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风能与动力工程专业精选(九篇)

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风能与动力工程专业

第1篇:风能与动力工程专业范文

人类利用风力发电的历史不长,却经历了几起几落。1887年到1930年,小容量的风电机组诞生,并在技术上基本成熟,得到了一定的推广和应用,这是风力发电的起步阶段。第一台风电机组由格拉斯哥大学安德森学院的教授James Blyth于1887年建于苏格兰。这台风力发电机有10米高,由帆布制作,Blyth将它安装在自己位于苏格兰的独家庄园,并配置了一套蓄电池组,这是世界上第一座由风电机组供电的房屋。1891年,丹麦教授Paul la Cour在阿斯科夫市建造了一个风力发电试验站。由于传统的风电机组转速较低,并不能充分利用风能,为了更好地利用风能,Paul教授进行空气动力学实验,研究出了叶片数和风能利用系数之间的关系,这是空气动力学第一次应用到风力发电。在Paul教授的推动下,风力发电在丹麦得到大量的应用。20世纪30年代,为降低风力发电的成本,欧美国家开始研制较复杂的大中型风电机组。1941年,世界上第一台兆瓦级风电机组在美国佛蒙特州的卡斯尔顿市并网发电。这台发电机采用两叶片结构,直接交流并网,其设计容量1.25MW,高53米,可以在47.9m/s以下的风速运行。从这时候起,风力发电技术有了较大的进步,但相对于廉价的化石能源,风电的价格存在较大劣势,发展缓慢。

20世纪70年代,受石油危机的影响,能源价格大幅度上涨。风能的开发又重新得到各国政府的重视。风电机组进入商业化的时代。1980年,丹麦制造商开始设计自己的风电机组。丹麦的Nordtank公司在1980年开发的55kw风电机组使风力发电的成本下降了50%。美国、德国、西班牙、荷兰、中国也开始了自己的风电机组设计。到了21世纪,风电进入了迅猛发展的阶段。

在这样的一个历史机遇前,风能与动力工程专业应运而生。该专业属于工学专业,是电气、机械、自动化等专业的融合体。2006年华北电力大学率先在全国首次设立了风能与动力工程专业,被誉为中国风电的“黄埔军校”。此外开设这个专业的还有河海大学、长沙理工大学、兰州理工大学、内蒙古工业大学、河北工业大学、北京科技大学等高校。除设置风能与动力工程专业外,其他高校还以多种形式参与到风电技术的研究中。2006年,北京交通大学成立“国家风能工程技术研究中心北京检测站”“北京交通大学新能源研究所”。该检测站是我国设立的首个风力发电工程技术检测站。清华大学核能与新能源研究所、沈阳工业大学风能技术研究所等多所高校的风电科研机构也承担了多项重大课题。

风能发电是一个复杂庞大的体系。风能发电首先通过风力发电机将风能转化成电能。风电机组一般都架设在70-80米高处,必须等有塔架支撑风力发电机,而且风电机组必须时刻迎风。这就要求我们学习机械制图、理论力学、材料力学、结构力学、气象学、工程材料、机械设计、空气动力学、风力机等机械动力类课程。这些力学课程将是我们工作后设计风力发电机的基石。其次,为了使风能转化成电能。我们又要学习电路、电子技术基础、电力电子技术、电机学等电学课程。为了让产生出的电能顺利输送到用电单位,我们还得学习电网监控与调度自动化、风电场并网等课程。此外,由于风的不稳定性会造成电压的不稳定。为了能获得稳定的电压,我们必须人为地控制风车,使其在风力发电过程中匀速转动。而这部分问题的解决方案就藏在自动控制、单片机原理、plc编程等课程中。最后我们还有风电场建模与仿真,风电场规划与设计,风电场施工与管理等专业选修课。学习完这些课程,我们才可以真正出师了。

第2篇:风能与动力工程专业范文

关键词:节能减耗热能与动力工程

1热能与动力工程概况

能源既包括水、煤、石油等传统能源,也包括核能、风能、生物能等新能源,以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。热能与动力工程能够实现能量的转化,热能在一定装置的作用下,将其转化成动力能源,并将动力能源转换成热能和电能,在能量转化期间,最终实现获取我们想要的电能。煤炭厂、电厂在生产能源时,为了确保能源的顺利转化,需要遵循能量守恒定律,所以热能与动力工程对能源的生产发挥了巨大作用。虽然热能与动力工程能量的转换看似简单,但转化的过程十分复杂,而将热能与动力工程合理地运用于传统工业的生产,能够提高能源生产效率。

2我国传统工业遇到的发展困境

2.1重工业化产生的环境污染问题

重工业化的快速发展,带来了中国经济的一定时期的高速发展,但也给中国生态环境带来了不少不良后果。如河北、山西、河南、湖北、辽宁等地的重工业城市的河段绝大部分受到严重污染;有近3亿的农村人口饮用不合格的水质;工业污染物堆积成山;全国出现大面积长时间段的雾霾污染。这一系列生态环境问题给我国的发展提出严峻警告,其中我国的重工业化发展中出现的高污染、高物耗、高能耗问题对于我国的环境负有不可推卸的责任。因此,在新的历史发展时期,我国的相关重工业必须认清当前的历史任务,一方面促进效益的提高,一方面应当把节能降耗放在发展的历程中。

2.2技术创新力度不够

当前,传统工业内部鼓励员工创新不足,对创新型人才的激励与培育机制也不够完善。部分传统工业在企业创新中缺乏总体规划、盲目引进和重复引进高新技术现象十分突出,引进技术在很大程度上演变为提高企业的生产装备水平。作为技术引进者的传统工业战略性不强,从引进的技术类型来看,真正有世界先进水平的产品制造核心技术所占比重小。从技术引进的消化吸收情况看,大部分传统工业企业只是静态引进了先进的高新技术,而未形成“引进—消化—吸收—创新”的动态新模式。因此,当前有必要增强传统工业技术创新能力,建立以企业为主体的技术创新体系。

2.3新型技术在传统工业中应用不足

比如,热能与动力工程致力于如何更高效地利用能源,相关研究层出不穷,但是传统工业实际上并未主动将相关技术引入到生产经营中。传统工业企业作为进行传统工业升级的主体,是传统工业升级的起点,因此应提高新型技术在生产经营中的应用。

3热能与动力在传统工业中的应用

3.1利用多级汽轮机的重热现象提高电能

多级汽轮机在运行过程中,会产生重热现象,上一级汽轮机损失的热能能够被下一级汽轮机所利用,所以有效利用多级汽轮机的重热现象,可以使得热能与动力工程合理地运用于电厂中。在发电机运行过程中,工作人员应该将重热系数控制在最佳范围内,通过调节重热系数,从而提高发电机发电的效率。由于不同发电机组从设计上有较大的差异,所以其重热系数并不完全相同,最佳的重热系数应该控制在0.04~0.08,此时多级汽轮机的重热现象才能得到有效利用,而且使得发电机组达到最佳的运行状态。由此可见,将热能与动力工程合理地应用于电厂中,可以提高发电机发电的效率,从而提高电厂电能的产出。

3.2提高汽轮机的射水抽气器系统

在火电厂的应用我国是世界上少有的以煤电为主的一次能源国家,火电厂能源消耗非常大,而且对生态环境污染严重。因此有必要对火电厂整体的生产运营做一次整体的规划与设计,其中热能与动力工程的应用对于火电厂减能降耗非常重要。对于中小型水电机组凝汽器而言,抽气器选用射水抽气器更为明智,因为射水抽气器对凝汽器的真空和工作效率有直接的影响。与射汽式抽气器比较,采用射水式抽气器,能够减少耗在射汽式抽气器上的蒸汽量,且不需要制冷器,提高了火电厂的经济效益和工作效率。

3.3优化强化传热在实践中的应用

21世纪以来,我国面临着能源短缺的局面,能源转化消耗量过多一定程度上加剧了这一局面。因此,改善能源转化效率有利于我国节能降耗目标的实现。在动力、冶金、化工、石油、材料工程、电子、核能等多方领域都不可避免地涉及热量的传递及强化过程,换热器作为一种传热设备在能源生产中起到关键的作用,强化传热是实现换热器高效、连续工作的主要途径,总体来说,能达到提高现有换热器换热能力、强化工作条件、减少工作阻力等作用,对于能源生产中热能的有效传输及强化意义重大。因此,利用热能与动力工程对现有工厂中的传热器进行改进,优化强化传热在能源生产中的应用,对于节能降耗又是一大利器。

4结语

能源危机、环境问题已成为我国经济发展的约束因素,对于城乡居民生活满意度、幸福感也有重要影响。新的时代背景下,我国要走可持续发展道路,必须优先将节能降耗放在企业发展的目标中。节能降耗是一个涉及多领域、多系统、多环节的庞大工程,先进的科技是确保企业运转高效、优化设施的基础,科技创新依赖于先进的理论应用于实践中并不断得到新的发展。加强热能与动力工程的应用有利于传统工业优化升级,对新能源的应用发展也具有重大意义。

参考文献:

[1]陈雨沁.关于能源与动力工程的节能技术探讨[J].新校园旬刊,2015(10):192~192.

第3篇:风能与动力工程专业范文

关键词:热能与动力工程;节能减排;改革;创新;CFD课程

作者简介:张光学(1982-),男,浙江湖州人,中国计量学院能源工程研究所,副教授;王进卿(1985- ),男,浙江义乌人,中国计量学院能源工程研究所,实验师。(浙江 杭州 310018)

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0037-02

目前,世界能源消耗量巨大,主要耗能方式仍是来自于煤、石油和天然气的燃烧,这些化石燃料在利用过程中产生了大量的污染物,如烟尘、二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物,[1-2]严重影响了人们的正常生活,甚至威胁着人类的生存与发展。为应对日益严重的环境问题,我国大力推广节能减排政策。作为高校,为培养适合新形势下的专业型技术人才,在教学环节中也要对教学方法和内容有所调整。

现今传统的能源消耗形式已逐步向清洁能源(风能、太阳能、潮汐能、水能等)方向发展,[3]虽然所占比例还比较低,不过对于缓解严重的环境压力而言将发挥积极性的作用。热能专业与能源的综合利用息息相关,在教学环节中,应对已有的教材内容加以筛选,对于一些落后于时展的方法与技术,不再重点讲解,而对于一些新技术与新方法在教学中要重点阐述。把当前的热点技术提升到理论高度,使学生在未来的科学研究或是工作中找准方向。

在教学改革实施过程中,我们将新型能源的发展趋势及特点加到教学任务当中,并对CFD软件在本专业的应用价值及前景进行了探讨,开设了CFD相关课程。本文中,笔者分析了现行课程教学中存在的问题,并对教学改革的经验进行总结和系统介绍。

一 、现行教学工作存在的问题

1.教材内容与时代背景互不衔接

热能与动力工程专业的教材种类繁多,且现行教材内容中所涵盖的方法及技术大多是已有的陈旧理论,同时教材中的相关章节落后于时代背景,没有对当前的新技术、新方法加以系统性的介绍。这样的后果是,学生的思维方式还停留在陈旧的方法体系当中,不能对本专业的发展趋势有明确的判断,学生今后的研究及工作产生知识脱节,进而也对本专业的发展产生不利影响。

2.缺乏对新型教学方法的探索

目前的教学方式还基本以课堂讲授为主,并结合一定课时的实验内容。实验也是以仿真平台实现及外加一定的动手环节。但该过程避免不了存在着课时上的冲突,以致课堂教学与实践教学之间不能统调,造成了理论知识与实践内容相结合时的不契合,且教学过程中师生间缺乏互动。

3.教学内容与节能减排政策相脱离

当今环境保护问题已经提上了人们的日事议程,然而在教学内容上,还是围绕着以如何产能及能效问题为主,虽然在部分章节上对污染物控制策略加以阐述,但内容片面,所涵盖的信息量有限,也未能把教学内容与节能减排政策相结合;且教学时也没有在充分保证教学质量的前提下,探讨如何节约授课成本。

4.对新型清洁能源的教学内容不足

现在所教授的热能专业课程主要是以煤、石油、天然气为主的利用方式。而这些燃料在燃烧过程中产生了严重的环境污染问题,不符合当前节能减排形势。授课时也没有对新型清洁能源加以系统的讲解。且现今为止,对新型能源课程的侧重点不够,据调查其他很多高校也没有开设相关课程。

二、教学工作的改革与创新

针对上述存在的教学问题,笔者从教材内容的选取、实践环节的完善及如何培养学生自主研究能力等相关环节进行了以下探索。

1.明确教学目标、优化教学内容

为应对当前教材内容的固化,在教学过程中,对于一些需要重点掌握的内容不断深化,不但要让广大学生从根本上了解其基本原理及相应机制,还通过制作物理模型,或是制作相应的动画、短片来模拟其工作进程,使学生从固定形式的书本内容过渡到生动鲜明的动态模型中,从而加深对理论知识的理解,同时对这些理论知识的应用范围进行阐述,如卡诺循环在热机上应用等。在每课时后都会布置相应的课后内容,这其中包括课后习题的计算,对书本上存在的重点、难点问题,通过网上搜索、到图书馆查阅资料等方式进行知识的梳理,使学生的知识体系得到全面的升华。

科技是不断进步的,本专业的发展也应与时俱进。为弥补书本中存在的知识点不完善问题,在其中加入时代背景下的新技术。例如,现行的热能教材中,所讲解产能方式都以燃煤、燃气为主,其中没有或是很少涉及到新型能源的相关方面。然而,随着国家节能减排政策的不断深化,在建设节约型社会的引领下,为适应时代的发展趋势,也本着更好地建设热能与动力工程专业的发展要求,教学时增加对风能及太阳能等清洁能源的利用及特点的系统性讲解,并结合相关的应用实例。

2.教学手段

在教学过程中,无论是课堂教学还是实践教学,在原有的教学模式上进行改进工作。授课过程不再是教师独自完成教学任务,而是采用启发互动式的教学方法。旨在使学生间、教师与学生间产生良性互动,形成一种探讨式的教学理念,使彼此的观点相互碰撞,产生共鸣,从而激发学生的创造性思维。

本着培养学生的自我学习能力,同时也为了扩宽学生的知识结构,在“能源与环境系统工程概论”授课中期,安排学生对本专业的相关理论在工程实际中的应用进行案例介绍,实施过程主要是通过制作PPT的形式,在课堂上每位学生进行10分钟的讲解。讲解结束,台下学生可根据自己的想法提出相应问题,之后讲解者进行解答。通过这样的方式,每个学生都可以参与其中,如此也进一步弥补了实践课程不足所造成的知识体系不全面。

3.CFD课程的开设

CFD技术是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础上的一门新型的独立学科,[4]它兼有理论性和实践性的双重特点,是与计算机技术的发展紧密相连的。

通过实验的方法所测得的数据真实可信。然而实验时,往往会受到模型尺寸、流场扰动、人身安全和测量精确度等方面的限制,有时很难通过实验的方法得到满意的结果。此外,实验时还会有经费的投入、人力和物力的消耗及实验周期长的问题,定会造成能源的浪费现象。而CFD技术在一台计算机上完成相关运算,是用模拟的方法完成相同的实验内容,通过数值模拟再现实际场景。

在教学改革中,正是考虑到CFD计算精确、能耗小、实践性强的特点,在本专业开设了“CFD工程软件及应用”课程。选取的教材为王福军编著的《计算流体动力学分析—CFD软件原理与应用》(清华大学出版社),该教材实用性强、重点突出、易学易懂。本课程在教学任务共计32个学时,每讲授1个课时,预留给学生1个计算实例,培养其动手能力。为防止互相抄袭现象,每位学生的计算案例皆不相同。由于本软件具有理论性与实践性的优点,学生不仅对理论知识进行了梳理,实践能力也得到了加强,补充了实验课程少所带来的不利影响。

CFD课程的开设在一定方面也与我国所提出的节能减排政策相契合,这样的授课特点既减少了课程开支,也保证了教学质量。

4.污染物控制教学与节能减排形势相结合

在世界范围内,环境保护已成为热点话题,而电站燃煤是造成环境问题的罪魁祸首。围绕着环保,产生了各种燃烟型控制技术,这其中包括煤的净化技术、煤的先进燃烧技术、燃煤烟气净化技术及洁净煤发电新技术。

在过去的一段时间内大气污染的重点控制对象为硫氧化物及碳氧化物,而现今的重点控制对象已变为氮氧化物。为此,在对学生授课时,对污染物控制技术应深入介绍,同时也要对我国排放标准与国际排放标准进行比较,让学生对相关政策有一定的了解。例如,授课时对脱硝装置进行系统的介绍,使学生知道当前的脱硝技术有哪些、国际上的氮氧化物排放标准如何。

5.社会实践环节

热能与动力工程专业是一个实践性很强的学科,很多的理论知识都需要通过实践的方式去领会与消化。因此,实践教学是提高学生对知识全面掌握程度的必备环节。

实践环节主要是以当前污染物控制相关内容为主,在提前与电厂沟通的前提下,且在电厂检修期间,带领学生现场教学,同时要充分注意学生安全问题。由于时间限制,主要对除尘系统、烟气排放系统、脱硫岛及脱硝岛进行参观及学习。在现场时,学生对于不懂的问题,由教师或电厂的运行人员进行答疑解惑。

同时,鼓励学生参加相关的节能减排大赛。充分发挥学生的创造力与想象力,在其过程中,教师给予一定的指导工作。通过实践环节,使每个学生对本专业有整体上的认识,为今后的研究与工作打下坚实的基础。

三、结语

在节能减排的时代背景下,针对热能专业的特点,对有利于本学科发展的教学工作完善问题进行了有益的探讨。具体内容包括:教学内容上对清洁新型能源的重点介绍、理论性与实践性完备的CFD课程的开设、为应对污染物控制问题的控制策略。通过这些改革与创新方法的尝试,在教学上取得了令人满意的成绩。学生的学习能动性有所提高,对知识的理解得以深入,且本专业就业趋势明朗,就业单位对学生评价较高,从而证实了该教学改革与创新工作的实施是成功的,达到了最初的教学目标。

参考文献:

[1]郝吉明,王书肖.燃煤SO2控制技术手册[M].北京:化学工业出版社,2001.

[2]牛云翥,牛叔文,张馨,赵春升.家庭能源消费与节能减排的政策选择[J].中国软科学,2013,(5).

第4篇:风能与动力工程专业范文

 

我国科学技术发展的总体目标是自主创新能力显著增强,科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强,为全面建设小康社会提供强有力的支撑;基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强,取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果,进入创新型国家行列,为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础[1]。

 

广大高校教师对当前科技研究及发展方向有深刻理解,在整个国家人才类型需求与人才培养之间扮演着纽带角色,不但有科研能力还有教书育人的能力,因此在国家科技发展过程中的地位举足轻重。国家需要的人才是由高校教师来培养,教师对学生的培养应以国家需要为依据,而学校应以国家对人才的需求而制定相应的教学大纲和教学内容,以保证国家需要的人才与学校及教育机构培养的人才一致。国家、科技项目、教师和学生这4个环节只有保持协调一致,才能使国家科技稳步快速的向前发展。

 

智能科学技术是信息科学技术的核心和现代科学技术的前沿和制高点,涉及自然科学的深层奥秘,触及哲学的基本命题。智能科学技术的研究将对国民经济、社会进步、国家安全生产产生深刻而巨大的影响,并将为智力革命、知识革命和信息革命建立理论基础,为智能系统的研制提供新概念、新思想、新途径。

 

1国家科技项目中与智能相关的内容

 

国家每年会颁布一些科研项目指南,如863、973、国家科技重大专项、国家科技支撑计划和国家重大科学研究计划等。这些项目指南中均包含大量与智能相关的内容。下面以国家科技重大专项和973计划为例加以说明:

 

1) 国家科技重大专项。

 

2011年国家科技重大专项中包含2项有关智能方面的项目,其中“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大专项中包含一个“智能海量数据资源中心”课题;“新一代宽带无线移动通信网”重大专项中包含2个有关智能的课题:“移动互联网及业务应用研发”和“物联网及泛在网”。

 

2)973计划。

 

据不完全统计,在2008年到2011年的973计划指南中关于“智能”一词的出现频率如表1所示。

 

从上述统计数字可以看出,“智能”一词的出现次数由1次增加到12次;出现在一级标题的次数由1个增加到3个,出现在二级标题的次数由空白增加到4个。由此不难分析出,智能科学技术在973计划中的比例逐年增加,其重要性不言而喻。

 

这些项目的前期研究以及后续成果的产业化,不可避免地需要更多的智能方面的专业人才。在设立智能科学与技术一级学科的建议书中提到,智能科技人才的社会需求占整个信息领域人才需求的1/6左右,而且将不断增长。高校需要培养这方面的人才,满足国家和社会的需要。

 

2河北省和天津市科技项目与智能相关内容

 

河北工业大学隶属于河北省,坐落于天津市,形成了立足天津面向河北的发展战略,为河北省和天津市提供有力的技术支撑。

 

河北省当前正在实施转变经济发展方式的战略部署,充分发挥科技创新在推进传统产业技术进步和培育战略性新兴产业中的重要作用,并于2010年3月启动了光伏、风电装备、钢铁节能减排等8个支柱产业的技术路线图的编制工作,河北工业大学承担了其中“河北省风电装备产业技术路线图”的绘制工作,该路线图为全国首个关于风电的路线图,对我国风电产业的健康发展将起到积极的推动作用。

 

以2011年天津市科技支撑计划重点项目指南为例,该计划以促进产业技术升级和结构调整为主攻方向,以提高原始创新、集成创新和消化吸收再创新为目标,通过关键技术的突破、引进技术的消化吸收再创新、高新技术的应用及产业化,为天津市产业结构调整、社会可持续发展和提高人民生活质量提供技术支撑。2011年共安排25个专项,与“智能”相关的内容有软件专项中的创意产业关键技术和数据挖掘与信息检索技术;数字技术专项中的智能检测、监控技术研发及应用;可再生能源及能源存储转换专项中的智能电网等。

 

由上面的分析,可以看出智能科学技术在河北省和天津市的科技项目布局中占有重要的地位,这也对高校提出了培养高素质人才的要求。

 

3河北工业大学智能科学与技术专业现状

 

据教育部统计,自2004年北京大学自主设置“智能科学与技术”本科专业通过备案以来,先后有北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学、北京信息科技大学、首都师范大学、武汉工程大学、西安邮电学院、北京科技大学、湖南大学、厦门大学、河北工业大学、桂林电子科技大学、重庆邮电大学、大连海事大学、中南大学和上海理工大学共17所高校建立了智能科学技术本科专业。

 

河北工业大学在结合自身优势和借鉴兄弟院校办学经验的基础上,智能科学与技术专业的教学体系和课程内容逐步合理化;紧跟科技发展新趋势,突出智能科学与技术专业的特色,注重学生实践能力的培养,在智能化电器、智能化楼宇、智能机器人、智能化机器、智能化物流等方面培养社会急需的特色人才;在控制科学与工程一级学科硕士点下设立“智能科学与技术”的相关研究方向,加强该专业的学术梯队建设和人才培养,促进控制科学与工程学院整体教学科研的和谐发展。

 

我们努力使学生德、智、体、美全面发展,具有坚实的数学、电子、计算机、自动控制和信息处理的基础知识,系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法,受到良好的科学思维、科学实验及初步科学研究的训练,使其具有分析问题和解决问题的能力,知识自我更新和不断创新的能力。在个人素质方面,要求学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力,并具有良好的语言和计算机运用能力。

 

4教学内容的思考

 

目前智能科学与技术专业隶属于控制科学与工程学院,本学院包括自动化、风能与动力工程和智能科学与技术3个本科专业。自动化专业作为一个成熟专业,有稳定的社会认可度,其近年的发展受到了无行业背景的限制;风能与动力工程专业是一个新兴专业,为了满足国家风力发电的强势发展需求而设立的,具有显著的行业背景,从目前情况看,学生就业前景很好;智能科学与技术专业作为新兴专业,没有固定的行业背景,因此有必要根据学校的实际情况确定1~2个背景,体现个1~2个特色,以使学生的学习落在实处。

 

我校的智能科学与技术专业拟将智能网络和风力发电机组控制系统作为本科生的学习指向,在相关课程的讲授中以它们作为实例讲解,筹建智能网络的平台,以及利用风能与动力工程专业的实验平台进行相关内容的操作和演示,在课外科技活动中以它们作为选题方向,激发学生的学习兴趣。

 

我校作为地方工科院校,结合自身特点和优势,对智能科学与技术专业的特色定位于工业过程和实际工程中的智能控制与智能决策,相对应的核心课程包括智能控制、智能信息处理、复杂系统建模、智能系统、智能机器人和智能工程。我们希望通过这些课程教学内容的规划,使培养的学生“考研考得上,分配分得出”。

 

1) 智能控制课程在介绍控制理论的同时,通过课内实验和单独学时的课程设计使学生对智能网络、风力发电机组等在内的实际系统先进控制方案/方法的实现有较深入了解,并侧重于硬件实现。

 

2) 智能信息处理课程主要介绍经典人工智能、计算智能和其他智能理论,通过方法的介绍和推导,培养学生理论素养,并通过将具体方法代码化提高学生的编程能力,其中可以将风电场数据作为研究对象。

 

3) 复杂系统建模课程在介绍复杂系统基本概念、理论基础以及与建模相关问题的同时,着重以复杂网络和风力发电机组为着力点,对这两大类系统的模型进行建立和分析。

 

4) 智能系统课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某些领域的同时,侧重分析如何应用于智能网络特别是物联网领域,以及如何应用于风力发电领域。

 

5) 智能机器人课程在介绍机器人基本工作原理以及控制方法的同时,加强与实际工程的结合,如自动化仓库等领域。

 

6) 智能工程课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某个实际工程的同时,着重考虑目前国家急待发展的工程方向。

 

通过上述课程的学习,并基于软硬件的结合与课内课外的配合,学生可对目前体现前沿科技的行业有所熟悉,为进一步的深造和就业打下坚实基础。

 

5结语

 

前沿性、时代性是大学课程的一大特点。20世纪以来,现代科学技术的快速发展,使知识的更新周期越来越短,大大丰富了大学的课程及其内容,也改变了课程设置的技术与方法。

 

通过对前沿科技和人才培养的需求进行分析,可以总结出学校的教学应针对国家对人才类型的需求而制定,使人才得到相应的供应,保持供求平衡。

第5篇:风能与动力工程专业范文

生物质能不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的大规模开发将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,它们必将成为今后替代能源主流。

风力发电

目前,我国已超过美国,成为全球风电装机容量最大的国家,同时也成为风能设备最大的生产国。随着国内风电产业链日臻完善、研究规模不断扩大,成本下降非常显著,竞争力也逐渐增强,但是在产业链最上游的新型材料及半导体器件(控制芯片、电力电子器件等)研究方面仍较落后,主要研究工作集中在中下游的风电整机制造、关键零部件配套(发电机、电控、传动系统等)以及并网技术领域。

沈阳工业大学在风电整机制造方面具有很强的实力,是我国最早从事风力发电技术研究的少数高校之一,设置有风能技术研究所,师资力量完善,先后承担过多项大型横、纵向课题,成果显著。其设计的具有自主知识产权的1.5MW风电机组实现了产业化,占据一定的市场地位,产学研结合能力很强。

华北电力大学作为教育部直属高校中唯一的以电力为学科特色的大学,成立了国内首家“可再生能源学院”,下设风能与动力工程专业,未来还将筹备生物质发电和太阳能利用专业。研究内容以大容量风力发电接入,对电力系统安全、稳定运行的影响为主,主要研究包括:风电场建模与仿真、风能资源测量与评估、风力发电机组状态监测与故障诊断、风力发电机组只能控制与优化运行、低速风能利用策略与先进风力发电理论,充分发挥了其在电力系统方面的优势。

重庆大学机械传动国家重点实验室,借助其在机械传动领域的优势,在风电机组齿轮箱设计、动态特性研究、工作模态测量及制造工艺方面有深入的研究,并且产学研结合。

汕头大学新能源研究所在大型风电机组空气动力学、结构强度及结构动力学研究方面颇有作为,自行开发了大型风力机优化设计系列软件。

浙江大学流体传动及控制国家重点实验室对风力发电系统中的液压技术有深入研究,包括风机制动系统、定桨距控制和变桨距控制等。

同济大学机械工程学院在风电机组叶片动力学分析、结构优化设计、刚柔耦合系统模型分析方面经验丰富。

东南大学在风力发电机研究、设计方面走在前列。近期又集合学校优势学科,建立了风力发电研究中心,致力于以风力发电为核心的可再生能源发电及应用技术的基础研究。

电控方面,清华大学、北京交通大学、中科院电工所都有很强的实力。清华大学电机工程与应用电子技术系原名电机工程系,历史悠悠,师资力量雄厚,在风电接入对电力系统影响、风电机组建模仿真、风电变流器设计及控制等方面有深入研究。北京交通大学电气工程学院早期隶属于铁道部,主要服务于我国轨道交通电传动装备产业,在大功率电力电子技术领域积累了丰富经验,研究实力在国内高校处于领先地位。新能源研究所成立后从事大功率风电机组(直驱或双馈)并网变流器、中大功率光伏发电逆变器、风电机组仿真及主控系统、微网技术研究,产学研结合能力很强。中科院电工所新能源发电技术研究组是国内最早研究风力发电、太阳光伏发电的单位之一,其大型并网风电机组控制及变流技术、变桨距控制技术以及风电场集中和远程监控技术等较成熟,还有一些特色研究工作包括:风/光互补、风/柴系统及其控制逆变技术、控制逆变技术等。

光伏发电

光伏发电具有系统简单以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电。太阳能发电主要分为并网电源系统和离网电源系统,目前大规模使用的主要是并网系统,一般包括光伏电池组件、光伏逆变器、配电柜、监控系统等。其中光伏电池组件将太阳能转化成电能,光伏逆变器与风能变流器类似,可以将光伏电池组件产生的不稳定电能变成稳定的电能并入电网。

我国光伏业正处在爆发式增长期,中国大陆和台湾的光伏电池厂商占全球总电池产量59%的份额。与风电产业链类似,除了最上游的化合物、硅片提纯、加工外,我国已形成了较完整的光伏产业链,包括晶体硅、薄膜电池片及组件加工、光伏逆变器、系统集成、能源投资商等。

国内高校对于光伏系统研究主要集中于工程应用方面,合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心是我国迄今为止唯一的专门从事光伏系统技术研究的国家重要的科学研究基地,挂靠合肥工业大学电气与自动化工程学院,主要从事光伏组件建模及仿真、光伏逆变器设计及控制、工程化应用等研究工作,产学研结合较好,承担多个大型光伏电站设计工作。

海外院校

由于新能源行业涉及领域多、范围广,以及我国新能源行业开始起步,人才的缺乏已经成为极为突出的问题,国家、社会、高校、企业都在积极努力培养这方面的人才,学生的择校就业也因此变得十分灵活。同时,也因为刚刚起步,目前面临的多是工程应用技术类问题,因此我们的相关研究工作主要分布在中下游,从前面的介绍也可以看出,在新能源上游高端领域,由于技术壁垒很高,国内的研究工作相对较少,但是可以选择留学欧美高校,得到更进一步的提高。

澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心,由有着“太阳能之父”之称的马丁·格林教授领导,专注光伏电池的研究,自上世纪80年代起,30年间毕业于新南威尔士大学光伏中心的中国留学生已经撑起了中国光伏产业的半壁江山。如今,在屈指可数的几大领头光伏企业中——尚德、中电光伏、英利、赛维LDK都有新南威尔士大学毕业生的身影,其科研实力可见一斑。

在欧洲,各国都十分重视新能源的开发利用。作为生态村理念的首创国,丹麦是能源问题解决得最好的国家之一。早在2006年,我国就与丹麦签署了“可再生能源”合作项目,国内许多高校分别与丹麦高校开展联系。丹麦奥尔堡大学能源技术学院在风力发电、分布式发电、电力系统、电力电子及控制技术等领域有深入研究经验,并且与许多国家和组织开展合作,产学研实力很强。特别是在风力发电领域优势突出,核心研究领域包括:风力发电机组及风电场的控制与监测、仿真、设计、优化。

随着新能源技术发展以及各项政策效应的逐步显现,开发利用新能源的成本将明显下降,为人类清洁能源利用和产业结构升级带来历史性机遇,新能源终将成为今后世界上的主要能源之一。

Tips:新能源材料与器件专业优势院校

文/南京航空航天大学 郭栋梁

该专业重点是研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件(如通讯、汽车、医疗领域的动力电源),发展“新能源材料”(新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料)的学术研究方向。

新能源材料与器件专业设置,主要依托化学化工学院,跨能源科学、材料科学、化学等多个学科,拟培养能掌握新能源材料专业基本理论、基本知识和工程技术技能,掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法,了解新能源材料科学的发展方向,具备开发新能源材料、研究新工艺、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料专门人才。毕业生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作,也可继续攻读新能源材料及相关学科高层次专业学位。

新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设立的,是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉,以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。

高校特色:

华东理工大学

以半导体材料技术、化学电源技术、太阳电池技术等为特色。未来就业集中在光伏太阳能、新能源开发和利用以及半导体材料器件的设计、化学电池开发等。

东南大学

依托电子科学与技术大类专业背景,专业内容侧重光电子材料及其应用方面,主要针对太阳能材料制备、检测和应用,可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大学

光电功能材料与器件方向,在新型能源材料与技术、化合物半导体晶体材料与制备技术、介电功能材料与制备技术、固体波谱学等方面的研究取得了国内外同行公认的成就。光电信息功能晶体碘化汞和硒镓银的研制两项成果分别获得(1992年度和2000年度)国家发明二等奖和两项部省级科技进步二等奖;铁电薄膜研究获得一项四川省科技进步一等奖,还获得两项部省级科技进步二等奖;薄膜太阳电池研究获得一项中国高校发明二等奖。每年发表在国内外著名学术刊物和学术会议上的为《SCI》、《EI》所收录的高水平论文40余篇次。

第6篇:风能与动力工程专业范文

关键词:学科竞赛;风电工程;人才培养

作者简介:岳勇(1980-),男,重庆人,新疆农业大学机械交通学院,讲师;刘晓勇(1954-),男,北京人,新疆农业大学机械交通学院,教授。(新疆 乌鲁木齐 830052)

基金项目:本文系新疆2011年重点产业紧缺人才专业建设项目、新疆农业大学2013年校级教学研究项目的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0022-02

2000年以来,我国风电事业突飞猛进。2010年底,我国风电装机容量超越美国成为全世界总装机规模最大的国家,成为全球主要的风电市场之一。国家气象局组织的第三次全国风能资源普查统计结果表明,我国可开发风能总储量约有43.5亿千瓦,其中可开发和利用的陆地上风能储量有6亿-10亿千瓦,近海风能储量有1亿-2亿千瓦,可开发和利用的风能共计7亿-12亿千瓦,风力发电潜力巨大。

根据《2020年我国电力工程科技人才需求预测及供需平衡分析预测》表明,到2020年,我国需要各类风电人才18.5万人。[1]目前,虽然我国很多地区风电行业发展已初具规模,但大部分核心风电技术均从国外引进,自主创新能力还亟待提高,风电专业技术人才、产业经营人才、售后管理人才等都相对紧缺。[2]目前,国内有一定数量的高校设置了风能与动力工程专业,旨在缓解风电方面人才紧缺的问题,而如何进行风电人才培养也是国内相关高校一直在探索研究的问题。

一、风电产业对专业人才培养的要求

在科学技术是第一生产力的战略思想影响下,我国风电产业经过近二十年来的发展取得了举世瞩目的成绩。随着世界范围的常规能源的日趋紧张,大力发展新能源的历史机遇到来,风力发电等新型产业正处于朝阳期,多兆瓦级风电机组设计、风资源评估、风电场微观选址及现场维护等对风电专业人才在专业知识、实践及创新能力等方面的培养均提出了更高的要求。此外,根据各类风电企业的对风电专业人才的招聘信息分析可知,风电企业对研发设计人才、复合材料专业人才、现场工程师和维护工程师等工程技术人才的需求十分迫切。同时,随着风电企业的不断发展和其市场的不断拓展,风电行业还需要大量的企业中层管理人才、营销及售后服务人才。

人才是强国战略的基础。[3-4]高校作为各类人才培养的摇篮,在风电工程等紧缺专业人才培养上同样肩负着重大的历史使命。新疆农业大学机械交通学院秉承“面向工程,面向应用,面向需求”的专业培养模式,努力寻求风电行业、企业的支持,主动为风电行业、企业培养急需的应用型人才,打特色牌,走特色路,找准风电专业的发展方向和人才培养特色,[5]成为全国高校中最早开办风电工程方向本科教育的单位之一。学校从2005年开始从电气工程专业中设置风电工程方向,2009年该班学生顺利就业并受到用人单位的一致好评。2011年,学校机械设计制造及其自动化专业(风电工程方向)被新疆列为首批重点产业紧缺人才专业,并给予政策、资金等方面的大力支持。多年来,学校围绕新疆维吾尔自治区高等教育教学改革以及风电产业发展的新要求和新任务,加强学科基础建设,努力探索和实践风电专业人才培养模式,不断提升人才的培养水平,逐步形成了以学科竞赛为依托,以符合风电企业实际需求为目的,培养适应现代风电产业发展需要的具有创新精神和实际动手能力的应用型专业人才。

二、学科竞赛对风电专业人才培养的重要意义

新疆农业大学机械交通学院在加强风电工程专业建设和人才的培养中,积极开展专业学科竞赛,将其作为教学改革的重要抓手,积极鼓励、组织、引导学生参加各类学科竞赛,培养学生的动手能力和创新思维。

1.是培养风电专业学生动手能力的需要

作为近年来迅速发展起来的新兴产业,由于一直缺乏风电方面的专业教育资源,风电行业的人才储备较少,专业的高级人才更是匮乏,现有的少数高级人才相对集中在一些科研单位和上市公司。随着风电技术的快速进步、风力机组单机容量的不断增加以及风电产业规模的日益扩大,专业人才短缺问题将更加突出。

目前,我国从事风电事业的各类技术骨干人才中,只有极少数人员是风电专业出身,其余大部分人才是从其他相关产业转行过来的,普遍缺少风电方面的系统专业培训和专业技术学习。具备创新精神的专业人才更是少之又少,已经严重影响到了我国风电产业的健康可持续发展。切实加大力度培养专业人才,特别是规模化培养具有创新能力和实际动手能力强的风电专业人才已刻不容缓。事实证明,三维创新设计大赛、电子设计大赛等学科竞赛方式是提高风电等专业人才动手能力和创新能力的重要手段。因此,设计合理的学科竞赛是培养动手能力和实践能力强的后续风电专业人才的需要。

2.是推动教学改革的需要

组织和开展相关学科竞赛,不仅能引导和促进专业课程体系的完善,而且还能推动相关课程教学内容、教学方法以及实践教学体系的改革。近年来,新疆农业大学机械交通学院将各专业学科竞赛与相关课程教学有机结合,有效推进了从课堂教学到实践教学等各教学环节进行的配套改革,从而建立起了一套科学的现代专业人才培养管理体制和运行机制。在这一人才培养模式改革进程中,学院大力倡导、积极鼓励开展学科竞赛,充分调动学生学习的主观能动性,大力培养理论联系实际的学习氛围,着力提高学生的综合素质,有利于形成学生个性鲜明、创新能力强的充满生机和活力的专业人才培养新机制。同时,学院还针对学生在三维创新设计、电子设计等竞赛中反映的问题及时进行分析研究,不断改进和完善人才培养模式和教学改革中的薄弱环节,不断优化和完善教学模式和机制。特别值得注意的是,教师是人才培养模式和教学改革的主体,在指导学生运用理论知识进行科学实践和发挥创新精神参与学科竞赛的同时,教师本身的业务水平和教学能力也随之得到了逐步提高。

三、基于学科竞赛的风电工程专业人才培养模式分析

在风电工程专业学科竞赛设计与建设中,将以培养“实践能力、创新能力、适应能力、国际化视野”为指导思想,以教育部“卓越工程师教育培养计划”中提出的“面向工业界、面向世界、面向未来”为目标,在竞赛中采取以实际科研项目研究与理论应用指导相结合的模式,强化基础理论、工程实践、工程应用,切实提高学生的实践动手能力和创新能力,其基本思路及模式详见图1所示。

第一,让学生在大学一、二年级完成规定基本课程的同时,通过与风电行业企业、专家学者的初步接触交流,以及在企业的实践认识学习,开拓眼界,更新观念,明确本专业所需知识与技术,掌握本专业前沿技术发展的方向,增加学生对本专业的感性认识,为参与相关专业学科竞赛打下坚实的基础。

第二,与本学科的在职教师、合作企业充分沟通和互动,了解在职教师的教学和科研动态,了解合作企业的实际需求和发展瓶颈,从相关课程、课题、科研项目和企业生产实际需要中抽取和提炼出合适本学科的竞赛题目。学科竞赛题目来源于理论教学工作、前沿科研项目和实际生产活动,一方面可以促进教师申报各类科研课题和项目的积极性,增强学校风电专业学术研究氛围和科研实力;另一方面可利用学生活跃的思维为合作企业解决现实问题提供机会和灵感,增加学生学习本专业的成就感。通过组织学科竞赛,加强风电专业建设,2003年至2011年,机械交通学院学生累计获得新疆农业大学学生科技创新基金项26项,学院教师获得风电有关的自治区级科研项目2项,承担企业横向合作项目5项。

第三,对进入大学三、四年级即进入专业基础课及专业课学习阶段的大学生,根据其兴趣爱好,将其分配在不同的学科竞赛题目小组中,根据每届学生参加学科竞赛的具体情况对本学科竞赛题目及出题范围不断进行修正和完善。与此同时,将学科竞赛典型题目作为案例融入风电专业主干课程中,推动专业课程体系、教学内容及方法的改革,提高教师的实践教学水平,调动学生学习相关专业课程的积极性。近年来,学院根据专业学科竞赛的需要,先后成立了机械创新学科竞赛小组、电子工程学科竞赛小组、数控模型设计组等多个学科竞赛小组,并由相关专业教师全程参与指导。通过不懈努力,该专业学生在“全国三维数字化创新设计大赛”、“自治区三维数字化创新设计大赛”、“自治区大学生挑战杯比赛”等相关专业学科竞赛中取得了很好的成绩。

第四,对具有创新能力和应用能力较强的优秀学生,采取导师制,进行个别化培养,并从这些优秀学生中以优中选优的方式遴选出顶尖级学生,让其提前参与到科研项目或企业的生产实践中去,参与设计创新实践、到国内著名企业科研院所甚至国外院校企业进行交流培训、参与全国大学生机械创新设计大赛等竞赛活动。竞赛活动结束后,不管是否获奖,每位参赛队员都要及时分析影响成败的关键因素,积累成功经验,总结失败教训,不断提高自身的实践创新能力。赛后总结不但重要也是十分必要的,因为它不仅影响到参赛学生的培养质量,而且对学科的未来发展也有很重要的现实意义。由于学科竞赛的题目来自研究课题和企业生产实际需求,题目本身往往涉及风电相关学科中的深层次理论和前沿性技术,参赛学生拟采用的有效解决方法,一般情况下是在教材上找不到的,远远超出了课堂所学知识范畴。解决这些竞赛题目的方法往往不是需要技术新颖就是需要另辟蹊径,很难做到一次就能找出合适的解决途径,一般需经过多次的不断努力,才有可能取得最终的成功。此外,指导教师应该认真组织学生仔细研究竞赛中其他不同参赛团队的解决方案,详细对比,讨论优劣,以提升学科竞赛的内涵,促进教育教学改革。[6]

四、基于学科竞赛取得的成效

通过专业学科竞赛建设的有力带动,及新疆2011年重点产业紧缺人才专业的大力支持,新疆农业大学机械交通学院的机械设计制造及其自动化专业(风电工程方向)已升级为新能源科学与工程专业。目前,该专业已由教育部正式备案并批准招生。[7]

1.将学科竞赛设计与企业实际需求变化相结合,树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程应用型专业人才教育理念

针对风电企业对人才需求的实际情况,学院将风电工程专业方向分成机械设计及工程应用、电气控制及工程应用两个研究方向。其中,“机械设计及工程应用”方向注重培养学生从事风力发电机零部件、塔架等结构件的设计以及客服、现场吊安装、机械故障处理、质量环节零部件检验监造等相关工作的从业基本能力素质。根据专业需求,学院在课外科技活动中设置了面向纯机械工程的学科竞赛兴趣小组即三维创新设计小组,提高了本专业学生学习相关专业课及专业基础课的兴趣,毕业生也受到风电企业的好评。

2.将学科竞赛和学术研究结合,硕果累累

建立开放式的工程训练中心和专业实验室,大学生的金工实习、课程实习和设计、毕业设计及科技创新活动等环节平时均可在中心和实验室进行;建立了本科生参加导师科研工作机制;学生课外科技活动已形成机制,鼓励学生积极参加学校和自治区、全国的竞赛。近年来,取得了全国三维创新设计大赛一等奖、二等奖,新疆电子设计大赛二等奖的好成绩。目前,学生参加科技活动已获得9项专利,其中1项专利发明者还在2011年荣获新疆大学生优秀发明创造专利获得者称号。多年来,本学科荣获新疆科技进步二等奖2项、三等奖5项,取得发明专利3项、实用新型专利38项,近5年来150余篇,其中EI收录5篇,有5篇分获自治区自然科学优秀论文一、二、三等奖。

参考文献:

[1]水志国,荀振芳.2020年我国电力工程科技人才需求预测及供需平衡分析[J].中国电力教育,2008,(2):21.

[2]李云超.在机电专业培养方案中增加风电专业模块拓宽就业渠道[J].科教导刊,2012,(5):68-69.

[3]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[S].

[4]《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)[S].

[5]刘小勇,李雪莲,唐茜.面向工程,面向应用,面向需求的专业培养模式探索——机械设计制造及其自动化优势专业建设[J].教学研究,2012,(3):85-88.

第7篇:风能与动力工程专业范文

论文关键词:热动专业 人才培养 教学质量 监控体系

论文摘 要:随着能源与环境问题的日益突出,热动专业人才培养对国民经济的发展具有越来越重要的意义。而人才培养质量受师资状况、生源质量、教学设施与教学管理等多个因素影响,因此,必须构建一个完善的热动专业教学质量监控体系,对培养过程进行实时监测和量化评估,以便及时发现问题,分析问题,采取必要的措施,协调各方面的关系,确保热动专业人才的培养。

一、热动专业人才培养的背景和意义

能源与环境是当今世界两大热点问题[1]。目前,中国已经把能源与环境问题提升到基本国策的高度,不仅是两会最关心的十大热点问题之一,也是国家中长期科学和技术发展规划纲要中的重要内容。未来20年,中国将在保证全面实现小康社会和保障国家能源安全的前提下,最大程度地降低能源生产与消费带来的环境成本,保护公众健康和良好的自然环境,减缓全球温室气体的排放,积极促进建立氢能源、氢经济社会体系,实现能源与环境的可持续发展[2]。因此,社会需要一大批的优秀人才,致力于能源与环境问题的研究[3]。比如利用节能技术提高常规能源的利用效率,开发新的环保能源等,既能满足人类对能源不断增长的需求,同时也可以保护环境。

根据中华英才网的职位需求分析,能源行业位居2008年五大热门行业第2位。2007年以来,随着油价的连续上涨,能源行业的职位需要也节节迈进。在国际油价上涨的背后,实质是日益增长的能源需求,以及各种新能源发展的机会。除了传统的煤炭、石油,水电、火电以外,核电、风能发电都因为有国家政策的推动,呈现快速发展的趋势,开发利用可再生能源也成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分,政府的政策支持、社会的认可以及中国丰富的可再生资源,使得我国新能源产业发展前景十分广阔。核电企业的校园招聘,从2006年开始,一年比一年火爆。另一方面,随着环境保护投入的大幅度增加,我国环保产业发展较快,成为国民经济的重要组成部分,环保产业被称为21世纪的朝阳产业。但目前,我国环保产业面临严重人才不足,现有的环保技术人才难以适应国民经济的发展。如果环保技术人员按环保从业人员的5%计算,将需要50万人,而我国现有的环保技术人员离实际需求相差甚远[3]。

能源科学与工程学院是我国能源转换与利用领域和环保领域重大基础问题和工程问题的研究基地和高层次创新人才培养基地,热能与动力工程专业每年向社会输送具有较强的知识获取能力、实践动手能力、创新创业能力的能源与环境领域的高水平工程技术及科学研究人才[4]。因此,确保热动专业人才培养质量对国民经济的发展具有十分重要的意义。

二、构建热动专业教学质量监控体系的必要性

(一)教学质量监控是确保人才培养质量的重要环节教学质量是指在教学过程中,在一定的时间和条件下,学生的发展变化达到某一标准的程度以及不同的公众对这种发展变化的满意度[5]。

教学质量是教学工作的生命线,提高教学质量和人才培养质量是教学工作的永恒主题。而教学质量监控是确保人才培养质量的重要手段。人才培养质量的高低,是由师资状况、生源质量、教学设施、教学管理等多个因素构成的,其自身条件及相互关系将对人才培养的质量产生直接或间接的影响,必须对这些主要影响因素进行实时监测和量化评估,以便及时的发现问题,分析问题,采取必要的措施,协调各方面的关系,确保人才培养的目标[5]。

提高教学质量是实现专业建设目标的基本保证,是学院各项工作的中心,也是学院综合实力的反映,它直接关系到学院的社会效益和发展前景。专业建设的根本任务是培养适合社会需要的合格人才与优秀人才,而高校教学工作是人才培养工作的一个重要方面,教学质量直接影响人才培养质量的高低。为此教育部在2005年颁布了《关于进一步加强高等学校本科教育工作的若干意见》,其目的是要求各个学校加强教学工作,深化教学改革,努力强化教学管理,切实加强质量监控,认真开展教学工作检查与评估,促进整体教学质量的提高。

(二)目前热动专业教学工作中存在的不足

由于我们专业不是重点专业,生源质量较差,经费投入不足,师资队伍有待优化,教学条件(特别是实验条件)有待完善,教学管理人员较少,在这些情况及问题下,有必要加强热动专业教学质量监控机制,确保在有限的条件和低投入的情况下,确保教学质量的稳步提高。

目前热动专业教学工作中存在的不足:

比如,师资队伍建设,为了学院发展的需要,必须引进高层次人才,但现在引进的人才往往只注重高文凭高学历,而忽视了教学能力;教师团队教学方法不统一,不规范,各有特色,同课不同卷,同卷不同评分标准等。特别是教师的科研冲击教学,致使教师的教学精力投入不足。一方面,在现行教师系列职称评审制度中,对学历文凭、科研成果的要求很高,教师不得不把许多经历放在考研、考博、写论文、做课题上;另一方面,从事与教学无关的活动,如证券投资、校外兼职等以提高自己的收入不足,从事与教学间接相关的活动,如进修、科研、技术服务等。

产学研相结合是目前高等院校广泛提倡的一种技术创新模式,指科研、教育、生产不同的部门在功能与资源优势上的协同与集成化,是技术创新上、中、下游的对接与耦合,是科技成果转化和产业化的有效实现形式和途径。高等院校和科研机构的高新技术资源通过合作流向企业,与企业的制造技术相结合,实现技术的新组合;通过合作及科技人员之间,科技人员和管理人员、市场营销人员及生产工人之间的互相沟通与交流,实现了人才的新组合;产学研各方面掌握的各种信息包括最新科技动态,新技术研制生产过程、生产供需和政策法规信息,通过产学研相结合汇集一起,实现了信息的有效组合与综合利用,产学研各方共同建立的新经济技术实体,为知识与技术创新提供了新的组织资源,提高企业组织的整体有效性,保证了创新所需技术、人才、信息等资源的稳定供给和有效组合。

通过科研,老师在相关的课程教学中引入自己的一些研究体会,以此启发学生独立思维与专业思维。讲述教材观点时任课教师结合自己的一些观点、看法,缩短教师、教材、学生之间的距离,有利于激发学生的学习兴趣,启发学生独立思维、培养学生科研分析能力与创新精神。

特别是现在“节能减排”的形势大好,2006年和2007年的进校经费比往年大大提高,学院的科研成果有了很大的增长,科研为教学提供了课题,指引方向,使老师有机会将自己的科研成果转化为生产力,将理论与实践相结合,而且促使教师不断的更新知识,永远处于科学技术的前沿,提高教师的学术水平,而且可以通过筛选部分优秀的本科生参与科研,引导学生进行相关课题研究,培养了学生的研究能力。比如,热动专业的“三连环”培养模式,就取得了许多成果。

但是从另一个角度来看,由于教师要花很多的时间进行科学研究,时常要到现场进行调研,出现了科研冲击教学的情况,调课申请增多,教学组织随意性大,出现了大量的换课、停课现象。

大学是以教学为主还是以科研为主?学校应该教学生知识还是能力?这些看似简单的问题,其实很复杂。笔者认为,大学之所以称为大学而不称为研究所是因为大学的目的是培养人才,培养人才是大学本质性的任务。大学虽然有科研和服务的职能,但必须把教学排在第一位。大学的科研是为教学服务的。这样一个简单的问题,现在却变的很复杂,并且也需要作为一个研究的课题拿出来进行讨论,这是否是不正常呢?是什么原因导致现在的结果?政策导向的作用很重要,比如如何评价教师的水平,现在看的是科研水平,是论文数量,而不是教学水平。教学评估也是这样,评估学校的水平也是主要看科研,不看教学。还有职称的评定也是以科研为主。搞科研可以拿到科研经费,可以为学校带来荣耀,自己也可以出人头地。可是搞教学的人兢兢业业,得不到多少课时费,还费力不讨好。因此,关于科研与教学究竟谁重要,有必要在政策导向基础上,加强教学质量的监督和控制,摆正教学与科研的关系,培养出更多的合格的符合社会需要的本科生,而不仅仅是几个优秀的本科生。

综上所述,有必要在建立健全教学质量监控体系方面进行一些有益的研究和探索。特别是2006年教育部专家组对我校开展了本科教学评估,虽然我们取得了令人满意的成果,但还是存在许多不足,我们应该以评估为契机,认真做好以评促建工作,结合质量工程建设,努力构建具有我院专业特色的高等教育质量监控和保障体系,确实提高管理水平和教学质量,保障人才培养目标的实现。

(三)如何构建热动专业教学质量监控体系

衡量教学质量的主要标准是毕业生能适应社会发展的需要。它具体体现在培养计划规定的培养目标上,要求培养学生德、智、体全面发展、认识和行动相统一,知识能力素质相统一、智力因素和非智力因素相协调发展。影响学院教学质量的内部因素主要是教师水平、学生素质、教学条件和教学管理水平。教学质量管理和监控主要是针对这些因素加以协调、评估和控制,建立通畅的信息反馈网络,从而营造并维护良好的育人环境,达到最佳教学效果[6,7]。

因此,在构建热动专业教学质量监控体系上必须将理论、技术与需求三者有机结合,并通过实践进行检验。如图1所示。

教学质量监控是热动专业建设教学质量管理工作的重要环节。任何一项管理工作,其过程均由计划、组织、领导、监控四项基本活动所构成。控制确保了各种活动按计划进行,避免产生不必要的偏差。此外,通过反馈,能够时时刻刻对过程进行分析与评价,保证在有限的投入下取得最佳的教学效果。具体实施过程:在考察分析热动专业教学质量存在问题的基础上,根据质量管理理论设置初始的各项指标与各目标函数的关系,采用模块化思想构建合理的教学质量监控系统,利用优化决策的思路不断的对系统进行滚动优化。首先,比较分析国内外先进的教学管理理论和管理理念;其次,对热动专业现在的教学质量现状与问题进行剖析;第三,构建热动专业教学质量监控体系;第四,用实践对构建的系统进行验证;最后, 通过验证结果对监控体系不断地进行优化,形成一套行之有效的教学质量监控体系。

三、构建热动专业教学质量监控的方法与措施

通过贯彻《关于进一步加强高等学校本科教育工作的若干意见》的文件精神,以及2006、2007年本科教学水平评估的整改与建设,热动专业为了提升竞争力,制订了自己的教学质量监控制度。近年来热动专业在教学质量监控方面的主要方法与措施:

(一)开展教学法活动

每逢双周星期四下午为各研究所教学法活动时间,各研究所认真组织本所教师参加,并进行严格考勤和记录。每次教学法活动应有明确的中心议题。每学期要集体研究和布置有关教学工作,期末要进行总结。教学法活动的内容主要包括:教学法研究,专业、学科建设,专业课程设置,讨论教学大纲、教学计划的执行情况;研究教学重点和难点,讨论在教材建设、教学内容、教学方法、教书育人等方面的内容,贯彻落实学校、学院的教改任务等。通过定期开展教学法活动,可以紧扣教学进程,及时发现问题、总结经验,交流思想、理清思路,落实整改、夯实基础,真正起到推进教学的作用。

(二)成立教学工作指导委员会

为保证正常教学秩序,加强教学质量监控,推动教育教学改革,促进热动专业教学管理决策的民主化、科学化,不断提高我院的教学质量和办学水平,学院成立教学工作指导委员会。学院教学指导委员会为院长领导下的学院本科教学工作研究、指导和监督机构。由学院聘请教学经验丰富、学术水平较高、熟悉教学规律、热心教学改革的学科资深教师和实验室主任等组成,其主要任务是推进专业、课程、实验、教材、教学管理与教学研究以及教师队伍等方面的建设和改革,对学院教学改革与发展的重要问题进行理论研究、咨询、监督和指导。协助院长处理日常工作,并负责与校教学指导委员会联系。

(三)完善互相听课制度

中南大学能源科学与工程学院在遵守《中南大学教学管理文件》规定的前提下,制定了学院教师相互听课制度。学院教学指导专家组每学期听院内教师和学生班级的课。各系与研究所应组织教师听课,教师应坚持人均每学期听课3次/人,并作为年终业绩考核内容。听课时,要求老师遵守课堂纪律,时间至少1节/1次,并做好听课纪录,填写意见,参与教学法活动。研究所教学所长应定期整理本所的听课记录,在本所教学活动时提交给全所教师研讨,并于每学期放假前二周将本所听课记录交到学院存档备查。学院领导应及时了解本科教学情况,应做到每学期听本科教学课程至少3次,并做好听课纪录,反馈听课意见。通过听课互相听课制度,促进教风、学风建设,是保证教学质量和教学秩序的一个重要措施。

(四)实施辅导答疑制度

为了更好地培养学生自主学习、独立思考的良好习惯,帮助学生及时解决学习过程中的疑难问题,在教师中树立“以学生为中心”的教学思想,促进教师不断探索和更新教学手段,提高教学效果,热动专业制定了教师辅导答疑制度。辅导答疑是实现分层教学的最好方法。由于学生的基础存在较大的差距,如果采用同一种方法、同一个教学进程来教育学生,显然是不科学,对学生是不负责的,其教学效果也很难达到理想程度。因此,有必要针对学生实际情况在课堂教学之外,采取辅导答疑的手段,实现分层教学。“培育优秀的,辅导中游的,扶持较弱的”。这样不仅可以使成绩优异者得到充分发展,更使相对薄弱生在愉悦中逐渐赶上大队伍,实现共同提高。辅导答疑是教学过程中的一个重要环节,是课堂教学的继续,教师在辅导答疑过程中可以发现教学过程中存在的问题和不足,及时总结经验,改进教学、提高教学质量,要求全院教师,只要是有任课的教师,都必须按此规定进行实施。