关于能源与动力工程范文

导语：如何才能写好一篇关于能源与动力工程，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】：热能与动力工程；相关问题；科技创新

如今，随着全球性能源紧张的扩散，利用和开发非再生能源成为当前需要解决的主要问题之一。就长远来看，能源取之有尽、用之有竭。因此，怎样对新能源有效地利用，强化环境保护，是当前重要的课题。笔者在本文中试图以能源与动力工程为视角，研究再次利用新能源，通过新技术的使用降低环境污染，以便于保障国家的可持续发展。

1 、热能与动力工程

从实际情况来看，热能与动力工程直接关系到电力企业的经济效益，而且在对于解决能源利用的问题有重要贡献。这一工程涉及到的学科非常广泛，而且学科相互之间的联系非常复杂和系统，因此，要科学地发展热能与动力工程，通过能量转化产生经济效益，促进经济发展。从专业构成的角度来看，可以将热能与动力工程的相关内容划分为几个专业模块，进行合理的分析、开发和研究。这些模块分别为：以热能转换和利用为基础的热能动力及其控制工程；以内燃机及其驱动系统为基础的热力发电机和汽车工程；以电能转化为机械能为基础的流体机械和制冷低温工程；以机械功转化为电能为基础的火力火电和水利水电动力工程。

2 、热能与动力工程的现状

中国的能源与动力工程是在20世纪50年代形成的。在当时，国外社会发展体制的影响，形成在热能与动力工程专业包括电站锅炉、火力发电、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、加热、通风及空调工程、冷冻、冷藏、水电工程、水电站、水电站动力设备、水动力、自动化、机械、机电排灌工程、水力发电和提水工程和工程热物理几十个，形成了以工业产品生产人才培养目标的基本模式，在我国发展有着相互适应的时间和范围。随着改革开放的进行，我国国民经济体系发生了很大变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了满足这一要求，国家发展了很多关于热能与动力工程的提案，即热能工程，热能和动力工程机械，热发动机，制冷和低温工程，流体机械和流体工程，水利水电工程，工程热物理等。这说明，在短短的十年时间里，热能与动力工程的发展是突飞猛进的。

3 、热能与动力工程对环境的影响研究

热能与动力工程在日常生活中的使用会产生很多负面影响，比如空气污染、噪音污染、热污染等等，最明显的就是现在全球变暖，海平面升高，这些都是应为热能与动力工程应用的结果。热电厂中使用热能与动力工程最多，同时对空气的污染也是相当严重的，很多废气废物排放到外界会严重污染环境，种种问题我们能够看出热能与动力工程存在的问题还是较多的，及时解决这些问题我们才能更好的生活。

4 、热能与动力工程科技创新探究

4.1 调节节流的技术创新

调节节流是火力发电厂生产中非常关键的过程。特别是汽轮机运行时，通过调节节流，能够在工况发生变化的情况下减少温度变化对生产的影响，而如果汽轮机运行状态良好，则能够通过调节小容量机组与大容量机组的工作时间等变量，减少发电过程中的资源浪费，提升火力发电厂的经济效益。通过对活力发电厂进行调节节流，能够有效改善汽轮机运行的状态和运行效果，提高热能与动力工程的运行条件，改善热能与动力工程的技术水平。

4.2 热能与动力工程在锅炉与热电厂中的技术创新

为了进一步提高热能与动力工程在锅炉和热电厂中的应用效果，作为相关研究人员应该不断进行技术创新。在锅炉中的应用应该考虑如果做好燃烧过程中的转化工作。目前锅炉的作业方式已经实现了智能化，进一步提高了锅炉运行的稳定性和安全性。由于锅炉燃烧过程中所产生的热量和温度控制有密切关系，所以可以通过预设值来实现合理检测锅炉性能。而且操作人员还可以通过模拟实验的方式，准确评估锅炉内部气体的流动情况，同时评估不同速度下所产生的效果，然后建立仿真锅炉风机叶片，并作为相关研究的参考数据。在热电厂中的技术创新主要是对汽轮机机组的效能进行研究，分析出最佳的运行效果。

4.3 降低湿气损失

在热电厂的实际运行过程中，不可避免地会产生湿气，当湿气过多，会给热电厂的运行过程造成许多潜在的威胁。例如，随着温度的变化，湿气会凝结成小水珠，这些水珠可能影响汽流的流速，造成不必要的动能损耗。此外，若蒸汽的温度过低，湿气同样会加重。针对这种现象，有关人员可以安装祛湿装置，以便减少湿气，进而降低湿气所带来的损失及其对整体机组的影响力。要注意的是，一定要定期检查和更换祛湿装置，保证这一过程的效果，也避免一些意外情况。不过，会增加成本支出，因此有关人员可以在此过程中增加热循环，以此提高热电厂在运行过程中的经济适用性。

4.4 优化调节节流过程

热能与动力工程在实际运行的过程中会出现节流调节的问题，首先是缺少节级，在首级可以全周进气，但是之后就比较困难。其次是在变工况的过程中，会出现一定的节流损失，这样就会大大降低经济效益。这两个节流问题的解决需要了解节流的适用条件，当机组容量较小，带基本负荷的大机组的时候才能适用节流，如果机组的级数越多则其数值就越小，弗雷格尔公式可以对机组的各级压力进行计算，得到互相之间的压差，从而来判断热能与动力工程的效率和各个零部件之间的荷载情况。

总而言之，热能与动力工程在社会中的作用是巨大的，解决热能与动力工程中的一些问题是提高热电厂工作效率和经济效益的最佳途径，应该重视对热能与动力工程的研究。现在科学技术的水平大大提高了，热能与动力工程也是促进了社会各行各业的发展，但是在现阶段的热能与动力工程的使用中还是存在很多问题，只有对这些问题不断的解决才能实现利益的最大化。

【参考文献】：

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【关键词】 热能动力 能源 锅炉仿真

随着科学技术的迅速发展，我国热能和动力工程在方面已经取得了很大的成就，为了保证技术的完善性和全面性，还需要进步的研究和改进。而在工业发展过程中锅炉成为其重要的热能动力设备，但是锅炉烟气排放会造成一定的环境污染，同时也增加了排烟管的热量。本文主要针对热能动力在锅炉和能源中的发展情况进行分析和概括。

1 热能动力工程的研究发展方向

热能动力工程的研究也是科学领域中重要应用型专业，主要针对热能源和动力的发展方向和应用型进行详细的分析和研究。由于其专业的重要性，我国基本上有上百个院校已经开设了有关专业课程，以此培养关于此方面的科学型人才。现代化热动能专业是依据旧版的流体机械工程和热能工程以及动力机械、水利水电工程、能源工程等结合而成。热能动力属于机械工程研究项目，主要学习的内容是有关机械类、热动工程、工程热物理等的知识理论技术。并通过理论力学、传热学、电子电工技术、工程制图、热工测试技术等的专业学习方向和相关研究发展方向让学习或研究人员能够具备工程热力学、传热学和热工测试等热能动力工程理论方面的知识和实验技能。从而熟悉的掌握制冷装置、动力机械工程等能够准确的制定设计制造实验研究方向。

并且就业面比较广，其中包括电厂热能自动化、电厂热能工程、工程热物理过程以及流体机械自动化等的发展方向。现代化动力工程的基本训练内容就是热能动力学，由此可以看出，热动是现代化动力工程的基础。在上述基础上热能动力就是一个比较宽泛的专业知识体系，发展和研究的空间比较大，能从多角度，多方面进行分析探究。

2 热能工程技术在能源方面存在的问题

能源动力工业化发展与我国国民经济建设有着密切的联系，也是我国支柱型产业。能源问题越来越受全球人类关注，能否再生，能否采用更好的方法节约能源，体提高能源的利用率等已是当前社会各界谈论的热点话题。能源的发展利用涉及到我国多个领域和大型企业高科技技术应用，是国家经济发展和社会整体发展的重要命脉。

风机是一种有有多个叶片的能进行轴旋转的机械，能将施加在叶片上的旋转能转化为机械能，实现气体的流动，并应用于工程机械。风机的应用及其广泛，如发电厂、工业炉通风、车辆、船舶等用来排热、引风等的作用。现代化发展过程中电站的容量也在不断增加、并且运转速度也越来越高、要求效率高无心爱你路故障发生、同时要向自动化方向发展。对此电机在电站的使用性能要求也越来越高，不仅要安全可靠、还要提高运行效率，避免在运行过程中出现叶片和旋转轴损坏或是电机烧坏等的现象，以免长期下去造成事故发生，甚至是经济损失严重。

3 炉内燃烧控制技术

随着科学技术的不断完善和提高，工业技术计算机控制系统也不断的向自动化发展，逐渐转变成为一种具有先进高科技技术含量的信息监测系统，在设备的管理水平方面有了显著的提高。工业炉中的连续加热炉也得到了实际应用，改变以往的燃料燃烧和能源消耗的转化热量应用，使得生产技术工技术得到了有效的提高和发展。

工业炉中燃料的控制技术很重要，高科技的自动化控制系统在各个领域中的广泛应用已经逐渐替代了传统的手动控制。目前现代化连续加热炉炉型主要为分两种，其中推钢式加热炉可以采用燃料自动控制的方式进行加工。

推钢式加热炉自动控制系统方式主要分为两种空燃比例连续控制和双交叉限幅控制。双交叉限幅控制系统主要是通过系统中安装的温度传感器将系统检测到的温度转变成一种信号，其信号的数据值就是实际温度。该系统的组成部分包括燃烧控制器、燃气流量阀以及燃气流量计等主要构件。空燃比例连续控制系统是通过气体装置将将所要检测的范围进行合理的检测，然后将所检测的数据传输给PLC编程技术，并将之前设定的值进行比较，最后将分析得出的数据值按照4-20mA的电信号分别对燃气或是空气阀、动力阀的开度做以适当的调整，以此有效的对燃炉中的燃气比例和温度进行合理的控制。该系统的主要组成部分包括，PLC编程技术、空气或燃气比例阀、燃料控制器、气体分析装置等。两种方式共同的特点就是燃料控制器都是其主要组成部分，也是现代化工业燃炉自动化控制系统中不可或缺的重要装置。

4 关于软件仿真锅炉风机叶片的研究

工业锅炉中的风机叶片旋转的的内部机械流场具有较强的不定性，比较复杂。因此，对锅炉风机进行详细的实验研究比较困难，其中涉及的细节比较繁琐，在当前研究成果中对其力学解释和分析方法还不够完善。一些关于锅炉研究中的流动分离等现象，是目前迫切研究的重要内容。研究过程中需要建立比较可靠的实验模型和数值模拟，以此对机械流场内部作以详细的分析。为了准确的对锅炉风机叶片旋转的空气流动情况进行探究，利用软件建立二维数值模拟实验的方式。其软件数值模拟实验首先要创建二维模型，然后再根据所提供的数值划分成网格的形式，再设定边界区域，利用这些相关条件对输出的网格进行求解，求解过程中可以利用求解器。最后将求解出的结果在建立一个二维数值模拟，对空气来留角下的流动进行模拟求解，将得出的结果与速度矢量图做以分析比较，得出锅炉风机叶片分离和攻角之间的关系。

5 结语

上述主要是对热能动力工程在锅炉和能源方面发展情况分分析和探讨，进一步说明了热能动力在现代化科技研究中的重要性和各领域应用的广泛性。

参考文献：

[1]周武，庄正宁，刘泰生，顾杰，夏华澄.切向燃烧锅炉炉膛结渣问题的研究[J].中国电机工程学报，2005（4）.

[2]宁玲玲，刘秉钺.造纸厂动力锅炉排污的节能[J].黑龙江造纸.2009（4）.

[3]罗自学，梁培露，周怀春，陈世和.引入辐射能信号的锅炉氧量寻优控制研究[J].中国电机工程学报，2006（23）.

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【关键词】热能与动力；应用；创新

0 引言

热能与动力工程是一项新兴的科技项目，其在应用中主要的作用就是高效节能，降低能源消耗。热能与动力工程科技在不断发展过程中实现了对资源的合理使用，减少了不必要的损失，同时，也避免出现了人力资源的浪费。热能与动力工程不仅仅能够提供能源的使用效率，在经济效益方面效果也非常好，对社会经济的发展也具有很大的促进作用。

1 热能与动力工程简介

在我国热能与动力工程其是多门科学技术的综合，其中包括现代能源科学技术，信息科学技术和管理技术等，在这之中涉及的有热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、能源高效清洁利用以及新能源开发等等工作，随着改革开放的全面深化，水利水电工程与热能动力专业相结合，确切地说，水利水电工程专业并入后者之中，由止盼成了热力发动机、热能与动力机械、制冷与低温技术和水利水电动力等不同的专业。从专业角度来看，热能与动力工程内容庞大，涉及电子、电力和计算机等多等踌斗，自动化水平高。因此，该专业的课程设置，应与社会发展相适应，可满足生产的需要。

热能与动力发展现状目前，中国已成为世界最大煤炭生产国、消费国，众所周知，中国的能源结构以煤炭为主。现阶段，由于工业发展的影响，中国环境问题非常严重，随着人们环保意识的提升，热能与动力专业面临较大的经济、社会发展压力，因为煤炭污染的开发和利用是环境问题的主要原因。随着经济发展的转型升级，对能源资源，特别是电能的需求上升在新形势下，如不提高煤炭能源利用率，环境问题将会变得更为严重可能成为绍齐社会发展的巨大障碍。同时，中国作为世界第二大石油进口国，对国外石油依赖胜逐年上升，所有这些均使得中国能源安全面临巨大考验。长期以来，中国实宁科助夕型经济发展，技术水平低，能源利用率与发达国家相比，低30～40个百分点，差距比较大，导致在经济发展过程中，环境亏染问题无法有效避免。因此，在能源利用中，推产先进节吠刹支术、可再生能源与新能源，提高资源利用率，任务繁重。中国政府虽大力倡导发展新能源技术，投入了大量的支持资金，但由于新能源技术研发的见效慢，因此短时斯内还无法改变现行的能源结构，生态环境面临的压力依然比较大。通过分析可知，中国热能与动力工业发展形势严峻，在发展中面临巨大挑战。同时也意味着，在未来发展中中国需要大量热能与动力工程专业人才，人才的发挥空间大。

2 热能动力的应用

2.1 热电厂中的应用

当下，对于循环流化床锅炉的控制问题众多国内外的学者和专家一般通过两方面进行研究：一方面是通过运用智能控制的理念，采用预测控制、模糊控制、专家系统、自适应控制等方法对循环流化床的控制进行研究；第二方面是改进现阶段被普遍采用的PID控制器，进一步加大PID控制器的鲁棒性和解耦性能。

2.1.1 改进PID控制

当下的工业领域中，约有90%左右的控制是采用PID控制器来实现的，因其结构相对简单并且鲁棒性也较好。现阶段DCS系统被一些自动化公司运用在循环流化床锅炉中，但也是通过PID控制器对其进行控制。但PID控制器的解耦性能和鲁棒性基本上不能满足循环流化床锅炉的控制需要，因此导致这些控制系统的控制性能普遍降低。

2.1.2 预测控制

控制输入结构成为预测函数控制的关键因素，对于建造的模型进行实时预测，因此跟踪能力和鲁棒性将会得到提高，此种方式适于控制循环流化床锅炉。采用多模型自适应方法，提出了一种多模型预估控制方案，对循环流化床锅炉的主汽温控制对象进行了研究，仿真效果良好，进而将其应用于床温控制。

2.1.3 模糊控制

模糊控制作为一种智能的人工控制手段，其基本理论是以模糊集合理论为基础，从而进一步的模拟人的表达方式、推理方法使得智能控制，模糊控制的算法比较的简单，且其性能相对优良，具有较强的鲁棒性，对于难以运用数学模型进行精确描述、延迟时间比较长的系统具有明显的特点，将会为循环流化床锅炉的控制问题提供了很好的解决方案。

2.2 锅炉中的应用

锅炉主要由两个部分组成，一个部分是外壳，另外一部分是电器控制系统。在锅炉中，底壳的主要功能就是固定锅炉，然后进行燃烧，在底壳上还要安装一些控制锅炉的控制部件，这样能够保证锅炉具有非常良好的保护功能。在锅炉中，底壳是非常重要的组成部分，也是保护锅炉正常运行的关键部分。近年来，随着科学技术的不断发展，热能控制过程中应用了很多的先进技术，全自动控制转换系统已经慢慢实现，利用计算机能够对锅炉进行智能控制，同时，能够提高锅炉的运行精密度，使其在进行燃烧时能够更加的均衡。

燃烧控制技术，锅炉燃烧中产生的能量如果能合理使用，可以帮助电气企业缓解能源紧张的局面。目前锅炉种类很多，使用的燃料也在发生变化，随着技术的进步，可以研究出更加有效的燃料。要实现对燃烧的控制，可以从锅炉的温度和燃烧数值方面进幸予周节二要控制锅炉的温度需要把空气和燃烧结合起来一起调整，这种调整需要控制的因素太多，需要分析各方面的清况。对于空气和燃料的调节需要进行多次试验，才可以保证这种方法有效。还可以根据燃烧清况控制空气和燃料，这种方法的技术要求很高，需要分析的数据也非常多二通过分析收集的数据得出最终的结论，可以保证它的有效性。

3 热能与动力工程的未来发展

从实际清况看，热能与动力工程专业就业前景被看好，工业的发展使其就要前景乐观，从近年就业市场上能够看出，该专业学生处于供不应求的局面，占据主动。目前，中国就业形势严峻，高校毕业生就业压力不被看好，一些理科学生选择热能与动力工程专业，这就足以说明该专业就业前景好。由于热能与动力工程的专业幽虽，从近年的就业市场来看，市场上大量缺乏技术型人才，技术人才待遇较好，在工资、福利等方面均比其他专业高，由于该专业在能源、环保和航空航天等领域应用普遍，因止比扰业不成问题，收入也十分罕见。

4 结语

在研究热能和动力工程时，可以针对他们创新方面存在的问题进行改造，把影响因素控制在一定范围内，不会影响热能和动能的使用还可以对应用热能和动能的设备进行创新。可以根据设备的应用途径和功能进行改造，提高设备利用能源的效率，进而研发出新型能源，缓解当今能源紧张的情况。

【参考文献】

[1]吴江，郑莆燕，任建兴，何平.关于热能与动力工程专业卓越工程师培养的探索与实践[J].中国电力教育，2011，24：3-4.

[2]闫天明.热能与动力工程在锅炉领域的应用分析[J].机电信息，2014，33：41-43.

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关键词：热能与动力工程；科技创新；策略

随着市场化经济的不断发展，创新已经成了社会对各领域的主要要求，同时也成了各领域竞争力提高的关键。对于热能与动力工程而言同样如此，加强科技创新能够使工程整体技术水平得到提高，这对于其功能的发挥以及人民生活质量的提高能够起到十分积极的促进作用。

一、热能与动力工程概述

将热能转化为动能，从环境保护以及资源节约的角度实现动力供给，即所谓的热能与动力工程。根据可持续发展理念的要求，各行业的发展都必须本质环境保护以及资源节约的理念来实现，以此促进人与自然的和谐发展。动能与热力工程与上述理念的要求相符合，因此得到了国家以及全社会的重视。就目前的情况看，热力发电是热能与动力工程的主要代表，除此之外，社会其他行业都与这一工程存在着千丝万缕的联系。如何将热能最大程度的转化为动能是当前社会研究的主要方向，同时也是该工程发展的主要趋势，从长远的角度看，这对于我国环保以及生态问题的解决具有重要价值，同时也能够达到提高产业经济发展速度与合理性的目的。

二、热能与动力工程科技创新的重要性

热能与动力工程科技创新的重要性主要体现在以下方面：

（一）是市场化经济的主要要求

经济全球化的深入使得市场化经济成了我国经济的主要类型，随着市场化经济的发展，各行业开始将综合实力以及竞争力的提高作为了发展中的重点，在当今时代，创新性已经成了人们评价企业实力以及未来发展方向的关键因素，因此，热能与动力工程必须加大力度实施科技创新，这样才能使工程本身在市场中立足。

（二）是工程水平提高的重要保证

加强科技创新能够使热能与动力工程本身的技术水平得到提高，随着而来的便是生产效率的提高以及经济利润的增加，这对于热能与动力工程水平的提高十分有利。除此之外，创新还能够达到竞争力以及对于资源的吸引力，以此为基础，工程规模的扩大必定成为可能，这同样是工程水平提高的主要体现。

三、热能与动力工程科技创新策略

热能与动力工程的科技创新可以从能源转换各环节入手，提出相应的优化措施来实现。

（一）调节节流技术创新

热能与动力工程本身属于环保工程，而调节节流技术的应用同样是生态与环境保护的主要措施，因此，在科技创新过程中，有必要将调节节流技术的创新作为重点。以火电厂为例，其发电过程需要依靠汽轮机来实现，因此，这一设备的工作效率以及技术创新性便成了决定火电厂的能源是否可以得到有效节约的关键因素。如何减少温度的变化对生产的影响是改善汽轮机运行状态的主要措施，而上述措施的实施则与调节节流的实现存在联系。为使调节节流能够有效地实现，将计算机以及自动控制技术应用到汽轮机的运行过程中十分重要，如此，在其运行过程出现突发状况时，自动调节则能够成为可能，这能够有效地保证调节节流的实现。

（二）燃烧方式创新

同样以火电厂为例，作为其火力发电的主要燃料，煤是否能够充分燃烧决定着火电厂的经济效益能否得到最大程度的提高，根据煤种的不同，其质量也有所不同，这会对燃烧的充分程度造成影响，除此之外，对燃烧方式的选择也会影响到燃烧效果。为了使煤能够得到更加充分的燃烧，必须对燃烧方式进行创新。根据不同的煤种，要选择不同的燃烧方式，以提高其合理性，同时不同质量的煤能够得到最大程度的燃烧。另外，燃烧过程中的氧气含量也会影响燃烧效果。对此，加强对氧气含量的优化控制能够起到一定的效果。总的来说，燃烧方式的创新要从不同的角度出发来实现，要综合考虑燃烧过程中面临的种种因素，合理选择燃烧方式，以使其能够更加符合火电厂锅炉的燃烧特点与需求，最终达到提高燃烧效率以及充分程度的目的。上述措施的实施不仅能够使煤资源得到有效的节约，同时也能够减少火电厂的运行成本，从使其经济效益得到提高。

（三）湿气损失的减少汽轮机

在工作过程中会出现蒸汽膨胀，这是到这湿气损失问题存在的主要原因。无论从理论或实际的角度看，湿气损失问题都无法被完全解决或避免，只能通过一定手段，使其得到最大程度的减少，进而使火电厂的成本得到控制。为达到这一目的，做好技术创新工作十分重要，轴流动式汽轮机的应用是减少湿气损失的关键手段，而这一类型的汽轮机的运行原理则以热能与动力工程为主。由此可见，在火电厂中引入这一类型的汽轮机不仅能够达到减少湿气损失的目的，同时还能够使火电厂的运行更加符合环境保护与资源节约的要求，这是与可持续发展理念相适应的一种措施，对于热能与动力工程整体科技水平的提高能够起到较大的促进作用。

四、结语

热能与动力工程是基于可持续发展理念而提出的一项工程，以火电厂为主要代表，这一工程技术水平的提升对于各领域环保水平的提高以及资源的实现意义重大。调节节流技术创新、燃烧方式创新与湿气损失的减少是以火电厂为主的热能与动力工程科技创新的关键内容，对此，必须将上述技术的提升作为重点加以重视，以使工程的整体发展水平能够得到有效提升。

参考文献：

[1]张红光,马国远,刘忠宝,吴斌,叶芳,郭航.注重培养创新精神的热能与动力工程实验教学示范中心建设[J].实验技术与管理,2011,03:11-14+19.

[2]宋文武,符杰,李庆刚,王桃.关于构建“热能与动力工程”大专业多方向课程体系的思考——基于培养复合型应用人才的视角[J].高等教育研究(成都),2011,04:44-48+71.

[3]张璟,吴小华,李爱琴,俞接成,邹玉.热能与动力工程专业实验教学方式改革探讨[J].中国电力教育,2013,20:90-91.

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关键词：专业综合改革;实践教学;热能与动力工程;理论研究

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0042-02

近些年来，教育部针对教学质量工程建设，开展了系列的质量工程项目，如精品课程、教学团队、国家精品资源共享课程、特色专业以及“卓越工程师”计划等等。教育部在2012年1月批准了53个高校180个专业实施新的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”建设项目――高校实施专业综合改革试点项目。主要目的是推进高校教育教学改革，提高教育教学质量，结合学校办学定位及学科特色，明确专业培养目标和建设重点，优化人才培养方案，通过自主设计建设方案，推进培养模式、教学团队、课程教材、教学方式、教学管理等专业发展重要环节的综合改革，促进人才培养水平的整体提升，形成一批特色更加鲜明的专业点。

专业综合改革是为了适应社会经济的发展和区域经济发展以及行业需求为导向，建立一个适应自身办学特色的专业培养模式，该培养模式要求实际操作性强，而且能达到与企业对接，培养合适的专业人才。近年来，一些不同的高等学校或专业从自身建设出发分析专业综合改革的特点。[1-4]郭晓丽[5]以教学管理角度，从打造优良师资、强化制度建设、深化教学改革、加强档案建设四方面进行了论述对专业综合改革的思考。邵霞等[6]以江苏大学工程热物理专业为例介绍了该专业的专业综合改革做法。下面以郑州轻工业学院（以下简称“我校”）能源与动力工程专业（制冷与低温工程方向）在实施省级专业综合改革项目中具体操作方法为对象，从人才培养模式、师资队伍建设、实践和创新教学和毕业设计等方面进行阐述专业综合改革的必要性与可行性，以期对类似的专业综合改革提供一些建设思路。

一、人才培养模式改革与实践

人才培养模式作为教育教学改革的核心问题，是人才培养的顶层设计，是办学指导思想和教育目标的具体体现，也是专业综合改革所提出来建立面向地区发展的人才培养模式，突出区域发展特点，建立特色鲜明的人才培养模式。河南省是制冷产业的大省，有较多的中小型企业，目前有开封空分集团、格力电器（河南）有限公司、郑州科林车用空调有限公司、三力制冷设备实业有限公司、河南冬宫制冷工程有限公司、郑州中南科莱空调设备有限公司以及在商丘市民权制冷产业聚集区等一批制冷相关企业，同时河南也是冷冻食品的大省，有三全、双汇、思念等知名企业。我校能源与动力工程专业是河南省较早的本科专业，是国家级特色专业和国家级“卓越工程师计划”试点专业，有几十年的发展过程，坚持办学特色，服务地方经济。通过长期的建设，我校与省内相关企业、产业建立了良好的产学研合作关系，并在相关企业建立了产学研合作基地和本科生教学实习、实践基地等，每年我校能源与动力工程专业的本科生在这些企业进行生产见习、实习、毕业设计等培养。根据这些特点，我校能源与动力工程专业建立了如图1所示的培养模式。

针对刚入校的学生，在低年级主要学习基本的理论知识和专业技能，培养专业兴趣，夯实专业基础。这一培养环节基本以理论课程讲授为主，专业技能的培养也基本由教师承担。针对中高年级学生，专业课将由教师和工程师共同指导和讲授，工程师从学院签约的共建单位引进，毕业设计的题目主要从企业实际需求出发，按照教学过程安排设计时间和设计环节，达到学习和锻炼的目的。这样一方面能够按照教学要求完成相应的课程内容和理论讲授，另一方面又可以让学生在课堂教学的同时感受到实际项目的特点和适应的过程。

二、师资队伍建设

郑州轻工业学院作为教学型院校，主要是培养本科层次应用型人才。应用型人才的培养需要一批即懂专业又要懂企业产品生产、制造、设计及研发的师资队伍，因此我校于2012年出台了《郑州轻工业学院关于加强高水平工程教育师资队伍建设的若干意见》，建设目标是建设一支工程实践能力强，教学经验丰富，集教学、科研和工程开发应用为一体的专业师资队伍。各工科专业教师应具备一定年限的工程实践经历，其中部分教师应具备一定年限的企业工作经历，到2015年，各工科专业教师到企业工程岗位工作一年以上的比例达到50%以上。根据学校的总体安排，结合专业实际情况，我校能源与动力工程专业是国家级特色专业和国家级“卓越工程师计划”试点专业，学校在人才引进方面给预予了很多政策，因此要求具有博士学历的教师要去企业从事半年以上的研究开发工作或与企业合作进行产学研开发，有条件的也可以去企业进行博士后研究;同时引进在企业工作过的具有高学历人才充实专业教师队伍。近两年分别从开封空分集团和新飞电器引进高层人才2名，1名博士去广东志高空调有限公司从事博士后研究并已出站。另外有5名教师分别与郑州科林车用空调有限公司、广东中宇集团、郑州长城科工贸有限公司等企业从事产学研合作项目的研究与开发工作。通过近五年的建设，该专业的教师大部分具有从事企业产品研究开发能力，提升了专业教师的工程素养。

教师的主要职责是教书育人，近些年引进的人才都具有博士学位，知识面及水平都很高，但是如何上好一门课，做一个合格的教师，需要进一步的培养。能源与动力工程专业作为国家级特色专业，充分发挥具有丰富教学经验的老师的带头作用，对青年教师做好教学环节的培训工作。我校青年教师的培养分为4个阶段：一是入职培训。主要是由人事处组织一批学校教学名师对每年入职的青年教师进行教学集中培训。二是助课。第一学年青年教师必需助课1～2门次。三是教研室试讲。由教研室主任组织教学经验丰富的教师组成评委对其教学进行试讲，并进行点评，检查教案。四是二级学院试讲。由二级学院组织对学院的青年教师的讲课进行试讲。通过考核才能独立进行教学。在教学过程中，二级学院近五年入职的青年教师参加由二级学院组织的青年教师教学技能竞赛，并推优参加学校的教学技能竞赛。同时学校每年至少组织近五年入职的教师参加由学校定期组织的教育教学方法的培训、精品课程的师资培训等一些培训会，提升老师的教育教学水平。通过近些年来的学校、学院以及教学团队负责人的精心培养与组织，能源与动力工程教学团队2013年获得河南省优秀教学团队。

三、实践和创新教学环节

实践教学是地方工科院校人才培养中至关重要的环节，也是地方工科院校教育教学改革的着力点和重点，更要突出实践教学体系在人才培养过程中的重要性。能源与动力工程专业分别与格力电器（河南）有限公司、郑州科林车用空调有限公司、三力制冷设备实业有限公司、河南冬宫制冷工程有限公司、郑州中南科莱空调设备有限公司、郑州长城科工贸有限公司、山东小鸭零售设备有限公司、郑州凯雪冷气设备有限公司等省内外企业建立了学生实习基地，承担本科生的认知实习、生产实习和暑假实习等。安排高年级学生到生产单位进行实践，在生产第一线亲身体会工程师的工作。在这一环节，学生的学习以企业单位为主体，学校则作为配角协助企业完成对学生工程实践能力的培养。同时近几年投入近500万元，按国家标准建成了焓差实验室、压缩机综合测试实验室、换热器综合测试实验室、冷冻冷藏设备等实验室，作为本科生的实验、实训实验室。

同时在广泛建立本科生实践基地的同时，以大学生创新性实验和学科竞赛为载体，完善实践教学体系，从而确保人才培养质量的提高。近些年积级地组织学生参加各类创新大奖赛，每年学生承担的国家级、省级和校级创新实践、实训和创业类项目10余项。组织本科生参加全国节能减排大赛、机械创新大赛、河南省国家大家科技园怀科技创新大赛等，获得奖励多项。通过大赛锻炼学生的动力能力、创新能力和运用所学知识解决问题的能力。

四、毕业设计（论文）环节

毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计，能使学生综合应用所学的专业基础理论知识和专业知识，从事该专业的相关产品的设计与开发或利用所学知识从事专业相关的研究。我校能源与动力工程类本科生主要是企业相关产品的设计与开发，部分考入研究生的同学可选做毕业论文。[7，8]毕业设计的指导老师为：学校的教师或企业的高级工程师。毕业设计的题目主要是制冷设备的设计，如：制冷机组的设计、小型制冷产品的设计等。在企业从事毕业设计的同学，由企业导师与学校导师共同指导，以企业导师为主。实践表明，校企结合的毕业设计模式，充分利用企业资源，这种方式尤其适合于工科专业的学生，因此很受学生欢迎，激发了学生的学习兴趣，培养了学生解决实际问题的能力。

五、结论

专业综合改革试点是教育部正积极推进的一项教育改革工程。我校结合中原经济区建设的实际需求为出发点，以我校的实际情况，突出办学特色，结合我校能源与动力工程专业人才培养模式、师资队伍建设、实践和创新教学和毕业设计具体做法，强化专业特色，增加实践教学环节的内容和方式，以培养高素质工程技术人才为目标，开展了专业综合改革的探索和实践，提升专业教师的工程背景和增强校企结合的人才培养模式，提升学生的动手能力和解决实际问题的能力，从而培养出真正的“厚基础、宽口径、强能力、高素质的创新性人才”。

参考文献：

[1]韦钢，应敏华，赵玲，等.电力系统及其自动化专业综合改革探索[J].高等工程教育研究，2001，（1）：15-17.

[2]朱长江，何穗，徐章韬.数学与应用数学专业综合改革目标、方案与实施[J].中国大学教学，2013，（2）：30-33.

[3]方波，白政民，张元敏.应用型本科电气工程及其自动化专业综合改革探索――以许昌学院为例[J].中国成人教育，2013，（14）：150-152.

[4]刘全忠，王洪杰.能源与动力工程专业卓越工程师培养模式研究与实践[J].黑龙江教育学院学报，2013，32（12）：40-42.

[5]郭晓丽.高等学校“专业综合改革试点”教学管理问题研究[J].中国电力教育，2012，（32）：38-39.

[6]邵霞，潘剑锋，唐爱坤，等.突出能力培养的工程热物理专业综合改革[J].中国电力教育，2012，（23）：38，51.

篇6

关键词：可再生能源；专业基础课；提高教学质量

作者简介：徐谦（1981-），男，江苏苏州人，江苏大学能源与动力工程学院，讲师；张红（1979-），女，江苏沭阳人，江苏大学能源与动力工程学院，讲师。（江苏 镇江 212013）

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

中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0097-02

一、开设“可再生能源概论”课程的背景

能源短缺与环境污染是21世纪人类面临的两大基本问题。自工业革命以来的大规模化石能源资源消耗和生态环境恶化，导致人类社会的可持续发展受到严重的威胁。对于中国这样以煤为主要能源的国家，随着经济社会的不断发展和对能源需求的不断增长，这些问题显得尤为突出。发展可再生能源是解决这些问题的主要途径之一。可再生能源如太阳能、风能、地热能、生物质能等，具有清洁、低碳、可持续利用等优势，正越来越受到重视。在国家层面上，我国在相关政策中都增加了可再生能源的元素，可再生能源产业的发展也受到国家的高度关注。但是，和发达国家相比我国的可再生能源产业起步较晚，总体发展程度不高。在我国可再生能源产业发展过程中的一大限制因素是缺少成熟先进的可再生能源技术。我国主要的可再生能源设备完全依赖于进口，可再生能源领域的科技创新能力明显不足。培养可再生能源相关内容的专业型和复合型人才是一个关键的突破口。为此，江苏大学从2006年起为热能与动力工程专业的本科生开设了“可再生能源概论”课程并收到了良好的效果。学生在开阔视野、了解基础知识的同时也提升了深入学习的兴趣。为了进一步顺应时展和社会需求，2010年7月经教育部批准，浙江大学、西安交通大学、华北电力大学、江苏大学等11所高校首次设立了新能源科学与工程专业。在该专业的本科生培养方案中，“可再生能源概论”是一门重要的专业基础课。

二、“可再生能源概论”课程的特点

“可再生能源概论”是新能源专业的专业基础课，也是热能与动力工程专业（自2012年起教育部调整为能源与动力工程专业）的专业选修课。目前已有多本相关的书籍可作为教材备选。[1-4]该课程具有以下特点：

1.内容多，学时少

可再生能源覆盖面较大，课程内容包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能以及新能源与可持续发展。而作为一门先导课，它主要起着引人入门的作用，所以教学时间通常只有32学时。[5]如何在较少的学时内把大量的内容涉及到、连接好，对教学质量有着很大的影响。

2.课程内容发展更新快

可再生能源研究是目前最迫切也是最热门的研究领域，大量的研究成果被国内外的学术期刊广泛而持续地报道出来。这一点反映到课程内容上，几年前还称之为“待解决的问题”到现在可能已经有很好的解决方案。在每次确定课程内容时，需要紧跟学科的发展把这些新的内容包括进去。

3.与后续课程衔接紧密

“可再生能源概论”是一门专业基础课，负责把学生引进本学科的大门。到了专业课学习阶段，学生还要深入地学习“生物质能源转化原理”、“太阳能光伏技术”、“风力发电原理与控制”等课程。本课程与后续课程衔接紧密，在学习本课程时树立起学生的学习兴趣和良好的学习方法对学好后续课程具有重大的影响。

三、提高教学质量的措施

1.精心组织教学内容

在32学时的教学时间内不可能对所有的可再生能源进行全面深入的介绍。笔者结合自身的科研方向，重点对太阳能、燃料电池（其中有与生物质能关联的“直接醇类燃料电池”和与氢能关联的“质子交换膜氢氧燃料电池”）相关内容进行介绍。除了讲述教材上的知识，还加入了目前存在的问题以及最新的科研成果。例如在讲到直接高浓度醇类燃料电池时，笔者就加入自己近两年的科研成果，讲述流场和膜电极结构优化对电池性能的影响。学生反响热烈，对此部分知识的理解得以加深。其余的可再生能源类别则讲述其基本原理，以便与后续的专业课程衔接。

除了上述理论知识之外，在教学过程中加入实验教学也是一个提升质量的有效途径。结合江苏大学能源与动力工程学院自身的特点和实验条件，在教学过程中尝试为学生增加了包括太阳能房和地源热泵等实验内容。以太阳能房为例，作为一种节能减排建筑，左然教授在2005年建立的30m2的太阳能平房具有冬暖夏凉（不依赖于空调或加热器）的特性。覆盖于屋顶的太阳能集热板能调节安放角度与暴露面积，连接到屋内的管道末端装有风机调节气流速度。联系传热学和本课程中关于太阳能知识的介绍，学生可自己动手调节相关参数获得直接的感性认识，结合课后的理性思考，可进一步加深对太阳能利用的掌握。

通过相关实验的演示、观摩和操作，使学生对发展可再生能源和采取节能减排措施所达到的效果有了更直观深入的认识，并对教学内容中所涉及的一些相关内容也有了更深入的理解。

2.教会学生学习的方法

可再生能源领域的发展日新月异，学生不必要也不可能在课上学到所有的知识点。为此，笔者尝试采用了设疑、研讨、引导式的教学方式。一是通过课堂提问让学生参与针对设疑问题解决思路的研讨，扩展学生解决问题的思路，培养学生的创新思维；二是对解决设疑问题的正确思路和有新意的想法给予肯定，对学生的努力当众予以表扬，引导学生利用所学知识积极探索解决问题的新思路，逐步形成并确立独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯；三是充分利用每堂课的最后5分钟，除了总结本次课程的主要内容之外，还给学生设置一些疑问来引导学生预习下一次课的主要内容。

3.增强课堂互动

除了课堂提问之外，笔者还借鉴研究生研讨课的形式与学生形成大量的互动。上课时，学生可随时打断老师的授课就正在讲解的内容进行发问或点评。学生之间也可相互点评。讲到某一处，若有学生对此处内容了解较多，老师就把讲台让出坐在台下，由该生在台上进行讲解。经过数次尝试，学生逐渐适应并喜欢上这种无拘无束的互动，学习的兴趣得到激发，对教学内容也会自发地去找资料扩充及深化。必须要指出的是，笔者的教学班级人数少于50人，这种互动是良性的、可控的；若是授课班级人数过多，则不适用这种互动形式。

4.优化考核方式

考核环节作为教学过程的有机组成部分，对教学质量有重要影响。长期的实践证明，此环节能有效地促进学生复习和巩固所学内容，检查学生对所学知识、方法和技能的理解、掌握及运用情况，既是评定学生学习成绩的有效手段，也是检验教学效果、取得反馈信息、改进和提高教学质量、推进教学改革的主要途径。[6]传统的主要课程考核方式——考试，虽然有其合理性，但是实际上束缚了学生的发散思维，忽视了对学生学习能力和创新能力的考查。对于“可再生能源概论”这样的专业基础课，有必要根据不同的教学内容采用灵活多样的考核方法。笔者采取了平时成绩与期末成绩相结合的方式：平时成绩占总成绩的40%，主要包括平时的考勤、回答教师提问的质量和课上讨论发言的质量；期末考试占60%，避免繁琐的运算与对零碎知识点的机械式记忆，试题以开放的论述题为主，不设标准答案。学生根据对问题的认识和理解进行解答，解答过程中学生可以针对当今能源领域的一些重要或敏感问题提出有参考价值的意见与思考，可充分发挥自身的创新意识。通过这样的考核方式，学生不仅掌握了可再生能源方面的基础知识，而且提高了分析问题、整合资源、文字表达和解决问题的能力。这样的考核方式得到了几届学生的普遍认可。同时，通过这种考核方式，笔者了解到不同学生的不同兴趣所在，从而为第八学期的毕业设计题目设定提供了一定的依据，为教学的连续性和提高毕业设计的质量提供帮助。

四、结语

笔者通过课堂教学的不断摸索，针对“可再生能源概论”课程的特点和“90后”大学生的特性，在提高教学质量方面进行了改革尝试。通过激发学生自学潜力，培养学生的学习兴趣，引导学生养成了独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯，提高了“可再生能源概论”的教学质量和教学效果。然而，“可再生能源概论”的课程教学是一门系统工程，从教学内容的选取到教学主题的把握，从教案的准备到课堂设计，从作业的选取到考核形式的改革，各个环节都会影响教学质量和教学效果，在这些方面，尚有许多值得研究和探讨的空间。另外，本课程与后续专业课程的衔接也是一个值得研究的课题。

参考文献：

[1]左然，施明恒，王希麟.可再生能源概论[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]索伦森.可再生能源的转换、传输与存储[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]S.Singer.Sustainable Energy Sources，Uses and Technologies[M].New York：Webster's Publisher，2011.

[4]保罗·克留格尔.可再生能源开发技术[M].北京：科学出版社，2007.

篇7

关键词：辐射换热；热阻；辐射减弱

中图分类号：TK124 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）30-0040-02

在各种炉膛传热计算模型中，300MW和600MW容量等级的锅炉1973年苏联热力计算标准计算出的炉膛出口烟温与实际值明显偏低，说明该方法过高地估计了炉内传热量。煤粉炉的燃烧空间内，除了高温烟气中的三原子气体参与辐射换热外，弥散在空间的悬浮粒子，如炭黑、炭粒和飞灰等通过对辐射能的吸收、发射和散射参与换热过程。参考文献[6]至参考文献[8]考虑了从火焰中心至水冷壁表面介质的吸收和固体颗粒的散射特性对辐射强度减弱的影响，提出了修正后的炉内辐射传热方程。本文在此基础上，应用辐射换热网络法，分析了辐射空间热阻的变化，绘制了辐射换热网络图。针对HG-220/100型锅炉进行了计算，并分析了介质的吸收和散射作用对辐射换热的影响。

1 考虑辐射强度减弱的炉膛传热计算方法

炉内辐射传热计算方法采用两个平行平板之间的辐射传热公式，把与水冷壁相切的假想平面看作是具有火焰平均温度的火焰辐射表面。这种处理方法，假想火焰平面与受热面（水冷壁平面）之间距离很小，符合光学密度很小的条件。

2 考虑辐射强度减弱的辐射换热网络分析

物体之间的辐射热交换问题和电网络问题相似，物体的黑体辐射力是有源节点，表面的有效辐射是无源节点。参照电学中的克希荷夫定律，列各无源节点的热流平衡方程，即可求解辐射换热问题。辐射换热网络分析法简单直观，小型网络的解可以写成参数形式，适用于零维模型的研究。

4 结语

（1）在辐射换热网络法基础上，引入一个辐射空间热阻，绘制了考虑辐射强度减弱体系的辐射换热网络图，便于零维辐射换热问题的研究。由于辐射空间热阻增大，使得火焰与水冷壁表面单元之间总辐射热阻增大，削弱了火焰与水冷壁表面之间的辐射热交换。

（2）计算结果表明，考虑介质的吸收和散射作用，应用辐射强度沿射线方向减弱的炉膛黑度替代标准中不考虑辐射强度减弱的炉膛黑度时，炉膛出口烟温升高，在炉膛的零维计算模型中，介质的吸收和固体微粒的散射作用不宜忽略。

参考文献

[1] 李伟，王雅勤.关于电站锅炉几种计算标准的研究[J].现代电力，2001，18（1）：8-121.

[2] 邓广发.炉膛出口烟温计算方法的对比研究[J].热力发电，2004，（4）：17-19.

[3] 周克毅，赵震，曹汉鼎.炉膛出口温度计算方法的分析与比较[J].动力工程，1999，19（5）：363-366.

[4] 霍志红，张志学，唐必光，等.电站锅炉炉膛出口烟温算法改进与实现[J].能源工程，2003，（1）：11-14.

[5] 李永兴.电站锅炉炉膛出口烟温计算方法的研究与改进[J].动力工程，1992，（6）：34-39.

[6] 赵伶伶，泰.大容量超临界和超超临界压力锅炉炉膛传热公式[J].热能动力工程，2009，24（3）：355-361.

[7] 泰，赵伶伶.考虑辐射强度沿截面方向减弱的炉内传热公式[J].东南大学学报，2008，38（6）：1004-1010.

[8] 泰.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2009.

[9] Siegel R，Howell J R.Thermal radiation heat transfer[M].2nd edition，Washington，Hemisphere and Mc Graw-Hill，1981.

篇8

【关键词】燃料；燃烧；课程教学；教学效果；教学改革

【基金项目】本文系2013年哈尔滨工程大学教学改革项目“基于创新型人才培养的《燃料与燃烧》教学模式改革研究与实践”（JG2013YB09）的研究成果。

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）18-0057-02

现代社会能源主要来源于化石燃料的燃烧，能源短缺已成为世界各国面临的迫切问题，寻求新型燃料以及研发高效低污染燃烧装置已成为各国面临的重大任务。 “燃料与燃烧”是一门研究化石燃料及其燃烧规律的传统学科，同时又是一门反映最新燃料及燃烧技术，并与之保持同步的新学科。

作为高等院校热能与动力专业方向的重要专业基础课，“燃料与燃烧”以“高等数学”、“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等传统基础课程的知识为基础，由于涉及学科多，应用知识繁复，与其他基础课程相比，具有课程理论难度大、跨度大、知识点多且零散和对数学要求高等特点[1，2]。为此，针对我校热能与动力工程专业人才培养特点和要求，结合多年教学实践经验，对“燃料与燃烧”课程教学内容的制订及教学手段的选择提出自己的建议。

一、课程内容及特点

1.课程内容

“燃料与燃烧”包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃料的着火理论、火焰的传播与稳定理论、预混燃烧理论和扩散燃烧理论等基础理论，液体燃料、固体燃料的燃烧过程及其经典的模型等教学模块；课程主要包含：（1）燃料、（2）燃烧过程的物质平衡与热平衡、（3）化学反应动力学、（4）燃烧系统守恒方程、（5）着火和燃烧界限、（6）预混气的燃烧、（7）层流预混火焰、（8）层流扩散燃烧、（9）气体湍流燃烧、（10）液体燃料的扩散燃烧、（11）固体燃料的燃烧、（12）燃烧污染与防治、（13）船舶动力装置的燃烧等教学内容。

2.课程特点

实际燃烧过程涉及质量、动量和能量的交换和变换，涉及燃料和氧化剂之间的化学反应，具体过程十分复杂。“燃料与燃烧”课程知识点多、理论性强、学科交叉性强。因此，一方面，该课程的学习要求学生很好地掌握前期“大学物理”、“大学化学”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”等专业基础课程的内容；另一方面，该课程的学习又可以促进了学生对上述课程知识点的理解。

“燃料与燃烧”课程理论性强、知识涉及面广，是一门典型的理论和实验相结合的学科。由于燃烧过程的复杂性，截至目前，燃烧科学的研究仍然以实验研究为主。先进诊断技术的不断出现使得燃烧实验获取的数据更加可靠、准确[3]。20世纪以来，着火模型、火焰传播理论、反应流体力学和计算流体力学等的建立使燃烧理论有了长足的发展。并且，随着大型计算机的出现，使得采用数值模拟方法研究燃烧过程已经成为发展趋势[4]，这些都有力地促进了燃烧技术的发展。但这些理论模型对于本科生而言很难理解。这就要求授课老师探索适合本科生知识结构及认知水平的教学内容和教学手段。

二、教学方法

1.教材的选择

“燃料与燃烧”这门课程知识点多、理论性强、概念抽象，如何上好这门课，选择适合的教材是非常重要的环节。好的教材有利于制订合理的教学内容和教学计划，可以有效促进教师的教学和学生的学习。目前市面上发行的教材主要有国外教材的国内翻译版和国内教材两类，比如Kuo. Kenneth K.的《Principles of Combustion》和Turns. S. R.的《An Introduction to Combustion》以及国内顾恒祥编著的《燃料与燃烧》教材和严传俊的《燃烧学》等，这两类教材各有特点。合适的教材应该能够与学生的知识结构及认知能力相适应，与该课程的教学目标相适应[5]。

针对本课程的特点，教材的内容要全要新，应能够较好地反映当前燃烧理论发展水平及技术发展现状。教材内容应当包括燃料、化学热力学、化学动力学、燃烧物理基础、预混燃烧及扩散燃烧、液体及固体燃料的燃烧等。由于是面向本科生的教材，应当内容简单易懂、表述深入浅出、实例丰富直观、结构逻辑清晰，能有效衔接理论分析与工程实例，这样才能提高学生学习兴趣。目前国内出版的《燃料与燃烧》教材要么理论性太强，要么涵盖内容不全面，要么内容深度不够，总之都存在这样或那样的问题。为此，根据我校本科热能与动力工程专业方向学生培养的目标和特点，我校“燃料与燃烧”课程组的老师编写了适合我校学生使用的《燃料与燃烧》教材，该教材系统地阐述了燃烧的基本原理和理论；详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法，详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学，着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧；最后，为及时反映燃烧技术的最新研究进展，增添了新型船舶动力装置所采用的燃烧技术[6]。在教材的编撰过程中，大量引用了我校教师及研究生们的研究成果。教材针对性强、内容新颖，强调了“燃料与燃烧”课程的理论性和工程应用性，培养了学生学以致用、理论联系实际的能力和素养。

2.教学内容设计

“燃料与燃烧”课程教学内容应该具有目标性、实效性、科学性、启发性，为此在其教学内容的设计过程中，应该注意以下几点：

①内容要重点突出。“燃料与燃烧”课程内容包括化学热力学、反应动力学基础、着火理论、火焰传播与稳定理论、液体燃料及固体燃料的燃烧等部分，但在各部分内容的讲解上要有重点。课程中化学热力学和化学动力学基础是整个课程的理论基础，讲解内容包括化学平衡、热化学、化学反应速率、质量作用定律、反应级数、活化分子碰撞理论及链锁反应理论等。其中，化学反应速率、质量作用定律、阿累尼乌斯公式和链锁反应理论可作重点讲解。关于着火理论，授课重点放在闭口系统着火理论模型的建立和结果分析上，并分析燃烧放热量和散热量随温度的变化曲线，确定着火温度与初始温度、物理化学因素和散热强度的关系。对于火焰传播与稳定理论，授课的重点在火焰传播概念、气体的动力燃烧与扩散燃烧及火焰稳定的基本原理与方法的讲解。对于预混燃烧，授课的重点在瑞利公式、郎肯-雨果尼奥公式的推导，以及爆震波、缓燃波的性质，并分析层流火焰的传播速度。对于扩散燃烧和液体燃料的燃烧，重点在伯克-舒曼理论、燃料射流的唯象分析、液体燃料的雾化、蒸发模型及液滴的质量燃烧速率。对于固体燃料的燃烧，碳的燃烧化学反应及碳粒的燃烧速度可作为授课重点。

②理论与实践相结合。“燃料与燃烧”是一门理论性及实践性都很强的学科。课程涉及的相关理论模型比较抽象，不易掌握。因此，该课程的教学内容必须与工程或生活实践紧密结合。在课程教学内容设计过程中必须将理论与具体工程案例或燃烧相关生活案例相结合，以具体案例作为切入点，将复杂抽象的理论概念穿插到生动、具体的案例中进行讲解。对于热能与动力专业的本科生，笔者结合船舶柴油机，利用燃烧学理论讲解燃烧室结构设计、燃油燃烧过程、过量空气系数、着火等这些具体设计方案背后的理论依据，从而强化对燃烧理论的理解；结合汽油机和柴油机，讲解点燃和压燃，讲解不同燃烧方式对汽油机和柴油机的影响，讲解烃类燃料着火点和自燃点的区别；结合家用燃气灶台，讲解燃料的扩散燃烧。通过以上措施，使学生课本理论与实践统一。

3.教学方法设计

①采用启发式教育。在“燃料与燃烧”课程教学过程中从学生的知识结构及认知能力出发，结合具体的教学内容和教学目标，采用提问、讨论和案例分析等多种方式，让学生参与教学过程，激发学生的学习热情，使他们在活跃、开放的教学氛围中理解掌握燃料与燃烧相关的知识点，并逐步掌握应用相关知识点分析解决实际问题的能力和提升团队合作能力。

②多媒体与板书的有机结合。随着计算机技术的发展，多媒体技术已成为课堂教学的重要手段。多媒体教学课件图文并茂、内容丰富、信息量大。就“燃料与燃烧”而言，燃烧过程细节可以被生动地显示出来，危险实验也可被充分地展示出来，使学生能够更加深刻、有效地理解相关燃烧理论和燃烧过程。但是，使用多媒体技术授课，老师讲课速度加快，课程信息量增加，学生课堂紧张度增加，易造成学生的思维跟不上授课速度，影响教学效果。板书比较灵活，便于控制授课节奏，适合于讲解复杂理论模型，教师在授课过程中，可以通过板书引领学生的思维，进行详细的讲解和推导，学生易于理解和融会知识。但是，板书速度慢、效率低。因此，在“燃料与燃烧”课程教学过程中，将多媒体教学与传统板书有机结合，扬长避短，充分发挥各自优势，以达到最佳的教学效果。

③多种考核手段的结合。在教学过程中，采用多样化的考核手段，了解学生对课程知识点的掌握情况，督促学生的学习。平时成绩、课堂提问、课后作业、案例分析、阶段考试和小论文等都可以作为考核手段。但无论采用何种形式的考核手段都应当从激发学生的学习热情、提高学生的学习效果和增加学生对本课程本专业的认识出发。

三、结论

综上所述，“燃料与燃烧”融合了“大学物理”、“工程热力学”、“传热学”、“流体力学”、“气体动力学”和“高等数学”等课程的知识。在教学过程中应点面集合，重点突出，理论联系实际，加强对学生实践能力、团队合作能力和创新能力的培养，不断更新教学内容。同时，作为老师，需要不断学习，及时掌握该课程新的知识点，及时更新教学内容。

参考文献：

[1]邓文义，苏亚欣. “燃烧学”课程建设与探讨[J]. 中国电力教育， 2012（27）：70-71.

[2]苏磊. 燃烧学-教学有感[J]. 中国科教创新导刊，2009（34）：134.

[3]Kuo， Kenneth K. Principles of Combustion

[4]严传俊， 范玮. 燃烧学[M]. 西安： 西北工业大学出版社， 2008.

[5]王保文， 王为术， 高传昌. 电厂热能动力工程专业“燃烧学”教学内容设计[J]. 中国电力教育， 2010， （30）：100-102.

[6]周松，孙凤贤.燃料与燃烧[M]. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2015（即将出版）.

篇9

关键词：可再生能源；发电技术；教学模式；考核

当今人类面临着能源短缺和环境污染的严重挑战，传统的煤、石油、天然气等化石燃料资源的有限性与社会的巨大需求形成了尖锐的矛盾，同时受开采条件和资源枯竭等因素影响，人类将会面临资源危机，而且化石类能源所排出的废气给生态环境带来很大影响，社会影响巨大。因此研究开发无污染的、可持续的可再生能源与能源转换技术成了当前科学和技术发展的重要研究方向，也是工程技术应用中的热点问题，而且已经上升到经济、社会和战略安全的范畴。工科高校担负培养合格的工程技术人员的重任，因此，为了适应科技和社会的发展，满足工程实际对人才的要求，可再生能源发电方面的人才培养已经成为当务之急和重中之重的工作。[1，2]因此在新的能源形势及人才需求下，上海电力学院（以下简称“我校”）在高年级热能与动力工程专业（热力发电方向）开设了“可再生能源发电技术”的课程，让学生在全面掌握常规火力发电的基础上，掌握可再生能源利用基础知识、能源利用形式及其相关技术，了解可再生能源发电的前沿技术，从而扩大学生的知识面，适应社会需求。[3，4]

本文通过分析“可再生能源发电技术”的课程特点和存在的问题，探讨了该课程的教学方法和教学模式的改革，内容包括教学内容、教学方法、考核方式等，从而达到激励学生自主学习的意愿，培养学生勇于创新的精神，孕育学生科学的素养，提高学生分析与解决实际问题的能力，实现学生对“可再生能源发电技术”课程的全面了解。

一、“可再生能源发电技术”课程教学的特点

1.教学内容多学科交叉

“可再生能源发电技术”课程主要包括水力发电、太阳能发电、生物质能发电、风能发电和海洋能发电等内容，课程的主体是分别对上述发电形式进行较为系统的解析，重点介绍各种可再生能源发电技术的基本原理和开发利用的基本方式，以及目前国内外该发电形式利用的现状和最新进展。所有以上内容涉及工程热力学、传热学、流体力学、半导体物理、空气动力学、力学等基础理论和相关知识，因此教学内容涉及领域广、研究对象较多，知识结构复杂多样、学科交叉非常突出、知识点集成度高等特点，这将给讲授带来挑战，即如何将这些知识点，尤其是跨学科的内容传授给学生，并让学生能够较容易地掌握是该课程需要解决的重点问题之一。

2.教学方式亟待改革

由于“可再生能源发电技术”课程的多学科交叉，一般而言，在短时间内掌握非本专业理论知识较困难，因为没有该专业的理论基础知识，经常会很难理解有关知识点，这将严重影响学生的积极性，甚至部分学生会产生抵触情绪。因此，以教师讲授为主的教学方式，学生没有参与进来，不能充分调动学生的积极性，可能导致学生无法理解所讲授的内容；同时该教学方式忽略了学生的创新能力培养。因此如何将教师的“教”转化为学生的“学”，将多学科交叉课程的课堂组织好是该课程教学需要解决的问题之一。

二、教学内容的设计

可再生能源发电技术的研究属于当今研究的前沿问题。随着科学技术的快速发展，新技术、新方法和新工艺等不断涌现，教学内容需要与时俱进，不断更新，现有的教材显然不能很快地响应这样的变化，以教材为教学内容难以满足教学要求。在笔者的教学实践中，教学内容上通过参考权威书籍、资料和自身的研究成果，同时对国内外期刊文章、学术专著及网络平台知识进行学习，掌握当前研究的动向，并整合所有材料作为课堂教学内容及课外拓展阅读资料。广泛获取信息，动态更新与拓展教学内容，把握最新的专业前沿，有助于引导学生去探索新知识，培养创新精神。另一方面，由于课程涉及多学科的交叉，在有些学科领域上，学生缺乏知识储备，课堂教学较难获取有效的效果，因此，摒弃一些晦涩难懂的理论知识是非常必要的。[5，6]以太阳能热发电为例，太阳能热发电涉及流体力学、传热学、自动控制等多学科，当整合最新的科技发展成果作为案例讲解时，主要向学生阐述太阳能热发电的基本原理、关键技术、发展趋势及政策激励等，让学生充分接触各种知识，拓宽视野，了解科技前沿的最新动态，目的是给学生专业素养的形成提供一个有利、有效的平台。课程内容应深入浅出、科普性与前沿性并重，当学生的兴趣被调动起来后，再进行该学科的基本理论的讲授或学生自学就非常容易切入，这样就可达到较为理想的教学效果。

三、新型的教学模式

根据“可再生能源发电技术”课程的特点，本文提出新型教学模式的设计，使得教师成为课堂的组织者，通过设定教学内容，明确教学任务，课堂教学以学生为本，体现学生的认知主体作用，使学生在学习过程进行积极思考，自主学习，从而在培养学生的创新能力和增强其科学素养等方面发挥作用。

1.专题讲授

可再生能源利用形式多样，涉及本学科各个分支学科，具有多学科交叉与耦合的特点。为了避免各分支学科相互之间影响导致学生难以理解的问题，提出采用专题讲座的授课形式，集中时间讲授某一类型的可再生能源发电形式。此外，争取请相关领域的专家或工程技术人员每学期做1～2次课堂报告，将工程中碰到的问题简化并整合成案例，在教学中根据需要选择案例进行剖析，激发学生的学习兴趣，强化学生的工程实践意识。

2.互动教学

在教学过程中，教师做几次完整的典型研究报告，包括几种可再生能源的发电原理、设备组成、科研前沿等，目的是让学生掌握宏观现状背景和如何从微观把握问题与分析问题；引导学生充分利用图书馆资源，掌握归纳分析的方法；指导学生进行撰写科技或科普论文，提高学生的科学素养，在此基础上安排学生参与课堂中来。具体做法是学生以小组为单位，各小组自主选择相关研讨课题，通过查阅文献和小组研讨，形成专题研究报告，并由小组成员在课堂进行汇报，根据其汇报内容，接受老师和同学的提问，并进行解答，教师及时进行指导并对其评分。形成教师指导，学生主讲，教师与学生，学生与学生互动讨论的方法，教学实践表明，该方法大大提高了学生的主动性。学生经历查阅文献、分析问题、报告写作和报告陈述的全过程，显著增强了创新能力、科研精神和团队合作意识。利用对多个相关课题的讨论，学生对可再生能源特点、可再生能源发电的前沿技术等有了更深入的认识。

3.虚实结合

在学科平台及自建教学平台的基础上，通过实物参观、模型演示，多媒体教学等虚实结合、多位一体的教学模式，提高学生的感性认识。

（1）可再生能源发电技术模型的利用。热能与动力工程专业的学生以往大部分接触的是火力发电方面的知识内容，对可再生能源发电技术认知较少，特别缺乏针对可再生能源发电原理和发电设备等进行系统的学习，如果直接进行理论的学习，学生会感到很枯燥，对一些基础理论知识和发电设备结构很难理解。为了提高学生的感性认识，笔者所在课程组建立了可再生能源发电技术教学平台。在学习课程的理论知识之前，学生首先了解小型模型的实物结构，内部构成，基本组成和基本原理，使得学生具有整体的感性认识，然后再学习本课程，同时结合模型进行讲解。

（2）健全的多媒体素材。“可再生能源发电技术”课程内容较多，课时有限。相比较传统的教学方式，多媒体信息量大，采用灵活的图形、视频和动画等表现形式，能够直观、形象地再现客观事物。笔者在教学实践中采用多种多媒体教学手段。例如：选用《国家地理》节目里的《伟大工程巡礼——太阳引擎》视频作为太阳能热发电原理及形式的教学内容，直观地介绍了槽式、塔式、菲涅尔等形式的太阳能热发电原理，以及聚光器的制造工艺等。选用GE的水轮机设备，采用Flash方式制作水力发电中反击式水轮机设备的教学内容，直观且易于理解。通过多媒体的应用，展示现场实际设备，简化教学中的难点，增加了课程的信息量。

四、小组式考核方式

“可再生能源发电技术”作为高年级的课程，课时有限，知识点多，内容模块化强，科普性和专业性并存，采用常规的卷面考试方式难以准确考核。笔者在该课程教学实践中，进行了小组式考核机制的尝试，即以小组为单位，制作课程学习的整体报告，选派一名代表在课堂上进行答辩，汇报内容结束后，其他组成员和教师针对报告内容进行提问，组内成员均可就相关问题进行回答。其他组同学根据该小组的汇报情况进行打分，打分表如表1所示。除此以外，在考核中增加动态考核，每个小组选出组内最佳贡献成员，给予动态加分；同时为了增加考核上互动，鼓励学生思考问题，对于提问积极的学生在成绩上给予加分。该考核方式，对课程的教学实行了动态的考查与过程管理，实现了以考核促学习，有效地调动了学生学习的积极性，推进学生协作能力培养，增强了“教师与学生”、“学生与学生”的互动，提高较整体的教学效果。

表1 考核打分表

小组名称 选题创新性（共20分） 查阅文献情况（共20分） 分析问题能力（共20分） 报告质量 （共20分） 表达能力 （共20分） 总分

（100分）

五、结语

随着可再生能源发电技术的发展，“可再生能源发电技术”已经成为热能与动力工程专业学科重要的专业课程。本课程具有典型的多学科交叉的特点，同时该领域的研究成果日新月异，因此无论是在教学内容还是在教学方法都需要进行改革和创新。本文通过紧跟前沿的研究热点，设计深入浅出的教学内容；采取以学生为主体，通过引入工程案例，专题研究与课堂讨论等模式，并辅以教学模型与多媒体动画演示等多种灵活多样教学手段的改革，让学生在了解可再生能源发电技术的理论知识的基础上，培养了学生挖掘问题，解决问题，理论与实践相结合的能力，锻炼了学生查阅文献和团队协作的技能，提高了学生的科研素养与工程实践本领。

参考文献：

[1]孙欣，黄永红.“新能源发电技术”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2012，（35）：95-96.

[2]刘忠，邹淑云.专业选修课《新能源发电技术》的教学研究与实践[J].科技情报开发与经济，2010，20（1）：185-186.

[3]张力，杨仲卿，郑泓.“能源、环境与社会”全校性新生研讨课教学模式探讨[J].中国电力教育，2012，（24）：54-55，69.

[4]余霞，夏菁.关于高校本科专业选修课的若干思考[J].中国电力教育，2012，（32）：72-73.

篇10

【关键词】新能源科学与工程；多学科；培养方案

【Abstract】New energy science and engineering is a typical multi subject cross specialty and has already become an emerging industries which our nation prefers to develop. Based on the analysis of the current situation of the new energy profession， this paper proposes a distinctive training program for new energy science and engineering， combing with our own advantages.

【Key words】New energy science and Engineering； Multi discipline； Training program

随着社会经济的发展，传统能源产业已经成为制约当今社会经济发展的关键因素，新能源产业的发展必然是未来中国可持续发展的趋势。然而与发达国家相比，我国的新能源产业化发展起步相对较晚，技术也较为落后，总体产业化程度不高，且新能源领域的科技创新能力明显不足。特别是我国高校新能源专业人才培养方案尚处于摸索阶段[1-3]。

目前，国内大部分高校的新能源科学与工程专业都是以能源与动力工程专业为基础，再开设几门与新能源领域相关的课程，并没有从根本上解决培养方案的问题，因此，在课程体系设置、专业素质培养、本科生就业等方面存在不少问题。例如：（1）专业特色不明确；（2）专业基础课程与专业课程脱节；（3）实践教学和创新教学的形式化[4-5]。因此，本文针对目前各高校在新能源科学与工程专业人才模式培养中存在的主要问题，提出了具有特色的新能源科学与工程专业培养方案。

1 一体化人才培养

本校新能源科学与工程专业的课程体系由四个主要模块组成：通识课程71学分（人文社科课程和公共基础课程）、学科课程58学分（学科基础课程、专业核心课程和专业选修课课程）、集中实践教学38学分（毕业设计、课程设计、项目设计、电工实习、金工实习、生产实习、课外实践教学等）和素质、创新、创业教育16学分。在本课程体系中，一方面开设了本专业的基础技术知识课程，让学生能够掌握与新能源体系设计、开发和测试相关的知识，另一方面开设了能源管理等方面的课程，最终培养的学生能够熟悉规划-设计-制造-运营-管理环节中关键的技术和方式，使得他们能更好的适应社会的需求。

2 供求关系引导特色学科

目前，各高校根据自身专业设置的特点和学科发展的优势，制定了稍有不同的新能源科学与工程专业人才的培养方案，如华北电力大学新能源科学与工程专业以生物质能、太阳能和风能三个专业为主；江苏大学的新能源科学与工程专业则围绕风能发展相关课程，实行单方向发展模式。本专业由于是新组建专业，暂时还未形成特色学科，因此，在专业核心课程设置时，以全面介绍新能源的动力系统、新能源的利用、新能源的储存和节能方式为目的，未涉及具体的特色方向，同时，河南省是以农业产品为主，结合目前太阳能热泵技术的大力推进，因此，在设置专业选修课程时，主要以热泵技术、太阳能制冷和冷热源工程为主导。在以后的实践过程中，发展出自身特色后，再利用选修课色学科对专业核心课程进行替换，从而形成“从发展中找特色”的人才培养方式。

3 “1+1”就业模式

新能源科学与工程专业属于新生学科，该方向毕业的学生较少，在能源行业中并未站稳脚步，在考虑学生就业问题时，一方面要以新能源学科为基础，开设新能源就业较好的课程，另一方面，也要重视我们现状，新能源比重小于20%，目前仍然以传统能源为主，因此，也开设了传统能源的节能技术课程，从而形成新能源利用和传统能源升级改造并行的“1+1”就业模式。

4 “分层次”创新教学

高校的教学模式必须具有连贯性，才能保证教学的质量。因此，本专业在设置相关软件学习课程时，尝试性地在大学一年级开设程序设计技术（C语言），大学二年级开设工程软件基础，让学生掌握工程软件基本知识，大学三年级时开设工程软件应用技术，让学生能熟练的利用三维软件进行实物绘制，在大学四年级的素质教育时，开设CAD-CFD综合应用创新教育课，更进一步让学生掌握模型的网格划分和传热与流动方面的简单编程计算。在上述的课程学习中，既保证的课程学习的连贯性，也形成了“分层次”创新教学的发展模式。

5 结语

新能源领域的发展，关键在于人才的培养。由于新能源科学与工程专业涉及物理学、化学、传热学、材料科学、管理学等学科，是一个典型的多学科交叉的新兴专业。因此，其培养方式和课程设置必须紧跟新能源科学技术的发展步伐，与时俱进。在贯彻厚基础、宽方向、重实践原则的基础上，积极培养具有扎实的自然科学基础、人文社会科学基础和专业知识，能够承担新能源工程的设计、运行管理、技术开发、科学技术教育与教学等工作，富有社会责任感，具有创新精神、实践能力和竞争力的高级专门人才。

【参考文献】

[1]冯大千，刘国良，范大和，等.浅谈《新能源概论》课程教学实践[J].科技视界， 2016（19）：157-157.

[2]张宏丽，王存旭，郭瑞.美国俄勒冈州技术学院新能源专业人才培养的启示[J]. 当代教育理论与实践，2015（12）：103-105.

[3]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，2015（3）：61-62.