能源与动力工程培养方案范文

导语：如何才能写好一篇能源与动力工程培养方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：电力行业；能源与动力；专业建设

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0113-02

能源是现代人类文明的支柱之一，能源类人才的培养一直是我国高等教育中不可或缺的一部分。在中国教育部（原国家教育委员会）《普通高等学校本科专业目录》的制订与修订过程中，与能源相关的专业随着学科的发展、社会分工的变革以及教育对象的变化不断地进行着调整。本着适应经济社会发展、社会需求的变化，适应高校多类型、人才培养多规格的需要和有利于复合型、创新型人才的培养的原则，与能源相关的专业从第二版的“热能核能类”中的四个专业经历第三版中的“能源动力类”的两个专业后，发展到2012年第四版“能源动力类”的“能源与动力工程”一个专业。《普通高等学校本科专业目录》修订过程中的专业调整，不仅为我们明确了专业建设的指导思想，同时也对我们提出了专业建设的新任务。

我校创建于1951年，1985年开始本科生教育工作，是一所电力行业为背景、特色鲜明的行业类院校。“热自”专业（即现在我校“能源与动力工程”专业的前身）设置于学校创立之初，是学校的老牌专业。在60多年的办学过程中，尽管专业名称经历了“热能工程”、“热能与动力工程”和“能源与动力工程”的变化，但是专业建设始终本着为电力行业服务的宗旨，努力打造“电力工程师的摇篮”，在课程体系的构建、实践环节的设计上侧重于培养电力行业内的能源专业技术人才，为我国电力工业培养了大量的专业人才。

2012年《普通高等学校本科专业目录》颁布实施，我校的“能源与动力工程”专业以此为契机，在专业建设方面，结合自身专业的背景情况，深入思考，在专业建设的某些方面又进行了有益尝试。

一、专业方向的设定

2012年颁布实施的《普通高等学校本科专业目录》第四版中能源动力类二级学科门类下列的专业仅存了“能源与动力工程”一个专业，使得该专业转型成了一个“大能源”范畴 内的专业。但是，从人才培养的规律来说，在拓宽专业面的同时，还是要“有所为，有所不为”。我校的“能源与动力工程”专业一直以为电力行业培养人才为主，是侧重于电厂的热能动力，这个主线条不应改变。但同时考虑到即便是电力行业内的人才，在实际工作之中也要“术业有专攻”的实际情况，我们的“能源与动力工程”专业人才的培养既不能过于宽泛，又不能过于单一，培养方案最好能够体现在一定行业领域的多元化培养。

人才的培养源于社会的需求，专业的培养方案应以满足社会人才的需要为首要目标。多年来，我校教师与电力行业企业紧密接触，及时掌握人才需求的发展动向，同时对毕业生就业后的实际工作岗位进行一定的跟踪，在掌握一定信息的情况下了解到，电力行业内所需要的能源动力工程专业人才也在发生着一定的变化，从以往传统的电厂运行人员为主，已经悄然衍生出污染物控制、清洁能源、节能、能源管理等多种人才的细化。

综合前面专业设置变化和人才需求细化两种情况，我们结合学校多年来对电力行业内“能源与动力工程”专业人才的培养经验，发挥自身专业特点和优势，以专业方向的多元化设置为切入点，在培养方案中，通过课程的设置，凝练和体现出三个专业方向：电厂热能动力、洁净发电技术和节能与能源管理。“电厂热能动力”方向继续秉承和发挥学校的专业特色，旨在培养电力生产运行、检修方面的人才；“洁净发电技术”方向紧跟我国的能源和环保的发展趋势，侧重于培养学生在污染物控制和新能源方面的素养；“节能与能源管理”方向结合建设资源节约型和环境友展节好型社会的客观需要，培养有节能意识、熟悉节能管理、掌握一定节能技术的能源计量与管理人才。

二、课程体系的的构建

课程体系的构建是否合理决定着培养目标是否得以实现，直接关系到人才的知识储备，课程体系中课程的配置需要从多方面综合考虑，即要形成较为完成完整的人才培养课程体系，又要能体现出的专业方向的设置。

能源动力工程专业是一门内容丰富而又广泛的学科，所涉及的课程较多，为了合理配置课程，我们按照学校教务处的要求，设置了公共基础课程、专业领域课程、拓展选修课程、集中实践教学四个模块。在这四个模块中除了公共基础课程模块与专业本身的直接关联度不大外，其他三个模块都与专业关系密切。

考虑到“工程流体力学”、“传热学”、“工程热力学”、“工程燃烧学”、“锅炉原理”、“汽轮机技术”、“热力发电厂”等专业基础课和专业课是我校能源动力工程专业的传统课程，这些课程的知识是无论哪个专业方向的学生都应该掌握和具备的知识，在课程体系中，将这些课程设置在必修的专业领域课程模块中，以确保每名能源与动力工程专业的学生都必须学习这些课程。

而在体现我校“能源动力工程专业”专业方向的多元化方面，我们在灵活性较大的拓展选修课程模块中动足脑筋，在满足学校课程学分设置的前提下，在拓展选修课程模块中精选课程，使得拓展选修课程模块中课程都与各自的专业方向相契合，比如“电厂热能动力”专业方向设置“单元机组及集控运行”、“超临界和超超临界参数机组”等与电厂实际联系紧密的7门课程，“洁净发电技术”专业方向设置“洁净煤技术”、“可再生能源发电技术”等与清洁发电有关的8门课程，“节能与能源管理”专业方向设置“能源管理与审计”、“节能技术概论”等能源管理类的8门课程。与此同时，为了满足部分学生对拓展专业视野的需求，又将拓展选修课中不同专业方向的选修课相互打通，允许学生跨专业方向选修课程，使得拓展选修课程模块中课程的选修灵活性更强。

在集中实践环节的实践教学设置中，继续秉承“重传统，拓方向”的思想，无论哪个专业方向的学生，都要求参加下电厂的专业实习、仿真实习和“锅炉原理”、“汽轮机原理”和“热力发电厂”三大专业课程的课程设计等实践环节，以保证我校能源与动力工程专业学生的电力特色。此外，对三个专业方向又各自设立了自己的实践教学环节：“电厂热能动力工程课程设计”、“洁净发电技术课程设计”、“节能与能源管理课程设计”，来体现专业方向侧重的不同。同样也允许学生跨专业多选其他专业方向的实践环节。

三、师资队伍的建设

师资是培养方案的执行者，良好的师资队伍是教学质量的保证，我校的能源与动力工程专业一直非常重视师资队伍的建设，采用引进与培养相结合的方法建设师资队伍。

首先，我们从外面引进高水平人才来补充新专业建设所需的专业教师扩充我们的师资队伍。近几年，我们有针对性地从国外引进上海市“东方学者”两名，提升了师资队伍在分布式能源与制冷领域的专业水准；从电力行业的研究所和一线企业引进了经验丰富的高职称人才和实验人员，增加了有工程经验的师资力量。

其次，我们从培养自身教师入手，通过进修学习、产学研合作、“双师计划”培训等多种方式提高教师的学术水平和工程水平。近几年，我们选送了1名优秀教师赴美国进行为期一年的风能发电方面的学习交流；先后选送若干名教师去西安热工院、外高桥电厂等行业内单位进行产学研合作；每年都有序地选送教师进行“双师型”（教师和工程师）人才的培训。

最后，我们还在日常教学工作过程中对教师的教学工作精益求精。在新教师入职初期，我们要求新教师都必须参加上海市教委组织的“新教师岗前培训”。在教学方面，提出“先做学生再做老师”的要求，无论新进教师在科研上有多深的造诣，规定新进教师第一学期随老教师听课、辅导，并由专人传、帮、带。第一次开课前需通过内部试讲后才能踏上讲台。

四、课程建设工作

课程教学是学生获得知识，发展能力和素质的重要途径，课程建设是高等学校的专业建设的基础工作，加强课程建设是有效落实培养方案，提高教学水平和人才培养质量的重要保证。

在课程建设方面，我们根据课程的内容和任务，明确出3门专业基础主干课程和3门专业主干课程。对于这几门课程先后进行主干课程、校级精品课程、上海市教委重点课程和上海市精品课程等几轮课程建设工作。经过几年的积累，我们的主干课程已全部成为校精品课程，4门课程为市教委重点课程，3门课程进级上海精品课程行列。除此之外，我们还进行一系列的教学改革工作，《面向行业一线的热力透平类课程教学改革》荣获上海市教学成果三等奖。这些工作有力地支持了培养方案更好的执行。

五、结束语

我校的能源与动力工程专业电力特色鲜明，在多年办学经验和基础上，结合电力行业对人才的要求，在如何培养具有电力特色的能源动力工程人才方面进行以一定的探索，也取得了一定的成效。但同时我们也意识到专业建设工作是一个任重而道远的工作，永远没有终点，如何进行专业建设工作，我们还将继续积极进行探索。

参考文献：

[1]中国教育部.普通高等学校本科专业目录.1987年（第二版），1998年（第三版），2012年（第四版）

[2]杨晴，等.新能源科学与工程专业建设探索与实践[J].中国电力教育，2008，9（1）：66-68.

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【关键词】能源与动力工程 课程体系 教学内容

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）09-0253-02

能源动力是国民经济的支柱产业。进入21世纪，世界经济迅猛发展，化石能源日趋枯竭，能源短缺以及环境问题日益严峻。提高能源利用效率，保护环境，开发新能源和可再生能源，保证能源的可持续供应，对能源科技提出了新的挑战。能源科技发展需要一大批合格的专门人才。高等学校能源与动力工程专业应不断进行课程体系改革和教学内容优化，为能源动力行业培养出满足行业要求的专门人才。根据高等教育教学改革的要求以及行业发展趋势，中国矿业大学能源与动力工程专业在人才培养模式、课程体系设置和教学内容优化等方面进行了一系列改革，积累了一些经验，在此成文，与同行交流。

一、能源与动力工程专业课程体系改革面临的挑战

1.能源动力学科领域的拓展对人才知识结构提出了新要求

2012年，教育部对本科专业的招生门类、专业目录进行了调整，热能与动力工程专业更名为能源与动力工程。从2013年起，全国本科专业将按照2012版教育部新颁布的本科专业目录招生。专业名称的改变，并不仅仅是改变了称谓，而是随着时代的发展，该专业内涵发生了很大的改变。原来的热能与动力工程强调的是热能与动力的转换，而现在能源与动力工程专业涵盖的范围则更宽广了，由过去传统的能量转化与利用领域，发展到今天的能源生产、燃烧污染治理、新能源的开发与利用等多个领域，与化学、环境工程等学科的交叉关系越来越密切。近些年来，新能源与可再生能源的开发利用方兴未艾，形成了庞大的研究队伍和产业，如太阳能、风能、垃圾发电，脱硫脱硝等行业，为毕业生提供了广阔的就业市场，急需高校能提供这方面的人才。现有的专业培养方案中课程设置和教学内容已经不能满足能源动力行业时展的要求，需要做出相应的调整。然而，在目前培养计划中总学分压缩、课程门数减少的情况下，增加新领域课程，必将会对原有的课程设置造成冲击。

2.人才培养的“宽口径”和“零距离”之间存在矛盾

能源与动力工程专业是一个宽口径专业，涵盖了原来的热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏等，这些专业在内涵上存在很大的差异。“宽口径”培养模式避免了过去那种专业面过于狭窄的问题，使人才具有宽广的知识面，增强了就业的适应性，这也直接产生了不利的方面。在目前专业课程门数和学时都有限的情况下，毕业生在哪一方面都不专，不能满足企业对人才知识结构的要求，在工作现场还要经过很长时间的理论学习和实习过程，很难满足用人单位的要求。由于缺乏完善的岗前培训和有效的继续教育制度，我国国有大中型企业一般不乐意接受“宽口径”的毕业生，希望毕业生一毕业能尽快胜任工作岗位，甚至是“零距离”对接[1]。

3.课程体系设置模式不能满足大学生的个性化发展需求

大学生在成长的过程中，形成了不同的人生观、价值观，对自己未来所从事的职业有喜好厌恶，如有的喜欢动力机械，有的喜欢制冷空调，还有的喜欢热力发电；另外，对个人的发展方向也有不同选择，如有的要考研，有的要就业，还有的要创业。高等教育应该支持大学生个性化发展，在培养方案和课程体系设置上应该提供他们可以自主选择的空间，使他们能够按照自己的兴趣爱好去选择发展方向和未来从事的职业。目前课程体系设置模式单一，所有学生四年学习的课程几乎都一模一样，教学内容差别不大，学生几乎都是一个培养模式，不能满足不同类型学生的需求，限制了学生的个性发展，也不利于创新精神的培养。

4.实践教育环节与课程教学之间存在冲突

为全面落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》，深入贯彻总书记在清华大学建校100周年上的讲话精神，为了培养具有较强实践能力和创新精神的高素质人才，高校强化了实践教学环节，内容不断丰富，形式不断拓展，在实践育人工作总体规划、深化实践教学方法改革、系统地开展社会实践活动、加强实践育人基地建设等方面取得了很大的成绩。但是实践育人特别是实践教学依然是高校人才培养中的薄弱环节，与培养拔尖创新人才的要求还有差距。在总学分和学时减少的情况下，如果一味地强化实践教学，增加实践教学学分，则不得不压缩理论课程的学分和学时，甚至得减少理论课程门数，这样培养的人才很难做到“厚基础”， 违背了人才培养目标。另一方面，实践教育环节和理论教学环节相脱节，必然影响实践教育环节的效果。此外，在教学内容方面，也应及时更新。国外高水平大学能及时更新教学内容，反映本学科新的研究领域和前沿技术。如美国佐治亚理工学院将MEMS技术引入了换热器课程，将先进的能量转化技术，如燃料电池、生物质能转换、热电转换等引入了热力学课程。和国外相比，我们教学内容就显得陈旧，不利于人才培养。

二、课程体系构建与教学内容优化措施

1.增设新领域核心课程，完善人才知识结构

能源与动力工程专业课程体系改革，要根据能源动力学科新的拓展领域，广泛深入调研，充分了解能源动力专业的发展趋势以及涉及的主要学科领域，掌握新领域的学科内涵和新兴行业对人才培养的需求，以确定未来人才必备的知识结构。在满足总学分和学时限制的条件下，补充完善培养方案中的课程设置，优化教学内容，将新领域的课程与原专业课程整合，制定适应学科领域扩展、满足未来人才市场需要的课程体系，使毕业生具有完善的知识结构，增强毕业生就业竞争力。

2.按专业大类统一基础课程设置，分设专业方向模块

在课程体系设置中，为了解决学生专业知识结构宽泛而不专的问题，还是要分设专业方向[2]。但为了防止回到以前的老路，防止专业面过于狭窄，不同专业方向的通识教育课和专业大类基础课程应统一设置。在此基础上，根据不同的专业方向设置不同的模块化课程，每个专业模块化课程的门数不宜过多，设3-4门，10个学分左右即可，同时设置大量应用性强的专业选修课，强化实践环节，这样就解决了“宽口径”和“零距离”之间的矛盾。

3.建立柔性的课程体系，满足大学生的个性化发展需要

建立柔性的课程体系，使课程体系构建多样化、课程设置分层次，以满足不同类型学生的个性发展需求[3]。通过设置不同的专业方向模块，学生可以按照自己对未来从事行业预期和职业喜好加以选择。培养计划分研究型和应用型。“研究型”培养计划的学时分配适当向基础课、专业基础课倾斜，实践教育环节要注重学生创新能力的培养。“应用型”培养计划的学时分配应适当向传授专门应用技术的专业课倾斜，实践教育环节注重培养学生应用所学专业知识的能力。同时，增加选修课程门数，选修课程也分研究型和应用型，满足毕业生继续深造和就业的不同需要。

4.优化教学内容和方法，理论教学和实践环节相结合

在强化实践环节的同时，一定要保证理论课程有足够的学分和学时。在总学分减少和实践学分增加的前提下，可以适当压缩德育课程学分，保证专业基础理论课程学分。同时，改革应用性很强的专业技术课程的教学内容和方法，这类课程都设置课程设计环节，学生在课程学习的同时开展课程设计，通过工程设计将理论教学和实践环节有机结合起来。另外，及时修订教学大纲，与时俱进，及时将本学科最新的研究领域、前沿技术在教学内容上得到反映。

三、结束语

课程体系改革和教学内容优化是一项长期艰巨的任务，需要在高等教育实践中不断探索、完善。能源与动力工程专业人才培养要解决的问题，有和其它专业共性的方面，也有其特殊性。能源与动力工程专业课程体系改革要满足国家高等教育人才培养目标的总体要求，可以借鉴其它专业成功的改革经验，还要结合专业自身的特点，探索出更多行之有效的措施。

参考文献：

[1]张力，杨晨. 能源动力类专业工程教育改革初探，中国电力教育，2011，（21）：152-154

[2]于娟， 吴静怡. 能源动力专业的高等工程教育研究与实践，中国电力教育，2011，（27）：158-160

[3]方文彬. 试论大学课程体系个性化，黑龙江高教研究，2010，（5）：131-133

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关键词：需求驱动；人才培养；节能；能源管理

作者简介：朱群志（1972-），男，浙江台州人，上海电力学院能源与机械工程学院，教授；任建兴（1961-），男，江苏海门人，上海电力学院能源与机械工程学院，教授。（上海 200090）

基金项目：本文系上海电力学院教改项目（项目编号：20111407）、上海高校本科重点教学改革项目（项目编号：20115901）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0021-02

一、节能与能源管理人才培养的必要性和紧迫性

我国是能源消耗大国。近年来国内经济的快速增长对能源供给的压力很大，重要能源资源短缺对经济发展的制约进一步加剧。我国的能源利用效率与世界先进水平相比存在较大差距，不少地方存在粗放式使用的情况，很多能源没有得到有效利用而造成浪费。这种能源消费方式使能源供给进一步恶化，对人类居住环境也造成了严重污染。节约能源是我国建设节约型社会的首要措施。[1]

培养从事节能与能源管理工作的人才是我国经济可持续性发展的需要。从1979年开始，我国就有计划、有组织地开展了节能工作，但30年来节能事业起伏不定。这种状况固然与国家的经济发展战略、能源供需形势等因素有关，但节能与能源管理人才的缺乏也是一个重要因素。缺少一支精通节能技术、熟悉节能管理、事业心强的高素质人才队伍是我国开展节能工作的软肋，也是实现我国节能目标的瓶颈问题。[2]

培养从事节能与能源管理工作的人才是国民经济各行业发展的需要。各类工厂是我国能源消耗的大户，工业能源消耗占全国能源消耗总量的70%左右。节能与能源管理领域的专门人才可以促进企业加强内部的能源计量和管理，开展节能降耗工作。1998年1月起施行、2007年10月修订的《中华人民共和国节约能源法》明确规定：重点用能单位应当设立能源管理岗位。重点用能单位包括两类：年综合能源消费总量1万吨标准煤以上的用能单位；国务院有关部门或者省、自治区、直辖市人民政府管理节能工作的部门指定的年综合能源消费总量5000吨以上不满1万吨标准煤的用能单位。2007年国务院颁布的《节能减排综合性工作方案》中明确要求重点耗能企业建立能源管理师制度。之后天津和山东等地开展了能源管理师的试点工作。2011年国务院颁布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》中要求扩大能源管理师试点。

社会对节能人才的需求很大。根据对用能单位的调查，我国专业节能人才的需求量在数10万人以上。目前我国从事节能与能源管理工作的专业人才极度匮乏，很多企业没有专职的能源管理人员；即使有专职人员的企业，也存在能源管理人员节能意识不高、专业技能欠缺以及人员配置偏少等问题。这些原因导致企业对能源的控制和管理薄弱，严重阻碍了节能工作的开展和能源使用效率的提高。要解决这些问题，必须在科学方法的指导下充分挖掘企业节能潜力，以技术手段和管理手段促进能源利用效率的提高。因此，适应社会需求，培养专业的节能与能源管理专门人才显得十分迫切。

我国高校在节能专业人才培养方面起步较晚，虽然有一些高校在能源教育方面做了一些尝试，[3，4]但至今还没有形成健全的节能人才培育机制，面向节能服务人才培养的专业设置和学科建设都比较薄弱。[5]针对高校培养人才不足的现状，一些社会办学机构纷纷提供短期的能源管理师课程对一些在岗人员进行培训。然而，这种培训班短则几天，长则一周；培训项目时间短，很难对学员提供系统的知识和技能训练。作为人才培养的主要基地，高校应根据我国经济结构调整和战略性新兴产业发展的需求，为我国节能产业的发展培养高素质的节能与能源管理专门人才。高校可对现有专业进行改革，通过调整一些相关专业的培养方案、增补部分课程，为社会培养毕业后从事“能源管理师”岗位的人才。

二、节能与能源管理人才培养的探索

节能涉及的领域多，学科背景广。从技术角度分析，主要涉及“热”和“电”。本项目主要探索在热能与动力工程专业上进行改革，适应社会对节能与能源管理人才的需求。热能与动力工程专业的相近专业包括能源动力系统及自动化、能源与环境系统工程等。由于各个专业的背景不同，侧重点也不同。有的偏向动力机械，有的偏向制冷与空调，有的侧重能源高效和清洁利用。电力高校中的热能与动力工程专业往往偏向电厂热能动力工程和电厂集控运行。本文针对的是上海电力学院的国家特色专业——热能与动力工程专业。该专业办学历史比较悠久，并具有明显的行业背景。

1.制定了“节能与能源管理”专业方向培养方案

通过对热能与动力工程专业进行改革，设立“节能与能源管理”专业方向。热能与动力工程学科还是这个专业方向的核心，因此，专业方向与所依托专业在专业基础课和专业核心课程的设置上基本相同。专业基础课及专业课程主要包括工程热力学、工程流体力学、传热学、锅炉原理、汽轮机原理、泵与风机、热力发电厂等。

与常规热能与动力工程专业的区别在于增加了特别针对节能与能源管理的课程模块。该模块包含6门课程，共计9个学分。课程包括节能技术概论、空气调节、制冷原理与设备、热网技术、技术经济学以及能源管理与审计等。这些课程有的侧重技术层面，有的侧重能源管理与技术经济分析层面。除了节能与能源管理专业方向的选修课程之外，学生还可以从其他专业方向中选修一些课程，例如热能工程测量技术、可再生能源发电技术等。

2.教学内容契合复合型应用人才培养

节能人才不仅要掌握各种通用节能技术，而且也需要懂得一些技术经济分析、工程管理等方面的知识，是技术和管理结合的复合型人才。[6]因此，专业选修课程的教学内容应该根据节能与能源管理人才的知识和技能要求来设计。例如，“节能技术概论”课程的主要内容包括热电联产节能技术、锅炉和加热器节能技术、热管及热管换热器节能技术、热泵节能技术、余热回收节能技术、电力行业节能措施与案例等。“热网技术”课程的主要内容包括集中供热系统、热负荷及管网水力计算、供热管道敷设、热源配置等。“能源管理与审计”课程的主要内容包括能源政策、能源工程管理、合同能源管理、企业能源审计、企业能源平衡等。

3.在实践环节中提高学生的应用能力和创新能力

实践环节中除了一般的认知实习和专业实习外，还包括课程实验、专业方向课程设计以及毕业设计等。这些环节主要是培养学生应用课程所学知识的能力。结合课堂教学内容，增加了常用节能技术的实验。例如，在“泵与风机”课程中增设了泵与风机的变频调节实验。通过开展这些实验加深学生对变频技术的原理、方法和效果的认识。专业方向课程设计是一个新增的、有特色的实践环节，训练学生综合应用专业选修课的相关知识，并不局限于特定的选修课程。尝试将一家医院的供能系统作为课程设计的对象，要求学生结合参考资料对医院的用能及供能系统进行设计。提供给学生的资料包括工程扩初说明、各类冷热电设备性能参数表、非电空调选型设计手册等。

通过与学校基本建设工程、科研实验平台相结合，建成了一些学生实践基地。由于在项目设计阶段就提前介入，这些基本建设工程和科研平台在建设中充分考虑了学生实践能力培养的功能需求。已经建成的实践基地有：节能生态艺术厅、大学生活动中心节能建筑示范基地、多类型能源的分布式能源实验系统、校园能耗监管平台等。节能生态艺术厅可以开展的实验有中央空调性能测试、室内温度场测试、太阳能热水器性能测试等。大学生活动中心节能建筑示范基地可进行太阳能光伏发电实验、风光发电互补实验和建筑能耗按户计量实验等。分布式能源实验系统可提供燃气轮机性能试验、内燃机性能试验、气水换热器性能试验等。而校园能耗监管平台则能够提供全校每幢建筑的用水、用电数据，这些数据是学生开展能耗分析和节能诊断的生动素材。

4.人才培养情况

节能与能源管理专业方向于2008年开始按方向招生，招生规模为1个班。2012年首届学生毕业，学生就业情况优良。学生的就业单位除了传统的电力行业发电企业、设计院、电厂建设企业以外，也有节能服务公司等。节能与能源管理专业方向的设立为这些学生提供了必要的基础知识和技能，有利于他们进入单位后尽快适应工作岗位。

开设的选修课程得到了热能与动力工程其他专业方向学生的欢迎。“节能技术概论”、“能源管理与审计”、“热网技术”等选修课程每个教学班的人数都接近80人，其中节能与能源管理专业方向的学生只占一半。对于热能与动力工程专业的学生，这些课程有利于拓展学生的知识面。

学生的节能意识增强了，对节能工作的兴趣提高了。学生积极参与节能减排方面的科创项目，这些学生既有来自热动专业又有来自机械专业、管理专业等。管理专业的学生与热动专业的学生联合组队，参加了第五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛等活动，并获得较好成绩。这些科创活动一方面提高了学生的应用能力和创新能力，另一方面也有利于激发学生的学习兴趣。

三、结束语

上海电力学院根据国家能源发展战略需求和社会对人才的需求对高校培养节能与能源管理人才进行了探索。在热能与动力工程专业上设立了节能与能源管理专业方向，制定了专业方向培养方案，开设了兼顾技术和管理层面的专业选修课程，依托校园基本建设和科研项目建立了校内实践基地。所开设的课程得到了学生的欢迎，加强了学生的节能意识，拓展了学生的就业面，为热动专业毕业生从事节能与能源管理工作提供了基础。

由于节能的领域多，范围广，涉及学科多，因此节能人才的培养中存在不少困难。企业所需的节能人才最好是多面手，既懂“热”，又懂“电”，还懂能源管理。但是，作为一个本科专业，需要有一个相对完整的知识体系。另外，各个行业有不同的生产流程，培养一个通用的节能人才也是不现实的。因此，如何适应社会需求、进一步加强节能人才的培养是一个需要不断探索和持续关注的问题。高校是培养人才的主要基地，相关专业可以和企业紧密结合，结合专业的学科背景和依托行业的特点进一步探索节能专业人才的培养模式和途径。

参考文献：

[1]吴志功，王伟，郭炜煜.大力发展能源教育建设低碳社会[J].北京教育：高教版，2010，（7）：10-13.

[2]刘显法.节能降耗的人才保障[J].中国人才，2007，（2）：27-28.

[3]左远志，杨晓西.大学开展能源教育的新视角[J].东莞理工学院学报，2012，（1）：100-103.

[4]桑丽霞，王景甫.对我国大学开展能源教育的思考[J].北京工业大学学报（社会科学版），2009，（6）：72-74.

[5]尹健.节能服务产业人才培养问题与对策[J].中国校外教育，

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关键词：风力发电；太阳能发电；人才需求；风能与动力工程；新能源科学与工程

作者简介：陈建林（1975-），男，湖南浏阳人，长沙理工大学能源与动力工程学院，副教授；陈荐（1967-），男，湖南衡阳人，长沙理工大学能源与动力工程学院，教授。（湖南 长沙 410114）

基金项目：本文系长沙理工大学教研教改项目（项目编号：JG1236）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）22-0020-03

风电和太阳能发电是我国战略性新兴产业之一，发展风能与太阳能也是我国实现传统化石能源为主过渡为可再生能源和清洁能源为主的必然之举。近年来，我国风电与太阳能发电迅猛发展，对新能源产业人才提出迫切需求。自2006年以来，我国相继有华北电力大学、河海大学、长沙理工大学等多所高等院校开办“风能与动力工程”本科专业；按照2010年《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，自2011年开始，我国部分高等院校又设置“新能源科学与工程”、“新能源材料与器件”等新能源产业相关的本科专业；2013年，根据教育部要求，“风能与动力工程”专业将统一更名为“新能源科学与工程”专业。面对新能源产业发展需求和我国新能源产业人才培养现状，本文对“风能与动力工程”专业过渡为“新能源科学与工程”专业的人才培养模式进行探索与实践。

一、我国风电产业发展现状

1.总体装机情况

自2007年，我国风电装机容量呈高速增长趋势。如表1所示为2001～2012年我国新增及累计风电装机容量（数据来源：CWEA）。2010年，我国（不包括台湾地区）新增风电装机1893万千瓦，累计风电装机容量4473万千瓦，超过美国跃居世界第一位。至2012年底，全国新增安装风电机组7872台，装机容量1296万千瓦；累计安装风电机组53764台，装机容量达到7532万千瓦；风电并网总量达到6083万千瓦，发电量达到1004亿千瓦时，风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。

图1 2001～2012年中国新增及累计风电装机容量

至2012年上半年，我国规划建设的百万千瓦级、千万千瓦级风电基地包括甘肃酒泉基地（首期380万千瓦）、蒙东基地通辽开鲁基地（150万千瓦）、蒙西达茂巴音基地（160万千瓦）、河北承德基地（100万千瓦）、新疆哈密基地（1080万千瓦）的建设项目已部分或全部完成。此外，全国还有6个百万千瓦级风电基地正在组织开展建设前期工作，分别为宁夏贺兰山基地（450万k千瓦）、甘肃武威民勤红沙岗基地（100万千瓦）、吉林四平大黑山基地（170万千瓦）、锡林郭勒基地（300万千瓦）、兴安盟桃合木基地（200万千瓦）、呼伦贝尔基地（250万千瓦）等。

至2012年底，全国累计核准风电项目1651个，累计核准容量9040万千瓦（含国家核准计划外项目517万千瓦），其中累计核准容量2084万千瓦，居全国之首。2012年上半年全国风电累计吊装容量6190万千瓦，累计并网容量5572千瓦，在建容量3468万千瓦，并网容量占核准容量的62%。其中内蒙古风电并网容量突破1500千瓦，领跑全国，河北、甘肃、山东、黑龙江、江苏、新疆、山西、广东、福建等省区并网容量也均超过100万千瓦。

2.风力发电投资企业情况

2012年上半年，国电集团新增并网容量190万千瓦，累计并网容量1172万千瓦，继续保持全国风电并网容量首位；华能集团新增并网容量100万千瓦，累计并网容量759万千瓦，居第二；大唐集团新增并网容量101万千瓦，累计并网容量675万千瓦，居第三。五大发电集团累计并网容量3170万千瓦，约占全国并网容量的57%。2012年上半年全国投资企业基本保持稳定发展状态，同比2011年上半年并网容量降低了约16%。表1所示为2012年上半年主要投资企业并网容量统计情况。

3.风电机组制造商情况

大规模风电基地建设，为我国风电机组制造商开拓了广阔的市场。2012 年中国风电新增装机容量排名前二十的企业几乎占据了国内98%的市场份额，其中金风新增风电装机容量最多，达到2521.5兆瓦，占据19.5%的市场份额。2012 年，我国风电新增装机容量排名前三的企业分别为金风、联合动力和华锐。2012年中国风电新增与累计装机排名前二十的机组制造商分别如表2与表3所示。

另外，我国海上风电也取得较大进展。截至2012年底，中国已建成的海上风电项目共计389.6兆瓦，是除英国、丹麦以外海上风电装机最多的国家。我国海上风电开发提供风电机组的制造商中，华锐、金风、Siemens 所占份额较大，机型主要以2MW以上的风电机组为主。

二、我国风电人才需求及培养现状

风电产业的高速增长也带来了风电人才的短缺。我国的风电人才需求主要为三个方向：一是风电开发企业，如国电、华能、大唐、国华、华电、中电投、中广核、华润等下属的风电场，主要从事风电场运行与维护方面的工作；二是风电机组制造商，如华锐风电、金风、广东明阳、国电联合动力、湘电风能、Vestas、上海电气、东汽、Gamesa、GE等，这类企业一般需要高端的风电研发人才；三是风电规划设计或建设单位，主要从事风电场的规划、设计和施工等方面的工作。

目前，我国风电人才培养大体上形成了三个层次的格局：第一梯队是博士、硕士研究生培养，主要由国内各高校及研究机构借助风电领域的课题研究培养和造就一批具有较高学术水平、创新能力的风电领域高层次人才。第二梯队是本科生培养。据统计，自华北电力大学2006年创办我国第一个风能与动力工程本专业以来，包括长沙理工大学、河北工业大学、内蒙古工业大学等，全国已开设风能与动力工程本科专业学校有16所（2013年起，“风能与动力工程”专业更名为“新能源科学与工程”专业）。第三梯队是高职生。高职院校主要培养从事风电机组制造、风电场运行与维护的一线技能型人才。

从长沙理工大学（以下简称“我校”）首届风能与动力工程专业毕业生就业考研与出国情况来看，毕业生出现不同层次的走向。截至2013年3月20日，风能与动力工程专业2009级毕业生63人，已签约49人，就业走向主要为中国大唐集团、国电集团、华能集团、电力投资集团、华润集团等发电企业的下属新能源公司，少部分为风电机组制造商和电力建设单位；读研7人，分别被华北电力大学、中南大学、湖南大学等大学预录取；出国深造2人，分别为丹麦科技大学和德国汉诺威大学预录取。从目前人才需求角度来看，由于近几年风电项目的迅速扩张，风电行业对风电场运行与维护的技能型人才有较旺盛的需求。

在风电大规模发展的同时，近几年我国太阳能发电也迅速扩张。截至2012年底我国累计光伏装机容量达到7.5GWp，预计2013年将新增光伏装机容量为10GWp，计划2015年新增光伏装机容量为40～50GWp，2020年新增80～100GWp。风电和太阳能发电作为新能源中两支主力军，出现并驾齐驱的局面，产业发展必然对专业人才提出迫切需求。2013年，教育部统一将“风能与动力工程”专业更名为“新能源科学与工程”专业。本专业也将面向更宽广意义的新能源产业需求，对专业培养方案进行调整。

三、新能源科学与工程专业人才培养模式的探索与实践

本科教育既是培养工程技术人才的中坚力量，又承担着为行业高端人才培养打基础的重要任务。本科生的优势在于理论基础、思维方法和发展潜力，但缺乏的是技术细节方面的训练。因此应始终以培养学生“基础理论扎实、工程实践能力与创新能力强为目标。从新能源产业自身发展角度来说，需要一批具有宽广知识体系、能够引领新能源技术发展的高水平创新型复合人才出现。新能源科学与工程本科教育应该既注重专业的基础性，又要注重工程实践性。为此，我校能源科学与工程专业人才培养模式在以下几方面进行了探索与实践。

1.以“厚基础、宽口径、强能力、高素质”为原则确立人才培养目标

2009年首届招生以来，本专业依托本校能源电力优势学科，立足新能源国家战略性新兴产业，面向风电产业人才需求，确定了“培养德、智、体、美等全面发展，基础扎实，知识面宽，有较高的综合素质、工程实践能力和创新能力强，具备较强的计算机应用能力和较高外语水平，系统掌握风能与动力工程专业基础理论和基本知识，能胜任风电场的规划、设计、施工、运行与维护，风力发电机组设计与制造，风能资源测量与评估，风力发电项目开发等风能与动力工程专业的技术与管理工作，并能从事其他相关领域的专门技术工作应用型高级工程技术人才”的人才培养目标。2011年，本专业被确定为湖南省省级特色专业。2013年，根据教育部对本科专业整理工作的统一部署，将“风能与动力工程”专业将更名为“新能源科学与工程”专业。本着“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的原则，对专业培养方案做了相应的调整，但仍然保留“风能与动力工程”专业的特色，以风力发电为重点，涵盖太阳能光伏/光热发电等新能源知识体系，培养具有宽厚理论基础和创新精神、实践能力强的应用型高级工程技术人才。

2.注重基础性和实践性相结合设置课程模块与培养环节

根据学校的特色和优势，编制风能与动力工程人才培养计划，共开设必修课35门，开设选修课23门，现已开出课程门数为58门，学生需选修33学分选修课程，选修课在总学分中的占比为19.6%。设置了理论力学、材料力学、风力机空气动力学、机械设计基础、电机学、电路理论、自动控制原理、风力发电原理、光伏发电原理与应用、太阳能热利用原理与应用等主要理论课程和计算机辅助设计、电工电子技术、微机原理与接口技术、风资源测量与评估、风电机组设计与制造、风电机组控制与优化运行、风电场电气工程、海上风力发电等技术类课程；以金工实习、电子工艺实习、机械设计课程设计、风电场电气工程课程设计、风电机组设计与制造课程设计、风电场认识实习、检修拆装实习、仿真实习、运行（毕业）实习、毕业设计（论文）等作为主要实践教学环节。风能与动力工程专业在教学环节的设置上实践教学贯穿全程。共4次集中实习，课程模块与培养环节关系如图2所示。

图2 风能与动力工程专业课程模块与培养环节关系

3.在工程实践中培养创新意识和创新能力

创新型人才是支撑和推动新能源产业发展的主要动力。创新源于实践，在工程实践中培养创新意识和创新能力。长沙理工大学经过多年的探索与实践，构建了培养“具有创新精神的应用型人才”的学生能力结构体系、能力培养的实施方案、实践教学体系以及管理模式，提出了“工程基础训练+工程创新训练+大工程意识训练”的工程教育模式。基于工程教育理念，形成了“三层次、四模块、三结合”的实践教学体系，即实验、实习、设计等主要实践教学环节按基础训练、提高训练、综合训练三个层次进行系统设计；将实践教学内容分为实验、实习、设计、课外实践四个模块；采用课内外、校内外、第一课堂与第二课堂三结合的方式组织实践教学。

新能源科学与工程专业是一个实践性很强的专业，在办学过程中十分重视实践教学，并建立了稳定的校内校外实习实训基地，通过加强实践教学培养学生的创新意识和动手能力。

（1）校内实习基地。建立校内“风电机组运行特性分析实验室”、“风力机变桨控制实验室”、“风力机偏航控制实验室”、“风力机组检修拆装实验室”、“大型风电场运行仿真实验室”、“风力机叶片振动特性实验室”、“风力机设备腐蚀与磨损实验室”、“光伏发电实验室”等专业教学实验室，为专业实验课、认识实习、拆装实习、仿真实习提供良好的条件。

（2）校外实习基地。根据本专业人才培养目标和要求，制定与社会发展需要相适应的人才培养方案，与大唐华银城步南山风电场、华电郴州仰天湖风电场、中电投九江长岭风电场、大唐漳浦六鳌近海风电场、湘电集团有限公司、湖南兴业太阳能有限公司、北京木联能软件技术有限公司等省内外相关企业共建“风能与动力工程”专业，形成学校与企业产、学、研全面合作的长效机制。风电专业骨干教师共18人次先后到内蒙古华电新能源辉腾锡勒风电场、福建大唐漳浦六鳌近海风力发电场、河南南阳方城风电场、新疆电力设计院、大唐甘肃酒泉风电场等风力发电企业进行技术交流和科技服务。风电专业学生在华电郴州仰天湖风电场、宁夏贺兰山风电场与太阳山光伏电站等基地开展了丰富的暑期实践活动。依托专业实验室，学生开展了大量科技创新实践活动，专业教师指导学生开展了国家级（共4项）、校级（4项）“大学生研究性学习与创新性实验项目”的研究工作；参加全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛等各类科技性竞赛活动，获得较佳的成绩。

4.转变技术类或实践类课程的学习过程

本科教育的缺失是职业技能或技术细节方面的训练。理论知识宽广但实践动手能力差是目前本科教育存在的较普遍现象。本科毕业生感觉学了很多东西，又感觉什么也没有学到，学到的都是一些理论或概论性的东西。相反，高职院校的职业技能针对性很强，注重实际动手操作能力的培养，而弱化理论知识体系的教育，相比于本科生，高职生在职业技术方面更容易上手。但如果本科生像高职生那样培养，势必过于狭隘，也违背了大学本科教育的初衷。本科生的优势就在于理论基础、思维方法和发展潜力。因此，本科生的理论基础课程的学习可以沿用传统的书本教学为主，培养思维方法；技术类或实践类课程学习则应放弃那种“先书本，再实践”或“只有书本，没有实践”的教学方式，而应遵循“在实践中学习”的原则。针对不同的专业特点有选择性地开设或加强职业技能型的课程。对于本专业来说，则应加强计算机绘图、电气与控制、模拟仿真、机械设计与制造等模块的技能培养。如此，本科生则不但具有宽广的理论基础，而且具有较强的职业适应能力。

四、结论

风电与太阳能发电作为我国战略性新兴产业，呈现蓬勃生机的发展局面。新能源产业发展为新能源科学与工程专业毕业生提供了广阔的就业空间，同时本专业人才也必将成为推动新能源产业发展的动力。本专业应以“工程实践能力”为核心，夯实理论基础，强化实践能力和创新意识的培养，支撑新能源产业的发展。

参考文献：

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[2]李俊峰，蔡丰波，唐文倩，等.中国风电发展报告2011[M].北京：中国环境科学出版社，2011.

[3]袁剑波，郑健龙.工程实践能力：培养应用型人才的关键[J].高等工程教育研究，2002，（3）.

[4]李录平，张拥华.基于工程意识和能力培养的理工院校实践教学改革与探索[J].黑龙江教育，2010，（4）.

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[7]姜玉立，何伟军.我国风电人才培养现状、问题及对策[J].中国电力教育，2012，（24）.

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关键词：热能动力；热能转换与利用；教学内容

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0139-02

在能源的利用中，绝大部分是通过热能这一形态加以利用的，或由热能转换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，绝大部分也是以余热的形式存在的。对各种余热的回收与利用，也离不开热能转换与利用的知识[1]。自热力学理论确立后，人们虽然从理论上认识到，热力学过程中能量的交换及其利用，应根据热力学第一定律和第二定律对能量的数量和品质两方面进行分析研究。但是，在实际热能工程技术的设计、管理和改进上，主要还是依据热力学第一定律，即能量守恒与转换定律。也就是说，只是单一地从能量的数量角度出发，以焓为基础的热平衡计算分析方法。然而，由于此法未考虑热力学第二定律所表明的能量品质，因为人们生活在地球表面的一定客观环境中，供给人们所需的能量有可以利用的部分（称有用能或“火用”）和受环境限制无法利用的部分（称无用能或“火无”），即相同数量的不同形式的能量所含的“火用”和“火无”的数量是不一定相同的，或者说能量还具有另一方面的问题――品质。因此，在认识所谓能量损失上就产生一定程度的混淆，由此在确定能量损失的分布及采取提高能量利用效率的技术措施时，就难免在热力学上得出错误的结论，达不到预期的效果。为此，近几十年来，国内外有关专家学者在热力学的理论领域内和工程技术的管理上大力提倡把热力学第一定律和第二定律综合起来考虑，并以第二定律为主，即从热力过程不可逆性引起可用能损失变成无用能的角度出发，以用火用为基准的火用分析方法来评价能量利用的科学性和合理性。由于此“火用分析法”中的“火用效率”更能准确地反映各热力设备或整个装置系统技术上或热力学的完善程度，可以从中明确提高能源利用效率的正确目标，并采取相应的措施。所以最近几十年来，前苏联、德、日、法、美等国家已将“火用分析法”广泛应用于能源利用及动力、低温、制冷、热泵、化工、冶金等方面。最近二三十年来，我国也在火用分析的基础理论及其实际应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广泛重视。许多院校的热动专业都增设了“火用分析”的相关课程[2]。

一、“热能转换与利用”课程定位

首先，从学科角度讲，认识到“热能转换与利用”课程的衔接和过渡作用。本课程向上承接“工程热力学”等前期专业基础课程，是对上述基础课程内容的扩展和深化；向下则与后续的“热力发电厂”、“燃气―蒸汽联合循环发电”、“制冷与低温技术”、“能源与节能技术”等专业课程紧密相连，为学生理解掌握相关专业知识奠定基础[3]。热能动力工程专业的学生通过本课程的学习，可掌握热能转换的基本原理，并具备一定的分析研究和解决热能利用中的具体问题的能力，为今后在实际工作中，管好、用好能源，降低企业的能源消耗，提高能源利用率打下基础。热能转换与利用内容丰富、发展迅速、学科交叉性强，涉及热力学、流体力学、传热学等诸多专业课程，是热能动力工程专业的一门重要的技术基础课程。因此开设“热能转换与利用”课程非常必要，对于学生回顾深化所学过的“热力学”等专业基础课程，深入学习掌握后续专业课程，培养锻炼学生利用所学理论知识分析、解决实际问题的能力，都有着非常重要的作用[4]。

二、热能动力工程专业“热能转换与利用”课程设计

本课程要介绍有关热能转换与利用的基本原理、分析方法，以及实际转换设备与系统地特点和设计计算方法。给学生在“工程热力学”的基础上提供“火用分析法”的基本理论、基本知识和基本方法，培养学生分析、解决实际问题的能力，为将来合理地利用能源及从事节能工作打下必要的基础。“热能转换与利用”课程是热能动力工程专业的专业必修课，共48学时。先后介绍了能源概论、能量转换基础、热力系统分析、工业企业中的热能利用、热回收用换热设备。

第1章能量概论，在介绍有关能源的一些基本概念的基础上，认识热能的重要性，了解热能利用现状。热能是人类使用最为广泛的一种能量形式，在一次能源中，热能资源也占了绝大部分。在能源的利用中，绝大部分是通过热能这一形态加以利用的，或由热能转换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，绝大部分也是以余热的形式存在的。

第2章能量转换的基础理论，重点介绍能量的质量分析―火用分析的方法。为了有效地利用热能，正确地指导节能工作的开展，找到能量损失所在，需要结合热力学第一定律和第二定律，从量和质两个方面全面地进行分析。本章就是要运用工程热力学理论，介绍分析能量转换过程的方法，着重介绍火用分析的方法，详细叙述了不同条件下的火用、火用损失的计算方法及其影响因素，并介绍实际热工设备的火用平衡、火用效率的分析方法。

第3章热力系统分析，是用火用分析方法具体分析热力循环和热力系统，弄清影响热力系统效率的因素和提高效率的途径。重点分析动力循环、热电联产系统和热泵系统，分析各个转换过程及系统的火用损失大小，找到减少火用损失的主攻方向，提出改进整个热力系统，提高火用效率的主要途径。

第4章工业企业中的热能利用，介绍企业中的余热资源及其利用方法，分析企业的能源平衡、能耗指标以及余热资源情况。介绍各种不同的余热资源的回收方法、回收系统对节能效果的影响。提高企业的能源利用效率，挖掘节能潜力，对企业能源系统进行分析，通过能量平衡确定其有效利用部分和各项损失的大小，寻求减少损失及有效回收利用余能的途径。

第5章热回收用换热设备，介绍余热回收用的各种换热器的工作原理、结构特点、设计计算方法、使用场合等内容，为今后进行余热回收时，能正确选择和设计计算换热器，并为研究开发高效新型换热器打下一定的基础。同时介绍热管换热器、流化床换热器等新型换热器和换热器的发展趋势及优化设计。

课程内容分为理论与实践两部分，第一章、第二章运用热力学基本理论阐述“火用”及“火用分析法”的基本概念、火用和火用损失的计算及火用分析的基本方法，即为火用和火用分析的基础理论部分。第三～五章以工程实例说明火用分析法的具体应用，分别对蒸汽动力装置、气体动力装置及制冷、热泵装置进行具体火用分析。并结合工业企业中的热能利用介绍了余热回收方法与换热设备。对于本校的“热能与动力工程专业”来说，本专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论，学习各种能量转换及有效利用的理论和技术，训练进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。专业培养方案设置了电厂热能与动力工程、工业炉窑工程、制冷及低温工程、供热工程等方向的专业课程。从专业培养方案的设置可以看出“热能转换与利用”是热动专业的基础课程，热能转换与利用的热力学基础理论是热动专业的理论基础，热能转换与利用的热力系统分析则是热动专业的核心内容，包括蒸汽动力循环的系统分析、燃气―蒸汽联合循环系统分析、热电联产系统分析、中低温余热动力回收的热力系统分析、热泵系统分析等，是热动专业的主要专业课程及核心课程。热能转换与利用课程的学习为后续的专业课程奠定了坚实的基础，也为热动专业的学习奠定了深厚的基础。因此，我们提出将热力系统分析作为教学的主要侧重内容，热能动力工程专业的学生通过本课程的学习，可掌握热能转换的基本原理，并具备一定的分析研究和解决热能利用中的具体问题的能力，为今后在实际工作中，管好、用好能源，降低企业的能源消耗，提高能源利用率打下基础。

三、结论

“热能转换与利用”课程在热能与动力工程专业学生的学习过程中，起着承上启下的衔接作用，课程内容非常重要。由于热能转换与利用发展迅速，内容丰富，本文以我校开设“热能转换与利用”课程的实践为例，从“热能转换与利用”课程的定位、“热能转换与利用”课程教学内容的编排两个方面进行了详细的介绍。提出将热力系统分析作为教学的主要侧重内容，以培养学生分析、解决实际问题的能力，为将来合理地利用能源及从事节能工作打下必要的基础。我校“热能转换与利用”课程的内容和教学体系设计总体上思路清晰、内容充实、层次分明，很好地完成了“热能转换与利用”课程的既定目标和要求。

参考文献：

[1]汤学忠，热能转换与利用[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[2]吴存真，张诗针，孙志坚.热力过程火用分析基础[M].杭州：浙江大学出版社，2000.

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关键词：热能与动力；锅炉，应用

社会经济的快速发展，电网建设也不断发展。热电厂作为重要的供电方在生产电能方面有非常重要。电厂在发电过程中也会产生很多其它的能量，这些能量无法利用的话就造成了能源的浪费，尤其是作为量比较大的热能和动力能源来说更需要我们加强研究，促使这些能源能够转化为我们所需要的电能，进而提高电厂的发电效率，达到节能的目的。

一、运用热能与动力工程的重要意义

目前我国电厂运行现状来看，合理的运用热能和动力工程意重大，其必要性主要表现在两个方面；

（1）在电厂中有效运用热能和动力工程是我国当前发展现状的要求。目前我国发展过程中面临的最大问题就是能源问题，能源的短缺现象在当前我国发展过程中日益突出。当前我国才会如此重视对于能源的节约利用，尽可能的在各个行业中提高能源的利用率，而对于电厂来说，在电厂发电过程中合理的运用热能和动力工程就能够在较大程度上提高电厂的发电效率，也就是达到了节能的目的，符合国家总体发展方针的要求。

（2）在电厂中有效运用热能和动力工程同样是电厂自身发展的基本要求。随着当前我国电力能源使用量的增加，电厂的数量也正在与日俱增，并且随着我国市场化进程的加快，电厂也逐渐融入到了市场环境中，这就无形中增加了电厂的压力，为了更好的应对这种越来越大的竞争压力，电厂必须采取恰当的措施来提高自身的生产效率，进而才能增强自身的核心竞争力。

二、降低热能损耗的措施

（1）采取合理的调配选择方案

由于外界负荷的变化导致并网运行机组在遇到不断变动的电网频率时，会依据自身的差异动态特性自动启动增减负荷，维持电网周波这个过程被称作一次调频。一次调频负荷的增量，由负荷功率随频率的下降而自动减少和调速器作用使发电机有功出力增加两个方面共同调节来平衡。一次调频是有差调节，只能将频率控制在一定范围内。一次调频的主要特点就是频率的调速非常快，然而发电机组调频形式，一种为自动调频方式，另外一种为手动调频方式。在热电厂运行中对提高其自身的运行效率与水平方面来说选择怡当的调频方式十分有必要且相当重要。因此，恰当调配方式的选择要立足于正确认识并掌握并网运行机组，以防因选择了错误的调配方式而导致热能与动力工程在热电厂中的运用效率的低下。

（2）节流调节

节流调节本身的作用就是为了提高生产效率，促进能量有效转化的措施。如果汽轮机中没有相应的调解级，对于较大型的锅炉机组而言并不会发生很大的损失，但是对于容积较小的机组，节流调节就显得尤为重要。

对于较小的汽轮机组而言，机组包含的级数越多，机组的数值就会出现越小的情况，同时在临界压力方面数值也会是非常小的。为了更好的保证电厂的生产，在工作级组方面级数不应该小于三到四级，同时在一种工况下，通过各级级组的流量要相同，在不同的工况下，各级的通流面积要保持不变。

（3）湿气损失

湿汽损失也是电厂热能及动力工程中经常面临的问题之一，产生这样问题的主要原因有以下几种：其一，湿蒸汽在锅炉机组中发生膨胀的过程之中，难免会产生凝结现象，这部分蒸汽就无法做功，导致能力的损失；其二，水珠与气流的速度存在差别，当水珠速度小于气流速度时，水珠便会影响气流的流速，消耗其动能，从而造成能量的损失；其三，水珠应为撞击喷管背弧而扰乱主流造成的损失，撞击动叶背弧阻碍动叶旋转而消耗叶轮有用功。

为了尽量降低湿气损失，在实际的工作之中我们要在气流中间增设热循环装置，这样可以让湿气中的水珠重新气化，变成相应的气流。也可以在设备之中增设相应的除湿装置，尽量降低气流中的湿气，这也是降低湿气损失的重要方式。

（4）锅炉排烟损失问题

锅炉是火力电厂发电的核心装置，锅炉在不断的运行与工作的过程之中，极易受到排烟温度的影响。一般而言，我们会对排烟温度进行科学的设置，只要排烟温度保持在相应的设置范围之内，锅炉机组不会出现问题，但是如果排烟温度大于我们预先设置的排烟温度，那么就会造成锅炉排烟损失增加，降低锅炉的工作效率，影响电厂整体的经营效益。

一般而言，影响排烟温度的因素主要有燃料、风温与风速三个方面，因此为了解决锅炉排烟损失应该从这三个方面进行考虑。首先，我们应该注重燃料的选择，尽量选择杂质较少的燃料，控制燃料中的灰分、水分以及挥发分，只有这样才能从根本上提高燃料的燃烧效率，有效降低排烟温度，从而控制排烟损失；其次，要注重风速的调整，在实际的发电过程之中应该尽量的控制风速大小适宜且稳定，只有这样才能保证燃料的充分燃烧的同时减少锅炉排烟损失；最后，在锅炉机组工作的过程之中应该科学的控制风温，风温对于燃烧的效率与质量有着直接的联系，只有注重风温的控制才能保证锅炉的工作效率，减少锅炉排烟损失。

三、热能与动力工程发展的方向

在热能动力工程的发展方向中，热能动力及控制工程方向尤为重要。在此工程里便涉及到热能与动力测试技术以及锅炉原理等知识的运用。目前，随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展，电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求，锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故，严重危害设备、人身安全，也给电厂造成巨大的经济损失。此外，风机一直是电站的耗电大户，电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机，降低其耗电率是节能的一项重要措施。

另一面，热能与动力工程专业将重点围绕国家能源战略，以“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”为主线，培养能适应国家能源领域（尤其是电力行业）快速发展要求的高级研究应用型人才。

4结束语

综上所诉，热电厂在改革的过程中，应该将重点放在热力设备和热力系统的节能减排改造上。在本文中笔者只是粗略的列举了几种节能减排措施，真正行之有效的具体节能措施还有很多。就目前情况来看，要想不断的推进我国电力企业的进步与发展，就应该针对热电厂的节能上进行深刻的分析与探讨，只有这样才能更好的促进问题的解决，为我国电力行业的发展提供相应的保障。与此同时，对电厂热能及动力工程存在的问题进行研究对于提高燃料能量利用率，促进燃料的高效燃烧，从而实现节能减排的社会目标。

参考文献

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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：

[1]钱进，龚德鸿，冯胜强.热能与动力工程专业实验教学改革研究[J].中国电力教育，2008，（18）：152-154.

[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.

篇8

[关键词]毕业设计（论文）；本科教学改革；本硕科研协作；教学质量

在日益竞争的高等教下，高校的教育要想在竞争中脱颖而出，必须增强学生对社会的适应性，不但要有丰富的理论知识还要有较强的实践与动手能力。毕业设计是实现专业人才培养目标的综合性实践教学环节，对于我校能源与动力工程专业的学生来说，毕业设计还是学生从事电力相关行业设计、运行、管理和科学研究最初尝试。毕业设计的学习环节，能够帮助学生增强理论知识还能进一步了解行业标准、应用专业知识和专业软件，认识行业市场，最终提高其专业素养。通过方式和方法上的创新和尝试，正确引导学生在毕业设计中发挥想象力和创造力，使毕业设计成为学生深造和就业过程中提升能力的良好平台，也是增强学生社会工作实践的重要教育环节。

一、学生在毕业设计中存在问题

首先，由于学生选题环节具有盲目性。毕业设计题目的选择关系到毕业设计的质量与价值。选题需要学生在大量查阅本专业相关文献基础上，结合毕业去向选题，才能使毕业设计这一教学环节达到最好的教学效果。而学校往往在公布各位指导教师的毕业设计题目后，要求学生在较短时间内选择自己的题目，对于从未从事科研工作的本科毕业生，了解毕业题目涉及的内容具有一定困难，因此在选题方面使学生产生一定的盲目性。其次，毕业设计时间短，学生学习能力参差不齐，指导教师对学生“一对多”式的指导与监督难以在短期内照顾到每位学生的学习。[1]工科本科毕业设计，包括调查研究、检索中外文献资料、试验方案设计与试验研究、试验数据处理、论文的撰写、绘图等工作。对于刚刚尝试科学研究的本科生，毕业设计的每个环节都需要指导教师逐一把关，详细指导。由于时间短师资力量的匮乏，使毕业生还没来得及了解选题就开始盲目实验或计算；研究结果未经过多思考就要开始撰写论文，使学生在整个毕业设计过程中处于被动状态，难以发挥主观能动性，毕业论文水平差强人意。最后，毕业设计过程中缺少团队的配合精神。培养团队精神是当前高校教育所面临的巨大挑战和必要解决的问题。目前的毕业设计撰写过程中反映了我国传统教育方式中缺乏团队合作训练的这种弊端。在根据老师布置的论文题目，独立的搜索、整理、分析材料，整个过程缺乏相应的配合与协调，使学生的个人能力增强，团队合作能力有所下降。[2，3]

二、教改分析与实施计划

随着每年毕业生考研数量的增加，我院每年升入高等学府继续深造的毕业生比例增加。在研究生教学的过程中，发现新生入学后学习效率普遍较低，专业知识不扎实，不能尽快了解导师的研究课题。为了夯实研究生入学后的专业基础，提高其科研能力，有必要使一部分研究生参与本科生毕业设计，在辅助指导毕业设计导师完成本科毕业指导的过程中，做到温故知新，为深入本专业科研领域奠定理论基础和实践能力。鉴于以上分析，本教改研究小组提出基于“本—硕科研协作”的能源与动力工程专业毕业设计模式研究。第一，在不同的设计阶段，根据指导教师的专长，为学生精心讲解毕业设计的基本知识。针对不同阶段的重点及难点内容，组织研究生与本科生讨论，要求学生做有准备的发言，并建立研究生与本科生的“一对一”学习模式，提高本科毕业设计的水平；并对指导教师—研究生—本科生共同的教师和学生进行奖励，提高学生毕业设计的能动性。第二，“本—硕科研协作”的毕业设计指导体制可以淡化本科生与研究生的概念界限，充分鼓励学生毕业设计的能动性，让研究生参与设计过程，更深入的了解其导师的研究方向充分发挥指导教师的专长，并增强了本科生与研究生之间的团队合作能力。第三，本科生的毕业设计题目在兼顾指导教师科研课题和毕业生市场需求和岗位技能的前提下，建立本科生与研究生的互动，及时吸取研究生学习的经验，拓展视野。第四，“本—硕科研协作”的毕业设计指导体制可以减少本科学生选题的盲目性。根据固有的毕业设计模式下，这一指导体制缩短了本科学生在了解题目内在内容必要时间，并有足够的时间查阅资料，检索文献，试验方案设计与试验研究、试验数据处理、论文的撰写、绘图等工作。避免了毕业生还没来得及了解选题就开始盲目实验、计算或者未经过多思考就要开始撰写论文；不会导致学生在整个毕业设计过程中处于被动状态。

三、教学改革探索初步成果

篇9

关键词：过程装备控制工程；过程原理与设备；教学内容

作者简介：苏文献（1967-），男，山东栖霞人，上海理工大学能源与动力工程学院，副教授；孙丽（1982-），女，山东海阳人，上海理工大学能源与动力工程学院，讲师。（上海 200093）

基金项目：本文系上海市教委重点课程建设项目（项目编号：1K12301002）、上海理工大学核心课程建设项目（项目编号：5811301003）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0120-02

过程装备与控制工程专业的前身是化工设备与机械专业（简称“化机”），1998年根据发展需要，教育部对普通高等学校大学本科专业目录进行了调整，将化工设备与机械（本科）专业更名为过程装备与控制工程专业。该专业主要研究石油、化工、炼油、轻工、核能与电力、冶金、环境、食品及制药等过程工业中处理流体和类流体必需的装备、技术与控制等。属于融机械、化工和控制等多工程学科领域于一体的复合交叉型学科。

过程装备与控制工程本科专业相对应的研究生教育的学科名称为化工过程机械，属于动力工程及工程热物理一级学科下的二级学科。

动力工程及工程热物理学科主要研究能量以热和功及其他相关的形式在转化、传递过程中的基本规律，以及按此规律有效地实现这些过程的装备及系统所涉及的应用科学及应用基础科学；主要应用于工农业、国防领域，与人类生活、生产密切相关；同时又几乎与所有的科学技术领域密切有关，可以推动人类更好地利用能源与现代动力技术的发展。

上海理工大学（以下简称“我校”）过程装备与控制工程专业依托于我校动力工程与工程热物理一级学科，该学科具有博士后流动站，并在1997年第一批被批准为我国具有一级学科博士学位授予权单位；所属二级学科化工机械方向在70年代就已具有培养硕士和博士的能力。

在这样的背景下，我校能源与动力工程学院不断修改和丰富本科生培养计划和培养方案，开设了“过程原理与设备”课程，作为过程装备与控制工程专业的专业基础课程。经过多年的教学改革和不断探索，在教学方法、授课内容设计和提高学生创新能力方面取得了一定成果。

一、专业概况和课程定位

化工设备与机械专业更名为“过程装备与控制工程”专业后，其内涵和外延都有了根本变化。更名后的专业，从单纯的机械学科转向机械与控制交叉学科。虽然它自己仍然属于机械大学科，但它和通用机械有区别，与原来的行业范围局限于化工不同，新行业可以广泛服务于机械、电子、化工等相关过程工业；同时，新行业的发展也和机械电子、控制工程、化工机械、动力机械等密切相关。过程工业，通常来说，是利用化学和物理方法改变物料物化性能，用以生产新产品的加工工业，广泛应用于工农业等众多相关行业部门。过程装备与控制工程专业主要涉及的对象是与流程有关的物料，从原材料到成品或者半成品过程中需要经过一系列化学或者物理变化。因此，整个过程需要有数量不同、功能各异的单元操作并联或者串联组成，而每一个单元操作均需要一个能够实现特定功能的设备或者机器来完成。每个单元操作对应的设备称为单元设备，而这些单元设备需要用一系列的部件如阀门、管道、三通等连在一起构成过程装备。在过程工业中，通常需要确保各个单元设备以及整个装备能够安全稳定地运行，因此需要对各个流程中的物料的各种相关参数进行严格控制，如压力、速率、温度、浓度等。

过程装备与控制工程专业是以过程装备的设计、制造、运行、维护、管理为主体，过程工业原理与装备控制技术应用为两翼的多学科交叉型专业。通过系统学习，学生将具有较强的机械基础、过程装备、力学基础、控制工程、计算机应用等基础理论知识，具有较好的工程技术基本素质和综合解决工程问题的能力。其培养目标是具备过程装备设计制造及其控制理论，并具备研究开发、设计制造、运行控制、维护管理等综合能力的高级科学研究和技术人才。

我校以科研教学型为办学定位。“过程原理与设备”课程是过程装备与控制工程专业技术基础课程之一，是过程装备与控制工程专业的核心课程，也是上海市教委重点建设课程。该课程既讲原理又讲设备，涉及知识全面；由理论到应用，教学逻辑明确。对激发学生的创新思维，提高学生的应用能力有很大帮助。同时作为专业基础课程，其教学质量的好坏也直接影响其他专业课程的教学工作。因此，做好“过程原理与设备”课程建设对提高本科教学质量，促进学生全面发展具有一定积极作用。

二、授课内容设计

过程工业，一般来说，都与热量传递、能量传递及质量传递有关。过程工业中涉及的所有的机器（动设备）和（静）设备，均属于过程装备。过程装备可以分为以下几大类：

1.流体动力过程及设备

满足流体力学等相关规律的过程及设备。如液体的输送与气体的增压，气液非均相混合物的分离、液体的搅拌等。所用的设备有泵、鼓风机、离心机、压气机、管道、沉降室等。

2.传热过程及设备

满足热量传递等相关规律的过程及设备。如冷却、蒸发等。所用的设备有冷凝器、蒸发器、锅炉等。

3.传质过程及设备

满足质量传递等相关规律的过程及设备。如干燥、分馏、吸附、吸收、结晶等。所用的设备有：干燥器、萃取塔、结晶器等。

4.机械过程及设备

满足固体力学等相关规律的过程及设备。如固体的粉碎、筛分、输送、给料等。常见的设备有粉碎机、振动筛、输送设备、给料器等。

5.化学过程及设备

满足化学反应等相关规律的过程及设备。如还原、氧化、加氢、水解、加聚等。常见的设备有搅拌反应器、固定床反应器以及流化床反应器等。

“工程热力学”、“工程流体力学”、“传热学”为我校过程装备与控制工程专业在能源与动力工程学院的三大基础课程。“过程原理与设备”是过程装备与控制工程专业的主修课程，其授课内容大体与化工原理相近。由于传热、传动量两部分内容已由其他老师在“传热学”、“过程流体机械”中主讲，故在本课程中授课内容以传质为主，传热、传动量为辅。课程讲述质量传递原理、换热、蒸发传热单元操作及吸收、精馏、萃取、吸附、结晶、膜分离等传质单元操作；热量、质量同时传递过程的特点及增减湿和干燥操作。具体内容包括：

分离过程与传递现象，介绍混合物组成，基本操作方法和常用设备，传质分离的动力学方程；吸收基本原理，气液相平衡、传质机理与传质速率、低浓度气体的吸收与计算，高浓度气体吸收、多组分吸收、化学吸收和解吸，吸收塔的结构和设计；蒸馏基本原理，双组分溶液的气液相平衡、简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏及其双组分连续精馏的计算和分析，间歇精馏和特殊精馏、多组分精馏，蒸馏塔的结构和设计；气液传质设备的工艺设计；液液平衡关系、部分互溶物系的萃取计算、完全不互溶物系的萃取计算及溶剂的选择，其他萃取方法及萃取设备；湿空气的性质及湿度图、干燥过程的物料衡算和热量衡算、干燥速率和干燥时间，干燥器的类型、性能、结构；蒸发原理、设备及计算热量传递基础，单效蒸发和真空蒸发的概念和计算，单效蒸发和提高加热蒸汽经济性的其他措施及其蒸发设备；颗粒与颗粒层的特性、流体与颗粒间的相对运动及其流体通过颗粒床层的流动、重力沉降和过滤计算，了解气体净化的其他广泛应用和设备；膜分离传质单元操作的基本原理。

目前我校过程装备与控制工程专业所用教材是陈敏恒等编著的《化工原理》（上、下）第三版（化学工业出版社）。所用参考教材有：蒋维钧等编著的《化工原理》（上、下）（清华大学出版社），何洪潮等编著的《化工原理》（科学出版社），张斌编著的《过程原理与设备》（东北大学出版社）等。

在多年的教学过程中，我校能源与动力工程学院不断探索教学内容和方法。在总学时数受限定的情况下，结合实际情况，合理设置教学内容，既压缩了课时，又避免了该课程与学院基础课程内容上的重复；在与其他课程的配置上，将该课程与“专业实验”课程的进度合理搭配，用实验设备模拟真实设备，边学边练，激发学生学习兴趣，增强学生动手实践能力；在改革教学内容和方法的同时，还注意将现代化教学手段引入课堂，利用计算机教学软件进行辅助教学，取得了良好的教学效果。

三、结论

“过程原理与设备”课程是过程装备与控制工程专业重要的专业基础课程之一，其内容涵盖广、实践应用性强。经过多年的教学改革和探索，我校走出了一条内容设计合理、教学方法多样、注重实践和创新的特色之路。过程装备与控制工程专业学生连续多年的高就业率和来自企业的积极反馈，体现了我校“过程原理与设备”教学的良好效果。

参考文献：

[1]陈敏恒，丛德滋，方图南，等.化工原理（上、下）[M].第三版.北京：化学工业出版社，2012.

[2]蒋维钧，戴猷元，顾惠君.化工原理（上、下）[M].第三版.北京：清华大学出版社，2009.

篇10

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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[2]李云春，李敬民，韩利红，等.基于“卓越计划”的工程造价专业实践教学体系构建[J].中国教育学刊，2015，（S1）：49-50.

[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.