時間:2022-08-12 09:14:07
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇動力工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
1.熱能與動力工程存在的問題分析
早在商周時期,我們國家就已經(jīng)開始了工業(yè)爐的生產(chǎn)工作,那時主要是通過加熱來提煉銅器。鑄鐵工藝最早出現(xiàn)于春秋戰(zhàn)國時期。與此同時熔煉鑄鐵相關(guān)高爐出現(xiàn)于十八世紀(jì)九十年代,且馬丁于十九世紀(jì)六十年代有機改造同氣體燃料相關(guān)的那些加熱平爐。此時的熱能項目在鍋爐中應(yīng)用中獲取了一些成績,不過還是有不利點。熱能與動力工程中工業(yè)爐的應(yīng)用發(fā)展分析對于工業(yè)生產(chǎn)來講,工業(yè)爐的地位非常關(guān)鍵。在早些時候,工業(yè)爐一般是經(jīng)由燃燒材料的方法來提供熱能。在這種過程中,人們發(fā)現(xiàn)此種方法雖然能夠帶來熱能,但是也會對我們的環(huán)境產(chǎn)生非常惡劣的影響。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)可以通過工業(yè)爐來實現(xiàn)電和熱的有效轉(zhuǎn)化。目前熱能相關(guān)的研究工作在不斷開展,而且鍋爐的管理能力也得到了很大的提升,目前已經(jīng)可以使用電腦控制鍋爐,這就在無形中將能量的利用率顯著的提升了。當(dāng)前鍋爐有兩大類型,分別是推鋼型的和步進(jìn)型。這兩者的差別是它們的輸送材料方法不一樣。
2.熱能項目中風(fēng)機面對的問題
鍋爐設(shè)計風(fēng)機的目的是為了壓縮并且運輸氣體,也就是說把機械能合理的變化為動能。當(dāng)設(shè)備運行的時候,風(fēng)機能夠?qū)⒂嘘P(guān)的氣體運輸?shù)教囟ǖ脑O(shè)備中,它的功效比較顯著。最近幾年,我們國家的經(jīng)濟和社會獲取了非常顯著的成就,人們對于能源也更為需求,有關(guān)能源生產(chǎn)單位若想在激烈的競爭中獲取發(fā)展,實現(xiàn)效益最大化,就應(yīng)該切實的提升鍋爐的工作總量。正是因為不斷的增加其活動量導(dǎo)致風(fēng)機因為長久的運轉(zhuǎn)而發(fā)生破損,一旦破壞就會影響到設(shè)備的正常運行。所以必須變換風(fēng)機的工作模式。除此之外我們還需要注意一個事項,葉輪本身結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,在其測量溫度的時候外在要素會對它的工作產(chǎn)生一定干擾。對于這個問題當(dāng)前還沒有合理的解決方法。雖然如此,然而值得一提的是為采取熱能與動力工程已研發(fā)出的相關(guān)軟件可從多種方向?qū)︼L(fēng)機葉片燃燒的速度進(jìn)行有效測定,且可對數(shù)值進(jìn)行二維模型的模擬,通過此創(chuàng)建來對網(wǎng)格進(jìn)行有效劃分,之后采取求解器對網(wǎng)格輸出、所需結(jié)果進(jìn)行有效求取,最終獲取較為準(zhǔn)確的一些模擬結(jié)果。
二、熱能與動力工程的廣泛運用了所取得的科技創(chuàng)新
1.燃燒控制
對于設(shè)備的燃燒控制來講,其中非常重要的一個部分是怎樣調(diào)節(jié)能量。我們國家的設(shè)備大多數(shù)使用的是人力模式,通過手工將燃料放到爐中,這樣能夠保證運轉(zhuǎn)穩(wěn)定,不過非常的耗費人力。最近幾年大部分的單位都開始使用自動化模式。當(dāng)前的燃燒方式有以下類型:第一是持續(xù)控制體系,它是由控制器和有關(guān)分析部件組合得到的,利用熱電來測定數(shù)值,進(jìn)而使用電腦分析存在的偏差數(shù)值,只有這種方法可以確保結(jié)果是精確的,進(jìn)而對設(shè)備燃燒合理控制。通過不斷的實踐我們發(fā)現(xiàn)上述這種設(shè)備在開工時存在一定的偏差,所以需要進(jìn)行合理的研究以此來保證數(shù)值的精確性。交叉式燃燒控制系統(tǒng)。鍋爐由燃燒的控制器、燒嘴、流量閥、熱電偶等相關(guān)部分構(gòu)成,其對所需測量的溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)換是經(jīng)過溫度進(jìn)行計算測量,分析設(shè)備能否和設(shè)定好的數(shù)值保持一致,進(jìn)而起到控制燃燒的意義。這種燃燒方法的優(yōu)點非常多,不但能夠節(jié)省零件,還能夠更為精準(zhǔn)的控制溫度,所以在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)中被大范圍的應(yīng)用。
2.仿真類鍋爐風(fēng)機的翼型
關(guān)鍵詞:特色專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng)方案優(yōu)化;專業(yè)實踐性教學(xué);改革與實踐;特色
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)06-0262-02
“熱能與動力工程”專業(yè)在1998年教育部專業(yè)調(diào)整前包含了水力機械及工程、水利水電動力工程、熱能工程、熱電廠工程、熱力發(fā)動機、化工過程機械、制冷與低溫技術(shù)、能源工程等多個學(xué)科專業(yè)方向的大專業(yè),是我國高等教育工科門類中的一個重要專業(yè),長期以來為我國的經(jīng)濟建設(shè)特別是能源工業(yè)培養(yǎng)了大量的熱能動力工程高級人才。我校熱能與動力工程專業(yè)早在上世紀(jì)70年代開始招生和培養(yǎng)“水力機械”本科人才,1986年該專業(yè)開始招生碩士研究生,2003年“熱能與動力工程”被批準(zhǔn)為四川省品牌專業(yè),在2008年被批準(zhǔn)為國家級特色專業(yè)。西華大學(xué)在五十余年的人才培養(yǎng)生涯中始終秉承“求是、明德、卓越”的校訓(xùn),堅持培養(yǎng)“具有高尚的人格素養(yǎng),具有強烈的責(zé)任意識,具有扎實的實際能力,具有奮進(jìn)的改革精神的優(yōu)秀人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。學(xué)校面向西南地區(qū),特別是四川省的水電能源開發(fā),培養(yǎng)“熱能與動力工程”應(yīng)用型人才,經(jīng)過長期的教學(xué)和人才培養(yǎng)方案優(yōu)化與實踐、大量的專業(yè)教學(xué)改革和試點,已基本固化形成了目前具有我校特色的熱能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案,體現(xiàn)了國家級特色專業(yè)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化與特色的培育。
一、特色專業(yè)建設(shè)目標(biāo)與專業(yè)建設(shè)思路
四川是我國能源大省,水力資源十分豐富,是國家重大水電能源建設(shè)基地。大力培養(yǎng)現(xiàn)代水電能源建設(shè)的熱能與動力工程專業(yè)高級專門技術(shù)人才,是大力發(fā)展水電支柱產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)四川水電事業(yè)跨越式發(fā)展、實施“工業(yè)強省”戰(zhàn)略的需要。為了適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展以及四川能源建設(shè)和西部大開發(fā)的形勢,作為省屬綜合性大學(xué),專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)緊密結(jié)合四川省的經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展及學(xué)校的實際情況來確定專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)和發(fā)展思路?!盁崮芘c動力工程”國家級特色專業(yè)建設(shè)的整體目標(biāo)是:秉承“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實踐、適應(yīng)企業(yè)需求”的辦學(xué)思想,堅持以為四川、西部地區(qū)乃至全國的地方經(jīng)濟、科技、社會發(fā)展服務(wù)為宗旨,立足于用新技術(shù)、新思路、新模式等改造和提升專業(yè),培養(yǎng)新世紀(jì)水電能源建設(shè)所需的高級工程技術(shù)和管理人才。力爭把本專業(yè)建設(shè)成為四川省地方高校中有影響力的特色專業(yè),在水電能源建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)達(dá)到省內(nèi)領(lǐng)先、國內(nèi)先進(jìn),形成較明顯的專業(yè)特色和優(yōu)勢。特色專業(yè)建設(shè)思路:以提供四川省“大力發(fā)展水電支柱產(chǎn)業(yè)”人才支持為思路,以實施四川省“工業(yè)強省”戰(zhàn)略為指南,以教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)為根本,建設(shè)一支具有改革創(chuàng)新意識、熱愛熱能與動力工程專業(yè)教學(xué)、理論與生產(chǎn)實踐知識相結(jié)合、教學(xué)經(jīng)驗豐富、師德高尚、既能開展高水平的科學(xué)研究又能從事專業(yè)教學(xué)的教師團(tuán)隊;以課程建設(shè)為基礎(chǔ),以課程教學(xué)改革為動力,以學(xué)科建設(shè)和科學(xué)研究為龍頭,優(yōu)化構(gòu)建熱能與動力工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程體系結(jié)構(gòu);在師資隊伍團(tuán)隊建設(shè)、課程教學(xué)改革的同時,根據(jù)本學(xué)科專業(yè)發(fā)展的新動向和行業(yè)所提出的新要求,更新教學(xué)內(nèi)容,建設(shè)具有本校特色的專業(yè)課程教材;以建設(shè)教育部流體動力機械重點實驗室和四川省流體機械省級重點實驗室為契機,強化實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),積極建設(shè)校內(nèi)外的生產(chǎn)實習(xí)基地,探索并建立學(xué)校和企業(yè)共同參與的學(xué)生實踐能力培養(yǎng)模式、考核評價機制,全面提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量是特色專業(yè)建設(shè)的核心。
二、培養(yǎng)方案的優(yōu)化與應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色的體現(xiàn)
在2010年新一輪人才培養(yǎng)方案調(diào)整前,我們首先在調(diào)研全國類同我校開設(shè)的熱能與動力工程專業(yè)及方向的高校教學(xué)計劃的基礎(chǔ)上,根據(jù)我們自身專業(yè)的辦學(xué)實踐以及國家在西南地區(qū)對“熱能與動力工程專業(yè)”人才的社會需求,結(jié)合學(xué)校新的本科人才培養(yǎng)計劃的調(diào)整,對原有的培養(yǎng)方案進(jìn)行大膽的改革優(yōu)化,將本科人才4年的培養(yǎng)計劃分為五大人才培養(yǎng)模塊,即:人格與素養(yǎng)課程群、表達(dá)與理解課程群、發(fā)展基礎(chǔ)課程群、專業(yè)與服務(wù)課程群、研討與探究課程群,將原來的課程教學(xué)計劃按照這五大模塊進(jìn)行歸類優(yōu)化,并科學(xué)地分配各個模塊的學(xué)分比例,見表1所示。
我校該專業(yè)主要側(cè)重于水輪機、水泵設(shè)計、制造、水電站機電設(shè)備運行維護(hù)與管理人才的培養(yǎng),在人才培養(yǎng)方案中自始至終貫穿水力機械的設(shè)計與制造技術(shù)為主線,注重水力機械及工程、水利水電動力工程兩個專業(yè)方向的課程在人才培養(yǎng)中課程的互選與知識的融合,建立水力機械及工程設(shè)計制造以及水利水電動力工程設(shè)計、運行、維護(hù)與管理合二為一的人才培養(yǎng)體系特色,從機組的選型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)制造、安裝檢修、運行維護(hù)與管理等各個方面理論聯(lián)系實際,同時還注重相關(guān)專業(yè)知識的融合,如水文、地質(zhì)、水工建筑、施工以及電站監(jiān)測等。因此,畢業(yè)的學(xué)生主要集中在水輪機、水泵設(shè)計制造企業(yè)、水電工程設(shè)計院、工程局、各大中小型水電站。在課程內(nèi)容設(shè)置上,著重強化兩個專業(yè)方向的理論教學(xué)與實踐教學(xué)的相輔相成、相互滲透,進(jìn)一步突出對專業(yè)知識綜合運用的能力、系統(tǒng)工程設(shè)計的能力、創(chuàng)新能力與工程實踐能力的培養(yǎng)。其中,理論教學(xué)環(huán)節(jié)的五個課程群中分別設(shè)置了必修、選修課,在專業(yè)與服務(wù)課程群中又分別設(shè)置了核心課程以及各專業(yè)方向的選修課程,兩個專業(yè)方向上的可相互替換課程供學(xué)生選擇,能較好地滿足學(xué)生個性的培養(yǎng)。
三、專業(yè)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)改革實踐與應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色的體現(xiàn)
國家級特色專業(yè)“熱能與動力工程”的主要專業(yè)性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)有:專業(yè)認(rèn)識實習(xí)、專業(yè)課程的實驗、專業(yè)課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等,專業(yè)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)主要是充分利用該專業(yè)較好的校內(nèi)實驗室條件和校外實習(xí)基地,在實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容和實踐教學(xué)模式方面進(jìn)行如下大膽的優(yōu)化改革與實踐。
1.充分利用校內(nèi)資源,建設(shè)專業(yè)校內(nèi)實習(xí)基地,全天候向?qū)W生開放。該專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)好,該專業(yè)所在的學(xué)科是四川省重點學(xué)科,該專業(yè)的實驗室始建于1974年的學(xué)校水力機械實驗室。歷經(jīng)三十余年的發(fā)展和歷史積淀,經(jīng)過幾代人的艱苦創(chuàng)業(yè)和辛勤工作,創(chuàng)立了今天實驗室建設(shè)與發(fā)展的堅實基礎(chǔ),該專業(yè)的水力機械實驗室依托于教育部與四川省共建的流體動力機械實驗室、流體機械及工程四川省重點實驗室、流體機械四川省高校重點實驗室、四川省水電工程示范中心、學(xué)院實驗中心等,擁有較好的教學(xué)科研條件,裝備有大型流體機械試驗臺、B級泵閥試驗臺、多相流動試驗臺、三維PIV測試系統(tǒng)、三維激光多普勒測速及粒子動態(tài)分析儀系統(tǒng)、三維熱線/熱膜風(fēng)速計、高速攝影機、頻譜分析儀系統(tǒng)、水利水電工程仿真系統(tǒng)、智能建筑仿真系統(tǒng)、流體機械虛擬產(chǎn)品開發(fā)平臺、Fluent流動計算分析軟件等國內(nèi)外先進(jìn)水平的教學(xué)和科研設(shè)備,本專業(yè)的學(xué)生可全天候到實驗室開展現(xiàn)場參觀教學(xué)、專業(yè)課程實驗、專業(yè)課程的設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計。專業(yè)實驗室為學(xué)生的校內(nèi)實習(xí)、實踐提供了有力的保障。
2.充分利用校外資源,建設(shè)專業(yè)校外實習(xí)基地群,并聘請校外兼職教師指導(dǎo)生產(chǎn)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計。該專業(yè)充分利用辦學(xué)歷史較長、有較好的校友資源的優(yōu)勢,在校外建立了二十余個專業(yè)實習(xí)基地群,并在實習(xí)基地聘請了一批實踐經(jīng)驗豐富、理論水平較高的本專業(yè)的老大哥或老大姐。如在重慶水輪機廠我們聘請的邱江維副總、高工,宜賓富源水電設(shè)備制造有限公司的趙愛民副總、高工,東電集團(tuán)東風(fēng)電機股份有限公司的胡江鴻總經(jīng)理、高工,東電集團(tuán)東方電機股份有限公司的石清華副總、教授級高工、四川華電瓦屋山水電開發(fā)有限公司的趙勇副總、廠長等等,有了他們的幫助與指導(dǎo)較好地解決了該專業(yè)兩個方向的生產(chǎn)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計。
3.探索將“生產(chǎn)、畢業(yè)實習(xí)”轉(zhuǎn)變成“生產(chǎn)、畢業(yè)實踐”的實習(xí)模式。由于實習(xí)基地單位的生產(chǎn)任務(wù)普遍較重,很多實習(xí)單位均把接待實習(xí)變成了一定形式上的參觀學(xué)習(xí),根本不讓學(xué)生在現(xiàn)場動手。于是,我們利用聘請校外實習(xí)指導(dǎo)教師的辦法,在實習(xí)基地聘請具有專業(yè)技術(shù)特長的專家、具有豐富管理經(jīng)驗的領(lǐng)導(dǎo)作為學(xué)生生產(chǎn)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)教師,成功探索將“生產(chǎn)、畢業(yè)實習(xí)”轉(zhuǎn)變成“生產(chǎn)、畢業(yè)實踐”的實習(xí)模式。同時,校內(nèi)指導(dǎo)教師和校外指導(dǎo)教師相互密切配合,有效提升了校外現(xiàn)場實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。如我們在實習(xí)現(xiàn)場進(jìn)行水泵(葉輪)的木模制作工藝教學(xué)時,就邀請企業(yè)具有豐富木模制作經(jīng)驗的工人師傅為指導(dǎo)教師,現(xiàn)場給同學(xué)們進(jìn)行制作講解,同學(xué)們再自己動手現(xiàn)場制作,通過這一學(xué)習(xí)過程,不僅同學(xué)們掌握了有些書本上根本找不到的技能,而且鍛煉了同學(xué)們的實際動手能力。在水電站的實習(xí)中,如果沒有校外指導(dǎo)教師的現(xiàn)場指導(dǎo),光有校內(nèi)指導(dǎo)教師,同學(xué)們根本就不可能完成水電站機組的開停機操作,以及日常維護(hù)檢修跟班操作等實習(xí)項目。
4.積極倡導(dǎo)學(xué)生參與到教師的科研項目中,教師將科研項目引入到學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計題目中。在熱能與動力工程專業(yè)的學(xué)生中,已基本形成了一股好的學(xué)風(fēng),同學(xué)們積極與專業(yè)課程教師聯(lián)系,積極參與到教師們的科研課題組中去,教師們也非常愿意本科生同學(xué)參與研究工作。如同學(xué)們參與宋文武老師的紅巖子水電站協(xié)聯(lián)關(guān)系曲線的現(xiàn)場測試工作項目,參與符杰、曾永忠老師的水輪機水泵CFD分析計算等課題,近年來學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的題目中,教師的科研真實題目多了,結(jié)合畢業(yè)生就業(yè)需求課題的題目也多了。
5.積極鼓勵本科生與本學(xué)科專業(yè)的研究生共同學(xué)習(xí)。學(xué)院為每一位本專業(yè)的研究生配有研究學(xué)習(xí)室,這些研究室均是開放的,同時也對本專業(yè)的本科生開放,本科生可以進(jìn)研究室與研究生一道共同學(xué)習(xí)。我們還為西華大學(xué)西華學(xué)院的熱能與動力工程專業(yè)的學(xué)生在研究室提供學(xué)習(xí)的地方,直接參與到研究生的科研項目研究中去,共同學(xué)習(xí)與討論。
6.豐富學(xué)生第二課堂,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在豐富學(xué)生第二課堂,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面,我們積極鼓勵學(xué)生參加國家、四川省、學(xué)校的各種科技競賽活動,如大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、“西華杯”、“科技創(chuàng)新月”等競賽,學(xué)院制定了相關(guān)的鼓勵政策,已經(jīng)取得十分可喜的成績。
在熱能與動力工程國家級特色專業(yè)人才培養(yǎng)方案優(yōu)化構(gòu)建和專業(yè)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)改革實踐的過程中,我們首先考慮了國家對熱能與動力工程培養(yǎng)應(yīng)用型人才知識結(jié)構(gòu)的需要,同時在人才培養(yǎng)方案中盡量體現(xiàn)和彰顯我們自身學(xué)科專業(yè)的優(yōu)勢,合理定位該專業(yè)的辦學(xué)目標(biāo)和辦學(xué)思路,力求辦出自身的專業(yè)特色,避免該專業(yè)與其他學(xué)校同樣專業(yè)的同質(zhì)化,有利于我們培養(yǎng)出來的該專業(yè)學(xué)生在激烈的市場競爭中有用武之地,提高社會對該專業(yè)學(xué)生的認(rèn)可度和接收度,實現(xiàn)國家級特色專業(yè)建設(shè)的初衷和出發(fā)點。
參考文獻(xiàn):
[1]余燕,李慶剛.加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探討[D].西華大學(xué)2012教研教改論文集,北京:高等教育出版社,2012.
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關(guān)鍵詞:實踐教學(xué);創(chuàng)新;能源動力工程;改革
作者簡介:代元軍(1978-),男,河南正陽人,新疆工程學(xué)院電力工程系,副教授;孫玉新(1982-),女,吉林蛟河人,新疆工程學(xué)院電力工程系,講師。(新疆 烏魯木齊 830091)
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0102-02
能源是世界發(fā)展的重要資源和動力,能源的科學(xué)開發(fā)和優(yōu)化配置,是當(dāng)今各國現(xiàn)代工業(yè)以及國民經(jīng)濟和社會發(fā)展乃至富民強國的必由之路。新疆有著極為豐富的能源資源。據(jù)統(tǒng)計,新疆的石油、天然氣和煤炭預(yù)測資源量,分別占全國陸地預(yù)測資源量的30%、34%和40%,光、熱、風(fēng)等資源也在全國占有較大份額,這為新疆建設(shè)國家能源戰(zhàn)略基地奠定了堅實的基礎(chǔ)。
在新疆如此豐富的特色資源下,新疆本科院校能源與動力本科專業(yè)如何在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中結(jié)合新疆特色和學(xué)校特色,改革和創(chuàng)新層次分明、知識和能力逐級遞增的實踐教學(xué)體系,是擺在能源與動力工程教育工作者面前的難題。
一、分層次建立能源與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實驗中心
分層次建立能源與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實驗中心,將“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”三門能源與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課程的相關(guān)實驗組合起來,并提出把“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程所涉及的相關(guān)實驗設(shè)置成四個層次的教學(xué)實驗方案。
第一層次實驗:基礎(chǔ)性教學(xué)實驗。主要是指與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系的實驗(驗證性實驗),其中包括實驗方法、實驗技術(shù)的基本訓(xùn)練。例如在“工程流體力學(xué)”課程中設(shè)置了兩個專項實驗:雷諾實驗、伯努利能量方程實驗。在雷諾實驗中,主要讓學(xué)生觀察水流的流態(tài),即層流和紊流現(xiàn)象,然后測定上、下臨界雷諾數(shù),最終使學(xué)生了解流態(tài)與雷諾數(shù)的關(guān)系。在伯努利能量方程實驗中,主要是觀察流體流經(jīng)能量實驗管時的情況,并對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析,從而加深對能量方程的理解,并最終掌握測量流體流速的原理。在“工程熱力學(xué)”課程中,設(shè)置CO2臨界狀態(tài)觀測及P-V-T關(guān)系測定實驗,通過該實驗了解CO2臨界狀態(tài)的觀測方法,增加對臨界狀態(tài)概念的感性認(rèn)識,以及對課堂所講的工質(zhì)熱力狀態(tài)、凝結(jié)、汽化、飽和狀態(tài)等基本概念的理解,掌握CO2的P-V-T關(guān)系的測定方法,學(xué)會用實驗測定實際氣體狀態(tài)變化規(guī)律的方法和技巧。
第二層次實驗:“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”中所涉及主要物理參數(shù)的測試手段和方法的實驗。主要是指溫度、壓力、流量、比熱、流速、傳熱系數(shù)、傳熱溫差及數(shù)據(jù)采集等測試手段和方法的訓(xùn)練。例如在“工程熱力學(xué)”課程中,設(shè)置氣體定壓比熱測定實驗。該實驗讓學(xué)生了解氣體比熱測定裝置的基本原理和構(gòu)思,熟悉本實驗中測溫、測壓、測熱、測流量的方法,掌握由基本數(shù)據(jù)計算出比熱值和求得比熱公式的方法,分析本實驗產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。在“傳熱學(xué)”課程中,設(shè)置綜合傳熱性能實驗。該實驗通過測定不同表面狀態(tài)及氣流條件下管道的綜合傳熱系數(shù),觀察和分析影響傳熱的各種因素,從而對傳熱過程有一個直觀的了解。
第三層次實驗:實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的綜合性實驗。主要是指以實現(xiàn)某一功能為目的,構(gòu)建工程性、設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)想、設(shè)計、解決問題的能力。例如換熱器結(jié)構(gòu)改造的傳熱性能對比測試實驗。該實驗的測試對象為學(xué)生設(shè)計的換熱器外表面不同形狀的肋片,通過實驗測試其傳熱系數(shù),找到最佳的肋片形狀。
第四層次實驗:知識延展性實驗。主要是指通過互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、可視化技術(shù)介紹新知識、新技術(shù)、新發(fā)展,以期延伸和拓展學(xué)生知識視野和相關(guān)專業(yè)知識面。
通過以上四個層次的實驗訓(xùn)練,能夠培養(yǎng)能源與動力工程專業(yè)學(xué)生的流體及熱工實驗的實驗方法、實驗設(shè)計、實驗技術(shù)等實驗?zāi)芰?,為進(jìn)一步開展專業(yè)課學(xué)習(xí)和專業(yè)性實驗打下堅實的基礎(chǔ)。
二、分級建立能源與動力工程專業(yè)實驗基地及教學(xué)實驗中心
1.初級為專業(yè)基本實驗
主要培養(yǎng)學(xué)生掌握能源動力工程領(lǐng)域常用的實驗方法,使用常用儀器、儀表,學(xué)會處理數(shù)據(jù),具有規(guī)范、熟練、準(zhǔn)確的實驗操作技能,重在學(xué)知識、練技能,屬于專業(yè)學(xué)習(xí)中的初級水平。專業(yè)基本實驗主要包括“公差與金屬材料”組建2個實驗臺位,“自動控制原理”組建2個實驗臺位,“熱工過程檢測技術(shù)”組建2個實驗臺位。
2.中級為專業(yè)綜合實驗
以專業(yè)方向課程設(shè)置為主線分別以熱電工程模塊、制冷空調(diào)工程模塊、新能源工程模塊三部分構(gòu)建專業(yè)平臺實驗。
熱電工程模塊包括鍋爐實驗平臺、汽輪機實驗平臺、熱工過程自動化實驗平臺;制冷空調(diào)工程模塊包括制冷原理及設(shè)備實驗平臺、空氣調(diào)節(jié)實驗平臺、供熱工程實驗平臺、食品冷凍冷藏原理與設(shè)備實驗平臺;新能源工程模塊包括風(fēng)能利用與控制技術(shù)實驗平臺、太陽能利用與控制技術(shù)實驗平臺。
3.高級為設(shè)計、創(chuàng)新實驗
在三大專業(yè)方向模塊綜合實驗的基礎(chǔ)上,依據(jù)自主專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計課題,組織大三、大四學(xué)生參加專業(yè)大賽或者參與教師科研項目。教師擬定實驗大綱、提出問題讓學(xué)生自行思考、分析、設(shè)計、優(yōu)選,重在鍛煉科學(xué)思維,發(fā)展創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新的學(xué)習(xí)習(xí)慣。這種設(shè)計創(chuàng)新實驗是基于專業(yè)教學(xué)和科學(xué)研究之間的實驗,主要結(jié)合專業(yè)大賽和畢業(yè)設(shè)計來進(jìn)行。
三、建立能源與動力工程專業(yè)校內(nèi)仿真實習(xí)基地,改革傳統(tǒng)生產(chǎn)實習(xí)模式
生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)是為了加強學(xué)生對所學(xué)專業(yè)理論課程的理解、增強對所學(xué)專業(yè)的感性認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。在這一重要實踐環(huán)節(jié)的實施過程中存在諸多問題,實習(xí)質(zhì)量難以達(dá)到預(yù)期。以能源與動力工程專業(yè)方向之一的熱電工程為例,能源與動力工程專業(yè)學(xué)生在電廠實習(xí)花費較大;電廠企業(yè)出于安全和經(jīng)濟效益的考慮,和學(xué)校很難建立起長期穩(wěn)定的校外實習(xí)基地。由于電廠崗位工作的資質(zhì)要求,實習(xí)學(xué)生不能上崗操作,生產(chǎn)實習(xí)只能是走馬觀花,流于形式,實習(xí)效果得不到保證。
為了解決以上問題,在自治區(qū)煤炭煤電煤化工實訓(xùn)基地建設(shè)工程的不斷推進(jìn)下,新疆工程學(xué)院能源與動力工程專業(yè)將傳統(tǒng)的單純的在電廠企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)模式改為校內(nèi)仿真實習(xí)與校外實習(xí)相結(jié)合,并逐步過渡到以校內(nèi)仿真實習(xí)基地為主的生產(chǎn)實習(xí)模式。能源與動力工程專業(yè)的學(xué)生在新疆工程學(xué)院的300/600MW火電廠仿真實驗室開展與實際電廠 1∶1仿真的運行操作和故障處理的訓(xùn)練。
在仿真實習(xí)中,學(xué)生主要熟悉、掌握鍋爐機組及其主要附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和運行特性;熟悉鍋爐機組各系統(tǒng),如煤粉制備系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、疏水排污系統(tǒng)等的運行方式,運行監(jiān)控系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)概況;熟悉鍋爐機組正常運行中監(jiān)視、調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容(參數(shù))及其調(diào)節(jié)方法,如負(fù)荷、給水、燃燒、汽溫等的調(diào)節(jié)和監(jiān)視;熟悉鍋爐機組起動前的準(zhǔn)備內(nèi)容,起動程序及起動過程中的有關(guān)注意事項;對鍋爐機組的幾種停運方式、停爐程序、停爐后的冷卻和養(yǎng)護(hù)等熟練操作;掌握鍋爐機組的事故預(yù)防和處理方法,學(xué)會分析有關(guān)事故,如給水、汽溫、管子爆破、煤粉爆炸、熄火等,以及事故發(fā)生原因、預(yù)防處理的方法;熟悉考核鍋爐運行的主要經(jīng)濟指標(biāo)。生產(chǎn)實習(xí)模式的改革改進(jìn)了學(xué)生的思維模式,強化了學(xué)生的工程意識,提高了學(xué)生參與實習(xí)的主動性、積極性,強化了學(xué)生的動手能力和綜合能力,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。
四、改進(jìn)能源與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
畢業(yè)設(shè)計是能源與動力工程專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前關(guān)鍵性的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié),是在教師的指導(dǎo)下學(xué)生獨立完成的工程設(shè)計或者論文。通過該綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的鍛煉,復(fù)習(xí)和鞏固本專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,培養(yǎng)學(xué)生對已學(xué)知識和未學(xué)知識的綜合學(xué)習(xí)與運用能力。改進(jìn)能源與動力工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計,對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和適應(yīng)社會要求的能力具有重要意義。
畢業(yè)設(shè)計所涉及的內(nèi)容,專業(yè)課程的任課教師應(yīng)該在授課過程中加強講授和訓(xùn)練,讓學(xué)生盡早掌握畢業(yè)設(shè)計的理論知識。要根據(jù)專業(yè)方向和現(xiàn)有的新技術(shù)和新方法提出貼近生產(chǎn)一線的畢業(yè)設(shè)計題目,并且要保證題目的多樣化,使得學(xué)生能盡量根據(jù)畢業(yè)后的工作方向確定題目,以便畢業(yè)后能夠盡快適應(yīng)工作崗位的專業(yè)要求。在畢業(yè)設(shè)計過程中,應(yīng)該加強檢查指導(dǎo)工作,保證學(xué)生能夠按時按質(zhì)的完成畢業(yè)設(shè)計。嚴(yán)格對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行考核,通過考核評定出不同的等級,表彰設(shè)計過程中的優(yōu)秀學(xué)生,以此來督促和提高學(xué)生做好畢業(yè)設(shè)計工作。
五、結(jié)束語
在新疆經(jīng)濟大發(fā)展的推動下,新疆工程學(xué)院熱能與動力工程教研室通過積極調(diào)研和深入思考,對能源與動力工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革,并在實施過程中加以修訂和調(diào)整,最終取得了較好的效果。
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關(guān)鍵詞:風(fēng)能與動力工程專業(yè);教學(xué)改革;人才培養(yǎng)模式;課程體系設(shè)置
作者簡介:任永峰(1971-),男,山西懷仁人,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院,教授;彭偉(1970-),男,內(nèi)蒙古赤峰人,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院,講師。(內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080)
基金項目:本文系教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃(項目編號:NCET-11-1018)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)教改項目(項目編號:2011073)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)17-0036-02
風(fēng)能與動力工程專業(yè)是近幾年來隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅速發(fā)展而設(shè)置的實踐性強且有地域特色的新專業(yè)。由于該專業(yè)涉及電氣、機械、自動化、空氣動力學(xué)等多學(xué)科,目前國內(nèi)開設(shè)此專業(yè)的高校為數(shù)不多,各高校的辦學(xué)基礎(chǔ)和定位也各不相同,不同學(xué)校制訂的培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃存在差別,需要不斷進(jìn)行探索和實踐。本文在綜合分析國內(nèi)幾所設(shè)置本專業(yè)兄弟院校相關(guān)材料的基礎(chǔ)上,對風(fēng)能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式與課程體系設(shè)置進(jìn)行了細(xì)致深入的分析研究,提出適用于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)風(fēng)能與動力工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式與課程體系設(shè)置方案。
一、國內(nèi)外風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及人才需求
風(fēng)能作為一種清潔、永不枯竭、環(huán)境友好的可替代能源,風(fēng)能資源開發(fā)利用的綜合社會效益較高。風(fēng)力發(fā)電是目前新能源發(fā)電技術(shù)中技術(shù)最成熟、開發(fā)規(guī)模最大、商業(yè)化發(fā)展最好的發(fā)電方式,隨著化石能源的日益短缺,發(fā)展風(fēng)電越來越受到各國的重視,風(fēng)電已成為電力系統(tǒng)增長最快的綠色能源和全球發(fā)展最快的可再生能源。
截止到2011年底,已有100多個國家開始發(fā)展風(fēng)電,累計裝機超過1GW的國家有20個,有五個國家累計裝機容量超過了10GW,4個國家超過了5GW,中國和美國均超過40GW。2011年總裝機容量與新增裝機容量前十位國家見表1。
中國風(fēng)電裝機容量從2006至2009年連續(xù)4年翻倍成長后,2010年底我國風(fēng)電首次超過美國,躍居世界第一,新增裝機容量為1600萬千瓦,累計裝機容量達(dá)到4473萬千瓦。到2011年新增裝機容量分別為1800萬千瓦,累計裝機容量達(dá)到6273萬千瓦。預(yù)計從2012年開始風(fēng)電發(fā)發(fā)展速度進(jìn)入穩(wěn)定增長期。表2是中國歷年新增裝機以及累計裝機容量表。
隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,我國培養(yǎng)出一批世界級的風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè),在世界風(fēng)電設(shè)備企業(yè)十強中我國的華銳風(fēng)電、金風(fēng)科技、東方電氣三家企業(yè)名列其中。雖然中國風(fēng)電從產(chǎn)業(yè)規(guī)模到市場規(guī)模都居于世界前列,但是風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和人才匱乏依然是長期制約我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展、核心競爭力的關(guān)鍵,風(fēng)電從業(yè)人員中掌握裝備制造、變頻器開發(fā)、控制理論應(yīng)用、風(fēng)能資源評估、風(fēng)電場規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)體系檢測認(rèn)證等風(fēng)電領(lǐng)域核心技術(shù)的人才匱乏,掌握風(fēng)電裝備系統(tǒng)設(shè)計、集成技術(shù)、控制系統(tǒng)研發(fā)和設(shè)計的專業(yè)技術(shù)人才不是短時間能夠解決的。我國風(fēng)電人才的培育和儲備也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)風(fēng)電商業(yè)快速發(fā)展的要求。如何應(yīng)對我國風(fēng)能產(chǎn)業(yè)從初期發(fā)展到實現(xiàn)自主創(chuàng)新和消化吸收引進(jìn)技術(shù),這對風(fēng)能行業(yè)人才培養(yǎng)方式和高等教育銜接提出了更高的要求。
二、風(fēng)能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
由于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,高等學(xué)校的專業(yè)設(shè)置顯得相對滯后,導(dǎo)致風(fēng)電相關(guān)技術(shù)人才匱乏,同時這方面的專業(yè)教育資源和專業(yè)的高級人才也相當(dāng)缺乏。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、風(fēng)電領(lǐng)域核心技術(shù)的突破很大程度上依賴我國風(fēng)電本科人才培養(yǎng)。伴隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴大、風(fēng)力機組單機容量的進(jìn)一步增加以及風(fēng)電科技的快速發(fā)展,人才短缺的問題日益凸顯。
風(fēng)電本科教育始于2006年,教育部相繼批準(zhǔn)華北電力大學(xué)、河海大學(xué)、長沙理工大學(xué)、蘭州理工大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)、東北電力大學(xué)和沈陽工業(yè)大學(xué)等少數(shù)高等院校開辦“風(fēng)能與動力工程”本科專業(yè)。國內(nèi)設(shè)置風(fēng)能與動力工程專業(yè)的院校,如蘭州理工大學(xué)主要依托能源與動力工程學(xué)院,華北電力大學(xué)主要依托可再生能源學(xué)院,沈陽工業(yè)大學(xué)主要依托新能源工程學(xué)院,培養(yǎng)計劃偏重于動力機械;專業(yè)設(shè)置側(cè)重于風(fēng)力發(fā)電的只有河海大學(xué),由原電氣工程學(xué)院與水利水電工程學(xué)院部分學(xué)科專業(yè)調(diào)整合并組建了能源與電氣學(xué)院,并設(shè)置了新能源系,但是也成立于2009年,其人才培養(yǎng)和課程體系也屬于摸索階段。目前,設(shè)置本專業(yè)的高校因發(fā)展基礎(chǔ)和辦學(xué)定位等方面的差別,所制定的培養(yǎng)方案也存在一定差別和側(cè)重,對于風(fēng)電這個新興產(chǎn)業(yè)對人才的需求及風(fēng)電人才培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)的、深入的研究。
師資短缺是新辦專業(yè)普遍面臨的問題,之前沒有這方面的人才儲備,也缺乏這方面的專業(yè)教育資源,現(xiàn)有的少數(shù)高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業(yè)相關(guān)科研項目的骨干教師外,一般都對新專業(yè)課程體系缺乏總體掌握,在轉(zhuǎn)行教師中常出現(xiàn)的問題是教學(xué)內(nèi)容組織缺乏面向新專業(yè)的針對性。對于骨干教師應(yīng)注意的問題是科研成果向教學(xué)中的轉(zhuǎn)化問題,將風(fēng)能最新技術(shù)進(jìn)展融入到課堂教學(xué)中。
結(jié)合我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢,從人才現(xiàn)實需求和高等教育銜接的角度立足于內(nèi)蒙古的資源優(yōu)勢、地域特色及畢業(yè)去向,構(gòu)建以風(fēng)能與動力工程專業(yè)為核心,形成創(chuàng)新型、實踐型為主的風(fēng)電人才培養(yǎng)體系,不求規(guī)模的最大化,但求優(yōu)勢和特色的互補。在橫向?qū)Ρ绕渌盒oL(fēng)能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,將培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程實踐能力視為風(fēng)能與動力工程專業(yè)的主要人才培養(yǎng)模式,同時培養(yǎng)學(xué)生具備到邊遠(yuǎn)艱苦地區(qū)工作的身體素質(zhì)和意志品質(zhì)。
三、風(fēng)能與動力工程專業(yè)課程體系設(shè)置規(guī)劃
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個綜合電機制造、空氣動力學(xué)、電力電子、電力系統(tǒng)、先進(jìn)控制理論等多學(xué)科知識的高度交叉的新技術(shù)系統(tǒng)工程,現(xiàn)有風(fēng)能與動力工程專業(yè)的教材缺乏系統(tǒng)性、實用性和時效性,同時復(fù)合型師資和教育資源有所欠缺,各學(xué)科交叉聯(lián)合攻關(guān)研究的學(xué)術(shù)氛圍不濃。在調(diào)研其他院校風(fēng)能與動力工程專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上,本著學(xué)以致用的思想,立足內(nèi)蒙古風(fēng)電大發(fā)展的現(xiàn)實,面向風(fēng)電制造企業(yè)和風(fēng)電場,秉承服務(wù)社會的理念,優(yōu)化整合教學(xué)資源,既要保證理論知識的掌握又要提升學(xué)生實際動手能力,構(gòu)建科學(xué)合理、特色鮮明的以風(fēng)力發(fā)電為主體專業(yè)課程體系。
在完善風(fēng)電人才教育體系的基礎(chǔ)上構(gòu)建了內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)風(fēng)能與動力工程專業(yè)選課指導(dǎo),如圖1所示。
課程體系設(shè)置以綜合素質(zhì)教育為核心,實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)為重點,要求學(xué)生具備較寬廣的電氣學(xué)科工程技術(shù)基礎(chǔ)和風(fēng)能與動力工程領(lǐng)域?qū)I(yè)知識,接受風(fēng)能開發(fā)利用技術(shù)的基本科研和工程訓(xùn)練,具有分析和解決風(fēng)能利用方面問題的基本能力,能把握電機電器、電力系統(tǒng)、電力電子、自動控制與風(fēng)力機械和風(fēng)電場的有機結(jié)合,強化多學(xué)科交叉融合與實際工程應(yīng)用能力的緊密聯(lián)系。其專業(yè)主干課程主要包括:工程力學(xué)、機械制圖、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、自動控制理論、電機學(xué)、電力拖動自動控制系統(tǒng)、風(fēng)力機空氣動力學(xué)、風(fēng)資源測量與評估、風(fēng)電機組控制技術(shù)、風(fēng)電場電氣工程、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真、風(fēng)電機組測試與維護(hù)、太陽能發(fā)電技術(shù)、可再生能源。
風(fēng)能與動力工程專業(yè)作為一個工科專業(yè),要求很強的實踐性,需要配備良好的實驗環(huán)境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關(guān)的教學(xué)實驗設(shè)備,加之風(fēng)電機組的安裝條件等因素,高校雖然擁有良好的育人環(huán)境,但是教學(xué)資源和實踐基地的缺失已經(jīng)嚴(yán)重制約了風(fēng)電人才的培養(yǎng)。目前國內(nèi)只有少數(shù)單位開發(fā)了演示性風(fēng)電實驗裝置。為彌補實驗設(shè)備不足的問題,可以采用建立校企產(chǎn)學(xué)研合作的方式,充分利用地區(qū)優(yōu)勢,與內(nèi)蒙古范圍內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電企業(yè)建立實習(xí)基地。
目前我國正式出版的風(fēng)能技術(shù)書籍不少,但其中能直接用于本科教學(xué)的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類:第一類為技術(shù)培訓(xùn)類教材,理論性和知識的系統(tǒng)性不足;第二類為理論性專著,偏重理論性,有深度,很多內(nèi)容源自作者的學(xué)位論文或技術(shù)報告,部分章節(jié)的難度遠(yuǎn)超本科生的理解能力;第三類是各國風(fēng)電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程,可作為教學(xué)輔助用書,但同樣不適于課堂教學(xué)。由于以上問題,內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)在沒有進(jìn)行專業(yè)師資培訓(xùn)的前提下,教師們通過自身科研和刻苦自學(xué)克服了很多實際困難,采取自編校內(nèi)講義和其他近似參考教材相結(jié)合的方式開出了風(fēng)能與動力工程專業(yè)所有大綱要求的專業(yè)課程,如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真、風(fēng)電機組測試與維護(hù)、無功補償技術(shù)等專業(yè)課程,計劃在經(jīng)過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。
四、結(jié)語
我國風(fēng)力發(fā)電在大規(guī)模非水可再生能源發(fā)電中的先行地位已經(jīng)明確。為適應(yīng)我國風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對相關(guān)技術(shù)人員的迫切需求,在本科階段設(shè)立風(fēng)能與動力工程專業(yè)、培養(yǎng)從事風(fēng)電事業(yè)的技術(shù)人才是十分必要和及時的。通過分析我國風(fēng)能產(chǎn)業(yè)對專業(yè)人才知識技能結(jié)構(gòu)的需求,規(guī)劃一套可行的人才培養(yǎng)模式和專業(yè)課程體系方案將對這個新型專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用,也將對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)、快速的發(fā)展起到一定的推動作用。
參考文獻(xiàn):
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[3]何建軍,陳薦.風(fēng)電人才需求與人才培養(yǎng)模式的研究[J].中國電力教育,2010,(31):31-33.
關(guān)鍵詞:水輪機;卓越工程師;教學(xué)改革
作者簡介:劉恩喆(1981-),男,江西于都人,南昌工程學(xué)院機械與電氣工程學(xué)院,講師;李志紅(1963-),女,江西南昌人,南昌工程學(xué)院機械與電氣工程學(xué)院,副教授。(江西?南昌?330099)
基金項目:本文系南昌工程學(xué)院教改項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)27-0072-02
水電是世界范圍內(nèi)大力發(fā)展的清潔可再生能源,也是我國的主要能源之一。[1]而水電行業(yè)應(yīng)用型高級技術(shù)人才的不足一直是管理者們的“心病”,生產(chǎn)一線的技術(shù)水平偏低和高技能人才缺乏,造成了電廠的運行管理水平跟不上、設(shè)計院的設(shè)計思想老化、制造廠的工藝水平無法上臺階等一系列問題。據(jù)調(diào)查,全國有100多所高等院校開辦有熱能與動力工程本科專業(yè),定位于應(yīng)用型的本科院校辦有水利水電動力工程方向的,只有長春工程學(xué)院和南昌工程學(xué)院兩所。
“水輪機”是熱能與動力工程專業(yè)的一門專業(yè)主干課,授課目的是使學(xué)生初步掌握水輪機選型設(shè)計原理、機組運行等一般基本理論和基本技能,并能運用所學(xué)知識分析解決工程實際相關(guān)問題,為從事水力機組選型設(shè)計、水輪發(fā)電機組的安裝檢修以及水電站運行維護(hù)和管理工作打下基礎(chǔ)。
一、“水輪機”課程教學(xué)中存在的問題
目前存在的主要問題是:首先,沒有針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求的水輪機教材,在學(xué)時縮減的形勢下理論分析內(nèi)容比重偏大,不適用;其次,現(xiàn)有的教材中缺少近年來我國大力開發(fā)的抽水蓄能機組和應(yīng)用于水電低水頭電站的燈泡貫流式機組的內(nèi)容,導(dǎo)致學(xué)與用之間脫節(jié)。因此,根據(jù)應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)要求,重構(gòu)“水輪機”課程內(nèi)容,確保應(yīng)用型水電人才培養(yǎng)質(zhì)量,已成為亟待解決的重要問題。
二、應(yīng)用型水電廠“水輪機”課程體系的建設(shè)手段
“水輪機”課程內(nèi)容繁多、設(shè)計面廣,具有綜合性、實踐性都很強的特點,以往在課堂講解中雖然配合一些教學(xué)掛圖和教學(xué)模型,但由于各方面條件的限制,學(xué)生所能見到的水輪機模型及其輔助設(shè)備寥寥無幾,缺乏感性認(rèn)識,往往挫傷學(xué)生學(xué)好該課程的積極性,達(dá)不到預(yù)期的效果。因此我們應(yīng)從實際出發(fā),根據(jù)需要設(shè)置多種形式的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。
1.重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,確定新的教學(xué)目標(biāo)
隨著教學(xué)改革的深入和課程體系的調(diào)整,“水輪機”課程的教學(xué)學(xué)時越來越少,但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機械設(shè)計學(xué)科的發(fā)展,需要向?qū)W生講授的內(nèi)容卻越來越多,怎樣在有限的時間內(nèi)完成規(guī)定的教學(xué)任務(wù),同時取得較好的教學(xué)效果?我們除了重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,在課堂教學(xué)中突出重點、難點,結(jié)合課程特點,講授原理、方法及應(yīng)用外,還要研究課程新的教學(xué)大綱和實施計劃,根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃,把培養(yǎng)適應(yīng)工程實際的創(chuàng)新人才作為改革的根本目標(biāo),突出設(shè)計的觀念和綜合運用知識的能力的培養(yǎng)。
2.應(yīng)用多媒體課件和視頻助教助學(xué)
根據(jù)“水輪機”課程教學(xué)特點,由精品課程小組開發(fā)了豐富的多媒體助教資源和助學(xué)資源,包括電子課件、圖紙庫、圖片庫、標(biāo)準(zhǔn)庫、虛擬動畫庫、FLASH庫、視頻庫、三維教學(xué)模型,方便了教師教學(xué)與學(xué)生自學(xué),站在專業(yè)課程包的角度為教學(xué)提供了全套的解決方案。如對于“水輪機”課程中比較抽象、復(fù)雜的內(nèi)容(蝸殼、轉(zhuǎn)輪室、尾水管中水的流動等等),我們采用“水流在水輪機過水部件中的流動”模擬軟件,達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
此外,我們還組織學(xué)生觀看了關(guān)于“三峽大壩”、“南水北調(diào)”等國家重大水利工程的紀(jì)錄片,參觀各種類型水輪機的模型室,增強學(xué)生的感性認(rèn)識,調(diào)動學(xué)生對本課程的興趣。
3.課程網(wǎng)站
“水輪機”精品課網(wǎng)站的課程資源建設(shè)是基于專業(yè)的整體積累與收集。精品網(wǎng)站設(shè)有電子教案、電子課件、助學(xué)交互動畫(FLASH形式和JAVA形式)、圖片庫、圖紙庫、技術(shù)論文、工程案例、錄像(教學(xué)錄像、現(xiàn)場錄像)、自測習(xí)題、三維交互漫游、虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)等助教助學(xué)項目,學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教師和學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生可在網(wǎng)上進(jìn)行討論、交流互動。
4.重視各種實習(xí)實訓(xùn)等實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛和學(xué)習(xí)興趣
熱能與動力工程專業(yè)為南昌工程學(xué)院辦學(xué)最早的專業(yè)之一,長期的辦學(xué)過程中已積累了豐富的理論和實踐教學(xué)經(jīng)驗。目前已有中電投江西分公司、柘林水力發(fā)電廠、贛州發(fā)電設(shè)備成套公司、葛洲壩集團(tuán)機電建設(shè)有限公司等4家校外實習(xí)與產(chǎn)學(xué)研基地,為教學(xué)改革的研究提供了良好的條件。為了上好這門課,我們安排學(xué)生到有關(guān)水電站認(rèn)識實習(xí),讓學(xué)生了解水輪機在水電站的地位、能量轉(zhuǎn)換過程;組織學(xué)生到贛州發(fā)電集團(tuán)參觀水輪機制造流程,讓學(xué)生對水輪機各部件的結(jié)構(gòu)有一定感性認(rèn)識;最后在畢業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié),讓學(xué)生全程參與電站的年度檢修計劃,有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
5.加強水輪機實驗室建設(shè)
實驗是工科院校實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的最主要的形式。南昌工程學(xué)院機械與電氣工程學(xué)院2007年成功申報了中央和地方共建高等學(xué)校共建專項資金項目——水電動力工程實驗中心,為水輪機實踐教學(xué)改革提供了良好的平臺。2011年建成的模擬水電站,將調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)、機組現(xiàn)地控制和計算機監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合,將生產(chǎn)控制過程、管理過程、試驗、實際操作演練和事故模擬有機結(jié)合,能夠滿足對高級技能和技術(shù)人才的教學(xué)、培訓(xùn)、鑒定的要求,極大地提高了教學(xué)培訓(xùn)質(zhì)量和效率。目前,我們能夠進(jìn)行水電站開停機過程和水輪機調(diào)速系統(tǒng)仿真等實驗,大大提高了水動專業(yè)學(xué)生工程應(yīng)用能力。
關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電;太陽能發(fā)電;人才需求;風(fēng)能與動力工程;新能源科學(xué)與工程
作者簡介:陳建林(1975-),男,湖南瀏陽人,長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,副教授;陳薦(1967-),男,湖南衡陽人,長沙理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,教授。(湖南 長沙 410114)
基金項目:本文系長沙理工大學(xué)教研教改項目(項目編號:JG1236)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0020-03
風(fēng)電和太陽能發(fā)電是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,發(fā)展風(fēng)能與太陽能也是我國實現(xiàn)傳統(tǒng)化石能源為主過渡為可再生能源和清潔能源為主的必然之舉。近年來,我國風(fēng)電與太陽能發(fā)電迅猛發(fā)展,對新能源產(chǎn)業(yè)人才提出迫切需求。自2006年以來,我國相繼有華北電力大學(xué)、河海大學(xué)、長沙理工大學(xué)等多所高等院校開辦“風(fēng)能與動力工程”本科專業(yè);按照2010年《教育部辦公廳關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報和審批工作的通知》,自2011年開始,我國部分高等院校又設(shè)置“新能源科學(xué)與工程”、“新能源材料與器件”等新能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)的本科專業(yè);2013年,根據(jù)教育部要求,“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)將統(tǒng)一更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。面對新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和我國新能源產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀,本文對“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)過渡為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探索與實踐。
一、我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.總體裝機情況
自2007年,我國風(fēng)電裝機容量呈高速增長趨勢。如表1所示為2001~2012年我國新增及累計風(fēng)電裝機容量(數(shù)據(jù)來源:CWEA)。2010年,我國(不包括臺灣地區(qū))新增風(fēng)電裝機1893萬千瓦,累計風(fēng)電裝機容量4473萬千瓦,超過美國躍居世界第一位。至2012年底,全國新增安裝風(fēng)電機組7872臺,裝機容量1296萬千瓦;累計安裝風(fēng)電機組53764臺,裝機容量達(dá)到7532萬千瓦;風(fēng)電并網(wǎng)總量達(dá)到6083萬千瓦,發(fā)電量達(dá)到1004億千瓦時,風(fēng)電已超過核電成為繼煤電和水電之后的第三大主力電源。
圖1 2001~2012年中國新增及累計風(fēng)電裝機容量
至2012年上半年,我國規(guī)劃建設(shè)的百萬千瓦級、千萬千瓦級風(fēng)電基地包括甘肅酒泉基地(首期380萬千瓦)、蒙東基地通遼開魯基地(150萬千瓦)、蒙西達(dá)茂巴音基地(160萬千瓦)、河北承德基地(100萬千瓦)、新疆哈密基地(1080萬千瓦)的建設(shè)項目已部分或全部完成。此外,全國還有6個百萬千瓦級風(fēng)電基地正在組織開展建設(shè)前期工作,分別為寧夏賀蘭山基地(450萬k千瓦)、甘肅武威民勤紅沙崗基地(100萬千瓦)、吉林四平大黑山基地(170萬千瓦)、錫林郭勒基地(300萬千瓦)、興安盟桃合木基地(200萬千瓦)、呼倫貝爾基地(250萬千瓦)等。
至2012年底,全國累計核準(zhǔn)風(fēng)電項目1651個,累計核準(zhǔn)容量9040萬千瓦(含國家核準(zhǔn)計劃外項目517萬千瓦),其中累計核準(zhǔn)容量2084萬千瓦,居全國之首。2012年上半年全國風(fēng)電累計吊裝容量6190萬千瓦,累計并網(wǎng)容量5572千瓦,在建容量3468萬千瓦,并網(wǎng)容量占核準(zhǔn)容量的62%。其中內(nèi)蒙古風(fēng)電并網(wǎng)容量突破1500千瓦,領(lǐng)跑全國,河北、甘肅、山東、黑龍江、江蘇、新疆、山西、廣東、福建等省區(qū)并網(wǎng)容量也均超過100萬千瓦。
2.風(fēng)力發(fā)電投資企業(yè)情況
2012年上半年,國電集團(tuán)新增并網(wǎng)容量190萬千瓦,累計并網(wǎng)容量1172萬千瓦,繼續(xù)保持全國風(fēng)電并網(wǎng)容量首位;華能集團(tuán)新增并網(wǎng)容量100萬千瓦,累計并網(wǎng)容量759萬千瓦,居第二;大唐集團(tuán)新增并網(wǎng)容量101萬千瓦,累計并網(wǎng)容量675萬千瓦,居第三。五大發(fā)電集團(tuán)累計并網(wǎng)容量3170萬千瓦,約占全國并網(wǎng)容量的57%。2012年上半年全國投資企業(yè)基本保持穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài),同比2011年上半年并網(wǎng)容量降低了約16%。表1所示為2012年上半年主要投資企業(yè)并網(wǎng)容量統(tǒng)計情況。
3.風(fēng)電機組制造商情況
大規(guī)模風(fēng)電基地建設(shè),為我國風(fēng)電機組制造商開拓了廣闊的市場。2012 年中國風(fēng)電新增裝機容量排名前二十的企業(yè)幾乎占據(jù)了國內(nèi)98%的市場份額,其中金風(fēng)新增風(fēng)電裝機容量最多,達(dá)到2521.5兆瓦,占據(jù)19.5%的市場份額。2012 年,我國風(fēng)電新增裝機容量排名前三的企業(yè)分別為金風(fēng)、聯(lián)合動力和華銳。2012年中國風(fēng)電新增與累計裝機排名前二十的機組制造商分別如表2與表3所示。
另外,我國海上風(fēng)電也取得較大進(jìn)展。截至2012年底,中國已建成的海上風(fēng)電項目共計389.6兆瓦,是除英國、丹麥以外海上風(fēng)電裝機最多的國家。我國海上風(fēng)電開發(fā)提供風(fēng)電機組的制造商中,華銳、金風(fēng)、Siemens 所占份額較大,機型主要以2MW以上的風(fēng)電機組為主。
二、我國風(fēng)電人才需求及培養(yǎng)現(xiàn)狀
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高速增長也帶來了風(fēng)電人才的短缺。我國的風(fēng)電人才需求主要為三個方向:一是風(fēng)電開發(fā)企業(yè),如國電、華能、大唐、國華、華電、中電投、中廣核、華潤等下屬的風(fēng)電場,主要從事風(fēng)電場運行與維護(hù)方面的工作;二是風(fēng)電機組制造商,如華銳風(fēng)電、金風(fēng)、廣東明陽、國電聯(lián)合動力、湘電風(fēng)能、Vestas、上海電氣、東汽、Gamesa、GE等,這類企業(yè)一般需要高端的風(fēng)電研發(fā)人才;三是風(fēng)電規(guī)劃設(shè)計或建設(shè)單位,主要從事風(fēng)電場的規(guī)劃、設(shè)計和施工等方面的工作。
目前,我國風(fēng)電人才培養(yǎng)大體上形成了三個層次的格局:第一梯隊是博士、碩士研究生培養(yǎng),主要由國內(nèi)各高校及研究機構(gòu)借助風(fēng)電領(lǐng)域的課題研究培養(yǎng)和造就一批具有較高學(xué)術(shù)水平、創(chuàng)新能力的風(fēng)電領(lǐng)域高層次人才。第二梯隊是本科生培養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計,自華北電力大學(xué)2006年創(chuàng)辦我國第一個風(fēng)能與動力工程本專業(yè)以來,包括長沙理工大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)等,全國已開設(shè)風(fēng)能與動力工程本科專業(yè)學(xué)校有16所(2013年起,“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè))。第三梯隊是高職生。高職院校主要培養(yǎng)從事風(fēng)電機組制造、風(fēng)電場運行與維護(hù)的一線技能型人才。
從長沙理工大學(xué)(以下簡稱“我?!保┦讓蔑L(fēng)能與動力工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)考研與出國情況來看,畢業(yè)生出現(xiàn)不同層次的走向。截至2013年3月20日,風(fēng)能與動力工程專業(yè)2009級畢業(yè)生63人,已簽約49人,就業(yè)走向主要為中國大唐集團(tuán)、國電集團(tuán)、華能集團(tuán)、電力投資集團(tuán)、華潤集團(tuán)等發(fā)電企業(yè)的下屬新能源公司,少部分為風(fēng)電機組制造商和電力建設(shè)單位;讀研7人,分別被華北電力大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)等大學(xué)預(yù)錄?。怀鰢钤?人,分別為丹麥科技大學(xué)和德國漢諾威大學(xué)預(yù)錄取。從目前人才需求角度來看,由于近幾年風(fēng)電項目的迅速擴張,風(fēng)電行業(yè)對風(fēng)電場運行與維護(hù)的技能型人才有較旺盛的需求。
在風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展的同時,近幾年我國太陽能發(fā)電也迅速擴張。截至2012年底我國累計光伏裝機容量達(dá)到7.5GWp,預(yù)計2013年將新增光伏裝機容量為10GWp,計劃2015年新增光伏裝機容量為40~50GWp,2020年新增80~100GWp。風(fēng)電和太陽能發(fā)電作為新能源中兩支主力軍,出現(xiàn)并駕齊驅(qū)的局面,產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然對專業(yè)人才提出迫切需求。2013年,教育部統(tǒng)一將“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。本專業(yè)也將面向更寬廣意義的新能源產(chǎn)業(yè)需求,對專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)整。
三、新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實踐
本科教育既是培養(yǎng)工程技術(shù)人才的中堅力量,又承擔(dān)著為行業(yè)高端人才培養(yǎng)打基礎(chǔ)的重要任務(wù)。本科生的優(yōu)勢在于理論基礎(chǔ)、思維方法和發(fā)展?jié)摿?,但缺乏的是技術(shù)細(xì)節(jié)方面的訓(xùn)練。因此應(yīng)始終以培養(yǎng)學(xué)生“基礎(chǔ)理論扎實、工程實踐能力與創(chuàng)新能力強為目標(biāo)。從新能源產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展角度來說,需要一批具有寬廣知識體系、能夠引領(lǐng)新能源技術(shù)發(fā)展的高水平創(chuàng)新型復(fù)合人才出現(xiàn)。新能源科學(xué)與工程本科教育應(yīng)該既注重專業(yè)的基礎(chǔ)性,又要注重工程實踐性。為此,我校能源科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式在以下幾方面進(jìn)行了探索與實踐。
1.以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”為原則確立人才培養(yǎng)目標(biāo)
2009年首屆招生以來,本專業(yè)依托本校能源電力優(yōu)勢學(xué)科,立足新能源國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),面向風(fēng)電產(chǎn)業(yè)人才需求,確定了“培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實,知識面寬,有較高的綜合素質(zhì)、工程實踐能力和創(chuàng)新能力強,具備較強的計算機應(yīng)用能力和較高外語水平,系統(tǒng)掌握風(fēng)能與動力工程專業(yè)基礎(chǔ)理論和基本知識,能勝任風(fēng)電場的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行與維護(hù),風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計與制造,風(fēng)能資源測量與評估,風(fēng)力發(fā)電項目開發(fā)等風(fēng)能與動力工程專業(yè)的技術(shù)與管理工作,并能從事其他相關(guān)領(lǐng)域的專門技術(shù)工作應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。2011年,本專業(yè)被確定為湖南省省級特色專業(yè)。2013年,根據(jù)教育部對本科專業(yè)整理工作的統(tǒng)一部署,將“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)將更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。本著“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的原則,對專業(yè)培養(yǎng)方案做了相應(yīng)的調(diào)整,但仍然保留“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)的特色,以風(fēng)力發(fā)電為重點,涵蓋太陽能光伏/光熱發(fā)電等新能源知識體系,培養(yǎng)具有寬厚理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新精神、實踐能力強的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。
2.注重基礎(chǔ)性和實踐性相結(jié)合設(shè)置課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)
根據(jù)學(xué)校的特色和優(yōu)勢,編制風(fēng)能與動力工程人才培養(yǎng)計劃,共開設(shè)必修課35門,開設(shè)選修課23門,現(xiàn)已開出課程門數(shù)為58門,學(xué)生需選修33學(xué)分選修課程,選修課在總學(xué)分中的占比為19.6%。設(shè)置了理論力學(xué)、材料力學(xué)、風(fēng)力機空氣動力學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、電機學(xué)、電路理論、自動控制原理、風(fēng)力發(fā)電原理、光伏發(fā)電原理與應(yīng)用、太陽能熱利用原理與應(yīng)用等主要理論課程和計算機輔助設(shè)計、電工電子技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)、風(fēng)資源測量與評估、風(fēng)電機組設(shè)計與制造、風(fēng)電機組控制與優(yōu)化運行、風(fēng)電場電氣工程、海上風(fēng)力發(fā)電等技術(shù)類課程;以金工實習(xí)、電子工藝實習(xí)、機械設(shè)計課程設(shè)計、風(fēng)電場電氣工程課程設(shè)計、風(fēng)電機組設(shè)計與制造課程設(shè)計、風(fēng)電場認(rèn)識實習(xí)、檢修拆裝實習(xí)、仿真實習(xí)、運行(畢業(yè))實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)等作為主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。風(fēng)能與動力工程專業(yè)在教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置上實踐教學(xué)貫穿全程。共4次集中實習(xí),課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)關(guān)系如圖2所示。
圖2 風(fēng)能與動力工程專業(yè)課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)關(guān)系
3.在工程實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力
創(chuàng)新型人才是支撐和推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力。創(chuàng)新源于實踐,在工程實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。長沙理工大學(xué)經(jīng)過多年的探索與實踐,構(gòu)建了培養(yǎng)“具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才”的學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系、能力培養(yǎng)的實施方案、實踐教學(xué)體系以及管理模式,提出了“工程基礎(chǔ)訓(xùn)練+工程創(chuàng)新訓(xùn)練+大工程意識訓(xùn)練”的工程教育模式?;诠こ探逃砟?,形成了“三層次、四模塊、三結(jié)合”的實踐教學(xué)體系,即實驗、實習(xí)、設(shè)計等主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)按基礎(chǔ)訓(xùn)練、提高訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練三個層次進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計;將實踐教學(xué)內(nèi)容分為實驗、實習(xí)、設(shè)計、課外實踐四個模塊;采用課內(nèi)外、校內(nèi)外、第一課堂與第二課堂三結(jié)合的方式組織實踐教學(xué)。
新能源科學(xué)與工程專業(yè)是一個實踐性很強的專業(yè),在辦學(xué)過程中十分重視實踐教學(xué),并建立了穩(wěn)定的校內(nèi)校外實習(xí)實訓(xùn)基地,通過加強實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。
(1)校內(nèi)實習(xí)基地。建立校內(nèi)“風(fēng)電機組運行特性分析實驗室”、“風(fēng)力機變槳控制實驗室”、“風(fēng)力機偏航控制實驗室”、“風(fēng)力機組檢修拆裝實驗室”、“大型風(fēng)電場運行仿真實驗室”、“風(fēng)力機葉片振動特性實驗室”、“風(fēng)力機設(shè)備腐蝕與磨損實驗室”、“光伏發(fā)電實驗室”等專業(yè)教學(xué)實驗室,為專業(yè)實驗課、認(rèn)識實習(xí)、拆裝實習(xí)、仿真實習(xí)提供良好的條件。
(2)校外實習(xí)基地。根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求,制定與社會發(fā)展需要相適應(yīng)的人才培養(yǎng)方案,與大唐華銀城步南山風(fēng)電場、華電郴州仰天湖風(fēng)電場、中電投九江長嶺風(fēng)電場、大唐漳浦六鰲近海風(fēng)電場、湘電集團(tuán)有限公司、湖南興業(yè)太陽能有限公司、北京木聯(lián)能軟件技術(shù)有限公司等省內(nèi)外相關(guān)企業(yè)共建“風(fēng)能與動力工程”專業(yè),形成學(xué)校與企業(yè)產(chǎn)、學(xué)、研全面合作的長效機制。風(fēng)電專業(yè)骨干教師共18人次先后到內(nèi)蒙古華電新能源輝騰錫勒風(fēng)電場、福建大唐漳浦六鰲近海風(fēng)力發(fā)電場、河南南陽方城風(fēng)電場、新疆電力設(shè)計院、大唐甘肅酒泉風(fēng)電場等風(fēng)力發(fā)電企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流和科技服務(wù)。風(fēng)電專業(yè)學(xué)生在華電郴州仰天湖風(fēng)電場、寧夏賀蘭山風(fēng)電場與太陽山光伏電站等基地開展了豐富的暑期實踐活動。依托專業(yè)實驗室,學(xué)生開展了大量科技創(chuàng)新實踐活動,專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生開展了國家級(共4項)、校級(4項)“大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實驗項目”的研究工作;參加全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等各類科技性競賽活動,獲得較佳的成績。
4.轉(zhuǎn)變技術(shù)類或?qū)嵺`類課程的學(xué)習(xí)過程
本科教育的缺失是職業(yè)技能或技術(shù)細(xì)節(jié)方面的訓(xùn)練。理論知識寬廣但實踐動手能力差是目前本科教育存在的較普遍現(xiàn)象。本科畢業(yè)生感覺學(xué)了很多東西,又感覺什么也沒有學(xué)到,學(xué)到的都是一些理論或概論性的東西。相反,高職院校的職業(yè)技能針對性很強,注重實際動手操作能力的培養(yǎng),而弱化理論知識體系的教育,相比于本科生,高職生在職業(yè)技術(shù)方面更容易上手。但如果本科生像高職生那樣培養(yǎng),勢必過于狹隘,也違背了大學(xué)本科教育的初衷。本科生的優(yōu)勢就在于理論基礎(chǔ)、思維方法和發(fā)展?jié)摿?。因此,本科生的理論基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)可以沿用傳統(tǒng)的書本教學(xué)為主,培養(yǎng)思維方法;技術(shù)類或?qū)嵺`類課程學(xué)習(xí)則應(yīng)放棄那種“先書本,再實踐”或“只有書本,沒有實踐”的教學(xué)方式,而應(yīng)遵循“在實踐中學(xué)習(xí)”的原則。針對不同的專業(yè)特點有選擇性地開設(shè)或加強職業(yè)技能型的課程。對于本專業(yè)來說,則應(yīng)加強計算機繪圖、電氣與控制、模擬仿真、機械設(shè)計與制造等模塊的技能培養(yǎng)。如此,本科生則不但具有寬廣的理論基礎(chǔ),而且具有較強的職業(yè)適應(yīng)能力。
四、結(jié)論
風(fēng)電與太陽能發(fā)電作為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),呈現(xiàn)蓬勃生機的發(fā)展局面。新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展為新能源科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)空間,同時本專業(yè)人才也必將成為推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。本專業(yè)應(yīng)以“工程實踐能力”為核心,夯實理論基礎(chǔ),強化實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng),支撐新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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英文名稱:Journal of Jiangsu University(Natural Science Edition)
主管單位:江蘇省教育廳
主辦單位:江蘇大學(xué)
出版周期:雙月刊
出版地址:江蘇理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);江蘇理工大學(xué)學(xué)報;江蘇工學(xué)院學(xué)報
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種:中文
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本:大16開
國際刊號:1671-7775
國內(nèi)刊號:32-1668/N
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創(chuàng)刊時間:1980
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CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
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