用型或复合性应用型、应用型人才”,新能源专业的培养目标为“掌握能源与环境科学、生物质能转化和利用原理与技术、风能转换原理与技术、太阳能热利用与发电原理与技术、节能原理与农村节能工程等的基本理论和方法,基础知识扎实、国际视野宽广,……的复合型工程技术人才”;常州工学院为一所普通的应用型地方院校,校级人才培养目标为“切合地方经济社会发展需要的应用型本科人才”,新能源专业的培养目标为“应用型高级工程技术人才”。

笔者认为无论是高校校级还是具体专业的培养目标定位,都应该对下面两个问题有一个清楚的认知:什么是复合型人才和应用型人才,它们的区别在哪里;专业的培养目标是否一定要与学校的培养目标一致。所谓应用型人才应该指的是那些熟练掌握了所从事专业的基础知识和基本技能,能够将专业知识和技能应用于社会活动实践,注重专业实践能力的人才;而复合型人才应该指的是那些学习了宽厚的基础和应用科学的基本理论,构建了复合知识、复合能力、复合思维的综合能力突出的多功能人才。从所调研的情况来看,将专业人才培养目标定位于复合型人才的高校大都是211/985高校,学校的师资力量雄厚、硬件设施和软件条件都非常高,能够实现复合型人才的培养。对于第二个问题,从调研的情况就可以看出,绝大多数院校的专业培养目标与学校的一致,但也有个别例外。如济南大学的校级与专业培养目标定位分别为“高级复合型专门人才”和“高级应用型人才”,专业目标定位的层次维度低于校级目标。笔者认为这并没有任何问题,因为一所高校在一定时期内其总体人才培养目标是确定的,但个别专业依据办学传统的不同、拥有的条件不同、不同时期社会对专业人才的需求特点不同,其培养目标可以低层次、低维度地进行异型设定,这样才能更好地适应社会及个人的需要,才是好的专业培养目标定位。

2.2 培养目标中人才定位表述随意、概念模糊不清

在所调研的高校中,将新能源专业人才培养目标定位于复合型人才的院校,在表述目标时用到了诸如“复合型技术人才”、“复合型工程技术人才”、“复合型人才”、“跨学科复合型工程技术人才”、“复合型高级专门人才”;“复合型专门人才”、“跨学科复合型高级人才”、“复合型技术人才”、“高级工程技术复合型人才”、“跨学科复合型人才”等词语;而定位于应用型人才的院校在目标描述时用到了“应用型工程技术人才”、“应用型高级工程技术人才”、“高级工程技术人才”、“高级应用型人才”、“应用型高级专门人才”等词语。从中可以看出,大多数学校在目标定位时存在着概念不清、分类不明确等问题,需要从人才的定义、高校人才培养的类型出发,正确认识,理清所属关系,进行明确的专业人才培养目标定位和准确描述。

我们可以遵循从认识世界到改造世界的过程规律来进行人才培养类型的划分,刘维俭据此将高校人才培养类型分为了四种:②深入研究基础学科和应用学科的基础理论的研究型人才,将科学原理转化为可以直接应用于社会实践的工程设计、工作规划、运行决策等的工程型人才;处于各行业的生产第一线或工作现场,从事专门的组织管理、生产建设、服务等实践活动以及技术工作的技术型人才;掌握某一门专门的知识技术,具备一定的操作技能,在工作实践中进行实际操作的技能型人才。与潘懋元先生的高校分类对比可知,学术型高校培养的人才侧重于研究型人才,也可以是学术、应用兼重的复合型人才;应用型高校所培养的人才就应该是应用型的,包含工程型和技术型两种,还可以有技能型人才。

从所调研高校来看,在具体描述专业培养目标时表述不够准确,概念混淆。如前所述,复合型人才就是既具有宽厚的基础和应用学科的理论知识,又具有本专业的深厚理论基础知识,具有两门以上不同学科的知识和技能,能够适应跨专业行业需要的、实践创新等综合能力突出的高级人才。该人才需掌握跨专业的知识结构,对两个及以上专业领域的理论和应用都有一定程度的了解,不是深入研究具体业务能力的“专才”,也不是掌握广博知识面的“通才”。而“专门人才”这一概念,强调的是人才的专业性,需经过专业的培养或训练,掌握某种专业知识、专门才能的、但又能从事管理的应用型人才。所以定位落脚点在复合型人才的,在进行定位描述时不需要出现“跨学科”、“高级”字眼,不能将“复合型”与“专门”放在一起叙述,笔者认为直接定位于复合型人才即可。

还应该指出的是,地方本科院校的专业在进行应用型人才培养目标的定位时应将人才培养目标定位进一步细化,具体而明确地指出是应用工程型还是应用技术型,而不是笼统的工程技术人才。只有准确、细化地定位了专业的人才培养目标,才能在人才培养方案中提出具有操作性强、可执行性强的知识要求、能力要求和素质要求,才能正确指导专业课程体系的安排设计、课时比例的分配等问题,才能制定符合教育规律和社会及个性需要的凝聚力强的人才培养方案。

3 结论

高校在制定学校以及专业的人才目标时,应充分考虑本地区社会与经济发展对人才的客观需求,即需要什么层次、什么规格、什么类型的高级专门人才;考虑两个因素,即学校在同类高校中具有什么样的地位和学校为人才的培养承担什么样的任务,从而合理恰当地定位学校以及专业的人才培养目标。具体专业的培养目标在大方向上应与学校的人才培养目标一致,但也可依据具体情况进行异型设定。在深刻理解各种类型人才的内涵后,依据社会的需求和自身的发展需要,准确定位人才类型,按“类”、“群”的理念来培养学生,通过人才培养模式的改革与协调,来加深人才培养质量的内涵,以促进学生个体的全面发展,更好更快地适应社会。从国家知识政策的发展方向、社会对新能源产业人才的迫切需要来看,那些师资力量、教学条件各方面都很好的高校应该将专业培养目标定位于复合型人才,培养出基础理论宽厚扎实、工程实践能力较强、专业特色明显的高素质创新人才;而地方普通高校则应将专业培养目标定位于应用型人才,致力于新能源行业领域的工程型和技术型人才的培养。

注释

篇4

关键词:能源化学工程;专业建设;课程体系;师资队伍

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)06-0209-02

一、能源化学工程专业建设背景

能源与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题。随着世界经济的不断发展,人类社会对能源的需求越来越多,石油、煤炭等不可再生化石能源的储量逐渐消耗殆尽,且全球每年因消耗化石能源而向空气中排放大量的气体(CO2、SOx和NOx等),除了引起局部地区的烟尘、灰霾、酸雨、光化学雾和连带的重金属铅的污染外,更造成了全球的气候变化、温室效应日渐显现。含碳能源(煤、石油和天然气)的高效洁净利用及具有清洁、低碳、可再生等优势的太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能等新能源的开发和利用成为未来中国经济可持续发展的关键。为适应我国对可再生能源和清洁能源等新能源的迫切需求,东北石油大学化学化工学院根据自己的办学定位,发挥已有的专业优势,主动适应,准确定位,于2010年新增了能源化学工程本科专业,也是教育部首批建立的10个能源化学工程专业之一。专业获批后,于当年从09届转来1个班的学生,并新招10级2个班的学生,目前已有1届毕业生。关于能源化学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、能源化学工程专业定位与培养目标

新专业的定位决定了专业以后的发展方向,也决定了师资队伍的配置、实验室建设、课程体系的建立以及学生毕业后的就业等。专业人才培养目标的制定,首先必须在对专业深入分析和了解的基础上,结合国情和学校的条件,考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。所以本专业定位应以拓宽专业面、培养宽口径的掌握能源化学工程专业知识和技能,具备新产品、新工艺、新设备、新技术研究和开发的基本能力,能从事化石能源(包括石油、煤、天然气)、新能源(包括太阳能、氢能、生物质能等)化工过程工程的研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面的工作,具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用型人才。

三、能源化学工程专业课程体系的构建

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。能源化学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。专业按照东北石油大学“通识教育+学科专业基础+专业教育+实践教学”四个层面设置课程,构建了厚基础、宽口径、重视学科交叉的课程体系。通识教育主要包括两课、综合基础、外语、计算机、体育、公共艺术及跨学科门类修读课程;学科专业基础主要包括高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等学科基础课程以及物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、线性代数、分析化学、工程制图等等专业技术基础课程;专业课程主要包括石油加工工程、基本有机化工工艺学、能源化工设计、能源转化催化原理(双语)等课程,同时开设了大量的专业选修课,注重学科交叉,拓展了学生的知识面;实践教学包括实验课程和实践教学环节两个部分,实验含课程实验和专业实验,所有的化学、物理类课程均设置了配套课程实验。实验中增加了综合性、设计性实验以及创新性的比重。实践教学环节除了实习、实训、课程设计、毕业设计外,还开设了创新实践和科研训练等环节,在实践教学活动期间,学生可灵活选择在企业或校内完成。各教学环节学分分配情况如图1。

能源化学工程专业构建的课程体系的特点是:注重各部分之间的系统性与协调性,充分强调理论教学与实践环节并重,基础理论与专业知识并重的原则,力求体现德、智、体、美全面发展。培养的学生既有丰富的基础理论和专业知识,又有较强的实验技能和实验设计能力,并了解所学专业方向的学科前沿及发展趋势。

四、师资队伍建设

没有高水平的师资队伍就无法建设高水平的专业,所以师资队伍是专业建设的根本保障。东北石油大学制定科学合理的人才引进政策,采用各种优惠条件吸引高层次人才来校工作,补充新专业建设所需的专业教师,重点引进高水平的学科专业带头人以及主干课程的专任教师,重视已有人才的培养提高,充分发挥老教师带青年教师的传帮带作用,提高教师队伍的整体水平和素质。目前本专业已有10名教师,全部具有博士学位,2名教授,4名副教授,同时还聘请了企事业单位、科研院所及其他高校等高水平的专业人员担任新专业的兼职教师。已经构建了年龄、职称、学历等结构合理、教学与科研综合水平高的具有发展潜力教师队伍,保证了新专业的建设顺利完成。

以上是针对战略性新兴产业相关的本科能源化学工程专业的学科特点和办学定位,从培养目标确定到课程体系、师资队伍等方面的建设进行了初步的探索与实践。为适应国家经济发展对战略性新兴产业相关人才的迫切需求,下一步我们将进一步创新人才培养模式、完善课程体系,形成科学的人才培养方案,建立科学的管理制度,从而有效地保证人才培养质量,为社会培养具有创新精神和较强实践能力的高素质能源化学工程专门人才。

篇5

电子信息科学与技术专业培养目标

该专业旨在培养具有坚实的数理基础,受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练,系统掌握电子信息科学与技术的基础理论与基本技能,熟悉现代电子技术、现代通信技术、计算机技术及网络技术,能适应电子信息科学飞速发展,具有良好的知识结构和适应能力,能在电子技术、电子信息科学及电子信息产业等相关领域从事设计制造、科研开发,应用研究与技术管理等工作的高级理论和技术人才。

电子信息科学与技术专业就业方向

本专业学生毕业后可在电子信息类的相关企业中,从事电子产品的生产、经营与技术管理和开发工作。主要面向电子产品与设备的生产企业和经营单位,从事各种电子产品与设备的装配、调试、检测、应用及维修技术工作,还可以到一些企事业单位一些机电设备、通信设备及计算机控制等设备的安全运行及维护管理工作。

从事行业:

毕业后主要在电子技术、新能源、计算机软件等行业工作,大致如下:

1 电子技术/半导体/集成电路;

2 新能源;

3 计算机软件;

4 互联网/电子商务;

5 仪器仪表/工业自动化。

从事岗位:

毕业后主要从事电子工程师、专利人、光学工程师等工作,大致如下:

1 电子工程师;

2 专利人;

3 光学工程师;

4 测试工程师;

篇6

关键词 风电机组 测试与认证 实践应用 教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.12.017

Wind Turbine Generator Testing and Certification

Teaching Reform Based on Practical Application

LI Cong, LI Wei, LI Chuanchang

(Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hu'nan 410114)

Abstract The testing and certification of wind turbine is a very important course, which plays an important role in improving students' ability of practice and innovation. This paper analyzes the problems existed in the course of testing and certification of wind turbine in Changsha University of Science and Technology, and puts forward some measures to adjust the teaching content, increase the experimental class with practice, reform the teaching method and the way of examination, so as to improve the quality of teaching.

Key words wind turbine; testing and certification; practical application; teaching reform

0 引言

随着化石能源的日益枯竭和生态环境的破坏退化,新能源的开发和应用变得十分迫切。中国是能源消耗大国同时也是世界最大的发展中国家,对新能源的需求与日剧增,新能源科学与工程高级人才的培养刻不容缓。①在众多新能源中,风力发电是技术上最成熟、发展得最好、应用最广泛的能源。②2009年9月,经国家教育部批准,长沙理工大学能源与动力工程学院招收了首届风能与动力工程专业本科生,成为继华北电力大学之后第二批招收该专业学生的高校。2012年通过本科专业调整,并入新能源科学与工程专业。至今,本教研室已经进行了六年的风力发电相关课程的教学。

风力发电机组的测试与认证是新能源科学与工程专业的重要专业课程之一,是培养学生实践能力和创新能力的重要课程。由于该专业成立的时间较晚,课程较新,通过六年的教学与研究,虽然教研室的老师们逐步积累了一些经验,但是也发现了一些问题,这些问题将影响到了人才的培养。为了积极配合国家和学校的卓越工程师人才培养计划,本文以长沙理工大学风电发电机组的测试与认证这门课程为例,总结了目前教学过程中所存在的一些问题,并针对这些问题,提出了相应的解决措施。

1 风力发电机组的测试与认证课程教学中存在的问题

根据我校新能源科学与工程专业的培养方案,风力发电机组的测试与认证是该专业学生第5学期的专业课程。通过几年的教学工作,发现了以下几个问题:

1.1课程教学内容较多,但是课时有限

风力发电机组的测试与认证是一门综合性很强的课程,涉及机械工程、电气工程、材料工程、力学工程等多种学科。教师必须在有限的课时中很多内容讲授给学生,现在课程教学所用教材为姚兴佳教授主编的《风力发电测试技术》,该书内容翔实丰富,共有400多页,有时为了保障授课前后的逻辑性,部分讲授内容与其他课程内容有所重复。这种做法虽然保障了教学内容的完整性和系统性,但是学生学习起来不太容易,信息量较大,如若课后不加以复习,学习效果将受到影响。根据教学大纲的安排,该课程2014年以前一共有32课时,从2015年开始,该课程的课时量调整为24课时,而教学要求却没有变化。课时量的减少,给风电机组的测试与认证课堂教学提出了新的挑战,如何在更短的时间内让学生学得更好是一个亟需思考和解决的问题。

1.2实验课时缺乏

根据目前的教学大纲的安排,该课程暂时还没有安排直接的实验课。本门课程的主要内容就是各种测试技术,其实用性和可操作性十分突出。学生只在课堂上通过老师的理论讲解,虽然能理解和掌握部分内容,但是缺乏对测试技术的直观学习过程,学习效果大打折扣。③实验课时的缺乏还有其客观原因,在该课程所要求学习的测试技术中,有部分测试设备确实比较昂贵,若单独用于教学,其利用率不高,且设备不便于管理,加大了院系的财政负担。

1.3教学手段和考核方式单一

目前该门课程的讲授主要以多媒体为主,虽然通过PPT增加了单位课时的授课信息量,但是依然是以教师为中心的单向教学模式,对于这种应用性较强的课程来说,教学手段较为单一,将影响到教学效果。④另外,该课程的考核方式主要还是以期末的理论考试为主,占总成绩的70%,平时成绩占30%。这种方式存在一定的弊端,通过试卷考试只能考查学生的理论知识掌握程度,而对于操作技能及问题的分析解决能力则很难有所反映。平时成绩的加入虽然能在一定程度上更加全面地反映学生的学习情况,但更多的只是对学生学习态度的考查,并没有完全真实地呈现学生各自的水平。

2 建议与措施

2.1 调整教学内容

针对该门课程教学内容较多、知识涉及面广、重点难以有效突出等问题,我们认为首要的就是要调整教学内容,结合工业界的应用情况,着重培养学生的技术应用能力,对所有的知识点要进行合理的取舍,并形成一条思路清晰的主线,优化授课内容,使得教师好讲,学生易懂。通过本教研室的研究与讨论,具体做法是:(1)在保障基本知识的前提下,对课程中的风的测量部分进行适当的压缩,因为这部分内容与同学期的风资源的测量与评估课程有部分重复,不需要进行重复详细讲授;对风力发电机的振动、冲击和噪声测试与故障诊断部分进行了删减,因为这部分内容所涉及的内容过于丰富,几乎是一个庞大完整的科学知识体系,且与培养计划中的另外两门课程风力机组状态监测与故障诊断、风力发电机噪声测量与控制重复度较高,无需再一次的概述性的介绍。(2)对于原来课程中,各测试技术所用仪表的原理介绍进行简化或删减,对各种理论性的公式推导等进行进行简化或删减。这是一门技术应用性课程,学生重点要学习的测试技术,而不是所用仪表的工作原理与制造过程。在有限的课时内,更应该突出重点。(3)将整个课程复杂繁多的教学内容,按照基本物理量的测量――风电机各部件的测量――风电机整机的测量――风电机运行性能的测量――风电机的认证这条逻辑知识主线来整合,这样有利于在学生心目中形成一个完整的有现实逻辑意义的知识体系,提高学习效果。

2.2增加实验课时与实践环节

风电机组的测试与认证除了理论知识外,另一个重要的内容就是实验操作技术,只有开设相对应的实验课和实践环节,才能让学生学到真正实用的内容。针对开设实践教学的客观条件限制,本教研室通过反复调研和协商,决定以多种形式实现实践教学的开展:(1)对于基本物理量的测量部分,风的测量实验课程都可以直接在系内实现;电的基本测量可以通过与电气院合作,对原有的仪器设备进行小的改造,实现学生的实践操作;非电物理量的测量(如转速、转矩、温度)等可以通过与汽机学院合作,完成实验课程。(2)对于风电机各部件和整机的测试,实验课程教学可以通过学院的产学研教学基地实现。我院与湘电风能有限公司、南方机车风电制造事业部签署了合作协议,学生在企业前线可以更好地学习到第一手的实践技术。这种方法在自动控制原理课程中已成功实施,效果良好。(3)我院与湖南省各大风电场基本都有着良好的合作关系,对于风电机组的运行性能测试,其实验课程可以通过组织学生去风电场实地考察实现。

2.3 改革教学方法和考核方式

由于新能源科学与工程专业是我校十分年轻的专业,风电机组的测试与认证这门课程的教学还处在探索阶段,没有成熟的方式方法可以借鉴。通过这六年的经验积累,也探索出了一些较好的解决方案。(1)切实有效地加强和发挥多媒体教学的优势,如通过文字、图表、音频、视频等多种表达方式,展现风电机组的测试与认证课程内容。这样既提高了教学效率,也提高了学生的学习效率。(2)对于一些较为简单的测试技术的讲解,如电压电流的测量、温度的测量,教师可以通过随堂演示操作达到更好的教学效果;对于较为复杂部件构造,如风电机的齿轮箱,教师可以结合一些实物比例模型进行讲解,实现了立体式教学。(3)如果条件允许,在理论课环节可以适当引入各种仿真软件,通过软件完成理论与实践的结合,使学生能够及时地直观地应用所学的知识,进一步加深对所学内容的理解。(4)课堂上综合运用启发式教学、讨论式教学、案例式教学等多种教学方法,加强老师与学生的互动。如在讲解风力机叶片静态力学性能测试与疲劳性能测试时,可以通过某一实际风机叶片毁坏事件,引入所要学习的主题,强调学习内容的重要性。(5)注重学生实践应用能力考核,将原有占70%的期末理论考试成绩分为理论成绩与实验成绩。实验成绩注重学生实验操作水平、数据分析能力以及实验报告质量,引导学生增强解决问题的能力,提高学生的综合素质。

3 结语

总之,通过近六年对风电机组的测试与认证课程的教学探索,发现了教学过程中所存在的问题,同时也通过这些教学活动,积累了一些经验,针对存在的问题也提出了一些建议和措施,这些建议和措施也正在实践当中。一门新的课程,其前期探索阶段遇到些许问题在所难免,只用通过问题,反复进行改进和完善,才能真正实现教学质量的不断提高。

基金项目:本文系长沙理工大学2015年度校级教研教改项目“基于卓越工程师培养理念的新能源科学与工程专业实践教学模式探索”的研究成果

注释

① 何建军,陈荐.风电人才需求与人才培养模式的研究[J].中国电力教育,2010.31:31-33.

② 姚兴佳.风力发电测试技术[M].北京:电子工业出版社,2010.

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[关键词]绿色化工技术 化学工程 应用

中图分类号:T655 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)11-0064-01

0.前言

众所周知,地球是我们人类目前唯一的、赖以生存的地方。当代工商业的迅猛发展,着实为我们的日常生活带来了极大的便利,但是与此同时,环境问题已然成为威胁人类健康的头号杀手。诸多行业的发展共同导致了当今比较恶劣的环境问题,其中,化学工业的生产发展带来的影响不容小觑。例如我们熟知的工业三废:即废气、废水、废渣,由此带来的环境恶化和生态破坏的题就极为严重。在此背景下,为了环境友好型、资源节约型社会的建成,我们必须要落实绿色化工技术在化学工程中的应用和实施。

1.当前化学工业的生产发展中存在的问题

化工产业的生产和发展惠及我们生活和工作的各个方面这点毋庸置疑,更新颖、更先进、更高端的技术使得先前貌似不可能的事情成为可能,一而再的刷新人类技术可抵达的上限。但是,不可否认的是,随着化学工业的进一步发展,越发严重的问题的产生成为了化工产业发展的“替罪羊”。

1.1 环境恶化

近几年来,尤其是在某些重工业城市的冬季,频繁而严重的雾霾天气引起了社会各方的广泛注意,人们对此非常恐慌。雾霾,很大一方面是由于日常的生产生活产生的废气导致的,其危害程度不言而喻,而肺癌、呼吸道感染等是其对人类最主要的危害。同时,工业废水和废渣的排放使得原本肥沃的土壤、干净的河流面临威胁,生物种类锐减,进一步加剧了生态的破坏。而且,据气象部门不完全资料统计,恶劣天气的发生频率也因此增加。

1.2 资源短缺

化工产业生产发展面临的资源短缺的问题也愈演愈烈。我们都知道,虽然我国的自然资源总量很大,但是对一个有着14亿人口的发展中国家来讲,其人均占有量就显得极为贫乏了。再加上工业生产对原材料的利用率比较低、浪费严重、缺乏回收再利用技术等实际问题的存在,导致当前资源相对匮乏的问题只会愈来愈严重。

2.绿色化工技术概述

鉴于化工产业当前存在的以上两点问题,如果再不设法改变这一现状的话,资源短缺、环境破坏的问题将会成为阻碍我们当前化学工程发展的主要因素。因此,发展绿色化工技术就显得尤为重要。所谓绿色化工技术,核心是绿色,即全面协调可持续的化工技术,这是科学发展观的基本要求,也是为了促进人与自然的和谐,实现经济发展和人口资源环境相协调,坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。要实现绿色化工技术,就是要通过对现有的化学生产技术和方法进行更进一步的改良和提高,利用最新研究的化学原理成果,旨在降低或减少在化学工业生产的各个环节中产生的化学废物或能够污染环境的化工产品,力争做到零排放,以此来降低化学生产作业对生态环境的污染和可能的危害。同时,对化学生产过程中产生的废弃资源的再利用也要加大力度,应用最新的技术,用可循环的再生资源这种全新的物质代替先前的化学生业中产生的有害废物,从而使得资源的利用率得到充分高效的提高。

3.如何在化学工程中应用绿色化工技术

在目前的化学工程中利用高级而先进的绿色化工技术,对自然资源进行更加充分而高效利用的同时,也可以尽可能的降低对环境造成的危害。鉴于绿色化工技术以上诸多优点,我们必须在开发和研究绿色化工技术上苦下功夫。

3.1 积极寻找洁净新能源

化学原料对化工生产的重要性不言而喻。所谓洁净新能源,无非就是对环境污染较小、利用率高的化学原料。这类能源有着如下特征:1.方便易获取:如果原料的获取方式就很复杂的话,那么成本自然很高,反而得不偿失;2.可循环利用:从而使得提高原材料的利用率成为可能;3.环境危害小:在当前严峻环境下,使用无毒无害、对环境污染小的原材料,才符合绿色可持续发展的要求。例如,天然植物,农作物等就是比较理想的洁净能源。

3.2 革新先进的生产技术

利用先进的清洁生产技术,使得整个化工生产的流程尽可能变得无毒、无害、无污染、无废弃物排放,即使做不到,也至少要对环境造成的危害达到最低。此技术中包括有辐射热加工技术,以及绿色催化技术等,在冶金、印染、废弃物处理等领域已取得较显著的成果。更广为人知的一个例子就是海水淡化技术:针对目前水资源的严重污染和匮乏问题,人们利用先进的设备对储量巨大的海水进行淡化,一方面有效地弥补了淡水资源的短缺,另一方面更是产生了低廉清洁的化工原料--氢氧化镁,完美的做到了一举两得。

3.3 生产出环境友好型的产品

近些年来爆发的各类环境污染的例子不胜枚举,因此人们保护环境的意识也在不断提高,无磷洗衣粉、新型乙醇汽油、低排量汽车等都成为人们购物的首选,有机、绿色成为了一种消费时尚,对此我们应该感到欣慰。同时,生产出对环境友好的产品也是我们反馈社会、回报自然最好的方式。

4.总结

综上所述,积极倡导绿色化工技术在化学工程中的应用具有非常重要的社会意义。为了保护人类赖以生存的生态环境,更好的落实社会主义科学发展观的具体要求,绿色发展的理念应该深入到每个人的内心。通过本文的分析,希望能够起到一定的作用,保障化学工程的可持续发展。

参考文献

[1] 井博勋,莒菲.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].天津化工,2015,03:10-11.

[2] 高明江.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用研究[J].化工设计通讯,2017,01:35+76.

[3] 桂腾刚.化学工程技术在化学生产中的应用分析[J].化工管理,2016,11:110+112.

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生物工程专业培养目标

本专业培养德智体美全面发展,适应市场经济体制和改革开放需要,掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基本理论,基本技能,能在保健品、制药等领域从事生产、产品技术研究开发、质量检测和企业管理的高级应用型技术人才。

生物工程专业就业方向

本专业学生毕业后可适宜于医药、食品、环保、商检等部门中生物产品的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作。

从事行业:

毕业后主要在制药、医疗设备、新能源等行业工作,大致如下:

1 制药/生物工程;

2 医疗设备/器械;

3 新能源;

4 医疗/护理/卫生;

5 快速消费品(食品、饮料、化妆品)。

从事岗位:

毕业后主要从事销售经理、售后工程师、化验员师等工作,大致如下:

1 销售经理;

2 销售工程师;

3 售后工程师;

4 销售代表;

5 化验员。

拓展阅读:生物工程专业主要课程

该专业主要学习与基因工程、蛋白质工程等相关的基础理论和操作技能。

通过掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。

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【关键词】 新能源产业 光伏 风电 骨干企业 创新平台

一、产业规模情况

新能源是国民经济的战略性、先导性产业,江苏新能源发展快速,规模不断壮大,技术创新水平不断提高。2012年,新能源制造业实现工业总产值3120.55亿元,占高新技术产业的6.93%,同比下降23.88%。2011年,全省光伏企业600多家,从业人员12万人,无锡尚德、苏州阿特斯、南通林洋新能源等8家企业在境外成功上市,销售排名全球前20强中有5家。初步构建了多晶硅―单晶硅―硅片―电池―组件―系统的完整产业链。2011年全省光伏产业实现产值2739.70亿元,同比增长53.23%,产能占全国的1/4,晶硅电池产量占全国的55%以上。受美国“双反”和欧盟反倾销的影响,2012年前10月,江苏光伏产业实现总产值1800亿元,同比下降28%。无锡尚德自主研发的冥王星(Pluto)单晶硅电池光电转换效率达19%,居世界第一;徐州中能多晶硅生产成本降到了国际领先的25美元/公斤;光伏产业核心装备气相沉积设备、高温扩散炉等实现自主制造,国产化率已达70%。风电产业已构建起从关键配套件到兆瓦级整机的完整产业链,华锐、金风、东气等国内前十整机厂商均落户江苏。2011年实现产值840.60亿元,同比增长16.91%,叶片、齿轮箱、轮毂等关键部件均占全国市场的50%以上。

二、区域分布情况

光伏产业是江苏新能源产业的主导产业,主要分布在无锡、常州、苏州等地区,苏北光伏产业整体尚在起步阶段,主要分布在徐州、连云港地区,以多晶硅及硅制品等原材料生产为主。其中江苏泰州新能源产业园被认定为国家级特色产业基地,以中盛光电、汇能科技、璞瑞电池为龙头的新能源产业集群,技术领先、产能巨大,是全国同行的佼佼者。

江苏既是风能资源大省,也是风电装备制造强省,江苏的风电产业发展,在全国已处于较为领先的地位。全省风电装备生产企业主要分布在南京、常州、南通、盐城等地,并形成了产业集聚态势,现已建成南京的江宁风电产业园,常州的溧阳风电产业园、武进风电产业园,无锡的风电产业科技园,南通的百万千瓦级海上风力发电基地、如东建设“长三角”风电设备产业园,盐城的大丰江苏海上风电装备制造基地金风产业园、华锐风电产业园等。

作为全国发展生物质能利用的主要省份,江苏秸秆发电主要在苏北产粮丰富地区,宿迁、射阳、如东、洪泽等地。江苏核电建设正进入产业化、规模化发展的新阶段,苏核科技、江苏神通、上上电缆已成为国家重要的核电配套生产企业,其中江苏最大核能科技产业园落户南京江宁滨江开发区。

三、骨干企业情况

太阳能光伏产业是江苏率先发展壮大起来的新能源产业,现已形成较为完整的产业链条。从多晶硅原料生产到终端的光伏电站建设,江苏的光伏企业都有涉足,国内众多知名的光伏领军企业也都集中在江苏,有8家光伏企业在境外上市,5家企业销售排名全球前10强,占全国总产值规模的2/3,是我国光伏产业第一大省。目前涌现出了尚德太阳能、天合光能、保利协鑫、林洋新能源、苏州CSI阿特斯、徐州中能等一批重要的龙头骨干企业,对整个产业的发展起到了较强的带动和支撑作用。世界太阳能电池产量前15位的电池制造商中,中国大陆占了6家,江苏企业就有5家,其中尚德太阳能为多晶硅电池的世界第一大生产商。徐州中能、扬子顺大、常州天合为代表的硅料企业,确立了硅料生产环节上的技术领先地位,不仅具备成熟的尾气处理工艺,而且实现了闭环生产和物料循环利用,生产技术领先于国内市场,生产成本在国内同类型企业中处于较低水平。

2011年以来美国对我国光伏产品实行“双反”、欧盟实行反倾销,行业产能阶段性过剩、结构性失衡等多重挑战,江苏的光伏企业经营困难,负债普遍严重,有近半数企业处于停产状态,省内几家主要光伏上市企业总负债超过600亿元,平均负债率在70%以上,其中无锡尚德已宣布破产,下一步江苏将坚持利用市场机制,鼓励企业进行兼并重组,引导资源和发展要素向优势企业集中,形成少数几个综合能耗低、物料消耗少、具有国际竞争力的多晶硅制造企业,若干个研发能力强、具有自主知识产权和品牌优势、具有国际竞争力的光伏电池制造企业。江苏光伏产业龙头企业尚德、英利、天合光能、阿特斯等都将面临整合。

江苏风电产业链齐全,形成了一定的集群优势,具备了一定规模和水平的风电机组制造能力、关键零部件制造能力、风电机组配套能力。江苏风电装备产业集中力量培育本土风电龙头企业,打造出了南京高齿、江阴吉鑫、江阴远景能源、连云港中复连众等行业领军企业。同时千里海岸线优质风场资源也吸引了国内风电整机巨头华锐风电、新疆金风、国电联合动力等会聚江苏,共谋发展。全国排名前5位的风电整机制造商均在江苏建立生产基地。

四、创新资源情况

江苏在新能源领域,以大学、科研机构、工程技术中心、企业院士工作站为依托的创新平台已初步形成,技术创新能力不断提高,基本形成了从研发到产业化的技术创新体系。目前江苏新能源领域在东大、中国矿业大学等拥有9个国家重点实验室,拥有江苏省(春兰)清洁能源研究院、江苏省(尚德)光伏技术研究院、江苏省(新誉)风电装备技术研究院、江苏省(中圣)工业节能技术研究院、江苏省(华锐)海上风电研究院5家企业研究院,形成了千亿级的泰州国家新能源产业园、江苏张家港新能源产业园、南京江宁新能源产业园、江苏国信(楚州)工业园等产业园,此外还有134个工程技术研究中心、40个企业院士工作站、13家专业技术服务中心等科技创新平台。

目前江苏新能源产业以风力发电装备、光伏发电设备、核电装备和生物质能利用装备为主,光伏产业拥有290多家相互配套的特色企业,从多晶硅、硅片、电池、组件、集成系统设备,到光伏应用产品,形成了较为完整的产业链。风电产业拥有60多家风电成套机组和关键零部件制造企业,基本形成了以风电机组为龙头、关键零部件为支撑的产业链。

五、重大成果情况

在基础研究领域,2009―2011年,江苏在新能源领域共承担973项目4项。其中由东南大学完成的“生物质高值化利用过程中节能与CO2利用和减排”项目,实现生物质高值化利用过程的节能减排。

在应用研究领域,2009―2011年,江苏在新能源领域共承担国家863项目10项。其中由东南大学完成的“钾基吸收剂干法脱除燃煤烟气CO2技术研究”项目,研究了脱碳反应及吸收剂失效的规律和机理,掌握了高活性钾基吸收剂的研制,初步开发出燃煤电厂CO2脱除技术。由河海大学完成的“潮汐流发电高效双向叶轮技术研究与开发”项目建立了水平式潮汐流能量转换装置的模型试验装置和方法,研发的潮汐流能量转换装置功率为1-3kW,效率为25%~30%。由中国林业科学研究院林产化学工业研究所完成的“管道式连续催化甲酯化制备生物柴油新技术”项目,开发并完成连续催化甲酯化反应制备生物柴油的新工艺及装置,可连续运行时间100小时以上,油脂转化率达99%,油收率≥98%,催化剂使用寿命≥1500小时,生产成本比传统生产生物柴油下降15%。2009―2011年,江苏在新能源领域的支撑项目共5项,其中由国网电力科学研究院完成的“风电场控制技术研究及控制系统开发”项目,提出了用于变速恒频风电机组风电场的无功电压控制技术,并研制了风电场无功电压控制系统,设计了风电场无功电压控制软件结构并开发了相应的软件模块。由江苏新誉重工科技有限公司完成的“风电机组整机设计关键技术研究与推广示范”项目,完成了大型风电机组有效风速软测量技术研究、风电机组仿真模型的联调和仿真模型与现场实际数据的对比校正,建设了风力发电机组集成仿真设计平台和关键部件CADCAM系统。

在重大成果领域,由无锡尚德太阳能电力有限公司完成的项目“基于高效率低成本光伏发电技术的创新平台建设”荣获国家科技进步奖二等奖,成为国内光伏行业获得的第一个国家级科技奖励。该项目以省科技厅支持建设的江苏省(尚德)光伏技术研究院为依托,攻克了高效低成本P型太阳电池技术与关键设备研发及产业化等技术难题,转换率达到19%。居国际领先水平。

六、关键技术情况

江苏光伏产业发展迅速,技术创新水平快速提高,已掌握了一批核心领域和关键环节的重要技术,拥有自主知识产权近100项,创造多项世界“第一”,填补多个国内“空白”。到2010年10月份,江苏在太阳能电池方面获得的中国专利547项,占全国比重约13%,其中发明专利216项,为全国省份第一。无锡尚德自主研发的冥王星(Pluto)单晶硅电池光电转换效率达19%,世界领先。徐州中能硅业目前多晶硅生产成本控制在每公斤25美元以下,达到了国际顶尖水平。南通林洋新能源研制双面照光晶体硅太阳电池,填补国内空白。苏州中来高端电池背膜已成功突破了国外技术封锁。常州华盛天龙研制的多晶硅浇铸炉填补国内空白,打破国外垄断,价格只有国外的1/3。近两年,江苏又布局了一批光伏装备重大项目,光伏产业核心装备气相沉积设备、高温扩散炉等实现自主制造,国产化率已达70%。

江苏风电发展坚持自主研发与引进消化相结合,成功突破了兆瓦级风电机组整体设计与制造技术、重要支撑部件制造技术,产业规模和技术水平均处全国前列。华锐自主研制的国内单机功率最大的5MW海上风电机组成功下线,3MW风电机组已有34台在上海东海大桥海上风场并网发电。南京高齿的兆瓦级齿轮箱占领国内65%的市场份额。江阴吉鑫建成了亚洲最大的风电轮毂基地,开发的5MW底座填补国内空白。连云港中复连众研制出了全球最大的5兆瓦、62米长复合材料风机叶片。

【参考文献】

[1] 凌申、钱志新:江苏新能源产业发展战略研究[J].盐城师范学院学报(人文社会科学版),2013(6).

[2] 张宏丽、陈丽佳:我国新能源产业及核心技术发展探析[J].能源研究与信息,2013(4).

[3] 李开放、任建龙:中国新能源产业发展的政策探析[J].无线互联科技,2013,(11).

[4] 薛飞、黄斌:江苏省高新技术产业高端化发展的国内外比较研究[M].江苏科学技术出版社,2013.

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关键词:化学生产;化工生产工艺;化工技术

化学工程通常就是指为达到一定效果在理论基础上进行的一系列化学生产活动,它是将理论应用于实践的一个过程。现如今化工行业除了包括石油化工、催化制造等传统化工,还囊括了生物制药、纳米技术等现代化工。但目前化工生产行业还是主要以化石燃料等传统化学工业为动力,但是燃烧化石燃料不仅使得不可再生资源的减少,更对自然环境造成重大的污染。很显然,这和人们日渐追求绿色环保的观念产生矛盾。因此,面对化工生产过程中产生的环境污染问题,及时地做出科学合理的改进措施已经变得至关重要。

1化工生产行业当前现状

1.1对环境造成重大污染

化工行业是目前当今世界最主要的污染源之一。首先,化工生产过程中会产生很多的废水。废气和固体废弃物,如果不加以合理处理直接排放到水源里,那么对当地的地下水生态系统造成的后果将不堪设想。其次,化工行业在生产大量日常生活品为人们带来便利的同时,也带来了大量的生活垃圾,由于很多生活垃圾都是高分子化学材料,处理起来非常困难,如果将它们直接采取填埋的方式处理,将很长时间难以降解,这会对土壤造成严重的污染。化工生产过程中不仅会对当地的土质、水源造成污染,而且对空气也会有很严重的影响。化工行业主要以燃烧化石燃料为主。燃烧化石燃料会生成大量的二氧化碳、二氧化硫和固态颗粒物,不仅会造成温室效应加剧的后果,还会形成雾霾、酸雨等恶劣现象,给人们经济和健康带来巨大的损失。

1.2化工生产效率太低

随着人们生活水平的提高,传统的化工生产工艺已经无法最大限度地满足人们的日常需要了,这是由于化工生产工艺本身的缺陷造成的。化工生产工艺是将理论的化学反应放大应用在实际生产过程中,因此在具体工艺中会遇到很多问题。例如化学反应过程中转化率太低,化工生产过程中连续性较低等。这些问题都可能导致化学反应不充分,最终造成化工生产效率比较低。另外,反应设备的效率太低也是造成化工生产过程中效率比较低的一个重要原因。

2化工生产行业改进措施

2.1优化化学反应环境

每一个化工工艺都是化学反应的放大过程,但是又要比简单的化学反应复杂得多。就像化学反应的各个参数一样,反应条件也是化工生产中最为重要的环节。而每一个化学反应都会有其最佳的反应温度、反应时间等参数,同理,化工生产过程中的最佳反应条件决定着化工生产过程中的质量。因此,要想实现提高化工生产过程效率的目的,也应该最大限度地创造一个最佳的化工反应环境,同时应该尽可能避免各种副反应的出现。另外,在适当的情况下,也要使用恰当的催化剂以提高化工生产过程中的速率。

2.2改进化工生产工艺

在化工工艺的改进方面,不仅要提高反应生产过程的效率,更应该注重化工生产工艺的绿色安全环保。通过调整化学反应的反应参数和条件可以实现对化工生产过程中效率的改进。而化工工艺要想实现绿色环保,就需要寻求一些新的途径,例如,更加绿色环保的化学反应,使用最少的生产原料,生成对环境友好的产物等。在日趋崇尚绿色环保的当今社会,化工生产工艺走向绿色安全是大势所趋,而绿色安全环保的生产工艺也能带领化工行业走上新的辉煌。

2.3合理处置生产废料

化工生产过程中会产生大量的废水、废气和固体废弃物,而这些废料通常都是对自然环境和人体有严重危害的。所以在处置这些化工生产过程中的废料时应该格外注意。通常处理这些废料主要采用物理法和化学法,但是二者各有利弊,物理法较为环保,而化学法较为彻底,具体是由废料的种类来决定采用哪种方法处置。另外,生物法处理化工废料也逐渐受到科学家们的关注,生物法处理化工废料既绿色环保又反应彻底,是一种较为理想的处理办法。综上所述,无论采取何种方法处理化工废料,都应该秉持绿色安全的原则,将其对环境和人类的危害降到最低。

2.4寻求化工新能源

当今化工生产行业仍然是主要以燃烧化石燃料为主。但是化石燃料作为不可再生资源已经面临很多的问题,而且大量燃烧化石燃料也会对自然环境和我们人类的健康带来巨大影响,因此寻求别的能源来替代不可再生的化石燃料已经迫在眉睫。新的可再生能源不仅保障了化工生产的长久稳定发展,也避免了传统化工行业对人类和自然环境带来的恶劣影响。而科学家们也在这一方面取得了较好的成果,例如,电化工、生物化工、纳米技术等。我们有理由相信在科学家们的不懈努力下,将新能源大量普及并应用于化工领域指日可待。

3结束语

通过对我国当前化工生产行业现状的了解和分析,我们发现化工生产过程中还存在很多的问题正待我们去研究和解决。我们要想改良化工工艺就需要对科学进行不断探索,要想维持自然环境的不被污染,就需要找到更加科学环保的办法保护自然环境,这是考验人类生存和自然环境共同长久发展的重大课题。而现在的我们要做的就是认真探索,寻求突破创新,对传统化工工艺中存在的问题进行研究并改进,最终保障化工行业的绿色健康可持续发展,这样我们才能稳定的推动社会建设。

参考文献:

[1]李珺瑶.化学工程中的化工生产工艺[J].化工管理,2017,(06):90.

[2]罗泽鹏,刘森,都颖,刘思乐.浅谈化学工程中的化工生产工艺[J].黑龙江科技信息,2016,(02):76.