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1、能源与动力工程:此专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论与技术,受到现代动力工程师的基本训练,具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。
2、能源与环境系统工程:此专业培养具备宽厚热科学理论和能源与环境系统工程知识,能从事清洁能源开发、电力生产自动化、能源环境保护、制冷与低温、空调和储能、空调与人工环境等领域的设计、研究与管理的跨学科复合型高级技术人才。
3、新能源科学与工程:此专业面向新能源产业,根据能源领域的发展趋势和国民经济发展需要,培养在新能源科学研究及其利用的技术开发与实施等方面既有扎实的理论基础,又有较强的实践和创新能力的专门人才,以满足国家战略性新兴产业发展对该领域教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的专业人才需求。
(来源:文章屋网 )
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:
[1]秦春艳,才博.新疆新能源产业发展现状及对策研究[J].安徽农学通报,2009,15(22):3-5.
[2]程远,俞端仪,吴重光.建立校内仿真实习基地 改革传统生产实习模式[J].高等工程教育研究,1997,(3):32-36.
[3]新疆工程学院.2013级本科专业培养方案[Z].2013.
[4]李华彦,董丽娜.热能与动力工程专业毕业设计改革与探讨[J].中国电力教育,2010,(27):140-141.
关键词:新能源科学与工程;实践教学;远程监控
近年来,能源科技日新月异,风电等新能源快速发展,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[1]。2011年教育部批准设置新能源科学与工程专业本科专业(080503T),全国许多高校纷纷增设新能源科学与工程专业,2012年原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一调整为新能源科学与工程,如何办好战略性新兴产业背景下的新专业是一项全新而艰巨的课题。作为传统能源特色高校的风电等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面临诸多现实和复杂的研究课题[2],正在进行中的新能源专业人才培养应该予以及时解决。本文将结合校企共建远程监控中心建设项目的实践,探索一种新型的实际教学模式。
一、新能源专业校外实习面临的挑战
新能源专业的实践教学模式的探索和实践是一项十分紧迫的现实任务。新能源专业直接面对新能源产业的生产一线,具有很强的工程实践性,实践教学必须与生产实践相结合,需要有良好的实验环境和实践基地[3]。学校办学应与企业需求紧密结合,加强校企双向调研,优化新能源专业设置及相关课程设置,修订专业教学计划,共同培养出更多符合企业需要的高素质的实践型人才。在长沙理工大学的新能源专业的培养方案中,有两次校外集中实习和两次校内集中实践教学环节,探索有效可行的实践教学模式是一项重要的任务。风电专业校外实习面临较大的实际困难。长沙理工大学开设的“新能源科学与工程”专业主要面向风力发电生产一线,实习单位主要为建成运行的风电场,而当前周边的风电场大都建在远离市区的山顶,风电专业学生实习路途遥远、费用高、费时长、交通不便、安全隐患重重,而且风电场一般不能为集体实习的师生提供住宿和饮食条件,生活极为不便,给校外实习的经费、实习时间、安全、住宿和生活带来很大困难,很大程度上影响了实习效果。为了破解这一难题,结合智能风场和互联网+行动计划,学校在产学研合作的基础上,开创性地探索校企共建远程集中监控平台,探索校企联合人才培养的新模式。
二、校企共建风电远程集中监控平台建设的可行性分析
远程监控技术成熟。现代远程监控与诊断模式是随着通信、计算机和网络技术发展而产生的[4],其特点是现场的采样设备将各种传感器获得的设备状态信息转变成数字信号后,通过网络传送给远程诊断工程师[5]。基于计算机网络技术的远程实时监控系统不仅可以实现异地控制,也可实现多风场大范围的资源共享。采用无线通信技术为安装具有开通快捷、维护迁移方便、造价低等优点的监视控制和数据采集系统已经运行使用多年,技术成熟、性能稳定可靠[6]。校企共建远程集控平台和校企双方经济效益显著。将新能源发电远程监控中心建在学校校区,企业可以节省房屋建设或租赁费用;企业可以充分利用学校的相关资源和校区内完善的生活设施,降低运行成本和员工的生活成本。另外,企业投资建设新能源发电远程监控及仿真中心,学校则可节省新能源发电远程监控中心的建设成本;新能源发电远程监控中心由企业对其进行运行维护,学校还可节省新能源发电远程监控中心的运行维护成本。这种模式能充分发挥新能源发电远程监控示范效益、人才培养效益、科研效益、社会效益。学校在全国电力行业特别是中南地区电力行业有一定优势,为企业的相关业务向中南地区电力行业推广有一定较好的作用。人才培养效益主要是为学校能源类本科生提供认识实习、风电场运行与维护实习、风电机组远程监控实习基地;为研究生提供新能源技术领域的课题研究机会,特别是风电场远程监控和故障诊断的机会。在新能源发电远程监控建设和运行中开展科研合作能使校企双方共同受益;新能源发电远程监控与仿真中心建成后,可以对湖南省新能源发电进行监控和故障诊断,对相关人员技术提供培训服务,还可作为示范中心向全国相关单位推广。
三、新能源校企共建共享新模式的构建
学生在校内能借助“远程监控”完成运行跟班实习,充分利用多风场、多机型和多种风资源状况的实时运行情况,全面提高实习效果。建立一套具有统一软、硬件架构平台的集中监控系统,满足新能源自身监控需求及企业对所辖风电场、光伏电站的集中监管、调度控制,为新能源领域相关教师及工程技术人员提供科研平台。随着装机容量的快速增长,以及电网公司对风电场、光伏电站调度规划的需求,企业在借鉴国内外风电集中监控系统建设经验的基础上,建立了一套具有统一软、硬件架构平台的集中监控系统,可以满足新能源自身监控需求,同时公司可对所辖风电场、光伏电站的集中监管、调度控制,实现湖南区域风场群、光伏电站群的远程监控和管理。企业还充分利用学校能源动力学科的优势,合作开展新能源发电领域科学技术研究,以及开展下属企业新进员工开展业务培训。这种模式能很好地破解实践教学难题,全面提升专业办学水平。在整合学校特别是能源动力工程类学科现有技术机构、设施设备、人才队伍的基础上,建成新能源发电远程监控与仿真中心、新能源发电远程监控与仿真产学研基地,以及“新能源发电远程监控与仿真大学生实践教学基地”,实行统一的运行管理机制,从而大力提升学校新能源发电远程监控与仿真中心水平,推动学校新能源发电技术领域科学研究、学生实习、社会服务等方面的健康、协调和可持续发展,保障学校新能源发电技术大学生校内实习基地目标的顺利实现。
四、新能源远程监控中心建设的内容
根据项目建设目标,拟建的“新能源发电远程监控与仿真中心”建设内容主要分为“新能源发电远程监控平台、新能源发电实习实训平台、新能源发电关键技术研究与开发平台、学术交流与培训中心”等四个主要部分。1.新能源发电远程监控平台。主要由企业负责建设。根据公司的发展规划,该平台将纳入该公司下属十余个能源开发项目,总规划容量达1000MW以上。具体建设内容分为软件、硬件两大部分。软件部分包括大容量实时/历史数据库、报表系统等;硬件部分包括采集设备、存储设备、传输设备、互联互通设备等。2.新能源发电实习实训平台。主要由学校负责建设。利用该平台可对在校学生开展各项实践教学活动(包括认识实习、运行实习、仿真实习、毕业实习、新能源综合实验、创新性实验、课外科技活动等),年均达1000人次以上。具体建设内容包括场地建设、相关设备及仪器仪表建设、师资队伍教室、文档资料建设等。3.新能源发电关键技术研究与开发平台。校企合作共建科研和实验平台,对新能源发电的关键技术难题(如新能源发电并网技术、先进控制技术、状态监测与故障诊断技术、风资源评估及风功率预测技术等)联合攻关,合作开发科学研究项目,建设内容包括场地建设、专用工具和仪器仪表、测试及分析软件等。4.学术交流与培训中心。主要由学校负责建设,可承接企业员工培训、相关教师的工程化锻炼及业内学术交流等,培训人工年均人次数达50人次以上,每年教师赴企业进行工程化锻炼3—5人次,每年不定期举行多场次以上学术交流活动。建设内容包括培训教室、会议中心等场地建设、培训计划制订、培训教材编写、工程案例准备等。
五、新能源专业多环节实践教学的效果
在中心建设和运行过程中,研究新能源实验课程、核心专业课程的课程设计、仿真实习、认识实习、运行实习和毕业设计等环节的调整,实验室和实习条件的建设方案等。这主要包括以下方面内容:新能源专业实践教学内容和环节的研究、省部共建风能与动力工程专业实验室功能的调整与改造、新能源实验和实践教学环节教学质量标准的研究、新能源新增实践教学条件的建设方案研究。利用笔者所在高校“电力生产与控制国家级虚拟仿真实验教学中心”的优质资源,高标准建设新能源发电过程仿真实验室。产学研结合不仅是新能源这样的工科专业人才培养的必然要求,能使学校学科和教学受益,同时也应做足做实让企业获利,实现双赢,这样的产学研合作模式才能真正发挥其应有的效能。本文不仅为高校新能源专业人才培养模式提供一种新思路,也为企业的校企合作提供有用的参考。
参考文献:
[1]李俊峰,蔡丰波等.2014中国风电发展报告[R].2014.
[2]陈建林,陈荐.新能源科学与工程本科专业人才培养模式探究[J].中国电力教育,2014,(22).
[关键词]热能与动力工程的概述?;现状及问题;应用
中图分类号:TK227 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)04-0038-01
1.热能与动力工程的概述
众所周知,热能与动力工程是一门综合类学科,包括对热能技术的研究、以及各种能量与动力之间的转化的研究。热能与动力工程在锅炉应用中的最主要功能是实现热能与动力之间的转化,通过分析能源的产生过程和使用过程,从而方便我们更好地对能源进行有效利用。热能与动力工程涉及的范围十分广泛,应用起来十分广泛,结合当前经济发展,我们可以看出热能与动力工程的应用在解决实际能源录用方面具有十分重要的地位,它直接关系着我国电力企业的发展方向以及经济效益的实现情况。并且热能与动力工程充分利用了各个学科之间的相互关系,有效的支持了各种能量之间的转化,为社会经济的发展奠定了良好的基础。
从热能与动力工程的专业角度来看,研究热能与动力工程的同时,还要注意对机械能力、物理能量的研究,把热能与机械能量之间的转化作为重中之重。并且随着科学技术的不断发展,热能与动力工程也逐渐朝着自动化化和智能化发展。我国能顺应这种发展的人才相对较少,要想实现热能与动力工程在锅炉中的良好应用,就必须进一步加强对专业人才的培养,进一步提高能源的利用效率,发挥热能与动力工程在能源使用方面的重要作用,促进我国国民经济的可持续健康发展。
2.热能动力工程中锅炉的发展及存在的问题
2.1 锅炉在世界上出现的历史很悠久,锅炉的创造和使用对人类文明的进步和发展有着很大的作用。锅炉是由锅和炉组成的,上面的盛水部件为锅,下面的加热部分为炉,锅和炉的一体化设计称为锅炉。锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,经过锅炉转换成蒸汽能。在一般工厂的工业生产过程中,使用的是工业炉来进行燃料的燃烧和能量的转换。根据文献材料可知,最早的工业炉出现在我国的商代时期,它的主要作用是提炼熔铸青铜器,并且,我国在春秋时期就能够铸造铁器,这个进步说明了我国控制工业炉的工艺有了很大的进步。在当代,工业炉更是有着广泛的应用和较大的发展。
2.2 工业炉在工业生产中仍然存在着较大的问题,主要包含四个,首先污染物排放量大、面广。其次单体容量小,平均容量在8吨/小时左右,10吨/小时以下燃煤小锅炉的数量为42万台,占总数的2/3,再有排放贴近地面,对环境质量影响很大。最后锅炉技术、主辅机不匹配,运行状况差。此外,大多数小锅炉缺乏除尘、脱硫和脱硝装置,导致现在锅炉的二氧化硫和粉尘排放普遍不达标。煤粉燃烧是先进的燃煤技术,具有燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等优点,实践证明,煤粉燃尽率达98%以上,锅炉运行热效率达88%以上,与传统燃煤锅炉相比,可节能35%。同时,我国还有几个比较综合型的大问题,工业锅炉技术基础工作比较薄弱,管理水平、工艺水平落后,制造厂家多且生产能力低,难以形成规模化生产等,所以,我国如果想解决工业炉的问题,还需要进行多方面的整治。
3 热能与动力工程在锅炉运行中的科技创新
3.1 锅炉燃烧控制技术的创新
如何有效地调节能量转换是锅炉燃烧控制中的重要部分。早期工业生产中,我国的锅炉填充燃料绝大多数是采取人工添加的方式,从而保障锅炉相关工作的正常稳定运转。不过,随着科学技术的发展,绝大部分企业已从人工填料方式向步进式的自动化转变,而连续控制系统是主要的锅炉燃烧方式,其主要由各种气体的分析装置及燃烧的控制器等部分构成,通过热电偶的有效检测来设定合理数值,再利用计算机准确计算出所测数值偏差,从而保证输出结果的准确性,与此同时,还能够有效且合理的对锅炉燃烧进行控制。
3.2 锅炉风机的仿真类翼型叶片
由于锅炉内部的风机结构复杂、运行精密,因此给实际测量带来一定的困难。目前我国尚未有科学且完整的体系来完善锅炉的叶轮制造及运行发展。如果想要获取准确有效的数值,就应通过实验模拟的方法对机械内部的气体流动进行有效评估,模拟空气以不同方式出入风机时的相关流动分离。最后,再利用计算机对这些数值进行模拟设定,采用模拟实验方法的主要目的是分析在不同速度情况下所得到的矢量图,将多组数据进行比较后,确定出锅炉风机翼型边界层分离及攻角之间的关系,从而进行深一步的研究。
4.锅炉领域中热能与动力工程应用的综合评估
热能与动力工程使煤炭资源得到充分利用,降低了锅炉使用过程中燃烧煤炭所排放的有害气体的数量,有利于节约资源与保护环境。另外,热能与动力工程研究的是技术问题,因此提高了锅炉领域的技术。热能与动力工程在锅炉领域的应用给锅炉领域带来非常明显的变化,随着社会的发展,热能与动力工程在锅炉领域当中还将发挥更大的作用,而面θ嗣嵌匀饶苄枨罅坎欢显黾拥那魇疲如何提高热能动力的使用效率,锅炉领域还要进一步探索这个问题。
5.结束语
热能与动力工程在锅炉领域当中的应用促进了锅炉领域的进步,提高了资源的使用效率,对于缓解当前的能源危机意义重大,有利于减轻环境污染。在建设资源节约型与环境友好型社会的背景下,热能与动力工程的应用成效不仅表现在锅炉领域,在其他领域当中也有体现。锅炉领域在看到热能与动力工程为本领域带来的可喜变化的时候,也要留意热能与动力工程带来的负面影响,锅炉领域不能只依靠热能与动力工程来促进本领域发展,要积极开拓创新,不断借鉴国内外成功经验,引进先进技术,消除阻碍自身发展的因素,保证锅炉高效运转,只有这样,才是获得可持续发展的出路。
参考文献
关键词:双一流;专业建设;人才培养模式;新能源科学与工程
中图分类号:G424 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)27-0136-02
2015年10月国务院印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》。总体目标分三步实现:到2020年,若干所大学和一批学科进入世界一流行列,若干学科进入世界一流学科前列。到2030年,更多的大学和学科进入世界一流行列,若干所大W进入世界一流大学前列,一批学科进入世界一流学科前列,高等教育整体实力显著提升。到本世纪中叶,一流大学和一流学科的数量和实力进入世界前列,基本建成高等教育强国。
2016年10月9日,长沙理工大学创建“双一流”暨办学60周年纪念大会,赖明勇校长指出按照“六个突破、六个提升”的发展思路,突出优势、强化特色、创新机制、打造品牌,坚持以学科建设为龙头,努力将行业特点转化为学科特色,专注打造一批一流学科,全面提高学校的核心竞争力,努力跻身全国“百强”。
长沙理工大学一直重视能源领域的学科建设和人才,学校准确把握当前国际国内的能源发展形势和能源科学的发展方向,瞄准国家新能源重大人才需求,在全国率先开展新能源人才培养工作,创办全国第二,湖南省第一个风能与动力工程本科专业。2011年该专业被批准为湖南省特色专业,2013年5月顺利通过了湖南省教育厅的新增专业办学水平评估和新增学士学位授权学科专业评估。2012年教育部要求新能源相关专业统一更名为新能源科学与工程。通过6年的专业建设和人才培养,取得的主要贡献如下7个方面:创办了湖南省第一个新能源科学与工程本科专业,构建了风电特色鲜明的新能源科学与工程实践教学平台,探索了科研反哺教学的新能源科学与工程人才培养模式,发展了双一流建设背景下新能源人才培养模式系列高等教育理论、建成了国家级虚拟仿真实验教学中心重要组成部分即湖南第一个风电场设计和风力发电过程仿真教学实验室、开展了“2+2”新能源国际化办学模式、实施了“顶岗实习”的新能源实践教学新模式。
一、创办了湖南省第一个的新能源科学与工程本科专业
2009年新能源科学与工程专业(风能与动力工程)招收第一批本科生,经过4年的教育教学探索,成功地完成了第一轮本科人才培养工作,2013年5月顺利通过了湖南省教育厅的新专业评估验收,人才培养取得圆满成功。该专业2011年被批准为湖南省特色专业,本研究成果对我省风电领域人才培养、新能源科学与工程本科专业建设以及双一流建设和战略性新兴产业的发展具有重要的指导和借鉴意义。
二、构建了风电特色鲜明的新能源科学与工程实践教学平台
新能源科学与工程专业已建成实验室有:“风力机叶片振动实验台”、“新能源材料疲劳特性试验台”、“风电机组运行与控制实验台”、“风光互补实验台”、“小型风力机拆装实验台”、“风电场设计与仿真实验室”、“分布式发电综合实验系统”等,“风力发电过程虚拟仿真实验室”是国家级“电力生产与控制”仿真中心重要组成部分。新能源科学与工程实验室是能源系统与动力工程国家级实验示范教学中心重要组成部分。
三、探索了科研反哺教学的新能源科学与工程人才培养模式
16位在编教师中主持11项国家自然科学基金,还承担20余项省部项目;多位教师发表在顶级国际刊物上发表学术论文,研究成果获得国际同行的认可;多位教师获发明专利授权。以上这些科研成果反哺教学,通过指导本专业学生参加大学生挑战杯、节能减排大赛等方式,培养学生创新能力。教师将自己科研成果带入教学课堂,从而使同学们了解新能源领域科技前沿知识和学术思维。
四、发展了双一流背景下新能源人才培养模式系列高等教育理论
近年来,我国风电等新能源产业迅猛发展需要培养大量的专业技术人才,新形势下培养什么样的人才和如何培养新能源等战略性新兴产业高级专业人才是高等教育理论的一项重要的新兴课题。本项目结合“卓越工程师”的人才培养思路、能源领域专业综合改革试点和“2011计划”,在湖南省和长沙理工大学教研项目的支持下,研究探索了新形势下新能源人才培养理念、培养思路、培养模式等系列高等教育理论。
五、建成了国家级虚拟仿真实验教学中心重要组成部分即湖南第一个风电场设计和风力发电过程仿真教学实验室
除了风电场的运行控制仿真以为,创造性把风资源测量与评估、风电场设计引入风电仿真实验室,建成了多功能、全过程的风电仿真实验室,这在全省甚至全国都是一个创新。2014年,风电场设计与运行仿真实验室作为一个重要部分已成功获批为“电力生产与控制虚拟仿真实验教学”国家级虚拟仿真实验教学中心,获得了进一步建设发展的良好机遇,将在仿真教学、科技服务及科学研究等方面发挥更重要的作用。
六、开展了“2+2”新能源国际化办学模式
长沙理工大学与英国诺森比亚大学签订了合作办学模式。长沙理工大学新能源科学与工程专业本科第一、二学年在本校就读,且学习成绩不低于评分标准70%(平均绩点2.0以上)、无不及格课程的学生,可申请诺森比亚大学机械工程本科专业本科第三、四学年课程,顺利完成课程学习后可获得诺森比亚大学学士学位,经长沙理工大学认证,并能获得长沙理工大学的学士学位。
七、实施了“顶岗实习”的新能源实践教学新模式
本专业把实践教学作为专业建设和人才培养的重点和特色之一,建设了高水平的风力发电综合实验室,建立了多环节多层的专业实践教学模式,从无到有,建设了6个校外实习基地。新能源科学与工程专业毕业实习实施了“顶岗实习”的新能源实践教学新模式,在风力发电场实践基地给每一位学员分配一个岗位,并配备一位指导师傅,实习3周。结合多项省级、校级教研课题,探索形成了校内外实习相结合、风电场实习和校内仿真运行相结合的模式。
在A电仰天湖风电场、大唐南山风电场、湘电风能公司、南车时代公司风电事业部等单位建立了实践教学基地,为新能源提供良好的实践教学基础条件。
八、总结
新能源科学与工程专业是我校2009年新开办的一个专业,成为我校以风电为特色的专业,也是能动学院新的人才培养增长点,人才培养质量获得就业单位的高度评价。
在国家和学校双一流建设背景下,我校十分重视能源学科的发展,在新能源科学与工程专业建设、人才培养及相关领域的教学研究等方面投入了大量人力物力,取得了以上七个方面的专业建设成果。
[关键词]热能动力工程;锅炉技术;能源;发展
中图分类号:TK221 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)35-0085-01
随着常规能源的日渐短缺,人类环境保护意识的不断增强,节能、高效、降低或消除污染排放物、发展新能源及其它可再生能源成为本学科的重要任务,在能源、交通运输、汽车、船舶、电力、航空宇航工程、农业工程和环境科学等诸多领域获得越来越广泛的应用,在国民经济各部门发挥着越来越重要的作用。
一、 热能动力工程概念及在能源方面的现状
(一)、热能动力工程概念
热能动力工程顾名思义主要研究热能与动力方面,其包括热力发动机,热能工程,流体机械及流体工程,热能工程与动力机械,制冷与低温技术,能源工程,工程热物理,水利电动力工程,冷冻冷藏工程等九个方面,其中锅炉的运行方面主要运用热力发动机,热能工程,动力机械,能源工程以及工程热物理等部分专业技术。热能动力工程主要研究方面为热能与动力之间的转换问题,其研究方面横跨机械工程、工程热物理等多种科学领域。其发展方向多为电厂热能工程以及自动化方向、工程物理过程以及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向、锅炉热能转换方向等,热能动力工程是现代动力工程的基础。热能动力工程主要需要解决的问题是能源方面的问题,作为热能源的主要利用工程,热能动力工程对于我国的国民经济的发展中具有很高的地位。?
(二)、热能工程技术的现状
随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教育的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代动力工程的基础。热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。
能源问题在当今社会举足轻重,热能与动力工程专业在国民经济中的地位可想而知。
能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。
风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。叶片将施加于轴上旋转的机械能,转变为推动气体流动的压力,从而实现气体的流动。风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风,矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等。尤其是在电站,随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展,电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求,锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故,严重危害设备、人身安全,也给电厂造成巨大的经济损失。此外,风机一直是电站的耗电大户,电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机,降低其耗电率是节能的一项重要措施。
二、热能动力工程技术运用
(一)炉内燃烧控制技术
其燃烧控制是步进炉的核心技术之一,手动控制已被自动控制方式所取代。目前大规格钢锭推钢式加热炉可选用的燃烧自控方式通常有:
(1)空燃比例连续控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较,偏差值按比例积分、微分运算输出4-20 mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。
(2)双交叉限幅控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度,该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小,PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制,借助于孔板和差压变送器来测量空气流量,燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量,使精确的温度控制得以实现。
(二)、软件仿真锅炉风机翼型叶片
由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂,并带有强烈的非定常特征,进行细致的实验测量非常困难,目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟,研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤:创建二维模型,进行网格划分,设定边界条件和区域,输出网格,再利用求解器求解,对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后,对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析,得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。
三、热能动力工程的发展方向
1、热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向)主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。
2、热力发动机及汽车工程方向掌握内燃机(或透平机)原理、结构,设计,测试,燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。
3、制冷低温工程与流体机械方向掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。
4、水利水电动力工程方向掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。
四、结束语
热能动力工程的迅速发展使得热力发动机专业方向,其中包括热力发动机主要研究高速旋转动力装置,包括蒸汽轮机、燃气轮机、涡喷与涡扇发动机、压缩机及风机等的设计、制造、运行、故障监测与诊断以及自动控制等行业的发展都到了提速。热动能的发展为航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、铁路及轻工等部门培养高级工程技术人才,若能将这些理论知识转换成实际的运用,我国的能源压力将大大降低。
参考文献
[1] 安连锁.泵与风机[M].北京:中国电力出版社,2001.
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【关键词】热力动力工程;能源;锅炉仿真
热能动力工程专业的应用性增强,它主要是以机械工程学和跨热能动力工程作为理论基础,通过热能和机械能的转换,来产生动力。而锅炉正是能量转换的工具,只有在锅炉进行合理的设计,才可以达到一定的使用效果,最近几年,我国锅炉的种类逐渐增多,但在锅炉的制造和使用方面,还存在很多问题,这样导致能源的利用率较低,所以怎样才能提高能源的利用率是目前国家热能动力工程方面需要研究的问题。
1.我国当前动力工程的情况以及发展趋势
1.1我国当前动力工程的发展情况
我国热力动力工程专业形成于20世纪50年代,兴起于苏联,主要包括的学科有锅炉、电厂热能、内燃机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程等几十个小专业。而在我国,改革开放之后,我国由几十个小专业压缩为九个,随即不久,就从原来的几十个专业合并为一个专业,目前我国已有120多所高效舍友热能与动力工程专业。
对于热动主要研究的方面是热能与动力,是一种应用性强的专业,主要学习的基础知识有:机械工程、热能动力工程和工程热物理,还要学习能量转换以及有效利用的理论和技术,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。这个专业在很多领域上有着很广泛的应用,同时也是我国科技发展的基础方向。随着我国的经济发展,市场经济的建立,社会需求和经济分配状态以及科技发展的趋势等都成为我国现阶段的挑战,也是当前本专业在我国教育发展的主要方向,而且热动也是当前动力工程师的基本训练。
1.2我国当前动力工程的发展趋势
首先是在动力控制工程方向发展,主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。其次是在热力发动机及汽车工程方向上主要掌握内燃机原理、内燃机的结构、设计、测试、燃料和燃烧,还有热力发动机排放、环境工程概论以及内燃机电子控制、热力发动机传热和热负荷等方面的知识。在制冷低温工程和流体机械方向上,需要掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。除此之外,在水利水电工程方向上主要掌握掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。
2.工业炉的发展
工业炉的作用是将燃料燃烧产生的热量,用来对物料和工件加热。工业炉是工业加热的关键设备,广泛应用于国民经济的各行各业,量大面广,品种多,影响极大。我国在很久以前就出现了很完善的炼铜炉,随着技术的发展,炼铜炉发展迅速。而发展到现在,据不完全统计,全国12个行业县以上企业,工业炉装备11万台以上,机械行业占7.5万台(占炉窑总数66%)。工业炉中燃料炉约6万台,占炉窑总数55%以上,电炉绝5万台。也就是说大部分地区都在使用工业炉,而燃烧炉又是工业炉中使用最多的,所以对于工业炉发展对于我国的工业发展有着很重要的作用。
3.关于炉内燃烧控制技术的运用
对于燃烧控制技术是当前步进炉发展的核心技术之一,而当前控制技术已逐渐由原来的手动控制转换为自动控制,而当前加热炉选用的自控方式主要有空燃比例连续控制系统以及双交叉限幅控制系统。
3.1空比例连续控制系统
该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC,由此得到的偏差值按比例积分、微分运算分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,可以达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。
3.2双交叉限幅控制系统
该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度。
4.仿真锅炉风机翼型叶片
对于锅炉的叶轮机械内部,流场复杂,有着非定长特征,所以在实验检测方面就会有很大的困难,而目前没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,需要流动实验和数值模拟了解机械内部流动本质。
5.热能工程技术在能源方面发展
5.1在能源方面出现的问题
对于当今世界,各个国家都很重视能源的问题,而能源动力工业又是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱产业,所以在国家各方面的发展上起到了很重要的作用。对于风机,是一种能源利用中产生的机械,它本身装有多个叶片,通过轴旋转推动气流,这种风机主要广泛应用在发电厂、锅炉和工业路遥的通风和引风,对矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和很多大型的建筑物实现内部通风,同时实现排尘和进行冷却。对于在一些发电站里,随着机组的发展,电站需要向更安全、更可靠地方向发展才行,所以电站对风机也提出了更高的要求,解决掉一些安全问题,像锅炉经常出现烧坏电机、窜轴、叶轮飞车等事故,这种事故严重危害到设备的使用以及工作人员的生命安全,同时在经济方面也有大量的损失。
5.2在能源方面的发展前景
能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础,所以怎样让能源更合理的开发和使用就会很大程度上推进世界经济和人类社会的发展,而我国经济发展同样离不开能源,当前我国在能源发展方面主要以“新能源、核能、只能电网、常规能源、节能减排”为主要发展方向,而热能与动力工程专业正是符合国家的能源战略发展方向,通过结合很多门专业课程的学习,来培养能适应国家能源领域快速发展要求的高级研究应用型人才。
6.结语
本研究主要根据我国热能动力工程在锅炉方面的应用和发展做了一些研究,在锅炉的燃烧控制方面,在燃烧方式、风机的旋转问题以及资源利用率方面做出了一系列的分析和阐述,总结出热能动力工程无论在锅炉的发展或是其他方面都起着很重要的作用,通过结合和利用一些理论知识能够转换成实际的应用,将更利于热能动力工程的发展。
参考文献
关键词:能源动力;互动式教学;专业英语;教学模式
中图分类号:G642文献标识码:A
一、引言
郑州轻工业学院能源与动力工程专业于1981年在机械和家电研究室的基础上成立,原名称为制冷及低温技术。近几年来,随着国家经济的快速发展和人民生活水平的提高,我国制冷空调产品市场以每年20%~30%的比例增加,世界市场80%的产品都在中国生产。在这种形势下,我国需要大量精通专业技术和具有用英语进行专业技术交流与沟通的高级专业技术人才,因此,在卓越工程师培养计划背景下,加强能源能力类专业英语的教学就具有非常重要的意义。
二、专业英语的教学现状
目前大部分高校将专业英语作为选修课程,这使得专业英语没有得到足够重视。在师资配备、课程设置和考核制度等方面,专业英语教学都处于薄弱环节,目前的教学现状可以总结为以下几点。
1.教学和学习目的不明确
由于授课教师和学生都没有充分重视专业英语,致使大部分教师对专业英语的教学目的不明确,不能正确地去引导学生认识专业英语的学习目的,这会导致学生听课不积极,不能很好地参与到课程的学习中去,在学习的时候只是为了翻译而去翻译,没有学会一种学习方法。
2.授课方式及教学内容单一
目前专业英语的教师基本上由专业课老师来担任,在上课的过程中,大多数老师还是按照选定的教材按部就班进行授课,内容只局限于教材,缺乏和学生的互动,这导致学生上课只是被动接受知识,缺乏主动去获取课本之外的知识的动力。
三、专业英语的教学模式研究
1.明确教学目的
专业英语主要目的是培养学生的阅读能力、听、说、写和翻译能力,使学生能够用英语交流专业知识。
2.教学内容多样化
由于能源动力类专业包括能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程、新能源等专业,学院要根据学校学科专业的方向来选定相应的教材。在授课过程中要逐步让学生去了解本专业的一些特定的专有名词。在选定教材的同时,还应引导学生通过学校外文文献数据库去了解本专业方向的英文文献期刊,从期刊中了解目前专业的最新研究方向和研究内容,以开阔学生的专业视野。
3.考核方式
通过教学内容多样化和互动式教学,专业英语的考核方式也相应有变化。考核应贯穿整个教学过程,不能单独考核个人,而是以分组来进行。根据前面所述的三阶段教学,当教学进行到第三阶段时,由各组对自己检索到的专业英文文献来进行翻译,并对其翻译结果进行讲述,由授课教师和各小组讨论,形成一定的评分标准后共同对翻译结果进行量化打分,最终确定各组的成绩。各组成绩确定以后,再由组长和授课教师根据每一小组内成员对团队的贡献来确定各个组员的成绩。
四、结语
笔者采取以上专业英语教学模式,在实际的教学过程中取得了一定的成绩。第一,通过教学内容的多样化,可以扩大学生学习的知识面,扩大学习视野。第二,通过互动式教学,可提高学生主动学习的积极性,促进授课教师去学习学生所检索到的英文文献,为教师的备课带来一定的挑战。第三,新的考核方式,可以使学生全程参与,不仅提高了学生学习的积极性,而且锻炼了其团队协作能力。
参考文献:
[1]顾小松,傅俊萍.能源动力类专业英语教学改革与实践[J].中国电力教育,2009,(7):115-16.
以学科建设带动新能源科学与工程专业发展
学科和专业建设两者之间相互促进、共同发展,学科建设中学科方向的凝练,是课程建设、教材建设、教学方法改进的基础。学科发展的水平越高,专业发展的后劲越大。中国工程院尹伟伦院士指出新能源是一个应时代需求、人类必需寻找的能源,其意义、价值和必行性是不言而喻的。通过寻找煤和石油等简单能源来解决人类工业革命的方式终将被取代,过去我们在风能、水能的研究上做了很多工作,取得了一些成绩。然而,新能源是多元化的,作为一种产业革命和产业结构调整,其他能源如生物质能源等也是值得去研究的。新能源作为一个朝阳产业,通过学科建设带动专业的发展,从而为新能源产业的发展提供强有力的人才支撑。具体来说就是,通过学科建设培养大批学术水平高、教学能力强的学科领军团队,促进一批教学名师和学术骨干的成长,提高专业教师队伍的教学水平和科研能力;通过学科建设提高科研水平促进教学水平的提高;通过学科建设为专业建设提供有关学科发展最新成果的课程教学内容等。新能源的开发与利用,代表了一个时代。世界上有关新能源的竞争也很激烈,从国家层面来说,国家应加大在这方面人才培养上的投入,给与宽泛的支持和经费的投入,教育部应对新能源科学与工程这个新专业的教学计划、培养目标给予高度关注。与会代表们高度赞同和积极响应尹伟伦院士提出的“建立新能源学科带动新能源科学与工程专业发展”的建议,并将推动新能源学科的建立作为各所高校共同努力的目标。
明确专业内涵及定位 规范人才培养原则
究竟什么是新能源,其范畴如何界定?代表们结合人才培养针对专业发展的规范化问题进行了讨论。东北农业大学工程学院李岩院长提出,自2010年教育部批准设立新能源专业至今,经过3年的发展目前已到了需要进行认真总结、梳理的阶段,各高校在自由发展、特色发展的同时需要对专业内涵及其定位加以规范,对于新能源专业的范畴各高校应取得共识。新能源究竟包含哪些能源,除目前发展迅速的风能、太阳能、生物质能外,是否还包含其他能源,如核能、海洋能、地热能等,从专业的长远发展来看,对新能源概念的认识、专业的范畴进行规范是非常必要且是必需的。
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。现阶段我国系统培养新能源科学与工程专业本科生、研究生的工作才刚刚起步,对于相应课程体系的构建正处于探索阶段。目前各校课程设置差别较大,这种状况不利于该专业的发展。对此,李岩教授提出,虽然各种新能源所需要的基础课和专业基础课存在较大不同,但应该设置几门各校均应开设的本专业的基础课和专业基础课。这种规范对于今后的学科发展与建设、本科生考研以及学生就业非常有利。深圳大学能源与环境工程学院孙宏元书记补充说到,要找到各高校间的交集,明确学生应具备哪些具体知识。
应该在保持特色的基础上,构建明显有别于传统专业的专业课程体系。浙江大学周昊教授补充谈到,目前新能源课程的开设表现出趋于泛论或引论趋势,课程内容很浅,且不少课程之间存在着重复,如何解决课程之间的重复问题也是需要加以考虑的。要抓好主干课程建设,形成从教材,到课件,到网上资源,到实验,到实习的一条龙建设,要有一定的深度。深圳大学能源与环境工程学院孙宏元书记提出,新能源科学与工程专业对目前我国的各高校而言都是一个刚起步的专业,是在各高校各自的背景下发展起来的,从专业的整体发展来看,在规范新能源专业范畴的基础上,需要明确学科专业的主要课程及课程设置的特色,与传统专业课程的区别所在。江苏大学能源与动力工程学院何志霞教授认为,新能源科学与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。与数学、物理、化学、生物学等紧密相关,又强烈的依托于能源与动力工程、材料、机械、电气、化工、自控和生物工程技术的发展。由于国内在这方面的研究几乎为空白,因此,如何以这些学科为依托,形成内容先进、结构合理的课程体系是急需解决的一项重大课题。
对于如何强化实践教学在人才培养中的作用,华北电力大学可再生能源学院副教授杨世关指出,新能源科学与工程专业是一个工程与技术结合较为紧密的专业,各高校都安排了学生的实习,企业也为学生提供了实习的机会,然而目前学生的实习过程仅限于“看”、“观摩”,学生很难真正参与其中,实习很难达到应有的作用,真正起到提高学生实践技能的目的,如何与企业更好地结合,发挥实习的真正意义是需要重点考虑的问题。另外,杨教授还介绍了德国在新能源人才培养上的一些经验做法,为今后如何切实培养新能源人才实践能力提供了参考。
推进精品教材的编写
新能源飞速发展,培养专业型人才是当务之急,同时急需与之匹配的教材。华北电力大学可再生能源学院副教授杨世关提出:不求大而全,应寻找一些共同点、切入点,各高校联合共同编写我国新能源学科的一些教材,为新能源科学与工程专业服务。针对目前已出版的新能源类图书水平、方向参差不齐,缺少系统的、精品的系列教材的现状,水利水电出版社电气编辑室主任李莉谈到目前新能源学科教材的编写工作存在着4个特点:一是对于教材的编写只是开设了该专业的少部分高校的个别行为,对于大多数院校来说还未涉及教材的编写工作;二是现有教材从内容上来说以高校教学为主,缺少为行业服务;三是已出版的新能源类图书,泛谈居多,高尖的精品图书少;第四就是缺少系统性、针对性和权威性。李莉主任还提出,新能源领域需要通过高校间、高校与相关单位间的密切合作、整合资源,集众权威专家打造一套综合型、教材型的丛书,在内容上应避免泛泛而谈,必须有所创新。涉及范围要广,从高校教材、人才培训、专家参考三个层面进行策划,满足不同需求。高校教材作为供学生学习的教材,人才培训部分可供该领域相关从业者的培训用书,而专家参考可供相关研究、设计、制造的人员阅读参考,要能够做到深浅不同难度的结合。如何以创新的思路推进教材建设的问题,参会代表们普遍认为目前面临的一个现实难题就是全国统编教材的编写难以推进,并建议在确定专业共性核心课程的基础上与出版社合作共同推进教材的编写,做精品教材。
建设新能源科学与工程专业资源网络共享平台
新能源科学与工程专业作为一个新兴的学科专业,建立一个教学资源共享、教学成果共享的平台,有利于开创高校教育资源优势互补、互利互赢的新局面,实现各高校间的合作与共同发展,为新能源产业的发展提供优质的人才储备,为行业发展做出更大贡献。华北电力大学杨世关副教授指出目前我国的新能源专业建设处在探索阶段,各校在该专业发展上还不成熟,同时又各具侧重点和特色,建立基于互联网的教学资源共享平台,教师授课可相互借鉴,学生可以接触到来自不同学校的教学资源,视野得到开阔,对教师教学和学生学习都将起到很大的促进作用。
倡议成立“全国新能源科学与工程专业联盟”
新能源科学与工程专业开设3年来,国内已经有34所院校开始了招生工作,2014年即将迎来第一届毕业生。但每一所学校都有自身的特色,彼此之间沟通协调较少,基本上按照自己的优势来办学,而不是从新能源行业发展的整体出发来制定培养目标和教学体系。基于这种现状,福建师范大学物理与能源学院黄志高院长建议成立“全国新能源科学与工程专业联盟”,该提议得到了与会高校的一致赞同。深圳大学孙宏元书记谈到,新能源专业的联盟或组织的建立,可为各高校间定期进行交流、互访、青年教师作为交流学者搭建平台,在建立联盟的同时还应考虑通过创建新能源科学与工程专业的刊物,如期刊或电子杂志建立信息交流的平台,以便及时了解、分享各校在学科建设上的最新进展、成果与经验,推进新能源专业整体水平的提升。此外,代表们呼吁尽快成立“全国新能源科学与工程专业建设咨询委员会”,积极与教育主管部门沟通、协调,定期召开工作会议,探讨专业建设的各项内容,规范专业的发展。
大学的人才培养应与企业实际需求相契合