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关键词:能源动力;专业特色;人才培养
作者简介:李嘉薇(1979-),女,安徽萧县人,中国矿业大学电力工程学院,讲师。(江苏 徐州 221116)
基金项目:本文系江苏省“青蓝工程”项目、国家自然科学基金项目(项目编号:50504014)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0073-02
随着改革开放的推进,我国国民经济体制发生很大的变化,社会对人才的培养提出了新的要求。为适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将之前能源动力类几十个小专业压缩为9个专业。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。2003年,随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的提出,浙江大学率先将热能与动力工程专业改造成能源与环境系统工程专业。2004年,清华大学将热能与动力工程专业改造成能源动力系统及自动化专业。西安交通大学也将热能与动力工程专业改成能源与动力工程专业。
为适应时展要求,经过教育改革,本专业人才培养口径大大拓宽,学生基本知识面得到拓展,对市场需求的适应性大大加强。目前设置本专业的重点高校51所,普通本科63所,三本及民办本科15所,但因专业定位、地域分布、历史传承和社会和国家需求等具体情况不同,本专业形成了各高校间课程设置、专业重点各有特色和培养模式多样化的态势。[1,2]
一、各高校能源动力类专业特色
1.华北电力大学
动力工程和工程热物理是华北电力大学的优势学科,主要侧重于发电侧的研究。[3]开展的研究方向主要有:节能理论技术及热经济学;新能源和新能量转换方式;节能技术;脱硫脱氮技术;燃料电池;大机组设备安全性及可靠性评估;大机组调峰特性及寿命管理;机电一体化;流体机械;大型汽轮发电机组轴系振动;电站锅炉燃烧技术与仿真;纳米及表面技术;设备状态监测与设备维修等。
2.西安交通大学
西安交通大学的动力工程专业是一个宽口径大类专业,其专业地位与综合实力不仅在全国处于领先地位,而且在国际上也具有较高声誉。在2007年国家一级学科评估中,西安交通大学“动力工程及工程热物理”一级学科最终评分位列全国第一,同时被认定为首批一级学科国家重点学科。培养具备扎实的热工理论基础和能源动力工程知识、计算机应用及开发能力,并且能够从事常规能源及新能源开发、能源的转换与利用、电力自动化生产、内燃机动力系统以及汽车工程、流体机械、制冷低温工程等研究、设计及管理的复合型人才是西安交通大学的动力工程专业主要培养目标。
3.浙江大学
该校本专业称为能源与环境系统工程,分两个专业方向:能源与环境工程及自动化、制冷与人工环境。能源与环境工程及自动化方向依托热能工程、热工与动力系统研究所,建有能源清洁利用国家重点实验室、国家水煤浆工程中心燃烧技术研究所,是我国能源高效和清洁利用、能源环境控制工程等领域的重要研究和人才培养基地之一。制冷与人工环境方向依托浙江大学制冷与低温研究所,是我国高等院校中最早创办的制冷与低温专业之一,是国家重点学科,在全国学科评估中连续多年名列前三名,为我国制冷、低温、空调、低温生物等领域培养了大批的高级专门人才。另外单独设有新能源科学与工程专业,学生主要学习新能源、能源低碳利用、新能源利用过程中节能减排的基本理论和技术,涵盖内容包括太阳能、风能、生物质能以及低碳能源利用等方面。
4.东南大学
该专业包含电厂热能动力及其自动化、建筑环境与设备工程、新能源与新发电技术三个专业方向。电厂热能动力及其自动化方向着重培养集现代信息技术和热能动力工程知识为一体的高级工程技术人才和管理人才。制冷与低温技术方向培养学生系统地掌握现代制冷与低温技术领域内的基础理论和专业知识、计算机应用技能。新能源与新发电技术方向是教育部批准设立的战略性新兴产业相关本科专业方向。培养学生掌握新能源与新发电技术方面的基础理论和专业应用知识,使学生具有开发利用核能、太阳能、生物质能、风能等新型绿色能源和可再生能源方面研究、规划、设计、监测、管理和运行等综合能力,为国家新能源利用领域输送急需的高级工程技术和管理人才。
5.华中科技大学
该专业着重培养集能源与动力工程知识与现代信息技术为一体的高级专门技术人才和管理人才。毕业生在电力系统、制冷低温系统、空调调节、汽车、船舶、电子信息、冶金、流体机械、铁路、医药、化工等部门从事能源动力工程及自动化和相关方面的教学、研究、设计、开发、营销和管理等工作。以能源、环境、动力为工程背景,以热流体科学为基础,兼顾装备制造、过程控制和信息技术,体现出集热、机、电为一体的培养特色。
二、能源动力类专业的发展趋势
现今,能源及环境问题是世界各国所面临的重大的社会问题。我国现有能源利用效率很低,尤其是在能源综合高效利用以及环境保护方面,与发达国家存在着较大的差距。在对环境要求越来越高的大形势下,实施能源的可持续发展战略,必将对能源发展提出更高的要求。[4]长期以来,在能源发展方面,我国一直走的是粗放型的增长方式,日益加剧了能源发展与保护环境、资源之间的矛盾。能源动力行业发展趋势如下。
1.发展新能源和可再生能源
我国能源发展的布局主要有两个重点:一是节能减排,二是发展新能源和可再生能源。相对来说,节能减排技术较为成熟,而在发展新能源和可再生能源这方面,很多技术、政策以及市场尚都处于研究摸索阶段,不够成熟。所以在人才培养方面,高校应加强研究生的培养与教育,在管理型人才、高端研究型人才(如政策和战略研究、项目管理、国际合作等方面)的培养与输送上多做工作。[3]
2.专业发展与环境的密切相关性
只有对能源动力生产过程中的环境问题进行完善控制和处理,才能保证人类的生存和经济的可持续发展。如今环境问题已经成为能源动力技术研究中的重要组成部分,在专业课程的教学中必须有所体现。正是基于该原因,浙江大学将原来的热能与动力工程专业改名为现在的能源与环境系统工程专业。
3.不同学科间的高度交叉性
能源动力学科的专业基础课程和专业技术课程涉及到众多学科领域的知识,如力学、热学、自动控制及计算机、机械制造、化学等学科。为适应21世纪我国能源学科发展的需要,在各专业课程的设置中,应当适当安排有关学科的知识。
4.核电的大力发展
核能工程专业取得了长足的发展。在20世纪70-80年代,国家在核能发电上投资的新建项目少之又少,使得我国各高校招收不到足够的学生。随着国家开始大力发展核电,情况发生了巨大的变化,以至于需要核能专业毕业生的数目超过了可分配毕业生的人数。
5.绿色能源意识的培养
节能是我国能源发展战略的重要组成部分,关于节能的知识不仅能源动力学科的学生应当掌握,也是几乎所有工科学生应当掌握的内容。这就要求高校不仅要做好本学科专业人才的培养,而且也要承担起向所有工程专业的学生进行节能技术教学的任务。教师要注重对学生进行“节能减排”思想的灌输和熏陶,潜移默化地培养学生的节能素养和新能源观念。[5]
三、结束语
为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求,各高校的能源动力类专业根据自己办学定位和发展目标、自身优势,形成了各自的专业特色。通过优化专业结构,提高人才培养质量,办出专业水平和特色,为国家培养更多能源与动力领域的优秀人才。
参考文献:
[1]战洪仁.热能与动力工程专业人才培养模式及课程体系探讨[J].化工高等教育,2008,(1):19-21.
[2]李俊瑞,王艳,田禾.基于社会需求的能源动力专业人才培养探索与实践[J].中国电力教育,2011,(33):22.
[3]非言.中国绿色力量“摇篮”——访华北电力大学可再生能源学院徐进良院长[J].太阳能,2011,(14):23
一、能源动力工程领域的高等工程教育
能源动力工程专业是伴随着近现代工业革命发生、发展、加速过程成长起来的传统专业,在新的能源形势和建立工业强国的需求下承担着崭新而重大的培养责任。我国目前设有能源动力大类专业的学校有130余所。经过几十年的努力,我国能源动力的工程教育有了长足的进步,但总体来看,整个工程教育体系没有发生本质的变化,还不能很好满足现代工业对工程技术人才的需求。[3]能源动力领域的高等工程教育主要存在四个方面的不足。
1.缺乏明确的工程教育定位
很多研究型大学的目标是培养科学家,而不是工程师。而工程教育和科学教育是两种不同的教育。科学家从事研究发现,工程师进行创造发明。培养工程师和培养科学家需要两种不同的教育体系。作为一个典型的工程学科,能源动力专业的培养目标应该是以培养工程师为主。在现实需求下,就是培养既有创新能力又能解决实际工程问题,同时具备国际竞争力的高级人才。
2.工程教育体系陈旧
在课程设置上,能源动力专业的课程改革基本上是在原有课程体系下的完善,没有从根本上打破原有的课程体系。随着新知识的不断出现,由于缺乏课程间的整合机制,课程有增无减,使学生不得不面对越来越多的课程。在教学模式上,通常是以教师为中心的讲授式教学,而不是以学生为中心的启发式教学。学生的分析、想象、创造能力的培养受到限制。在教学内容上,工程教育基础课程太偏理论,教学中缺乏实际应用的环节。不少专业课程跟不上科技发展的节奏,内容几十年不变,总体上比较陈旧。教学实验以验证性为主,测试手段比较落后,设备比较陈旧。
3.缺乏与企业的互动
作为一个实践性很强的学科,不了解工程界的需求而一味纸上谈兵不仅不能培养出合格的现代工程师,而且对于学科发展也是极其不利的。工程界对工程教育的教学内容和实践水平有严格要求,但不少工科教师缺乏必要的工业经验和工程背景,学生也缺乏必要的实训机会和体验。4.缺乏工程教育的国际化随着世界经济全球化进程的加速,能源动力领域需要更多的按照国际标准培养的工程人才。在工程教育体系中,需要更多地接纳来自不同国家的学生,在教学和科研中注入更多的国际化内容,与国外大学加强校际交流与合作,培养具备专业知识和能力的国际化现代工程师。总之,长期以来,能源动力工程领域习惯于从系统性和科学性出发组织工程教育体系,较少以学生和工程界需求出发进行考虑,无法真正适应社会的变化和现代大工程教育观念。
二、能源动力工程领域的高等工程教育探索及实践
针对能源动力领域的工程教育问题,近年来上海交通大学机械与动力工程学院对能源动力专业的本科工程教育体系进行了积极探索和实践,主要归纳为三个方面。
1.明确培养主体
首先明确了能源动力专业的培养目标就是培养合格的现代工程师。培养的主体就是学生。从华沙世界工程教育会议和美国“2020工程师”计划[4]对新一代工程师的要求来看,现代工程师首先要对工程或技术有热情,因此在充分考虑学生需求和实际办学条件的基础上,选拔对成为未来工程师有强烈意愿的学生进入教育部的“卓越工程师教育培养计划”特色班,希望能培养出未来企业界的领军人物。这样,学生在培养过程中可以保持较高的热情,有利于教学和实践工作的开展。
2.制订“工程教育特色”培养计划
新的培养方案中的课程设置主要分为四个部分,如图1所示。第一部分通识教育课程主要由人文、社科、经济管理、外语、体育等课程组成。第二部分专业教育课程包括了能源动力领域必备的数学、物理、化学、电子电工、材料、设计制造、热学、流体力学等最基本的知识(必修)和各个研究方向(包括热能工程、车用发动机、叶轮机械、制冷与低温工程)的专业课程(选修)。第三部分专业实践课程涵盖了各类实习、实验和毕业设计。第四部分个性化教育课程由学生根据需要自主选择。相比原来的非工程教育课程体系,新的课程设置有下面几个很大的变化:
(1)淡化了各研究方向的具体差异,强调通用基础知识的学习。目前国际上普遍认为应该注重“基础知识”,而“专业知识”可以在工作以后继续增加积累,甚至终身都要不断地学习。在“基础知识”中,国际上的观点更强调的是“通用基础”。
(2)对课程进行有效整合。原先的课程多而杂,在教学内容上出现重叠,加上许多课程学分少,学生为了凑学分需要同时学习多门课程,所以学习负担很重,不少学生都有“考完即忘”的经历,没有达到要求的教学效果。在新的课程体系中,考虑上述问题,对课程进行大范围整合:取消小学分课程(学分),设置高学分课程(学分),除个别课程外,多数课程都在3个学分以上。另外,突出了工程实践类课程和基本理论课,减少了拓展理论课的数量。以专业教育课程为例,可以看出新旧课程设置的差别,见表1。由表可见,专业基础课的必修总学分提高11分,但门数减少2门;专业方向课选修的总学分减少7分,可选的课程也减少了三分之二。
(3)强调工程意识和实践能力的培养。由于我国的基础教育是按科学教育的体系构建的,所以工科学生进大学后难以马上适应工程教育,使教学效果打了折扣。在新的课程体系中,特别设置了“工程学导论”必修课程,向学生介绍工程问题及其解决方案的基础知识,同时培养学生提出工程问题、通过团队合作研究并设计解决方案的能力以及交流、写作的基本能力。该课程要求学生在一年级学完,希望能够弥合高中教育和大学工科教育之间的鸿沟。另外,在热工核心基础课程如传热学、工程热力学和流体力学等中增加课程设计和团组大作业,课题取自生活和企业,在解决实际问题过程中增强学生对知识的实际应用能力。
(4)增设企业课程模块。为使学生尽早地接触企业,了解企业需求和产品设计规范标准,在新的培养计划中增加了企业课程模块,包括“企业项目管理”、“质量管理及控制”、“精益六西格玛管理”等课程供学生选修。授课老师都是来自优质企业的具有丰富工程经验的工程师,可以提供大量新鲜而实用的案例,提高学生的学习兴趣,加速学生适应工程实践的进程。
(5)采用合适的优秀工程教材。现代工程技术的发展给能源动力类专业课程的教学提供了极其丰富的素材,如纳米微米的应用、燃料电池、新能源开发、污染物减排等。优秀的教材能够及时恰当地反映工程技术的这些新变化,并以学生容易接受的形式表达出来。在这一点上,国外有些教材做得更出色。能源动力类各专业课程精心挑选了取材丰富、构思新颖、内容先进的教材,而且要求使用中文教材的课程必须提供优秀的英文参考书。例如,工程热力学课程就选用了中文教材《工程热力学》(沈维道、童钧耕编著)和美国的Moran、Shapiro编著的英文教材《FundamentalsofEngineeringThermodynamics》,不仅有益于知识的互补,而且能开拓视野、活跃思维、引导学生去感受理论与实践的重要性。
3.增强实践教学和工程实训环节
实践是实现工程教育的必要环节。在新的培养计划中,特别注重了实践教学环节的设计和规划。整个实践体系分成四部分:理论课实验及课程设计、工程设计类、各类实习及各级工程实验/实践活动。如表2所示。
(1)理论课实验及课程设计。这类实践主要包括涉及课程知识的原理性验证实验和基本设计等,与工程实践内容相差较大,但却是夯实理论知识基础有效的手段,不可缺少。在新的课程教学大纲中,除了保留传统教学实验和设计外,还增设了综合性和实践性较强的训练项目,如在传热学、工程热力学和流体力学等核心基础课程中增加课程设计或团组大作业,题目具有一定的启发性和现实性,希望能够增强学生的综合运用能力和驾驭理论实践相互转化的能力。
(2)工程设计类。工程设计系列课程的主要目标是贴近工程实际,搭起学校学习与工程实践的桥梁。包括:“工程学导论”,通过课程学习将一年级学生引进门,建立对工程的认识和兴趣,如前所述;“工程设计1”,进行符合二年级所学内容的具有一定难度的项目设计;“工程设计2”,进行符合三年级所学内容的有较大难度并和专业相关的项目设计,如结合数理化、热机电等基础知识,设计电子元件冷却系统、余热回收利用系统等;“毕业设计”。在四年级,结合企业实际项目,以产品为对象,实现较大的工程项目的综合训练。毕业设计可与生产实习衔接,共同在企业完成,给予毕业设计充分的时间和质量保障。工程设计类课程以项目为导向,强调设计的实用性、经济性与开放性,同时强调团队合作、沟通与领导能力的培养。项目有的来自上海通用、宝钢、航天八院、商飞、泰科等优质企业,有的是与海外大学合作联合承接海外公司的项目,进行海外实习,开拓了学生的国际视野,培养了其全球工作的能力。
(3)各类实习。这类实践包括了传统的金工实习、认识实习和生产实习。其中认识实习和生产实习都在企业完成,生产实习又和毕业设计紧密相关,这样使实习目的更加具体,不仅促进了企业和学生的相互了解,更保证了双方合作的积极性。
(4)各级工程实验/实践活动。除了培养计划中的各类实践内容外,学有余力的学生还可以参加国家级、省部级、校级的工程实践活动,如全国大学生节能减排科技竞赛、国家大学生创新性实验计划、上海大学生创新活动计划、上海交通大学大学生创新实践计划、上海交通大学特色实验项目等。通过竞赛或设计,学生对专业的兴趣得到了培养和强化,实践能力和创新意识也获得了不同程度的提高。
能源与环境的关系一直是国家重点关注的问题之一,本文重点阐述能源及动力工程对社会经济发展的重要影响,煤炭在能源结构中的地位,以及今后能源的发展方向:实施煤炭清洁利用,发展新型能源,优化能源结构,大力发展沼气、风能等新能源,大力发展核电,加快生物质能的研发等。
【关键词】
能源及动力工程;可持续发展;新型能源
一、能源动力工程的重要性及煤炭的地位
能源作为经济发展的基础,自古以来在国民生活中占据重要地位。对于国家来说,国民生产总值与能源的消费关系大致是成正比的。现如今,对于能源的发展以及与环境的关系,是大多数人共同关心的重要问题。能源与动力工程是经济和社会发展的重要物质基础,也是实现“四个现代化”的重要保证,它着重研究传统能源的有效使用及太阳能等新型能源的开发。世界上发达国家的人数占全部人口的五分之一,而能源消费量却占全球的百分之七十左右,可见能源对于经济的重要影响。一般说来,当人们对于产品的需求量大,那么能源的消费量就会上升,这样就会带动经济,进而改善人民的生活条件。能源及动力工程关系着人类的各项日常活动。吃的早餐是农业产品,属于能源一类;乘坐的各类交通工具或者耗电或者耗油,也离不了能源;所有带电设备,更是消耗能源。从发电的环节来说,电能消耗了大量煤炭,天然气等等,虽然还有别的方式可以获得电能,例如光伏发电,风能发电,但不可否认的是煤炭一直占据着相当大的比例。除此之外,能源存在于我们生活的方方面面,可以说离开了能源,人类文明将不会进步。2013年底我国发电装机容量首次超越美国位居世界第一、达到12.5亿千瓦,其中非化石能源发电3.9亿千瓦,占总装机比重达到二三成,同比提高2.4个百分点。一直以来,中国经济增长的主要燃料是煤炭,它提供的一次能源占到了百分之七十左右。环境与能源利用也有着重要的关系,如果能源消耗过快,这将会对能源结构产生影响,也会影响到环境。煤炭长期以来作为中国最主要的能源形式存在,使其他能源占的比例过小,造成总能源效率略显低下,同时大量燃煤也是造成大气严重污染的一个重要的因素。发展新型能源,优化能源结构是当今中国发展的重要部分。同时减少煤炭的无效使用,以及限制低效率的燃煤设备的使用也是关键一步。在城市化发展的过程中,人们对于气体和液体燃料必然会加大需求量。现在随着改革的深入,电厂中锅炉发电量小于20万千瓦的已经基本下架,电厂是耗煤量非常大的场所,电厂中的节约环保无疑对于整个能源结构的环保要求有着重要意义。
二、发展新型能源,优化能源结构
在当今的社会条件下,一些地方能源短缺依然存在,中国作为耗能大国,必须要源源不断地从多种渠道进行能源的开采与供给。煤炭作为能源中的老大哥,在发展过程中暴露出来许多问题,雾霾天气的形成与大气污染被公认为是燃煤造成的,经济在增长的同时我们不能以污染环境作为惨重的代价,所以日益增长的环境和健康问题促使中国政府不得不转变能源结构,加快发展新型能源。
(一)实施煤炭清洁利用。要从燃煤着手处理环境问题势必要以现状作为出发点,可以看到国家未来很长一段时间仍然采用燃煤发电或者其他的燃煤利用,所以要从燃煤效率以及燃烧产物方面采取措施,使煤炭对大气的污染降到最低。现阶段煤炭开采和使用过程中有许多可以即刻采取措施并且对大气环境有明显改善的事情可以去着手。比如煤炭的洗选,更加符合实际情况的煤炭质量的监管和输送,煤炭燃烧产物的排放,煤炭灰的利用等等都有待进一步完善。
(二)大力发展沼气,风能等新能源。除了煤炭,其他的能源也发挥着重要的作用,尤其是国家对于可再生能源方面所采取的各种措施。同时能源紧张与能源储量不足之间的关系使可再生能源的研究及利用进一步成为了当务之急。以前以解决边远地区能源供应作为重点,大力发展沼气,风能等新能源形式,并且取得了不错的成果,但由于地域以及气候条件的限制,这些可再生能源的发展受到了束缚。现阶段,井网型风机正在逐步迈向大型化,单机容量5兆瓦的风机也已经投产,当然还在研发更大容量的风机。随着科技的蓬勃发展,对环保有利,对大气有益的新型能源一定会代替高污染低效率的传统能源。
(三)大力发展核电。核电在近几年也已经慢慢崛起,从以前的“谈核色变”到如今的坦然接受证明了国家已经对于核电有了很高的安全把握。在现有的技术条件下,妥善处理核聚变,核裂变之后的各种废弃物已经不成问题。除了这些优势,与煤炭相比,它对环境基本不会造成污染。大力发展核电符合我国对能源的需求,在现阶段技术较成熟的情况下,应该引领将核电投入市场,使核电成为未来的发展目标。
(四)加快生物质能的研发。我国还有许多发展空间,比如在生物质能的使用方面,生物质能源是植物将太阳能通过光合作用转化过来的一种化学能,它也属于可再生能源,与风能,潮汐能等等一样,可以实现能量的重复利用。同时如果以乙醇作为煤炭,石油的替代品,将会避免煤炭产生的许多弊端,除此之外,沼气的普及依然是优化能源结构的重要一步,同时这也会缓解社会劳动压力。
三、将未来发展与环保相协调
中国电力发张迅速,同时这种扩张形势会持续相当长一段时间,这对于新型能源的普及与推广提供了有利的市场环境。在未来新能源势必会成为能源的主流,在发展现代可再生能源的过程中,一定要把环保作为重中之重,不要把污染环境作为经济发展的惨重代价。当然我们也知道,在经济逐步向前发展的过程中,环境污染也许是一种很难避免的事情,但是我们一定要把污染程度降到最低,如果处理得当,环境保护也会促进经济的转型与结构的调整,还会优化产业链。“绿水青山就是金山银山”,我们一定要牢牢坚持绿色发展战略,使传统能源向新能源完美过渡,使可再生能源的产业规模和经济市场大大增强。
【参考文献】
[1]蔡睿贤,金红光,林汝谋,宋小亮等.能源动力系统应与环境相协调[J].创新科技,2001
[2]陈学俊.能源开发与环境污染[J].东方电气评论,2000
[3]陈学俊,叶寒栋,李宇红等.能源工程的发展与展望[J].西安交通大学学报(社会科学版),2011
关键词:热能与动力工程;专业建设;课程体系
前言:能源动力工业是我国国防建设的重要基础,同时也是国民经济的支柱性产业,不仅对我国国防建设和经济发展具有重要作用,同时对我国的环境保护具有战略性意义我国是个人口大国,同时是资源消耗大国,因此如何有效的加强对热能与动力工程的研究从而有效的充分开发和利用新能源并减少相关的污染排放,降低其对环境的污染对于我国具有重要意义文章将针对热能与动力工程的特点以及其现状和发展进行细致的探析力求帮助此项能源更好的开发和利用为人类的发展作出更加突出的贡献。
一、热能与动力工程的发展现状
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国我国的能源结构也以煤炭为主因此媒炭生产与消费也成为我国大气污染的主要原因而随着环境保护意识的逐步增强我国热能与动力工程专业面着经济增长和社会发展的巨大压力随着我国经济的不断发展,我国对能源的需求不断增长尤其是对电能的需求因此规今需要大量的煤炭资源但如果不提高煤炭资源的利用率汉依靠现在的技术,对目前的环境造成严重的危害从而妨碍社会的经济发展同时,中国作为世界第二大石油进口国对国外石油依赖性逐年上升所有这些均使得中国能源安全面临巨大考验因此开发利用可再生能源和实现能源供应的可持续发展是现在的重要任务但实际上我国优于技术水平较低,能源开发的利用率与发达国家相比低30- 40个百分点长期粗放型的经济发展不急限制了能源的开发利用,同时导致了环境污染问题的日益严重随着科技的进步老式低效的动力设备将逐步被新型高效的热动力设备所取代例如大型流化床锅炉的研制成功其主要技术是整体煤气化联合循环发电成为燃煤发电特点是可以清洁高效的利用煤炭资源这些发明创新意味着我国今后将需要大量热能与动力工程专业的新型专业人才
二、改革人才培养方案,构建培养复合型高级应用人才的课程体系
1.人才培养方案改革。围绕食品冷链技术各环节中所涉及到的知识理论和研究方法,加强制冷装置设计、制冷原理与设备课程以及低温物流行业的相关课程建设,构建依托制冷及低温工程天津市重点学科,突出食品冷冻冷藏与食品冷链技术特色的,适应天津滨海新区开发开放和北方经济中心建设发展需要的热能与动力工程专业课程体系。加强科研与教学相结合,将食品冷链的关键技术和冷冻冷藏技术研究的科研成果融入教学,注重学生工程实践能力和创新精神的培养。收集国内外著名大学本专业培养方案和课程体系资料,形成与国内制冷行业单位的反馈与沟通机制,使培养方案为同类型的热能与动力工程专业建设和改革起到示范和带动作用。
2.创新人才培养模式。通过拓宽专业方向,形成以社会需求为导向的课程体系改革;通过整合主干专业课程,增加能源利用率和环境保护理念的教学内容改革;通过在主要专业课上采用面向对象的讨论式教学方式的教学方法改革,进一步推动了对热能与动力工程专业人才培养模式改革的深化。通过各种设计大赛、强化实践环节和本、硕一体化的培养,构建具有工程实践能力和创新精神的符合社会需求为导向和注重学生自身发展的人才培养模式,不断提升人才培养水平。
3.构建热能与动力工程专业课程体系。围绕食品冷链技术的知识理论和研究方法,按照“强化整合主干,突出特色方向,加强实践能力”的原则,分层次建设传热学、工程热力学、流体力学等专业基础课课程;分模块开设管理、经济、商学、创业类等选修课程;分专业方向扩充专业选修课程;利用科研成果充实制冷装置设计、制冷原理与设备、制冷压缩机等主干专业课程和食品冷冻冷藏与食品冷链技术特色课程体系,处理好基础课、模块课平台和特色课程的关系。
三、更新教学内容,改革教学方法
1.鼓励科研成果进课堂。将国内外制冷行业和相关领域最新的科研成果引入课堂,将本学科团队的科研成果速冻技术、预冷技术、冰温储藏技术、新能源利用技术等内容融入课堂教学中,并定期进行经验交流和推广。
2.加强教材建设。做好本专业系列教材和实验教材的建设。完成传热学、工程热力学、流体力学、制冷原理与设备、制冷压缩机、制冷空调自动调节、食品冷冻工艺学、冷冻技术的最新进展、低温技术基础、冷库建筑、专用制冷装置等课程的教材建设。做好制冷装置设计特色教材、制冷空调实验教程等国家“十一五”规划教材的编写工作。
四、专业实验建设
实验是实践教学的组成部分,也是教学内容中不可少的重要一环。通过这一实践环节,一则可以使学生进一步理解课堂上学到的理论知识,从感性认识上升到理性认识,二则可以使学生的动手和实践能力得到大大加强。实验教学内容由三个层次构成,即基础性实验、综合性实验和创新性实验。
1、基础性实验以实验操作为主,主要是增强学生对理论的理解与记忆,熟悉和掌握仪器设备的使用,培养学生严谨的科学态度和实验操作技能。这部分实验包括热工基本量测量实验,包括温度、压力和流量等参数的测量,主要内容有测定材料热物性实验、空气M掠圆柱体时局部换热系数的测定、辐射换热角系数的测定、空气绝热指数的测定、防护热板法导热系数测试装置、准稳态法非金属材料热物性测定、材料表面法向热发射率(黑度)测定仪等实验。通过这些实验,使学生学会常用仪表的使用方法,掌握热工实验测量基本量的方法以及数据处理的方法。加强实践环节的教学内容,通过开放性实验和在实习基地的学习,使学生具备一定的实际操作技能,如空调机的拆装,制冷压缩机、空压机、水泵、阀门等的组装。2、综合性实验则能够体现多门专业基础课程和专业课程的知识点,通过选设具有综合性、先进性、应用性的实验来集成专业展的新知识、新技术和新方法,激发学生求知欲,培养学生综合把握和运用知识的能力。如我们开设的热泵系统、制冷机主机、冷水机组性能试验、风机盘管性能试验、水)水换热器性能试验、水泵性能试验、太阳能蓄热系统、自动控制系统、热力循环实验等等。这些实验的目的是提高学生综合实验的能力,使学生尽可能接近工程实际,而且通过理论联系实际,加深对理论知识的理解和应用,为学生毕业设计、毕业后就业打下良好的基础。
3、创新性实验主要是设计型实验和研究型实验,是基于综合性实验平台的开放性,是在此基础上进行多项制冷与空调的研究与开发工作,比如强化传热、空调器控制方式对空调器性能的影响、制冷空调设备的优化设计等。通过设计新的系统、研究新的方法来解决工程实际问题。创新性实验的目的是鼓励学生从科研项目中、从教学环节中寻求研究课题,独立设计、自拟实验方法进行探索性、创造性实验,培养学生的创新能力与实践能力。
小结:能源和环境问题是目前世各国所面临的重大社会问题,我国高等教育如何培养适应21世纪初我国工业发展需要的能源动力类专业人才,更好地解决所面临的能源与环境问题,对可持续发展战略具有重要意义。
参考文献:
[1]常泽辉,沈炳耘,侯静.开展科学研究对热能与动力工程专业建设
促进作用的探究[[J].实验室科学,2012(2).
[2]詹振.浅析热能与动力工程的科技创新[[J].科技致富向导,2014(8).
关键词:新能源;新能源科学与工程;培养方案;课程体系
作者简介:韩新月(1982-),女,河南商丘人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师;何志霞(1976-),女,甘肃泾川人,江苏大学能源与动力工程学院,副教授。(江苏 镇江 212013)
基金项目:本文系江苏大学教学改革项目(项目编号:JGZD2009025)、江苏省高等教育教学改革研究重中之重课题(课题编号:2011JSJG006)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0009-03
一、我国高校设立新能源专业的必要性
能源问题与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题,发展新能源是解决这两大问题的必由之路。新能源是相对于常规能源而言,以采用新技术和新材料而获得,在新技术基础上系统地开发利用的能源,如太阳能、风能、地热能、海洋能等。由于新能源具有再生、清洁、低碳、可持续利用等优势,所以越来越多的国家开始重视它。而且新能源可以作为促进人类发展和保护环境的重要途径,所以这些国家在相关政策中都增加了新能源的元素。新能源产业的发展也是未来中国可持续发展的关键。但是,和发达国家相比,我国新能源产业化发展起步较晚,技术相对落后,总体产业化程度不高。不过,我国天然资源非常丰富,市场需求空间很大,在政府大力发展新能源及可再生能源政策的带动下,新能源领域成为大型能源集团、民营企业、国际资本、风险投资等诸多投资者的投资热点,技术利用水平正逐步提高,具有较大的发展空间。“十二五”期间将是我国新能源产业从起步阶段进入大规模发展的关键转折时期。我国新能源在这一时期的发展总目标是:建立初步适应大规模新能源发展的电网等重大基础设施体系,推动新能源装备制造业的壮大和升级,促进新能源市场的不断扩大,争取在2015年将非化石能源在能源消费中的比重提高到12%左右。[1]
尽管国家已经把发展新能源放在一个重要的战略位置上,一场新的能源革命已在悄然进行,它必将带来新的经济繁荣、新的社会理念和新的生活方式。但是,我国新能源产业发展过程中的一大难题是缺少成熟先进的新能源技术。我国主要的新能源设备和技术完全依赖进口,新能源领域的科技创新能力明显不足。而新能源产业化进程中的这些难题有待专业人士去破解。所以,培养新能源方面的专业和复合型人才是重中之重。[2]但是,新能源产业作为一个错综复杂的资源环境复合体,涉及物理学、化学、流体力学、传热学、电子电工学、材料科学、生物学、管理学、工业经济学等学科内容,是一个典型的多学科交叉的新兴产业。[3]因此,需要设立专门的新能源专业来满足,新能源产业对新能源人才要有宽的知识面、自主的学习能力、丰富的想象力、敏锐的洞察力以及较强的沟通协调能力等要求,进而要求高校做好优化人才培养层次、改进人才培养方案等工作。
国外已有一些著名大学建立了新能源的本科专业,用于培养太阳能、风能、生物质能等方面的科技人才,如澳大利亚的新南威尔士大学设立了专门的光伏与可再生能源工程学院,并于2000年开设了光伏与太阳能本科专业,2003年又开设了可再生能源工程本科专业;澳大利亚国立大学依托其可持续能源系统中心也建立了四年制的可再生能源系统专业。此外,意大利的都灵理工大学和米兰理工大学都开办了四年制的可再生能源专业。美国的俄勒冈州科技学院于2005年也建立了可再生能源四年大学本科学位课程。随着全球能源结构的变化,对于新能源方面的人才需求不断增加,世界上将会有更多的高校开办有关新能源的专业。
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。为顺应时代的发展,为国家培养新能源这一新兴产业的专业人才,2010年7月经教育部审批,浙江大学、中南大学、江苏大学等11所高校首次设立新能源科学与工程专业。其中江苏大学的新能源科学与工程本科专业由能源与动力工程学院承担开设任务,已分别于2011年9月和2012年9月招收第一批和第二批本科生。关于新能源科学与工程专业本科生的培养方案、培养模式和培养体系则处于不断探索和完善中。
二、 新能源科学与工程专业的培养方案
在对国内外新能源相关专业人才培养充分调研的基础上,分析国家社会和经济发展要求,基于新能源产业特点及企业和社会对新能源专业人才知识结构和能力结构的要求,同时结合本校自身的学科特色和优势,确定了新能源专业人才培养方案,主要包括专业培养目标的确立及科学、合理的课程体系的设置、可行的教学计划的制订等。
1.培养目标
专业的培养目标是专业建设和一切教学活动的基础、依据,也是人才培养的最终目的。新能源科学与工程专业在国内甚至在世界上都是非常新的专业,目前处于初步形成和探索阶段,因此,找准本校专业人才培养定位和确立该专业人才培养的长远目标尤为重要。江苏大学能源与动力工程学院结合自身实际情况,依托机械工程、电气信息工程、材料科学与工程、化学化工、土木工程等学科专业的支持,并结合新能源产业的特点设立了新能源科学与工程专业,使培养出来的学生具有良好的综合素质和创新意识,富有社会责任感,具有国际一流的视野,具备新能源科学与工程这一强交叉学科宽厚扎实的物理、化学及热流体科学基础理论,系统掌握新能源科学与工程应用专业知识及技能、新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术,能胜任新能源技术相关的科学研究、工程设计、技术开发及技术经济管理等工作的高级专门人才。
2.课程体系的构建
尽管自2010年以来国内陆续已有许多高校正式获批新能源科学与工程专业在本科阶段的招生资格。但总体来看,我国系统培养新能源科学与工程本科生、研究生的工作才刚刚起步,对于相应课程体系的构建也处于探索阶段。一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成课程体系。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。而且,一个专业要具有区别于其他专业的培养方向和业务范围,就应有自己独立的课程体系。[4]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。它与数学、物理、化学、生物学等紧密相关,又强烈地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。笔者根据孙根年有关课程体系优化的思路给出了系统思考下新能源科学与工程专业课程体系的总体结构,如图1所示。[5]
由图1可以看出,在层次上将新能源科学与工程课程划分为通识教育平台课程、学科专业基础课程、专业(方向)课程、集中实践环节和课外实践环节五个方面。新能源科学与工程课程体系作为一个系统,不同的课程类别在培养目标和培养规格的指导下相互作用、相互影响,共同服务于新能源科学与工程专门人才培养这一特定的功能。
3.教学组织与实施
基于新能源科学与工程专业的培养目标及课程体系结构,考虑到本地区、本学校的实际情况,笔者制定的新能源科学与工程专业的指导性教学计划如图2所示。
由图2可以看出,在教学组织上前五学期主要进行普通文化课和专业技术基础课的教学,为后续专业课程的学习打下良好基础。同时,在第二、三、四、五学期还安排了金工实习、专业认知实习、电工电子实习和机械设计课程设计,目的是增加学生在校期间的动手操作机会。第六、七学期组织专业(方向)课程的教学和实习实训,核心课程均采用一体化教学方式。第八学期开展毕业设计环节,从而培养学生综合运用所学知识、结合实际独立完成课题的工作能力。
三、 新能源科学与工程专业培养计划的特色
1.以厚基础、宽平台、交叉学科为理念,强调扎实的物理、化学和热流体科学基础理论
课程建设时,首先在物理、化学基础理论方面增加了“大学化学”、“物理化学”、“能源与环境化学”和“半导体物理”课程。其次,根据新能源专业的特点,强调物理、化学基础的同时,通过减少“工程图学”、“工程力学”和“机械原理与设计”课程的学时数来弱化机械类课程。再次,为了充分发挥本校本学院学科优势和特点,在热流体理论方面除了开设“流体力学”、“工程热力学”和“传热学”课程外,还开设了“热流体数值计算基础”和“新能源利用中的热流体理论与技术”两门专业特色课程。目的是提升专业内涵,强化特色,确保学生具备新能源领域相关的扎实的基础理论,是学生今后在本专业及相关领域是否具备发展潜力的关键所在。
2.强调实践教学及新能源工程训练
首先,增加了“现代分析测试技术”课程。其次,增加了实习环节的学时数,把一般安排在第六学期的三周生产实习变为第四学期末的一周认知实习和第六学期的三周生产实习。目的是增加实践教学,先认知实习,后生产实习,使实习环节更为科学和合理。再次,还增加了项目设计,把一般安排在第七学期的两周课程设计修订为第六学期末的两周课程设计和第七学期末的两周项目设计。目的是先开展某门课程的课程设计,后进行具体的项目设计,设置更为科学和合理。通过指导学生开展设计性、综合性项目设计,培养学生发现问题、解决问题的创新能力。此外,还增加了新能源工程训练环节,在此环节中学生和指导老师双向选择后,学生参与到老师的科研项目中。指导老师在与国内外新能源企业合作中,向学生提供不同类型的专业实践机会。这个环节是在第七学期前完成,设置此环节的目的是培养学生实践创新和工程应用能力。通过明确的学分要求保证学业导师制的落实。指导老师通过这样一个环节对于特别优秀的学生可向学院推荐其保研,实现本研贯通培养,前后的培养具备一定的连续性。最后,为了充分利用学科资源及已有的实验条件,培养学生实践创新能力,更好地满足新能源专业对学生实践能力和新能源技术工程应用能力的高要求,在课内及集中实践环节总学分要求基础上还增加大于等于六个学分的课外实践要求(社会实践、竞技活动)。
3.体现多学科交叉特点
在课程设置时,除开设“工程图学”、“工程力学”、“电工电子学”、“机械原理”、“工程材料”等课程外,还增开了物理、化学方面的课以及“新能源材料”、“现代生物学导论”、“能源与环境”、“新能源系统自动控制原理”课程,这样充分体现了新能源科学与工程专业和动力工程及工程热物理、应用化学、材料物理、机械工程、化学工程与技术、环境科学与工程各学科的交叉。
4.重视形成宽阔的国际视野
首先,学校开设了全英文及双语课程,比如全英文的“太阳能光伏技术”以及双语的“热流体数值计算基础”、“热泵原理与应用”、“生物质燃烧及混燃技术”课程。其次,借鉴国外新能源专业的课程设置增设了反映新能源领域前沿的“生命周期评价”课程。此外,还增设“新能源前沿及工程应用专题”必修课。这门课要求学生在第七学期结束前听取学院安排的新能源前沿及工程应用专题讲座7次以上。专题可以是合作企业、国内外知名专家的讲座,也可以是本专业教师科研最新进展的讲座,目的是让学生了解本专业领域的最新研究进展及发展趋势,拓宽视野,尽快适应社会发展要求,同时提高学生的专业兴趣。
5.以太阳能为主,兼顾生物质能和风能,提供其他种类新能源的广泛选择的专业定位
首先,在太阳能方面,学校设置有“太阳能热利用”和“太阳能光伏技术”专业课;在生物质能方面,开设有“现代生物学导论”和“生物质能转化原理与技术”;而在风能方面,设置有“风力机空气动力学”和“风力发电与控制技术”专业课。其次,还提供了广泛的新能源相关选修课程来满足学生对不同专业的需求,比如“氢能与新型能源动力系统”、“新能源发电并网技术”、“水力发电与水电站”、“燃料电池原理与技术”、“热泵原理与应用”、“生物柴油制备及应用”、“生物质燃烧与混燃技术”、“能源工程管理”、和“能源经济学概论”等课程。
四、结束语
新能源科学与工程专业的设置顺应时代的发展,是我国可持续发展的需要。但是,由于新能源科学与工程专业是非常新的专业,与之配套的培养方案、课程安排等还处于起步探索阶段。笔者考虑到本地区、本学校的实际情况,同时结合新能源产业对人才的要求提出了具有鲜明特色的新能源科学与工程专业的培养方案,以供参考。笔者相信江苏大学有能力、有信心建设好该专业,为国家经济的可持续健康发展输送合格的人才。
参考文献:
[1]任东明.中国新能源产业的发展和制度创新[J].中外能源,2011,
(1).
[2]王伟东,艾建军,杨坤.新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育,2011,(12).
[3]张珏.新能源产业发展所需专业人才培养探讨[J].中国人才,
2010,(8).
[关键词]人才培养;实践教学;模式研究
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)02-0037-02
国民经济的发展和市场经济的推进,对大学生的培养质量提出了更高的要求,其中进一步提高大学生的实践能力和创新能力已成为多方的共识。能源与动力工程专业应用性很强,切实加强实践教学体系的建设,努力提高实践环节的教学质量,对提升大学生综合能力、毕业后尽快适应工作环境尤为重要。
一、实践教学现状与原因分析
实践教学包含多方面内容,如实验课与课程实验、生产实习、毕业设计等,影响因素也很多,目前存在一些问题,需要解决和改进。
(一)实验课与课程实验
实验课与课程实验面临的问题主要是场地、设备、人员还不能很好地适应相关需要。究其原因,涉及学校经费投入、实践教学管理、新教师实践能力培养与锻炼等方面。
(二)生产实习
生产实习是重要的实践教学环节,但现状不容乐观,主要问题是:学生人数多,实习单位联系难,实习经费少,实习深度不够,业绩考核难等。
实习人数多,组织管理难度加大,需分次进行;从经济、安全的角度,单位对实习比较谨慎,对参观实习更欢迎;实习经费少,直接影响实习单位的联系和实习的深度;目前生产实习以参观为主,深度不够,其预期效果受影响;实习业绩考核也是影响生产实习的重要因素。
(三)毕业设计
毕业设计是实践教学环节的重要组成部分。目前主要问题是,学生不够重视、选题盲目性大、毕业设计有效时间短、管理考核不严等。
毕业设计阶段,学生很看重求职面试、考研复试、企业岗前实习,再加上部分学生“能过则行”的思想,导致不够重视;学生选题,有些讲究简单省事,有些学生从众心理重;去掉端午节、五一节,再有学生外出实习、个人事务多、思想不重视等影响,因而毕业设计有效时间不足;怕影响学生毕业,学校管理考核偏松。
二、实践教学模式研究
从学生的发展出发,结合本科培养方案修订,我校能源与动力工程专业构建了比较完善的实践教学环节,采取了集中实践为主,分散实践为辅的新模式。
(一)形成有特色的实践教学体系
实践教学环节包括实践教育平台(学分39)及创新拓展平台(学分6),占总学分的26.5%,比例进一步提高,实践教学环节组成见表1。
表1 实践教学环节组成
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在集中实践环节,调整优化了实践内容,如名称调整、学分优化,增加了“热力发电厂/暖通空调工程预算”课程设计等,强化了专业实践能力训练。
(二)实践教学模式研究与探索
前几年,我们把分散在课程中的部分实验组合成“能源工程基础实验”及“能源工程专业实验”,专门编写了实验课指导书,效果较好,后面将充实、调整实验内容,强化学生的动手能力。
结合学生、学校情况,在生产实习方面,针对问题,进行了多元化生产实习模式的探索与改革,收到了良好效果;根据形势发展,将总结经验,进一步研究多元化生产实习模式,加大应用比例。
工程训练针对大三学生,时间从2周改为4周,意在让学生更多地接触企业技术和管理,受到工程熏陶。毕业实习针对大四W生,通过技术讲座、工程图和生产流程图阅读,以增强实际工作能力。
毕业设计更强调应用性和实用性,加强选题的双选交流,将平时指导、督促与答辩考核相结合,防止走过场。
经过调研,我们已初步拟定本专业卓越工程师培养方案。考虑学生人数、学校经费情况,设想选拔10~15人,采用“卓越计划”,最后1年全部实行实践环节,包括企业实践、毕业实习、毕业设计。
三、多元化生产实习模式的进一步研究
最近几年,我校能源与动力工程专业努力推行多元化生产实习模式,取得了一定的经验和较好效果。
(一)建立稳定的集中实习基地
集中实习有专业人员指导、讲解,管理方便,是一种较好的实习形式。为了提高效果,我们精心挑选实习单位,并与部分企业建立了稳定的实习基地关系。参观前,师生要提前了解企业概况;参观中,学生要分组,老师要随行,企业人员、教师互相配合,把产品、设备等的有关知识讲解到位;参观后,学生要互相讨论,撰写实习报告。
(二)校内集中实习
学校有制冷机房、锅炉房、空调机房等设施,与本专业关系密切,充分挖掘校内实习资源,也是一项很好的实习选择。学生通过企业集中参观实习后,对产品构造有所了解,再通过校内实习可以加强学生对产品应用方面的知识的掌握。通过这几年的观察,校内实习省时省钱,学到的知识容易与专业课联系起来,学生可以近距离接触产品,效果很好。
(三)分散模式及其延伸
2010年,我校能源与动力工程专业暖通空调分方向在小范围内进行了分散实习试验,学生反应良好。
延伸分散实习,即学生利用暑假,继续在实习单位实习或重新找单位实习,以学生自找为主,老师联系为辅。
(四)其他模式补充
利用仿真、教学多媒体资源,拓展学生视野;组织学生观摩新产品会、新能源展会,增加学生对企业、专业发展动态的了解,多角度促进就业。
四、教学过程提高学生实践能力的研究
可利用各种教学手段来提高课堂教学效果,也可以充分利用教学过程来提高学生的实践能力。
(一)“锅炉”课程提高学生实践能力的探索
能源与动力工程专业设有“锅炉与锅炉房设备”(简称锅炉)课程,在教学计划之外,我们抽出2节课,带领学生参观燃煤、燃油工业锅炉模型及电厂锅炉模型,从一般提高教学效果的角度,让学生了解有关锅炉基本结构就可以实现预期目标。我们在此基础上还有拓展,比如对照锅炉模型,师生讨论从锅炉制造、安装、运行方面如何保证锅炉的安全性与经济性;讨论锅炉本体、附件、仪器仪表配置与安全的关系;翻阅教材,结合锅炉模型,探究锅炉有关系统的功能及工作流程的路径等。
(二)“专业导论”课程提高学生实践能力的探索
本专业第1学期有“能源动力工程导论”(简称专业导论)课程,主要目的是了解、科普专业知识,激发学习兴趣,指导学生选课。例如我们围绕“核电是否可以逐步取代火电”组织班级辩论赛,再结合点评,锻炼并提高新生能力。同时,让学生模拟选课并说明理由,教师适当指导评阅。从反馈情况看,新生升至大二、大三,选课盲目性下降,选课更合理规范,效果明显。
(三)“太阳能利用”课程提高学生实践能力的探索
能源与动力工程高年级学生设有“太阳能利用”必修课,任课教师在教学过程中还指导部分学生进行太阳能产品概念设计与制作,有效激发学习兴趣,大大提高了学生综合实践能力。如太阳能凉帽,即遮阳帽、太阳能电池、小风扇组合在一起;太阳能盆栽,即盆景加太阳能电池、彩灯,白天花卉晒太阳,同时充电,晚上彩灯齐开,与盆景组合成新景等。
(四)其他课程提高学生实践能力的设想
在“锅炉房设计”课程,让学生制作纸质锅炉房内部模型,包括锅炉本体、水处理设备、泵与风机、分气缸等;在“空气调节”课程,在实验室准备相关物品,一组学生安装管道、风机盘管等,另一组学生负责拆开;在“生物质现代利用技术”课程,购买或定制小型手摇成型装置,让W生动手加工生物质燃料块。
五、结束语
南京林业大学能源与动力工程专业针对实践教学进行了研究和探索,在此分享一些体会和经验。新形势对大学生的能力尤其实践能力提出了更高要求,各高校应开拓思路,加强研究,积极探索,扩大交流,这对于提高大学生的实践能力和创新能力是非常重要的。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 吴卫兵,刘晨,张昊.大学生校外生产实习模式的探索与实践[J].铜陵学院学报,2012(5).
[2] 王志和等.能源与动力工程专业(2014版)本科人才培养方案[J].南京林业大学,2014(3).
关键词:新能源科学与工程;专业建设;人才培养
中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0202-02
一、我国高校“新能源科学与工程”专业产生的背景
2011年,教育部公布了全国各高校申报设立的140个本科新专业名单。这140个新设置专业全部为国家确定的战略性新兴产业相关本科专业,从2011年开始招生。这些新增专业着重培养物联网、互联网、绿色经济、低碳经济等国家战略性新兴产业发展所需的高素质专门人才[1]。新能源科学与工程专业就是其中一个。该专业主要学习新能源的种类和特点、利用的方式和方法、应用的现状和未来的发展趋势。
根据联合国与国际能源组织预计,新能源的开发和利用是人类可持续发展的重要出路。为实现经济的可持续发展,我国“十二五”发展规划明确把常规能源、新能源、节能减排等能源类领域的发展放在优先位置,能源已成为我国未来国民经济高速发展的重要基础之一。根据国家中长期发展规划,2000年至2020年是新能源及可再生能源发展的重要时期。到2020年之前,我国可再生能源发展的总目标是:提高可再生能源在能源消费中的比重,解决偏远地区无电人口用电问题和农村生活燃料短缺问题,推行有机废弃物的能源化利用,推进可再生能源技术的产业化发展。到2020年建成水电3亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。建成太阳能热水器面积3亿平方米,实现沼气年利用440亿立方米、生物质成型燃料5000万吨,非粮生物液体燃料形成年替代1000万吨石油的能力。为实现上述目标,到2020年,我国需在可再生能源开发利用领域投资大约2万亿元,从现在到2020年的投资大约1.5万亿元。按照相关部门使用的投资拉动就业推算公式,每亿元固定资产投资对就业的拉动量保持在297~706人之间,均值为474人/亿元来计算,则1.5万亿元可拉动就业岗位711万个。因此“十二五”期间,这一领域的人才需求将呈现大幅上升的势头,新能源科学与工程专业作为2011年新增战略性新兴产业专业,是一个以培养新能源合理开发、高效清洁利用为目标的能源类专业,肩负着培养国家能源类紧缺人才的重任[2,3]。
二、天津市高校开设“新能源科学与工程”专业的必要性
目前,天津市从事能源类的企业达到300多家,如天津市风电整机、关键部件和配套企业达到50家,总投资126.45亿元,从业人员24760人,在全国风电行业形成了最完整的产业体系。据统计,目前,天津市整机生产能力达到5600兆瓦,叶片生产能力为14000支,按三叶片整机计算,可满足4900台整机需要;齿轮箱5400台以上;发电机1500台;控制系统3200台;以树脂为主的叶片材料5.5万吨,已成为中国最大的风电成套设备生产制造基地。
天津滨海新区日前也出台了《新能源产业发展规划纲要》和《促进新能源产业发展的若干措施》,明确在新能源领域重点发展风电、光伏、绿色二次电池和LED四大产业,计划每年从新区促进经济发展各专项资金中集中8000万元到1亿元,专项用于支持新能源产业发展。同时,各相关功能区结合各功能区新能源产业发展重点,也将集中12亿元,加大对新能源产业的支持力度。天津市西青区也计划在张家窝投资25亿元建立以新能源产业为龙头的科技产业园区。预计天津市在“十二五”期间投资在新能源产业上的资金超过50亿元。按照上述公式计算可拉动就业岗位2.37万个,也就是年平均5925个。天津市19所高校中有天津大学、天津理工大学、天津商业大学和天津城市建设学院开设能源动力类专业――热能与动力工程,每年的毕业生不足1000人。因此,仅从天津市这一局部区域来说,能源类人才培养和储备严重不足。
三、专业建设的整体目标与思路
在对国内外新能源相关专业人才培养充分调研的基础上,分析国家社会和经济发展要求,基于新能源产业特点及企业和社会对新能源专业人才知识结构和能力结构的要求,同时围绕天津区域经济社会发展对能源类人才的需求,确定了新能源专业人才培养建设方案,主要包括建设目标的确立及科学、合理的课程体系的设置,可行的教学计划的制订等[4]。
1.建设目标。围绕天津区域经济社会发展对能源类人才的需求,引进先进的教育思想(如认知灵活性理论等),以“3.4.5.6”人才培养理念贯穿于本专业教育的全过程中,高起点、高标准、严要求地开展本专业建设工作。首先是在以“全科模拟工作岗位实训体系”为专业教学轴心的分层次人才培养模式下,强化学生的人文素质教育,使其具有强烈的事业心、责任感,有良好的社会公共道德、职业道德和法律意识。同时优化该专业结构,提升本专业建设的整体水平;进一步强化校企合作,加强专业链与产业链的有效对接,共建应用型人才培养基地;建立企业、高校、科研院所三位一体的人才培养联盟和协作机制,全方位提高人才培养的质量,使该专业在教学条件、师资队伍、人才培养模式、人才培养方案、课程体系与教学内容、教学方法与教学手段等方面形成更具竞争力的优势和特色,实现“教育思想先进、培养目标明确、教学改革领先、师资队伍优化、教学成果优秀”的目标。
2.建设思路与实施方案。①以服务天津区域经济社会发展为导向。围绕天津市提出的农业科技创新工程和设施农业提升工程,构建具有都市型农业特色的“大农业”(郊区农业+市区绿化环卫)废弃物资源化利用工程技术平台和绿色能源在“大农业”生产中高效利用工程技术平台。并在此基础上,探索人才培养与地方需求的最佳结合点,形成互利共赢、互动发展的良好局面,培养适合天津农业和工业领域人才需求的能源类创新性复合型人才。②以“创新性复合型”人才培养为目标。创新性复合型人才是当今时代的迫切需求,也是培养能源类卓越工程师的前提。为此,大力开展教学改革,构建以基础教育、专业基础教育和专业教育为主体,全科模拟岗位实训贯穿其中,实现专业交叉,融入艺术教育的新型教学体系,探索“以能力培养为主线,宽口径、厚基础、强能力、高素质、重个性”的分层次人才培养模式。③以理论教学和实践教学并重为手段。坚持“以人为本、以学生为中心、以致用求创为目标”的教学改革思路,打通基础教学、专业基础教学和专业教学的瓶颈,构建有机的教学体系和师资交流平台。首先,在重视基础、专业基础和专业教学的知识积累的同时,更加重视“学生的思路、方向、方法论基础和把握全局者的综合性基础”素质的培养,使基础教学成为提升学生专业兴趣和好奇心的“催化剂”。其次,大力实施“全科模拟工作岗位实训计划”、学生科技创新活动和高校、企业、科研院所无缝隙合作工程,使其成为培养学生理论联系实践解决实际问题能力的主要手段,实现分层次人才培养,实现学生个性发展的主要措施,促进学生适应社会、适应岗位的“催熟剂”。
四、总结
“新能源科学与工程”专业是高等院校战略性新兴本科专业,其专业培养方案的设计和制定必须紧跟新能源科学技术的发展步伐,与时俱进。以动态跟踪的专业培养目标为依据,创新培养模式,建立科学的、先进的、发展的课程体系。专业建设要依据社会和企业需求,专业联系产业,学科对接产业,专业对接职业,积极培养新能源产业发展所需要的高级专门人才。
参考文献:
[1]郭瑞,王胜辉,高微,王帅杰.“新能源”科学与工程(太阳能方向)专业人才培养初探[J].沈阳工程学院学报(社会科学版),2012,8(3):400-402.
[2]任东明.中国新能源产业的发展和制度创新[J].中外能源,2011,(1).
[3]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.
[4]韩新月,何志霞,王谦,吉恒松.新能源科学与工程专业人才培养探讨[J].人才培养改革,2013,(5):9-11.
关键词:主导产业;普通高校;科类;专业结构
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)05-0001-02
一、主导产业调整对高等教育科类专业结构
调整的要求
黑龙江省是国家重要的装备制造业基地,在“十二五”期间重点建设的十大产业中的交通运输装备产业、新能源装备制造业、新型农业装备产业都属于装备制造业。黑龙江省又是国家主要的商品粮基地,粮食总产量、商品粮调出量和可供开发的土地资源均居全国首位,负有保障国家粮食安全的重任。
建国后经过六十多年的建设,黑龙江省高等教育已有相当规模,工科和农科是黑龙江省高校中实力较强的两个学科。“十二五”期间,黑龙江省高等教育要进行科类与专业的调整,各省属普通高校应根据装备制造业和现代农业等主导产业的调整,对相关学科专业进行调整,其基本任务如下。
第一,进一步推进产学研合作。要围绕黑龙江省装备制造业和现代农业的要求,形成一批工程技术中心和研发中心,特别是省属重点学校,要围绕学校的优势,着重提高为黑龙江省装备制造业和现代农业发展服务的科研开发能力、科研成果推广能力和科研成果应用能力。
第二,要重点扶持直接为黑龙江省装备制造业和现代农业服务的学科与专业,既包括直接为装备制造业与现代农业输送人才、输出科研成果和提供科技服务的学科与专业,又要扶植和壮大那些与装备制造业、现代农业紧密相关的学科和专业。要提高这些学科专业的办学水平,为黑龙江省装备制造业和现代农业提供高水平的合格人才。
第三,实现高等教育资源空间合理配置,在装备制造业产业集群集中的地区和黑龙江省农业主产区,要重点发展本科教育和高等职业教育,充分发挥高等教育人才培养、科学研究和社会服务三大功能,提升所在省市的核心竞争力。
二、围绕主导产业发展调整高校科类专业结
构所需解决的问题
通过调研和相关数据的分析,我们认为黑龙江省高校在围绕装备制造业和现代农业的发展及结构调整方面,科类专业结构存在着以下主要问题。
(一)黑龙江省省属普通高校工科和农科在校生的比例逐年下降
1.省属院校本科在校生中工科、农科学生的比例下降。黑龙江省2001年工科学生占本科在校生比例为30.47%,2004年为32.86%,2007年下降为30%,2011年下降为29.39%;农科学生占本科在校生的比例2001年为2.59%,2004年为2.23%,2007年下降为1.81%,2011年下降为1.62%。经过几十年的发展,省属院校工科具有较强的实力,农科为黑龙江省的农业发展作出了很大的贡献,黑龙江省多数省属普通高校形成了自己的特色。但近十年来,工科和农科在校生的比例逐年下降,应引起重视。黑龙江省处于高寒地区,自然条件比较艰苦,工资收入不高,外省本科毕业生到黑龙江省就业的比例很低,黑龙江省需求量较大的工科和农科招生比例下降的趋势如不遏制,势必影响黑龙江省主导产业人才供给的数量与质量。
2.黑龙江省高等职业教育在校生中农林牧渔大类
学生比例下降。2007年我国实行新的高等职业教育专业目录,2007年黑龙江省高等职业教育中农林牧渔类在校生人数为10521人,占高等职业教育在校生的比例为4.51%;2011年黑龙江省高等职业教育中农林牧渔类在校生人数为8588人,占高等职业教育在校生的比例为3.97%。黑龙江省是农业大省,需要大批农林牧渔类的应用型人才,高等职业教育中农林牧渔类学生人数少、比例低,远远不能适应黑龙江省现代农业发展的需要。
3.黑龙江省省属院校研究生中工科、农科在校生比例下降。2007年省属普通高校硕士研究生在校生中,工科学生所占比例为25.04%,2011年下降为23.23%;农科学生在2007年所占比例为8.16%,2011年下降为5.87%。2007年省属普通高校博士研究生中,工学学生所占比例为25.81%,2011年下降为25.55%;农科学生2007年所占比例为12.08%,2011年下降为10.50%。研究生教育负有培养高层次人才的任务,研究生培养的数量和质量直接影响黑龙江省主导产业的创新能力、研发能力、推广能力,对黑龙江省能否打造一支高水平的主导产业科技队伍具有基础性和战略性的作用。工科、农科在学研究生比例的下降,对黑龙江省装备制造业、现代农业高层次人才培养的负面影响不可低估。
(二)黑龙江省省属普通高校与装备制造业和农业相关的本科专业比例在逐年下降
1.与装备制造业和农业相关的本科专业在校生比
例下降。在工科的各专业中,材料类专业、机械类专业、仪器仪表类专业、能源动力类专业、电气信息类专业、交通运输类专业、农业工程类专业与装备制造业关系密切,以上专业2001年在校生数占黑龙江省普通本科在校生数的比重为22.39%,2004年为23.6%,2007年为19.74%,2011年为19.23%。以上专业比例下降,说明这些专业的增长速度低于全省省属普通高校专业的平均增长速度,其中重要原因是省属各高校新设置了许多专业,因而降低了与装备制造业相关专业的比例。
从2001年到2011年,在普通本科农学学科各专业中,植物生长类专业、动物生长类专业、动物医学类专业在校生比例都在下降,其中,2001年植物生长类专业占全省在校生的比例为1.15%,2011年下降到0.5%。在农学学科各专业中,只有环境生态类专业的比例有所上升。
2.与装备制造业和农业相关的研究生专业在校生
比例下降。在研究生工科学科门类中,与装备制造业关系密切的一级学科有机械工程、仪器科学与技术、材料科学与技术、动力工程与工程热物理、电气工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、农业工程,以上各专业研究生2007年占硕士研究生的比例为12.01%,2011年下降为7.99%,下降了4.02个百分点。
农科专业的作物学、园艺学、农业资源利用、植物保护、畜牧学、兽医学等专业的比例都在下降,比例下降幅度最大的作物学由占硕士研究生比例的1.77%降为0.49%,畜牧学由1.92%下降到0.53%,兽医学由2.59%下降到1.0%。
省属普通高校博士研究生专业结构受多方面因素影响,所占比例并非由各高校决定,黑龙江省省属普通高校在与装备制造业相关的博士专业中具有较强的实力,2007年比例为12.6%,2011年上升为14.22%。
农科博士研究生在校生所占比例有所变化,除园艺学比例上升外,其他各专业的比例都有所下降。
(三)省属普通高校中与装备制造业、农业相关的省部共建实验室需要大力扶植
黑龙江省省属普通高校现有9个省部共建教育部重点实验室,4个省部共建农业部重点实验室,在与教育部共建的9个实验室中,与装备制造业相关的重点实验室1个,与农业相关的重点实验室1个。黑龙江省今后要重点建设与装备制造业和农业相关的重点实验室,集中力量重点建设几个能够解决黑龙江省农业与装备制造业重大技术问题的省部共建实验室。
三、对于黑龙江省普通高校科类专业调整的建议
1.各省属普通高校科学地进行学校定位,确定学校科类专业发展的主导方向。黑龙江省普通高校在20世纪末进入规模迅速扩充时期后,为了扩大学校规模,新设了许多专业,冲淡了原来的办学特色,学科专业设置大而全,新设专业小而弱或大而弱,各校新设专业雷同现象严重。在学科专业调整中要围绕黑龙江省主导产业的调整,果断地进行科类专业结构的调整。应下决心撤销或合并一批社会需求量小,对黑龙江省经济社会发展没有作用或作用较小的学科专业,重点发展本校办学历史长、综合实力强、对黑龙江省主要产业和经济社会发展贡献大的学科专业。重视培养特色学科和特色专业。
2.重视高等职业教育,大力发展主导产业需要的相关专业的发展。如前所述,在黑龙江省高职院校中制造大类、农林牧副渔大类,在校生数量相对较少,比例较低。目前黑龙江省装备制造业和现代化农业需要两种类型的人才,一是实践操作熟练程度非常高的工人,二是研发能力比较强的研发人员。高等职业教育担负着前一类人员的培养。从未来的发展需求看,黑龙江省对于第一类型人才的要求数量越来越多,质量越来越高。有条件的高等职业学校要重点发展制造大类与农林牧渔大类的专业,扩大招生规模,重视学生操作技能和实践能力的培养,以质量求高职院校科类的发展,以专业的优质发展推动专业的调整。
在黑龙江省高职院校中,由农林类中等专业学校升格为高等职业院校的学校数量较多,实力很强。这些学校应发挥优势,坚定为黑龙江省农业现代化服务的决心,勇于创新,改革办学形式,为黑龙江省现代化农业的发展培养出数以百万计的不同类型不同层次的实用型人才。
3.以工程技术研究中心、重点实验室为龙头,调整研究生科类专业结构。黑龙江省省属院校有一批国家级工程技术研究中心、省部共建教育部重点实验室、省部共建农业部重点实验室、省重点实验室,应大力资助这些实验室的建设,扶植与建设一批直接为黑龙江省装备制造业、现代农业服务的省部共建重点实验室和省重点实验室,并以此为重要依据进行研究生科类学科结构的调整。哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学在工科研究生培养方面具有巨大的实力,2007年黑龙江省部属高等院校博士研究生工科在校生的比例达80.83%,2011年为78.49%,综合实力居全国前列。黑龙江省应充分利用这一得天独厚的优势,加强省属院校与部属院校的协作,促进省属院校在装备制造业高层次人才的培养能力与水平的提高,为打造领军人物创造条件。
4.合理调整普通高校科类专业的区域布局。近年