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(三峡大学机械与动力学院,湖北 宜昌 443002)
【摘 要】为了满足现代社会对能源领域应用型人才的需求,并提高学生在就业择业过程中的竞争力,三峡大学结合该校培养“高素质、强能力、应用型”人才的办学方针,对学校新建的能源与动力工程专业进行了改革,提出“弱化专业方向,提炼专业共性,增厚专业基础”的人才培养改革思路,并以此为指导制定专业人才培养方案和建立校内外实验/实践基地。实践表明,本次改革取得了较好的效果。
关键词 能源动力;人才培养;改革
基金项目:三峡大学(高等)教育科学研究项目(1307,1345);三峡大学教学研究项目(J2013008)。
作者简介:陈从平(1976—),男,湖北荆州人,三峡大学机械与动力学院,副教授。
能源是国民经济的命脉,是国家可持续发展的重要物质基础和根本保证。能源与动力工程类专业正是致力于培养能从事能源开发与利用的技术与管理人才。目前,全国有200余所高校开设了能动相关本科专业,其中大部分已经建设较为成熟,部分985和211高校的能动专业在国内已具备一定的影响力且具备鲜明特色[1]。而三峡大学的能动专业于2011年才开始立项建设,并同年开始招生。作为地方高校新开设的能动专业,在人才培养方面必须适应社会和行业需求,符合我校 “高素质、强能力、应用型”的人才培养的目标,因而,在专业建设伊始,就不能完全照搬其他高校能动专业人才培养模式,需要结合实际情况,大胆改革和创新,才能在国内同类专业中快速占领一席之地,并以高起点快速稳健发展。
1 国内外研究现状
欧洲和美国的大学将能动类专业设置在机械工程系中,且不以专业来单列,而只是机械类的一个方向,称为热流科学(Thermal and Fluid science)或能量系统(Energy system),而核工程与核技术则一般单独设立,或者设在化工系中,例如美国麻省理工学院、佛罗里达大学等,机械工程的教学与研究范围覆盖了目前国内本科生专业目录中的机械类、能源动力类的范围,这样就大大扩展了能动专业的学科基础和专业领域,以此来适应“应用型”人才培养的需求,使学生获得坚实的专业理论和宽广的专业知识。
我国能源动力类专业形成于20世纪50年代[2],当时在苏联教育体制的影响下的分为10个三级专业,经1993、1998、2012年三次修订最终合并为1个专业:能源与动力工程,使得专业覆盖面被大幅度拓展,要求本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和技术,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。要实现以上人才培养目标,关键在于如何紧跟行业需求并结合高校自身情况,制定科学的人才培养方案并认真执行。然而,经前期大量调研结果表明,目前国内高校尤其是地方院校在能动专业人才培养上存在以下特点或不足:
(1)专业划分过细,口径太窄。大部分高校在能动专业中设置了多个专业方向,如水力发电、火力发电、清洁燃烧、供暖、制冷等,并将专业课分方向模块进行教学,这极大地限制了学生的选择空间,不利于学生专业知识拓展,使学生在择业时被固定在某个方向上,缺乏竞争力。
(2)人才定位不尽合理。经前期广泛调研发现,随着我国现阶段加快能源建设的力度,国内目前需要更多的是能源动力行业运行、维护与管理方面的技术人才[3],对于高端人才如设计研究类人才虽然稀缺,但由于能动专业实践性强的特性,一般难以由高校直接培养此类人才,即高端技术人才亦需要从工程实践中磨砺而出。所以作为地方院校,尤其新开设能动专业的地方高校,不能一味照搬985、211高校以及部分经过几十年专业建设已经具备自己鲜明特色和专业实力的高校的人才培养模式,必须紧跟行业需求,以培养应用型人才为主线,并充分利用和发挥高校自身的特色和优势。
2 三峡大学能动专业人才培养模式改革
三峡大学的能动专业于2010年底才开始立项建设,并于当年从我校2010级机械设计制造及其自动化专业中分流出53位学生按照能源与动力专业人才进行培养,2011年开始以能源与动力工程专业独立招生,故截至目前实际上已有一届学生毕业(2010级),且2015年度即将毕业的学生目前绝大部分已经签订了就业协议。近五年来,学校在专业本专业建设过程中积极探索,对兄弟高校及能动相关的企事业单位进行了广泛调研,并紧密结合我校能动专业“新开设、新起点”的现实情况,培养和提炼自己的专业特色,并对本专业的人才定位和培养进行了以下改革:
(1)在人才培养与定位方面,以培养“高素质、强能力、应用型”人才为指导,制定了专业人才培养方案,着重提炼专业所覆盖知识体系的共性,拓宽专业口径、增厚专业基础、突出方向共性、弱化专业方向、提升就业能力,扩大就业口径。具体为:1)以流体机械动力学为基础,设置适用于水力发电、热力发电、风力发电中能量转换动力装备的动力学相关系列必修基础课程,突出水力发电专业课,并辅以风力发电等专业课程;2)以热-力转换原理为基础,设置适用于火力发电、生物质能发电、核电等热动力学、热交换、热传输相关的系列必修基础课程,专业课设置方面突出火电、核电,辅以生物质能相关课程。即将动力工程专业分为流体机械和热力机械两个方向,但在培养过程中,大大拓宽了专业基础必修课的范围,增加学生后续就业时行业选择的范围。
(2)在实验/时间教学方面,以厚基础、宽口径、应用型人才培养为指导,建设和整合实验、实践教学条件。取消零散的课程实验/实践,开设系列综合实验/实践课程,使实验/实践教学具有层次性、连贯性、交叉性、系统性和良好的可操作性。避免以课程为单位开设实验时的连续性差、重复度高、综合性不强、效果差的缺点,同时在一定程度上降低建设成本。此外,学校还积极开发校外实践基地,挖掘学校所在地区及周边区域广泛的能源动力行业/企业资源,作为本专业有效的实践基地。
(3)以校外实践基地建设为抓手,开发专业初期就业资源。任何一个高校新专业就业时其情况都或多或少存在不确定性,其原因主要在于社会和行业对于特定高校新专业的认识度不高。因而打开就业工作局面难度大,故无论从短期还是长远来看,都需要充分利用所建立的校外实践基地作为就业渠道,使基地发挥更大作用,这需要在基地建设过程中同时做好基地管理制度建设,以协议的形式为本新专业向基地输送人才提供保证。
3 改革效果
近五年来,学校在建设能动专业过程中不断探索,最终形成以上建设意见和改革措施,并取得了显著成效:
(1)制定了科学合理的能动专业人才培养方案,确定以掌握能源转换装备运行及转换机理为基础,在传统的专业基础课程中,将《流体机械原理》、《水轮机及调节器》、《汽轮机》等增设为专业公共基础课,在专业拓展模块课程中按水电、热电、流体机械、新能源发电等设置小学分模块供学生选修,但不限制选择模块数量。目前学生就业反馈情况表明,在弱化专业方向、增厚专业基础课程后,学生在择业过程中即使不在个人专业方向上就业,只要未跨出能动行业,就能很快适应新领域的工作。
(2)整合实验/实践教学计划和条件。如将以往随理论课程开设的《流体机械原理》、《流体力学》、《液压传动与控制》、《泵站工程》、《水轮机及调节器》等的课程实验进行专门设计,整合成32学时的《流体综合实验》课程;将《热力学》、《传热学》、《汽轮机》、《热电厂动力工程》、《锅炉原理》等课程的实验内容整合成32学时的《热工综合实验》;将《测试技术》、《控制工程》、《电厂自动化》等课程实验整合成16学时的《测控综合实验》等,并根据相关理论课开设时间将综合实验课内容分为两个学期开设。这样学生能够得到更为系统的、连贯的实践训练,相比随理论课程开设的零散实验,综合实验教学效果更好随
(3)目前已在学校所在地区及周边能动企业建立本专业的实践/实习基地,且已经有效运行,如安能(宜昌)热电(生物质能发电)、长江电力(葛洲坝)、安能(襄阳)火电、三峡电厂、清江的隔河岩电站、高坝洲电站、向家坝电站、黄龙滩(十堰)电站、湖北宜化集团、宜昌安琪酵母、黑旋风工程机械等20多家能源企业和流体机械设计制造企业,可完全满足学生毕业实习、生产实习及其他培训的接待需求,极大地缓解了专业实践条件建设需要大投入的困难。
(4)专业就业情况良好,第一届毕业生(2010级,共53人)就业率达100%,其中除4人继续攻读硕士研究生外,15人进入水力发电厂,17人进入火电、生物质能电厂,6人进入电力部门事业单位,11人进入与流体机械及能源装备设计、制造相关企业。其中17人(32.1%)在本专业校外实践基地相关企业就职。截止2015年3月中旬,第二届毕业生(2011级,共81人)已签就业协议的达72人,已确定攻读硕士研究生5人。学校以专业调研、毕业生就业企业回访等多种形式,进一步拓宽和加深了与行业内相关企事业单位的联系,并就用人单位对我校毕业生在生产实践过程中的综合素质和表现进行跟踪回访,结果表明学生的综合能力水平总体较高。
4 结语
能源动力类专业是实践性、技术性很强的专业,且专业覆盖的技术领域非常广泛,针对具体的应用领域其技术专业性又较强,而高校在该专业人才培养的过程中一方面不可能面面俱到,设置过多的专业方向,另一方面又不能过于集中,而使得学生的专业知识领域过窄,导致就业方向没有选择余地。因而,在人才培养过程中要更多地考虑专业领域的共性,增厚专业基础,拓宽专业口径,使学生获得尽量宽广的专业综合知识,才能具备一定的竞争力,以适应现代能源动力领域对专业人才的需求。
参考文献
[1]徐翔,余万,陈从平,方子帆,李响,赵美云.三峡大学“能源与动力工程”专业培养方案的制订与完善[J].科教文汇:上旬刊,2014(6):60-61.
[2]刘会猛,黄荣华,王兆文,成晓北,叶晓明.强化工程素养着力能力培养——能源动力类专业教学模式改革初探[J].科教文汇:上旬刊,2012(5):63-64.
关键词:能源动力类专业;实践教学;创新能力;内容体系
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)19-0086-
诺贝尔奖获得者李振道先生在西北师范大学百年校庆典礼上提出:“培养青年人才,不能仅依靠课堂教学和靠高科技工具,人才的培养要在实践当中去培养,在培养的过程中,使学生变成老师的助手。”[1]由此可见,实践教学作为创新型人才培养中的重要环节,对于提高学生综合素质、培养创新能力,具有不可替代的重要作用。
实践教学环节包括实验操作、生产实习、毕业设计、毕业实习等环节,是对学生实际操作能力培养的重要环节之一,也是教学质量最直观的反映。尤其对高等工科院校而言,要培养高素质应用型人才,更应重视实践教学。只有通过实践操作,才能使学生在实践中检验所学知识,发现新的问题,掌握科学方法,培养创新意识,从而提升综合素质。因此,加强实践教学是提高人才培养质量的关键环节,也是培养理论与实践相结合的创新型人才的有效途径之一。[2]
一、能源动力类专业实践教学改革的必要性
近年来,高等院校对实践性教学环节的重要性的认识逐年提高,实践性环节的教学条件逐年改善,教学效果也有所改善。但是,国内高校特别是一般高校在实践性环节教学中依然存在以下困难与不足:[2]
1.对实践性环节的重要性普遍认识仍不够到位
认为实践教学仅仅是为了巩固理论教学的辅助手段,使实践教学缺乏设计性、创新性。学生实验时往往是简单的“依样画葫芦”,单纯依据指定的操作步骤完成实验内容,提交实验报告,仅仅是掌握了最简单的操作技术,而忽略了对学生创新能力的培养。
2.实践性教学环节所占时间比例偏小,难以达到培养学生综合能力的目标
近几年来,工科专业教学计划中实践性环节所占比例有明显的增加。但总体来看,集中实践环节教学的总周数占总教学周数的比例约为20%左右,仍然偏低;特别是课程教学中,大部分课程实验学时数占该课程总学时数的比例只有10%左右,而在欧美国家,这个比例可占30%~50%,甚至更高。
3.项目设置欠合理,内容陈旧,信息量小,学生反映收获不大
几十年来,大学工科专业实践性环节的教学内容变化很小,套路基本不变。现以某院校热能与动力工程专业的实践性环节为例进行分析。
(1)该专业的金工实习工种设置为车、钳、刨、铣、磨、焊接、热处理,实际操作以钳工为主,车、焊接次之。这种做法坚持了几十年,基本没有变化和创新,现代加工技术以及非金属材料的加工未列入教学内容。
(2)机械零件设计、锅炉原理、汽轮机原理、热力发电厂四门课程安排了课程设计,但设计内容年年相同,每个学生的设计成果基本一样,无法真正培养学生的创新能力、动手能力、独立分析问题和解决问题的能力。
(3)课程实验的设置欠合理,实验内容零碎,综合性差,重复内容较多;实验的档次不高,多为验证性实验,未能充分发挥学生的主观能动性;实验设备的台套数少(有些贵重实验设备只有1~2套),造成有些实验变成了演示性实验。
(4)生产实习和毕业实习虽然在时间、场地方面得到了保证,但由于经费紧张,学生只能整班地安排在较近的某一个企业内实习,人员拥挤;企业因安全生产的需要,不能让学生进行实际操作,从而达不到预期效果。
(5)毕业设计是最为重要、安排时间最长的实践性环节,也是最为重视的实践性环节。目前,毕业设计因师资力量、设计场地和条件等方面的原因,导致部分选题在前沿性、创新性、综合性等方面达不到要求;少数教师在指导毕业设计过程中只注重对具体问题本身的解决,忽视了对学生研究方法的指导和能力的培养。
4.方法和手段落后
实践性教学环节使用的方法和手段有些仍然比较落后,计算机技术、多媒体技术、本领域内的优化设计软件平台等新的设计手段和方法应用得比较少。如,在进行课程设计时,学生的大部分时间花在重复性手算上,变成了计算工具,而不是将主要精力放在设计方案的拟定、分析比较、方案优化上。长期以来,课程设计在培养学生独立分析问题、综合问题能力以及创新能力方面是不令人满意的。又如课程实验教学,从检测方法和手段到实验数据的分析方法和手段都跟不上科学技术的发展,有些实验手段和方法甚至相当“原始”,实验效果也就可想而知了。[3]
能源动力类专业主要培养能源清洁转换与利用和热力环境保护领域既有扎实的理论基础,又有较强实践和创新能力的人才,以满足社会对该学科领域的教学、科研、工程技术、经营管理等各方面的人才需求。本专业具有明显的行业背景特色,拥有良好的实践教学条件,为实践教学改革创造了良好的条件。
二、创新型实践教学内容体系的改革与探索
针对能源动力类专业的特殊行业背景和人才培养目标的需要,以“厚基础、宽口径、强能力、高素质”为总体要求,以强化工程实践能力培养为目的,改革了实践教学模式,构建了“实验+实习+设计+课外实践”四模块的实践教学内容体系。
1.实验模块
[关键词]热能动力;能源利用;特点
中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0012-01
1、简述热能动力工程
1.1 热能动力工程的基本定义
热能动力工程培养的是掌握现代能源科学技术,信息科学技术和管理技术,从事热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作的知识面广、基础扎实、创新能力强的复合型高级人才。毕业后基本就业于热力发电厂及电力公司、电力设计研究院、大中型用能企业、政府规划和环保部门、制冷和空调设备企业、高等院校等领域,从事设计、运行、自动控制、信息处理、环境保护、清洁能源利用和新能源开发等类型公司。
1.2 热能动力工程中的不同专业方向
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。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。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。
2、当前热能动力工程的定义和现状
改革开放以来,随着科学技术的不断发展,国家教育部在颁发的普通高等学校本科专业中把热能动力工程从几十个分支专业压缩成为9个专业,再随着后来的发展教育部颁布的新专业目录中再将上述的9个专业统一为热能与动力工程专业,这也使得热力动力工程发生了质变。所谓“热能动力”也可以称之为热能动力系统工程,它是指热能安全、低污染、高效地转换成动能,给电厂的生产和发展提供原动力。
热力动力工程主要是对热能与动力方面进行深入的研究,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。热力动力主要学习机械工程、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。多能源互补与多功能综合是当代世界能源动力系统发展的主要特征和趋势。热能动力多联产系统是一个多种形式原燃料及电能等能源输入、多种形式产品及热能动力等能量输出的复杂系统。随着经济的发展,能源、环境问题日益突出,由此而诞生的能源、环境、经济等综合的评价准则受到重视。
3、热能的特点以及利用
3.1、热能的特点。现阶段当中,人类所使用的热能,主要是通过一次能源的转换而得来的,所以,分析热能的特点,需要从以下三个方面来入手进行:(1)太阳能及其能量的转换。太阳能,通过对植物的照射,进而使植物的内部存有的叶绿素,发生一系列的能源转换以及光合作用,进而将太阳能转换成为生物的质能,而太阳能的光,则是经过热量的转换以及点的转换,进而成为我们所使用的能源物质;(2)燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换,主要是通过燃烧的方式,将存在于其中的化学能,转换成为热能,进而再通过相关的技术手段,将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能,例如常见的汽轮机等,其工作的方式,就是首先将化学能源,转换成为蒸汽的热能,进而再通过相关的设备以及技术,将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能;(3)热能的转换,其中主要包括两种能量的形式,即电能以及机械能,电能包括热电发电机,而机械能,则主要有汽轮机以及内燃机。
3.2、热能的利用。热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用,并且,在国民经济当中,也占据了核心的地位。总的来讲,热能的相关利用,在以下几个行业当中最为广泛:电力工业,热能动力工程在其中有着非常重要的应用,在核发电、火力发电等装置设备的使用之中,热能动力工程及相关的技术,是其工作的基础;钢铁工业,尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工艺当中,应用极为广泛;相关的有色金属工业,其中包括有铝、铜等有色金属,其冶炼,均使用的是热能;化学工业,在化学工业的相关应用之中,合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序,主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段,以其基本的原理来作为理论依据;石油工业,其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节,都运用到了热能动力工程当中的相关技术理论;机械工业以及相关的建筑工业,包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等,都有热能的利用;交通运输领域当中,包括汽车、轮船、飞机等的使用;农业生产以及水产养殖等方面,也有着广泛的运用,包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面,均有着广泛的使用。同时,在人们的日常生活之中,热能也有着广泛的使用,例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析,可以看出,热能及其相关的动力工程,在人们的生活以及生产当中,发挥着非常重要的作用,是一项极为重要的能源,下文将针对热能的特点,进行深入细致的探究,帮助在日常的使用过程当中,发挥出更大的效应。
4、对热能动力工程设计的整体规划设计
4.1 制定初步的设计方案
在充分考虑客户的需求上,结合建筑物本身的功能,确定热能动力系统目标。对实施所选用的技术、实施步骤和经费等情况进行论证,然后用通俗易懂的语言、直观的图表制定出初步的设计方案。热能动力系统工程初步设计方案的制作一般包括三个步骤:第一,要涵括整体目标系统的概貌。第二,要确定目标系统的整体结构。第三,要对包括系统的目标、系统的实施计划、系统的布线结构、系统的经费概算等子系统进行描述。
4.2、分析客户的需求,做好客户的沟通
设计人员首先需要了解客户各方面的需求。一方面可以通过其他工作人员采集的客户的信息材料了解客户的需求。另一方面O计人员可以通过直接和客户谈话、讨论、分析等方式了解客户的需求。要从设计的功能、性能,以及费用等方面对客户进行沟通。在充分了解客户需求的基础上根据设计人员自己的技术水平来进行合理的热能动力设计。在设计的过程中遇到问题的时候也要和客户进行及时的沟通,适时地改动设计方案。
4.3、研究设计方案的可行性
设计方案初步确定之后,要研究设计方案的可行性:分析目标热能动力系统技术是否先进,方案的具体实施是否会遇到障碍,方案中的计划经费是否符合实际施工,经济效益是否合理等。只有设计方案具有以上的可行性,才能进入下一步的热能动力设计工作。
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: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:汽轮机原理;课程设计;教学改革
作者简介:张倩(1982-),女,天津人,华北电力大学能源动力与机械工程学院动力工程系,讲师;田松峰(1966-),男,河南许昌人,华北电力大学能源动力与机械工程学院动力工程系,教授。(河北 保定 071003)
基金项目:本文系2010年华北电力大学本科教育教学改革项目(项目编号:13021006)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)15-0065-02
汽轮机课程是热能工程专业(热动方向和集控方向)的专业主干课程,其课程设计既是专业人才培养计划中重要的实践性教学环节,也是热能工程专业培养学生综合能力的重要途径。该实践环节将汽轮机理论与实践相结合,是巩固学生已学汽轮机相关知识、提高综合分析以及应用能力的重要手段。并且该环节安排在大四上学期,具有“承上启下”的作用,既可以对汽轮机原理知识进行复习,又可使学生对即将面对的工作现场情况进行初步了解。其主要目的是使学生对“汽轮机原理”中所学的理论知识进行巩固与加深;能够了解、掌握并应用汽轮机热力设计的相关步骤;培养学生分析问题与解决问题、理论联系实际以及创新能力,并能通过课程设计过程,在不断的交流与合作过程中培养学生通力合作的团队精神,为毕业后从事专业工作打下必要的基础。因此,专业教研室一贯重视该教学环节的教学效果,一致并一直为使课程设计更适应社会的发展、符合学生培养目标而不断地努力探索新的方法及措施。
一、“汽轮机原理”课程设计现状
1.“汽轮机原理”课程设计教学目标
汽轮机课程设计是安排在“汽轮机原理”课程之后进行的实践教学环节。目的是通过课程设计系统总结“汽轮机原理”中学过的理论知识,加深对相关知识及其之间联系的理解,并将所掌握的理论知识运用到实际问题中,提高学生分析问题、解决问题的综合能力,为学生进入现场工作奠定基础。
2.原有“汽轮机原理”课程设计现状分析
原汽轮机课程设计的内容主要是进行汽轮机的热力设计,不对汽轮机结构进行设计。所谓热力设计,是根据给定的设计条件,通过热力计算确定通流部分的几何参数、各级内效率、内功率及整机的内效率、内功率。设计的机组为一功率为25MW的小型背压式汽轮机。对该机组进行热力计算后参考同类型机组,根据以上计算结果,进行汽轮机通流部分的绘制。
参考文献[1]认为在课程设计题目的设计上必须考虑各方面的综合因素,在理想的条件下要能够实现教学目标,要能够对学生的创新意识的培养和创新能力的提高有所帮助。根据这一要求,该课程设计的内容目前主要存在以下的问题:
(1)课程设计内容单一,不能较好地适应社会发展。该课程设计内容已延用近10年,内容单一,只能使学生掌握最基本的汽轮机设计过程,计算精度较低。并且多年来设计内容不变,致使学生学习兴趣不浓,教师思维也受到了一定的限制。因此,课程设计内容有待改革。
(2)课程设计教学效果不能较好地达到预定目标。该课程设计的教学目标旨在使学生掌握机组热力计算的步骤,能够通过实际动手计算了解机组各参数之间的关系。考虑到该环节实际课时的缩减,本系专业教研组开发了一套机组热力计算的软件程序,大大降低了学生的计算强度。但也由此,学生学习态度较散漫,学习方式被动,主要是应付答辩;并且,学生只注重结果,而对计算过程知之甚少;再者,学生在计算过程中,由于题目类似,抄袭情况严重。因此,该环节的教学目标很难达到预定效果。而答辩时,由于每位学生所提交的报告内容类似,教师提问受到限制,也使学生答辩时相互交流,无法对学生的掌握情况进行判断。
(3)“汽轮机原理”教学与实践环节略显脱节。考虑为了使学生能够理论联系实际并为进入工作岗位奠定基础,“汽轮机原理”课程安排在大三,而该设计安排在大四。因此,当进行设计时,对相关的理论知识不能应用自如。并且,由于现场知识匮乏,现场工程实际的解决案例接触更少,学生理论联系实际能力较差,不知道该如何利用所学知识解决实际问题,也为达到该课程设计的教学目标带来了一定的困难。
综上所述,为了提高“汽轮机原理”课程设计的教学效果,专业教师在教学过程中要注意根据实际情况进行课程实际内容的不断更新与课程设计形式的改革,确保重点知识能够被掌握,并达到相应的教学目标。做到对学生的培养不贪求知识的理论化和系统化,应加强针对性和应用性,注重教学内容的更新和发展,突出能力的培养。由此,对该教学环节进行改革势在必行。
二、“汽轮机原理”课程设计内容的改革
通过专业组教师的不断讨论,最后选定以石家庄某自备电厂机组的改造为基础,将其实际情况植入到本课程设计中,要求完成相应的热力计算及改造。
该汽轮机型号为B12-50∕10型背压式汽轮机,2003年曾对机组进行通流部分改造,即将蒸汽流量降为原来的1∕3,并为了适应小流量运行堵取了一部分喷嘴。该机组改造前为次高压背压机组,改造后为抽背机组。2003年改造后,锅炉因实际情况所限,初参数发生了变化,机组初参数达不到2003年的设计参数,终参数(背压)却在设计值高限运行(0.95~1.0Mpa),各种损失较大,相对内效率很低。复速级后温度有时高达395℃(原厂家说明额定负荷为最高350℃),背压排汽温度350℃(原机组额定流量下为300℃)。由于该机组转子为套装转子,在复速级这种温度下对机组安全性影响很大,并且机组出力不到2000kW。
针对这样的工程背景,通过相应的改造要求解决调节级后超温问题,并且能够提高机组效率及功率。考虑到该问题具有多种方案,并且整个问题可以划分成多个小问题,最终确定改革后的课程设计内容灵活性较强,既考查了学生基础理论的了解情况,又能给予学生足够的主观选择空间。具体内容如下:
(1)将复速级作为一个研究内容,分析研究如何解决调节后的超温问题,制订方案,计算相应的调节级效率及功率,并对方案可行性进行相关验证。
(2)已知调节级计算数据,进行压力级热力计算,并给出相应的改造方案。
(3)对该机组夏季、冬季两个工况分别进行热力计算,提出改造方案。
关键词:热工过程;自动调节;教学改革
作者简介:陈毕胜(1977-),女,湖北崇阳人,山东科技大学机械电子工程学院,讲师;郭兰兰(1979-),女,山东昌邑人,山东科技大学机械电子工程学院,讲师。(山东 青岛 266590)
基金项目:本文系2010年山东科技大学教育教学研究“群星计划”项目(项目编号:qx102031)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)05-0103-02
“热工过程自动调节”课程是热能与动力工程、火电厂集控运行和生产过程自动化等专业或专业方向的一门专业基础课,主要内容是结合热工过程自动化技术及其发展,应用火力发电厂中自动调节实例加以分析,有较强的工程实用性。开设本课程的目的是使学生掌握自动调节的基本理论,了解火力发电厂热工过程中主要的自动调节系统,掌握发电厂自动调节系统的基本分析、整定方法,培养学生分析问题与解决问题的能力,为学生学习后续相关专业课程、拓宽专业知识面、开拓新的技术领域以及从事专业工作打下必要的基础。
注重工程实际的交叉与关联,是教好该课程的关键,因此该课程的实验实践教学环节必不可少,且尤为重要。一般该课程设置为2~3学分,36~60学时,其中课内实验教学4~6学时。以期通过实验实践教学环节巩固学生所学理论知识,培养学生的观察能力和实践能力,完成对实际工程状态的熟悉及工程操作的学习,把知识真正融入实践。因此,在全面了解相关院校该课程实验设置情况和社会对该专业的需求的情况下,在发扬传统学科特色的基础上,融入了高新技术知识,以本课程教学内容、课程体系和教学方法改革为核心,开展了相应的实验实践教学研究工作。
一、实验实践教学现况
在教学过程中进行实验教学是教学实践的基本手段,是对课堂知识的检验和巩固,是培养学生技能的重要手段。实验教学从形式上分为演示型实验和仿真型实验两种,而实验类型又分为基础型实验、专业技能型实验和综合性实验。基础型实验主要为应知应会等原理性实验,一般由教师演示讲解、学生观摩验证即可;专业技能型实验主要训练学生的动手能力,由教师指导学生按步骤要求操作完成即可;综合性实验是难度较大的实验教学环节,需要学生独立或在教师指导下按实验项目和要求自行设计实验方案并完成实验过程,包括实际应用创新性实验等。
“热工过程自动调节”课程教学内容涵括自动控制、自动调节的基本理论,火电厂主要热工过程的调节整定过程,电厂集散控制系统(DCS)等。本课程实践教学目前主要是开设课内基础型实验和专业技能型实验,课内基础型实验的主要内容为基本调节过程(如P、PI、PID等调节)的动态特性及基本整定方法,教师通过课堂演示讲解来实现;专业技能型实验具体可选实验内容有单容水箱动态特性测取、双容水箱动态特性测取、双容水箱对象的控制整定与串级控制系统整定等。目前学生实际操作的实验有两个:单容水箱对象的动态特性测取以及控制参数整定、单回路控制和串级控制系统整定。
通过调研发现,尽管现有的实验教学使学生对自动控制系统动态特性有了较深入理解,且能根据实验结果分析系统动态参数的选取对系统性能的影响,还能对一般控制系统进行实验整定,学生分析、解决实际问题的能力得到了锻炼,但还存在一些不足:
第一,学生所进行的实验仍然是传统的应知应会等原理性实验,实验模型和过程已经搭建、约定俗成,由实验指导教师统一准备、介绍、讲解、分析和指导,学生只要按照固定的实验操作规程一步一步去完成、记录相关数据、进行数据处理和计算,然后依照模板写出实验报告并上交,最后由实验指导教师批改报告并给出实验分数即可。这种实验教学模式在很大程度上限制了学生的学习积极性,缺乏实验的设计和准备等,不利于学生分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。[1]
第二,现有实验是由一套实验台结合组态软件来完成,学生分成若干小组,部分学生对实验数据进行记录,实验效果不明显,还有许多如为什么要这么做、如何来做等问题需要解决。
第三,目前未开设实际热力系统的自动调节过程和参数整定实验,有能力、有兴趣的学生得不到锻炼,无法发挥其创造力和实际动手操作能力。
针对现有实验教学中存在的问题,通过课程教学组的讨论分析,对原有实验教学进行了整合,提出了实验实践教学改革的设计思想和方案。
二、实验实践教学改革的设计思想
在现有教学条件基础上,按照“高等教育要拓宽专业业务范围,加强实践环节的教学训练”的精神,创建了综合实验实践教学体系,即创建由课堂演示实验、课外操作实验、综合应用设计组成的多层次的综合实验实践教学体系。将课程实验教学过程分为三部分:
1.课堂演示实验
在教学过程中根据教学内容进行原理性验证演示实验,使学生深入直观掌握课程基本理论、基本知识、基本技能,为将来能熟练地应用这些基本技能和方法奠定基础。
2.课外操作实验
开设开放式自主实验,利用现有实验设备和条件,一方面可继续完成原实验安排,另一方面可由学生通过学习现有实验台配套组态软件,自行组态设计相关控制调节系统并进行实验,以加深学生专业基础应用能力。
3.综合应用设计
通过应用专业基础知识和已掌握的专业方法和技能,结合实际工程应用进行设计,检验所学知识与实践能力,培养学生分析问题、解决问题的能力和综合素质。该类实验项目要求与实际工程应用相结合,这类实验由指导教师给定设计目标和设计思路,由学生分组独立完成。
在综合实验实践教学体系的基础上,还补充开展了学生自主性、研究性学习。在课堂教学之余,支持学生参与教师相关课题科研项目,参加课外科技实践活动,鼓励学生参加“挑战杯”设计大赛、专利设计申请等。这样不仅可以提高学生的基本实验技能,还可以引导学生学习科学研究的基本方法,努力创造条件培养学生独立进行实验实践的能力。[2]
三、实验实践教学改革的实践与优化
根据实验教学过程中学生普遍出现的现象和反映的问题,为使学生在较短的时间里掌握相关的知识,在课程讲授内容和方法、实验实践过程安排、评价体系等方面进行了不断完善。
在“热工过程自动调节”课程教学中,为强化实验实践教学环节,具体将课程实验实践教学体系设计为三个模块,即:热工过程自动调节的验证性实验、热工过程自动调节的工程性实验、热工过程自动调节的综合性实践。
1.热工过程自动调节的验证性实验
这个模块主要实现课程基本理论的特性演示实验,由任课教师在课堂教学过程中借助MATLAB软件完成。学生在课堂就可观察典型环节的动态特性以及环节中各参数对动态特性曲线的影响。从简单的P调节、PI、PD调节到PID调节,从单回路控制系统到串级控制系统等,使学生对基本原理部分有感性和直观的认识,以加深对基本知识点的理解。课下学生也可以自己上机通过MATLAB软件自行验证,熟悉基本控制、调节原理。
2.热工过程自动调节的工程性实验
这个模块主要实现课程中基本自动调节过程的参数整定,由教师指导,学生利用热能实验室现有的实验平台和组态软件MCGS,按原则性调节过程要求设计并完成单回路调节系统和串级调节系统的动态特性测取以及调节器的参数整定实验。使学生对电厂基本调节过程调节器参数整定方法和参数选取对控制系统性能的影响有直观认识,加深学生对课程教学内容的理解和掌握。
3.热工过程自动调节的综合性实践
这个模块完全以生产实际为对象,实现课程理论知识与实际应用的结合,不仅考察学生的动手能力,要求学生能够综合利用所学的知识,独立分析、解决生产实际过程中遇到的问题,而且要协调同组人员共同努力才能完成实验任务,锻炼了团结协作的能力。在该环节中,笔者结合课程设计或毕业设计,将学生分成了若干小组,并借助北京恒河大风软件提供的热力发电厂教学型仿真软件,完成了工程实际的自动调节过程(如300MW机组汽包水位控制系统、锅炉再热、过热汽温控制系统等)。在该实践过程中,学生从分析调节过程被控对象被调量的动态特性入手,提出了控制调节方案,进行了不同方案的比较,以论证方案的可行性,总结被控对象的特点和实际可行的控制策略,并完成该控制系统仿真建模和系统控制器的参数整定过程,为工程应用提供参考。图1、图2为学生在课程设计过程中开发的300MW机组串级过热汽温系统原则性方案和整定曲线。
“热工过程自动调节”课程实验实践教学体系从结构上遵循由浅入深、由易到难的原则,使学生从被动学习过渡到主动思考。在实践之初,首先由教师介绍原则性的基本方案,并采用提出问题、解决问题,不断提出问题、不断解决问题的启发式和讨论式教学方法来组织课堂教学,传授给学生的是一个自动调节系统的基本原则,让学生充分认识基本方案的设计思想,培养学生举一反三的能力,为了解熟悉现场的调节系统打下良好的基础。然后在课程的实验实践教学环节中由学生分组讨论、设计某一热力系统实验方案,完成控制调节过程,以提高学生分析和解决实际问题的能力。
实验教学从层次上分为基本实验和设计型实验两个层次,前者对全部学生开设,后者则对部分优秀学生开设。在教师的指导下,学生可充分利用热能专业实验室现有的仪器设备,自己查阅资料,确定实验项目并设计实验内容,以培养学生的创新意识和科研能力。
在评价方法上,不再以学生实验过程中对参数的准确度控制为标准,而是通过综合性实验过程,使学生能够比较系统的、宏观的掌握电厂热力控制系统,能够理论联系实际来分析、解决所遇到的问题,同组学生之间能够协调完成仿真实验过程。[3]
四、总结
学生通过贯穿于“热工过程自动调节”课程教学全过程的三个实验实践性教学模块的学习,加深了对课程重点和难点的理解,充分调动了学习的主动性和自觉性。在循序渐进的分层次的实验实践教学环节中,使学生从掌握单一知识到掌握综合知识;从单纯的理论知识到实际的工程知识;从被动地接受知识到主动地学习知识。实验实践教学的设计达到了课程教学的目的。学生对能源动力系统(发电厂)的主要控制调节过程及控制方案等有了更深入的了解,能从系统的、宏观的角度去了解本专业的相关基本知识。
通过这两年的教学实践证明,上述设计思想的实施,既能满足课程教学的要求,也能满足后续课程对热工过程自动调节知识的需求,通过因材施教,还能满足部分优秀学生对热工自动调节知识的需求,收到了良好的效果。
参考文献:
[1]夏家群,李沪萍,罗康碧.热能与动力工程专业综合实验改革的探索[A].Scientific Research,2012 Conference on Creative Education[C].
2012:1063-1065.
关键词:开放实验室;开放课题;激励机制
作者简介:唐宁宁(1983-),女,吉林四平人,华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,助理工程师;苏晓敏(1977-),女,甘肃庆阳人,华北电力大学校长办公室。(北京 102206)
中图分类号:G482 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0110-02
随着我国教育事业的发展和教学改革的不断深化,高校对自身实验室建设的重视程度日益增强。实验室建设的程度,直接影响人才培养的质量和科研成果的水平。[1]教育部重点实验室是国家科技创新体系的重要组成部分,是高等学校创新性人才的培养基地,在高校学科建设、科技创新、人才培养和培育国家级科研基地中发挥着越来越重要的作用。重点实验室不仅具有科研功能,还具有对外开放、服务社会的能力,是跨学科、跨专业的综合性科研基地,是培养学生创新精神和科研能力的重要基地,也是教师科研活动的主要场所。[2]高校实验室的对外开放对实验室的建设和发展尤为重要。本文以华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室为例,分析实验室在开放建设中的一些经验及仍需改进的地方,并提出了几个建议以供读者参考。
一、实验室建设过程中的方法经验
华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(以下简称“我室”)于2006年12月验收合格开始运行。实验室面向我国节能减排与能源环境可持续发展的重大需求,围绕大型火电和可再生能源发电安全、高效和清洁热功转换过程中的关键科学问题开展应用基础研究。实验室集动力工程、控制科学与工程等多学科于一体,探索复杂能源动力系统多尺度输运机理、多因素耦合特性及能耗时空分布规律,研究全方位状态监控与运行优化理论方法,为我国电力能源工业的健康发展提供科技支撑。实验室主要由实验大厅、分析检测室、状态监控中心、学术报告厅及研究人员工作室等组成。主要仪器设备有扫描电镜+能谱+EBSD、X射线衍射仪、色谱质谱联动仪、激光粒子图像仪(PIV)、高速采集系统、实时/历史数据库系统、综合热分析仪、红外热像仪等。
1.健全的规章制度
实验室从建立之初就制定了一套比较完整的规章制度,包括学术委员会工作条例、安全防火制度、安全管理制度、财产管理制度、工作管理制度、考核考勤制度、仪器管理制度及细则、仪器借用流程、网络管理制度、开放实验室学生须知、开放基金管理办法等。安全是做任何事情的前提。实验室的安全管理制度要实行落实到个人,实验室每个成员都要对自己所负责的工作场所和仪器设备的安全负责,该措施有利于加强每个人的责任心和安全意识,保护我们的生命和财产安全。没有规矩,不成方圆,正是有这些制度可依,实验室才能正常运行和稳步发展,各项工作才得以顺利开展。
2.加入中关村开放实验室
中关村开放实验室工程是依托中关村科技园区内高等院校、科研机构和转制院所的重点实验室建立的,是对中关村科技园区高新技术企业开放、资源共享的实验室,主要服务于园区企业,构建产学研合作体系。[3]开放实验室服务的主要对象是园区企业,列入该工程的实验室将为园区企业提供分析与检测的技术服务,也将与园区企业共同建设共性技术平台以及国家级工程中心、国家级企业技术中心。同时,开放实验室还将为园区企业创造知识产权、创制先进标准提供服务,参与建立以企业为主体的标准联盟、技术联盟和产业联盟。此外,开放实验室还将与园区企业共同承担国家和北京市科研攻关和产业化项目,并帮助企业解决研发和技术难题。[4]
实验室于2009年申请加入中关村开放实验室,2010年正式挂牌运行。在正式对外开放运行的三年来,作为研发类实验室,我室对外提供的研发服务逐年增多,累计对企业提供技术攻关服务活动150余次,其中包括中关村园区企业、十百千企业、瞪羚企业等,合同总金额达7000余万元。实验室将一项核心技术成果成功转化给北京某一企业,使该公司产品在国内市场份额达40%以上,且我室在短期内帮助该企业设计、开发和建设了一套实验平台,并通过了专家的验证,其技术水平处于国内先进。该平全满足企业的技术要求,为企业的技术开发节约了成本,为企业的技术保障和经济效益做出了突出贡献,受到了企业的好评。加入中关村开放实验室后,我室参加了许多中关村开放实验室举办的各种展览、成果对接会、对优秀实验室的开放参观等活动,学到了很多其他优秀的开放实验室的运行管理模式和开放实验室建设的经验与方法。同时,开放实验室也根据我室的研究特色积极帮助寻找相关领域的企业进行沟通和交流,促进双方的合作。中关村开放实验室对实验室与中关村园区企业的合作给予大力支持,不仅政策宽松,而且在资金上也给予了极大的鼓励,这项政策使企业更积极主动的去寻找开放实验室合作,从而使实验室对外开放的程度更大、更深、更广,对实验室来说也是一个进步和提高的机会。
3.设立开放课题
教育部重点实验室主要用于学校对研究生的培养和完成较高水平的科学研究工作。为促进本科生了解学科前沿的发展现状、掌握科学研究的基本方法和技能、培养科学研究的精神,我室设立了“能动之光”研究计划,作为学校本科生综合素质培养的重要组成部分和支撑条件。本计划支持对科学研究具有浓厚兴趣的优秀学生在指导教师的带领下开展研究,鼓励通过学科交叉提出新思想、新方法和新技术。“能动之光”研究计划以研究项目的形式对进入实验室从事科研工作的学生提供经费资助,每年一次。此项措施极大地激励了学生的兴趣和热情,纷纷组成研究小组一起参与项目申请。项目的结题报告以研究成果的形式展现,包括论文、专利、装置等,且需经过实验室组织的专家严格评审。
4.实验室建设了对外开放的网站
现代化的网络技术让实验室打开了一扇对外交流和沟通的窗口,让工作效率更高,成果展示的更全面。实验室建设了网站,教师和学生可以通过网站了解实验室研究方向、最新研究成果、实验室新闻、对外交流情况、学术报告的通知及开放基金和开放课题申请的通知,也可以通过网站对实验室开放的仪器设备进行详细了解。
二、实验室建设中的不足
1.建立和完善实验室激励机制,加强实验技术人员业务水平
通过建立和完善科学的绩效评价与奖酬体系,引入竞争机制,促使实验人员潜能的进一步开发。[5]实验室虽然具备比较完善的运行和管理的规章制度,但是在人员激励制度方面还比较欠缺,没有建立一套全面的考核实验技术人员的政策与激励政策,使得实验技术人员的工作积极性不高。实验员要负责实验室仪器设备的管理、维护、升级等工作,解决在实验中出现的问题,以及实验室其他事务性工作,其工作零散,工作量不好统计,但确实又付出了很多时间和精力,所以工作还需要得到管理者的认可和充分肯定,这样才能调动其工作的积极性。同时,实验室管理者应重视实验技术人员业务水平的提高。因为实验员是设备的直接使用人和管理者,只有实验员的业务能力更高,仪器设备才能更充分的被利用,才能对实验仪器进行二次开发,才能更好地解决实验过程中所遇到的问题,开放实验室才得以更加健康、可持续的发展下去。
2.完善信息化网络技术
网络是现代社会人与人之间主要沟通的工具,方方面面都离不开网络,实验室的管理工作也需要有一套完善的网络管理软件,才能方便的记录工作。实验室虽然已有网站,但在仪器设备管理方面略显不足。目前网站上只有仪器设备的介绍,而预约仪器设备和使用仪器设备记录却需要手工操作,这样极容易造成管理混乱,使用记录不准确,给将来统计和分析大型仪器设备的利用率与成果产出造成困难,不能准确制定一套有针对性的措施去提高设备的使用效率和改进方案,从而给实验室仪器设备的进一步开放造成影响。应进一步完善实验室网站,增加仪器使用网上预约和管理、记录的功能,使仪器设备的管理更高效、准确、方便,这也为日后开放实验室大量承接对外服务项目做好了准备。
三、结论
教育部重点实验室通过制定完善的运行和管理制度,保障了实验室安全有序的稳步发展;通过加入中关村开放实验室,使实验室更进一步的开放和共享科技资源,增强了与外界同行的沟通和交流,促进了自身业务能力的提高;通过设立开放课题,培养了学生的研究兴趣。实验室开放不单是一个时间和空间开放的问题,而是一种管理模式,它涉及实验室资源的配置和利用、实验队伍优化以及管理制度的建设和完善,其目的是更高效地利用实验室资源,发掘更大的潜力为学校基础学科建设、社会节省资源、国家科技进步做基础性的研究和探索。因此,开放实验室是一项长期而艰巨的任务,还需要投入更多的精力共同去建设、完善,使之更好的为科研工作者服务,培养更多的人才,更高效的为社会服务。[6]
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关键词:现代学徒制;利益相关者;博弈
作者简介:侯延爽(1970-),女,辽宁兴城人,济南大学教授,硕士生导师,天津大学在读博士生,研究方向为职业教育理论。
基金项目:教育部高等学校能源动力类专业教育教学改革项目“能源动力工程类交叉学科课程建设的研究与实践”(编号:NDJZW2016Y-38),主持人:王秋林;济南大学研究生教育创新计划项目“声乐硕士研究生教育质量评价标准研究”(编号:JDYY1607),主持人:侯延爽。
中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1001-7518(2017)12-0012-05
目前,我国借鉴欧、美国家的做法,在职业院校试点实施现代学徒制。现代学徒制中的利益相关者之间存在着博弈关系,其中任何一个群体的利益变化都会影响到相关利益群体的策略选择。所以,对现代学徒制中的利益相关者的利益关系进行博弈分析,是现代学徒制政策制定与执行过程中的重要前提。
一、现代学徒制中的利益相关者的博弈分析缘起
现代学徒制是将传统生产过程中的学徒培训与现代学校教育相结合的教育制度,也是政府、企业、学校等多方参与的一种职业教育模式。当今德国的“双元制”、英国的“开拓者项目”、澳大利亚的“新学徒制”、意大利的“学徒制研究生教育”等新学徒制模式都为我国职业教育的现代学徒制实施提供了借鉴。目前,虽然我国还没有建立完整的现代学徒制度,但是我国已经开始积极推进现代学徒制的试点工作。2014年8月,教育部印发的《关于开展现代学徒制试点工作的意见》中明确提出了试点工作的总要求和具体措施;2015年8月,教育部遴选165家单位为首批现代学徒制试点单位,标志着现代学徒制的试点工作正式进入实质性运行。
现代学徒制是政府指导、企业参与、校企双主体共同投入的育人的模式,是产权与契约双组织结合的体制,属于典型的利益相关者组织。“利益相关者”概念是由美国斯坦福大学研究小组于1963年提出来的,意指“这样一些团体,没有其支持,组织就不可能存在”[1]。就是说各种利益群体在共同利益的集结下,相互支持、相互制约、彼此密不可分。
笔者从利益相关者的博弈机制出发,将现代学徒制的主要利益相关者区分为政府、企业、学校、学生四类群体,这四类利益相关者之间存在着利益博弈关系。“博弈”是博弈论的核心概念。博弈论又称为对策论,是研究“决策主体的行为发生直接相互作用时候的决策以及这种决策的均衡问题”[2]。现代学徒制中的利益相关者之间的博弈是“个人、团队或其他组织,面对一定的环境条件,在一定的约束条件下,依靠所掌握的信息,同时或先后,一次或多次,从各自可能的行为或策略集合中进行选择并实施,各自从中取得相应收益的过程”[3]。我们从博弈论的视角研究现代学徒制改革,其目的就是要充分考虑主要利益相关者的利益诉求,辅助利益相关者在考虑多方利益关系的基础上,进行明智的策略选择,以期实现各方共赢的利益最大化。
二、抓住关键矛盾,展开现代学徒制中的利益相关者之间的博弈分析
对现代学徒制“利益相关者的博弈机制分析,将更深入地厘清参与人的责任、义务、收益,形成以兼顾各方并实现利益最大化的共赢博弈机制”[4]。现代学徒制的实施受多种因素的制约,相关主体之间存在着矛盾与冲突,只有恰当地协调利益相关者之间的矛盾和冲突,才能使现代学徒制得以顺利推进。
在现代学徒制中的实施过程中,利益相关者之间主要的矛盾与冲突为:首先,企业、学校需要政府强有力的支持和保障与政府没能提供必要的政策、法律和经济保障之间的矛盾;其次,传统的职业院校招生体制、职业院校管理制度、教师管理办法不能满足现代学徒制实施中企业和学生发展的需求;再次,企业需求人才标准与职业院校培养的职业劳动力规格之间存在着不协调的矛盾与冲突;还有,职业院校学生就业需求与社会就业需要之间,学生对企业、学校的期待与企业、学校能够给予之间也存在着矛盾与冲突。为此,笔者将抓住利益主体间的矛盾关键点,探究现代学徒制实施的有效办法。
在现代学徒制模式下,政府、职业院校、企业、学生等利益相关者之间的关系可以用博弈关系网络图(见图1)予以概括,这个图表清晰地表达了它们之间内部利益的连结纽带。在现代学徒制制度设计及实施策略制定过程中,应重视利益相关者的利益诉求,围绕核心利益形成利益最大化的动态博弈机制(见图2)。在图2中的小圆圈表示关键利益的平衡点,在利益相关者展开博弈过程中,会在相应区域某一点达到平衡,但这一平衡点会因外界因素或自身价值修正而滑移,形成了A区(政府-职业院校)博弈关系,博弈的结果在A区内,即在政府和职业院校之间产生滑移,最终形成某一平衡状态的博弈格局。同样道理,根据核心利益偏好及参与人的不同,形成了B区(政府-企业)、C区(企业-学生)、D区(职业院校-学生)的博弈关系,博弈结果也在相关的博弈利益体之间滑移。另外,政府与学生之间具有非直接的利益博弈关系,这种松散关系会因政治需要而产生强关联,形成非经济价值的博弈关系;高职与企业是一种合作共赢的关系,是以市场需求为导向、共同面向学生群体的合作者,它们是需要政府部门管理、协调的利益相关者。下面对其博弈关系进行分析:
(一)A区(政府-职业院校)间的博弈
由于现代学徒制在我国属于初创阶段,政府与职业院校之间存在着一定的矛盾与冲突:即职业院校需要政府提供政策保障与政府没能为职业院校提供必要的法律、政策保障。这就造成了政府和职业院校在A区间的博弈竞争关系。
在A区间博弈过程中,利益向职业院校过度滑移的结果是政府过度投入办学成本,政府对职业院校监管缺失,职业院校办学随意性增强。当职业院校没有实现政府的利益诉求时,就会产生政府对职业院校的不信任,从而降低对职业院校的支持力度;反之,如果利益过度滑向政府部门,那么就会形成政府集权后果和职业院校办学缺乏灵活机制的困境。
(二)B区(政府-企业)间的博弈
政府与企业之间是管理与被管理、监督与被监督等关系。政府支持、监督企业的发展,以促进社会经济的繁荣。企业利用各种信息传播途径取得政府的信任、支持与合作,获得良好的外部政治、经济发展环境,求得自身的生存与发展。
目前,在B区间博弈竞争中,我国政府对企业参与现代学徒制缺乏法律上的合理补偿与监管条例。如果不能正确处理政府与企业之间的矛盾,企业参与学徒制的结果将是:片面强调企业的经济价值或企业利益,那么利益平衡点就会向企业滑移,导致政府的监管失控,企业缺乏主动培养人才的积极性,缩减培养学徒的经费预算,或者不给职业学生提供优秀的学徒师傅;如果片面夸大政府的领导、监管职责,利益平衡点就会向政府滑移,导致企业参与现代学徒制的热情不高,导致企业社会责任缺失。
(三)C区(企业-学生)间的博弈
在现代学徒制实施过程中,企业和学生核心利益的实现是学校核心利益实现的前提和最终目标[5]。可见,企业与学生都是现代学徒制的核心群体。企业能够提供学生实习和就业的渠道,学生成为企业优质人力资源供给源。
由于中国现有的经济环境制约,在C区间的博弈过程中,企业与学生之间存在着不对等的矛盾,即学生供给量远远大于企业的用人需求。这样就造成了利益平衡点单方面滑移向企业一方。如果不能很好地处理两者之间的矛盾,部分企业将由于人力资源丰厚而不主动提供实习岗位和学徒师傅,它们希望推行新员工的“零对接”上岗,即企业不用对新员工进行过渡期职业培训,可以直接上岗工作。这样将使职教学生失去到企业实习培训的机会。同时,职教学生为了得到一份工资收入,丢掉人生的追求与目标,从事自己不喜欢、不适合的工作,在工作中放弃做人的尊严,失去开拓创新意识,导致职教学生失去工作热情和价值创造潜能,最终的结局是企业发展前景受到影响。
(四)D区(职业院校-学生)间的博弈
在实施现代学徒制过程中,职业院校与学生之间的关系是教与学、生存与发展的关系。即职业院校根据国家教育政策和市场需要,以就业为导向,培养学生以理论知识、专业技能、工作态度、任职资格为一体的综合职业能力。学生在职业院校学习期间,为学校带来生存的基础和实施教育的机会。反之,学生个体的差异也能为学校领导及教师提供教研课改的案例。
在D区间的博弈过程中,一方面,学生希望学校满足自己求学的一切期待。例如,减少学费、接受先进的技术教育、推荐优越的就业途径等;另一方面,尽管职业院校办学的出发点是想培养出合格职业人,但是由于不断地扩招等原因,导致学校学费不断攀升、生师比配备不合理(如,实习的生师比多至一比几十人)、校内实习设备数量不足(如,一台机器十几个人使用)等状况的出现。学校与学生的矛盾将会导致学生抵触学校管理制度,只是强调自己学习、实习的权利,而不愿遵守学校的规章制度,不愿意履行自身的责任和义务。
(五)职业院校-企业之间的博弈
职业院校与企业之间是平等合作的关系,它们存在的前提是要面向市场、服务市场、与学生打交道。职业院校为学生提供理论学习等资源,企业为学生提供实习设备、实习指导教师、实习岗位等资源。但是两者在现代学徒制实施的过程中企业需求的人才标准与职业院校培养的学生规格之间存在着不协调的矛盾与冲突。同时,职业院校希望企业为自己的学生提供更多的就业机会,企业希望找到适合自己的新员工,所以导致博弈平衡点在职业院校和企业之间滑移。
职业院校与企业的博弈过程中,部分企业不积极提供职教学生的实习岗位,不给学生安排有经验、有素质、高技能的优秀工程师作为实习导师,但是在招收新员工时,又希望职业院校提供专业技能与综合素质过关的实用人才。相反,职业院校希望企业多提供实习岗位,提供优质的实习导师资源,与自己齐心协力培养技术技能型人才。
(六)政府-学生之间的博弈
在现代学徒制实施过程中,政府与学生之间是通过职业院校和企业发生联系的。在不以经济为纽带进行利益博弈时,政府和学生之间也会出现强关联关系,即职教学生职业能力的高低直接影响着他未来工作的表现和对社会贡献的大小,而他的贡献大小就是对政府决策的回应和实现。在现代学徒制利益相关者的博弈中,政府在制定相关政策和进行利益协调时也要考虑到学生的利益,要考虑得长远一些,协调好或者牺牲一些眼前的经济利益,适当向职业院校学生倾斜,保证职教学生从中获得利益。
三、现代学徒制中的利益相关者之间的利益优化策略
现代学徒制需要政府、企业、学校、学生等利益相关者的共同参与,它们的利益诉求表征了各自的博弈目标。在现代学徒制实施的过程中,协调利益相关者之间利益关系的原则是自主合作、合理授权、多元发展、契约认同等,最终目的是在追求各个利益主体博弈目标的基础上,实现利益相关者整体利益的最大化。
(一)政府要做好利益协调的顶层设计
政府的利益诉求是发挥其宏^政策调控职能,合理地调配社会资源,为社会发展提供高质量的职业技术人才资源,提高社会生产率,促进经济发展和社会稳定[6]。如果政府的利益诉求得以实现,则有利于政府为职业院校的办学提供政策支持和物质保障,为企业提供优秀的技能型人才,为职业院校学生提供就业机会和实习平台。
现代学徒制实施的过程中,我国政府已经制定了部分相关政策,但是这些政策以“意见”“决定”为主,尚缺乏可操作性和规范性。政府作为现代学徒制利益相关者中最高的权利拥有者,也理应是顶层设计者。在顶层设计上,政府应该从国家利益、企业利益、职业院校利益和职教学生切身利益出发,根据现代学徒制的实际需要,通过政策保障、减免税收和财政拨款补贴等方式,对企业、职业院校等利益相关者进行利益博弈调整,激发企业、职业院校参与现代学徒制的积极性。政府还应通过政策导向,引导全社会提高对职教教师与职教学生的尊重与重视,充分发挥职教师生的主观能动性。
(二)建立新型的导师制度,实现职业院校的最大利益诉求
职业院校的利益诉求主要是考虑教育质量提升、教育资源合理配置、招生规模及就业匹配、财政拨款及政策倾斜等[7]。职业院校最大的利益诉求就是培养的学生能够满足企业的用人需要,学生们都能有很好的就业前景。要想实现职业院校的利益诉求目标,主要通过政府制定法律、政策,企业提供实习平台,职业院校出台有针对性的制度、条例等措施来完成。这里面还有一个容易被忽视的重要环节,即师资队伍的主动参与性。虽然师资队伍是现代学徒制的弱利益相关者,但是在目前的现代学徒制运行体系中,这种弱势利益相关者却发挥着重要的核心作用。这个环节的实现也是解决职业院校与企业对接的重要突破口。建立新型的导师制度,有利于职业院校培养的劳动力规格与企业要求的人才标准相衔接,从而实现职业院校的最大利益诉求。
在现代学徒制实施过程中,学校教师与企业培训师之间要有经常性地交流,拟定共同的培训目标和培训质量标准。要建立和推行师徒制(以企业培训师为主)、导师制(以职业院校教师为主)、双导师制(学校导师、企业导师),以及专业或专项技术的大导师制等制度。只有如此,才能充分发挥现代学徒制核心价值创造者的师资队伍的作用。职业院校教师和企业学徒师傅是现代学徒制教育模式的主力军,只有切实转变他们的思想观念,并充分关照他们的个人利益,才能他们积极地投身到现代学徒制的实施和教学改革中来。从而确保现代学徒制中学校和企业发挥最大的学徒培养效能。
(三)通过以“合同契约”为纽带的多方责任承担,保障参与企业的利益最大化
企业的利益诉求是关注学生是否能够掌握专属于本企业的特殊技能,优先选择或储备发展急需的职业技术人才,降低招聘风险和投入成本,以较低的人工成本实现企业生产流程的必要的劳动补充,期望政府的拨款支持,为企业形象展示和宣传提供新渠道[8]。如果企业的利益诉求得以实现,则有利于调动企业参与职业培训的热情,使之主动配合政府政策的执行并克服自身的职业教育投资惰性,为职业院校和企业联动开展现代学徒制教育做出独特的贡献。
在现代学徒制实施过程中,企业与政府、学校、学生直接发生着联系,也产生了矛盾与冲突。例如,企业缺乏政府对其法律上的支持与监管条例,缺乏政府合理经济补偿渠道;企业需求的人才标准与职业院校培养的学生规格之间存在着不协调的现象;职教学生供给量远远大于企业的用人需求等等矛盾。所以为减少企业与其他利益相关者之间的矛盾与冲突,建议订立现代学徒制的“合同契约”制度,这是参与各方承担责任的基本前提。
“合同契约”包含教育主管部门、培训中介机构、学校、学生间的权利及义务,我们设计的契约合同,要贯穿现代学徒制实施的全过程。既应该包括学徒培训起始时间、培训课程及计划、实习工作与休息时间、学徒津贴及补助、试用期及合同终止条件等,还要包括合同签订、合同备案、合同纠纷调解及仲裁、合同监管等。这样一来,受培训者与职业院校和培训企业签订的“现代学徒制”合同就成为实施学徒制教育的重要依据,明确双方的权利和义务。这样既能保证施教和受教双方的法律地位平等,又有利于利益相关者权、责、利的约束及规范,同时还能保障企业应该得到的国家财政支持及风险规避的保障。
(四)通过扩大现代学徒制实施范围,加快学生的利益诉求实现进程
学生的利益诉求是获得学历教育及获得相关职业资格证书,掌握具有就业优势的专业技能,获得学徒经验和学徒收入,获得入职的先位优势和更多岗位选择机遇,提升职业能力和实现高质量就业。在实施现代学徒制过程中,充分考虑学生的利益诉求,可以调动学生的学习热情,使他们自觉配合学校及企业的管理制度和培养机制,在主动学习显性知识的同时,自觉接受隐性能力的培养,从而保证学校的教学质量,为企业储备人力资源。
学生在追求利益诉求的过程中,与社会、职业院校存在一定的矛盾和冲突。我们可以通过扩大现代学徒制学生的就业范围和培养范围来改善它们之间的矛盾和冲突,加快学生的利益诉求实现进程。首先通过扩大学徒就业范围,缓解学生就业需求和社会实际需要之间的矛盾。如,从“一带一路”战略构想提出之后,我国积极与国际相关领域进行交流与合作。其中,高铁、高架桥等建设领域、商贸物流领域、文化旅游领域都将需要大量技术人才参与,只要职业院校和职教学生抓住这个机遇,积极拓展自己的专业领域,夯实自己的专业技能,就可以获取崭新的就业机遇;其次,为了缓解学生对学校的培养期待与学校能够给予之间的矛盾,我们可以通过加强国际交流与合作、积极创造中外职业院校合作办学项目、引进及开发国(境)外高水平职教专家和优质职业教育资源、创新中外职业院校教师互派及学生互换交流的培训模式等措施,外延职业院校的培养场所和培养质量,进而满足学生对职院校的培养期待。
总之,现代学徒制中的利益相关者之间的博弈竞争注重整体的利益。我们通过经济、制度、观念等途径展开博弈调整,并提出改革措施:即政府要做好利益协调的顶层设计;通过建立新型的导师制度,实现职业院校的最大利益诉求;通过以“合同契约”为纽带的多方责任承担,保障参与企业的利益最大化;通过扩大现代学徒制实施范围,推进学生的利益最大化等等。同时,我们还要意识到现代学徒制的改革过程中,并非简单地设计统一实施方案即可,我们要根据特定制度、经济环境要求,展开现代学徒制的实施具体策略分析及探讨。这将使得现代学徒制助力职业教育的创新发展。
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