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能源與動(dòng)力工程專業(yè)前身為熱能與動(dòng)力工程專業(yè),服務(wù)于能源動(dòng)力產(chǎn)業(yè)。
本專業(yè)涉及的學(xué)科及產(chǎn)業(yè)方向以熱能轉(zhuǎn)換與利用系統(tǒng)為主的熱能動(dòng)力工程及控制方向、以內(nèi)燃機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為主的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)方向、以電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功為主的流體機(jī)械與制冷低溫工程方向、以及新能源應(yīng)用技術(shù)方向等。
本專業(yè)著重培養(yǎng)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神,面向能源、動(dòng)力工程等領(lǐng)域,能夠在常規(guī)能源轉(zhuǎn)換與利用、動(dòng)力裝置、制冷與空調(diào)、新能源開發(fā)等領(lǐng)域從事系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用開發(fā)、運(yùn)行管理等技術(shù)工作的應(yīng)用型
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[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力工程;鍋爐技術(shù);能源;發(fā)展
中圖分類號(hào):TK221 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)35-0085-01
隨著常規(guī)能源的日漸短缺,人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng),節(jié)能、高效、降低或消除污染排放物、發(fā)展新能源及其它可再生能源成為本學(xué)科的重要任務(wù),在能源、交通運(yùn)輸、汽車、船舶、電力、航空宇航工程、農(nóng)業(yè)工程和環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用,在國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)揮著越來越重要的作用。
一、 熱能動(dòng)力工程概念及在能源方面的現(xiàn)狀
(一)、熱能動(dòng)力工程概念
熱能動(dòng)力工程顧名思義主要研究熱能與動(dòng)力方面,其包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī),熱能工程,流體機(jī)械及流體工程,熱能工程與動(dòng)力機(jī)械,制冷與低溫技術(shù),能源工程,工程熱物理,水利電動(dòng)力工程,冷凍冷藏工程等九個(gè)方面,其中鍋爐的運(yùn)行方面主要運(yùn)用熱力發(fā)動(dòng)機(jī),熱能工程,動(dòng)力機(jī)械,能源工程以及工程熱物理等部分專業(yè)技術(shù)。熱能動(dòng)力工程主要研究方面為熱能與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)換問題,其研究方面橫跨機(jī)械工程、工程熱物理等多種科學(xué)領(lǐng)域。其發(fā)展方向多為電廠熱能工程以及自動(dòng)化方向、工程物理過程以及其自動(dòng)控制方向、流體機(jī)械及其自動(dòng)控制方向、空調(diào)制冷方向、鍋爐熱能轉(zhuǎn)換方向等,熱能動(dòng)力工程是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。熱能動(dòng)力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題,作為熱能源的主要利用工程,熱能動(dòng)力工程對(duì)于我國的國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有很高的地位。?
(二)、熱能工程技術(shù)的現(xiàn)狀
隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的建立,社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)分配狀態(tài)的變化、科技發(fā)展的趨勢(shì)、對(duì)本專業(yè)的生源、就業(yè)等形成了挑戰(zhàn),更是熱能動(dòng)力專業(yè)教育的關(guān)鍵。同時(shí),熱動(dòng)還是現(xiàn)代動(dòng)力工程師的基本訓(xùn)練,可見熱動(dòng)是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。熱動(dòng)主要研究熱能與動(dòng)力方面,是跨熱能與動(dòng)力工程、機(jī)械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。熱動(dòng)主要學(xué)習(xí)機(jī)械工程、熱能動(dòng)力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。本專業(yè)涵蓋的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域十分廣泛。能源動(dòng)力產(chǎn)業(yè)既是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),又在各行各業(yè)中有特殊的應(yīng)用,也是國家科技發(fā)展基礎(chǔ)方向之一。能源動(dòng)力領(lǐng)域人才教育的成敗關(guān)系到國家的根本利益。
能源問題在當(dāng)今社會(huì)舉足輕重,熱能與動(dòng)力工程專業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位可想而知。
能源動(dòng)力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)和支柱型產(chǎn)業(yè),同時(shí)也是涉及多個(gè)領(lǐng)域高新技術(shù)的集成產(chǎn)業(yè),在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展中一直起著極其重要的作用。
風(fēng)機(jī)是一種裝有多個(gè)葉片的通過軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)氣流的機(jī)械。葉片將施加于軸上旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能,轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)氣體流動(dòng)的壓力,從而實(shí)現(xiàn)氣體的流動(dòng)。風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng),礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻等。尤其是在電站,隨著機(jī)組向大容量、高轉(zhuǎn)速、高效率、自動(dòng)化方向的發(fā)展,電站也對(duì)風(fēng)機(jī)的安全可靠性提出了越來越高的要求,鍋爐風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中常發(fā)生燒壞電機(jī)、竄軸、葉輪飛車、軸承損壞等事故,嚴(yán)重危害設(shè)備、人身安全,也給電廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此外,風(fēng)機(jī)一直是電站的耗電大戶,電站配備的送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和冷煙風(fēng)機(jī)是鍋爐的重要輔機(jī),降低其耗電率是節(jié)能的一項(xiàng)重要措施。
二、熱能動(dòng)力工程技術(shù)運(yùn)用
(一)爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)
其燃燒控制是步進(jìn)爐的核心技術(shù)之一,手動(dòng)控制已被自動(dòng)控制方式所取代。目前大規(guī)格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式通常有:
(1)空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)獗壤y、空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等組成。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測(cè)出來的數(shù)據(jù)傳送到PLC與其設(shè)定值進(jìn)行比較,偏差值按比例積分、微分運(yùn)算輸出4-20 mA的電信號(hào)分別對(duì)空氣/燃?xì)獗壤y和空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié),從而達(dá)到控制空氣/燃?xì)獗壤蜖t內(nèi)溫度之目的。
(2)雙交叉限幅控制系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)饬髁块y、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶等組成。工作原理是:通過一個(gè)溫度傳感器熱電偶把測(cè)量的溫度變成一個(gè)電信號(hào),該信號(hào)表示測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度,該測(cè)量點(diǎn)的溫度期望給定值是由預(yù)存貯在上位機(jī)中的工藝曲線自動(dòng)給定的。根據(jù)這兩個(gè)溫度值偏差的大小,PLC自動(dòng)校準(zhǔn)燃?xì)?空氣流量閥的開度。該閥通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位??諝?燃料比控制,借助于孔板和差壓變送器來測(cè)量空氣流量,燃?xì)獾牧髁渴墙柚谝慌_(tái)安裝在燃?xì)庵Ч苌系馁|(zhì)量流量計(jì)來測(cè)量,使精確的溫度控制得以實(shí)現(xiàn)。
(二)、軟件仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片
由于鍋爐葉輪機(jī)械內(nèi)部流場(chǎng)非常復(fù)雜,并帶有強(qiáng)烈的非定常特征,進(jìn)行細(xì)致的實(shí)驗(yàn)測(cè)量非常困難,目前尚沒有完善的流體力學(xué)理論解釋諸如流動(dòng)分離、失速和喘振等流動(dòng)現(xiàn)象,這就迫切需要可靠詳細(xì)的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬工作來了解機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)本質(zhì)。將利用軟件對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片進(jìn)行二維的數(shù)值模擬,研究空氣以不同的方向流入翼型葉片入口所造成的流動(dòng)分離。根據(jù)數(shù)值模擬的一般步驟:創(chuàng)建二維模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,設(shè)定邊界條件和區(qū)域,輸出網(wǎng)格,再利用求解器求解,對(duì)不同空氣來流攻角角下的流動(dòng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬。在得到模擬結(jié)果后,對(duì)不同攻角下模擬所得到的速度矢量圖進(jìn)行比較分析,得出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。
三、熱能動(dòng)力工程的發(fā)展方向
1、熱能動(dòng)力及控制工程方向(含能源環(huán)境工程方向)主要掌握熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、燃燒污染與環(huán)境、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠、熱工自動(dòng)控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算、流體機(jī)械等知識(shí)。
2、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車工程方向掌握內(nèi)燃機(jī)(或透平機(jī))原理、結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì),測(cè)試,燃料和燃燒,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放與環(huán)境工程,能源工程概論,內(nèi)燃機(jī)電子控制,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷,汽車工程概論等方面的知識(shí)。
3、制冷低溫工程與流體機(jī)械方向掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動(dòng)化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過程自動(dòng)化、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識(shí)。使學(xué)生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng),制冷空調(diào)與低溫各種設(shè)備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機(jī)和各種容積式壓縮機(jī)的基本理論和知識(shí)。
4、水利水電動(dòng)力工程方向掌握水輪機(jī)、水輪機(jī)安裝檢修與運(yùn)行、水力機(jī)組輔助設(shè)備、水輪機(jī)調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動(dòng)化、電機(jī)學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、繼電保護(hù)原理等方面的知識(shí),以及水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)方面的知識(shí)。
四、結(jié)束語
熱能動(dòng)力工程的迅速發(fā)展使得熱力發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)方向,其中包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī)主要研究高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置,包括蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、渦噴與渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)等的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、故障監(jiān)測(cè)與診斷以及自動(dòng)控制等行業(yè)的發(fā)展都到了提速。熱動(dòng)能的發(fā)展為航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、鐵路及輕工等部門培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才,若能將這些理論知識(shí)轉(zhuǎn)換成實(shí)際的運(yùn)用,我國的能源壓力將大大降低。
參考文獻(xiàn)
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經(jīng)前期廣泛調(diào)研發(fā)現(xiàn),隨著我國現(xiàn)階段加快能源建設(shè)的力度,國內(nèi)目前需要更多的是能源動(dòng)力行業(yè)運(yùn)行、維護(hù)與管理方面的技術(shù)人才[3],對(duì)于高端人才如設(shè)計(jì)研究類人才雖然稀缺,但由于能動(dòng)專業(yè)實(shí)踐性強(qiáng)的特性,一般難以由高校直接培養(yǎng)此類人才,即高端技術(shù)人才亦需要從工程實(shí)踐中磨礪而出。所以作為地方院校,尤其新開設(shè)能動(dòng)專業(yè)的地方高校,不能一味照搬985、211高校以及部分經(jīng)過幾十年專業(yè)建設(shè)已經(jīng)具備自己鮮明特色和專業(yè)實(shí)力的高校的人才培養(yǎng)模式,必須緊跟行業(yè)需求,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主線,并充分利用和發(fā)揮高校自身的特色和優(yōu)勢(shì)。
2三峽大學(xué)能動(dòng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革
三峽大學(xué)的能動(dòng)專業(yè)于2010年底才開始立項(xiàng)建設(shè),并于當(dāng)年從我校2010級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)中分流出53位學(xué)生按照能源與動(dòng)力專業(yè)人才進(jìn)行培養(yǎng),2011年開始以能源與動(dòng)力工程專業(yè)獨(dú)立招生,故截至目前實(shí)際上已有一屆學(xué)生畢業(yè)(2010級(jí)),且2015年度即將畢業(yè)的學(xué)生目前絕大部分已經(jīng)簽訂了就業(yè)協(xié)議。近五年來,學(xué)校在專業(yè)本專業(yè)建設(shè)過程中積極探索,對(duì)兄弟高校及能動(dòng)相關(guān)的企事業(yè)單位進(jìn)行了廣泛調(diào)研,并緊密結(jié)合我校能動(dòng)專業(yè)“新開設(shè)、新起點(diǎn)”的現(xiàn)實(shí)情況,培養(yǎng)和提煉自己的專業(yè)特色,并對(duì)本專業(yè)的人才定位和培養(yǎng)進(jìn)行了以下改革:(1)在人才培養(yǎng)與定位方面,以培養(yǎng)“高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型”人才為指導(dǎo),制定了專業(yè)人才培養(yǎng)方案,著重提煉專業(yè)所覆蓋知識(shí)體系的共性,拓寬專業(yè)口徑、增厚專業(yè)基礎(chǔ)、突出方向共性、弱化專業(yè)方向、提升就業(yè)能力,擴(kuò)大就業(yè)口徑。具體為:1)以流體機(jī)械動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ),設(shè)置適用于水力發(fā)電、熱力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電中能量轉(zhuǎn)換動(dòng)力裝備的動(dòng)力學(xué)相關(guān)系列必修基礎(chǔ)課程,突出水力發(fā)電專業(yè)課,并輔以風(fēng)力發(fā)電等專業(yè)課程;2)以熱-力轉(zhuǎn)換原理為基礎(chǔ),設(shè)置適用于火力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、核電等熱動(dòng)力學(xué)、熱交換、熱傳輸相關(guān)的系列必修基礎(chǔ)課程,專業(yè)課設(shè)置方面突出火電、核電,輔以生物質(zhì)能相關(guān)課程。即將動(dòng)力工程專業(yè)分為流體機(jī)械和熱力機(jī)械兩個(gè)方向,但在培養(yǎng)過程中,大大拓寬了專業(yè)基礎(chǔ)必修課的范圍,增加學(xué)生后續(xù)就業(yè)時(shí)行業(yè)選擇的范圍。(2)在實(shí)驗(yàn)/時(shí)間教學(xué)方面,以厚基礎(chǔ)、寬口徑、應(yīng)用型人才培養(yǎng)為指導(dǎo),建設(shè)和整合實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)條件。取消零散的課程實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐,開設(shè)系列綜合實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐課程,使實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)具有層次性、連貫性、交叉性、系統(tǒng)性和良好的可操作性。避免以課程為單位開設(shè)實(shí)驗(yàn)時(shí)的連續(xù)性差、重復(fù)度高、綜合性不強(qiáng)、效果差的缺點(diǎn),同時(shí)在一定程度上降低建設(shè)成本。此外,學(xué)校還積極開發(fā)校外實(shí)踐基地,挖掘?qū)W校所在地區(qū)及周邊區(qū)域廣泛的能源動(dòng)力行業(yè)/企業(yè)資源,作為本專業(yè)有效的實(shí)踐基地。(3)以校外實(shí)踐基地建設(shè)為抓手,開發(fā)專業(yè)初期就業(yè)資源。任何一個(gè)高校新專業(yè)就業(yè)時(shí)其情況都或多或少存在不確定性,其原因主要在于社會(huì)和行業(yè)對(duì)于特定高校新專業(yè)的認(rèn)識(shí)度不高。因而打開就業(yè)工作局面難度大,故無論從短期還是長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,都需要充分利用所建立的校外實(shí)踐基地作為就業(yè)渠道,使基地發(fā)揮更大作用,這需要在基地建設(shè)過程中同時(shí)做好基地管理制度建設(shè),以協(xié)議的形式為本新專業(yè)向基地輸送人才提供保證。
3改革效果
近五年來,學(xué)校在建設(shè)能動(dòng)專業(yè)過程中不斷探索,最終形成以上建設(shè)意見和改革措施,并取得了顯著成效:(1)制定了科學(xué)合理的能動(dòng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,確定以掌握能源轉(zhuǎn)換裝備運(yùn)行及轉(zhuǎn)換機(jī)理為基礎(chǔ),在傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程中,將《流體機(jī)械原理》、《水輪機(jī)及調(diào)節(jié)器》、《汽輪機(jī)》等增設(shè)為專業(yè)公共基礎(chǔ)課,在專業(yè)拓展模塊課程中按水電、熱電、流體機(jī)械、新能源發(fā)電等設(shè)置小學(xué)分模塊供學(xué)生選修,但不限制選擇模塊數(shù)量。目前學(xué)生就業(yè)反饋情況表明,在弱化專業(yè)方向、增厚專業(yè)基礎(chǔ)課程后,學(xué)生在擇業(yè)過程中即使不在個(gè)人專業(yè)方向上就業(yè),只要未跨出能動(dòng)行業(yè),就能很快適應(yīng)新領(lǐng)域的工作。(2)整合實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃和條件。如將以往隨理論課程開設(shè)的《流體機(jī)械原理》、《流體力學(xué)》、《液壓傳動(dòng)與控制》、《泵站工程》、《水輪機(jī)及調(diào)節(jié)器》等的課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行專門設(shè)計(jì),整合成32學(xué)時(shí)的《流體綜合實(shí)驗(yàn)》課程;將《熱力學(xué)》、《傳熱學(xué)》、《汽輪機(jī)》、《熱電廠動(dòng)力工程》、《鍋爐原理》等課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合成32學(xué)時(shí)的《熱工綜合實(shí)驗(yàn)》;將《測(cè)試技術(shù)》、《控制工程》、《電廠自動(dòng)化》等課程實(shí)驗(yàn)整合成16學(xué)時(shí)的《測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)》等,并根據(jù)相關(guān)理論課開設(shè)時(shí)間將綜合實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容分為兩個(gè)學(xué)期開設(shè)。這樣學(xué)生能夠得到更為系統(tǒng)的、連貫的實(shí)踐訓(xùn)練,相比隨理論課程開設(shè)的零散實(shí)驗(yàn),綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果更好隨(3)目前已在學(xué)校所在地區(qū)及周邊能動(dòng)企業(yè)建立本專業(yè)的實(shí)踐/實(shí)習(xí)基地,且已經(jīng)有效運(yùn)行,如安能(宜昌)熱電(生物質(zhì)能發(fā)電)、長(zhǎng)江電力(葛洲壩)、安能(襄陽)火電、三峽電廠、清江的隔河巖電站、高壩洲電站、向家壩電站、黃龍灘(十堰)電站、湖北宜化集團(tuán)、宜昌安琪酵母、黑旋風(fēng)工程機(jī)械等20多家能源企業(yè)和流體機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè),可完全滿足學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及其他培訓(xùn)的接待需求,極大地緩解了專業(yè)實(shí)踐條件建設(shè)需要大投入的困難。(4)專業(yè)就業(yè)情況良好,第一屆畢業(yè)生(2010級(jí),共53人)就業(yè)率達(dá)100%,其中除4人繼續(xù)攻讀碩士研究生外,15人進(jìn)入水力發(fā)電廠,17人進(jìn)入火電、生物質(zhì)能電廠,6人進(jìn)入電力部門事業(yè)單位,11人進(jìn)入與流體機(jī)械及能源裝備設(shè)計(jì)、制造相關(guān)企業(yè)。其中17人(32.1%)在本專業(yè)校外實(shí)踐基地相關(guān)企業(yè)就職。截止2015年3月中旬,第二屆畢業(yè)生(2011級(jí),共81人)已簽就業(yè)協(xié)議的達(dá)72人,已確定攻讀碩士研究生5人。學(xué)校以專業(yè)調(diào)研、畢業(yè)生就業(yè)企業(yè)回訪等多種形式,進(jìn)一步拓寬和加深了與行業(yè)內(nèi)相關(guān)企事業(yè)單位的聯(lián)系,并就用人單位對(duì)我校畢業(yè)生在生產(chǎn)實(shí)踐過程中的綜合素質(zhì)和表現(xiàn)進(jìn)行跟蹤回訪,結(jié)果表明學(xué)生的綜合能力水平總體較高。
4結(jié)語
[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力工程的概述?;熱能動(dòng)力工程在鍋爐和能源的發(fā)展
中圖分類號(hào):TK12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)02-0004-01
1.對(duì)熱能動(dòng)力工程的概述
熱能動(dòng)力工程所研究的主要是熱能與動(dòng)力之間的能量轉(zhuǎn)化,由于它的復(fù)雜性和高難度,所以所涉及到的科學(xué)領(lǐng)域主要包括:熱能工程、工程物理學(xué)、動(dòng)力機(jī)械以及流體機(jī)械工程等多個(gè)方面的相關(guān)內(nèi)容。
到目前為止,熱能動(dòng)力工程的發(fā)展得到了飛速的發(fā)展,它成為電廠熱能工程、工業(yè)企業(yè)以及供熱企業(yè)的主要應(yīng)用部分。對(duì)于我國的熱能動(dòng)力工程而言,需要加強(qiáng)對(duì)其自動(dòng)化的研究,更需要培養(yǎng)出與鍋爐熱能轉(zhuǎn)換和空調(diào)制冷方面的專業(yè)性人才。在現(xiàn)在的實(shí)際發(fā)展中,熱能動(dòng)力工程已經(jīng)成為熱能源的主要應(yīng)用工程,因其專業(yè)性很強(qiáng),熱能動(dòng)力工程不僅是熱能源的主力,同時(shí)還成為了現(xiàn)代動(dòng)力工程發(fā)展的基石。熱能動(dòng)力工程對(duì)環(huán)境的保護(hù)也起到了一定的作用,與此同時(shí)也推動(dòng)了我國的國民經(jīng)濟(jì),所以需要相關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)熱能動(dòng)力工程的關(guān)注和重視。
2.熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 我國熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展?fàn)顩r
自1872年英國第一臺(tái)鍋爐的產(chǎn)生,工業(yè)鍋爐行業(yè)已經(jīng)有了數(shù)百年的發(fā)展,經(jīng)歷了鍋殼式鍋爐、火管鍋爐、直水管鍋爐、煤粉鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐等演化歷程。我國是世界上最大的生產(chǎn)和使用工業(yè)鍋爐的國家,全國擁有一千多家鍋爐生產(chǎn)企業(yè),由于受資源結(jié)構(gòu)的影響,煤炭為工業(yè)鍋爐的主要燃料,還有少量的燃?xì)夂碗姛徨仩t。在過去60多年里,我國工業(yè)鍋爐技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,尤其是燃油燃?xì)忮仩t技術(shù)已經(jīng)到達(dá)了國際先進(jìn)水平,但是還存在著熱效率不高、脫硫技術(shù)不成熟、輔助以及自動(dòng)化控制技術(shù)落后、爐排鑄件質(zhì)量不高等問題。工業(yè)鍋爐主要應(yīng)用于電力生產(chǎn)、制藥、化工、鋼鐵等行業(yè),是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿碓础0殡S著熱能動(dòng)力工程學(xué)和鍋爐技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代化的鍋爐設(shè)備一般采用步進(jìn)式爐和推鋼式爐,并充分利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了鍋爐的持續(xù)穩(wěn)定加熱,不斷提高能源利用率。
2.2 我國鍋爐技術(shù)發(fā)展過程中存在的主要問題
我國鍋爐技術(shù)存在的主要問題是熱效率不高、粉塵氣體污染嚴(yán)重,產(chǎn)品技術(shù)、管理、工藝流程落后,科技研發(fā)力度不足,制造標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等。其中,鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性的制約作用。鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要存在爐排鑄造質(zhì)量不高、風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、輔助設(shè)備不完整等問題。國內(nèi)一般使用普通鑄件,大部分零件采用火焰切割冷加工技術(shù),造成爐排間隙較大,容易造成漏煤和配風(fēng)不均問題。其次是由于企業(yè)為了追逐高額利潤(rùn),減少鍋爐建設(shè)投資,經(jīng)常使鍋爐在高負(fù)荷下運(yùn)行,這就有可能造成風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作而燒壞。在國內(nèi)鍋爐安裝過程中,一般使用和燃燒器不配套的輔機(jī)設(shè)備,缺乏專業(yè)性匹配設(shè)備的研究開發(fā),嚴(yán)重影響整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)能以及環(huán)保性能。在設(shè)計(jì)制造過程中,只重視元件承壓指標(biāo),忽視對(duì)燃燒裝置的研究。
3.熱能動(dòng)力工程鍋爐技術(shù)的發(fā)展
3.1 提高鍋爐自動(dòng)化控制水平,保證鍋爐溫度的穩(wěn)定性
科學(xué)合理的控制鍋爐燃燒溫度需要做好能量的轉(zhuǎn)化幅度,鍋爐企業(yè)應(yīng)該改變傳統(tǒng)的人工填料方式,使用步進(jìn)式自動(dòng)化控制技術(shù),通^計(jì)算機(jī)技術(shù)采集、分析、計(jì)算、輸出合理的結(jié)果,把鍋爐內(nèi)溫度經(jīng)過傳感器傳送到控制系統(tǒng),檢測(cè)溫度差異性,實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒的有效控制。由于鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,溫度檢測(cè)影響因素較多,因此要充分地把熱能動(dòng)力工程技術(shù)應(yīng)用到鍋爐改造過程中,通過測(cè)定從不同方向流入葉片的燃料速度,建立數(shù)據(jù)模擬二維模型,最后利用數(shù)據(jù)庫軟件求出結(jié)果,弄清鍋爐風(fēng)機(jī)葉片分離和攻角的關(guān)系。
3.2 提高燃料利用率,加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保研究力度
燃料利用率的提高首先要做好鏈條爐排燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)工作,充分發(fā)揮節(jié)能減排的作用,尤其是要解決好調(diào)節(jié)不順、密封不嚴(yán)、布風(fēng)不合理、漏煤過多等問題。不斷加強(qiáng)對(duì)給煤裝置、自動(dòng)化系統(tǒng)控制、爐拱及燃燒系統(tǒng)、鍋爐輔機(jī)節(jié)能改造工作,保證水處理裝置的科學(xué)合理利用,從整體上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。對(duì)于使用天然氣做為燃料的鍋爐可以采取冷凝式鍋爐,同時(shí)為了避免冷凝結(jié)露引發(fā)鍋爐內(nèi)壁腐蝕損壞,一般要把鍋爐溫度設(shè)定在比較高的水平。國家要強(qiáng)化節(jié)能減排監(jiān)督管理體系,不斷提高鍋爐技術(shù)研究和操作人員的技能素質(zhì),養(yǎng)成節(jié)能意識(shí),把節(jié)能工作提高到戰(zhàn)略位置。
4.熱力動(dòng)力工程在能源發(fā)展方面
4.1 能源方面存在的問題
當(dāng)前,世界各主要經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇跡象逐漸明朗,隨著世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和持續(xù)發(fā)展,能源供應(yīng)緊張的局面將會(huì)加劇,世界各國將會(huì)更加重視本國的能源安全問題,在采取行之有效的能源戰(zhàn)略同時(shí),加快各種能源利用新技術(shù)和新工藝。而能源動(dòng)力工業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的支柱性產(chǎn)業(yè),在推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面做出了突出的貢獻(xiàn)。所以,必須提高能源利用效率,緩解能源緊張的局面。
而熱電廠的風(fēng)機(jī),是一種可以產(chǎn)生能源的機(jī)械裝置,通過軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流,可產(chǎn)生大量的動(dòng)能,在發(fā)電廠、工業(yè)生產(chǎn)和鍋爐生產(chǎn)過程中具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于一些發(fā)電機(jī)組來說,隨著電力需求的增加,電網(wǎng)的運(yùn)行將會(huì)更加的安全和可靠,所以,這對(duì)于風(fēng)機(jī)的應(yīng)用也就提出了更高的要求。
4.2 能源方面的發(fā)展前景
人類社會(huì)賴以發(fā)展的重要基礎(chǔ)便是能源,能源在確保人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展方面有著巨大的作用。在世界能源形勢(shì)不容樂觀的形勢(shì)下,如果更加合理高效的利用能源,成為世界性的研究課題。當(dāng)前,我國的能源利用主要以煤炭和電能為主,也就是在能源利用結(jié)構(gòu)中,煤炭是核心,我國是以煤炭為主的能源利用結(jié)構(gòu)。這種能源利用結(jié)構(gòu),一方面會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生比較大的影響,造成生態(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境的嚴(yán)重破壞,一方面會(huì)消耗大量的能源,過度消耗煤炭資源,使我國的能源供應(yīng)日益緊張。
在這樣的形勢(shì)下,在我國能源供應(yīng)日益緊張的形勢(shì)下,我國能源的主要發(fā)展方向是“新能源、核能、智能電網(wǎng)、常規(guī)能源、節(jié)能減排”。而熱能與動(dòng)力工程符合我國能源發(fā)展的大體方向,可為我國能源結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化做貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:熱能動(dòng)力;清潔燃燒;教學(xué)內(nèi)容
作者簡(jiǎn)介:金晶(1963-),女,山東濟(jì)南人,上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,教授;林郁郁(1984-),男,安徽金寨人,上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,講師。(上?!?00093)
基金項(xiàng)目:本文系2011年度上海市教委重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):1K12301001))、2011~2012年度上海理工大學(xué)研究生核心課程建設(shè)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):11000050)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)34-0093-02
我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國之一。長(zhǎng)期以來,煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中一直占主導(dǎo)地位,而且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi),這種以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不可能會(huì)有根本性的改變。煤作為一次能源,其利用方式主要是燃燒,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國每年生產(chǎn)煤炭總量的80%直接用于燃燒。能源消費(fèi)尤其是煤炭直接作為能源燃燒是造成當(dāng)今環(huán)境惡化的一個(gè)主要原因。20世紀(jì)重大的大氣環(huán)境污染事件,如酸雨、臭氧減少、全球氣候變暖、光化學(xué)煙霧污染、城市煤煙霧等都與燃煤有關(guān)。大氣中的主要污染物(硫氧化物、氮氧化物、煙塵、顆粒物、有機(jī)污染物、重金屬)的主要來源都是煤的燃燒,這些污染物對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境造成了不可逆轉(zhuǎn)的損害。[1]
隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻,節(jié)能減排成為我國“十一五”規(guī)劃的戰(zhàn)略目標(biāo)。因此研究和開發(fā)新型、高效燃煤污染物排放控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)煤炭高效、潔凈、經(jīng)濟(jì)利用已成為我國面臨的重大任務(wù)。[2]
在這種背景下,上海理工大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我校”)能源與動(dòng)力工程學(xué)院及時(shí)修改本科生及研究生的培養(yǎng)計(jì)劃和培養(yǎng)方案,自2000年起,在熱動(dòng)專業(yè)本科生的培養(yǎng)計(jì)劃中加設(shè)了“清潔燃燒技術(shù)”課程。該課程面向能源與環(huán)境工程、動(dòng)力機(jī)械工程、制冷與空調(diào)工程以及工程熱物理四個(gè)專業(yè)方向開設(shè),同時(shí)也面向環(huán)境工程(大氣污染控制工程)專業(yè);在熱能工程學(xué)科研究生的培養(yǎng)計(jì)劃中也加設(shè)了“清潔燃燒技術(shù)”課程。
一、課程定位
我校的辦學(xué)定位是科研教學(xué)型。上海理工大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)是國家級(jí)的特色專業(yè),得到了“國家本科教學(xué)質(zhì)量工程”的支持,同時(shí)也是上海市教學(xué)高地。“清潔燃燒技術(shù)”課程是熱能動(dòng)力工程專業(yè)的特色課程,是熱動(dòng)專業(yè)以及大氣污染控制工程專業(yè)的主要專業(yè)必修課,同時(shí)也是熱能工程學(xué)科研究生的核心課程。
“清潔燃燒技術(shù)”課程密切結(jié)合科學(xué)研究,可以開闊和豐富學(xué)生的知識(shí)面和眼界,了解本行業(yè)內(nèi)的前沿技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向,培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才,該課程對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生的思維能力、形成對(duì)客觀世界的正確認(rèn)識(shí)和提高學(xué)生的內(nèi)在素質(zhì)具有重要作用。
“清潔燃燒技術(shù)”課程的教學(xué)水平直接影響相關(guān)專業(yè)的質(zhì)量。因此,建設(shè)好“清潔燃燒技術(shù)”課程,對(duì)于提高我校本科教學(xué)質(zhì)量,增加我校在國內(nèi)的影響和知名度具有重要意義,并對(duì)我國的工科高等教育水平的提高,亦有一定的影響和促進(jìn)作用。
2000年至今,“清潔燃燒技術(shù)”課程對(duì)于熱能工程方向的學(xué)生來說是專業(yè)選修課,共32學(xué)時(shí);對(duì)于大氣污染控制工程專業(yè)的學(xué)生來說是專業(yè)必修課,共48學(xué)時(shí);而對(duì)于熱能工程學(xué)科的研究生來說是必修課程,共36學(xué)時(shí)。
二、授課內(nèi)容設(shè)計(jì)
“清潔燃燒技術(shù)”課程的特點(diǎn)在于不同于傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)課程,其授課內(nèi)容更新很快。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,相關(guān)技術(shù)不斷更新?lián)Q代,授課內(nèi)容也需要隨時(shí)更新。要求授課教師要有堅(jiān)實(shí)的科研基礎(chǔ),掌握國際上最前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展水平。
上海理工大學(xué)是我國進(jìn)行燃煤污染物排放控制技術(shù)研究和培養(yǎng)該領(lǐng)域高層次人才的重要基地,近年來在煤的清潔燃燒方面進(jìn)行了大量的深入的研究,承擔(dān)完成了多項(xiàng)國家自然基金項(xiàng)目、國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、國家科技支撐項(xiàng)目,“973”項(xiàng)目,上海市科委等多項(xiàng)課題研究,并取得了多項(xiàng)國際先進(jìn)水平的研究成果。這些科研活動(dòng)為“清潔燃燒技術(shù)”課程的教學(xué)提供了豐富的資料和信息,對(duì)“清潔燃燒技術(shù)”的教學(xué)改革起到了很大的推動(dòng)作用。科研項(xiàng)目不僅取得了大量成果,同時(shí)也為“清潔燃燒技術(shù)”的師資培養(yǎng)提供了良好的平臺(tái)。
我?!扒鍧嵢紵夹g(shù)”課程曾使用過的教材是1998年科學(xué)技術(shù)出版社出版的《煤的清潔燃燒》,作者是毛健雄。2011年我校教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫了《燃煤污染物排放控制技術(shù)》教材,并在2012年1月公開出版。該教材是根據(jù)我校教學(xué)特色以及學(xué)科的研究特色進(jìn)行編寫的。系統(tǒng)地闡述了大氣污染NOx、SOx的生成機(jī)理及其排放控制技術(shù),介紹敘述了國內(nèi)外前沿的煤清潔燃燒技術(shù)的最新研究成果,同時(shí)也大量引用了能源與動(dòng)力工程學(xué)院教師及研究生們的研究成果。教材針對(duì)性強(qiáng)、內(nèi)容新穎,為我校相關(guān)專業(yè)本科生奠定了理論基礎(chǔ),拓展了專業(yè)知識(shí)面。使學(xué)生在掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)的同時(shí),能夠獲得相關(guān)理論知識(shí)和工程應(yīng)用背景知識(shí),并通過相應(yīng)的配套實(shí)驗(yàn)教學(xué)獲得感性認(rèn)識(shí)和實(shí)踐機(jī)會(huì),強(qiáng)調(diào)了“清潔燃燒技術(shù)”課程的工程應(yīng)用性,培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際的能力和素養(yǎng)。
通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以系統(tǒng)了解化石燃料尤其是煤燃燒過程中污染物的生成和控制機(jī)理,進(jìn)而掌握不同的新型清潔燃燒技術(shù)的原理、方法和運(yùn)行機(jī)制。了解國內(nèi)外相關(guān)的最先進(jìn)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。課程側(cè)重硫氧化物、氮氧化物、超細(xì)粉塵、重金屬污染物、碳氧化物、碳?xì)浠衔锏纳蓹C(jī)理、控制方法和關(guān)鍵技術(shù)的介紹。
在教學(xué)過程中,通過不同形式的教學(xué)活動(dòng),發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,使學(xué)生參與到教學(xué)環(huán)節(jié)中,由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),及時(shí)廣泛地查閱國內(nèi)外相關(guān)的學(xué)術(shù)研究報(bào)道,掌握前沿動(dòng)態(tài)。[3,4]
“清潔燃燒技術(shù)”課程先后介紹了燃煤污染物的燃燒前控制技術(shù)、燃燒中的生成控制技術(shù)、燃燒后的凈化技術(shù)以及先進(jìn)的煤燃燒高效低污染發(fā)電技術(shù)。內(nèi)容主要包括:燃煤污染物帶來的環(huán)境問題,國內(nèi)外最新的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn);燃煤污染物爐前控制技術(shù),主要包括選煤技術(shù)、型煤技術(shù)和水煤漿技術(shù);硫氧化物的產(chǎn)生和爐內(nèi)控制技術(shù);氮氧化物的產(chǎn)生和爐內(nèi)控制技術(shù),重點(diǎn)闡述燃料分級(jí)燃燒技術(shù)原理,總結(jié)上海理工大學(xué)的相關(guān)研究成果;重金屬污染物汞的排放控制技術(shù);煙氣凈化技術(shù),主要包括靜電除塵、煙氣脫硫、煙氣脫硝技術(shù);二氧化碳排放控制技術(shù),主要介紹了O2/CO2混合富氧燃燒技術(shù)、化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的原理和上海理工大學(xué)相關(guān)研究成果;先進(jìn)的潔凈煤發(fā)電技術(shù),主要包括大型循環(huán)流化床技術(shù)、燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)、超超臨界技術(shù)。
三、結(jié)論
“清潔燃燒技術(shù)”課程是當(dāng)今國內(nèi)能源動(dòng)力類學(xué)生的專業(yè)前沿課程之一,是我校熱動(dòng)專業(yè)的專業(yè)特色課程和熱能工程學(xué)科研究生的核心課程。該課程的教學(xué)內(nèi)容既應(yīng)考慮二級(jí)學(xué)科劃分的能源動(dòng)力類專業(yè)結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn),又應(yīng)體現(xiàn)新的熱能與動(dòng)力工程專業(yè)逐漸淡化原有的二級(jí)學(xué)科色彩、強(qiáng)調(diào)拓寬專業(yè)口徑的特色,還要根據(jù)相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速的特點(diǎn),密切跟蹤國內(nèi)外的前沿技術(shù),及時(shí)更新和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,開拓學(xué)生的學(xué)術(shù)視野,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過對(duì)“清潔燃燒技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的探討,確定了以燃煤污染物生成機(jī)理及其相關(guān)控制技術(shù)原理與方法作為基本的教學(xué)內(nèi)容,以國內(nèi)外最新相關(guān)技術(shù)的原理及發(fā)展前沿作為教學(xué)的拓展內(nèi)容,以期豐富學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、開闊學(xué)生的眼界、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
[1]金晶,張守玉,郝小紅,等.燃煤污染物排放控制技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[2]毛健雄,等.煤的清潔燃燒[M].北京:科學(xué)出版社,1998.
關(guān)鍵詞:能源與動(dòng)力工程專業(yè);人才培養(yǎng)模式;多元化;創(chuàng)新
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)07-0172-03
隨著我國高等教育的普及,人才培養(yǎng)質(zhì)量顯得尤為重要?!陡叩仍盒D茉磩?dòng)力學(xué)科熱能與動(dòng)力工程專業(yè)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《專業(yè)規(guī)范》)指出:“在不同歷史階段,社會(huì)的人才需求不同,對(duì)高等教育的要求也不同”,“辦學(xué)應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn),培養(yǎng)人才的模式應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)型”。因此,根據(jù)社會(huì)發(fā)展需要及時(shí)構(gòu)建新的人才培養(yǎng)模式,已是大勢(shì)所趨,各學(xué)校應(yīng)以具體情況為依據(jù),對(duì)人才培養(yǎng)機(jī)制進(jìn)行研究。本文將以我校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)培養(yǎng)模式為例,秉承“人盡其才,才盡其用”的育人理念,以新觀念、新舉措探索設(shè)計(jì)多元化的人才培養(yǎng)模式。
一、問題的提出
合理、高效地利用能源對(duì)于國家實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展有著重要作用,能源與動(dòng)力工程專業(yè)所肩負(fù)的使命不言而喻,而現(xiàn)行的能源與動(dòng)力工程專業(yè)培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練較少,不能滿足行業(yè)對(duì)所需人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求,主要存在以下問題:
一是培養(yǎng)的人才不能滿足國家和社會(huì)發(fā)展的要求。我們應(yīng)當(dāng)以國家和社會(huì)發(fā)展的需求為導(dǎo)向,立志培養(yǎng)出能夠適應(yīng)國家和社會(huì)發(fā)展的高質(zhì)量人才,國家需要不同層次、不同類型的人才培養(yǎng)機(jī)制,各學(xué)校應(yīng)根據(jù)具體情況形成自己的特色。但目前人才培養(yǎng)質(zhì)量現(xiàn)狀表明,一般大學(xué)培養(yǎng)的大學(xué)生不像一流高水平大學(xué)的學(xué)生,具有強(qiáng)大的基礎(chǔ)理論與研究能力;又不如高職院校的學(xué)生,具有強(qiáng)大的實(shí)踐動(dòng)手能力,處于進(jìn)退兩難的境地。同時(shí),人才的培養(yǎng)與企業(yè)的需求之間存在矛盾,由于能源與動(dòng)力工程學(xué)科專業(yè)方向較多,教學(xué)培養(yǎng)過程中,缺乏社會(huì)需求調(diào)研,導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)之間“脫節(jié)”。
二是“通才”培養(yǎng)模式不能滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展?!耙匀藶楸尽笔强茖W(xué)發(fā)展觀的核心,“因材施教”是學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的內(nèi)涵。要一切以學(xué)生發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生個(gè)體特長(zhǎng)與全面發(fā)展的協(xié)調(diào)。而傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式存在很多的弊端,培養(yǎng)模式單一,不能做到“因材施教”,忽視了學(xué)生的個(gè)體特長(zhǎng)與興趣愛好,“灌輸式”教育依然是主要的教學(xué)模式。同時(shí),設(shè)置的課程體系也存在不合理性,注重課程的具體性和特殊性,缺乏對(duì)各主干課程間整體性和關(guān)聯(lián)性的把握。
三是多元化人才培養(yǎng)模式常常與學(xué)科專業(yè)多方向培養(yǎng)相混淆。所謂的多元化人才培養(yǎng),是根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的不同,分別制定研究型、應(yīng)用型、拔尖型人才培養(yǎng)方案以及“卓越工程師”人才培養(yǎng)方案,同一專業(yè)可以培養(yǎng)多類型、多層次的高質(zhì)量人才,以滿足國家和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。而所謂的專業(yè)培養(yǎng)方向,則是各高校綜合自己的辦學(xué)特色和教學(xué)能力設(shè)計(jì)的課程培養(yǎng)模塊,是為進(jìn)一步深造,成為能源與動(dòng)力學(xué)科的專門人才而設(shè)置的。盡管目前國內(nèi)各高校的專業(yè)培養(yǎng)方案從學(xué)科發(fā)展的角度進(jìn)行了專業(yè)方向及其課程體系的設(shè)置,但仍然是同一培養(yǎng)人才模式下的知識(shí)拓展。
二、能源與動(dòng)力工程專業(yè)多元化人才培養(yǎng)模式探索
為了實(shí)現(xiàn)“人盡其才,才盡其用”,本著“以人為本,因材施教”的原則,在綜合考慮學(xué)生的個(gè)體特長(zhǎng)和企業(yè)需求的基礎(chǔ)上,中國石油大學(xué)(華東)能源與動(dòng)力工程系開展對(duì)適應(yīng)企業(yè)需求和學(xué)生個(gè)性化的多元化人才培養(yǎng)模式探索,著力培養(yǎng)特色型、工程型和研究型三類拔尖創(chuàng)新人才。
1.多元化人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位。作為一所石油特色鮮明的高水平研究型大學(xué),要以國家和社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向,不僅要培養(yǎng)具有初步科研能力的研究型人才,還要培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和管理能力的工程型以及特色型人才;不僅要培養(yǎng)出企業(yè)需要的人才,更要致力于培養(yǎng)能夠適應(yīng)國家,甚至國際需求的高質(zhì)量人才;不僅要有對(duì)專業(yè)技能和綜合素質(zhì)的把握,還要依據(jù)學(xué)生的個(gè)體特長(zhǎng)和興趣愛好,因材施教,制定不同的發(fā)展目標(biāo),提供不同的發(fā)展方向。我校熱能與動(dòng)力工程專業(yè)主要培養(yǎng)適應(yīng)國家和現(xiàn)代化建設(shè)的需要,德智體全面發(fā)展,知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,具備熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域扎實(shí)的理論基礎(chǔ),專業(yè)知識(shí)寬廣,具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。以學(xué)校培養(yǎng)人才整體目標(biāo)定位為基石,突出學(xué)科優(yōu)勢(shì)與專業(yè)特色,著力培養(yǎng)學(xué)術(shù)研究型、就業(yè)創(chuàng)業(yè)型和跨學(xué)科發(fā)展型拔尖創(chuàng)新人才。
2.多元化人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì)。人才培養(yǎng)方案是踐行教育理念、落實(shí)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)文件,是人才培養(yǎng)模式設(shè)計(jì)和培養(yǎng)過程設(shè)計(jì)的藍(lán)圖。根據(jù)《專業(yè)規(guī)范》制定的人才培養(yǎng)規(guī)格,充分理解“以人為本,因材施教”教育內(nèi)涵,極大發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力,科學(xué)系統(tǒng)地構(gòu)建不同層次人才培養(yǎng)需要的多元化人才培養(yǎng)方案。需遵循以下基本原則:(1)人文社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)與自然科學(xué)并重原則。工科類大學(xué)生不僅要具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和嚴(yán)密的邏輯思維能力,而且應(yīng)該積極參加創(chuàng)新項(xiàng)目與學(xué)科競(jìng)賽,在團(tuán)隊(duì)中培養(yǎng)自己的人際交往能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力,不斷提高自己的人文素養(yǎng)。(2)學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)技能相結(jié)合原則。按照學(xué)科分類,能源與動(dòng)力工程專業(yè)屬于機(jī)械類。依據(jù)學(xué)科大類進(jìn)行橫向培養(yǎng),與國際知名高校機(jī)械工程接軌,打造機(jī)械類學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái),優(yōu)化力學(xué)、電學(xué)、材料等平臺(tái)課程框架體系與課程內(nèi)容。不僅要將專業(yè)基礎(chǔ)課程和主干課程學(xué)扎實(shí),而且要將全部課程進(jìn)行整合優(yōu)化,“融會(huì)貫通”。通過課程體系框架,夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ),熟練掌握本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)1―2個(gè)專業(yè)方向中的相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)備的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、研究、開發(fā)和技術(shù)管理所必需的專業(yè)知識(shí),能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析和解決實(shí)際問題,并了解學(xué)科當(dāng)前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及前沿動(dòng)態(tài)。(3)加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和科研能力的培養(yǎng)。通過新生研討課、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、科研實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)等課程,循序漸進(jìn),不斷提高學(xué)生的科研能力和實(shí)踐能力;通過大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目以及高水平的學(xué)科競(jìng)賽等項(xiàng)目,讓學(xué)生在實(shí)踐中提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。(4)重視學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展的培養(yǎng)。在滿足基本的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)的前提下,重視學(xué)生個(gè)性化的培養(yǎng),“因材施教”,充分尊重學(xué)生的個(gè)體特長(zhǎng)和興趣愛好,鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展,全面發(fā)展。(5)堅(jiān)持專業(yè)規(guī)范與專業(yè)特色相結(jié)合原則。辦學(xué)特色是高校的立校之本,優(yōu)勢(shì)學(xué)科要充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì),關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),強(qiáng)化專業(yè)優(yōu)勢(shì)、突出專業(yè)特色。
根據(jù)以上基本原則,構(gòu)建了多元化人才培養(yǎng)體系框架,如圖1。
3.多元化人才培養(yǎng)的總體思路。以多元化人才培養(yǎng)目標(biāo)為核心,遵循學(xué)校頂層設(shè)計(jì)原則,注重學(xué)生個(gè)性化發(fā)展,依托學(xué)校優(yōu)勢(shì)與專業(yè)特色,著力培養(yǎng)就業(yè)創(chuàng)業(yè)型、學(xué)術(shù)研究型和跨學(xué)科發(fā)展型多元化創(chuàng)新人才。(1)寬口徑,厚基礎(chǔ),強(qiáng)技能。課程體系由公共基礎(chǔ)課程,學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程組成。首先,需構(gòu)建一個(gè)適用于所有專業(yè)方向的公共基礎(chǔ)知識(shí)平臺(tái)。數(shù)學(xué)課程是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的靈魂,是進(jìn)行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),必須夯實(shí);英語和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的提升尤為重要,為以后閱讀英文文獻(xiàn)、查閱英文資料打下良好的基礎(chǔ)。其次,重視學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)的搭建,基礎(chǔ)課程是在公共課程平臺(tái)基礎(chǔ)上向本學(xué)科體系的過渡與靠攏,也是進(jìn)行專業(yè)方向課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),包括力學(xué)類、機(jī)械類、電算及控制類、熱科學(xué)類及環(huán)境類課程,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。再次,構(gòu)建新一代專業(yè)課程體系,加強(qiáng)與本專業(yè)緊密聯(lián)系的相關(guān)知識(shí)與能力的訓(xùn)練與培養(yǎng),提高學(xué)生實(shí)踐技能和綜合素質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)適應(yīng)能力,提高知識(shí)應(yīng)用能力。(2)鼓勵(lì)創(chuàng)新,加強(qiáng)人才科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過新生研討課、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、科研實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)等課程,循序漸進(jìn),不斷提高學(xué)生的科研能力和實(shí)踐能力;通過大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目以及高水平的學(xué)科競(jìng)賽等項(xiàng)目,讓學(xué)生在實(shí)踐中提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。新的培養(yǎng)方案中新開設(shè)了新生研討課,旨在通過與老師的交流,讓大一新生對(duì)所學(xué)專業(yè)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí),通過了解專業(yè)當(dāng)前的研究動(dòng)態(tài),找到自己的興趣點(diǎn)。緊接著開設(shè)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程,目的是讓學(xué)生通過查閱資料與閱讀文獻(xiàn),一方面提高查閱文獻(xiàn)的能力,另一方面進(jìn)一步了解所感興趣的內(nèi)容。通過新生導(dǎo)師制的實(shí)施,完成某一感興趣問題的調(diào)研和分析,并根據(jù)學(xué)生的情況開展相應(yīng)的工作,以此為科學(xué)研究的起點(diǎn),通過后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、科研實(shí)訓(xùn)、工程實(shí)訓(xùn),夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ),積極參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽,延續(xù)4年科研訓(xùn)練,逐步提升學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。(3)增加實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程,提高實(shí)踐能力。新的培養(yǎng)方案大量增加了工程實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí),以充分培養(yǎng)學(xué)生綜合技能及動(dòng)手能力。①開設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐能力培養(yǎng)課程,如大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電工電子實(shí)驗(yàn)、傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)、金工實(shí)習(xí)、專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、專業(yè)拆裝實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等;②開設(shè)了培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)運(yùn)用和計(jì)算能力訓(xùn)練課程,如數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)(Matlab實(shí)踐)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)(C語言編程)、機(jī)械CAD基礎(chǔ)、流動(dòng)與傳熱計(jì)算實(shí)踐等;③開設(shè)多門綜合性專業(yè)課程設(shè)計(jì)課程,提高綜合運(yùn)用知識(shí)能力,如機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、熱工測(cè)量?jī)x表與自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)、鍋爐課程設(shè)計(jì)、計(jì)算傳熱學(xué)課程設(shè)計(jì)、供熱工程課程設(shè)計(jì)、熱力采油工藝課程設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)。(4)依托學(xué)科,強(qiáng)化人才特色培養(yǎng)。各學(xué)校根據(jù)學(xué)校的特色設(shè)置專業(yè)課,充分發(fā)揮學(xué)校特色的優(yōu)勢(shì),并充分考慮學(xué)生以后的發(fā)展需求。以我校為例,油田中的熱科學(xué)技術(shù)是我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)的特色,畢業(yè)生中70%的學(xué)生都在油田從事熱相關(guān)的工作,也是申報(bào)國家特色專業(yè)的亮點(diǎn),課程設(shè)置根據(jù)稠油生成過程進(jìn)行,從稠油生產(chǎn)注汽開始,到舉升、集輸再到煉油和化工等環(huán)節(jié)相關(guān)課程:石油工程概論、注汽鍋爐、熱力采油、油氣集輸和化工工藝與設(shè)備等,讓學(xué)生能結(jié)合過程了解其中的熱利用。其次,涉及動(dòng)力和暖通方向的安全設(shè)備工程師資格證考證核心課程基本都具備,為一部分學(xué)生畢業(yè)后的考證或其他發(fā)展需求奠定基礎(chǔ)。(5)多元化培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)方向相協(xié)調(diào)。以多元化人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向,在專業(yè)培養(yǎng)方案中設(shè)置不同類型的培訓(xùn),包括科研培訓(xùn)以及企業(yè)培訓(xùn)等,提高學(xué)生的科研能力和實(shí)踐能力。此外,專業(yè)還設(shè)置了特色課程,力求達(dá)到多元化培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)方向的統(tǒng)一。首先,構(gòu)建公共基礎(chǔ)平臺(tái),將多元化培養(yǎng)和專業(yè)培養(yǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。目前開設(shè)的很多課程(學(xué)科、專業(yè)基礎(chǔ)課)不僅為專業(yè)培養(yǎng)方向提供專業(yè)基礎(chǔ),同樣可以為多元化培養(yǎng)提供專業(yè)基礎(chǔ),從而在新的培養(yǎng)方案的培養(yǎng)下達(dá)到多元化培養(yǎng)目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)方向的統(tǒng)一。
4.多元化培養(yǎng)方案的探索實(shí)施。教學(xué)培養(yǎng)方案能否得到嚴(yán)格實(shí)施,是培養(yǎng)能源與動(dòng)力工程系多元化人才成敗的后期關(guān)鍵環(huán)節(jié),為達(dá)到培養(yǎng)方案的預(yù)想結(jié)果,應(yīng)健全組織結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮校、院二級(jí)領(lǐng)導(dǎo)督促作用,確保工作順利進(jìn)行。(1)加強(qiáng)培養(yǎng)方案制定、實(shí)施的組織保障。為保證多元化人才培養(yǎng)模式的順利實(shí)施,學(xué)校從上至下成立了培養(yǎng)方案修訂學(xué)術(shù)委員會(huì),學(xué)院專門成立了“能源與動(dòng)力工程多元化培養(yǎng)方案修訂”領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、工作部署及監(jiān)督,監(jiān)督培養(yǎng)方案的執(zhí)行過程,跟蹤培養(yǎng)方案的實(shí)施效果,通過反饋來進(jìn)行修訂。(2)全面系統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。目前,學(xué)校已經(jīng)成立了教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中心,從多個(gè)方面對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量開展評(píng)價(jià),并制定了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系,每年定期本科教學(xué)質(zhì)量報(bào)告。(3)教師隊(duì)伍建設(shè)。教師隊(duì)伍是培養(yǎng)方案的落實(shí)者,同時(shí)也是有力的監(jiān)督者和維護(hù)者,關(guān)系到新培養(yǎng)方案的貫徹情況,因此必須重視教師隊(duì)伍的構(gòu)建。教師不僅要精通專業(yè)知識(shí),而且具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這就要求廣大教師要加強(qiáng)學(xué)習(xí),提高綜合素質(zhì),主動(dòng)融入企業(yè)和社會(huì),為培養(yǎng)創(chuàng)新型多元化人才做好充分準(zhǔn)備。
三、結(jié)論
多元化教育以專業(yè)人才培養(yǎng)模式的多樣化為指導(dǎo)思想,以國家現(xiàn)代化建設(shè)的需要為導(dǎo)向,既符合人才的發(fā)展規(guī)律,也滿足人才的社會(huì)需求,更符合能源與動(dòng)力工程專業(yè)的特點(diǎn)。在當(dāng)前教育部大抓教學(xué)質(zhì)量的形勢(shì)下,高校應(yīng)堅(jiān)持“以人為本”的發(fā)展戰(zhàn)略,堅(jiān)持多元化教育思想,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)與特色,提高學(xué)生的科研能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,致力于培養(yǎng)出適應(yīng)我國能源與動(dòng)力行業(yè)發(fā)展的設(shè)計(jì)、管理、研發(fā)等高素質(zhì)專門人才。
【關(guān)鍵詞】傳熱學(xué) 教學(xué)方法 工程能力
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)09-0031-01
一、引言
目前,我國的高等工程教育已經(jīng)達(dá)到了高等教育總規(guī)模的三分之一左右,培養(yǎng)規(guī)模位居世界第一。盡管如此,我國的工程教育長(zhǎng)期以來由于受到教育經(jīng)費(fèi)的限制等因素的影響,工科教育理科化,教育過程中重理論、輕實(shí)踐。近年來,隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展,一方面對(duì)生產(chǎn)一線工程技術(shù)人員的需求不斷增長(zhǎng),另一方面大學(xué)畢業(yè)生的就業(yè)率卻越來越低。為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要,教育部于2010年啟動(dòng)實(shí)施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”,旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。
傳熱學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,與各工程領(lǐng)域關(guān)系密切,是一門理論應(yīng)用性極強(qiáng)的基礎(chǔ)課程,是從事能量轉(zhuǎn)換過程的研究、開發(fā)及設(shè)計(jì)工作過程中必不可少的理論基礎(chǔ)。因此,國內(nèi)許多講授傳熱學(xué)的教師都在積極探索傳熱學(xué)課程的教學(xué)改革,以期改善學(xué)生學(xué)習(xí)傳熱學(xué)的積極性,有些學(xué)校還積極與國外高校合作,引進(jìn)借鑒國外的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。我校自2006年成立熱能與動(dòng)力工程(現(xiàn)能源與動(dòng)力工程)專業(yè)以來,在“傳熱學(xué)”課程的教學(xué)上依據(jù)我省制定的高校強(qiáng)省戰(zhàn)略,努力提高學(xué)生的工程素質(zhì),力爭(zhēng)做到使學(xué)生學(xué)有所用,培養(yǎng)高素質(zhì)的現(xiàn)代工程師。
二、傳熱學(xué)在課程體系中的地位、作用
傳熱學(xué)課程是能源與動(dòng)力工程專業(yè)的一門重要的本科專業(yè)基礎(chǔ)課,它是為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)相應(yīng)專業(yè)課程而設(shè)置的,是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的橋梁。所以,傳熱學(xué)在能源與動(dòng)力工程專業(yè)的課程體系中處于核心地位。并且傳熱學(xué)的理論與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域都聯(lián)系密切,有著十分廣泛的應(yīng)用。同時(shí)傳熱學(xué)又是一門理論性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,例如其中導(dǎo)熱微分方程、對(duì)流傳熱微分方程組的推導(dǎo)以及相似原理的理解等都需要學(xué)生有較好的高等數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ),因此,在平時(shí)的學(xué)習(xí)中,總遇到學(xué)生抱怨傳熱學(xué)難懂、抽象、不好學(xué)。
三、重視實(shí)踐應(yīng)用,努力培養(yǎng)現(xiàn)代工程師
(一)教師自身工程素質(zhì)的提高
教師是整個(gè)教學(xué)過程中的核心,要想培養(yǎng)出高素質(zhì)的現(xiàn)代工程師,首先要提高教師本身的工程素質(zhì)。我校非常重視對(duì)教師工程能力的提高,尤其是對(duì)青年教師在工程實(shí)踐能力上的培養(yǎng)。
1.為了更好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),學(xué)校要求全校專業(yè)教師定期到企業(yè)生產(chǎn)一線開展調(diào)研活動(dòng)。通過組織全校專業(yè)教師開展下廠調(diào)研工作,使教師深入工廠生產(chǎn)一線,對(duì)所教專業(yè)在生產(chǎn)實(shí)踐中的新問題、新工藝、新方法等進(jìn)行調(diào)查研究,并且以此指導(dǎo)教案、教學(xué)實(shí)例、課程設(shè)計(jì)課題和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題等內(nèi)容的修改。
2.專業(yè)教師參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。高校的實(shí)驗(yàn)室基本都是由專門的實(shí)驗(yàn)老師管理的,理論課老師對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不熟悉也不參與到實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),不能夠?qū)崿F(xiàn)理論課堂與實(shí)驗(yàn)課的有機(jī)結(jié)合,因此,專業(yè)教師應(yīng)該參與實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)工作,這樣更有利于實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)建設(shè),也有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的更深刻的理解。
(二)注重學(xué)生能力培養(yǎng),突出實(shí)踐應(yīng)用
1.教學(xué)過程應(yīng)注意理論聯(lián)系實(shí)際,突出應(yīng)用。傳熱學(xué)是一門基礎(chǔ)理論較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,許多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺到其難懂、乏味,提不起興趣。對(duì)此,我們提出了“三步走”的教學(xué)方法。
第一步,問題的提出。在講解一個(gè)新知識(shí)點(diǎn)時(shí),盡量從學(xué)生們熟悉的日常生活中引入,以此激發(fā)學(xué)生的好奇心,提高其探索新知識(shí)的興趣;
第二步,解決問題。利用傳熱學(xué)的理論結(jié)合必要的推導(dǎo)將提出的問題加以解決;
第三部,知識(shí)的應(yīng)用。將理論推導(dǎo)得出的結(jié)論應(yīng)用到工程實(shí)際從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用。
例如在講解熱對(duì)流的概念時(shí),可以從學(xué)生熟悉的家用空調(diào)出風(fēng)方向開始,提問“為使房間溫度快速地升高或下降,應(yīng)將空調(diào)出風(fēng)口的葉片往哪個(gè)方向撥?”;然后結(jié)合熱對(duì)流的概念得出結(jié)論,使問題得以解決;最后,引入工程應(yīng)用實(shí)例:“在青藏鐵路建設(shè)中,采用碎石路基,碎石之間的空隙不填實(shí),可有效保持路基凍土的穩(wěn)定。”
采用這種“三步走”的教學(xué)方法,不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更實(shí)現(xiàn)了知識(shí)點(diǎn)的工程實(shí)際應(yīng)用,有利于學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。
2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)造力。我們傳熱學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是由理論課老師兼任的,這樣使理論與實(shí)踐更加緊密的結(jié)合,能夠使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深刻的理解。例如在講到大空間自然對(duì)流時(shí),可以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)測(cè)量自然對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的實(shí)驗(yàn)裝置,做實(shí)驗(yàn)時(shí),同學(xué)們將自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行比較,找出自己設(shè)計(jì)裝置的不足之處,這樣既加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解又有助于學(xué)生工程創(chuàng)造力的培養(yǎng)。
3.改革考核方式,增加工程設(shè)計(jì)內(nèi)容。對(duì)于必修課的考核方式,一般都是采取閉卷考試的方式,這是考核學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握情況的有效而簡(jiǎn)便的方式。但是由于傳熱學(xué)存在經(jīng)驗(yàn)公式多、圖表多的特點(diǎn),有些內(nèi)容如非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的諾謨圖法、流體橫掠管束對(duì)流傳熱等不適合閉卷考試而在工程上又經(jīng)常用到的內(nèi)容無法考核。雖然很多高校都采用了一種“半開卷”的考試方法,即允許學(xué)生將其準(zhǔn)備的內(nèi)容寫在蓋了相關(guān)印章的白紙上帶入考場(chǎng),但是由于考試時(shí)間的限制,試題內(nèi)容也不宜過于復(fù)雜,不利于學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)。為此,我們采取平時(shí)與期末考試相結(jié)合的考核方式:期末考試采用閉卷考試,占總成績(jī)的70%,對(duì)于需要用到的經(jīng)驗(yàn)公式,在試卷上加以標(biāo)注;平時(shí)成績(jī)占30%,在平時(shí)成績(jī)的考核中,增加一些工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容,提高了學(xué)生工程應(yīng)用的能力。
四、結(jié)語
隨著我國工業(yè)化的發(fā)展,對(duì)一線工程技術(shù)人員需求的不斷增加,像我校這樣的應(yīng)用型本科院校應(yīng)抓住機(jī)遇,積極改革傳熱學(xué)教學(xué)方法,努力提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)展需要的能源動(dòng)力專業(yè)工程師。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:傳熱學(xué);英文教學(xué);能源動(dòng)力工程
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)42-0208-02
一、英文《傳熱學(xué)》教學(xué)的重要意義
《傳熱學(xué)》、《工程熱力學(xué)》和《流體力學(xué)》被是能源動(dòng)力專業(yè)的三大核心專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。傳熱學(xué)是研究在溫差存在的情況下,物理內(nèi)部或者物體與物體之間發(fā)生的能量傳遞規(guī)律的一門課程。由于自然界和科學(xué)生產(chǎn)中均處處存在導(dǎo)致熱量傳遞的溫差,所以傳熱不僅是一種常見的自然現(xiàn)象,而且廣泛存在于各工程領(lǐng)域,如能源動(dòng)力、機(jī)械制造、建筑節(jié)能、航空航天、生物工程等[2]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳熱學(xué)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展,對(duì)《傳熱學(xué)》課程的教學(xué)要求也在不斷提高。為提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出能夠參與國際化競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)的“專業(yè)+外語”的復(fù)合型人才,2001年教育部頒布了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》[3]。在意見中提出,要在國家發(fā)展急需的專業(yè)開展雙語教學(xué),這是教育部首次從國家戰(zhàn)略的高度提出要發(fā)展雙語教學(xué)[4]。而后,教育部分別在2005年、2007年多次頒布意見[5-7],大力推廣雙語教學(xué)和英文教學(xué)。
英文教學(xué)的順利開展不僅有利于學(xué)生掌握專業(yè)術(shù)語,獲取學(xué)科前沿知識(shí),為以后的國際交流打下基礎(chǔ),而且有利于培養(yǎng)出更多的國際化、復(fù)合型人才,在我國高校的人才培養(yǎng)格局中發(fā)揮著重要作用。此外,要實(shí)現(xiàn)高等教育走出去的國家戰(zhàn)略,并實(shí)現(xiàn)高等教育國際化,英文教學(xué)是重要的基礎(chǔ)和手段[8]。在傳熱學(xué)領(lǐng)域中,為了了解時(shí)下的前沿動(dòng)向,學(xué)習(xí)到國外先進(jìn)的科學(xué)理念,借鑒最新的科研成果,與國際上的優(yōu)秀學(xué)者進(jìn)行有效地溝通與交流,加之國際上大多數(shù)的優(yōu)秀科研期刊都是英文資料,國際會(huì)議也是用英文進(jìn)行交流,我們必須要不斷提高自身的英語水平。由于學(xué)科交流中涉及到大量的專業(yè)術(shù)語,普通的英語教學(xué)已不能滿足需求,因此有針對(duì)性的專業(yè)英文教學(xué)勢(shì)在必行。在能源動(dòng)力專業(yè)中的本科《傳熱學(xué)》教學(xué)中引入全英文教學(xué)也可以更好地提高國際化辦學(xué)程度,推進(jìn)教育國際化的進(jìn)度,不僅能夠有的放矢、大幅度提高中國學(xué)生該領(lǐng)域的英語水平,而且能夠吸引外國留學(xué)生,方便他們對(duì)該領(lǐng)域?qū)W科的學(xué)習(xí),促進(jìn)了國際間的學(xué)術(shù)交流和溝通。
二、英文《傳熱學(xué)》教學(xué)的現(xiàn)狀和問題
文本作者在國外留學(xué)期間從事《傳熱學(xué)》的教學(xué)和研究工作。曾在愛荷華州立大學(xué)機(jī)械工程系開展了三個(gè)學(xué)期的《傳熱學(xué)》教學(xué)工作,既包括實(shí)驗(yàn)課也參與了課堂教學(xué),具有一定的《傳熱學(xué)》全英文教學(xué)基礎(chǔ)。在國內(nèi)工作期間,利用中文《傳熱學(xué)》課程的教學(xué)機(jī)會(huì),部分穿插了雙語教學(xué)和全英文授課的嘗試,并引入國外大學(xué)教授直接授課的模式,豐富了《傳熱學(xué)》課程的教學(xué),并使學(xué)生受益。在開展這項(xiàng)工作的過程中,逐漸發(fā)現(xiàn)了全英文和雙語教學(xué)中的優(yōu)勢(shì),更發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前教學(xué)過程中的一些問題。因此對(duì)此進(jìn)行了思考和總結(jié)。
教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)開展英文授課模式較為感興趣,可以極大地吸引學(xué)生的注意力。結(jié)合美國本科生課堂中比較注重與學(xué)生互動(dòng)這一特點(diǎn),英文《傳熱學(xué)》的教學(xué)比中文授課更加激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于進(jìn)入重點(diǎn)大學(xué)進(jìn)行本科學(xué)習(xí)的學(xué)生英語水平基本達(dá)到參加雙語課程的要求[9]。結(jié)合自身英語學(xué)習(xí)提高的方面,面對(duì)《傳熱學(xué)》英文課,學(xué)生在自身能夠理解課堂內(nèi)容的基礎(chǔ)上,常抱著濃厚的興趣學(xué)習(xí)。與平時(shí)的中文課相比,英文課從形式展示上做了全新的改變,這對(duì)學(xué)生無疑有著強(qiáng)烈的吸引力,學(xué)好這樣的課對(duì)于他們也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
然而在教學(xué)的過程中也發(fā)現(xiàn)存在部分問題,比如學(xué)生的表達(dá)部分受阻。由于缺少英語口語使用的語言環(huán)境以及本科學(xué)習(xí)對(duì)英語口語水平要求有限,國內(nèi)學(xué)生的英語水平普遍為“啞巴”英語,所以在英文課堂上,也存在著和必須要面對(duì)的一些問題。受口語水平的局限,多數(shù)學(xué)生在課堂上不愿意用英語提問,學(xué)生與老師之間的課堂溝通機(jī)會(huì)會(huì)有所限制,學(xué)生對(duì)教學(xué)活動(dòng)的參與主要為被動(dòng)式。因此在授課中需要注意要采取循序漸進(jìn)的方式,初期先穿行外語教學(xué),隨著講解的不斷深入,學(xué)生理解能力的增強(qiáng)和專業(yè)知識(shí)的提高,可以過渡到全英文授課的模式。此外,教師通過有趣的研究故事和經(jīng)歷調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,同時(shí)關(guān)注學(xué)生情感,及時(shí)關(guān)注關(guān)心學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、認(rèn)知反映和學(xué)習(xí)效果,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,建立師生之間雙語交流的常態(tài)關(guān)系,從而提高雙語教學(xué)質(zhì)量。隨著全英文課程的逐步推進(jìn),學(xué)生逐漸愿意交流,并在課堂上用英文大膽提問。
在課程內(nèi)容上,英文《傳熱學(xué)》與中文《傳熱學(xué)》的授課內(nèi)容基本一致,但是對(duì)于具體的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、公式形式,以及解題思想上有部分區(qū)別,因此對(duì)這一問題要進(jìn)行注意。目前,雙語教學(xué)的學(xué)校大多采用國外進(jìn)口的原版教材。因?yàn)榕c國內(nèi)教材相比,國外原版教材英文規(guī)范,表達(dá)清晰,內(nèi)容豐富、新穎,閱讀量大,可讀性強(qiáng),能提供該領(lǐng)域較新的專業(yè)知識(shí)[10]。然而,國外出版的英文《傳熱學(xué)》教材種類很多,但基本上是針對(duì)母語為英語的學(xué)生編寫的教材。所以在教材選擇方面還存在一些問題。與國內(nèi)教材相比,國外教材在公式表達(dá)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)運(yùn)用,甚至解題思想方面都存在著一定差異,這給學(xué)生順利使用教材帶來了一些困難。
全英文教學(xué)中的考核不易控制。比如學(xué)生作業(yè)中,受英文水平的限制,學(xué)生對(duì)英文寫作表達(dá)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)把握不到位,他們完成的課后作業(yè)往往存在水平不一、表達(dá)不清晰、前后順序不統(tǒng)一等問題,在考試中也存在這一問題。此外,《傳熱學(xué)》課程涉及公式、專業(yè)詞匯較多,考慮到學(xué)生不同的學(xué)習(xí)目的,他們有的側(cè)重于大量掌握專業(yè)詞匯,有的側(cè)重于理解和掌握專業(yè)知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn),為此考試標(biāo)準(zhǔn)難以制定和統(tǒng)一。
三、英文《傳熱學(xué)》教學(xué)的對(duì)策和建議
在對(duì)《傳熱學(xué)》英文教學(xué)過程中存在的部分問題,可以嘗試以以下方式進(jìn)行解決:
1.嘗試對(duì)學(xué)生分類管理,分別開設(shè)《傳熱學(xué)》中文和《傳熱學(xué)》英文班,讓學(xué)生自由選擇(針對(duì)自己的發(fā)展方向進(jìn)行),考試時(shí)對(duì)不同班級(jí)分開考核。為了兼顧學(xué)生不同的學(xué)習(xí)目的,可以嘗試分別開設(shè)《傳熱學(xué)》中文和《傳熱學(xué)》英文班。其中,中文班側(cè)重于講授《傳熱學(xué)》中的理論、公式推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)原理以及應(yīng)用問題的解決,英文班側(cè)重于講授《傳熱學(xué)》中的理論、公式推導(dǎo)等及相關(guān)的專業(yè)詞匯和表達(dá)規(guī)范、該領(lǐng)域較新的專業(yè)知識(shí)英文文獻(xiàn)閱讀等。學(xué)生可以依據(jù)各自的發(fā)展方向進(jìn)行自由選擇相應(yīng)的課程學(xué)習(xí)??荚嚂r(shí)對(duì)這兩種班級(jí)進(jìn)行分開考核,依據(jù)各自教授的重點(diǎn)制定考試形式和題目等。
2.《傳熱學(xué)》中英文半交叉上課,學(xué)生可以自由流動(dòng),課程內(nèi)容加深理解。在開設(shè)兩種班級(jí)的基礎(chǔ)上,利用兩種班級(jí)教授內(nèi)容側(cè)重不一、上課時(shí)間不重合的新穎形式,吸引和鼓勵(lì)學(xué)生在上好各自選擇的課程的基礎(chǔ)上,自由流動(dòng),參與另一種形式的課程學(xué)習(xí),以期積累濃厚學(xué)習(xí)《傳熱學(xué)》的興趣,拓展自己專業(yè)視野,加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。然而具體的問題還有,因此需要在教學(xué)的實(shí)踐過程中,不斷豐富,繼而找到全英文教學(xué)有效地實(shí)施之路。
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Some Considerations in English Teaching of Undergraduate Heat Transfer Course
YUE Ya-nan,XU Yan-ru,WAN Xiang
(Wuhan University,School of Power and Mechanical Engineering,Wuhan,Hubei 430072,China)
關(guān)鍵詞:超臨界;前沿;難點(diǎn);工程實(shí)際;改革實(shí)踐
中圖分類號(hào):TM89;TM614 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)19-0089-02
一、引言
隨著我國教育事業(yè)的快速發(fā)展,研究生的教育結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了顯著的變化,專業(yè)碩士的比例不斷增加,由此也帶來了一系列問題。如教學(xué)模式單一,難以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以至于極大地禁錮了學(xué)生的思維。其次,對(duì)于專業(yè)碩士的培養(yǎng),往往是通過學(xué)術(shù)碩士培養(yǎng)模式的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)移,理論講授偏多。此外,社會(huì)導(dǎo)師的引入和使用上的不足也直接導(dǎo)致了理論知識(shí)與實(shí)際的脫節(jié),使得學(xué)生實(shí)踐能力不足,難以滿足社會(huì)的要求,使得研究生教育傳統(tǒng)模式的缺點(diǎn)越來越突出。
《超超臨界火電廠運(yùn)行特性》是我?!皠?dòng)力工程”專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案中的學(xué)位課程,該課程不但涵蓋了本科階段的相關(guān)力學(xué)基礎(chǔ)及鍋爐、汽輪機(jī)專業(yè)課等知識(shí),而且側(cè)重于超超臨界參數(shù)動(dòng)力設(shè)備??膳囵B(yǎng)本學(xué)科研究生掌握超超臨界參數(shù)動(dòng)力設(shè)備方面的專業(yè)知識(shí),為培養(yǎng)本學(xué)科火電廠運(yùn)行研究及設(shè)計(jì)、教學(xué)和科研的高級(jí)人才提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。目前上海交通大學(xué)、上海電力學(xué)院等高校已對(duì)專業(yè)學(xué)位碩士研究生開設(shè)了相關(guān)的課程,并結(jié)合了自己學(xué)校的專業(yè)特色。
二、《超超臨界火電廠特性》課程教學(xué)改革的基本思路
超(超)臨界火電廠運(yùn)行特性課題組成員在多年的電廠《鍋爐原理》、《汽輪機(jī)原理》等課程教學(xué)過程中,積極研究探索,總結(jié)出以“把握技術(shù)發(fā)展前沿,突出重點(diǎn)、抓住難點(diǎn),密切聯(lián)系工程實(shí)際”為主要內(nèi)容的教學(xué)方法。并在教學(xué)過程中突出多媒體教學(xué)的研究與應(yīng)用,積極開展專題討論,培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考和解決實(shí)際工程問題的能力,為專業(yè)課程的教學(xué)方法改革探索新思路。同時(shí),完善專業(yè)碩士剛性考核的培養(yǎng)機(jī)制,全方位培養(yǎng)符合社會(huì)需求的優(yōu)秀專業(yè)型研究生,為提高課程教學(xué)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。此外,結(jié)合學(xué)校專業(yè)碩士學(xué)位的培養(yǎng)目標(biāo),致力于提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。
教學(xué)改革遵循“加強(qiáng)實(shí)踐、注重應(yīng)用、增強(qiáng)素質(zhì)、培養(yǎng)能力”的原則,以建設(shè)科學(xué)規(guī)范的教學(xué)機(jī)制為先導(dǎo),以抓好教師隊(duì)伍建設(shè)為前提,以課程內(nèi)容和教材建設(shè)為核心,以現(xiàn)代教育技術(shù)為手段,以提高教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量為目的,有計(jì)劃、有目標(biāo)、分階段、分層次地開展課程建設(shè)工作,構(gòu)建“教學(xué)目標(biāo)明確、教學(xué)理念先進(jìn)、學(xué)生理論和技能一流”的課程教學(xué)體系。
(一)教學(xué)中注重把握技術(shù)發(fā)展前沿
進(jìn)入21世紀(jì),火力發(fā)電技術(shù)已邁進(jìn)了超(超)臨界參數(shù)的時(shí)代,以計(jì)算機(jī)為核心的燃燒及傳熱三維模擬等新技術(shù)不斷涌現(xiàn),內(nèi)容更新快,是專業(yè)課程的一個(gè)特點(diǎn)。課程的設(shè)置為專業(yè)服務(wù),課程標(biāo)準(zhǔn)的確立堅(jiān)持“以能力為本位,以就業(yè)為導(dǎo)向”的教改理念,以“加強(qiáng)素質(zhì)教育,強(qiáng)化職業(yè)道德,增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)能力,更好地服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展”為宗旨。作為動(dòng)力工程專業(yè)的專業(yè)學(xué)位課課程,在繼承本科階段相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上,著重講授技術(shù)發(fā)展前沿動(dòng)力流體設(shè)備領(lǐng)域的燃燒理論與規(guī)律、流體機(jī)械可靠性、運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性等內(nèi)容,并通過結(jié)合專題研究提升學(xué)生創(chuàng)新能力,以及借鑒歐美發(fā)達(dá)國家所普遍采用的“產(chǎn)學(xué)研”人才培養(yǎng)方法對(duì)《超超臨界火電廠運(yùn)行特性》課程教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型進(jìn)行探討。而由于出版周期的問題,教材內(nèi)容總是會(huì)滯后于前沿技術(shù),這就需要在教學(xué)過程中一方面加以相關(guān)內(nèi)容為研究?jī)?nèi)容,一方面加以引導(dǎo),幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)的自主性。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生利用各種資源,包括傳統(tǒng)的和網(wǎng)絡(luò)的,把握超超臨界技術(shù)發(fā)展的前沿。
(二)教學(xué)過程中突出重點(diǎn)、抓住難點(diǎn)
《超超臨界火電廠運(yùn)行特性》是一門技術(shù)難度較高的專業(yè)課程,知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)多,需要突出重點(diǎn)、抓住難點(diǎn),確定該課程內(nèi)容以及講座專題內(nèi)容的細(xì)節(jié)。課程的設(shè)置為專業(yè)服務(wù),課程標(biāo)準(zhǔn)的確立堅(jiān)持“以能力為本位,以就業(yè)為導(dǎo)向”的職教理念,以“加強(qiáng)素質(zhì)教育,強(qiáng)化職業(yè)道德,增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)能力,更好地服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展”為宗旨。作為動(dòng)力工程專業(yè)的專業(yè)學(xué)位課課程,在繼承本科階段力學(xué)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上,突出講授動(dòng)力流體設(shè)備領(lǐng)域超超臨界參數(shù)下汽水特性,預(yù)熱段、蒸發(fā)段及過熱段特性,內(nèi)擾和外擾的影響等內(nèi)容,并通過結(jié)合專題研究提升學(xué)生創(chuàng)新能力,以及借鑒歐美發(fā)達(dá)國家所普遍采用的“產(chǎn)學(xué)研”人才培養(yǎng)方法,對(duì)《超超臨界火電廠運(yùn)行特性》課程教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型進(jìn)行探討。教學(xué)改革后,發(fā)展前沿的新內(nèi)容需要充實(shí),需要在教學(xué)過程中注意節(jié)奏的控制和調(diào)整,確保重點(diǎn)知識(shí)能夠被掌握,知識(shí)難點(diǎn)能夠被講透。
(三)聯(lián)系工程實(shí)際組織教學(xué)
在組織教學(xué)的過程中,密切聯(lián)系工程實(shí)際,注重學(xué)生工程素養(yǎng)的培育,這也是由課程性質(zhì)決定的。專業(yè)課程的又一個(gè)特點(diǎn)是工程性強(qiáng),工程問題往往是具體的、復(fù)雜的,它總是以某種狀態(tài)處于特定的生產(chǎn)實(shí)際環(huán)境中,不能離開它所處的環(huán)境條件去研究。例如,超臨界參數(shù)下傳熱惡化、熱偏差問題,與亞臨界以下機(jī)組存在本質(zhì)的區(qū)別。超臨界壓力時(shí),工質(zhì)不存在恒定的飽和溫度,偏差管工質(zhì)溫度差別更高。第二類傳熱惡化對(duì)于亞臨界參數(shù)鍋爐來說,因其循環(huán)倍率遠(yuǎn)大于1,通過調(diào)節(jié)可以避免,超臨界參數(shù)鍋爐循環(huán)倍率為1,就無法避免。另外,因此講授時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)這種聯(lián)系工程實(shí)踐,具體問題具體分析的觀點(diǎn)。
三、改革措施及運(yùn)行情況
(一)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用
在教學(xué)過程中,根據(jù)超(超)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn),將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中。制作了課程的多媒體授課課件,通過集成在課件中的相關(guān)圖片、動(dòng)畫和視頻,把鍋爐運(yùn)行的基本原理、有關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)的動(dòng)作過程等形象地展示給學(xué)生們,并把有關(guān)鍋爐、汽輪機(jī)的超臨界特性等情況以圖文等信息方式“搬”進(jìn)了課堂。多媒體教學(xué)增加了課堂教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性,提高了課堂效率。充分利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì),提高交互式教學(xué)功能。由于條件限制,《超(超)臨界機(jī)組運(yùn)行特性》這類專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)往往難以在校內(nèi)通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備來保證一定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。改革過程中,充分利用了基于計(jì)算機(jī)的火電機(jī)組仿真平臺(tái),開設(shè)了利用仿真的超超臨界機(jī)組常規(guī)試驗(yàn)為內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。構(gòu)成了課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,保證了實(shí)驗(yàn)效果。
(二)開展研究性學(xué)習(xí),提高工科學(xué)生素質(zhì)
結(jié)合動(dòng)力工程專業(yè)碩士培養(yǎng)方案,初步確定課程超(超)臨界火電廠運(yùn)行特性的教學(xué)方法和手段。根據(jù)動(dòng)力工程不同研究方向的教學(xué)需求,實(shí)現(xiàn)分層次的教育,通過專題講座,貫徹先進(jìn)的教學(xué)理念,培養(yǎng)研究生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和獨(dú)立破解難題的科研能力。課堂和科研相結(jié)合的教學(xué),課堂教學(xué)采用專題案例式教學(xué)法,從一個(gè)實(shí)際問題出發(fā),討論分析如何解決這個(gè)問題,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和增強(qiáng)對(duì)問題的探索精神和創(chuàng)新意識(shí);結(jié)合科研項(xiàng)目實(shí)際開發(fā)內(nèi)容,充分調(diào)動(dòng)研究生對(duì)研究工作的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力。
(三)作業(yè)、考試等教改舉措
本課程為“動(dòng)力工程”專業(yè)學(xué)位課,為考試課程??荚嚦煽?jī)占70%,平時(shí)成績(jī)與專題研討30%。筆試采用閉卷方式,客觀題注重考核學(xué)生對(duì)于基本概念、基本理論的把握;主觀題側(cè)重于基本技能的理解和掌握,考核學(xué)生的工程應(yīng)用和解決實(shí)際問題的能力。平時(shí)成績(jī)中,10%為考勤與日常作業(yè)成績(jī),20%為專題討論成績(jī)。其中專題討論將組織學(xué)生針對(duì)一個(gè)具體系統(tǒng)進(jìn)行建模、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)與分析,形成書面報(bào)告,以提高學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力,鞏固本課程及已學(xué)過的相關(guān)課程的基礎(chǔ)知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生破解難題與獨(dú)立開展科研工作的能力。
四、改革效果分析
以上在《超超臨界火電廠特性》課程教學(xué)方法和手段方面的改革舉措,取得了良好的效果。所采取的教學(xué)方式,受到了學(xué)生的歡迎和肯定;延伸了課堂教學(xué)的時(shí)間和空間。研究型教學(xué)方面的初步嘗試,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究熱情。結(jié)合教師給定的研究方向,學(xué)生或撰寫科技小論文或進(jìn)行一些小的工程設(shè)計(jì),科技文獻(xiàn)寫作水平有所提高。今后應(yīng)注重以下問題:第一,加強(qiáng)教育教學(xué)觀念的討論,經(jīng)常性開展教學(xué)研究,交流與總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn);第二,在后續(xù)的教學(xué)工作中,應(yīng)當(dāng)繼續(xù)貫徹結(jié)合院校背景、緊跟學(xué)科發(fā)展前沿、以培養(yǎng)和提高研究生實(shí)際科研能力的方針,不斷修訂與調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,將學(xué)科最新進(jìn)展融入到教學(xué)中去,并通過多種手段切實(shí)提高學(xué)生科研水平。
五、結(jié)論
實(shí)踐證明,上述改革措施培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,激發(fā)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與熱情,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合能力,養(yǎng)成了一絲不茍和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,強(qiáng)化了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力及創(chuàng)新意識(shí)。
教師教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變是教學(xué)改革的關(guān)鍵,必須輔以相應(yīng)教學(xué)方法的改革。教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要教師大膽地探索,不斷在實(shí)踐中總結(jié)提高?!敖獭迸c“學(xué)”是一個(gè)互動(dòng)的過程,教學(xué)方法的改革離開學(xué)生的支持和配合是難以落到實(shí)處的。
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