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对能源与动力工程的认识精选(九篇)

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对能源与动力工程的认识

第1篇:对能源与动力工程的认识范文

关键词:能源动力工程 专业导论 教学方法 专业特色

中图分类号:G642;TK0-4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0171-03

Talking About Professional Introduction Course of Energy and Power Engineering

Li Jianzhong1 Yuan Li2 He Xiaomin1 Mao Junkui1 Zhang Jingyu1 Shi Bo1

(1.Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System,Nanjing Jiangsu,210016,China;2.PLA University of Science and Technology, School of National Defense Engineering,Nanjing Jiangsu,210007,China)

Abstract:Based on training of professional talents and demand for talents of energy and power engineering,and also in view of school-running characteristics (aviation,aerospace,civil aviation) of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics and course highlights of energy and power engineering,professional characteristics and training objectives of energy and power engineering were introduced and the necessity of establishing professional introduction course was analysed.The teaching methods of theory and practice for professional introduction course of energy and power engineering were discussed.

Key Words:Energy and power engineering;Professional introduction;Teaching method;Professional characteristic

高等学校是培养专业型人才的摇篮和基地,制定合理的培养方案、设置具有综合体系的专业课程、配套相应的实践教学平台、改进教学方法、提高教师水平等是实现循序渐进地引导学生快乐学习、轻松了解和掌握专业技能及成为高技能专业型科技人才的保证。专业课程设置关系到如何让学生“喜欢学”、如何让学生知道“学什么”、及如何让学生掌握“如何学”。专业导论课,是进行系统专业学习的先导和铺垫,是引导学生了解所学专业和相关专业的入门课程,有利于帮助大学生尽早了解所学专业性质、培养专业兴趣、掌握专业学习方法、规划自身发展,能够起到重要的导航作用[1]。

1 专业特色及培养目标

国家即将启动以航空发动机/地面燃气轮机为核心的高效动力装置重大科技工程专项,明确提出要突破高性能动力装置的核心关键技术,提升我国各类核心装备、重大机械设备动力系统的自主保障能力。我国能源供需矛盾尖锐,结构不合理,能源利用效率低,一次能源消费以煤为主,化石能源的大量消费造成严重的大气污染,雾霾天气不断,严重影响人类的健康。如何满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用,对能源科技发展提出重大挑战。国家正在推进清洁能源开发与高效利用技术、节能减排技术、高效动力技术等为主的多项计划,作为涵盖能源、动力及环境领域的核心学科之一,能源与动力工程学科必将在新能源开发与综合利用、高效低污染排放动力技术、节能减排技术等领域发挥关键的科学与技术支撑作用,为我国早日实现节能减排的宏伟目标提供强有力的技术保障,发展前景广阔。国家重大计划和实施纲要为能源与动力工程专业的发展提供了广阔和美好地前景,该专业迎来了历史性的发展机遇,同时也带了巨大地挑战,尤其在综合素质高、创新能力强的能源与动力工程专业人才培养方面,对如何进一步办好能源与动力工程专业、提高本科和研究生教学水平、做好高水平人才培育基地提出了更高地要求。

大部分刚踏入大学校门的新生对自己专业认知及毕业后从事工作岗位了解甚少,对大学生活和专业学习既好奇又迷茫,同时,中学阶段被动式学习和吸收,学习时间紧,作业量大,承受具大考试压力,而进入大学以后,很多学生像脱缰的野马,摆脱了家长和老师的束缚,学生的自主学习、独立学习积极性降低,失去学习目标。鉴于此,一般高校在大一期间都设置了专业导论课,不仅要指导学生解除在该专业一些问题上的困惑,还要能引导学生更好地适应大学生活,帮助学生领会大学的学习方法及提升自主学习能力,消除学生的不适应性以提升学生自立、自主学习的能力,帮助学生更好地规划学习,实现学习目标。专业导论课教学内容一般包括:(1)介绍专业背景和专业特色。(2)专业人才培养方案的课程体系及相互逻辑关系。(3)涉及的基本专业知识、专业拓展及交叉学科。(4)本科和研究生学科的对接关系。开设专业导论课可以帮助学生了解未来的就业和发展趋势,增强专业学习兴趣,为顺利完成大学学业奠定基础。高中生进入大学后,常常因为不适应大学学习生活环境、不明确自己努力的方向而迷茫、放松自我约束,不能快速顺利地完成由高中生向大学生的角色过渡,造成学习成绩和思想滑坡。教学实践表明,开设专业导论课程有利于学生了解专业,激发学生学习专业课的兴趣,对以后学习专业及专业基础课具有良好的导向作用。探索在本科低年级阶段开设专业导论课程对教学质量的提高、学生素质培养具有重要意义[2]。高校应该在更新教育观念、加强教学管理、集中优势师资、编写特色教材等环节着手进行改革,全面推进专业导论课的开设,切实提高人才培养质量[3]。

南京航空航天大学能源和动力工程专业传承了本校的航空、航天和民航特色,长期致力于动力领域的基础研究及相关技术,形成了高效燃烧组织、强化换热理论及应用、复杂流动仿真与控制、新概念动力装置设计等多个优势明显的特色方向。能源与动力工程专业紧密结合国家和江苏省工业和国民经济发展,以科学技术转化生产力为目标,为国家和地方经济发展提供重要技术支撑和人才储备。南京航空航天大学的能源与动力工程专业在多年的专业建设和发展过程中,始终弘扬学校“负重奋进、献身国防,唯实创新、志在超越”的办学精神,把人才培养放在首要位置,研究能力持续攀升,产学研效果突出,素质教育特色出众,创新型优秀人才培养成效突出,教学改革、课程群建设及国际交流不断完善和进步。因此,南京航空航天大学的能源与动力工程专业以素质教育为导向的人才培养体系特色突出,国防特色鲜明,基础研究能力和服务地方经济发展能力出众,师资力量雄厚、专业综合实力强,具备了非常广阔地发展前景。

专业课程群是优化学生知识结构、培养学生创新能力、提高学生工程技术能力的基础,直接影响实验实践教学体系和师资队伍的建设。借鉴国外著名大学中相关专业的培养方案及课程体系设立模式,在充分考虑南京航空航天大学能源与动力工程专业特色的现有培养方案基础上,增加了实践性教学环节在专业教学计划中的比重,强调学生的应用知识和实施能力。该专业发展核心专业课程体系的核心指导思想为完善基础类课程体系、优化课件,建立了开放式虚拟热工基础试验系统,提升教学效果;建设了燃气轮机动力系统、节能减排、新能源利用3个核心课程群,理顺各门课程知识领域的相互关系,遵循教育教学规律,突出特色,逐步完善该专业的课程知识体系,以流体力学、热工学为理论基础,辅助以机电、计算机和控制等学科的理论知识,培养具有高尚人格品行和社会责任感,具备扎实的理论基础和专业水平,熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术的专业人才,可以从事能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等的工作。

2 专业导论课的教学方法

专业导论课作为学科启蒙课程之一,旨在促进低年级学生在较短时间内概略了解自己所学专业的概念、内涵、地位、作用、专业现状、应用前景,增强新生学习目的性,激发学习兴趣和动力,引导学生对该专业的人才培养计划和培养目标、课程体系等了解,提高学生对所学专业的认知度,培养学生专业感情,有助于学生确立专业学习目标,促进学生以积极的心态投入未来的学习生活[4-6]。专业导论课从培养方案讨论开始,让学生总体了解大学的培养模式,了解课程设置的特点,了解每门课的作用以及各课程之间的关系等,帮助学生认识到其在低年级所学在高年级有所用。不仅有助于学生提高学习兴趣,更有助于学生制定中长期学习计划。

南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课采取理论教学和实践教学相结合的方式,培养学生对所学专业从宏观上了解该专业的课程体系和课程结构。理论教学环节,专业导论课的授课采用多位教师和专家联合授课的方式,通过专业负责人对能源与动力专业培养方案解读和相关专业老师以航空、航天、民航及相关领域为背景进行具体的专业介绍,让学生对所学专业有更深地了解。重点强调普适性教学,授课内容不包含具体方法、原理等,专业内容选择上应全面,表现形式应具启发性,且新颖、形象,具有一定的综述性,深浅适当。课堂上创设更加宽松的学习氛围,多些特色、多些思考、多些讨论、多些实践。专业导论课的教学目标设计成具有引导学生认识专业、了解专业,促使学生热爱专业、明确个人发展规划。实践教学环节,安排现场参观、实验演示等,对提升学生的学习兴趣、调动学生学习积极性具有作用积极。学生组队专题讨论,就某个同该专业领域相关专题开展调研和论述,合作撰写论述报告,小组成员上台讲述并分别回答如下问题:选题同该专业有何联系?目前发展状态?未来发展趋势?可能会涉及哪些知识?该专业哪些课程会涉及这些知识?该选题同哪些企业和研究机构相关等?南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课以宽松、多样化的教学安排调动学生学习的积极性和提升学习效果。为了实现能源与动力工程专业导论课在有效教学中的作用及其实施对策,在本科专业建设项目“能源与动力工程专业导论视频课”的支持下,拍摄并制作了八个单元的能源与动力工程专业导论课程视频,在学校网络教学平台上建成课程网站、上传主要课程PPT、课程视频、课程教学大纲等材料,学生可以更深入学习该课程和深入了解该专业。

3 结语

专业导论课是为大一新生能够初步了解专业知识、掌握学习方法、做好职业生涯规划的一门启蒙和科普课程,启发、调动大一新生的自主学习积极性,引导新生熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术等知识,了解能源与动力工程专业涉及能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等行业,引导学生热爱所学专业、进行大学成长规划及职业生涯规划及实施,逐渐提高自主学习能力,有计划地进行自我培养。能源与动力工程专业导论课教学模式是采用专业组长和同行专业教授配合理论教学和实践教学的灵活性和多元化教学方法,使得专业导论课程能够很好地激发学生的参与意识和学习兴趣,帮助学生掌握专业学习方法,为高效地学习后续专业知识打下了坚实的基础。专业导论课是引领大学生建立专业自信心和专业归属感、走入专业领域的向导,在大学一年级新生在大学的学习和成长过程中,具有重要的领航作用。

参考文献

[1] 杨善林,潘轶山.专业导论课―― 一种全新而有效的大学新生思想教育方法[J].合肥工业大学学报:社会科学版,2004(4):1-3.

[2] 刘光明,于斐,周雅,等.大学低年级课程中开设专业导论课的探索[J].高教论坛,2007(1):37-39.

[3] 杨晓东,崔亚新,刘贵富.试论高等学校专业导论课的开设[J].黑龙江高教研究,2010(7):147-149.

[4] 张燕.为大学新生开设“专业概论课”的探讨[J].教育与职业,2014(11):154-155.

第2篇:对能源与动力工程的认识范文

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).

第3篇:对能源与动力工程的认识范文

关键词:风能与动力工程专业;认识实习;拆装实习;风电场仿真实习;毕业实习

中图分类号:G642.44 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)29-0084-03

风能与动力工程专业是适应当前风电等战略性新兴产业发展的良好形势、准确把握当今能源和环境等热点问题的发展方向、适应建设“两型”社会和发展“低碳”经济要求而战略性开设的新兴专业。实习模式是现代高等教育中的一个重要组成部分,是将理论课程中的二次经验知识转化为学生个人的直接实践认识的一个重要手段,是理论教育和生产实践相结合的一个重要方式。[1-2]开展实习模式的研究与实践是“风能与动力工程”专业建设的核心内容之一。通过开展对风电场、风电制造企业、国内相关专业的发展现状、人才需求、人才培养的调研与分析,针对风能与动力工程专业实习教学中存在的问题,结合培养“宽口径、多层次、强能力”应用型专业人才的要求,为提高学生的创新实践能力,课题组从实验室建设、实习基地建设、实习教学内容、实习教学方式等方面对专业实习模式进行了研究与实践,构建了具有特色的“四层次、四结合”的风能与动力工程专业实习模式。

一、风电产业的快速发展迫切需要大量风电专业人才

为了保障国家能源安全、保护生态环境、促进社会和经济的可持续发展,实现“2020年非化石能源消费比重提高到15%、单位国内生产总值二氧化碳减排40%~45%”的目标,近年来我国风电产业迅猛发展,2013年我国风电累计装机容量已达9142万千瓦,占世界累计装机总量的28.7%;新增装机容量已达1610万千瓦,占世界新增装机总量的45.1%,两项指标均已居世界第一位,目前风电已经成为我国的第三大能源,开始引领世界风电发展。[3,4]

根据我国规划,2020年中国风电装机将达到1.5亿kW~2.5亿kW,形成每年4000多亿的工业附加值,提供约50万人的就业岗位。今后几十年,风力发电产业将持续、高速发展,亟需大量的风动专业人才。但由于我国风电是近几年发展起来的新兴产业,之前缺乏这方面的专业教育资源,我国从事风电的技术骨干大多数是从其他行业转行过来的,他们普遍缺少风电方面的系统专业培训和技术学习。实践创新能力强的高级风电专业人才尤为短缺,已经影响了我国风电产业的健康发展。从风电企业新需求的职位来看,风电企业对现场工程师、维护工程师等工程类人才、电气研发设计人才和复合材料专业人才十分需要。[5,6]

二、风电专业人才需要具备过硬的意志和创新实践能力

经过大量调查发现,风电行业与火电行业不同,风电场现场的运行维护人员很少。经过在内蒙古华电辉腾锡勒风电场、江西长岭风电场、湖南郴州仰开湖风电场、湖南邵阳南山风电场、湘电风能、南车时代风电、浙江运达等风电企业实地调研的结果表明,装机容量在5万千瓦左右的风电场,整个风电场的运行、巡检及管理人员总共只需要15~30人;而100万千瓦火电厂一般需要500~1000人,且主要集中在集控运行与设备维护领域。风电行业最大的人才需求在装备制造环节,以及风电场的规划、设计、施工与维护及风力发电机组设计与制造、风能资源测量与评估、风力发电项目开发等风电相关的技术与管理方面。我国风资源主要分布在“三北”(东北、华北、西北)地区、东南沿海及其岛屿地区,主要包括东北三省和内蒙古、甘肃、青海、、新疆、河北等省区;海上风能丰富,我国海上风能资源丰富,海上风速高,很少有静风期;内陆湖泊和特殊地形等只有局部有风能丰富地区。几乎所有风电项目都远离都市,工作环境比较恶劣,风电人才需要具备到边远艰苦地方工作的身体素质和意志品质,大多数风电技术人员都要到现场去。这些特点也导致目前一部分人才不愿转行到风电行业,导致目前风电人才更加紧缺。[5,6]因此,风电人才的需求面虽然很广,但风电专业人才需要具备过硬的意志和创新实践能力。

三、风电专业人才需具备多学科、强实践的知识结构能力

近年来尽管我国风电产业迅猛发展,但由于风电产业是新兴产业,之前没有这方面的技术储备,我国风电产品的自主知识产权和核心技术非常缺乏,导致很多企业都是从国外购买图纸和技术进行生产制造,风电行业人才需要具有较强的国际交流能力;而且,风电是一门涉及机械、流体、材料、电气和控制等多学科的新兴行业,风电产品的开发需要具备多学科的知识体系;另外,风电产品在风电场运行时还面临很多并网控制、安全可靠性、结构优化、制造成本等方面的难题,需要不断研究创新予以解决;此外,风电设备制造和风电场设计、施工、运行与维护是一项集空气动力、机械制造、发电技术、电子控制和高可靠性设计为一体的综合性高新技术工作。风电产业需要有设计、制造、安装、调试及运营管理的系统化的人才培养体系。[5]所以,风电专业人才需具备多学科、强实践、国际化等多方面的知识结构能力和创新意识,给风电专业人才知识结构的设计和实践能力的培养带来很大挑战。

四、风能与动力工程专业实习模式应当遵循的原则

1.符合风能与动力工程专业培养计划要求

长沙理工大学“风能与动力工程”专业实习模式的设置应当以符合“风能与动力工程”专业人才培养目标和就业需求为指导原则。“风能与动力工程”专业人才培养目标:风能与动力工程本科教育是以培养德、智、体、美等全面发展,基础扎实,知识面宽,有较高的综合素质、一定的工程实践能力和创新能力,能胜任风电场的规划、设计、施工、运行与维护及风力发电机组设计与制造、风能资源测量与评估、风力发电项目开发等风能与动力工程专业的技术与管理工作,并能从事其他相关领域的专门技术工作的高级工程技术人才。

2.满足风电专业人才就业领域的行业需要

风能与动力工程专业本科学生的就业主要集中在风电场、风电制造企业、考研深造等领域,风电专业人才需具备机械、流体、材料、电气和控制等多学科知识结构和复合型工程技术创新实践能力的需要。所以,风能与动力工程专业实习模式的设置应当遵循“宽口径、多层次、强实践”的原则进行具体设置。一方面为风电领域培养高级工程技术人员,另一方面能为风电研究生、风电高层次研究人才的培养提供强有力的支持。

五、风能与动力工程专业实习模式的研究与实践

针对风能与动力工程专业学生实习中遇到的“山高路远坑深、不便实习”、“实习费用昂贵、难以承担”、“实习中只能看、不能动”的难题,通过“校内与校外结合、虚拟与现实结合、学校与企业结合、集中与分散结合”的四结合原则,探索建立了“认识实习、拆装实习、风电场仿真实习、毕业实习”共四个层次的专业实习模式。

1.认识实习模式的研究与实践

“认识实习(风动)”是风能与动力工程专业学生在完成基础理论课程学习后进入专业理论课程学习之前的一个实践教学环节,让学生在学习“电机学、风力机空气动力学、风资源测理与评估、风力发电原理、风电场电气工程、风电机组设计与制造”等专业理论课程前大致了解风电机组的总体构成、控制方式和风电场的运行管理,建立初步概念和认识,为深入理解和掌握专业理论课程知识打下基础。

鉴于湖南省风电场一般位于多风的偏远山区,面临“山高路远坑深、不便实习”、“实习费用昂贵、难以承担”、“实习中只能看、不能动”的难题,本课题组提出了“充分利用多媒体、校内与校外结合”的风能与动力工程专业认识实习模式,即在学生校外参加认识实习之前,在校内精心组织实习动员,除了为学生讲解风电场应注意的安全知识和纪律要求,还播放精心制作的风电视频文件,并邀请风电领域的资深教师为学生讲解有关风电专业知识,让学生在校外参加认识实习之前就对风电有了一个大致的了解;到达风电场以后,再请风电场的专职人员为学生详细讲解风电机组、集中控制室、功率因数补偿、变电站等部分的结构和功能。实践证明,采用这种认识实习模式后,学生在有限的实习经费和有限的实习时间内,大致了解风电机组的总体构成、控制方式和风电场的运行管理,激发了探究式学习的兴趣,取得了良好的学习效果。

2.拆装实习模式的研究与实践

“拆装实习”是风能与动力工程专业学生在学习完“电机学、风力发电原理、风电机组设计与制造”等专业核心课程之后,加深学生对风电机组零部件内部结构及功能与作用的理解、并提高学生的实践动手能力的一个关键实践教学环节。

风电场运行的风电机组的关键零部件(如叶轮、主轴、齿轮箱、发电机、刹车系统、偏航系统、控制系统等)主要位于机舱内,而机舱位于耸立在70~100m高空的塔筒的顶端,并且这些关键零部件一般都体积庞大,拆装与检修都非常困难,学生在现场几乎是不可能进行拆装与检修的。针对这种情况,本课题组提出了“充分利用CAD软件及实验设备资源,虚拟与现实结合”建设风能与动力工程专业拆装实习实验室,形成了独具特色的虚实结合的风动专业拆装实习模式。

课题组组织专业老师利用CAD软件,在第一阶段开发设计了MW级风力机叶片三维模型、风电齿轮箱三维模型、风电塔筒三维模型等CAD模型,使在实验室条件下不可能以实体尺寸建设、也不可能在现场进行实体拆装的庞大实物得以在实验室内进行内部结构展示和拆装练习,增强了学生对整体结构的认识。

另外,课题组还组织专业老师建设了“风动专业拆装实习实验室”,配置了TRM-JX3型风光互补移动实验台、Z-300W(A)小型风力发电机、异步电动机、行星齿轮箱、设备点检故障诊断仪、轴承诊断振动分析仪、粗糙度仪、数字存储示波器等拆装与检修实习设备及仪器,克服了虚拟仿真实验难以反映实际故障的弱点,提高了学生解决实践问题的能力。

3.风电场仿真实习模式的研究与实践

针对风电场建设成本昂贵、风电场地处偏远不便实习、以及实验室建设困难的问题,本课题组提出了“广泛吸引社会资源、学校与企业结合”共建校内风电场仿真实验室,形成产学研良性循环的风电场仿真实习模式。

课题组在建设风能与动力工程专业实验室的过程中,充分发挥我校在能源动力领域的办学优势,广泛吸引社会资源支持新兴产业专业办学,与北京木联能软件技术有限公司签订了《产学研合作协议》和《WEPAS教学版软件赠送协议》,北京木联能软件技术有限公司向我校捐赠19套WEPAS教学软件,总价值为205.2万元,对本专业“风电场建模与仿真”、“风电场仿真实习”课程的教学起到了良好的促进作用。同时,专业师生将软件使用中的一些体会反馈给企业,并开展一些相关研究,促进软件的改进与推广,形成了产学研的良性循环。

另外,课题组还争取中央财政项目支持,购置了35台计算机、1套PH-1移动式气象站、1套PH-1车载气象站、2台PH450手持式气象站、1套气象数据采集软件系统和1套用于复杂地形风电场资源分析的WINDSIM软件,方便学生将实测数据输入计算机,完成真实风电场的仿真实习,提高学生分析实际问题的能力。

4.毕业实习模式的研究与实践

毕业实习是学生在毕业之前进行的一个历时最长的实践环节,也是综合运用所学专业知识、启发毕业设计(论文)工作思路、积累实践工作经验的一个重要环节,让学生在进入企业工作之前进一步提升创新实践能力。

针对风电产业链极度分散分布、多学科的风电专业知识结构需求、风电企业容纳学生实习能力有限以及学生就业需求主要集中在风电制造企业和风电场的特点,本课题组提出了“多学科领域拓展,集中与分散相结合”的风动专业毕业实习模式,允许学生提早联系就业单位实习,实现风动专业学生“宽口径、强能力”培养。

课题组牵头与大唐华银城步南山风电场、华电郴州仰天湖风电场、中电投江西长岭风电场等建立了稳定的风电场实习基地,为专业学生到风电场的集中实习提供了保障;还与湘电集团有限公司、湘潭兴业太阳能科技有限公司、北京木联能软件技术有限公司等签订了产学研合作协议,为部分优秀学生到风电生产企业实习提供了条件;也有部分学生自主联系了福建六鳌风电场、华仪风能有限公司等单位分散实习,有效缓解了风动专业学生集中实习面临的难题。

六、教学效果

在本课题的研究与实践过程中,已将研究成果转化为风能与动力工程专业人才培养计划的修订、完成了“风能与动力工程”(现已按教育部目录统一修改为“新能源科学与工程”)专业人才培养计划2013版的修订工作;研究成果已指导风电专业课程教学大纲的制订、风电专业实习教学环节和实验室条件建设等方面的工作,具有较好的指导意义。

通过本项目研究,针对风能与动力工程专业学生实习中遇到的“山高路远坑深、不便实习”、“实习费用昂贵、难以承担”、“实习中只能看、不能动”的难题,探索提出了“四层次、四结合”的风动专业实习模式,取得了良好的教学效果。

参考文献:

[1]李录平,张拥华.基于工程意识和能力培养的理工院校实践教学改革与探索[J].黑龙江教育,2010,(4).

[2]李录平,张拥华,周键,等.高等学校实践教育多维度理念探析[J].中国大学教育,2011,(11).

[3]李俊峰,蔡丰波,乔黎明,等.2013中国风电发展报告[M].北京:中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会,2013:9.

[4]国家能源局.国家能源科技“十二五”规划[M].北京:中国电力出版社,2012:4.

第4篇:对能源与动力工程的认识范文

关键词:工程燃烧学;教学实践;教学改革

作者简介:金晶(1963-),女,山东济南人,上海理工大学能源与动力工程学院副院长、热能工程研究所副所长,教授;胡晓红(1980-),女,浙江丽水人,上海理工大学能源与动力工程学院,讲师。(上海 200093)

基金项目:本文系2011年度上海市教委重点课程建设项目(项目编号:1K12301001)、2011~2012年度上海理工大学研究生核心课程建设项目(项目编号:11000050)研究成果。

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0053-02

“工程燃烧学”课程是热能与动力工程专业一门十分重要的专业基础课程。自1999年以来,“工程燃烧学”一直是上海理工大学(以下简称“我校”)能源与动力工程学院热能与动力工程专业的必修主干课程之一,面向能源与环境工程、动力机械工程、制冷与空调工程以及工程热物理四个专业方向,同时面向环境工程(大气污染控制工程)专业。

“工程燃烧学”是一门内容丰富、发展迅速、实用性很强的学科。由于燃烧过程实质上是耦合了流动、传热以及热力相变的复杂化学反应过程,所以其内容涉及传热学、工程热力学、工程流体力学等多门学科知识,是一门具有复杂性和多学科交叉性的课程。“工程燃烧学”的学习既需要学生首先掌握较为深入的其他专业基础课程,也需要教师在教学过程中采用深入浅出、易于理解的教学方法进行讲授。[1]多年来我校“工程燃烧学”教学团队,不断的改进教学方法,提升培养学生的创新能力,探索培养卓越工程师的教学途径。

一、更新教学内容

上海理工大学热能与动力工程专业是国家级的特色专业,得到了“国家本科教学质量工程”的支持,同时也是上海市教学高地。经过多年来的积累和精炼,形成了鲜明的教学结构和特色,这种特色也保持到了“工程燃烧学”教学中。

目前,无论是燃烧理论还是燃烧技术,仍然处于不断发展的状态。本课程立足专业特色,重新修订了教学大纲、对教学内容进行了不断的完善和更新。本教学团队在我校张松寿主编教材《工程燃烧学》(上海交通大学出版社,1987)的基础上,结合我校热动专业的培养目标,综合考虑清华大学、浙江大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、东南大学、上海交通大学和上海理工大学等院校1999年以前相类似的按照二级学科划分的能源动力类专业结构体系特点,以及新的本科热能与动力工程专业逐渐淡化原有的二级学科色彩、强调拓宽专业口径的特色,对教材进行充实和改编,并于2008年重新出版了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《工程燃烧学》。此教材已在我校多届学生中使用,反应良好。

能源与动力工程中的主要设备,如锅炉、燃气轮机、内燃机、吸收式制冷设备等均涉及燃烧技术方面的问题。该课程从工程实际出发,系统介绍燃烧的基础理论,着重讲述各种燃料的燃烧现象及机理,为学生提供理解、分析和控制各种热力设备中燃烧过程所必需的基本知识,了解燃烧学的工程应用,同时也为以后从事燃烧系统及设备的设计、运行和控制,防治和减少燃烧排放物对环境污染等方面的工作打下了必要的基础。“工程燃烧学”课程的重点是燃烧的基本理论、基本计算以及运用燃烧学的知识及方法解决工程实际问题。运用燃烧学的基本知识及方法解决工程实际问题也是教学的难点,涉及学生能力和素质的培养,对教学内容的选择和讲课艺术都有较高的要求。

授课内容既着重于系统地阐述与燃料燃烧过程有关的基本概念和基本理论,又重点介绍固、液、气燃料燃烧技术的基本原理和方法,使学生在掌握扎实的理论基础的同时,能够获得相关的理论知识和工程应用背景知识,并通过相应的配套实验教学获得感性认识和实践机会,强调“工程燃烧学”课程的工程应用性,培养学生学以致用、理论联系实际的能力和素养。

目前,科学技术飞速发展,燃烧技术也不例外。如利用先进的激光技术,现代质谱、色谱等光学,化学分析仪器,研究了燃烧过程的各种机理,改进了燃烧试验方法,提高了测试精度,使燃烧学在深度和广度上都有了飞跃的发展。近年来计算机的迅猛发展,提供了可以求出各种理论数学模型解的可能性,从而把燃烧理论与错综复杂的燃烧现象有机地联系起来,使燃烧学科上升到系统理论的高度。[2,3]因此,在授课过程中应适时对于一些最新的燃烧技术(如富氧燃烧技术、化学链燃烧技术等)和燃烧理论的发展动态进行介绍,力求追踪当代科技的最新成果,将当代燃烧学科发展过程中的新成就、新思想和新发展及时传授给学生,不断开拓学生视野。

鉴于该课程的重要性,在专业培养计划中一方面安排了较多的课堂教学学时,另外,还安排了教学实验。目前,我校“工程燃烧学”理论教学学时为64学时,实验教学内容共16学时。

二、强化教学实践环节

“工程燃烧学”是一门实验性科学,高校的实验室是锻炼学生动手能力、培养学生创新精神的良好场所。学生亲自参与教学实践环节,可以进一步加深对本课程重点、难点的理解与掌握。

我校能源动力实验教学中心是国家级实验教学示范中心,其中建有热能与动力工程模型馆,陈列包括燃烧器、各种电站和工业锅炉等燃烧设备教学模型几十余件,供学生现场观摩、研究,进一步加深了学生对燃烧设备结构和工作原理的认识。

随着教学改革的深入和教学建设的发展,我校对专业主干课程愈来愈重视。2011年我院借助“十二五”内涵建设契机,投入100多万元用于“工程燃烧学教学实验室”建设,先后购置了元素分析仪、热重分析仪、工业分析仪、灰熔点仪、自动量热仪等设备。目前,已建成的“工程燃烧学教学实验室”可开设“煤的元素分析及工业分析”、“发热量测定”、“程序点火、火焰监测及显示”、“烟气分析”、“燃烧调整及燃烧效率”、“灰熔点测定”、“火焰传播速度测定”、“可燃气体爆炸极限测定”、“锅炉热平衡实验”等多学时教学实验。

学院还配备了机房,开发了“火焰传播实验”、“炉内过程实验”、“流化床原理实验”等部分计算机辅助教学实验,以解决“工程燃烧学”实验装置投资高且不可能达到实验台套数要求的问题,并利用动力工程实验中心CFD实验室资源开发出“工程燃烧学”计算机辅助教学实验课程,作为相应实验课程的有力补充,有利于学生提高学习兴趣,加深对燃烧物理现象和物理过程的理解。

在实验教学方面,为了加强学生创新和实践能力的培养,采用了个性化教学方法,建立了学生课外学习的第二课堂,组织学生在导师的指导下进入实验室学习和参加导师的科研实践;同时注重科研实验向教学实验转化,实现了开放式、多元化教学,并与科研、工程实践有机结合,切实提高了学生的综合素质、工程实践与创新能力。

按照基本型、先进型(本科意义上)、综合型、设计创新(开放)型四部分设计实验内容和组织实验设备。实验室全天开放,学生可以事先进行实验预约,采用专职实验人员与研究生相结合的方式,为研究生提供了很好的教学实践机会。

积极与行业中典型企业建立产学研联合体,延伸了大学生实习和社会实践的实验教学空间,丰富了学生的实践知识和对最新科学技术发展的了解;积极进行校企技术合作、学术交流、工程项目联合开发及科研成果的生产力转化,培养了学生创新精神和团队意识,提升了学生实践技能和就业竞争力。学院先后与上海电气集团、上海锅炉厂有限公司、上海汽轮机厂有限公司、上海工业锅炉研究所、上海发电设备成套设备研究院、上海外高桥发电厂等30多家企业建立了长期的教学实践基地。

三、结论

针对“工程燃烧学”课程内容涵盖面广、抽象难懂、实用性强、教学难度大等特点,开展了教学方法的改革与探索。近几年来的教学实践表明,“工程燃烧学”课程通过合理安排、及时更新教学内容,强化教学实践环节的教学改革,取得了良好的效果。从目前企业反馈的情况来看,我校在相关部门工作的毕业生以较强的动手能力、出色的适应能力、勤奋的工作态度获得了良好的口碑,这充分体现了我校“工程燃烧学”课程教学改革的成效。

参考文献:

[1]曹玉春,吴金星,焦森林.热能动力工程专业“燃烧学”课程的教学改革与创新[J].中国电力教育,2010,(4):69-71.

第5篇:对能源与动力工程的认识范文

关键词:课程群;能源动力类专业;课程建设;卓越工程师计划

中图分类号:G642.3 ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ; ; ; ;文章编号:1007-0079(2014)17-0079-03

近年来,关于高校课程建设与改革的话题受到持续关注,因为“课程”是大学整个教学活动的基础和核心,同时高校的课程建设也是一个相当复杂的系统工程,如课程内容的选择与界定、课程之间的合理组合等,都会直接受到培养目标、教育目的、教育观以及认识论等因素制约。此外,高校课程的结构是否合理、教学内容是否适当,反过来又会影响到高校人才培养质量和水平的高低。“课程群”的概念正是在这样的背景下被提出来的,它既是世界范围内科学和教育的发展之需,也是我国高等教育改革的现实要求。

一、课程群及课程群建设的发展现状

关于“课程群”是什么,教育界有着不同的看法,概括起来主要有四种。第一种认为“课程群”是由在内容上紧密相承、相互渗透、互补性较强的几门同系列课程组合而成的有机整体,各自配有相应的课程大纲,并按照大课程框架组织课程建设,以获得课程体系的整体优化,是具有学科优势的课程。第二种认为“课程群”是某一学科内多门课程的集合,通过学科来划分群与群间的界限。第三种认为“课程群”是指多门彼此互相独立但是又密切联系的课程,课程群建设的目的是为使各门课程能协调发展、齐头并进,追求整体效益,以达到最佳的效果。第四种认为“课程群”是由承担不同的任务,在课程内容上各有不同特点,但为完成同一个教育目标而形成的多个子课程组成的有机系统。

目前,一般高校倾向于第一种观点,因为它首先是将“课程群”看成是相互联系,相互渗透的有机整体,其次认为“课程群”是一个具有整体优化效果并且有一定学科优势的课程群体。总体来说,“课程群”是本学科或与之相近的学科的几门联系紧密的课程间进行有机的整合,以达到预定的教学目标和适应社会发展的需要为标准,建设出的使整体效果最大化的课程群体,是一种与单门课程相对应的课程建设方式。因此,“课程群建设”实际上就是根据高校人才培养目标及培养模式的要求,研究分析课程与课程体系间在逻辑和结构上的相互关系,通过破除课程间的壁垒,优化整个课程体系,进一步融合和更新教学内容、教学方法等的过程。随着高校专业课课程门类与学时数的压缩,“课程群”的建设显得尤为必要,它顺应了网络时代教育和人才培养的发展趋势。

“课程群建设”是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发思路,其基本思想是把内容联系紧密、内在逻辑性强、属同―个培养能力范畴的同一类课程作为―个课程群组进行建设,打破课程内容原有的归属性,从学生培养目标与层次把握课程内容的分配、实施、保障和技能的实现。

我国高校以多门课程组合的方式进行课程建设, 至今已有近二十年的历史。北京理工大学1990年开始,在课程建设中应以教学计划的整体优化为目标的方针指导下,首先提出要注重“课群”(课程群的早期称谓)的研究与建设。随后,一批高校相继开展了一系列虽名称相同或相似但差异较大的课程群建设和改革实践。[1-4]

二、课程群相对于“独立课程”的优势比较分析

相对于“独立式”的课程观,“课程群”在教学设计上独具特色和优势。主要体现在以下三个方面:第一,“课程群建设”与学科建设相结合,充分发挥相关学科建设力量强、基础好的优势,将学科建设与课程群建设有机结合。一些高校还把科研能力强、学术水平高的教师集中到教学一线具体参加课程群的建设工作,以“教学团队”的形式进行攻关,锻炼了高校教师教学和科研的整体协作能力。第二,以系统科学为指导,注重整体效果,将内在联系紧密的相关课程纳入“课程群”中统筹考虑,注重相互间的有机结合与互相促进,达到了整体优化的目的,同时提高了课程建设的效率和效益。第三,区别于过去的“独立式课程”,“课程群”把理论教学与相关实践环节通盘考虑,不仅对理论教学开展系统研究,对实践教学环节也进行了相应的改革,实现了全方位、多途径提高教学效果。[5,6]

三、课程群与课程体系的对比分析

国内有关学者高校课程群及课程体系进行了比较,研究指出:高校课程体系的建设主要是针对课程结构、所占比例、模块设置等进行宏观指导,明确课程的教材、大纲以及教学计划等,虽然能够较好地促进教学质量的提高、达到国家的教育目的、高校的人才培养目标, 对于指导课程建设的原则、方法、目标具有重要意义, 但是难以实现不同学校的办学特色、专业建设与特色课程建设。近些年来实施的重点课程建设主要是针对某一门课程的教学内容、体系结构、教学方法、评价方法等来开展的,体现在对某门课程的“点”――教学大纲、教学计划、内容结构等的建设,有力地保障了课程教学目标的实现,但高校的人才培养目标不是由一门课程就能实现的,各门课程在学生的知识传授、能力培养中只占一小部分。此外,由于每一门课程都强调其系统性和完整性,在教学实践过程中容易产生内容多与课时少的矛盾。

“课程群建设”属于中、宏观层面意义上的课程建设,主要针对某一受教育群体,将相关的课程进行整合,删减其中重复和过时内容,增加提高人才培养素质和提高竞争力的新内容,以提高教学效率及教学质量;通过对原课程群的进一步整合,可产生新的课程群,具有更新的人才培养目标,实现课程建设的规模效益,具有很强的可操作性及实用性。

通过对比分析可知,课程体系建设以整个人才培养计划中的课程体系为对象,其主要工作是调整各课程模块的比例。课程群建设则是以课程群为对象,对课程群内的有关课程教学内容进行有机融合,是对课程的重新设计,并将课程群的宏观设计与课程教学实践有效地结合起来,以提高整体教学效果。[7,8]

四、优秀课程群的建设方法及启示

课程群内相关课程的选择与设置,是当前课程群建设中的关注焦点和建设难点,同时也存在诸多争议。从专业教学角度看,目前课程群主要有两种界定方法:一是“以专业方向划分的专业课程模块组成的课程群”,对于该种模式,国内高校已有相关专业达成了共识,并已在学生专业知识、创新能力及综合素质培养等方面发挥了重要作用;另一种是综合考虑多学科的交叉与融合,培养宽口径人才,即“依托学科组建的课程群”,这种模式有助于增强学科实力,提高学科的建设水平。

对于优秀课程群的建设,方法是关键。建设过程中,要充分发挥课程群的特点与优势,一要注重群内课程内容的整合与新知识的更新。在充分融合孤立课程的内容、挖掘相关学科和领域最新知识的基础上,将相关学科的最新研究成果融入教学和科学研究过程,优化教学资源,注重学生的能力与素质培养。二是要分清群内课程建设的主次。从专业人才培养目标出发,根据专业知识在人才素质培养中的不同要求,可紧密依托专业办学特色和创新人才培养目标,在课程群内以专业主干课程为突破,抓住主要矛盾,分主次进行建设,避免因精力的均分而影响课程群的整体建设效果的提高。三是要充分考虑课程群内课程的关联性及在支撑专业人才培养上的协同作用,应在课程群建设实践中注重群内课程要彼此依托、相互促进、共同提高。这样的课程群组织建设,有利于群内教师间的交流沟通、课程与课程间的交叉融合,可及时反馈教学信息与教学效果,建立起有效的专业教学调控与响应机制,同时也可以通过对课程群规范的过程管理和质量评估,进一步促进群内课程教学质量的共同提高。[9]

五、卓越工程师培养背景下“热能与动力工程”专业的课程建设与发展

截止2010年,我国开设工科专业的本科院校有1003所,占本科院校总数的90%,高等工程教育的本科在校生达371万,研究生47万。[10,11]而目前工科专业毕业生还存在诸多问题,主要有:缺乏工程实践能力和工程创新意识、专业面狭窄、动手能力差、综合素质低下、所学知识陈旧等。[11]提高工科专业人才培养质量,对实现国家走新型工业化道路,建设创新型国家和建设人力资源强国三大战略有着十分重要的意义。

“卓越工程师教育培养计划”是高等教育针对《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》实施的重大改革项目,是提高我国高等工程教育质量、促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的战略举措。传统的课程体系、教学内容和教学环节已经不能适应“卓越计划”对工程人才培养的要求,必须通过重新设计课程体系、更新教学内容和重新组织教学活动来实现卓越工程师的培养。教育部日前的教高[2011]1号《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》文中明确要求:大力改革课程体系和教学形式。依据本校卓越计划培养标准,遵循工程的集成与创新特征,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,重构课程体系和教学内容。

能源动力广泛应用于各行各业,是国民经济的基础产业,也是国家科技发展的重要基础方向之一,关系到国家的根本利益和经济社会的健康持续发展。

我国能源动力类的热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。由于受当时的历史条件限制,专业分割很细,形成了以工业产品生产引导高等学校能源动力类专业人才培养目标的基本格局,也在一定程度上适应于我国当时的经济社会发展。随着改革开放及经济社会发展,社会对能源动力类专业人才的培养提出了新的要求。为了适应社会的要求,能源动力类专业历经多次教育部的多次调整,已由原来的几十个小专业,逐步合并为一个大专业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能源动力领域新问题的提出,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”,得到广大青年学子和社会各界的认同;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”。国内还有一些高校也陆续地根据专业办学特色,进行了热能与动力工程专业名称的调整。在教育部新颁布的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》中已将能源动力类专业统一整合为能源与动力工程专业。

经过一系列的专业教育改革,本专业的人才培养口径大大拓宽,体现在学生的基本知识面得到拓展,对市场需求的适应性大大加强,就业市场更为广阔。但是因各高校的专业定位、地域分布、历史继承及国家和社会需求等的不同,形成了开设本专业的高校间课程设置、专业重点及特色、培养模式多样化的态势。

由教育部启动的“卓越工程师培养计划”,旨在为我国各行各业培养优秀工程师的后备军。它要求高校转变办学理念、调整人才培养目标定位以及改革人才培养模式等。国内开设了热能与动力工程专业(现能源与动力工程专业)的相关高校,也相继加入热能与动力工程专业的“卓越工程师培养计划”行列。相关高校结合自身专业重点和办学特色,在专业课程建设及课程群建设方面进行了一些有意的探索和实践,主要体现在:面向学生综合素质的培养,开展了“能源清洁利用技术”课程群建设;[12]针对专业方向的培养特点,构建了“热能与动力工程”大专业多方向课程体系;[13]进行了热能与动力工程专业课程设计教学改革的探索与实践;[14]进行了基于精品课程建设为平台的汽轮机系列课程改革与实践;[15]进行了高职高专热能动力装置专业课程体系的改革与创新[16]等工作。这些课程改革与研究实践,尚未涉及到能源动力类专业卓越工程师培养的课程群建设,相关研究需要开展。

六、结论

第一,作为一种新形式的课程建设模式,当前开展的课程群建设不同于单门课程改革以及课程体系建设,既适应高校教学改革和人才培养的要求,也反映了课程教学改革的新趋势。

第二,热能与动力工程专业按照传统的以产品为导向的课程设置和体系建设,不太适合当前卓越工程师培养目标及要求,特别是存在一些课程的教学大纲和教材内容明显老化,课程内容呈现较多重复,导致培养出来的学生存在知识面狭窄、知识内容陈旧、动手及实践能力不强等弊端,制约了能源动力类专业卓越人才的培养。

第三,在已开展的能源动力类专业的课程建设与改革中,尚未在卓越工程师培养视角下组织实施能源与动力工程新专业的专业核心课程群的建设与改革。需要结合新专业的调整以及专业卓越人才培养要求,修订新专业人才培养计划,改革现有课程体系及结构,研究并构建适合新形势下能源动力类专业卓越人才培养要求的课程群。

参考文献:

[1]李慧仙.论高校课程群建设[J].江苏高教,2006,(6):73-75.

[2]孙存昌.论高校课程群“四级体系”建构[J].大学教育科学,

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[3]王嘉才, 杨式毅,霍雅玲,等.课群及其质量检查评估指标体系的研究[J].高等工程教育研究,1999,(S1):71-73.

[4]赵朝会.浅谈课程群建设[J].中国科教创新导刊,2008,(14):17-18.

[5]龙春阳.课程群建设:高校课程教学改革的路径选择[J].现代教育科学,2010,(2):139-141.

[6]曹滨,王莹.后现代高校课程群建设思路及原则研究[J].中国校外教育,2009,(2):37.

[7]郭必裕.课程群建设与课程体系建设的对比分析[J].现代教育科学,2005,(4):114-116.

[8]郭必裕.对高校课程群建设中课程内容融合与分解的探讨[J].现代教育科学,2005,(2):66-68.

[9]钱云.关于质量工程背景下优秀课程群建设的思考[J].现代教育科学,2008,(6):144-145.

[10]张兄武.创新视野下的“卓越工程师教育培养计划”[J].苏州科技学院学报(社会科学版),2011,28(4):80-83.

[11]林健.高校工程人才培养的定位研究[A].第二期全国高校工程类创新型人才培养工作专题研讨会[C].2010.

[12]李志敏.面向素质培养的“能源清洁利用技术”课程群建设[J].中国电力教育,2011,196(9):191-192.

[13]宋文武,符杰,李庆刚,等.关于构建“热能与动力工程”大专业多方向课程体系的思考[J].高等教育研究,2011,28(4):44-48,71.

[14]王运民,李录平,明勇.汽轮机系列课程教学改革的研究与实践[J].中国电力教育,2011,(3):174-175.

[15]姚寿广,路诗奎,陆金明,等.热能与动力工程专业课程设计教学改革的探索与实践[J].华东船舶工业学院学报(社会科学版),2003,

第6篇:对能源与动力工程的认识范文

关键词:燃烧;燃烧技术;教学内容;热能与动力工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)21-0055-02

目前,化石燃料在世界各国能源中占有主导地位,约占全球能源消费的87%,而且在未来可以预见的时期内,全球能源结构仍是以化石燃料为主,其他新型能源为辅的格局。随着社会和科技的发展,对能源的需求越来越多,能源短缺已成为一个全球各国共同面临的现实问题。由于化石燃料的大规模使用,其所带来的环境污染问题也日趋严重。目前,节能减排已成为世界各国当前和未来的重要发展目标。研究和开发高效、低污染燃烧装置,提高燃料燃烧能量利用率,减少对环境的污染,是目前世界各国迫切需要解决的重大关键技术。

哈尔滨工程大学基于当前对节能减排的迫切需求,自2006年起,在动力与能源工程学院热机专业本科教学计划中,开设了“燃料与燃烧”课程;自2007年起,分别在硕士研究生和博士研究生相关专业培养计划中开设了“高等燃烧学”和“燃烧学的理论方法及应用”等课程。

一、“燃料与燃烧”课程定位

哈尔滨工程大学作为工业和信息化部直属学校,其动力与能源工程学院热能与动力工程专业是国家级特色专业,同时拥有工信部教学中心和黑龙江省级教学示范中心。作为燃烧机械的基础,“燃料与燃烧”与大学普通物理、工程热力学和流体力学等多门基础课程密切衔接,课程在科学理论指导下,密切联系实际工程应用。通过课程学习,可以拓宽学生专业眼界,了解燃烧学科发展前沿和发展重点,培养学生综合运用知识的能力和动手能力。“燃料与燃烧”课程对于培养学生的独立思考能力、创新能力和团队合作能力具有重要作用[1,2]。自2006年设课以来,“燃料与燃烧”一直作为本科热能与动力工程专业的骨干基础课程。

“燃料与燃烧”课程的教学水平直接影响我校热机各专业方向的学生素质和教学质量。对“燃料与燃烧”课程进行教学内容改革,提高其教学质量,对于提升哈尔滨工程大学热能与动力工程专业在国内的影响和地位具有重要意义。

二、“燃料与燃烧”课程教学内容设计

除基础理论部分外,“燃料与燃烧”课程中工程应用部分教学内容更新很快。随着科学技术的不断发展,燃烧技术不断进步,燃料及燃烧装置不断推陈出新,相应教学内容也需不断随时更新,要求授课教师有坚实和广阔的理论基础,掌握国内外燃烧理论和技术的最新发展。

哈尔滨工程大学是我国进行船舶动力装置研究和培养该领域高层次创新人才的重要基地,近年来对高性能船舶动力装置进行了大量深入的研究,承担完成了包括工信部高技术船舶项目、省市部委项目和各级基金项目等多项课题研究,对发动机预混燃烧、扩散燃烧、均质燃烧、稀薄燃烧和低温燃烧等燃烧模式均有深入的研究,取得了多项具有国内外先进水平的研究成果,发表了大量的相关论文和专利。这些科研成果为“燃料与燃烧”课程教学和师资平台搭建提供了丰富的资源,对“燃料与燃烧”的教学改革起到了很大的推动作用。

随着燃料技术、燃烧技术和燃烧装置的不断发展和进步,为满足教学需求,及时反映燃烧技术的最新进展,我校教学团队编写了《燃料与燃烧》本科教材。该教材是根据船舶动力装置燃烧的特点,基于我校“三海一核”教学和学科的研究特色编写的。《燃料与燃烧》教材系统阐述了燃烧的基本原理和理论;详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法,详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学,着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧;最后,为及时反映燃烧技术的研究进展,增添了新型船舶动力装置所采用的高效低排放燃烧技术[3]。在教材的编撰过程中,大量引用了我校燃烧理论和燃烧装置研究领域相关教师及硕博研究生的研究成果和国内外最新研究进展。教材内容丰富新颖、专业针对性强,可为我校及其他院校热能与动力工程专业各研究方向本科生奠定系统的专业理论知识。通过课程学习,使学生在掌握扎实理论知识的同时,获取燃料与燃烧相关工程应用知识。教材强调了“燃料与燃烧”课程教学内容的系统性、理论性以及工程应用性,编写过程中注重了教学内容的易懂性,和培养学生应用所学知识、实际动手实验以及团队合作的能力。

通过“燃料与燃烧”课程的教学,使学生对燃料性质、燃烧现象的本质以及燃烧基本理论有一定的认识,进而掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。掌握动力机械中气态、液态和固态燃料的相互关系和区别,以及它们的特性、燃烧特点和规律,包括闪点、着火点和自燃点,不同燃料闪点、着火点和自燃点的变化规律,以及着火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理等。课程侧重预混气的爆震、层流预混燃烧、气体扩散燃烧和燃料液滴燃烧等与动力机械密切相关的燃烧理论[3]。

国内外对动力装置节能减排的要求实质上推动了燃料、燃烧理论及燃烧装置的快速发展,为确保“燃料与燃烧”课程教学内容能充分反映相关理论和技术的发展,最新国内外燃料技术、新型燃烧技术及燃烧装置应作为课程教学的重点更新内容。“燃料与燃烧”课程先后介绍了燃料及燃料特性、化学反应动力学、燃烧理论和燃烧装置等,涵盖了燃料、燃料的燃烧计算、燃烧化学动力学、燃烧反应系统的守恒方程、着火理论和燃烧界限、预混燃烧、扩散燃烧、液体燃料的燃烧、固体燃料燃烧、燃烧排放控制和燃烧装置等方面的教学内容。课程各教学模块内容主要包括:(1)燃料,主要包括燃料的来源、种类、组成,燃料性质、参数及变化规律,燃料物性计算方法;(2)燃烧过程的物质平衡与热平衡,包括生成焓、反应焓、燃烧焓,固体燃料、液体燃料和气体燃料的理论空气需求量,实际空气供给量和空气过量系数,完全燃烧产物生成量、成分和密度,不完全燃烧产物及燃烧过程的质量检测,燃烧温度和热离解对燃烧温度的影响;(3)燃烧与化学平衡,重点为化学反应速度及化学平衡,反应度与平衡常数的关系;(4)化学反应动力学,内容包括基元反应、质量作用定律、反应级数,化学反应速率及其影响因素、各种级的单步化学反应,链锁反应;(5)燃烧系统守恒方程,分子传输方程,基本守恒方程,流动边界与热边界层;(6)着火和燃烧界限,热自燃理论、强迫着火、熄火、着火爆炸与熄火现象为化学动力学控制的燃烧问题,燃烧界限的影响因素;(7)预混气的燃烧,重点为燃烧波及其区别、瑞利公式、雨果尼奥曲线、雨果尼奥曲线上熵的分布、爆震波后已燃气的速度与当地声速的比较、查普曼-焦格特爆震波速度的确定、爆震波的速度、开爆震性和化学反应动力学决定的爆震极限;(8)层流预混火焰,主要包括热理论,参数对火焰传播速度的影响,火焰驻定原理,火焰淬熄;(9)层流扩散燃烧,主要内容为伯克和舒曼理论的基本假定和求解方法、燃料射流的唯象分析(层流火焰高度和湍流火焰高度)和层流扩散火焰射流(层流射流的混合和有化学反应的层流射流);(10)气体湍流燃烧,重点为湍流火焰的唯象方法;(11)液体燃料的扩散燃烧,主要包括单油滴的蒸发及质量燃烧速度,气流中的燃料液滴,火焰的位置、燃料蒸汽、氧气、产物及温度的分布、喷雾燃烧及油滴群燃烧;(12)固体燃料的燃烧,内容包括固体燃料的燃烧过程、固体碳粒的燃烧(扩散燃烧、动力燃烧和过渡燃烧)、碳粒燃烧的化学反应(碳和氧的反应、碳和二氧化碳的反应、碳和水蒸汽的反应、一氧化碳的分解反应)、多孔性碳粒的燃烧、二次反应对碳粒燃烧的影响、碳粒燃烧速率及燃尽时间、灰分对碳燃烧的影响、固体燃料的燃烧方式和燃烧装置;(13)燃烧排放控制,包括燃烧过程中NOx、SOx和颗粒等污染物的生成机理,影响污染物生成的因素,控制污染物排放的技术措施(改变燃烧途径的措施和后处理措施);(14)液体和气体燃烧技术及燃烧装置,主要包括船舶动力装置(船舶柴油机、船用锅炉和船用燃气轮机等)的燃烧技术。

三、结论

“燃料与燃烧”是当今国内能源动力类本科专业前沿课程之一。作为哈尔滨工程大学动力与能源工程学院热机专业方向的一门核心基础课程,“燃料与燃烧”在我校热能与动力工程本科教学体系中扮演着重要角色。通过对““燃料与燃烧”课程教学内容设计的探讨,确定了以船舶动力装置共性燃烧理论作为基本的教学内容,用国内外最新燃料与燃烧技术的发展更新课程教学内容,以期夯实学生的专业理论知识、扩展学生的眼界、提高学生的综合素质。根据燃料和燃烧应用技术的发展,尤其是船舶发动机行业燃烧技术的发展,及时更新、丰富和优化课程教学内容,是实现课程教学目标、培养创新型人才的关键。通过教学内容的设计和改革,我校近几年的教学实践表明,“燃料与燃烧”课程教学取得了良好的效果。

参考文献:

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

第7篇:对能源与动力工程的认识范文

[关键词]热能 动力工程 热电厂

中图分类号:TK 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)11-0245-01

能源动力工程是涉及国家多个领域高新技术的集成性产业,同时也是我国国防建设和国民经济发展的支柱型产业和重要基础,在我国社会的发展与国家经济建设中占据着相当重要的地位。热电厂不仅能够发电,还能在发电的同时进行供热,实现“电热联产”。热电厂的这种“电热联产”形式在节能、环保方面有着相当重要的意义。本文从以下几个方面阐述了热能与动力工程在热电厂中的巧妙运用,希望能给予相关人士一些参考性意见或者建议。

一、减少湿气的损失

热电厂能耗损失的重要组成部分之一则为湿气损失,热能与动力工程在热电厂中的有效运用必须以减少湿气损失为前提。经过分析发现,引起湿气损失的主要原因包括:蒸汽的流动速度要远远大于部分水珠的流动速度,在这些水珠的牵绊下,许多动能被消耗掉,造成湿气损失,或者湿蒸汽过冷;在湿蒸汽开始产生膨胀现象的过程中,蒸汽会产生部分凝结作用,使得湿气量损失。湿气损失的直接影响就是会损伤动叶进气的边缘,尤其是叶顶端背弧处,所受到的冲蚀更为严重。因此,必须采取措施减少湿气损失情况。在热电厂中,可以采取以下措施减少湿气在运行中的损失:可以运用带有吸水缝的喷灌,也可以提高机组的抗冲蚀能力,还可以运用中间再热循环,或者运用去湿装置等等,以上措施都能够很好地减少在热电厂运行过程中湿气的损失。在运行汽轮机的过程中,除外要克服支撑轴承与推力轴承之间的摩擦力,还应该启动主油泵和调速器,以上动作的实现都需要消耗一定量的能力,即机械损失。在这种情况下,就可以考虑应用轴流式汽轮机,从一端将高压蒸汽引入,从另外一端将低压蒸汽排除出去,无形中就实现了高压向低压的指向力,减少了能量的消耗,确保了热能与动力工程在热电厂中的运用的可靠性。

二、降低调压调节的损失

调压调节不仅增加了机组对自身运行的可靠性,同时还增加了机组对负荷的适应性,实现了机组在部分负荷之下经济性的提高,是热能与动力工程在热电厂中运用的基础条件。但与此同时,调节调压本身也存在一些问题,比如在高负荷压力之下实行滑压调节违背了经济性要求,在动叶栅内的大机组蒸汽做功之后,就会转化机械能,会导致斥气损失、鼓风损失与余速损失等。在调节调压过程中产生的这些损失,也即是热能与动力工程在热电厂中的运用损失,需要我们加以关注,采取措施尽量降低。分析后可以发现,这部分损失并不是简单的由人为失误或者系统故障产生的,在很大程度上是由于机组的运行机理而造成的。由此,若想降低调压调节的损失,就必须引进较为先进的工艺技术,依靠技术上的突破来尽量降低这部分损失。

三、开展较为有效的节流调节工作

在节流调节中没有调节级一说,通常情况下,在第一级就可以实现全周进汽,在工况出现变化时,由于各级的温度变化较小,这种现象使得其具备较好的符合适应性,适用于小容量机组和基本负荷大机组。但变工况会产生节流损失,使得热能与动力工程在热电厂中的运用的经济效益不高。因此,必须在热电厂的运行中展开较为有效的节流调节工作,减少节流损失。在热电厂的实际运行中,可以运用弗留格尔公式确保热能与动力工程在热电厂中的运用的可靠性。结合弗留格尔公式的运用条件,就以同流量之下各级的压差和焓降加以推算,进而确定相关零部件的功率效率和受力的基本情况,同时监视汽轮机是否正常流通,也即在已知流量的前提下,将运行汽轮机时组前的各级压力的公式的符合度作为依据,判断流动部分的面积的相应变化情况。

四、恰当的工况变动与调配选择

1、恰当的工况变动。汽轮机工况的变化和焓降的变化有着密切的关系,当全开第一阀工况的流量增加时,其压力也会随着增大,调节级与焓降相比较要减小;而当流量减少时,其压力也会随着减小,调节级与焓降相比较则会增大。在全开第一阀,关闭第二阀时,跟焓降相比,调节级要达到最大中间级,如果在这种情况下工况发生恰当的变动,那么各中间级的焓降不会发生变化,各中间级的压力比也不会发生变化。实际工况的调节就有了现实性的依据,我们可以在结合所需要得到的焓降的变化的基础上,展开恰到好处的工况变化,实现热能与动力工程在热电厂中的运用的需求。

2、恰当的调配选择。除此之外,由于外界负荷的变化导致并网运行机组在遇到不断变动的电网频率时会依据自身的差异动态特性自动启动增减负荷,维持电网周波,这个过程被称作一次调频。一次调频负荷的增量由负荷功率随频率的下降而自动减少和调速器作用使发电机有功出力增加两个方面共同调节来平衡。一次调频是有差调节,只能将频率控制在一定范围内。一次调频的主要特点就是频率的调速非常快,然而发电机组会随着不同的调整量而存在特定的差异性,且这个调整量较为有限,这就给值班调度控制人员带来了工作难度。且当负荷存在比较大的变化或者在电力系统发出电力时,选用一次调频很难恢复常规频率,在这种情况下,就需要选用二次调频的方法。通常情况下,二次调频包括两种调频形式,一种为自动调频方式,另外一种为手动调频方式。在热电厂运行中,对提高其自身的运行效率与水平方面来说,选择恰当的调频方式十分有必要且相当重要。因此,恰当调配方式的选择要立足于正确认识并掌握并网运行机组,以防因选择了错误的调配方式而导致热能与动力工程在热电厂中的运用效率的低下。

五、合理、科学利用重热现象

在多级汽轮机内上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用,这种现象被称之为多级汽轮机的重热现象。将各级的理想焓降之和比汽轮机理想焓降部分多出来的值所占汽轮机理想焓降的比例叫做重热系数。由于合理、科学利用重热现象能够使得整体的效率要大于各级的平均效率,但是它的实现是以降低级效率为前提的,因此只能回收热损失的一部分,所以重热系数并不是越大越好,通常重热系数维持在0.04-0.08之间为最佳。基于此,在热电厂中要想实现合理、科学利用重热现象,则必须选取恰当的重热系数。在实际运用中,要在结合自身动力工程与热能的基础上,确定较为合理、科学的重热系数,进而确保机组的最佳运行状态,在热电厂中实现更加完美的运行服务。

结语

在热电厂中利用、转换能量除了风能、潮汐能和水力等极少数能源之外,大部分都是直接利用热能或者将热能转化为其它形式的能量进行多种形式的间接利用。本文主要从减少湿气的损失、降低调压调节的损失、展开较为有效的节流调节工作、恰当的工况变动与调配选择以及合理、科学利用重热现象等五方面论述了热能与动力工程在热电厂中的巧妙运用,仅供参考。

参考文献

[1] 沈晓艳.论热电厂中热能与动力工程的有效运用[J].黑龙江科技信息,2013(01).

第8篇:对能源与动力工程的认识范文

关键词:新能源科学与工程;实践教学;远程监控

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)07-0004-02

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F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R悼纬痰目纬躺杓啤⒎抡媸迪啊⑷鲜妒迪啊⒃诵惺迪昂捅弦瞪杓频然方诘牡髡,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).

[3]饶政华,廖胜明.新能源科学与工程专业课程体系研究

[J].中国大学教学,2015,(3).

[4]Ahmed Mohamed A.,Song Minho,Pan Jae-Kyung,Kim

Young-Chon.Remote monitoring with hierarchical

network architectures for large-scale wind power

farms[J].Journal of Electrical Engineering and

Technology,2015,(3).

[5]赵飞.风电场远程集控中心的设计与应用[J].科技展

望,2015,(9).

[6]Park Joon-Young,Kim Beom-Joo,Lee Jae-Kyung.Dev-

elopment of unmanned remote monitoring system

第9篇:对能源与动力工程的认识范文

热能与动力工程专业实践性教学体系由实验、认识实习、课程设计、生产实习和毕业设计等环节组成,其中认识实习、生产实习和毕业设计构成相互衔接、逐步扩展深入的重要实践教学环节。根据教学计划的安排,认识实习安排在二年级暑假,此时基础课程基本学完,即将开始专业课程的教学。组织学生到一些发电企业和相关热力设备制造企业进行实地参观,可使学生对火电厂生产过程、热力系统有一定的认识,并对热力设备的结构、组成及其在电力生产过程中的作用进行系统的了解,为后续理论课程的学习打下一定基础。因此,认识实习是学生接受专业教育的启蒙,对学习和掌握专业知识起到重要的作用。

一、存在问题

作为非电力系统的地方院校,在联系认识实习单位和实习安排过程中遇到一定的困难。认识实习的最佳时期是火力发电厂建设或机组大修期间,而发电厂的大修计划与学校教学安排不可能一致。即使时间接近,企业考虑到安全生产等问题,也不愿意接受学生实习。即使接受了,企业一般安排学生在集控室或生产车间走马观花,不允许学生在现场过多停留,对热力过程和设备的讲解也流于形式,实习效果不佳。同时,城市化进程的加快,学校和企业都迁往郊区,增加了实习的交通费用等。学校下拨的实习教学经费没有相应增长,教师在安排实习教学时捉襟见肘,只能相应缩短实习时间和减少实习企业,一定程度上影响了认识实习的效果。为保证学生在认识实习过程中对热工设备、热工过程有基本的了解,实习指导教师应该具有丰富的专业实践知识,熟悉生产现场,能为学生讲解电力的生产过程和设备、原理、特点等相关内容,及时解答学生提问。学校热能与动力工程专业作为新办专业,专业教师队伍主要为近几年从高校引进的博士,这些教师具有比较扎实的专业理论知识,但缺乏在电力相关企业的工作经历,实践经验相对较弱,无疑会影响对学生的指导。

二、认识实习改革

根据热能专业认识实习实施过程中存在的问题和专业建设的实际情况,提出了认识实习的改革设想,即将热能与动力工程专业的认识实习分成三个模块进行:一是利用发电厂的模型和灯光演示板进行热工过程、系统及设备的讲解,二是应用多媒体技术观摩火电厂的生产、检修等过程,三是组织学生去电厂及相关的制造企业参观实习。校内实习基地的建设得到了学校和分院的大力支持,共投入80余万元购置了模型、教学录像和仿真系统;购置了较全面的电厂设备模型,包括300MW火力发电机组整体模型、300MW锅炉模型、300MW凝汽式汽轮机模型、汽轮机冲动演示仪,以及火力发电厂生产过程、锅炉生产过程、300MW机组凝结水处理系统、300MW机组发电厂全面性热力系统、300MW机组汽轮机调节系统、水蒸气焓熵图等灯光演示;购买了国家电力部电教中心发行的《300MW火力发电机组运行技术———集控运行》《锅炉本体》《汽轮机本体》等多媒体教学录像和南京工程学院开发的实习软件。这些影像资料比较全面地提供了火电厂的生产过程、主要热力过程、主要热力设备的结构及零部件以及机组集控运行等方面的内容。考虑到热能专业毕业生进入大型电力企业的人数不多,主要就业于本省一些热电企业和相关能源环保企业的现状,学校分别购置北京恒和大风软件技术有限公司同清华大学热能动力仿真与控制研究所合作开发的300MW电站系统仿真系统,北京夏商科技有限公司开发的135MW循环流化床仿真机组系统。配备了投影机、电脑、服务器等硬件设备,组建了电厂仿真系统实验室,用于热能专业认识实习、专业实验和生产实习。针对校外实习基地实际情况,编制了电力企业、锅炉制造及汽轮机制造等实习指导书和多媒体课件,使学生事先对实习企业有一定了解,有利于后续的现场实习。同时,注重青年教师的培养,鼓励和支持教师参加电厂仿真系统培训,轮流安排青年教师到产学研合作的能源相关企业锻炼,增强教师的实际工程经验和动手能力。