能源与动力工程教育范文
时间:2023-10-30 17:57:10
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篇1
一、引言
《能源与动力工程实验》作为能源与动力工程专业学生的实验参考用书,其既与本专业的基础理论紧密相关,又是一本独立的实验教材,其是本专业学生实验和工程实践能力培养的基础,在本专业的教学过程中占有重要的地位。
目前,能源与动力工程实验教材使用非常广泛。全国有上百所学校开设了能源与动力工程实验课程,每年有几万名大学生及相关工程技术人员都使用能源与动力工程实验教材,大部分学校只有临时内部讲义,并未有正式出版发行的教材,能源与动力工程实验教材的出版发行将受到很多高校及企业的青睐。武汉科技大学能源与动力工程专业自成立以来,三个班级共一百余名学生一直在使用本校教师编写的内部讲义,他们亦急需正式出版的教材。同时,此教材将涵盖冶金工程、材料学、矿物加工专业开设的冶金传输原理、热工基础、冶金炉原理等课程相对应的实验课。此教材的编写出版既能解决本校师生的燃眉之急,又能在其他高校及企业发挥重要作用。
目前,国内能源与动力工程专业的实验教材比较单一分散,如流体力学实验、传热学实验等,没有全面综合的实验教材。本教材涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程,以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容,同时增加了编者科研团队的科研成果。其主要目的是通过完成对一些理论的验证,增强学生的动手能力,让学生学会对实验数据的处理方法,巩固理论课程知识,培养学生辩证思维能力和逻辑推理能力,为今后其他专业课程的学习打好基础,也为毕业生今后从事与能源动力有关的工作提供一定的基础知识。
二、教材编写
1.工作基础
本教材的依托单位是武汉科技大学材料与冶金学院能源与动力工程系。该专业从2008年起开始招收本科生,目前该校的能源与动力工程专业毕业生就业前景良好,得到用人单位的一致好评。其下属的能源与动力工程实验室自成立以来,经过校、院、系教师的努力,已经成为集科研、教学于一体的实验室。目前实验室专职管理教师四名,实验室面积超过500平方米,拥有一百余台科研与教学设备,可进行热工检测、流体、热工、燃烧、炉窑等相关专业的实验。目前编者团队已经为本校能源与动力工程本科生、冶金工程本科生、矿物加工本科生的热工基础实验、热工综合实验、冶金基础实验、冶金炉原理实验、CAD技术等课程,共计56学时编写了教材,此教材也是在这些实验课的基础上编写的。
编写团队就实验教学问题先后承担了“热能与动力工程专业实验教学体系改革研究与实践”“跨学科宽口径节能环保型人才培养的改革与实践”等教学研究项目,对实验室及实验教学进行了系统的研究与建设。其已与国内知名大学取得紧密合作,此教材即是与东北大学共同编写完成的。
2.教材特色
目前国内能源与动力工程实验教材多偏重于汽轮机、锅炉、流体机械、空调制冷实验,适用于火力发电、发动机及汽车工程、流体机械及低温制冷专业方向。而我校设置的能源与动力工程专业是以冶金为背景的学科,偏重于冶金热能方向,其对专业实验有自己特殊的要求。本教材结合本校专业特色,同时注重与其他高校本专业的相同与相近,增加了编者科研团队的科研成果,使整合后的教材既能满足本校师生的需求,又可适用于其他高校及企业人员。
(1)结合专业特色,优化知识结构
在教学实践中,整合教学内容,拓宽专业口径,不仅可以作为能源与动力工程专业学生的重要专业基础课程应用教材,也可以作为其他冶金、流体、C械和暖通工程类专业本科生必修的专业基础课教材。本教材是在武汉科技大学《能源与动力工程实验》讲义的基础上重新编写出版的,其已在能源与动力工程专业以讲义形式试用了七年,从该校毕业的本专业及相关专业毕业生,都具备了热工、能源相关实验技能,在社会就业岗位上发挥了重要作用。
(2)简明、易读和突出实用性
本教材按照简明、易读和突出实用性的原则,归纳总结了能源动力类专业实验课程的内容,编写过程中注重对基本概念、基本理论的描述,始终贯彻理论联系实际、学以致用的原则;注重实践创新,结合开放实验的特点,力求教材内容符合学生的认识规律,便于学生独立操作。教材内容精练,符合教学特点,文字简明,深入浅出。为适应教学改革需要,教材针对部分教学内容进行整合,尤其适用于不同专业和不同教学内容的选择,便于教师的取舍。
(3)理论联系实际,体现学术价值
教材要有自主知识产权的内容,努力做到把本领域的最新科研成果引入实验教学中,不仅包括国内外知名学者的研究成果,也要体现编著者的科研成果。
3.编写方案
本书主要设置工程热力学实验、流体力学实验、传热学实验、燃料与燃烧实验、制冷原理实验、热工综合实验、流体综合实验等七章。每个章节包括2~8个不等的实验,涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程,以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容,还增加了编者科研团队的科研成果。每个实验下设实验目的、实验原理、实验装置、实验方法与步骤、实验数据及处理、实验分析与讨论、注意事项等部分,每个实验会略有调整。
三、结束语
能源与动力工程实验教材的编写是在武汉科技大学内部实验讲义的基础上编写的,已经得到七届师生的验证试用,培养的毕业生均得到用人单位的认可。本教材结合本校专业特色,同时注重与其他高校本专业的相同与相近,增加了编者科研团队的科研成果,使整合后的教材既能满足本校师生的需求又适用于其他高校及企业人员。
参考文献:
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篇2
关键词:实践教学;创新;能源动力工程;改革
作者简介:代元军(1978-),男,河南正阳人,新疆工程学院电力工程系,副教授;孙玉新(1982-),女,吉林蛟河人,新疆工程学院电力工程系,讲师。(新疆 乌鲁木齐 830091)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0102-02
能源是世界发展的重要资源和动力,能源的科学开发和优化配置,是当今各国现代工业以及国民经济和社会发展乃至富民强国的必由之路。新疆有着极为丰富的能源资源。据统计,新疆的石油、天然气和煤炭预测资源量,分别占全国陆地预测资源量的30%、34%和40%,光、热、风等资源也在全国占有较大份额,这为新疆建设国家能源战略基地奠定了坚实的基础。
在新疆如此丰富的特色资源下,新疆本科院校能源与动力本科专业如何在实践教学环节中结合新疆特色和学校特色,改革和创新层次分明、知识和能力逐级递增的实践教学体系,是摆在能源与动力工程教育工作者面前的难题。
一、分层次建立能源与动力工程专业基础教学实验中心
分层次建立能源与动力工程专业基础教学实验中心,将“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”三门能源与动力工程专业基础技术课程的相关实验组合起来,并提出把“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”课程所涉及的相关实验设置成四个层次的教学实验方案。
第一层次实验:基础性教学实验。主要是指与课堂教学内容紧密联系的实验(验证性实验),其中包括实验方法、实验技术的基本训练。例如在“工程流体力学”课程中设置了两个专项实验:雷诺实验、伯努利能量方程实验。在雷诺实验中,主要让学生观察水流的流态,即层流和紊流现象,然后测定上、下临界雷诺数,最终使学生了解流态与雷诺数的关系。在伯努利能量方程实验中,主要是观察流体流经能量实验管时的情况,并对实验中出现的现象进行分析,从而加深对能量方程的理解,并最终掌握测量流体流速的原理。在“工程热力学”课程中,设置CO2临界状态观测及P-V-T关系测定实验,通过该实验了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识,以及对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解,掌握CO2的P-V-T关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
第二层次实验:“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”中所涉及主要物理参数的测试手段和方法的实验。主要是指温度、压力、流量、比热、流速、传热系数、传热温差及数据采集等测试手段和方法的训练。例如在“工程热力学”课程中,设置气体定压比热测定实验。该实验让学生了解气体比热测定装置的基本原理和构思,熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法,掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法,分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。在“传热学”课程中,设置综合传热性能实验。该实验通过测定不同表面状态及气流条件下管道的综合传热系数,观察和分析影响传热的各种因素,从而对传热过程有一个直观的了解。
第三层次实验:实现设计目标的综合性实验。主要是指以实现某一功能为目的,构建工程性、设计性实验,培养学生构想、设计、解决问题的能力。例如换热器结构改造的传热性能对比测试实验。该实验的测试对象为学生设计的换热器外表面不同形状的肋片,通过实验测试其传热系数,找到最佳的肋片形状。
第四层次实验:知识延展性实验。主要是指通过互联网、多媒体、可视化技术介绍新知识、新技术、新发展,以期延伸和拓展学生知识视野和相关专业知识面。
通过以上四个层次的实验训练,能够培养能源与动力工程专业学生的流体及热工实验的实验方法、实验设计、实验技术等实验能力,为进一步开展专业课学习和专业性实验打下坚实的基础。
二、分级建立能源与动力工程专业实验基地及教学实验中心
1.初级为专业基本实验
主要培养学生掌握能源动力工程领域常用的实验方法,使用常用仪器、仪表,学会处理数据,具有规范、熟练、准确的实验操作技能,重在学知识、练技能,属于专业学习中的初级水平。专业基本实验主要包括“公差与金属材料”组建2个实验台位,“自动控制原理”组建2个实验台位,“热工过程检测技术”组建2个实验台位。
2.中级为专业综合实验
以专业方向课程设置为主线分别以热电工程模块、制冷空调工程模块、新能源工程模块三部分构建专业平台实验。
热电工程模块包括锅炉实验平台、汽轮机实验平台、热工过程自动化实验平台;制冷空调工程模块包括制冷原理及设备实验平台、空气调节实验平台、供热工程实验平台、食品冷冻冷藏原理与设备实验平台;新能源工程模块包括风能利用与控制技术实验平台、太阳能利用与控制技术实验平台。
3.高级为设计、创新实验
在三大专业方向模块综合实验的基础上,依据自主专业创新教学环节和毕业设计课题,组织大三、大四学生参加专业大赛或者参与教师科研项目。教师拟定实验大纲、提出问题让学生自行思考、分析、设计、优选,重在锻炼科学思维,发展创新能力,培养学生自主学习、大胆创新的学习习惯。这种设计创新实验是基于专业教学和科学研究之间的实验,主要结合专业大赛和毕业设计来进行。
三、建立能源与动力工程专业校内仿真实习基地,改革传统生产实习模式
生产实习教学环节是为了加强学生对所学专业理论课程的理解、增强对所学专业的感性认识,培养学生综合分析问题和解决问题的能力。在这一重要实践环节的实施过程中存在诸多问题,实习质量难以达到预期。以能源与动力工程专业方向之一的热电工程为例,能源与动力工程专业学生在电厂实习花费较大;电厂企业出于安全和经济效益的考虑,和学校很难建立起长期稳定的校外实习基地。由于电厂岗位工作的资质要求,实习学生不能上岗操作,生产实习只能是走马观花,流于形式,实习效果得不到保证。
为了解决以上问题,在自治区煤炭煤电煤化工实训基地建设工程的不断推进下,新疆工程学院能源与动力工程专业将传统的单纯的在电厂企业生产实习模式改为校内仿真实习与校外实习相结合,并逐步过渡到以校内仿真实习基地为主的生产实习模式。能源与动力工程专业的学生在新疆工程学院的300/600MW火电厂仿真实验室开展与实际电厂 1∶1仿真的运行操作和故障处理的训练。
在仿真实习中,学生主要熟悉、掌握锅炉机组及其主要附属设备的结构、工作原理和运行特性;熟悉锅炉机组各系统,如煤粉制备系统、风烟系统、疏水排污系统等的运行方式,运行监控系统及自动控制系统概况;熟悉锅炉机组正常运行中监视、调节的主要内容(参数)及其调节方法,如负荷、给水、燃烧、汽温等的调节和监视;熟悉锅炉机组起动前的准备内容,起动程序及起动过程中的有关注意事项;对锅炉机组的几种停运方式、停炉程序、停炉后的冷却和养护等熟练操作;掌握锅炉机组的事故预防和处理方法,学会分析有关事故,如给水、汽温、管子爆破、煤粉爆炸、熄火等,以及事故发生原因、预防处理的方法;熟悉考核锅炉运行的主要经济指标。生产实习模式的改革改进了学生的思维模式,强化了学生的工程意识,提高了学生参与实习的主动性、积极性,强化了学生的动手能力和综合能力,培养了学生严谨的科学作风。
四、改进能源与动力工程专业毕业设计,培养学生创新能力
毕业设计是能源与动力工程专业学生在毕业前关键性的综合性实践教学环节,是在教师的指导下学生独立完成的工程设计或者论文。通过该综合性实践教学环节的锻炼,复习和巩固本专业学生的专业基础知识和专业知识,培养学生对已学知识和未学知识的综合学习与运用能力。改进能源与动力工程专业的毕业设计,对培养学生的实践能力、创新能力和适应社会要求的能力具有重要意义。
毕业设计所涉及的内容,专业课程的任课教师应该在授课过程中加强讲授和训练,让学生尽早掌握毕业设计的理论知识。要根据专业方向和现有的新技术和新方法提出贴近生产一线的毕业设计题目,并且要保证题目的多样化,使得学生能尽量根据毕业后的工作方向确定题目,以便毕业后能够尽快适应工作岗位的专业要求。在毕业设计过程中,应该加强检查指导工作,保证学生能够按时按质的完成毕业设计。严格对毕业设计进行考核,通过考核评定出不同的等级,表彰设计过程中的优秀学生,以此来督促和提高学生做好毕业设计工作。
五、结束语
在新疆经济大发展的推动下,新疆工程学院热能与动力工程教研室通过积极调研和深入思考,对能源与动力工程专业实践教学环节进行了改革,并在实施过程中加以修订和调整,最终取得了较好的效果。
参考文献:
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篇3
关键词:能源与动力工程 专业核心课程 建设
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)04-0290-01
能源与动力是国民经济发展的基础,该专业发展的好坏程度直接关系到能源与动力方面的人才培养质量。在上个世纪50年代,我国能源与动力工程专业就开始形成,受当时社会政治经济及教育体制的影响,该专业发展水平层次不高,专业分割过细等问题突出,需要对其进行调整才能够适应当前我国社会经济的发展水平。本文接下来将对能源与动力工程专业核心课程体系做出具体的分析探讨。
一、能源与动力工程专业核心课程体系的发展现状
1.专业研究领域的扩展对人才知识结构提出了新要求
能源与动力工程这个专业名称是热能与动力工程专业在2012年调整之后更名的,2013年正式更名使用并招生。专业名称的改变反应其教育内容的变化,相对而言,其涵盖的内涵比热能与动力工程专业更宽广。能源与动力工程专业与化学及其环境工程专业的关系更加密切,而不仅仅局限在传统的能量转化与利用。当前,我国新能源和可再生能源得到了较大程度的开发利用,因此,形成了较大的生产研究领域,急需要这方面的高级专门人才投入到生产实践中。这样的能源使用现状,为高校能源与动力专业的毕业生提供了广阔的就业前景。然而,当前的专业培养计划中,并没有适当的课程内容来适应当前的发展需要,总学分不足,教学科目较少的问题需要引起足够重视。
2.人才的培养模式不适应社会的发展需要
能源与动力工程这个专业相对于变名之前的专业而言,涵盖的范围更加宽泛,不仅仅包括原来的热能工程及其动力机械,还包括热力发动机、制冷低温工程等。这种宽口径的人才培养模式使得高校所培养的人才具有广阔的知识储备,增加其就业面和职业的适应能力。当然,这种宽口径的培养模式也会出现一些不利的影响,例如:人才的培养不够专业,不能够满足企业对人才某一方面知识技能的需求。这种培养模式下的毕业生,即使到了工作岗位上,也还需要经过一段时间的实践学习及在职培训才能够满足用人单位的任职要求。
3.专业核心课程体系的构建不利于学生个性化的培养
大学期间是人生观、世界观和职业观形成的关键时期,对以后的职业发展具有重要作用。在同一个专业里,有些人喜欢动力机械,有些人喜欢制冷空调,还有些人喜欢发电等,这就导致毕业生以后的职业选择出现差异性。当前素质教育的号召下,要求学生个性发展,在各个专业的培养方案及其课程体系的建设上,要给学生自主选择和发挥的空间,让学生根据自己的兴趣方向来选修自己的课程,从事今后的职业。但是在目前的课程体系中,能源与动力工程专业的学生,四年所学内容基本一致,教学内容不存在明显差别,统一的培养模式很难造就出个性化发展的学生。
4.缺乏有力的实践课程
实践环节的课程设计仍然是当今高校人才培养模式中的通病,离创新性人才的培养还具有很大的一个差异。纵观各校能源与动力工程专业的课程体系,发现其实践环节的设计与理论知识相脱离,不利于实践教育效果的达成。另一方面,实践内容安排不合理,缺乏及时、有效的更新,与国外高水平的高校课程体系相比,教学实践内容明显陈旧,不利于人才质量的提升。
二、建设科学合理的专业核心课程体系
1.增加专业核心课程的设置,建立健全人才培养模式
变名之后的能源与动力工程专业,所涵盖的内涵更加广泛,因此需要拓展课程研究领域,在掌握能源与动力工程专业发展趋势的基础上来设置核心专业课程。在满足人才培养总目标的前提下,完善补充专业培养结构,优化核心教学内容,使高校所培养出来的人才能够满足适应今后社会经济发展的需要,人才的知识结构能够增强毕业生的就业竞争力。
2.明确专业方向,区分专业性
为了避免宽而不专等方面的问题,需要在整个能源与动力专业大类的范围中来统一基础性课程,区分好专业核心课程。统一基础性课程是为了防止学生专业面狭窄等问题的出现,通过专业基础课程的设置和通识课程的讲授,使得学生能够根据不同的专业方向来进行专业核心课程的学习。设置大量的专业选修课程,强化专业实践环节的设置,避免该专业的学生出现“宽口径”和“零距离”的发展矛盾。
3.设置多样化的课程体系,不断满足学生个性发展需要
高校课程制定者要设立柔性的专业课程体系,建立起多元化的课程结构来不断的满足该专业学生的个性发展要求。学生按照自己的兴趣爱好来选择自己的专业学习模块,进而从事自己选择的职业类型。一般情况下,课程体系包括研究型和应用型两种,研究型课程注重基础性知识的学习,为以后的考研学习打下坚实的基础,应用型课程注重实践教学环节的设置,主要培养学生的就业创新性能力。这样的课程体系,可以从多方面满足不同学生的发展需要。
4.优化专业教学内容,促使理论与实践的结合
理论与实践知识的学习不可此消彼长,需要在强化实践教学环节的同时保障理论知识的学习。在总学习不变的前提下,要合理分配理论实践课程,可以通过其他公共课程的压缩来保障专业核心课程的比重。在对学生进行课程设计的同时,可以将理论知识的教学贯穿在实践环节之中。根据最新的就业形势来调整教学大纲,编写教材,尽量将最前沿的研究成果融入到日常教学成果中。
三、总结语
总而言之,课程体系的构建和课程内容的优化是一项长期的过程,需要高等教育领域的研究专家和教育教学工作者共同努力。能源与动力工程专业核心课程体系的建设,需要在社会经济发展,人才需求变更的基础上进行调整。在考虑本校实际专业特色的基础上,合理配置专业核心课程的师资队伍,改革教学方法,更新教学内容,注重教学实践环节的增强,最终朝着提高人才培养质量的方向前进。
参考文献
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篇4
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。
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篇5
关键词:课程群;能源动力类专业;课程建设;卓越工程师计划
中图分类号:G642.3 ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ; ; ; ;文章编号:1007-0079(2014)17-0079-03
近年来,关于高校课程建设与改革的话题受到持续关注,因为“课程”是大学整个教学活动的基础和核心,同时高校的课程建设也是一个相当复杂的系统工程,如课程内容的选择与界定、课程之间的合理组合等,都会直接受到培养目标、教育目的、教育观以及认识论等因素制约。此外,高校课程的结构是否合理、教学内容是否适当,反过来又会影响到高校人才培养质量和水平的高低。“课程群”的概念正是在这样的背景下被提出来的,它既是世界范围内科学和教育的发展之需,也是我国高等教育改革的现实要求。
一、课程群及课程群建设的发展现状
关于“课程群”是什么,教育界有着不同的看法,概括起来主要有四种。第一种认为“课程群”是由在内容上紧密相承、相互渗透、互补性较强的几门同系列课程组合而成的有机整体,各自配有相应的课程大纲,并按照大课程框架组织课程建设,以获得课程体系的整体优化,是具有学科优势的课程。第二种认为“课程群”是某一学科内多门课程的集合,通过学科来划分群与群间的界限。第三种认为“课程群”是指多门彼此互相独立但是又密切联系的课程,课程群建设的目的是为使各门课程能协调发展、齐头并进,追求整体效益,以达到最佳的效果。第四种认为“课程群”是由承担不同的任务,在课程内容上各有不同特点,但为完成同一个教育目标而形成的多个子课程组成的有机系统。
目前,一般高校倾向于第一种观点,因为它首先是将“课程群”看成是相互联系,相互渗透的有机整体,其次认为“课程群”是一个具有整体优化效果并且有一定学科优势的课程群体。总体来说,“课程群”是本学科或与之相近的学科的几门联系紧密的课程间进行有机的整合,以达到预定的教学目标和适应社会发展的需要为标准,建设出的使整体效果最大化的课程群体,是一种与单门课程相对应的课程建设方式。因此,“课程群建设”实际上就是根据高校人才培养目标及培养模式的要求,研究分析课程与课程体系间在逻辑和结构上的相互关系,通过破除课程间的壁垒,优化整个课程体系,进一步融合和更新教学内容、教学方法等的过程。随着高校专业课课程门类与学时数的压缩,“课程群”的建设显得尤为必要,它顺应了网络时代教育和人才培养的发展趋势。
“课程群建设”是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发思路,其基本思想是把内容联系紧密、内在逻辑性强、属同―个培养能力范畴的同一类课程作为―个课程群组进行建设,打破课程内容原有的归属性,从学生培养目标与层次把握课程内容的分配、实施、保障和技能的实现。
我国高校以多门课程组合的方式进行课程建设, 至今已有近二十年的历史。北京理工大学1990年开始,在课程建设中应以教学计划的整体优化为目标的方针指导下,首先提出要注重“课群”(课程群的早期称谓)的研究与建设。随后,一批高校相继开展了一系列虽名称相同或相似但差异较大的课程群建设和改革实践。[1-4]
二、课程群相对于“独立课程”的优势比较分析
相对于“独立式”的课程观,“课程群”在教学设计上独具特色和优势。主要体现在以下三个方面:第一,“课程群建设”与学科建设相结合,充分发挥相关学科建设力量强、基础好的优势,将学科建设与课程群建设有机结合。一些高校还把科研能力强、学术水平高的教师集中到教学一线具体参加课程群的建设工作,以“教学团队”的形式进行攻关,锻炼了高校教师教学和科研的整体协作能力。第二,以系统科学为指导,注重整体效果,将内在联系紧密的相关课程纳入“课程群”中统筹考虑,注重相互间的有机结合与互相促进,达到了整体优化的目的,同时提高了课程建设的效率和效益。第三,区别于过去的“独立式课程”,“课程群”把理论教学与相关实践环节通盘考虑,不仅对理论教学开展系统研究,对实践教学环节也进行了相应的改革,实现了全方位、多途径提高教学效果。[5,6]
三、课程群与课程体系的对比分析
国内有关学者高校课程群及课程体系进行了比较,研究指出:高校课程体系的建设主要是针对课程结构、所占比例、模块设置等进行宏观指导,明确课程的教材、大纲以及教学计划等,虽然能够较好地促进教学质量的提高、达到国家的教育目的、高校的人才培养目标, 对于指导课程建设的原则、方法、目标具有重要意义, 但是难以实现不同学校的办学特色、专业建设与特色课程建设。近些年来实施的重点课程建设主要是针对某一门课程的教学内容、体系结构、教学方法、评价方法等来开展的,体现在对某门课程的“点”――教学大纲、教学计划、内容结构等的建设,有力地保障了课程教学目标的实现,但高校的人才培养目标不是由一门课程就能实现的,各门课程在学生的知识传授、能力培养中只占一小部分。此外,由于每一门课程都强调其系统性和完整性,在教学实践过程中容易产生内容多与课时少的矛盾。
“课程群建设”属于中、宏观层面意义上的课程建设,主要针对某一受教育群体,将相关的课程进行整合,删减其中重复和过时内容,增加提高人才培养素质和提高竞争力的新内容,以提高教学效率及教学质量;通过对原课程群的进一步整合,可产生新的课程群,具有更新的人才培养目标,实现课程建设的规模效益,具有很强的可操作性及实用性。
通过对比分析可知,课程体系建设以整个人才培养计划中的课程体系为对象,其主要工作是调整各课程模块的比例。课程群建设则是以课程群为对象,对课程群内的有关课程教学内容进行有机融合,是对课程的重新设计,并将课程群的宏观设计与课程教学实践有效地结合起来,以提高整体教学效果。[7,8]
四、优秀课程群的建设方法及启示
课程群内相关课程的选择与设置,是当前课程群建设中的关注焦点和建设难点,同时也存在诸多争议。从专业教学角度看,目前课程群主要有两种界定方法:一是“以专业方向划分的专业课程模块组成的课程群”,对于该种模式,国内高校已有相关专业达成了共识,并已在学生专业知识、创新能力及综合素质培养等方面发挥了重要作用;另一种是综合考虑多学科的交叉与融合,培养宽口径人才,即“依托学科组建的课程群”,这种模式有助于增强学科实力,提高学科的建设水平。
对于优秀课程群的建设,方法是关键。建设过程中,要充分发挥课程群的特点与优势,一要注重群内课程内容的整合与新知识的更新。在充分融合孤立课程的内容、挖掘相关学科和领域最新知识的基础上,将相关学科的最新研究成果融入教学和科学研究过程,优化教学资源,注重学生的能力与素质培养。二是要分清群内课程建设的主次。从专业人才培养目标出发,根据专业知识在人才素质培养中的不同要求,可紧密依托专业办学特色和创新人才培养目标,在课程群内以专业主干课程为突破,抓住主要矛盾,分主次进行建设,避免因精力的均分而影响课程群的整体建设效果的提高。三是要充分考虑课程群内课程的关联性及在支撑专业人才培养上的协同作用,应在课程群建设实践中注重群内课程要彼此依托、相互促进、共同提高。这样的课程群组织建设,有利于群内教师间的交流沟通、课程与课程间的交叉融合,可及时反馈教学信息与教学效果,建立起有效的专业教学调控与响应机制,同时也可以通过对课程群规范的过程管理和质量评估,进一步促进群内课程教学质量的共同提高。[9]
五、卓越工程师培养背景下“热能与动力工程”专业的课程建设与发展
截止2010年,我国开设工科专业的本科院校有1003所,占本科院校总数的90%,高等工程教育的本科在校生达371万,研究生47万。[10,11]而目前工科专业毕业生还存在诸多问题,主要有:缺乏工程实践能力和工程创新意识、专业面狭窄、动手能力差、综合素质低下、所学知识陈旧等。[11]提高工科专业人才培养质量,对实现国家走新型工业化道路,建设创新型国家和建设人力资源强国三大战略有着十分重要的意义。
“卓越工程师教育培养计划”是高等教育针对《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》实施的重大改革项目,是提高我国高等工程教育质量、促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的战略举措。传统的课程体系、教学内容和教学环节已经不能适应“卓越计划”对工程人才培养的要求,必须通过重新设计课程体系、更新教学内容和重新组织教学活动来实现卓越工程师的培养。教育部日前的教高[2011]1号《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》文中明确要求:大力改革课程体系和教学形式。依据本校卓越计划培养标准,遵循工程的集成与创新特征,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,重构课程体系和教学内容。
能源动力广泛应用于各行各业,是国民经济的基础产业,也是国家科技发展的重要基础方向之一,关系到国家的根本利益和经济社会的健康持续发展。
我国能源动力类的热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。由于受当时的历史条件限制,专业分割很细,形成了以工业产品生产引导高等学校能源动力类专业人才培养目标的基本格局,也在一定程度上适应于我国当时的经济社会发展。随着改革开放及经济社会发展,社会对能源动力类专业人才的培养提出了新的要求。为了适应社会的要求,能源动力类专业历经多次教育部的多次调整,已由原来的几十个小专业,逐步合并为一个大专业热能与动力工程专业。2003年,随着能源动力科学技术的飞速发展和能源动力领域新问题的提出,浙江大学率先将“热能与动力工程专业”改造成“能源与环境系统工程专业”,得到广大青年学子和社会各界的认同;2004年,清华大学将“热能与动力工程专业”改造成“能源动力系统及自动化专业”。国内还有一些高校也陆续地根据专业办学特色,进行了热能与动力工程专业名称的调整。在教育部新颁布的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》中已将能源动力类专业统一整合为能源与动力工程专业。
经过一系列的专业教育改革,本专业的人才培养口径大大拓宽,体现在学生的基本知识面得到拓展,对市场需求的适应性大大加强,就业市场更为广阔。但是因各高校的专业定位、地域分布、历史继承及国家和社会需求等的不同,形成了开设本专业的高校间课程设置、专业重点及特色、培养模式多样化的态势。
由教育部启动的“卓越工程师培养计划”,旨在为我国各行各业培养优秀工程师的后备军。它要求高校转变办学理念、调整人才培养目标定位以及改革人才培养模式等。国内开设了热能与动力工程专业(现能源与动力工程专业)的相关高校,也相继加入热能与动力工程专业的“卓越工程师培养计划”行列。相关高校结合自身专业重点和办学特色,在专业课程建设及课程群建设方面进行了一些有意的探索和实践,主要体现在:面向学生综合素质的培养,开展了“能源清洁利用技术”课程群建设;[12]针对专业方向的培养特点,构建了“热能与动力工程”大专业多方向课程体系;[13]进行了热能与动力工程专业课程设计教学改革的探索与实践;[14]进行了基于精品课程建设为平台的汽轮机系列课程改革与实践;[15]进行了高职高专热能动力装置专业课程体系的改革与创新[16]等工作。这些课程改革与研究实践,尚未涉及到能源动力类专业卓越工程师培养的课程群建设,相关研究需要开展。
六、结论
第一,作为一种新形式的课程建设模式,当前开展的课程群建设不同于单门课程改革以及课程体系建设,既适应高校教学改革和人才培养的要求,也反映了课程教学改革的新趋势。
第二,热能与动力工程专业按照传统的以产品为导向的课程设置和体系建设,不太适合当前卓越工程师培养目标及要求,特别是存在一些课程的教学大纲和教材内容明显老化,课程内容呈现较多重复,导致培养出来的学生存在知识面狭窄、知识内容陈旧、动手及实践能力不强等弊端,制约了能源动力类专业卓越人才的培养。
第三,在已开展的能源动力类专业的课程建设与改革中,尚未在卓越工程师培养视角下组织实施能源与动力工程新专业的专业核心课程群的建设与改革。需要结合新专业的调整以及专业卓越人才培养要求,修订新专业人才培养计划,改革现有课程体系及结构,研究并构建适合新形势下能源动力类专业卓越人才培养要求的课程群。
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篇6
关键词:能源动力;人才培养模式;应用型本科;创新
作者简介:徐有宁(1962-),男,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院院长,教授;关多娇(1978-),女,锡伯族,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院,副教授。(辽宁 沈阳 110136)
基金项目:本文系辽宁省高等教育教学改革研究项目资助的阶段性研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0015-03
在我国,许多地方本科高校是由高职高专层次的院校升级来的,此类高校应是以培养应用型人才为主,它不同于学术型(或基础型)人才,也不同于技能型人才。办学层次的提高要求高校人才培养的目标也随之提高,更注重培养学生在生产或工作实践中具体应用专业理论知识解决实际问题的能力,强调理论、知识、方法、能力的协调发展。同时,这类高校原来“按专业培养”的模式使专业口径小,学生知识面狭窄,不能满足企业对多元化人才的要求,也越来越不适应教育部对国内本科教育提出的培养目标“知识面宽、基础扎实、能力强、素质高”。沈阳工程学院是应用型本科院校,能源与动力工程学院在为地方经济服务的办学实践中,根据地方和行业人才的需求,在人才培养目标与模式、人才培养模式的实现方面进行了探索和改革。
一、明确人才培养目标
人才培养必须先明确人才培养目标、人才培养模式。能源与动力工程学院能源动力类专业优势突出,其培养目标定位于面向市场,以职业为取向,与国际接轨,为能源电力行业、装备制造业培养应用型工程技术人才。综合我院目前已经形成的热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、风能与动力工程专业和核工程与核技术专业(以下称“专业群”),培养的能源动力类工程应用型人才未来都要从事专业技术领域以及相关专业领域的与系统、设备紧密相连的设计、制造、安装、调试、运行、检修、管理和服务等工作,因此我们必须把“具备全面系统的工程意识,务实求是的工程素质,综合的工程知识结构,较强的工程实践能力,自主获取知识的能力的高素质应用型专门人才”作为四个专业共同的人才培养目标。
二、改革人才培养模式
对于人才培养模式的改革主要集中在以下几个方面:
一是基于人才培养的基本要求,构建模块化的教学体系,进行各专业方向的理论教学体系和实践教学体系的深层融合与优化。
二是对理论知识体系下的课程设置进行调整。立足于专业基本知识,适度拓宽学生的专业知识面,满足学生的未来发展需要,特别是满足学生就业后的发展需要,为学生由单一专业型人才转变为复合型专业人才奠定结实的专业理论基础。
三是对实践教学体系下的实践教学内容进行深化和拓宽。整体工程素质的培养,使学生掌握基本实验中的验证性内容,个性化工程素质的培养,努力让学生参与科研训练和科研项目,在实践中开发培养能力的新的实验、实践内容,实现教学层次从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进。
四是对四个专业方向人才培养基本要求相同或相近的部分进行课程内容、教学资源的有机融合和拓展,并构建共同的专业大类的基础课程平台。这种模块式人才培养模式的框架如图1所示。
三、人才培养模式的实现
在应用型创新人才培养的实践中,我院按照能源动力类岗位群和市场经济对人才的需要,确定岗位群的基本要求(能力),明确培养目标,按照教学规律,提出了“一条主线、两个体系、三级平台”这种人才培养模式,如图1所示。这样的框架结构既考虑各专业方向(热能与动力工程、建筑环境、风能、核能)的共同基础,又兼顾各专业方向特色,这是我们搭建模块、设置课程体系的依据,各模块在教学中所占比例根据相关要求和市场对人才的需求动态调整,达到对于人才培养目标的总体最优。一条主线就是将“培养具有创新素质的应用型工程师”这条主线贯穿于整个人才培养过程;两个体系就是实践教学体系和理论教学体系,两大体系相对独立,又相互支撑、相互渗透;三级平台就是通识教育平台、学科大类基础教育平台和专业(方向)技术教育平台。以我院的专业群建设为例,它们同属于能源科学、能源工程的专业背景,可以通过共享前两级平台的资源,淡化专业方向的概念,培养学生的“大工程观”意识,使每个专业的口径都可以在现有基础上有所拓宽。
1.课程体系改革
(1)专业课程内容应能灵敏、动态、开放地反映科技进步和社会发展的现实,把学科发展的最新成果作为课程内容的重要选项,做到灵活、动态地调整模块里课程体系的内容和各模块在教学中所占比例。
(2)在通识课程阶段将专业概论性的课程融入,以渐进式的授课内容安排讲授概述性的专业知识。使学生在学习基础课和专业基础课时,就对专业有较明确的认知,做到学习目标明确。
(3)在课程中及时补充、更新相关的行业标准和工程通用标准,解释标准中条文的原因和意义;以课程设计和主题讨论的形式进行学习,使学生及时学习最新的工程知识和行业专业知识。
2.实践教学体系改革
实践教学内容在设计时既要考虑实践教学的承继性和可持续性,兼顾行业和企业对人才实践技能的要求,确保培养出的人才具有前沿的知识和先进的技能,也要确保实践教学能顺利开展,以系统性观点合理安排各种实践性环节,形成新的实验与工程实践教学体系,如表1所示。
具体的改革措施包括:集中的实践教学平台——建设动力工程实践教学中心;产、学、研互相融合,以科研项目、省市重点实验室平台和工程实践中心为依托,培养专业实践和创新能力;加强基于课程的实验环节的课时和内容,实现实验内容从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进;将各专业获得的多项与专业知识相关的技术发明专利和成果,通过课程和毕业设计传授给学生,增加专业设计性内容和新的科研成果;开展多种形式的工程实践教学,如校内的仿真机培训、安装检修实习以及在电厂的顶岗实习等;组织指导学生参与多种科技活动比赛,锻炼学生的专业实践能力、工程应用能力,培养学生的创新素质。
3.教学方式、教学方法改革
(1)兴趣性引导学习。对低年级学生安排专业教育,在实验室参观、了解专业内容、发展趋势、先进技术和本专业成绩,提供动手操作条件,增加其专业知识学习兴趣。对二年级学生开放实验室,在动手实践中产生兴趣、提出问题,从而引导其进一步学习。
(2)项目教学法的运用促进理论、实践的融合。将理论讲解和主题课程设计等实践环节相融合,以知识的系统性、整体认知性作为教学的主要目标,加强知识的理解和应用能力培养。以现场实际问题作为课程主题教学的题目进行讨论式、问题式教学,也将其作为课程设计的题目,锻炼学生分析解决实际问题的能力。
(3)专业技能课程使用“分层教学”方法,使基本理论和新技术有机融合。“一层”的知识包括基本概念、理论、主要设备结构、系统和设备运行常识,此层次内容所有学生必须掌握;“二层”的知识主要是设备的故障原因分析、排除手段,设备运行的主要规律,训练学生在工作岗位所需的技能;“三层”知识更加注重定量计算与问题分析方法、前沿技术等内容,训练学生分析、解决问题的能力,拓展专业视野。
4.课程考核方式改革
在学习效果评价方式上,计划合理运用网络教学平台,融合实践考核手段,采取有助于学生掌握、运用基本理论与基本技能,综合考核学生素质能力的“全方位过程考核”方式。在考核中,强调理论结合实践能力的考核,注重实际能力和素质的考核,突出过程考核,以促进学生对知识的理解和应用。根据课程特点,不同的课程采取不同的考核方式。以热能与动力工程专业下的课程体系为例,机械基础类课程在以往的基础上增加工程标准专题讨论内容,热力设备类和电气设备类课程增加了网络教学平台测试、工程标准专题讨论等环节,等等。
能源与动力工程专业课程体系的设置情况如表2所示。
5.教学团队建设
近年来,通过每年选派2-3名教师到电力企业进行工程实践,利用现有的省、市级重点实验室与我专业有良好合作关系的国内外知名院校进行合作科研,引进实践能力强的教师或聘请兼职,为年轻教师提供指导学生参加大学生科技竞赛的机会等多项重要举措,已初步建立了一支适合应用型人才培养的,具有较强的实践能力、工程应用能力、工程创新能力,具有较高的专业教学水平、专业素养,适应专业技术发展、适应创新型专业特色人才培养需求的专职和兼职教师队伍。
四、结论
沈阳工程学院能源与动力学院能源动力类专业是以能源与动力工程专业为核心的专业群,经过几十年的建设和发展,教学条件、师资队伍、实验条件都上了一个新台阶,为东北乃至全国的电力行业的人才培养和技术服务作出了重大贡献,得到了发电行业的充分肯定,2012年被国家电网公司确立为全国6所电力本科院校之一。创新应用型本科院校能源动力类专业人才培养模式,可以系统化知识体系,多元化就业渠道;可以实现学生的递进式能力培养,理论与实践的统一;可以整合教学资源,提高教学质量和办学水平;可以加强专业群建设,提高专业建设水平和质量。随着国家经济建设的高速发展,对电力高校提出了越来越高的要求,我们将通过构建全新的、具有能源动力类专业特色的人才培养模式,逐步探索应用型本科院校实现培养目标的最优化、最合理的途径。
参考文献:
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关键词:实验教学;开放实验室;教学模式;现代教育技术;改革与创新
中图分类号:G642.423 ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ; ; ; ;文章编号:1007-0079(2014)17-0082-02
自1980年起,国内外教学家开展了“开放实验室”的探索,在理论实践上取得了较好成绩。[1]虚拟实验技术极大地促进了开放实验教学模式的变革,国内外部分高校根据自身教学需求建立了虚拟实验室,[2-4]进行了远程实验系统的研究及应用,以提高教学质量和实验资源的利用率。[5,6]但目前大部分研究仅仅停留在实验室的单纯开放、开放时间和开放力度上,过分强调和依靠现代教育技术,缺乏从开放实验教学模式、管理体制和运行机制等方面深入挖掘实验教学问题的解决方法。[7-9]而目前开放实验实施过程中存在着实验室运行机制与管理的矛盾、教师与学生实验时间的矛盾及实验过程监督控制与实验效果的矛盾等尚未引起关注。本文结合本单位实验教学的改革,阐述了现代教育技术环境下开放实验教学模式的改进,包括实施方案的完善和关键难题的解决途径。
一、现代教育技术环境下开放实验教学模式的改进
1.开放实验教学的实施方案
长沙理工大学能源与动力工程学院以“电力生产与控制虚拟仿真实验教学中心”国家级虚拟仿真实验教学中心和“能源系统与动力工程”国家实验教学示范中心的建设为契机,大胆探索新的开放实验教学模式。在现代教育技术环境下,采取开放实验教学实施方案(见图1)。在开放实验模式方面,结合实验教学项目、教学任务及学生参与开放实验的需求,着重考虑开放实验的时间、场地、自选实验项目设置、自定实验项目设置及理论课程的开放实验设置;在现代教育技术的应用方面,重点开展虚拟实验平台、基于网络的开放实验室及多媒体演示平台的建设;在实验教学模式的完善方面,重点进行管理体制的改革、运行机制的完善和实验教学开放模式的优化设置。
2.若干难题的解决方案
在开放实验教学模式的改进和实施过程中主要存在以下问题:开放实验模式筛选、开放实验题目的设置、开放实验过程的监督、开放实验教学的管理等。下面介绍针对这些问题的解决方案和途径。
(1)开放实验模式筛选。根据教学任务合理安排开放实验教学时间、场地、自选实验、自定实验及基于理论课程实验项目;根据不同学期实验室教学任务的轻重,教师和学生共同协商决定开放时间;在实验场地上,既可见缝插针地利用教学实验室,也可安排固定的开放实验场所。
(2)开放实验题目设置。难易结合,以基础验证性为主,将低难度的实验面向低年级和非本专业的学生开放,使其能切实地通过开放过程进一步练习教学课内容;学生选择开放实验的题目和具体内容时,可以参考指导教师编的开放实验项目,也可以由学生先自行设计,再与实验指导人员共同商定,以更好地发挥学生的创新积极性,培养独立实践能力。
(3)开放实验过程监督。通过网络平台进行实验方案的提交、审核,学生每次实验进度的记录,实验数据的提交等,以加强监督,从而为实验成绩的评定提供依据;此外,对设计型实验项目可采用小型汇报答辩的形式进行优秀学生的成绩评定。
(4)开放实验教学管理。通过完善的开放实验教学制度,建立有利于素质教育的开放实验教学机制,规范开放实验教学的各个环节,将开放实验教学有序地合理地纳入学校的教学计划、学生的学分认定体系和教师的考评奖励制度,以提高实验室在素质教育、创新精神和实践能力培养中的教育质量与管理水平。
二、实践及成效
长沙理工大学能源与动力工程学院以现有能源动力专业实验教学条件设施为基础,逐步完善了开放实验室管理体制和运行机制,在制度建设、平台建设、实验项目建设和实验教学效果方面均取得显著成效。
1.制度建设
通过将现代教育技术与专业实验教学的深度融合,不断深化开放实验教学的改革与创新,逐步完善了开放实验室管理体制和运行机制,建立了实验室管理及运行的规范和制度,主要包括:《开放实验室管理办法》《开放实验专项基金管理办法》《开放实验项目》《开放实验室学生管理办法》《开放实验预约制度》《开放实验室安全和卫生制度》《开放实验室仪器使用管理制度》《校外人员开放实验室的收费标准》等。
2.平台建设
自2009年教育部批准建设“能源系统与动力工程”国家实验教学示范中心以来,长沙理工大学能源与动力工程学院构建了7个开放性实验教学平台:热工基础实验平台、热工测量与自动控制实验平台、锅炉与燃烧实验平台、动力机械模拟实验平台、电力生产过程仿真实验平台、新能源发电实验平台、建筑环境与设备工程测试实验平台。
自2013年起,长沙理工大学能源与动力工程学院以“电力生产与控制虚拟仿真实验教学中心”国家级虚拟仿真实验教学中心建设为契机,加快专业实验教学与现代信息技术的深度融合,努力实现优质实验教学资源的共建共享。学院逐步实现真实实验不具备或难以完成的教学功能,并且在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或综合训练以及现有实验条件不足或学生自主开展实验与训练等情况时,利用开放性虚拟仿真实验教学中心和平台提供可靠、安全和经济的实验项目。目前开放性虚拟仿真实验教学中心已从以下方面加强建设:一是创造性地建设与应用高水平实验教学资源,包括软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等,开展绿色实验教学。二是建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台,实现校内外实验教学资源共享,探索学校和企事业单位共建共管的新模式与新途径,建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。三是建设教学、科研、技术人员结合的虚拟仿真实验教学团队。四是建立有利于激励学生学习和提高学生创新能力的教学效果考核、评价和反馈机制。
3.实验项目建设
自2009年以来,长沙理工大学能源与动力工程学院对综合性实验项目、开放性自选实验项目、开放性创新实验项目、虚拟实验项目等进行了合理筛选和优化设置。以热工基础实验室为例,不仅在原有的常规实验项目基础上成功开设了“超声波防垢除垢及强化传热的实验研究”“磁场作用下的气液传热传质的实验研究”“磁场作用下水和油凝结特性的实验研究”等14个开放性创新实验项目,而且利用现代教育技术,建立了面向热能动力类本科专业的“空气-水换热实验”“喷管性能测定实验”等开放性虚拟实验项目。热工基础实验室的实验项目变化情况如表1所示。
表1 ;热工基础实验室的实验项目变化情况
年份 综合性实验 开放性自选实验 开放性创新实验 虚拟实验
2009 10 1 2 0
2014 15 9 14 8
4.实验教学
长沙理工大学能源与动力工程学院通过开放实验教学模式的创新和实践,取得了显著的实验教学成效。一是在教学成果方面,获国家级教学成果1项、省(部)级教学成果5项;出版国家级及省级规划教材各1部、其他教材21部;获省部级科技进步奖10余项。二是在大学生科技活动和实践能力培养方面,承担国家和省级以上大学生创新性实验项目10余项,在全国大学生“挑战杯”“节能减排大赛”及“课外科技作品竞赛”中获国家级竞赛特等奖1项、一等奖1项、二等奖2项,湖南省挑战杯大学生课外科技作品竞赛特等奖1项。三是在学生创新意识方面,通过开放实验教学模式的创新和本科生科技创新实验教学平台的构建,提高了学生的科技创新意识与工程实践能力,从而为电力企业和科研院所及时培养了大批具备较强创新能力和科研能力的能源动力类优秀技术骨干与管理人才。
三、结论
现代教育技术环境下的开放实验教学模式是实验教学发展的必然趋势,也是培养创新人才的迫切需要。开放式实验教学模式的开展和实施,总体上应该充分利用现代教育技术优势,以网络化实验教学平台为基础,体现因材施教的个性化教学原则,遵循人才发展的认知规律,为学生的自主性学习创造良好环境。在实验项目选择上,应根据学科要求选择合适的实验项目,控制好难易程度;同时要做好开放实验教学过程中的监督、评定及管理工作,提高学生的学习主动性和指导教师的工作积极性,做到实验教学的有序开放,保障开放实验教学长期良性开展,不断改善适合专业特色的实验室开放管理模式和实验教学环境。
参考文献:
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关键词:能源与动力工程;应用型技术人才;多维协同
中图分类号:TM61 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)10-0106-02
当前,能源动力类毕业生的最主要的题之一是缺少工程实践经验和工程应用能力不足,本科毕业后入职上岗前通常都要进行较长时间的岗位培训。此外,学生对于一些新的发电技术,如燃气蒸汽联合循环发电技术、烟气的脱硫脱硝、超超临界发电技术等了解甚少,由此给企业造成很多经济和生产上的困扰。随着电力行业的发展以及新技术的不断应用,迫切需要学校培养适应社会发展和企业需要的能源动力类的应用型人才。
针对企业的需求,结合本专业人才的培养规范,我们拟构建能源动力类应用型人才的多维协同培养体系,主要包括以下几个方面:(1)制定应用型人才培养的标准。(2)构建以应用能力为本的理论教学体系。(3)构建以实践能力为核心的校内实践教学体系。(4)构建校企紧密联合的企业实践教学体系。(5)构建工程实践经验丰富的师资队伍体系。
一、应用型人才培养标准的制订
培养应用型人才,首先要确定应用型人才培养标准。这需要将学校专业人才培养的要求与企业的需求相结合,以工程能力培养为核心,借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验,制订出立足发电行业生产一线的应用型人才的培养标准。
二、构建以应用能力为核心的理论教学体系
根据能源与动力工程专业的特点,面向企业需求,以发电企业及其相关产业的岗位人才要求为主线,以教育部教学指导委员会颁布的能源与动力类专业规范为基础,以行业发展为导向,对教学内容和教学方法进行综合改革,构建以工程应用能力培养为核心的理论课程体系。
1.紧密联系生产,安排课程教学内容。对于基础课程,注重基础知识的学习,强化基础课及专业基础课的教学,同时强调课程与能源行业知识相结合,在教学中引入能源行业相关知识的介绍与计算分析案例。
对于专业课程,从提高学生的专业应用能力出发,采用模块式的课程结构设置教学内容。例如:划分成“电厂热能动力”、“洁净发电技术”及“节能与能源管理”等模块,各类模块课程具有相对独立性,紧紧围绕用人企业对培养对象所要求必备的知识、能力及职业素质进行教学。
2.根据国家能源战略及节能减排发展需求设置课程。课程设置上,不仅有传统的课程,也设置一些符合国家能源战略、节能减排要求的课程,如“可再生能源发电技术”、“分布式供能系统”、“能源管理与审计”等课程。随着新兴电力生产技术和污染物控制技术不断应用于电力生产过程中,“超超临界发电技术”、“燃气蒸汽联合循环发电技术”、“烟气的脱硫脱硝”等先进的电力技术也将被引入课堂教学内容中。
3.教学方法改革。(1)课堂教学方面,不仅讲解理论知识,还采用实例化教学、现场教学等教学形式,根据电力行业对能源与动力工程专业课程的新要求拓展教学内容。在专业主干课程中安排一定学时的企业专家专题讲座,聘请企业高级专家为学生进行行业新动态和工程案例等内容的讲座。另外,在课程中引入工程案例研讨内容,每门主干课程,每个主要知识点都有工程案例。由此,提高学生分析问题和解决问题等多方面的能力。(2)课程内容方面,以能源行业工种职业能力标准为中心来整合相应的知识及技能,实现理论与实践的统一,引导学生积极参加职业资格认证考试。(3)课程设置方面,以工作项目为引领,从岗位需求出发,紧紧围绕完成企业中设备运行及维护所需的职业能力培养,将所要学习的新知识蕴含在一个或几个具体的项目中,让学生通过对任务进行分析讨论,由易到难、循序渐进地完成一系列任务,并通过项目的完成实现对所学知识的掌握和应用。
三、以构建实践能力为核心的校内实践教学体系
我校“能源与动力工程实验教学中心”是上海市市级实验教学示范中心,也是校内重要的实践教学基地,涵盖专业基础实验、专业实验、综合实践、创新实验平台。依托我校的“能源与动力工程实验教学中心”,我们提出了构建“专业基础―专业―综合―创新”分层次、多平台的实验教学体系。通过工程技能、设计能力、专业应用能力以及创新能力等方面的系统训练,全面提升学生的实践应用能力和创新思维能力。
1.开放校内实验课程教学平台,培养学生动手能力。以基础课程实验为主建立开放式热工实验平台,整合工程流体力学、工程热力学以及传热传质等实验室,培养学生的独立操作能力。通过综合性和设计性实验的形式,由学生自行拟定实验方案,充分自主选择实验设备,培养学生的实践能力与分析能力。
2.建立新能源技术及节能新技术实验平台。整合分布式能源系统实验室、太阳能利用系统实验室以及生物质利用实验室,建立新能源技术及节能新技术实验平台。分布式能源系统实验室为《热能与动力工课程设计》、《能源审计》、《节能管理》等课程开展实验,使学生熟悉分布式能源系统的实际生产过程。
3.火力发电仿真系统训练,培养学生工程实践能力。本专业的火电仿真机组系统仿真机与实际机组为1∶1仿真,模拟实际机组的热力系统、热工控制,能够实现整个机组的启、停、正常运行和事故处理。通过火力发电仿真系统训练,可以提高学生对电厂设备与运行的全面了解和认识,培养和训练学生的工程实践能力。
四、构建校企紧密联合的企业实践教学体系
通过与各大发电集团公司联合共同构建应用型人才培养基地,共同参与本科生教学计划的制订与实施,构建校企紧密联合的企业实践教学体系。校企合作领域覆盖电力生产、运行、试验、检修等各个环节,具体包括以下几方面。
1.企I为主参加生产实践教学。学生培养计划实施过程中,理论知识教学主要由校内教师进行,同时聘请企业一线工程师到校内进行相关知识的讲解;实践教学活动主要在企业完成,场地由企业提供,授课主要由企业人员进行。学生在企业学习阶段,进行电力生产技能现场实践。
2.实行双导师制,联合指导毕业设计。毕业设计是本科生学习中的必要环节,对提高学生分析、解决实际问题十分重要。校企双方共同拟定毕业设计题目,学生在企业进行毕业设计;企业与学院共同指导学生,共同进行答辩考核。
五、构建具备工程实践经验教师队伍的培养体系
通过各种方式提高教师的实践动手能力,如制定教师到企业挂职锻炼、教师下电厂实习等相关政策,提高专业教师的实践能力。具体途径有以下几种。
1.提高现有教师的工程实践能力。利用企业产学研基地,轮换派出教师到企业去实践1―3年。教师在企业工作期间,可以通过直接参与企业项目,不断提高自身的职业技能,达到“双师型”教师的要求。
2.直接引进企业经验丰富的工程师。直接引进具有较高学历和丰富实践经验的企业工程师作为学院专职教师,安排其讲授所熟悉的课程,如:聘请具有现场经验丰富的工程师讲师。
3.聘请实践经验丰富的兼职教师。聘请具有丰富实践经验的企业工作人员为学生授课、指导实践教学环节、做专题讲座、指导本科生毕业设计等。将实践中的问题直接带入课堂,培养学生用理论解决实践问题的能力。鼓励学生到企业中去,解决企业中所存在的具体问题,与企业合作完成毕业设计,以提高学生对实际工程问题的分析和处理能力。
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Based on the Electric Power Production Process,to Construct a Multidimensional Training System of the Energy and Power Engineering Application-oriented Undergraduate
HU Dan-mei,HE Ping
(College of Energy and Mechanical Engineering,Shanghai University of Electric Power,Shanghai 200090,China)
篇9
关键词:试点学院;教育教学改革;借鉴
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)36-0101-02
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》的标明高等教育将进入全方位注重教育质量的新阶段。人才培养作为高等教育的基本职能,是高等教育的核心任务,人才培养的质量问题是高等教育的核心问题[1]。提高人才培养质量是高等教育内涵式发展的必然要求,它要求大学不应再一味地追求规模、强调硬件,而必须潜心地追求教学质量[2]。然而,随着高校的扩招,人才培养的质量问题不断凸显,主要存在规模结构不合理、办学特色不突出、条件保障不健全等问题,大大阻碍了高等教育事业的发展。而破解高等教育发展深层次矛盾,关键在于深化体制机制改革。为此教育部于2011年启动了试点学院改革项目,以创新人才培养体制为核心、以学院为基本实施单位,在所选取的17所高校试点学院推行综合改革,并于2012年11月出台《关于推进试点学院改革的指导意见》,提出24项支持性政策措施,进一步明确了改革的目标和要求。这项改革将是推进高等教育体制机制创新的重要突破口,对高等教育全面内涵式发展具有巨大的推动作用。本文将结合教育部试点学院的先进经验,探索高等教育改革的有效途径。
一、试点学院概述
试点学院是教育部设立的“高等教育教学改革特别试验区”,也是高等学校里的“改革特区”。教育部共设立了17个试点学院,分别是:清华大学理学院、北京大学物理学院、上海交通大学机械与动力工程学院、中山大学管理学院、华中科技大学光电子科学与工程学院、北京师范大学教育学部、天津大学精密仪器与光电子工程学院、同济大学土木工程学院、南开大学泰达学院、上海大学钱伟长学院、中国科技大学物理学院、浙江大学基础医学院、四川大学生命科学学院、北京航空航天大学能源与动力工程学院、北京交通大学经济管理学院、苏州大学纳米科学技术学院和黑龙江大学中俄学院。
17个试点学院来自“985”高校、“211”高校、其他高校的比例分别是13∶3∶1,涵盖工、理、经管、教育、医学等5个学科门类(另1个综合实体学院――南开大学泰达学院、1个培优类学院――上海大学钱伟长学院、1个国际学院――黑龙江大学中俄学院),比例为6∶4∶2∶1∶1,主要分布在华北、华东地区,占比分别是41%和35%。
二、试点学院改革举措
围绕教育部《关于推进试点学院改革的指导意见》,试点学院改革主要针对直接影响人才培养质量的生源、师资、培养模式以及体制机制保障等四个方面展开,立足各学院自身特点,实施了一系列改革措施。
1.招录与选拔机制改革。在本科生生源招录选拔方面,主要以创新基于国家统一高考的自主招录方式为主,北京航空航天大学能源与动力工程学院强调从学校、学科、企业三个角度全面观察选拔学生,设立了“三三制”自主招生委员会[3];北京师范大学教育学部实行按一级学科大类招生[4];天津大学精密仪器与光电子工程学院以实施工程科学“夏令营”和“冬令营”为抓手,选拔具有潜力的学生[5]。在研究生生源招录选拔方面,主要以多元化评价方式为主,北京航空航天大学能源与动力工程学院优先鼓励招收具有创新实践活动经历的学生,破格录取具有特殊能力的学生[3];北京师范大学教育学部采取硕士自主命题招生,博士试行“推荐―审核”招生,并单列招生计划[4]。
2.人才培养模式改革。试点学院对人才培养模式的改革主要集中在改革课程体系、实践教学、个性化培养以及文化素质培养等方面。如中国科学技术大学物理学院建立了以课程组为主导的教学与管理模式,即课程由教授“组团”来完成授课,每个教授至少参加两个课程组以参与一线教学活动,同时制定了教授值班制度,以“Open Hour”的形式为学生提供与教授面对面交流的平台[6];北京交通大学经济管理学院通过组建本、硕、博相互融合的新型学生学业团队培养学生的学习规划、科学研究和社会实践能力[7];天津大学精密仪器与光电子工程学院强调校企深度协同合作,建立融合社会资源的工程实践基地,企业参与学生培养的同时学生可参与真实的企业实践训练,理论联系实际,提高培养质量[5];北京航空航天大学能源与动力工程学院强调学生的差异化对待和个性化培养,通过不同类型(科学型、技术科学型、工程型)导师的自由选择,获得适合自身特点和兴趣爱好的“个性化培养方案”,进行差异化培养[3];浙江大学基础医学院建立“知识、能力、视野、人文”四位一体的人才培养体系,强调提升培养拔尖创新人才能力[8]。
篇10
人类利用风力发电的历史不长,却经历了几起几落。1887年到1930年,小容量的风电机组诞生,并在技术上基本成熟,得到了一定的推广和应用,这是风力发电的起步阶段。第一台风电机组由格拉斯哥大学安德森学院的教授James Blyth于1887年建于苏格兰。这台风力发电机有10米高,由帆布制作,Blyth将它安装在自己位于苏格兰的独家庄园,并配置了一套蓄电池组,这是世界上第一座由风电机组供电的房屋。1891年,丹麦教授Paul la Cour在阿斯科夫市建造了一个风力发电试验站。由于传统的风电机组转速较低,并不能充分利用风能,为了更好地利用风能,Paul教授进行空气动力学实验,研究出了叶片数和风能利用系数之间的关系,这是空气动力学第一次应用到风力发电。在Paul教授的推动下,风力发电在丹麦得到大量的应用。20世纪30年代,为降低风力发电的成本,欧美国家开始研制较复杂的大中型风电机组。1941年,世界上第一台兆瓦级风电机组在美国佛蒙特州的卡斯尔顿市并网发电。这台发电机采用两叶片结构,直接交流并网,其设计容量1.25MW,高53米,可以在47.9m/s以下的风速运行。从这时候起,风力发电技术有了较大的进步,但相对于廉价的化石能源,风电的价格存在较大劣势,发展缓慢。
20世纪70年代,受石油危机的影响,能源价格大幅度上涨。风能的开发又重新得到各国政府的重视。风电机组进入商业化的时代。1980年,丹麦制造商开始设计自己的风电机组。丹麦的Nordtank公司在1980年开发的55kw风电机组使风力发电的成本下降了50%。美国、德国、西班牙、荷兰、中国也开始了自己的风电机组设计。到了21世纪,风电进入了迅猛发展的阶段。
在这样的一个历史机遇前,风能与动力工程专业应运而生。该专业属于工学专业,是电气、机械、自动化等专业的融合体。2006年华北电力大学率先在全国首次设立了风能与动力工程专业,被誉为中国风电的“黄埔军校”。此外开设这个专业的还有河海大学、长沙理工大学、兰州理工大学、内蒙古工业大学、河北工业大学、北京科技大学等高校。除设置风能与动力工程专业外,其他高校还以多种形式参与到风电技术的研究中。2006年,北京交通大学成立“国家风能工程技术研究中心北京检测站”“北京交通大学新能源研究所”。该检测站是我国设立的首个风力发电工程技术检测站。清华大学核能与新能源研究所、沈阳工业大学风能技术研究所等多所高校的风电科研机构也承担了多项重大课题。
风能发电是一个复杂庞大的体系。风能发电首先通过风力发电机将风能转化成电能。风电机组一般都架设在70-80米高处,必须等有塔架支撑风力发电机,而且风电机组必须时刻迎风。这就要求我们学习机械制图、理论力学、材料力学、结构力学、气象学、工程材料、机械设计、空气动力学、风力机等机械动力类课程。这些力学课程将是我们工作后设计风力发电机的基石。其次,为了使风能转化成电能。我们又要学习电路、电子技术基础、电力电子技术、电机学等电学课程。为了让产生出的电能顺利输送到用电单位,我们还得学习电网监控与调度自动化、风电场并网等课程。此外,由于风的不稳定性会造成电压的不稳定。为了能获得稳定的电压,我们必须人为地控制风车,使其在风力发电过程中匀速转动。而这部分问题的解决方案就藏在自动控制、单片机原理、plc编程等课程中。最后我们还有风电场建模与仿真,风电场规划与设计,风电场施工与管理等专业选修课。学习完这些课程,我们才可以真正出师了。