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新能源科学与工程是中国普通高等学校本科专业。
该专业培养具备能源工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等基础知识,掌握新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术、风能、太阳能、生物质能等方面的新能源科学领域专业知识,能在国家风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域开展教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的高级应用型人才,跨学科复合型高级工程技术人才,和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。
新能源科学与工程专业课程
工程力学,空气动力学,电路,电机学,电子技术基础,自动控制理论,电力电子技术,机械设计基础,风能资源测量与评估,风力机理论与设计,风力发电机组原理,风电机组调节与控制,风电场电气部分,风电场规划与设计等。
新能源科学与工程专业就业前景
新能源基本用来发电。分别有风能,太阳能,生物能,潮汐能,地热等。但现在技术上比较成熟的还是前两者。不过其中风能的缺点就是在国内并网比较困难,风能应用最好的是欧盟。太阳能的话,其制造过程污染很大。总的来说新能源前景绝对光明,只是道路可能有些曲折,还要看国家政策的侧倾力度。
本专业毕业生就业前景广阔,可在风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和政府部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。
专业培养在风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域从事相关工程技术领域的开发研究、工程设计、优化运行及生产管理工作的跨学科复合型高级工程技术人才,和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。专业学生主要学习新能源科学与工程的基础理论和基技能,受到新能源科学与工程方面的基训练,具有独立思考能力、动手能力和工程实践能力。
新能源科学与工程科必备能力
1.具有较扎实的数学、物理、化学、机械、电子等学科基础知识;
2.较好的人文社会科学基础和管理科学基础知识;
3.掌握新能源科学与工程的基知识和基理论;
4.具有综合分析和解决实际问题的基能力;
5.能比较熟练地阅读专业的外文资料;
关键词:创新实践能力培养;高等教育;科研实践活动;工程中心
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)07-0108-02
随着全球经济一体化进程的加速,世界各国对人力资源的竞争也日益激烈。为了适应当前社会的需求,各国高校在人才培养模式和理念也在逐步的由以“学历”为主向以“能力”为主过渡。2015年,总理提出:“大学生是实施创新驱动发展战略和推进大众创业、万众创新的生力军,既要认真扎实学习、掌握更多知识,也要投身创新创业、提高实践能力。”那么,如何切实地提高我国当代大学生的创新实践能力,则是笔者重点研究内容。自上世纪60年代开始,欧美众多高校就逐步调整教学模式,以培养大学生动手实践能力为主,经历几十年的探索和实验,他们积累了十分丰富的实践教学经验。而我国在1977年恢复高考以后,高等教育在历经十几年的停滞之后,逐步地恢复正常秩序。到90年代初期,我高校才逐步开始意识到大学生实践能力培养的重要性,这相比于欧美等西方高校,已经严重落后。
一、国外高校现状
在高等教育非常发达的美国,他们为了提高学生的动手实践能力、培养学生的创造力以及促进学生的全面个性化发展,采用了灵活多样的教育方式和制订了多种的教育制度用以保证学生的各项权利和身心全面发展。例如,在高校的学习生活时间十分富有弹性,允许学生自由选择校内和校外的学习方式以及学习途径,同时,也允许学生自由选择学科专业,以及自由的转换专业等,在校期间的学习的年限十分灵活,可以选择全日制、非全日制(远程教育、函授)等多种途径进行学习,只要达到完成相应的课程学习目标和获得课程考核的通过,就能获得同样的学历或学位。不仅如此,学生在校期间,可选择理工科、文史科、自然科学等单一学科进行学习,也可以选择电子商务类似的交叉学科或者跨学科门类进行学习等[1]。
而在欧洲德国和瑞士等高校,他们将实践教学精心设计成与职业技能相关的实验实训课程,把理论教学的知识点分散充实到实践教学之中,从而将课程和实践完美的结合。这种类似于学徒培养的人才培养模式,我们称之为“双轨制”。通过“双轨制”培养出来的学生,能将课题的理论知识最大限度地应用于实践之中,同时,能将实践中所遇到的困惑,在理论知识中找到解答,这将极大地提高学生对专业问题的处理能力和动手实践能力,对学生未来的就业和职业生涯规划,有着十分重要的作用。
亚洲邻国印度,他们在计算机信息技术领域所取得的成绩,与他们对学生创新实践能力的培养是密不可分的。我们以印度理工学院为例,简答阐述印度高校对学生实践能力的培养具体措施。首先,印度理工学院为学生提供全体24小时免费开放的计算机实验室,要求学生自觉独立的完成相应的教学实验项目。其次,在学生进行相关实验的过程中,指导老师参与项目的设计和规划,带领学生通过简单的项目入手,让学生完整地了解项目开发制作过程。而后,指导老师进一步以企业真实项目为案例给学生讲解,最终实现学生能够以团队模式完成企业项目开发为培养目标。在大量的项目开发实验教学过程中,学生积累了丰富的解决问题的经验,从而有效地提高了学生的创新实践能力。正是这种实验教学为主的培养模式,也为印度成为世界软件强国提供了人力资源基础[2]。
二、国内高校现状
在了解欧美和近邻的高校学生创新实践能力培养之后,再反观我国的高等教育。在我国当前的高等教育中,主要存在两大问题:一是在教学活动中过分强调授课教师的作用,在课堂教学过程中以教师讲授为主体,从而忽略了学生的学习意识和主体地位;二是在教学评价过程中,过分强调以考试成绩作为评优标准,导致无形中强化了学生的一种“标准答案”模式思维,从而逐步让学生的创新性思维消失殆尽,很难让学生去锻炼发散性思维和提高创造力。这种传统的应试教育模式,束缚了学生的思维方式,让学生的灵感和悟性无从释放,造成了思维惰性、惯性依赖、知识僵化等等无法学以致用的创新障碍[3]。除此之外,参与科研项目研究是能够作为锻炼人们创新实践能力的一种最佳途径。而我国大多数高等院校中参与科研项目研究的主力军仍然是高校教师和研究生们,而本科生作为高校的主要组成部分,却很少能参与进科研项目研究过程中,即使是本科生的毕业设计环节,对于大多数高校来说也只是当作他们完成大学学业的一门普通课程去对待,很少有高校能将科研项目分解成若干本科生的毕业设计,主动吸纳本科生来共同完成科研项目的。这样就直接造成了,大学生对于科研项目的态度是不了解、不积极和没兴趣。从此,造成了学生的创新意识淡薄和学校的科研氛围不浓,这也严重制约着大学生的创新实践能力的培养。
三、基于工程中心科研资源的高校学生创新实践能力培养模式
如今,我国许多高校均已建立了国家级、省部级或者地市级的工程技术研究中心。高校通过这些工程中心的建立和发展,将自身的科研成果不断地产业化,有效地建立起一种产、学、研相结合的社会服务的机制,并且已经拥有了丰富的技术成果、先进的仪器设备、优秀的专业技术人员和优良的企业资源。
那么,如何来利用好工程中心的这些科研实践资源来有效地建立一种高校学生创新实践能力培养的模式呢?笔者将主要阐述以下几点:
1.利用工程技术中心丰富的科研实践资源,将科研和教学有机结合,把所获得的科研成果的转化分解为若干个创新实践实验项目补充到实践教学中。这样不仅可以有效地提高学科实践教学质量,还可以让大学生们真正感知到知识应用和知识转化的过程,加深他们对学科前言动态的了解,从而提高他们对学科的兴趣、强化科学创新意识和促进学科知识到实用技能的转变。
2.吸{大学生来参与工程中心的科研项目研究中,由工程中心来指派相关的项目负责老师来完成对他们的项目研究指导,不仅可以让学生切实地了解项目的研发管理,还可以将自己所学的学科知识得以应用实践。学生在参与科研项目研究又主要分成两类情况:一是工程中心的指导老师可将在研项目分解成若干子任务,指导学生以团队的形式共同来完成子任务的研发,相对于每一位学生来说,每一个子任务必须独立完成;二是在工程中心指导老师的指导下,由学生自己完成科研项目,从中他们需要独立完成选题、设计、调查和论证过程并撰写相关报告,从而提高他们的科研能力、创新思维能力、语言表达能力、分析问题与解决问题能力。通过科研训练,不仅是提高他们的各项基本能力,同时,对于他们的综合素质提高和团队意识的增强,有着显著的效果。
3.工程中心往往还兼具大学生创新项目创业孵化的功能,因此,工程中心可以为许多高年级大学生或者研究生们提供创新创业指导和项目孵化的资金和技术支持,这样不仅是鼓励大学生去创新和知识应用,更是以一种开放式的姿态去将高校科研资源最大化利用。
四、结束语
让大学生参与到科研实践中,是为了给他们提供更多的知识应用和实践的机会,让他们在学习知识的过程中不断地去了解和探索学科前言。通过科研成果的转化分解,不仅是让他们了解和掌握知识转化的过程,更是培养他们解决问题和知识更新的能力。
参考文献:
[1]商应美.国外大学生创新性实践能力培养对我国的启示[J].中国青年政治学院学报,2011,(3).
[2]刁稚芳.实验教学在提高学生创新实践能力中的价值新探[J].实验技术与管理,2006,(9).
[3]卢宝祥.我国大学生创新能力低弱成因分析[J].高教论坛,2003,(6).
关键词:新能源科学与工程;卓越工程师计划;实践教学;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0264-02
一、引言
近年来,我国的能源短缺与环境污染等问题成为制约我国经济又好又快发展的瓶颈,随着产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速,新能源产业的战略地位将愈加突出[1]。新能源领域的人才培养日益受到政府、高校和社会各界的广泛重视。目前,我国高校在新能源专业设置和新能源产业专业人才培养方面还落后于发达国家[2]。
我国工程教育的规模位居世界第一,但不是人才培养强国,人才质量难以满足需求。在瑞士洛桑的世界竞争力报告中,中国合格工程师的数量和总体质量在参加排名的55个国家中仅列第48位[3]。为加快我国向工程教育强国迈进,提升学生的工程实践能力,教育部联合其他有关部门共同实施“卓越工程师教育培养计划”。随着国家“卓越计划”的提出,在实践教学培养方面,对新能源人才的培养也提出了更高的要求[4]。作为传统能源特色高校的长沙理工大学,新能源学科和专业发展面临着许多新的挑战,由风能与动力工程专业调整转变过来的新能源科学与工程专业人才培养面临诸多现实和复杂的问题,实践教学作为其中的一个重要环节,必须得以及时解决。
本文首先分析当前我国新能源科学与工程专业实践教育状况,然后以长沙理工大学能源与动力工程学院(以下简称能动学院)新能源科学与工程专业的实践教学为例,结合近年来的实践教学经验和效果,探讨了改革的具体思路和措施,提出该专业的实践培养方案改革。
二、现状与问题
目前,我国从事新能源产业的技术骨干大多数是从其他行业转行过来的,他们普遍缺少新能源方面的专业系统培训和技术学习。具备突出实践创新能力的新能源专业人才尤为短缺,已经影响了我国新能源产业的健康发展。业内专家认为,中国新能源专业人才的创新化培养已刻不容缓[5]。《中华人民共和国可再生能源发》第三章第十二条明确指出:国务院教育行政部门应当将可再生能源知识和技术纳入普通教育、职业教育课程。
新能源科学与工程专业面向新能源产业,是一门涉及机械、流体、材料、电气和控制等多学科的新兴行业。这些人才不但能够将各学科知识结合起来,而且熟悉新能源应用技术的系统过程,但这些知识能力只有在长期的实践教学中进行培养积累才能形成[1]。实践教学是巩固理论知识和加深理论认识的有效途径,在高等学校中大力培养卓越工程师已经倡导多年,各高校通过各类项目资金等对实验室、实习基地等进行了升级,改善了学生实践实习的条件,促进了学生实践能力的提高,然而依然存在如下问题制约着卓越工程师人才的培养:
1.人才培养方案不明确:在我国,新能源科学与工程专业是一个较新的专业,开设的学校较少,其规模化人才培养才刚刚起步,人才培养模式和培养方案正在探索研究阶段,没有成熟的实践教学方案和模式可以借鉴。
2.实践教学软硬件条件缺乏:近几年,高校青年教师都是从学校到学校的培养模式,大部分缺少工程训练背景,制约了学生工程实践能力的提高和创新意识的培养。由于新能源类课程难度大,在一些专业实验、课程设计上往往缺乏足够硬件条件,学生实践操作能力得不到有效的训练,甚至有些关键环节仅停留在“认识层次”,而没有上升到真正意义上的“应用层次”。在这种环境下进行实践教学,学生得不到应有的学习和锻炼。
3.实践教学体系不健全:实践教学是卓越工程师人才培养的重要环节,对学生的创新能力的培养具有重要作用。目前学生培养方案只是注重书本知识,而对实际工作中起重要作用的工程实践技能的培养是较少。显然这种只注重传授学生“纸上知识”的培养方案是不健全的。
4.实践教学管理体制不完善:实践创新是学生自主学习和探索的活动,其实践内容和时间具有一定的灵活性和不确定性,无法按照十分严格的时间制度进行,这就需要灵活的教学管理制度。同时实践教学不仅在校内进行,还时常需要到企业进行实践活动,涉及的管理单位和管理人员较多,需要一个完善的责任制度和安全保障制度。
三、建议与对策
卓越工程师培养目标应体现工程知识、工程素质、工程能力。实践教学目的就是培养学生的专业实践能力和创新精神,所以学校以企业需求为设计主线,积极开展校企合作、整合校内与校外资源、改革与发展并重,推进工程实践人才的培养工作。
1.校企联合制订培养计划,共同开发人才资源。在本科生培养计划方案制定或修订过程中,与企业充分沟通,结合实际需求制定详细的培养方案。长沙理工大学在制定培养方案前也对大唐福建漳州六鳌近海风电场、内蒙古华电辉腾锡勒风电场等新能源企业进行了考察和交流,收到了良好的效果。另外长沙理工大学具有传统的能源电力行业优势和特色,与大唐湖南分公司、湖南省电力公司等企业联系紧密,在学生实践教学方面开展了一系列合作,如毕业课题来自企业的实际问题,学生实施双导师制等。
企业提供给学生的是一个系统而真实的实践环境,所有实践项目都按生产环节来安排。今后学校、企业和学生可以签订三方协议,企业在实习过程中对学生进行考察,承诺优先选用优秀人才,实现企业人才需求与学校人才培养的深度融合。
2.深入实施教师发展工程,加强实验室和实习基地建设。针对实践教学过程中教师工程能力的问题,可以采取以下措施:一是引进新教师时,优先考虑具有工程实践经验的人选;二是大力推进青年教师工程化,学院每年派遣一定数量的青年教师到相关企业接受“工程化”培训,为此长沙理工大学将青年教师的工程化纳入职称评定的基本条件;三是通过加强学校和企业之间的合作研究,提高学校青年教师的实践能力;四是聘请校内具有丰富工程经验的老教师,对青年教师进行指导和培训;五是从企业中聘请富有教学经验的高级工程师充实教师队伍,长沙理工大学能动学院依托湘电风能等企业的资源,聘请了多位高级工程师为本科生讲学。
建设创新实践基地是开展项目学习的硬件支撑和条件保障,可以从多方面加强建设:(1)整合校内资源,争取各级政府的支持,增加实验室建设投入,建立实践教学中心,大力推进开放式教学,教学场地、教学设备、师资均可共享,加大实践教学平台开放力度;(2)利用长沙理工大学在电力行业的影响力,通过吸引社会资源,联合企业单位,以产学研为切入点,共建实践教学基地;(3)利用长沙市麓谷大学生创业园区,开展创新创业实践活动。
3.改革教学方法和考核方式,积极开展科技创新与实践活动。着力推动以基于实践问题、项目为背景、面向企业需求的教学方法,建构实践教学的新模式。在考核方式上,改进传统的试验报告或笔试考核的评价方式,主要考察学生的应用实践能力,采取现场解决问题的模式进行考核。
通过鼓励学生参加各种科技创新竞赛与社会实践活动,培养大学生的实践能力。长沙理工大学能动学院积极承办各类竞赛,也鼓励学生参加全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生挑战杯科技竞赛、以及学校组织的大学生创新性实验计划项目评比等活动。为此长沙理工大学能动学院还专门成立的大学生科技创新中心,聘请了经验丰富的老师专门负责,效果显著。
4.创新实践教学管理。加强实践教学管理,特别是加强行业实践阶段的管理、建立行业实践管理保障机制,是实践教学体系建构成功的关键。建立新能源科学与工程专业的实践教学网络平台,将基础实验和专业实验的实践教学说明书、多媒体课件、教学方式、仪器设备操作规程、教学科研成果等资源全部共享到网络平台上,实现优质资源的共享。
学生进入企业实践,建议签订学校、企业、学生三方协议,购买保险。在实习过程中采取“双导师”制,校内由专业教师负责,行业导师由企业高级技术人员或专家担任。实施动态和全过程的监控,加强教学过程评价,在提高学生能力的同时,及时分析评价信息,发现问题并提出整改建议,完善教学管理机制。
结语
当今社会,人力资源越来越成为推动经济社会发展的战略性资源。国家提出了培养卓越工程师的战略思想,这对新能源专业人才培养提出了更高的要求。探索新能源专业人才培养模式是一项长期复杂的系统工程。学校必须紧跟时代和企业的需求,不断地改进实践培养方案,不断地升级教学所需的“软件”和“硬件”,不断地加强实践教学管理,从而培养出更多符合生产力发展需求的卓越工程师。
参考文献:
[1]陈学俊.对能源科学与工程发展的若干建议[J].院士与学部,2005,20(6):451-455.
[2]何建军,陈荐.风电人才需求与人才培养模式的研究[J].中国电力教育,2010,(31):31-33.
[3]徐世军,范伟,黄贤英.面向卓越工程师培养的专业课程教学实践[J].计算机教育,2013,(13):22-25.
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术方法、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。人才培养必须与产业发展相结合,生物质能源转化利用途径如图1所示,生物质资源(以植物为例)转化生成化学品的利用路线如图2所示。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的报告,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
学科门类:理学
07
学科门类:理学
0701
数学类
0701
数学类
070103T
数理基础科学
070103S
数理基础科学
0702
物理学类
0702
物理学类
070204T
声学
070203W
声学
0703
化学类
0703
化学类
070303T
化学生物学
070303W
化学生物学
070304T
分子科学与工程
070304W
分子科学与工程
0704
天文学类
0705
天文学类
0705
地理科学类
0707
地理科学类
0706
大气科学类
0709
大气科学类
0707
海洋科学类
0710
海洋科学类
070703T
海洋资源与环境
071005S
海洋生物资源与环境
070704T
军事海洋学
071004W
军事海洋学
0708
地球物理学类
0708
地球物理学类
0709
地质学类
0706
地质学类
070903T
地球信息科学与技术(注:可授理学或工学学士学位)
070704W
地球信息科学与技术
070904T
古生物学
070603S
古生物学
0710
生物科学类
0704
生物科学类
0711
心理学类
0715
心理学类
0712
统计学类
0716
统计学类
08
学科门类:工学
08
学科门类:工学
0801
力学类
0711
力学类
0817
工程力学类
0802
机械类
0803
机械类
080209T
机械工艺技术
040313W
机械制造工艺教育
040314W
机械维修及检测技术教育
080210T
微机电系统工程
080310S
微机电系统工程
080211T
机电技术教育
040315W
机电技术教育
080212T
汽车维修工程教育
040317W
汽车维修工程教育
0803
仪器类
0804
仪器仪表类
0804
材料类
0802
材料类
0713
材料科学类
080409T
粉体材料科学与工程
080209W
粉体材料科学与工程
080410T
宝石及材料工艺学
080208W
宝石及材料工艺学
080411T
焊接技术与工程
080207W
焊接技术与工程
080412T
功能材料
080215S
功能材料
080213S
生物功能材料
080413T
纳米材料与技术
080216S
纳米材料与技术
080414T
新能源材料与器件
080217S
新能源材料与器件
0805
能源动力类
0805
能源动力类(部分)
080502T
能源与环境系统工程
080504W
能源与环境系统工程
080503T
新能源科学与工程
080512S
新能源科学与工程
080507S
风能与动力工程
0806
电气类
0806
电气信息类(部分)
080602T
智能电网信息工程
080645S
智能电网信息工程
080603T
光源与照明
080610W
光源与照明
080604T
电气工程与智能控制
080633H
电气工程与智能控制
0807
电子信息类
0806
电气信息类(部分)
0712
电子信息科学类
080707T
广播电视工程
080617W
广播电视工程
080708T
水声工程
080644S
水声工程
080709T
电子封装技术
080214S
电子封装技术
080710T
集成电路设计与集成系统
080615W
集成电路设计与集成系统
080711T
医学信息工程
080624S
医学信息工程
080712T
电磁场与无线技术
080631S
电磁场与无线技术
080713T
电波传播与天线
080635S
电波传播与天线
080714T
电子信息科学与技术(注:可授工学或理学学士学位)
071201
电子信息科学与技术
080715T
电信工程及管理
080632H
电信工程及管理
080716T
应用电子技术教育
040318W
应用电子技术教育
0808
自动化类
0806
电气信息类(部分)
080802T
轨道交通信号与控制
080602
自动化(部分)
0809
计算机类
0806
电气信息类(部分)
080907T
智能科学与技术
080627S
智能科学与技术
080908T
空间信息与数字技术
080903W
空间信息与数字技术
080909T
电子与计算机工程
080637H
电子与计算机工程
0810
土木类
0807
土建类(部分)
081005T
城市地下空间工程
080706W
城市地下空间工程
081006T
道路桥梁与渡河工程
080724W
道路桥梁与渡河工程
0811
水利类
0808
水利类
081104T
水务工程
080709W
水务工程
0812
测绘类
0809
测绘类
081203T
导航工程
080904S
导航工程
081204T
地理国情监测
080905S
地理国情监测
0813
化工与制药类
0811
化工与制药类
081303T
资源循环科学与工程
080218S
资源循环科学与工程
080210W
再生资源科学与技术
081304T
能源化学工程
081106S
能源化学工程
081305T
化学工程与工业生物工程
081104S
化学工程与工业生物工程
0814
地质类
0801
地矿类(部分)
081404T
地下水科学与工程
080109S
地下水科学与工程
0815
矿业类
0801
地矿类(部分)
081505T
矿物资源工程
080107Y
矿物资源工程
081506T
海洋油气工程
080111S
海洋油气工程
0816
纺织类
0814
轻工纺织食品类(部分)
081603T
非织造材料与工程
081412S
非织造材料与工程
081604T
服装设计与工艺教育
040329W
服装设计与工艺教育
0817
轻工类
0814
轻工纺织食品类(部分)
0818
交通运输类
0812
交通运输类
081806T
交通设备与控制工程
081213S
交通信息与控制工程
081209W
交通设备信息工程
080647S
交通设备与控制工程
081807T
救助与打捞工程
081211S
救助与打捞工程
081808TK
船舶电子电气工程
080636S
船舶电子电气工程
0819
海洋工程类
0813
海洋工程类
081902T
海洋工程与技术
081302S
海洋工程与技术
081903T
海洋资源开发技术
081303S
海洋资源开发技术
0820
航空航天类
0815
航空航天类
082006T
飞行器质量与可靠性
081508S
质量与可靠性工程
082007T
飞行器适航技术
081212S
航空器适航技术
0821
兵器类
0816
武器类
0822
核工程类
0805
能源动力类(部分)
0823
农业工程类
0819
农业工程类
0824
林业工程类
0820
林业工程类
0825
环境科学与工程类
0810
环境与安全类(部分)
0714
环境科学类
082505T
环保设备工程
081009S
环保设备工程
082506T
资源环境科学(注:可授工学或理学学士学位)
071403W
资源环境科学
081105S
资源科学与工程
082507T
水质科学与技术
081003W
水质科学与技术
0826
生物医学工程类
0806
电气信息类(部分)
082602T
假肢矫形工程
080622W
假肢矫形工程
0827
食品科学与工程类
0814
轻工纺织食品类(部分)
082706T
葡萄与葡萄酒工程
081409W
葡萄与葡萄酒工程
082707T
食品营养与检验教育
040332W
食品营养与检验教育(部分)
082708T
烹饪与营养教育
040333W
烹饪与营养教育
0828
建筑类
0807
土建类(部分)
082804T
历史建筑保护工程
080707W
历史建筑保护工程
0829
安全科学与工程类
0810
环境与安全类(部分)
0830
生物工程类
0818
生物工程类
083002T
生物制药
081107S
生物制药
0831
公安技术类
0821
公安技术类
083103TK
交通管理工程
082104W
交通管理工程
083104TK
安全防范工程
082103W
安全防范工程
083105TK
公安视听技术
082106S
公安视听技术
083106TK
抢险救援指挥与技术
082108S
抢险救援指挥与技术
083107TK
火灾勘查
030504W
火灾勘查
083108TK
网络安全与执法
082107S
网络安全与执法
083109TK
核生化消防
082105W
核生化消防
09
学科门类:农学
09
学科门类:农学
0901
植物生产类
0901
植物生产类
090107T
茶学
090104
茶学
090108T
烟草
090105W
烟草
090109T
应用生物科学(注:可授农学或理学学士学位)
090108W
应用生物科学
040308W
应用生物教育
090110T
农艺教育
040301W
农艺教育
090111T
园艺教育
040302W
园艺教育
0902
自然保护与环境生态类
0904
环境生态类
0903
动物生产类
0905
动物生产类
090302T
蚕学
090502
蚕学
090303T
蜂学
090503W
蜂学
0904
动物医学类
0906
动物医学类
090403T
动植物检疫(注:可授农学或理学学士学位)
070406W
动植物检疫
0905
林学类
0903
森林资源类
0906
水产类
0907
水产类
090603T
水族科学与技术
090703S
水族科学与技术
0907
草学类
0902
草业科学类
10
学科门类:医学
10
学科门类:医学
1001
基础医学类
1001
基础医学类
1002
临床医学类
1003
临床医学与医学技术类(部分)
100202TK
麻醉学
100302*
麻醉学
100203TK
医学影像学
100303*
医学影像学
100204TK
眼视光医学
100306W
眼视光学(部分)
100205TK
精神医学
100308W
精神医学
100206TK
放射医学
100305W
放射医学
1003
口腔医学类
1004
口腔医学类
1004
公共卫生与预防医学类
1002
预防医学类
100403TK
妇幼保健医学
100203S
妇幼保健医学
100404TK
卫生监督
100206S
卫生监督
100405TK
全球健康学(注:授予理学学士学位)
100205S
全球健康学
1005
中医学类
1005
中医学类(部分)
1006
中西医结合类
1005
中医学类(部分)
1007
药学类
1008
药学类(部分)
100703TK
临床药学(注:授予理学学士学位)
100808S
临床药学
100704T
药事管理(注:授予理学学士学位)
100810S
药事管理
100705T
药物分析(注:授予理学学士学位)
100812S
药物分析
100706T
药物化学(注:授予理学学士学位)
100813S
药物化学
100707T
海洋药学(注:授予理学学士学位)
100809S
海洋药学
1008
中药学类
1008
药学类(部分)
100803T
藏药学(注:授予理学学士学位)
100805W
藏药学
100804T
蒙药学(注:授予理学学士学位)
100811W
蒙药学
100805T
中药制药(注:可授理学或工学学士学位)
100814S
中药制药
100806T
中草药栽培与鉴定(注:授予理学学士学位)
100804W
中草药栽培与鉴定
1009
法医学类
1006
法医学类
1010
医学技术类
1003
临床医学与医学技术类(部分)
101008T
听力与言语康复学
100310W
听力学
1011
护理学类
1007
护理学类
12
学科门类:管理学
11
学科门类:管理学
1201
管理科学与工程类
1101
管理科学与工程类(部分)
120106TK
保密管理
110102
信息管理与信息系统(部分)
1202
工商管理类
1102
工商管理类(部分)
120211T
劳动关系
110314S
劳动关系
120212T
体育经济与管理
020113W
体育经济
110316S
体育产业管理
120213T
财务会计教育
040334W
财务会计教育
120214T
市场营销教育
040336W
市场营销教育
1203
农业经济管理类
1104
农业经济管理类
1204
公共管理类
1103
公共管理类
120406TK
海关管理
110319S
海关管理
120407T
交通管理(注:可授管理学或工学学士学位)
110313S
航运管理
120408T
海事管理
081208W
海事管理
120409T
公共关系学
110305W
公共关系学
1205
图书情报与档案管理类
1105
图书档案学类
1206
物流管理与工程类
1102
工商管理类(部分)
120603T
采购管理
110219S
采购管理
1207
工业工程类
1101
管理科学与工程类(部分)
120702T
标准化工程
110110S
标准化工程
120703T
质量管理工程
110107S
产品质量工程
1208
电子商务类
1102
工商管理类(部分)
120802T
电子商务及法律
110216H
电子商务及法律
1209
旅游管理类
1102
工商管理类(部分)
120904T
旅游管理与服务教育
040331W
旅游管理与服务教育
13
学科门类:艺术学
[新增]
1301
艺术学理论类
[新增]
1302
音乐与舞蹈学类
[新增]
1303
戏剧与影视学类
[新增]
130311T
影视摄影与制作
050416
摄影(部分)
050432S
数字电影技术
050426S
照明艺术
1304
美术学类
[新增]
130405T
书法学
050425S
书法学
130406T
中国画
050429S
中国画
1305
设计学类
[新增]
130509T
艺术与科技
050428S
音乐科技与艺术
新专业的定位决定了专业以后的发展方向,也决定了师资队伍的配置、实验室建设、课程体系的建立以及学生毕业后的就业等。专业人才培养目标的制定,首先必须在对专业深入分析和了解的基础上,结合国情和学校的条件,考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。所以本专业定位应以拓宽专业面、培养宽口径的掌握能源化学工程专业知识和技能,具备新产品、新工艺、新设备、新技术研究和开发的基本能力,能从事化石能源(包括石油、煤、天然气)、新能源(包括太阳能、氢能、生物质能等)化工过程工程的研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面的工作,具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用型人才。
二、能源化学工程专业课程体系的构建
课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。能源化学工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程,属交叉学科。专业按照东北石油大学“通识教育+学科专业基础+专业教育+实践教学”四个层面设置课程,构建了厚基础、宽口径、重视学科交叉的课程体系。通识教育主要包括两课、综合基础、外语、计算机、体育、公共艺术及跨学科门类修读课程;学科专业基础主要包括高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等学科基础课程以及物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、线性代数、分析化学、工程制图等等专业技术基础课程;专业课程主要包括石油加工工程、基本有机化工工艺学、能源化工设计、能源转化催化原理(双语)等课程,同时开设了大量的专业选修课,注重学科交叉,拓展了学生的知识面;实践教学包括实验课程和实践教学环节两个部分,实验含课程实验和专业实验,所有的化学、物理类课程均设置了配套课程实验。
实验中增加了综合性、设计性实验以及创新性的比重。实践教学环节除了实习、实训、课程设计、毕业设计外,还开设了创新实践和科研训练等环节,在实践教学活动期间,学生可灵活选择在企业或校内完成。各教学环节学分分配情况如图1。能源化学工程专业构建的课程体系的特点是:注重各部分之间的系统性与协调性,充分强调理论教学与实践环节并重,基础理论与专业知识并重的原则,力求体现德、智、体、美全面发展。培养的学生既有丰富的基础理论和专业知识,又有较强的实验技能和实验设计能力,并了解所学专业方向的学科前沿及发展趋势。
三、师资队伍建设
没有高水平的师资队伍就无法建设高水平的专业,所以师资队伍是专业建设的根本保障。东北石油大学制定科学合理的人才引进政策,采用各种优惠条件吸引高层次人才来校工作,补充新专业建设所需的专业教师,重点引进高水平的学科专业带头人以及主干课程的专任教师,重视已有人才的培养提高,充分发挥老教师带青年教师的传帮带作用,提高教师队伍的整体水平和素质。目前本专业已有10名教师,全部具有博士学位,2名教授,4名副教授,同时还聘请了企事业单位、科研院所及其他高校等高水平的专业人员担任新专业的兼职教师。已经构建了年龄、职称、学历等结构合理、教学与科研综合水平高的具有发展潜力教师队伍,保证了新专业的建设顺利完成。
1 化学工业的重要地位
人类居住的地球世界,以至人类本身都是由物质组成的。凡涉及物质的问题都与化学有关。从道尔顿原子论确立以来的约200年间,人们从探索物质变化的宏观规律,进而揭示微观粒子的奥秘,使化学科学得到了巨大的发展。随之而来的是新技术,新工艺,新材料的大量涌现,使现代科学和现代社会生活与化学的进步更加密不可分。化学改变了整个世界的全貌。化学的理论与技术为社会及其他科技领域提供了发展的物质和技术基础。另一方面,社会及其他科技发展的需要,极大地促进了化学工业的发展进步本文由收集这都揭示了化学与社会发展的内在关系。现代社会的一切物质文明,包括现代航天航空技术、尖端军事技术、现代通讯技术、现代工业、原子能工业、现代交通、现代建筑、生物技术等,以及人类的衣食住行用等,都有赖于现代工业提供物质基础。可以说,化学式现代科学技术的枢纽,化学能满足社会需要。
2 我国硫酸工业的发展状况
硫酸工业是基本无机化工之一。主要产品有浓硫酸、稀硫酸、发烟硫酸、液体三氧化硫、蓄电池硫酸等,也生产高浓度发烟硫酸、液体二氧化硫、亚硫酸氨等产品。
硫酸广泛用于各个工业部门,主要有化肥工业、冶金工业、石油工业、机械工业、医药工业、洗涤剂的生产、军事工业、原子能工业和航天工业等。还用于生产染料、农药、化学纤维、塑料、涂料,以及各种基本有机和无机化工产品。早期的硫酸工业都采用硝化法,设备生产强度低,产品浓度只有60%~76%。20世纪以来,硝化法逐渐被接触法所取代。接触法制硫酸分三个阶段,第一阶段是二氧化硫的制取和净化,在沸腾炉中完成。第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫,这这一阶段发生在接触室中。第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成,在吸收塔中完成这一步。
改革开放以来,与中国其他行业一样,硫酸工业得到了迅速的发展,其产业结构、原料构成、装置规模、技术装备水平、废物排放指标全然今非昔比,正在以崭新的面貌迈向现代化工业的行列。随着改革开放的不断深入和企业结构的优化重组,我国硫酸行业的产业结构发生了深刻的变化,尤其是国家磷复肥生产基地的建设,使产业的集约化程度大幅度提高。但是,硫酸工业的发展还要尽量做到:集约化程度进一步提高;硫磺进口依存度逐步降低,硫酸原料结构要更趋于合理;要努力实现清洁生产;朝着产品结构网络化发展等。众所周知,硫酸工业的发展必然会带来很大的污染,因此,硫酸生产工艺改革的重点应放在提高装置的环保性能和对低浓度、高浓度冶炼烟气的适应能力上,限制尾气二氧化硫浓度和费酸污水的排放,还应开发更加有效地费酸、污水处理和有价金属回收地工艺和设备。
3 化学工业与可持续发展
二十一世纪是信息与生命科学的时代。在过去的一个世纪里,以新能源、新材料、环保、 生命科学等为代表,科学技术日新月异,已经极大地改变了我们生存的世界。 当今社会,化学工业与不同学科深入交叉、渗透、融合,整个科技领域已经取得了引人注目的成绩。但是当前,我国经济发展所面临的环境与资源的双重约束,使得转变经济发展方式、调整经济结构已经成为经济持续发展的关键。 低碳经济所倡导的低碳发展模式是我国经济持续发展的最佳途径。我在这里着重介绍一下发展低碳经济与低碳经济的目的;低碳时代化学工业所面临的问题;我国化学工业面临的机遇和挑战以及我国化学工业的可持续发展的一些内容。
3.1 低碳经济与低碳经济的目的
所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、 新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。 发展低碳经济,一方面是积极承担环境保护责任,完成国家节能降耗指标的要求;另一方面是调整经济结构,提高能源利用效益,发展新兴工业,建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径,是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。低碳经济可以看成是人类的新的工业革命。 在人类活动中,为了获取能源而大量消耗化石能源,从而引发了温室效应、环境污染等灾难性问题。由此,以低碳经济模式为基本内涵的新的工业革命就提到了日程之上。 低碳经济的目的 :低碳经济是以减少温室气体的排放为目标,并以构筑低污染、低能耗为基础的经济发展体系,其中包括低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系。低碳能源系统是指通过发展清洁能源,包括风能、核能、太阳能、地热能和生物质能等替代煤、石油等化石能源以减少二氧化碳的排放。低碳技术包括清洁煤技术(igcc)和二氧化碳捕捉及储存技术(ccs)等等。低碳产业体系包括火电减排、新能源汽车、节能建筑、工业节能与减排、 循环经济、资源回收、环保设备、节能材料
3.2 低碳时代化学工业所面临的问题
发展低碳经济实质上是对现代经济运行与发展进行一场深刻的能源经济革命,转变经济发展方式、提高能效、发展低碳能源技术已成为国际社会的共识,提高碳生产率正在成为新一轮国际经济的增长点和竞争焦点。由于全球性环境污染影响因子的80%是化学性污染,低碳时代的到来使得化学工业不得不面对更严格的环境控制和不断飚升的成本费用,必须进一步增强环境忧患意识和做好环保工作的法制意识、责任意识。发达国家对于化工产品“绿色化”的要求,以及发展中国家受到“绿色壁垒”的限制,使得化工产品设计的绿色化成为必然趋势。在绿色化工产品设计时,要遵循全生命周期设计、再循环和再使用设计、降低原料和能量消耗设计以及利用计算机技术进行绿色化工产品的设计等原则。低碳时代化学工业的发展目标应该是实现高选择性、高效的化学反应,极少的副产物,实现“零排放”,继而达到“原子经济”的绿色化学。从环保、经济和社会的要求看,化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质的费用,需要大力研究与开发具有社会责任感、可信赖的资源节约型、环境友好型产业。
3.3 我国化学工业面临的机遇和挑战
化学工业的绿色化提升为多学科综合交叉和工程学的新发展开辟了广阔的空间,由于各国的社会经济背景不同,向低碳转型的起点和条件不同,追求的目标也有所差异。作为最大的发展中国家,中国探索化学工业的低碳发展之路不仅符合世界能源低碳化的发展趋势,而且也与中国转变增长方式、 调整产业结构、 落实节能减排目标和实现可持续发展具有一致性,另一方面,走低碳发展道路需要相当的额外成本和大规模采用低碳相关技术,这将有可能延缓化学工业的现代化进程。 我国化学工业在解决环境污染和应对气候变化等方面所面临的形 势仍然十分严峻,必须以多种政策来引导能源消费和产业结构的调整。 低碳经济的内涵既包含了低碳生产,也包含了低碳消费。化学工业作为能源消费和碳排放的主体,需要结合我国建设资源节约型、 环境友好型社会和节能减排的需求,开展化学工业发展的碳排放强度评价,充分利用节能减排与低碳经济发展之间的政策协同关系,建立适合国情的支持低碳经济的绿色化学和清洁生产技术体系。 绿色化学和技术创新是实现低碳经济所倡导的节能减排目标的关键因素。 我们应该切实把推行绿色化学提升到实现低碳经济模式中长期发展战略层面上加以思考,并转移一批高耗能、高排放、高污染企业,并积极引导这部分企业向服务业、 低耗能、 低排放产业和高技术产业转移。我们必须高度重视节能、低碳技术的研发和推广工作,重点着眼于中长期战略技术 储备,融合市场现有的节能、低碳技术,并迅速加以推广和应用。
4 我国化学工业的可持续发展
我国化学绿色化学是近年来才被人们认识和开展研究的一门新兴学科,是实用背景强、 国计民生急需解决的热点研究领域。 面对资源、 能源和环境的挑战,为了建立可持续发展的化学工业,我国应遵循生态发展规律,大力发展绿色化学和化工,把原子经济性和零排放作为两个终极目标,使所有化学成分能够完全被利用,使产生的废物都能够变成资源重新利用。可可持续发展的途径有:
( 1)新的化学反应过程研究。在原子经济性和可持续发展的基础上研究合成化学和催化的基础问题,即绿色合成和绿色催化问题。
( 2)传统化学过程的绿色化学改造。如在烯烃的烷基化反应生产乙苯和异丙苯生产过程中需要用酸催化反应,过去用液体酸hf 催化剂,而现在可以用固体酸。
(3)资源再生和循环使用技术研究。自然界的资源有限,因此人类生产的各种化学品能否 回收、再生和循环使用也是绿色化学研究的一个重要领域。
2009 年 6 月 1 日,国家能源局对新能源进行了界定。新能源是指与长期广泛使用、技术上较为成熟的传统能源(石油、煤炭和天然气)对比而言,以新技术为基础,已经开发但尚未大规模使用,或正在研究试验,尚需进一步开发的能源,主要包括太阳能、风能、水能、核能、生物能源、海洋能、地热能和氢能等。除了上述普遍共识的新能源之外,新能源还包括对传统能源进行技术变革所形成的新的能源,包括煤炭的清洁高效使用、车用新型燃料以及智能电网等。辽宁省作为我国重要的老工业基地之一,加快发展新能源展业对促进我国新能源产业的发展具有重要的作用。目前,在辽宁省新能源产业的发展中,随着企业规模的不断扩大,企业的盈利能力也有所加强。由于可持续发展战略的需要,以新能源和节能技术为主的现代环保产业在辽宁省也得到了快速的发展。新能源产业是能源产业未来发展的必然趋势,而能源产业又是辽宁省经济的主导产业,且其主导型地位近年来也呈现出逐年增强的趋势。因此,发展新能源产业不仅能够促进辽宁省经济的持续、稳定、健康发展,更能促使辽宁省在东北老工业基地的振兴中发挥更加显著的作用。
二、辽宁省新能源产业发展中存在的问题
(一)新能源产业结构不合理
产业结构不合理,产业体系建设不够完善。例如,辽宁省新能源汽车产业能力建设比较薄弱,没有建立起从科研、设计到设备制造的比较完备的产业体系,产业链建设有待进一步加强,特别是消费者所必需的充电站等配套基础设施建设严重滞后,新能源汽车有关测试和试验的技术规范不健全,产品认证体系亟待加强,标准化工作明显滞后,严重阻碍新能源汽车产业的健康发展。各类要素和资源需要进一步整合。目前,辽宁省新能源汽车企业大多各自为战,分头研制,行业协会和中介机构的作用得不到发挥,缺乏必要的资源整合与统筹协调,低水平重复建设较多,资源浪费现象比较普遍。如何充分发挥市场配置资源的作用,有效整合发展新能源汽车的各类要素和资源,在生产者和消费者之间建立起对新能源汽车的良好预期,是我国发展新能源汽车需要解决的一个重要任务。新能源产业结构不合理,结构调整的任务还很重。目前,太阳能和风能产业发展较快,其他方面还未形成规模。另外,电力总装机容量 2850 万千瓦,其中水电、风电、生物发电三项合计占总装机容量的 4.4%,远低于全国24%的水平。总体来说,产业结构的不完善导致了辽宁省新能源在全国的竞争中处于劣势地位。
(二)技术开发水平低
新能源涉及生物、海洋、新材料、电子等高新技术,其技术研发需要巨大资本投入予以支撑,而且存在较高的研发风险。技术的薄弱表现在众多核心技术并未掌握,关键部件仍依赖进口;同时,技术后劲也提不上来,原因在于目前我国的新能源科研力量分散在大学研究机构中,缺乏领军性的创新平台,去开展共性技术的研发和产业化。另外,企业规模也偏小,研发能力较弱,缺少像通用电气、西屋、三菱、西门子等大型综合性设备供应商。即使具有一定经济规模的企业,其研究开发能力还不如发达国家中小型专业技术公司。从全国目前的状况来看,技术障碍导致的高成本、小市场是新能源发展的重大制约因素,而且技术水平低导致的高生产成本也抑制了市场规模的扩大,反过来,规模小又导致了高的生产成本,高成本又抑制了技术投入,形成恶性循环。加之辽宁省地处东北部,在经济、科研等综合实力上都在国内处于落后地位,在新能源技术上更是如此。就目前辽宁省的总体状况来看,虽然在太阳能源光伏技术以及半导体照明技术领域上有一定的建树,但技术水平总体偏低,成为辽宁省新能源产业发展的最大障碍。
(三)融资渠道不畅通
目前,辽宁省风险投资主要来源于政府财政拨款和银行科技开发贷款等,主角主要是政府,没有充分利用个人、企业、金融和非金融机构等具有投资潜力的力量来共同建立一个有机的风险投资网络。而且在辽宁省,融资难度大、所能筹到的资金总量也很小。银行和非银行等金融机构经常会对一些大企业争贷,而对中小企业却不愿借贷,并且对中小企业的贷款期限也很短,不能满足企业发展的需求。这样,由于经营规模较小、资金不足,风险投资业一开始就会面临融资难度大、壁垒多、融资量小等问题。国家虽然对风险投资持支持态度,但由于法制不健全所导致的既缺乏有效的激励又缺乏必要的监督,使其在我国各部门、各地区尚处于探索状态。虽然辽宁省在发展风险投资方面作出了努力,但成效甚微,由于社会上一些公司的非法集资活动屡禁不止,挫伤了老百姓的投资积极性,使得对风险承受能力较差的居民对正常的集资活动产生了逆反心理。因此,辽宁省新能源产业的发展仍然存在融资不足的问题。
三、辽宁省新能源产业发展的对策
(一)优化新能源产业结构
辽宁省应把握新能源产业发展特征、趋势和规律,紧密结合区域实际,有所为有所不为,选择适宜发展的新能源产业,集中辽宁省新能源产业发展的地理和技术等资源重点发展,获得竞争优势。利用辽宁省坚实的制造业基础,发展智能控制与精密制造装备,提升智能技术在产业领域的运用,推进装备制造业向制造集约化、设备成套化、服务网络化的高端化发展。凭借技术创新型新能源产业的重要力量,将产业链创新作为新能源产业运行发展的重要组织形式,注重产业链整体技术突破和联动发展,进而带动新兴产业的成长。在省级产业规划层面充分协调,注重产业配套,避免项目重复建设。对辽宁省新开发的产业园区,明确产业发展定位,为建设新型产业集群留足发展空间。建立完善垂直分工、合理布局的战略性新能源产业集群,集聚完善产业链条。辽宁省政府应该每年各自拿出一定额度的财政资金,以共建模式发展新能源产业基地。支持产业基地发展,引导新能源产业进行合理的空间布局和集聚,优化新能源产业运行的空间组织在土地资源有限的情况下,辽宁省应采取传统制造业企业搬迁、旧厂区改造等措施,最大限度地服务于新兴产业的项目规划和土地审批。要充分发挥高新园区在引领新兴产业发展中的先导和带动作用,建立一批具有技术密集、资本密集和高经济效益等特征的高新技术产业基地。
(二)提高技术创新水平
新能源产业区别于传统能源化工产业的根本是技术创新,只有持续的技术创新才能保证产业的可持续发展,才能抢占市场先机,占据产业竞争力的制高点。因此,必须切实加强辽宁省新能源产业的技术创新工作,构建和完善技术创新体系,培养自主知识产权的产业核心技术,以保证新能源产业技术路线的可持续稳定实施。新能源产业的发展归根到底是新能源开发利用技术的发展。要提高企业的技术创新水平,一方面,要从内部提高科研人员的科研能力和综合素质,建立企业员工技能考核机制,努力成为学习型企业。建立行业信息共享资源系统,并组织建立企业联盟机构,为企业中高层管理者提供定期交流的平台,促进管理层素质和能力的提升。另一方面,加强产业科研基础能力建设。进一步加强工程研究中心、企业技术中心、重大科学工程、知识创新工程、国家重点实验室改造等产业创新能力和科研基础能力建设,建立技术创新体系的基础条件平台,明确工程研究中心、企业技术中心等科技创业孵化机构和科技产业服务机构的目标和任务;培育支持和带动产业技术发展、主业突出、核心能力强的大企业集团,全面提升企业的核心竞争力;建立辽宁省创新能力基础设施建设的目标评估体系。通过招标形式,调动产学研各方的力量联合攻克新能源关键技术与先进国家签订新能源技术交流与合作协定,为新能源技术的引进创造良好的国际合作环境。
关键词:地方产业;创新;实验教学体系
高校工科专业的实验教学是重要的实践教学环节,承担着培养学生兴趣、锻炼学生思维能力、加深学生理论理解、熟练学生设备操作等使命。对地方高校的工科专业来讲,实验教学体系的构建和地方行业相结合更是提高学生实践技能的有力措施之一,德州学院坐落在中国太阳城和新能源之都,在专业建设中和当地企业紧密结合走出了一条特色之路,特别是在热能与动力工程专业的实验教学中心建设中,结合当地行业和企业优势,大胆进行实验教学改革和探索,形成了一整套较为完整的创新实验教学体系。
一、实验教学定位及规划
(一)实验教学理念
新能源产业,作为国家和山东省重点学科专业领域,近几年迅猛发展,新能源人才普遍匮乏现象也越来越突出。德州学院能源与动力工程实验教学中心以新能源产业的发展为需求,形成了为区域经济建设服务的实验教学理念:按照“厚基础、强实践、求创新、高素养、重责任”的人才培养目标,采用“校企共建,资源共享”的模式,以培养学生工程实践能力、综合应用能力、系统设计能力和创新实践能力等“四个能力”为着力点,通过“构思-设计-实施-运行(CDIO)”的工程教育模式,将工程实践环境作为工程教育环境,培养学生的职业道德、工程实践能力、学术知识和运用知识解决问题能力、终身学习能力、团队工作能力、交流能力和大系统掌控能力等,并通过校企合作的形式开展联合教育培训,开展科学研究活动,不断提高教学质量。
(二)实验教学定位及发展规划
实验中心教学定位:中心按照“以人才培养为中心,通过基本实践技能的培养、综合实 践能力和工程应用能力的训练、科技创新精神的养成,实现知识、能力和素质的全面协调发展” 的指导思想,开展实践教学工作。重视学生“应知应会”的基础性实验,培养学生的基本实验技能;通过改革教学实践内容和方法,强化综合性、设计性、创新性等实验教学环节;将工程 训练系列课程贯穿于本科教育全过程,突出工程能力的养成和工程素质的培养;开展各类科技竞赛活动,培养学生的创新精神和能力。
实验教学规划:结合中心承担的实践教学课程的特点,根据高等工程教育、能源与动力工程学科发展的要求,不断改革现有的课程体系,优化理论教学和实验教学的内容,构建更为合理的实践教学体系;采取可行且有效的措施,提高教师的实践教学能力和水平;以实验室设备为基础,争取多方支持,进一步改善实验教学条件,提高实践教学水平;整合资源、优化配置、提高设备的使用效率,建设开放服务的实验教学环境。
二、实验教学改革思路及方案
(一)实验教学改革思路:坚持“实践教学是提高教学质量的关键”的理念,以“传授知识、培养能力、注重创新,提高素质” 的为宗旨,积极开展教学改革与实践;根据人才培养和技术进步的要求,统筹协调理 论教学与实验教学,构建科学、合理、多层次的实践教学体系。
(二)具体方案:
1.整合教学内容,建立符合创新性应用型人才培养的实验教学体系,能源与动力工程是综合性学科,除了传热学等课程的课内实验外,还包含各种实习及设计环节,因此中心把这些内容全都纳入其中。在与校外实践基地的共同研讨下,优化实验教学内容,构建了“基础理论与实践技能平台设计应用能力平台综合实践能力和工程应用能力平台科技与创新能力平台”的“渐进式四平台”实验教学体系。
2.改革实验教学模式,加大综合设计型及研究创新型实验比例
中心坚持以实验—理论—再实验的原则进行教学和教学指导,可以以工程实际问题为牵引,开展实验和课程设计,在理论教学引导的基础上,让学生在实验中学习和掌握,实现了以学生为主体的转变。加大实验室开放力度,以全国大学生节能减排科技作品竞赛等各级各类大赛为平台,加强对学生的指导,学生自主设计制作作品参赛,并根据获奖级别给予相应的学分。
3.加强实验教师队伍建设,提高教育教学水平
“中心”实行基础实验课程负责人制和项目负责人制,具有高级职称同时兼有科研课题和设计项目的教授、副教授、高级工程师作为实验室主任和课程、项目负责人,中青年骨干教师及企业单位技术骨干人员担任实践环节主讲教师,专职实验人员负责实验室的日常维护管理。鼓励教师在新的教学理念指导下编写图文并茂的纸质实验教材和生动的声响立体教材并实行互动式教学,以问题为中心,在教师引导和启发下,学生自主提出问题、设计问题、解决问题,加强教师技能的培养,积极开展实验教学改革和实验技术研究,鼓励教师走进企业,让老师在实际工程实践和研究中拓展教师的技能水平。
4.完善实验教学考核制度
进行实验教学质量考核,是强化实验教学过程管理,进行实验教学质量监控的必要手段,是完善和加强实验教学的重要措施。中心根据实验项目的层次,设定了行之有效的多层面,立体化的实验教学考核体系,主要强调实验教学环节的考核和创新创业能力的培养。对于综合设计型及研究创新型实验考核时,由校内外专家组成考核小组,对产品的性能、社会价值、应用前景等做出综合评价,评价结果也作为指导教师教学水平评定的依据,提高了师生的综合能力。同时校外专家的介入,也增加了学生与企业的联系,增强了就业竞争能力及学校知名度。
5.完善实验室管理制度,健全运行机制
为了保障实验教学质量,在学校一系列管理制度的基础上,“中心”根据自身实际,制定了《实验室管理条例》、《学生实验课成绩考核办法》、《实验室人员岗位职责》、《仪器设备维护及使用管理办法》、《实验室安全制度》、《学生实验守则》等规章制度,为规范实验中心管理、保证实验教学改革的有效推进提供了制度保障。同时,建立了实验教学管理部门的监督和评价机制。通过评价结果与课时津贴和年终分配挂钩、奖励和惩罚并举等措施,建立实验教学质量监督与评价体制、完善实验实践教学质量评价标准。
6.立足地方,实验教学为地方经济服务,加强校企共建