发布时间:2023-09-22 18:14:38
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【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)09-0253-02
能源动力是国民经济的支柱产业。进入21世纪,世界经济迅猛发展,化石能源日趋枯竭,能源短缺以及环境问题日益严峻。提高能源利用效率,保护环境,开发新能源和可再生能源,保证能源的可持续供应,对能源科技提出了新的挑战。能源科技发展需要一大批合格的专门人才。高等学校能源与动力工程专业应不断进行课程体系改革和教学内容优化,为能源动力行业培养出满足行业要求的专门人才。根据高等教育教学改革的要求以及行业发展趋势,中国矿业大学能源与动力工程专业在人才培养模式、课程体系设置和教学内容优化等方面进行了一系列改革,积累了一些经验,在此成文,与同行交流。
一、能源与动力工程专业课程体系改革面临的挑战
1.能源动力学科领域的拓展对人才知识结构提出了新要求
2012年,教育部对本科专业的招生门类、专业目录进行了调整,热能与动力工程专业更名为能源与动力工程。从2013年起,全国本科专业将按照2012版教育部新颁布的本科专业目录招生。专业名称的改变,并不仅仅是改变了称谓,而是随着时代的发展,该专业内涵发生了很大的改变。原来的热能与动力工程强调的是热能与动力的转换,而现在能源与动力工程专业涵盖的范围则更宽广了,由过去传统的能量转化与利用领域,发展到今天的能源生产、燃烧污染治理、新能源的开发与利用等多个领域,与化学、环境工程等学科的交叉关系越来越密切。近些年来,新能源与可再生能源的开发利用方兴未艾,形成了庞大的研究队伍和产业,如太阳能、风能、垃圾发电,脱硫脱硝等行业,为毕业生提供了广阔的就业市场,急需高校能提供这方面的人才。现有的专业培养方案中课程设置和教学内容已经不能满足能源动力行业时展的要求,需要做出相应的调整。然而,在目前培养计划中总学分压缩、课程门数减少的情况下,增加新领域课程,必将会对原有的课程设置造成冲击。
2.人才培养的“宽口径”和“零距离”之间存在矛盾
能源与动力工程专业是一个宽口径专业,涵盖了原来的热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏等,这些专业在内涵上存在很大的差异。“宽口径”培养模式避免了过去那种专业面过于狭窄的问题,使人才具有宽广的知识面,增强了就业的适应性,这也直接产生了不利的方面。在目前专业课程门数和学时都有限的情况下,毕业生在哪一方面都不专,不能满足企业对人才知识结构的要求,在工作现场还要经过很长时间的理论学习和实习过程,很难满足用人单位的要求。由于缺乏完善的岗前培训和有效的继续教育制度,我国国有大中型企业一般不乐意接受“宽口径”的毕业生,希望毕业生一毕业能尽快胜任工作岗位,甚至是“零距离”对接[1]。
3.课程体系设置模式不能满足大学生的个性化发展需求
大学生在成长的过程中,形成了不同的人生观、价值观,对自己未来所从事的职业有喜好厌恶,如有的喜欢动力机械,有的喜欢制冷空调,还有的喜欢热力发电;另外,对个人的发展方向也有不同选择,如有的要考研,有的要就业,还有的要创业。高等教育应该支持大学生个性化发展,在培养方案和课程体系设置上应该提供他们可以自主选择的空间,使他们能够按照自己的兴趣爱好去选择发展方向和未来从事的职业。目前课程体系设置模式单一,所有学生四年学习的课程几乎都一模一样,教学内容差别不大,学生几乎都是一个培养模式,不能满足不同类型学生的需求,限制了学生的个性发展,也不利于创新精神的培养。
4.实践教育环节与课程教学之间存在冲突
为全面落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》,深入贯彻总书记在清华大学建校100周年上的讲话精神,为了培养具有较强实践能力和创新精神的高素质人才,高校强化了实践教学环节,内容不断丰富,形式不断拓展,在实践育人工作总体规划、深化实践教学方法改革、系统地开展社会实践活动、加强实践育人基地建设等方面取得了很大的成绩。但是实践育人特别是实践教学依然是高校人才培养中的薄弱环节,与培养拔尖创新人才的要求还有差距。在总学分和学时减少的情况下,如果一味地强化实践教学,增加实践教学学分,则不得不压缩理论课程的学分和学时,甚至得减少理论课程门数,这样培养的人才很难做到“厚基础”, 违背了人才培养目标。另一方面,实践教育环节和理论教学环节相脱节,必然影响实践教育环节的效果。此外,在教学内容方面,也应及时更新。国外高水平大学能及时更新教学内容,反映本学科新的研究领域和前沿技术。如美国佐治亚理工学院将MEMS技术引入了换热器课程,将先进的能量转化技术,如燃料电池、生物质能转换、热电转换等引入了热力学课程。和国外相比,我们教学内容就显得陈旧,不利于人才培养。
二、课程体系构建与教学内容优化措施
1.增设新领域核心课程,完善人才知识结构
能源与动力工程专业课程体系改革,要根据能源动力学科新的拓展领域,广泛深入调研,充分了解能源动力专业的发展趋势以及涉及的主要学科领域,掌握新领域的学科内涵和新兴行业对人才培养的需求,以确定未来人才必备的知识结构。在满足总学分和学时限制的条件下,补充完善培养方案中的课程设置,优化教学内容,将新领域的课程与原专业课程整合,制定适应学科领域扩展、满足未来人才市场需要的课程体系,使毕业生具有完善的知识结构,增强毕业生就业竞争力。
2.按专业大类统一基础课程设置,分设专业方向模块
在课程体系设置中,为了解决学生专业知识结构宽泛而不专的问题,还是要分设专业方向[2]。但为了防止回到以前的老路,防止专业面过于狭窄,不同专业方向的通识教育课和专业大类基础课程应统一设置。在此基础上,根据不同的专业方向设置不同的模块化课程,每个专业模块化课程的门数不宜过多,设3-4门,10个学分左右即可,同时设置大量应用性强的专业选修课,强化实践环节,这样就解决了“宽口径”和“零距离”之间的矛盾。
3.建立柔性的课程体系,满足大学生的个性化发展需要
建立柔性的课程体系,使课程体系构建多样化、课程设置分层次,以满足不同类型学生的个性发展需求[3]。通过设置不同的专业方向模块,学生可以按照自己对未来从事行业预期和职业喜好加以选择。培养计划分研究型和应用型。“研究型”培养计划的学时分配适当向基础课、专业基础课倾斜,实践教育环节要注重学生创新能力的培养。“应用型”培养计划的学时分配应适当向传授专门应用技术的专业课倾斜,实践教育环节注重培养学生应用所学专业知识的能力。同时,增加选修课程门数,选修课程也分研究型和应用型,满足毕业生继续深造和就业的不同需要。
4.优化教学内容和方法,理论教学和实践环节相结合
在强化实践环节的同时,一定要保证理论课程有足够的学分和学时。在总学分减少和实践学分增加的前提下,可以适当压缩德育课程学分,保证专业基础理论课程学分。同时,改革应用性很强的专业技术课程的教学内容和方法,这类课程都设置课程设计环节,学生在课程学习的同时开展课程设计,通过工程设计将理论教学和实践环节有机结合起来。另外,及时修订教学大纲,与时俱进,及时将本学科最新的研究领域、前沿技术在教学内容上得到反映。
三、结束语
课程体系改革和教学内容优化是一项长期艰巨的任务,需要在高等教育实践中不断探索、完善。能源与动力工程专业人才培养要解决的问题,有和其它专业共性的方面,也有其特殊性。能源与动力工程专业课程体系改革要满足国家高等教育人才培养目标的总体要求,可以借鉴其它专业成功的改革经验,还要结合专业自身的特点,探索出更多行之有效的措施。
参考文献:
[1]张力,杨晨. 能源动力类专业工程教育改革初探,中国电力教育,2011,(21):152-154
[2]于娟, 吴静怡. 能源动力专业的高等工程教育研究与实践,中国电力教育,2011,(27):158-160
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)36-0113-02
能源是现代人类文明的支柱之一,能源类人才的培养一直是我国高等教育中不可或缺的一部分。在中国教育部(原国家教育委员会)《普通高等学校本科专业目录》的制订与修订过程中,与能源相关的专业随着学科的发展、社会分工的变革以及教育对象的变化不断地进行着调整。本着适应经济社会发展、社会需求的变化,适应高校多类型、人才培养多规格的需要和有利于复合型、创新型人才的培养的原则,与能源相关的专业从第二版的“热能核能类”中的四个专业经历第三版中的“能源动力类”的两个专业后,发展到2012年第四版“能源动力类”的“能源与动力工程”一个专业。《普通高等学校本科专业目录》修订过程中的专业调整,不仅为我们明确了专业建设的指导思想,同时也对我们提出了专业建设的新任务。
我校创建于1951年,1985年开始本科生教育工作,是一所电力行业为背景、特色鲜明的行业类院校。“热自”专业(即现在我校“能源与动力工程”专业的前身)设置于学校创立之初,是学校的老牌专业。在60多年的办学过程中,尽管专业名称经历了“热能工程”、“热能与动力工程”和“能源与动力工程”的变化,但是专业建设始终本着为电力行业服务的宗旨,努力打造“电力工程师的摇篮”,在课程体系的构建、实践环节的设计上侧重于培养电力行业内的能源专业技术人才,为我国电力工业培养了大量的专业人才。
2012年《普通高等学校本科专业目录》颁布实施,我校的“能源与动力工程”专业以此为契机,在专业建设方面,结合自身专业的背景情况,深入思考,在专业建设的某些方面又进行了有益尝试。
一、专业方向的设定
2012年颁布实施的《普通高等学校本科专业目录》第四版中能源动力类二级学科门类下列的专业仅存了“能源与动力工程”一个专业,使得该专业转型成了一个“大能源”范畴 内的专业。但是,从人才培养的规律来说,在拓宽专业面的同时,还是要“有所为,有所不为”。我校的“能源与动力工程”专业一直以为电力行业培养人才为主,是侧重于电厂的热能动力,这个主线条不应改变。但同时考虑到即便是电力行业内的人才,在实际工作之中也要“术业有专攻”的实际情况,我们的“能源与动力工程”专业人才的培养既不能过于宽泛,又不能过于单一,培养方案最好能够体现在一定行业领域的多元化培养。
人才的培养源于社会的需求,专业的培养方案应以满足社会人才的需要为首要目标。多年来,我校教师与电力行业企业紧密接触,及时掌握人才需求的发展动向,同时对毕业生就业后的实际工作岗位进行一定的跟踪,在掌握一定信息的情况下了解到,电力行业内所需要的能源动力工程专业人才也在发生着一定的变化,从以往传统的电厂运行人员为主,已经悄然衍生出污染物控制、清洁能源、节能、能源管理等多种人才的细化。
综合前面专业设置变化和人才需求细化两种情况,我们结合学校多年来对电力行业内“能源与动力工程”专业人才的培养经验,发挥自身专业特点和优势,以专业方向的多元化设置为切入点,在培养方案中,通过课程的设置,凝练和体现出三个专业方向:电厂热能动力、洁净发电技术和节能与能源管理。“电厂热能动力”方向继续秉承和发挥学校的专业特色,旨在培养电力生产运行、检修方面的人才;“洁净发电技术”方向紧跟我国的能源和环保的发展趋势,侧重于培养学生在污染物控制和新能源方面的素养;“节能与能源管理”方向结合建设资源节约型和环境友展节好型社会的客观需要,培养有节能意识、熟悉节能管理、掌握一定节能技术的能源计量与管理人才。
二、课程体系的的构建
课程体系的构建是否合理决定着培养目标是否得以实现,直接关系到人才的知识储备,课程体系中课程的配置需要从多方面综合考虑,即要形成较为完成完整的人才培养课程体系,又要能体现出的专业方向的设置。
能源动力工程专业是一门内容丰富而又广泛的学科,所涉及的课程较多,为了合理配置课程,我们按照学校教务处的要求,设置了公共基础课程、专业领域课程、拓展选修课程、集中实践教学四个模块。在这四个模块中除了公共基础课程模块与专业本身的直接关联度不大外,其他三个模块都与专业关系密切。
考虑到“工程流体力学”、“传热学”、“工程热力学”、“工程燃烧学”、“锅炉原理”、“汽轮机技术”、“热力发电厂”等专业基础课和专业课是我校能源动力工程专业的传统课程,这些课程的知识是无论哪个专业方向的学生都应该掌握和具备的知识,在课程体系中,将这些课程设置在必修的专业领域课程模块中,以确保每名能源与动力工程专业的学生都必须学习这些课程。
而在体现我校“能源动力工程专业”专业方向的多元化方面,我们在灵活性较大的拓展选修课程模块中动足脑筋,在满足学校课程学分设置的前提下,在拓展选修课程模块中精选课程,使得拓展选修课程模块中课程都与各自的专业方向相契合,比如“电厂热能动力”专业方向设置“单元机组及集控运行”、“超临界和超超临界参数机组”等与电厂实际联系紧密的7门课程,“洁净发电技术”专业方向设置“洁净煤技术”、“可再生能源发电技术”等与清洁发电有关的8门课程,“节能与能源管理”专业方向设置“能源管理与审计”、“节能技术概论”等能源管理类的8门课程。与此同时,为了满足部分学生对拓展专业视野的需求,又将拓展选修课中不同专业方向的选修课相互打通,允许学生跨专业方向选修课程,使得拓展选修课程模块中课程的选修灵活性更强。
在集中实践环节的实践教学设置中,继续秉承“重传统,拓方向”的思想,无论哪个专业方向的学生,都要求参加下电厂的专业实习、仿真实习和“锅炉原理”、“汽轮机原理”和“热力发电厂”三大专业课程的课程设计等实践环节,以保证我校能源与动力工程专业学生的电力特色。此外,对三个专业方向又各自设立了自己的实践教学环节:“电厂热能动力工程课程设计”、“洁净发电技术课程设计”、“节能与能源管理课程设计”,来体现专业方向侧重的不同。同样也允许学生跨专业多选其他专业方向的实践环节。
三、师资队伍的建设
师资是培养方案的执行者,良好的师资队伍是教学质量的保证,我校的能源与动力工程专业一直非常重视师资队伍的建设,采用引进与培养相结合的方法建设师资队伍。
首先,我们从外面引进高水平人才来补充新专业建设所需的专业教师扩充我们的师资队伍。近几年,我们有针对性地从国外引进上海市“东方学者”两名,提升了师资队伍在分布式能源与制冷领域的专业水准;从电力行业的研究所和一线企业引进了经验丰富的高职称人才和实验人员,增加了有工程经验的师资力量。
其次,我们从培养自身教师入手,通过进修学习、产学研合作、“双师计划”培训等多种方式提高教师的学术水平和工程水平。近几年,我们选送了1名优秀教师赴美国进行为期一年的风能发电方面的学习交流;先后选送若干名教师去西安热工院、外高桥电厂等行业内单位进行产学研合作;每年都有序地选送教师进行“双师型”(教师和工程师)人才的培训。
最后,我们还在日常教学工作过程中对教师的教学工作精益求精。在新教师入职初期,我们要求新教师都必须参加上海市教委组织的“新教师岗前培训”。在教学方面,提出“先做学生再做老师”的要求,无论新进教师在科研上有多深的造诣,规定新进教师第一学期随老教师听课、辅导,并由专人传、帮、带。第一次开课前需通过内部试讲后才能踏上讲台。
四、课程建设工作
课程教学是学生获得知识,发展能力和素质的重要途径,课程建设是高等学校的专业建设的基础工作,加强课程建设是有效落实培养方案,提高教学水平和人才培养质量的重要保证。
在课程建设方面,我们根据课程的内容和任务,明确出3门专业基础主干课程和3门专业主干课程。对于这几门课程先后进行主干课程、校级精品课程、上海市教委重点课程和上海市精品课程等几轮课程建设工作。经过几年的积累,我们的主干课程已全部成为校精品课程,4门课程为市教委重点课程,3门课程进级上海精品课程行列。除此之外,我们还进行一系列的教学改革工作,《面向行业一线的热力透平类课程教学改革》荣获上海市教学成果三等奖。这些工作有力地支持了培养方案更好的执行。
五、结束语
我校的能源与动力工程专业电力特色鲜明,在多年办学经验和基础上,结合电力行业对人才的要求,在如何培养具有电力特色的能源动力工程人才方面进行以一定的探索,也取得了一定的成效。但同时我们也意识到专业建设工作是一个任重而道远的工作,永远没有终点,如何进行专业建设工作,我们还将继续积极进行探索。
参考文献:
[1]中国教育部.普通高等学校本科专业目录.1987年(第二版),1998年(第三版),2012年(第四版)
作者简介:徐有宁(1962-),男,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院院长,教授;关多娇(1978-),女,锡伯族,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院,副教授。(辽宁 沈阳 110136)
基金项目:本文系辽宁省高等教育教学改革研究项目资助的阶段性研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0015-03
在我国,许多地方本科高校是由高职高专层次的院校升级来的,此类高校应是以培养应用型人才为主,它不同于学术型(或基础型)人才,也不同于技能型人才。办学层次的提高要求高校人才培养的目标也随之提高,更注重培养学生在生产或工作实践中具体应用专业理论知识解决实际问题的能力,强调理论、知识、方法、能力的协调发展。同时,这类高校原来“按专业培养”的模式使专业口径小,学生知识面狭窄,不能满足企业对多元化人才的要求,也越来越不适应教育部对国内本科教育提出的培养目标“知识面宽、基础扎实、能力强、素质高”。沈阳工程学院是应用型本科院校,能源与动力工程学院在为地方经济服务的办学实践中,根据地方和行业人才的需求,在人才培养目标与模式、人才培养模式的实现方面进行了探索和改革。
一、明确人才培养目标
人才培养必须先明确人才培养目标、人才培养模式。能源与动力工程学院能源动力类专业优势突出,其培养目标定位于面向市场,以职业为取向,与国际接轨,为能源电力行业、装备制造业培养应用型工程技术人才。综合我院目前已经形成的热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、风能与动力工程专业和核工程与核技术专业(以下称“专业群”),培养的能源动力类工程应用型人才未来都要从事专业技术领域以及相关专业领域的与系统、设备紧密相连的设计、制造、安装、调试、运行、检修、管理和服务等工作,因此我们必须把“具备全面系统的工程意识,务实求是的工程素质,综合的工程知识结构,较强的工程实践能力,自主获取知识的能力的高素质应用型专门人才”作为四个专业共同的人才培养目标。
二、改革人才培养模式
对于人才培养模式的改革主要集中在以下几个方面:
一是基于人才培养的基本要求,构建模块化的教学体系,进行各专业方向的理论教学体系和实践教学体系的深层融合与优化。
二是对理论知识体系下的课程设置进行调整。立足于专业基本知识,适度拓宽学生的专业知识面,满足学生的未来发展需要,特别是满足学生就业后的发展需要,为学生由单一专业型人才转变为复合型专业人才奠定结实的专业理论基础。
三是对实践教学体系下的实践教学内容进行深化和拓宽。整体工程素质的培养,使学生掌握基本实验中的验证性内容,个性化工程素质的培养,努力让学生参与科研训练和科研项目,在实践中开发培养能力的新的实验、实践内容,实现教学层次从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进。
四是对四个专业方向人才培养基本要求相同或相近的部分进行课程内容、教学资源的有机融合和拓展,并构建共同的专业大类的基础课程平台。这种模块式人才培养模式的框架如图1所示。
三、人才培养模式的实现
在应用型创新人才培养的实践中,我院按照能源动力类岗位群和市场经济对人才的需要,确定岗位群的基本要求(能力),明确培养目标,按照教学规律,提出了“一条主线、两个体系、三级平台”这种人才培养模式,如图1所示。这样的框架结构既考虑各专业方向(热能与动力工程、建筑环境、风能、核能)的共同基础,又兼顾各专业方向特色,这是我们搭建模块、设置课程体系的依据,各模块在教学中所占比例根据相关要求和市场对人才的需求动态调整,达到对于人才培养目标的总体最优。一条主线就是将“培养具有创新素质的应用型工程师”这条主线贯穿于整个人才培养过程;两个体系就是实践教学体系和理论教学体系,两大体系相对独立,又相互支撑、相互渗透;三级平台就是通识教育平台、学科大类基础教育平台和专业(方向)技术教育平台。以我院的专业群建设为例,它们同属于能源科学、能源工程的专业背景,可以通过共享前两级平台的资源,淡化专业方向的概念,培养学生的“大工程观”意识,使每个专业的口径都可以在现有基础上有所拓宽。
1.课程体系改革
(1)专业课程内容应能灵敏、动态、开放地反映科技进步和社会发展的现实,把学科发展的最新成果作为课程内容的重要选项,做到灵活、动态地调整模块里课程体系的内容和各模块在教学中所占比例。
(2)在通识课程阶段将专业概论性的课程融入,以渐进式的授课内容安排讲授概述性的专业知识。使学生在学习基础课和专业基础课时,就对专业有较明确的认知,做到学习目标明确。
(3)在课程中及时补充、更新相关的行业标准和工程通用标准,解释标准中条文的原因和意义;以课程设计和主题讨论的形式进行学习,使学生及时学习最新的工程知识和行业专业知识。
2.实践教学体系改革
实践教学内容在设计时既要考虑实践教学的承继性和可持续性,兼顾行业和企业对人才实践技能的要求,确保培养出的人才具有前沿的知识和先进的技能,也要确保实践教学能顺利开展,以系统性观点合理安排各种实践性环节,形成新的实验与工程实践教学体系,如表1所示。
具体的改革措施包括:集中的实践教学平台——建设动力工程实践教学中心;产、学、研互相融合,以科研项目、省市重点实验室平台和工程实践中心为依托,培养专业实践和创新能力;加强基于课程的实验环节的课时和内容,实现实验内容从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进;将各专业获得的多项与专业知识相关的技术发明专利和成果,通过课程和毕业设计传授给学生,增加专业设计性内容和新的科研成果;开展多种形式的工程实践教学,如校内的仿真机培训、安装检修实习以及在电厂的顶岗实习等;组织指导学生参与多种科技活动比赛,锻炼学生的专业实践能力、工程应用能力,培养学生的创新素质。
3.教学方式、教学方法改革
(1)兴趣性引导学习。对低年级学生安排专业教育,在实验室参观、了解专业内容、发展趋势、先进技术和本专业成绩,提供动手操作条件,增加其专业知识学习兴趣。对二年级学生开放实验室,在动手实践中产生兴趣、提出问题,从而引导其进一步学习。
(2)项目教学法的运用促进理论、实践的融合。将理论讲解和主题课程设计等实践环节相融合,以知识的系统性、整体认知性作为教学的主要目标,加强知识的理解和应用能力培养。以现场实际问题作为课程主题教学的题目进行讨论式、问题式教学,也将其作为课程设计的题目,锻炼学生分析解决实际问题的能力。
(3)专业技能课程使用“分层教学”方法,使基本理论和新技术有机融合。“一层”的知识包括基本概念、理论、主要设备结构、系统和设备运行常识,此层次内容所有学生必须掌握;“二层”的知识主要是设备的故障原因分析、排除手段,设备运行的主要规律,训练学生在工作岗位所需的技能;“三层”知识更加注重定量计算与问题分析方法、前沿技术等内容,训练学生分析、解决问题的能力,拓展专业视野。
4.课程考核方式改革
在学习效果评价方式上,计划合理运用网络教学平台,融合实践考核手段,采取有助于学生掌握、运用基本理论与基本技能,综合考核学生素质能力的“全方位过程考核”方式。在考核中,强调理论结合实践能力的考核,注重实际能力和素质的考核,突出过程考核,以促进学生对知识的理解和应用。根据课程特点,不同的课程采取不同的考核方式。以热能与动力工程专业下的课程体系为例,机械基础类课程在以往的基础上增加工程标准专题讨论内容,热力设备类和电气设备类课程增加了网络教学平台测试、工程标准专题讨论等环节,等等。
能源与动力工程专业课程体系的设置情况如表2所示。
5.教学团队建设
近年来,通过每年选派2-3名教师到电力企业进行工程实践,利用现有的省、市级重点实验室与我专业有良好合作关系的国内外知名院校进行合作科研,引进实践能力强的教师或聘请兼职,为年轻教师提供指导学生参加大学生科技竞赛的机会等多项重要举措,已初步建立了一支适合应用型人才培养的,具有较强的实践能力、工程应用能力、工程创新能力,具有较高的专业教学水平、专业素养,适应专业技术发展、适应创新型专业特色人才培养需求的专职和兼职教师队伍。
四、结论
沈阳工程学院能源与动力学院能源动力类专业是以能源与动力工程专业为核心的专业群,经过几十年的建设和发展,教学条件、师资队伍、实验条件都上了一个新台阶,为东北乃至全国的电力行业的人才培养和技术服务作出了重大贡献,得到了发电行业的充分肯定,2012年被国家电网公司确立为全国6所电力本科院校之一。创新应用型本科院校能源动力类专业人才培养模式,可以系统化知识体系,多元化就业渠道;可以实现学生的递进式能力培养,理论与实践的统一;可以整合教学资源,提高教学质量和办学水平;可以加强专业群建设,提高专业建设水平和质量。随着国家经济建设的高速发展,对电力高校提出了越来越高的要求,我们将通过构建全新的、具有能源动力类专业特色的人才培养模式,逐步探索应用型本科院校实现培养目标的最优化、最合理的途径。
参考文献:
[1]左志远,杨晓西.低碳经济背景下的热能与动力工程专业建设探索[J].中国电力教育,2011,(9):69-70.
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[7]古天龙,景新幸,郭庆,等.本科院校工程应用型人才培养模式改革探索——基于桂林电子科技大学电子信息类工程应用型人才培养实验区的思考[J].中国高教研究,2012,(1).
1将CDIO引入能源动力类课程体系的必要性
CDIO工程教育模式以构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运行(Operate)全过程为载体培养学生的工程能力—包括个人的学科知识和推理能力、个人能力、人际团队能力、工程系统能力与现代企业对工程人才的需求相适应。以往大学课程体系的设置过分注重单学科课程的理论性和知识的系统性,课堂教学以教师讲授教材知识为主,学生学习兴趣不浓,目标性不强,往往被动接受,学生的主动性难以调动,不适合培养学生独立思考的能力、自学的能力、解决问题的能力以及工程应用的能力。理论学习和工程应用相脱节,学生感觉学习理论空洞,不知如何应用,毕业生缺乏工程实践设计能力,不能满足现代企业需求,面临巨大的就业压力。针对这种现状,将CDIO工程教育模式引入能源动力类课程体系,注重培养学生工程设计能力,将理论课程与实践环节相互关联,全面培养学生的工程能力势在必行。
2基于CDIO工程教育模式的能源动力类课程体系的构建
沈阳理工大学能源动力类课程体系以项目设计为主线,项目分为3个层次,一级项目贯穿于整个本科教育阶段,使学生完整的得到构思、设计、实现、运作等方面的系统训练,一级项目所包含的知识、能力由二级、三级项目和课程组成。一级项目设初级和高级两个阶段,初级阶段是工程导论项目,这个项目让一年级的新生了解能源动力类产品的构思、设计、实施、运行4个过程的生命周期,高级阶段即毕业设计,学生独立完成一个能源动力类产品的构思、设计、实施和运作的完整过程,一级项目包含本专业主要核心课程,体现本专业主要能力。二级项目是一组课程的知识的综合应用,引导一组相关课程的学习,重点突出某项能力要求。三级项目则是针对单门课程的综合实验和课程设计,增强学生对该门课程内容的理解。沈阳理工大学能源与动力工程专业以应用大型工程软件进行车用内燃机及其零部件产品设计、开发和制造的能力培养为特色,以热工、力学和机械理论为基础,以计算机和控制技术为工具,培养既具有动力机械工程基本理论知识和基本技能,又具有扎实的内燃机方向的理论知识和基本技能,能从事汽车发动机研究、设计、制造、试验以及生产、经营、管理等方面工作,具有较强工程实践能力,德、智、体全面发展的高级应用型人才。为实现上述培养目标和专业特色,沈阳理工大学能源与动力工程专业基于CDIO理念的二级项目课程体系如图2所示,三级项目课程体系见表1。另外,在此基础上,还开设了工程岗位实践和生产实习等实践课程,让学生深入到企业,了解相关生产企业产品的生产过程与现代企业的运转过程及企业对人才的要求和标准。
3案例解析基于CDIO能源动力类课程体系改革的实施方案
3.1项目的实施方案
为保证基于CDIO课程体系的运行,课程的安排以阶段项目为中心组成课程模块,使学生通过课程模块的学习能够顺利完成阶段项目。一级项目第一阶段:在学习工程设计导论的基础上,将学生分为若干个小组,由指导教师引导学生通过查阅资料制定一个典型零部件或机构的初步设计计划书,并由指导教师向学生讲解CDIO的内涵与思想,使学生了解CDIO理念及工科学生应具备的学科知识和推理能力、个人能力、人际团队能力和工程系统能力,以及完成这一项目需要哪些知识模块和能力,使学生对将要学习的专业课程及将要参与的CDIO实践活动具备初步的认识,从而有目的的学习,通过具体的实践过程将理论与实践有机地结合起来,调动主动学习的积极性解决问题。一级项目第二阶段:进行概念模型设计—零部件三维实体造型和虚拟装配结合二级项目1完成,初步了解产品结构,学会应用建模工具描述产品,掌握基本的工程基础知识。一级项目第三阶段:进行零部件的细致设计、系统及零部件的理论分析、虚拟试验及制造工艺设计结合二级项目2完成,学会运用数学、自然科学、基础性以及专门性工程知识综合应用于解决复杂工程问题,并得出实证性结论,为复杂工程问题设计解决方案,创造、选择适当的现代工程及信息技术工具(包括仿真和建模工具)将其应用于复杂的工程活动中。一级项目的第四阶段:高级阶段即毕业设计—学生独立完成一个能源动力类产品的构思、设计、实施和运作的完整过程,进一步体验设计与创新。在项目的实施过程中,除了使学生掌握了相关的工程知识、学科知识,产品、过程、系统的建造能力外,还可以通过企业调研、工作任务分析会、小组合作、项目阶段总结项目技术文档的编制、项目汇报使学生的个人能力、团队协作能力、沟通能力(包括语言交流、书面交流、图表交流、电子及多媒体交流)、终身学习能力得到全面提升。
3.2学习效果考核
为保证学习质量,每一阶段的项目都要有项目成果,编写相应的技术文档和项目总结报告,项目取得了预期效果方可进行下一阶段。考核注重学生在个人人际交往能力,产品、过程、系统建造能力以及学科知识等方面的学习。
3.3工程实践场所保障
支持和鼓励学生通过动手学习产品、过程、系统的建造能力,学习学科知识。汽车实验中心包括热工基础实验室、汽车构造实验室、汽车电子实验室、汽车振动实验室、发动机综合性能实验室、车辆故障诊断、检测及维护实验室、汽车及其典型零部件制造工艺实验室面向学生全面开放,学生进入实验室只需进行登记,就可在实验室开展实践、实验活动,为学生提供了良好的工程实践、实验场所。
3.4教师教学能力保障
要求教师均有企业实践经历,参与企业的生产过程,教师通过企业锻炼提高个人人际交往能力以及产品、过程、系统建造能力。另外教师也组成指导团队,由经验丰富、责任心强的教师担任组长,定期开展教学研讨,通过相互交流和相互学习,不断提高教师对学生的指导能力。
4课程体系改革所取得的成效
中图分类号:F407.42 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
当热能转换成动力,并且应用在人们的生产生活中时,不仅改变了人们的生产与生活的方式,而且为资源能源的可持续利用、高效利用提供了空间。热能动力机械以其科学性和先进性亟待在人们的生产实践中有着更大范围内的应用。
二、热能动力机械专业的适应方向
无论日常生活,还是工农业生产;无论交通运输,还是航天领域,都离不开动力。热能是这些动力的主要来源之一,如冬天燃煤取暖是利用煤燃烧所产生的热能;火箭发射人造地球卫星利用的动力来自燃料燃烧所产生的热能;蒸汽机车牵引火车的动力来自于蒸汽的热能;热电厂所产生的低品位蒸汽供给工厂热能,在寒冷地区提供暖气;动力设备产生的废热用作制冷动力等。热能除了能被直接利用外,还可以通过转换装置变成电能,得以更广泛地利用,如火力发电、核能发电等。该专业的主要适应方向有:
(一)适应火力发电、核能发电行业。任何一家火力发电厂都是利用锅炉将化石燃料的化学能转化为蒸汽的热能,利用汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能带动发电机发出电能;锅炉、汽轮机及其热力系统的运行,由热工测量设备进行测量和监视,由自动化装置实行自动控制。核能发电除利用受控核裂变反应所释放的热能将水加热成蒸汽不同于火力发电外,其它生产过程基本上同于火力发电。湖南橡胶厂、冷水江铁厂等大企业的自备电厂的生产过程亦同于火力发电厂。
(二)适应于石化行业。炼油厂、化肥厂、制碱厂、维尼纶厂等企业,都必须有热动力设备产生热动力来满足生产的要求,如工业锅炉、换热器、泵与风机等动力设备。
(三)适应于冶金行业。冶金行业需要大型的热动力设备,如高炉所需要的热空气由锅炉产生再由风机送到高炉中去。
(四)热力设备的设计和生产制造行业。修完本专业的全部课程后,具备一定的设计和生产制造能力。
(五)制冷行业。大型制冷设备的动力来源于锅炉所产生的热能,制冷工质的循环理论同于热动力工质循环理论,制冷专业与热工专业实际上是相关专业。
(六)船舶工业。舰艇、轮船多以锅炉产生蒸汽,以汽轮机为原动机带动船桨推动舰船航行。
(七)航天领域。运载火箭的推力是通过燃料燃烧,产生巨大的热能推进火箭升空。
(八)建材生产行业。如水泥、玻璃、陶瓷等的生产。
(九)服务行业。现代宾馆、酒楼的采暖通风、供水供汽的动力设备的生产与管理。
(十)适用于热能动力设备的生产、技术管理工作。
(十一)适应于其它需要热动力的行业。以上说明,凡是涉及到热动力的行业,都需要热能动力工程专业人才,意即该专业具有广泛的适应性。
三、热能动力机械专业的高技术性
大型的热能动力设备,系统非常复杂,集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体,自动化程度很高。从生产上来看,热力设备的运行基本上实现了自动、远动控制和计算机监视。全计算机控制已基本实现,并是今后的发展方向。火电厂的锅炉、汽轮机及其辅机的运行,早已是自动控制或远动操作,新建的大型火力发电机组应用了计算机控制,如30MW汽轮发电机组,正常运行时锅炉产蒸汽量在100t/h以上,锅炉本体的高度超过som,燃煤达10t/11以上,若用人力来烧这样的锅炉是根本无法实现的,但是采用集散控制系统,实现全计算机控制,一台锅炉有两名操作人员就够了。对于工业锅炉,亦采用机械进煤的方式,运用自动或远动控制其运行。冶金、化工等行业的热力设备,也具有相当高的自动化水平。可见,热力设备的运行,采用了大量的高尖技术。热力设备一般在高温高压的条件下工作,要搞好热力设备的安全运行,必须经常地进行维护和定期的大小修,为了提高热能利用效率,必须利用新技术对设备进行技术改造,利用先进管理手段进行管理,因此,需要既有理论知识又有丰富实践经验的工程技术人员。
四、我国的热能动力工程发展现状
我国能源动力类热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细。在热能与动力工程专业中就先后包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业,形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局,一定程度上与我国当时的发展相互适应。随着改革开放,我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业,全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。热动主要研究热能与动力方面,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。热动主要学习机械工程、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。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代力工程的基础。
五、热能动力工程的发展方向
(一)热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向
主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。
(二)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。
(三)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。
(四)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。
(五)热能动力机械中工业炉的发展
工业炉是工业加热的关键设备,广泛应用于国民经济的各行各业,量大面广,品种多,影响极大。据不完全统计,全国12个行业县以上企业,工业炉装备11万台以上,机械行业占7.5万台(占炉窑总数66%)。工业炉中燃料炉约6万台,占炉窑总数55%以上,电炉绝5万台。工业炉是耗能大户,能耗占全国总能耗的1/4,占工业总能耗的60%。工业炉中燃料炉能耗占工业炉总能耗的92%,其中固体燃料约占70%,液体燃料绝占20%,气体燃料仅占工业炉总能耗的8%左右。可见燃料炉在我国工业炉中起着举足轻重的作用。
(六)热能动力机械在能源方面的发展
热能动力工程在能源方面的发展热能与动力工程专业将重点围绕国家能源战略,以“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”为主线,培养能适应国家能源领域(尤其是电力行业)快速发展要求的高级研究应用型人才。能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的合理开发和有效利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。我国经济的高速可持续发展同样离不开能源,目前我国是世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长,为经济社会发展提供了重要的支撑。
八、结束语
综上所述,随着自身的发展以及在控制工程、汽车工程、水利水电工程、工业炉以及能源方面的应用,热能动力机械将会释放出更大的生产力,极大的带动经济的发展和社会节能理念的转型。
关键词 :研究生培养质量;创新人才培养;校企合作;培养模式
经过改革开放30多年的建设和社会进步,我国研究生教育取得长足发展。特别是近几年,研究生教育规模呈现出发展的高峰期。但是,我国研究生教育长期以来以单一学术性、科研型研究生培养为主导的模式,已远远不能满足当前的产业结构和就业结构。在经济日益增长的今天,研究生在科研高层次专门人才中的地位逐渐削弱,各行各业对不同类型高层次专门人才的需求变得多样化。高校沿袭的这种研究生培养模式已经越来越不能适应和满足社会对不同层次专门人才的需求。因此,研究生教育改革越来越迫切,特别是加强工科院校这类行业性强的院校的研究生培养,比如能源动力类研究生培养,更是迫在眉睫。
研究生教育是培养高层次人才的主要途径,是国家创新体系的重要组成部分,需要深化综合改革,创新人才培养模式,健全质量保障体系,促进研究生教育质量提升和内涵发展,为实现中国梦提供高端人才支撑。其中,加强课程建设是基础,我们须重视发挥课程教学在研究生培养中的作用。增强学术学位研究生课程内容前沿性,通过高质量课程学习强化研究生的科学方法训练和学术素养培养。构建符合专业学位特点的课程体系,改革教学内容和方式,加强案例教学,探索不同形式的实践教学。
一、充分挖潜的研究生培养模式
为了更好地使研究生在学习阶段获得更加全面的训练,成为复合型人才,适应社会对高层次人才的要求,需要采用多方位交叉的形式,构建多种平台促进研究生对外交流。使他们得以不断提升自我,更加适应社会的需求。
1.理工学科充分交叉
交叉学科实质上指的是一个学科群,即交叉性的科学。“交叉”二字是对学科性质的形象化描述,实际上可以看做普遍联系的,每一个学科在整个连续认识过程中占一个具体的位置。发展交叉学科正是为了填补人类认识上的空白,使这个科学认识过程更加完善。我国的交叉学科研究始于1950 年代,而后蓬勃发展,并随着时代的进步日趋成熟。对于高等学校教育,交叉学科的发展有着重要的意义。交叉学科是培养高素质、高层次创新人才的摇篮。探索与发展交叉学科及其人才培养模式,对高等院校学科齐全、人才集聚、科研水平和教育质量提升,有能力承接重大的科研课题,易形成新的学科及学科群,具有重要意义。提高高校交叉学科教学和科研水平是促进交叉学科发展的直接动力。
能源与动力工程学科群主要研究能量的转换、传输和利用的理论、技术和设备,需要应用到动力工程、工程热物理、应用物理等多门学科的知识,具有很高的学科交叉特性。交叉学科的综合性、跨学科性及交融性要求交叉学科人才的知识结构应兼具整体性、层次性及应变性等多元特点。整体性或综合性知识有助于交叉学科研究者把其它学科的成果、方法引入自己的专业,从而将自身的专业知识和其它学科知识联系起来,产生新的见解,创造新的知识。层次性知识有利于交叉学科研究者正确组织各种学科知识之间的有机联系,并结合自己所从事的专业领域及选择的目标,处理好广博与精深的关系。交叉学科的应变性有助于交叉学科研究者不断自觉吸取新知识,进行知识的自我调节,不断调整自身的知识结构。
动力工程及工程热物理学科的研究生教育需要新的学科交叉,以加强研究生解决各类复杂问题的能力。而现有的研究生教育模式尚不能完全满足该要求,探索新的人才培养模式尤为重要。
本校数理学院应用物理专业与能源与机械工程学院一起,承担着动力工程及工程热物理一级学科下的可再生能源二级学科的研究生培养,为学科交叉打下了天然的基础。针对能源与动力学科和应用物理学科的特点,组建学科群,搭建各种跨学科的平台,整合师资队伍、仪器设备、科研场所和科技资料等,避免重复建设和浪费以及学科间的不良竞争,充分实现学科资源的优化配置。使各个学科的人力资源、物力资源、专业资源能够产生强大的合力,并以此为支撑探索培养创新型综合性人才。
2.充分利用校企两种资源
研究生教育要紧密围绕企业发展需求,学校对研究生实行双导师制,充分发挥校企双方导师在理论研究、生产实践方面的优势互补。企业实践基地可以为研究生提供非常广泛的选题内容,很多研究课题都是企业发展中面临的“急、重、难、新”问题。这为研究生提供大量前沿性、实用性、系统性的论文选题方向,使研究生科研创新能力的培养有了保证。企业研究生实践基地使接受校企两种资源的研究生的理论联系实际、技术创新能力得到很好的锻炼和提高。同时,研究生将在学校学到的新理论、新技术及时引入企业科研及生产实践中,可在一定程度上推动企业科研水平的提升。企业研究生实践基地所在企业也可以在培养过程中尽早发现人才、选择人才,避免了人才招聘的盲目性。校企合作是高校与企业在资源、技术、师资培养、岗位培训、学生就业、科研活动等方面的合作,利用学校与企业不同的教育资源和教育环境,培养适应市场经济发展、适合企业需要的应用型人才为目的的培养模式。利用学校与企业在人才培养方面各自的优势,把以课堂传授间接知识为主的教育环境,与直接获取实际经验与能力为主的生产现场环境有机结合起来,最终实现校企双赢的研究生培养模式。
本校和多家知名企业合作,经常组织研究生到电厂参观学习,更多的还包括导师承担企业横向课题。研究生到电厂现场进行实验,不但对企业生产过程、企业难题有了了解,并在解决这些问题时,与企业技术人员进行面对面的交流,有了更多不断学习和提高的机会。在企业实践基地参观学习,了解生产流程,有利于研究生更好了解电厂的具体参数和目前存在的问题,使他们在学生期间研究也更具有针对性和实际性,提高了学习的效率和主动性,避免了闭门造车。
同时,学校还聘请实践基地所在企业理论水平较高、实践经验丰富、具有高级专业技术职称的人员担任研究生导师,由学校颁发研究生导师聘书。企业导师主要负责研究生的学位论文选题、研究工作安排、现场学术指导、学位论文初审等。学校导师与企业导师密切合作,根据培养方案共同制定和实施培养计划,在研究生的实践环节、论文和实际工作等方面进行指导。
3.挖掘国内外两个资源
研究生教育是在本科教育基础上的专业化、个性化的创新教育。导师的学术水平和科研能力直接影响着学生,导师的人格魅力潜移默化地熏陶着学生。柔性引进高端师资,我院聘请了一大批国外的教授作为海外名师,指导学科发展、合作科研,指导研究生也作为其任务之一。他们为研究生做学术讲座、全程指导研究生论文等。校内配备副导师,实行双导师联合培养的模式。海外名师定期来我校进行讲座、面对面交流指导,同时,定期进行视频交流,研究生汇报,导师点评,还包括样品制备后送到国外研究机构进行测试等多种形式,充分挖掘国内外资源。
本校还十分注重对外交流,积极组织研究生对外交流,在学术切磋实践中提高自己。通过承办的上海市研究生学术论坛,搭建平台使研究生与外校专家、研究生交流,拓宽研究生的视野。组织并支持研究生积极参加全国性学术会议,训练他们阐述学术观点的能力。让研究生们听取校外专家、学者、研究生的学术演讲时,在对比中明白自己的不足,产生压力和动力。在国际工业博览会、高技术交易会等大型展览会上,也会组织研究生积极参与,研究生带着自己的学术成果,面对面和企业交流,大大增进了科学研究最终要为社会服务的意识。
二、研究生培养模式实施的成效
经过一系列探索形成的能源动力类研究生培养模式,立足于自身实际,大力推进学科交叉,充分利用校企两种资源,挖潜国内外资源,大力推动研究生多与学术界交流,逐步形成了具有特色的能源动力类研究生培养方式,取得了一系列成效。导师队伍学术水平不断提升,研究生培养基地不断完善,海外高端人才引智于研究生教育,大大提高了研究生的创新实践能力和综合素质。
研究生的主动性、创新性、实践能力获得了很大的提高。在上海市研究生创新创业训练计划中,每年有十个左右的研究生团队拿到项目,在全国大学生“挑战杯”、全国研究生数模大赛、全国大学生节能减排等国家级赛事及上海市各类赛事中,研究生成绩斐然。每年研究生发表sci、EI 收录的文章,发明专利申请和授权,蔚然成风,给学校研究生教育带了新的气象。更重要的是,就业竞争力大大提升,不少同学已经有了创业意向。在就业方面,研究生就业的平台更高,满意程度也在不断地提升。
高校肩负着向社会输送符合社会经济发展需要的高素质人才的重任,培养复合型、创新型人才逐步成为高等教育的发展必需。充分运用校内外资源,特别是行业企业的实践基地资源、具有丰富实践经验的工程技术人员的资源,以及柔性引进的海外高端人才,进行多学科交叉创新型人才的培养,可以作为一条经验。本文正是论述了笔者这些年的做法,总结出能源动力类研究生培养模式,构建理工学科交叉,充分利用校企两种资源,挖掘海外名师与国内知名专家的资源,注重研究生创新能力和综合素质的提高,希望对高校研究生培养有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]吴江,张会文,任建兴.提升研究生培养质量的专题研讨方式探索与实践[J].中国电力教育,2014(325):13-14.
[2]卢建飞,吴太山,吴书光,尹承梅.基于交叉学科的研究生创新人才培养研究[J].中国高教研究,2006(1):46-47.
中图分类号:F407文献标识码: A
一、热能动力机械专业的高技术性
大型的热能动力设备,系统非常复杂,集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体,自动化程度很高。从生产上来看,热力设备的运行基本上实现了自动、远动控制和计算机监视。全计算机控制已基本实现,并是今后的发展方向。火电厂的锅炉、汽轮机及其辅机的运行,早已是自动控制或远动操作,新建的大型火力发电机组应用了计算机控制,如30MW汽轮发电机组,正常运行时锅炉产蒸汽量在100t/h以上,锅炉本体的高度超过som,燃煤达10t/11以上,若用人力来烧这样的锅炉是根本无法实现的,但是采用集散控制系统,实现全计算机控制,一台锅炉有两名操作人员就够了。对于工业锅炉,亦采用机械进煤的方式,运用自动或远动控制其运行。冶金、化工等行业的热力设备,也具有相当高的自动化水平。可见,热力设备的运行,采用了大量的高尖技术。热力设备一般在高温高压的条件下工作,要搞好热力设备的安全运行,必须经常地进行维护和定期的大小修,为了提高热能利用效率,必须利用新技术对设备进行技术改造,利用先进管理手段进行管理,因此,需要既有理论知识又有丰富实践经验的工程技术人员。
二、常用的热能动力机械
动力机械是把能量转化为机械能而做功的机械装置。其中,由热能转化为机械能的机械称为热能动力机械。常用的热能动力机械有三种。一是燃气轮机。燃气轮机的工质是燃气和空气。这种机械的主要特点是运行平稳,机动性好,噪音污染小。所以应用广泛。未来燃气轮机会向提高效率、利用核能发展燃煤技术的方向发展。二是蒸汽机。说到动力机械就不得不说蒸汽机。蒸汽机的工质是蒸汽,它是将内能转化为功的装置。蒸汽机的产生曾引起了世界上重要的“工业革命”。跨入21世纪之后,才渐渐被内燃机和汽轮机取代了领先地位。蒸汽机的使用之所以持续了两个多世纪归功于它对所有燃料都可以由热能转化成机械能。但是蒸汽机的运作依赖于笨重庞大的锅炉,因此最终被轻巧灵活的内燃机所取代。三是内燃机。内燃机是将化学能转化为机械能的装置。因为燃料在机械内部直接燃烧,所以称为内燃机。内燃机是目前运用最广泛的热机,它以汽油或轻柴油作燃料,虽然热效率高,但热料消耗率高,而且内燃机噪声是动力设备噪声的主要来源。因此,未来内燃机的发展将注重于提高机械效率,减少噪声,降低排放量来严格要求燃料的清洁度,实现节能减排的目标。
三、我国的热能动力工程发展现状
我国能源动力类热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细。在热能与动力工程专业中就先后包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业,形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局,一定程度上与我国当时的发展相互适应。随着改革开放,我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业,全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。热动主要研究热能与动力方面,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。热动主要学习机械工程、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。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代力工程的基础。
四、动力机械带来的环境污染及解决办法
动力设备引起的环境问题主要有热污染、噪声污染和空气污染。热污染是指工业生产和生活中排放的能量以热能形式传给环境,造成大气和水被污染的现象。尤其是火力发电厂、核电站、造纸厂排放出来的含有大量废热的气体和液体对水生植物和鱼类生存繁衍造成了极大的威胁,各种有害成分还会随着水资源的流动被陆地上的树木,蔬菜吸收,进而被人类食用,引起重大的流行疾病等。要减少工业废物的余热对环境的影响,就要减少排放,并且充分利用余热,或者寻找和开发新能源。使用清洁的水能,风能不仅降低了污染物的排放,还保护了环境。
1、空气污染也叫大气污染
从近年来的全国雾霾天气可以看出,空气质量与人们生活息息相关。空气污染直接影响了人们的出行。大气污染源来自于工业废气、汽车尾气、居民生活供暖设备等。在大城市中,汽车、火车是不可或缺的交通工具,但它们消耗煤或石油产生的直接排放进空气的废气,是雾霾天气的主要“凶手”。而且近几年的许多极端天气也是因大气污染引起的。空气污染的防治要靠全国人民的共同努力,调整能源结构,植树造林等都是目前比较流行的办法。
2、噪声污染
动力机械等设备运行时由于机械振动而形成噪声。噪声污染短期内或许没有太大伤害,但处于这样的环境一段时期后就会使生物的听力受损,严重的还会诱发多种疾病。因此,防治噪声也是刻不容缓的事情。对污染源来说需要降低声源噪音,控制噪音传播。而对于人们来说,可以采用吸音设备来阻挡噪声的传播。
六、热能动力工程的发展方向
1、热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向)
主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。
2、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。
3、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。
结束语
热能动力工程是社会生产力发展的一个重要组成部分,它推动了人类从人力劳动向机械生产的“进化”。作为国民生产的动力,能源已经成为了每家每户的必需品。其中,热能是能量传递和动力机械领域中使用得最多的一种能源形式之一。而现在随着热能转化装置以及动力机械的广泛应用,已经出现了许多全球化的问题。本文针对热能动力工程的相关设备和环境保护做一些基本介绍,仅供参考。
参考文献
许多人容易混淆物理与工程物理,这里简单阐述,工程物理着重于工程应用,而物理系中的物理偏向于理论研究,二者既有联系,又有区别。相对而言物理系中的物理的理论性较强,一般有严谨的理论推导,学起来难度更大些,学生毕业后更适合搞理论研究,所以本科毕业后多数选择考研深造。工程物理一般讲究实用,学以致用,通常理论上不苛求透彻、严谨,重在实用,因此本科毕业后更能容易找到合适的、实践性的工作。例如:工程力学的侧重点在于工程建筑的受力而不是传统力学上的各种受力情况的笼统的研究,如果学生想要学习纯正的力学的话,可以考虑学习教育类的物理专业,现在工程力学和电机工程之类的专业多,是由于学校考虑到了就业的问题。
一、工程物理专业
工程物理是物理、工程和数学三种学科结合的学科,主要培养有坚实而宽广的工程热物理的系统基础理论知识,熟知并能熟练运用相关学科的基础理论和新技术开展本学科的科研与应用开发工作,深入了解学科的进展、动向和最新发展前沿的高级工程技术人才。基础物理与要解决的问题及工程技巧相结合,使工程物理有广泛的应用。这门交叉学科是为技术领域内继续发明而设置,和传统的工程学科不同,工程物理不需限定在一个科学或物理的分支,是指某一专门化的科学,如光学、量子物理、材料科学、应用物理学、纳米技术、微型品制造、力学工程、电工程、生物物理、控制理论、空气动力学、能量、固态物理等在应用物理方面提供较彻底的基础训练。它通过加强对数学、科学、统计和工程原理的应用,使解决工程问题更优化和具创造性的学科。这学科侧重研究和发展,设计和分析,具交叉功能,是理论科学和实际工程间的一座桥梁。在许多国家中获得工程物理或工程科学学位是科学学位,许多语言的“工程物理”直接翻成英文的“技术物理”。
工程物理学科是研究能量以热和功,以及其他相关的形式在转化、传递和利用过程中的基本规律及其应用的一门应用基础科学,几乎与所有产业部门及科技领域都密切相关,在人类社会进步和国民经济的发展中起着重要作用。此专业的主要课程有热力学专论、传热学专论、工程流体力学专论、现代实验技术、现代数学方法概论、非线性动力系y、非定常及不稳定两相流动、高效换热器、计算传热学进展及其应用等。其课程设置面向新技术并具有工偏理的特色,其中有北京市和清华大学精品课。整个学习期间保持外语和计算机方面课程的连续性和不断上层次,并通过众多实践环节培养学生将理论知识用于工程技术的能力,为学生今后的发展打下坚实的基础。在许多大学,工程科学可包括从学士到博士课程的内容。数学、物理、化学和生物是全部课程的基础。选课包括流体动力学、量子物理、等离子物理、相对论、固体力学、运作研究、信息技术和工程、动力学系统、生物工程、计算工程、工程数学和统计力学、材料科学、电磁学、纳米科学、能量和光学等等。
工程物理专业培养近代物理电子学、辐射技术、加速器技术、核能工程、安全技术、粒子物理与核物理等方面的人才。此专业的学生毕业后基本应具有坚实而宽广的工程热物理的系统基础理论知识,熟知并能熟练运用相关学科的基础理论和新技术开展本学科的科研与应用开发工作,深入了解学科的进展、动向和最新发展前沿。此外,还应该拥有严谨求实的科学态度和作风,具有独立从事科学研究的能力,并在本学科领域某一方面的理论或实践上取得创造性研究成果。至少掌握一门外国语,能熟练地阅读本专业的外文资料,具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。
二、工程物理专业就业方向及就业前景
由于现今此专业市场需要量很少,但是就业率很高,就业前景也不错,毕业生一直深受各行业的雇主欢迎,工程物理专业学生毕业后可从事电子、电机、品质控制、市场推广、程序编写及教育等行业工作。毕业生亦可进一步在科学或工程学等范畴深造,获取更高的学位。工程物理专业学生从事的岗位为:销售工程师、研发工程师、光学工程师、工艺工程师、软件工程师、数据库工程师 管理员、数据库工程师、高级软件工程师、硬件工程师、销售储备干部、技术工程师、算法工程师等。
工程物理专业在专业学科中属于工学类中的能源动力类,其中能源动力类共10个专业,工程物理专业在能源动力类专业中排名第1,在整个工学大类中排名第28位。截止到 2013年12月24日,322514位工程物理专业毕业生的平均薪资为5005元,其中应届毕业生工资3573元,0-2年工资4253元,10年以上工资1000元,3-5年工资5338元,6-7年工资6816元,8-10年工资7686元。工程物理专业就业岗位最多的地区是北京。薪酬最高的地区是盐城。据统计,工程物理专业就业前景最好的地区有:北京、上海、深圳、广州、杭州、苏州、武汉、南京、厦门、成都等,平均薪酬在7000元左右。
近几年工程物理专业本科毕业生中,约有60%的学生直接免试攻读研究生,约有10%~15%的学生选择出国留学深造,其他的毕业生选择就业。工物系毕业生就业及深造单位分布广泛,例如:包含中国核工业集团公司、中国广东核电集团、国家核电技术公司、中国航天科技集团公司、中国舰船研究设计中心等在内的著名大型企业;又如:国家环保部、国家工信部、国家发展和改革委员会、国家环保部、国家开发投资公司等政府机关;再如:中国工程物理研究院、中国科学院、电信科学技术研究院、中国石油集团钻井工程技术研究院等科研院所;此外,还包含了中国农业银行、中国人民银行、上海浦东发展银行等在内的金融领域。
三、结语
总的来说,工程物理的特色是“工程”和“物理”密切结合,培养既有坚实的数理基础,又经过较强的工程设计、实验能力训练,且具有基本的人文社会科学及经济、管理知识,善于把所学知识运用于工程实际,能在核科学技术和核工程领域,以及其他与近代物理技术、电子技术、计算机技术密切相关的领域从事研究、设计、开发、生产、管理、教学的高层次、高素质的创造性人才,就业前景十分广阔。
参考文献:
中图分类号:TK223文献标识码: A 文章编号:
一、热能动力工程
热能动力工程顾名思义主要研究热能与动力方面,其包括热力发动机,热能工程,流体机械及流体工程,热能工程与动力机械,制冷与低温技术,能源工程,工程热物理,水利电动力工程,冷冻冷藏工程等九个方面,其中锅炉的运行方面主要运用热力发动机,热能工程,动力机械,能源工程以及工程热物理等部分专业技术。热能与动力工程主要研究方面为热能与动力之间的转换问题,其研究方面横跨机械工程、工程热物理等多种科学领域。其发展方向多为电厂热能工程以及自动化方向、工程物理过程以及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向、锅炉热能转换方向等,热能动力工程是现代动力工程的基础。热能动力工程主要需要解决的问题是能源方面的问题,作为热能源的主要利用工程,热能动力工程对于我国的国民经济的发展中具有很高的地位。
二、我国的热能动力工程发展情况
随着改革开放,我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求, 1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业,全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。热动主要研究热能与动力方面,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。热动主要学习机械工程、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。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教育的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代动力工程的基础。
三、热能动力工程在锅炉风机方面需要解决的问题
风机主要作用为气体的压缩和气体的输送,其原理是吧旋转的机械能转换为气体压力能和动能,将气体输送到特定的地点的机械,风机经常用于锅炉中,随着对于能源的需求越来越大,锅炉中的风机在工作中经常会烧坏电机的事故,对于工厂的经济产生巨大损失,严重危害工作人员的人身安全,因此,正确运用热能动力工程技术不断改进风机,对于风机和锅炉的安全性提出更高的要求势在必行。
四、热能动力工程中锅炉及工业炉的发展
1872 年第一台锅炉在英国被制造,随着锅炉的产生,蒸汽机时代出现,1796 年瓦特发明了分离冷凝器,代表着锅炉的完整运作体系的初步确立,工业炉和锅炉原理类似,从某些方面来讲,锅炉也是工业炉的一种,工业炉是指在工厂的工业生产过程中通过燃料的燃烧进行热量的转换,对材料进行加热的设备,工业炉产生于中国商代,主要的工作方式是通过加热提炼铜器,春秋时期产生了铸铁技术,这证明着工业炉的温度控制正在进步。1794 年熔炼铸铁的高炉出现,1864 年马丁建造了气体燃料加热的平炉,随着现代化科技的进步,计算机逐渐代替了人工进行对锅炉系统的控制,推钢式炉和步进式炉成为吸纳带连续加热炉的两种基本类型,两者只有运输燃料的方式有所不同而已。
五、热能动力工程炉内燃烧控制技术运用
锅炉的燃烧控制是调整能量转换幅度的核心技术,在当今社会,锅炉由人力向锅炉内填充燃料逐渐转型为步进式的自动控制填充燃料所代替,更加先进的锅炉甚至使用全自动燃烧控制,根据其运用热能动力自动控制技术的不同,锅炉的燃烧控制分为以下几种:
1、以烧嘴、燃烧控制器、电动蝶阀、热电偶、比例阀、流量计、气体分析装置以及PLC 等部件组成的空燃比里连续控制系统。这种燃烧控制系统是由热电偶检测出数据传送至PLC 与其本身设定的数值进行比较,偏差值通过使用比例积分及微分运算输出电信号同时分别对比例阀门以及电动蝶阀的开放程度进行调节,从而达到控制空气与燃料比例调节锅炉内温度的目的,此种方式温度控制并不十分精确,需要仔细确认额定数值。
2、由烧嘴、燃烧控制器、流量阀、流量计、热电偶几个部分组成的双交叉先付控制系统,其工作原理主要是通过温度传感器热电偶吧需要进行精确测量的温度变成电信号,这个电信号即是用来代表测量点的实际温度,此测量点温度期望给定值是由预先存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的,并根据两者数据之间的偏差值的大小,由PLC 自动调整燃料与空气流量阀门的开合程度,通过电动的方式运行机构的定位以及空气和燃料的控制比例,并接住孔板和差压变送器测量空气的流量,燃料的控制也通过一个专用的质量控制装置来测量,是温度精确的控制在必要的数值上。这种燃烧控制优点在于方式节省部件,并且温度控制精确。
六、仿真锅炉风机翼型叶片
锅炉的内部的叶轮机械内部流畅需要带有十分强烈的非定常特征,并且其内部构造十分复杂,不容易进行十分细致的测量实验,并且到目前为止,仍然没有可以解释流动分离、失速和喘振等流动现象的完善的流体力学原理,因此要了解机械内部流动的本质需要更加可靠详细的流动实验和数值模拟实验,通过使用软件二维数值模拟锅炉风机翼型叶片,对空气以不同方向吹入翼型叶片造成流动分离进行模拟,并根据模拟的数值创建而未模型,进行网格的划分,设定边界条件和区域,最后输出网格,在使用求解器求解,这样才可以对不同的气流攻角的流动进行二维数值模拟,,达到模拟的目的,同时可以根据模拟不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量图进行比较和分析,最后得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。
七、热能动力工程的发展方向
1、热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向)主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。
2、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。
3、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。
4、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。
结束语
热能动力工程的迅速发展使得热力发动机专业方向,其中包括热力发动机主要研究高速旋转动力装置,包括蒸汽轮机、燃气轮机、涡喷与涡扇发动机、压缩机及风机等的设计、制造、运行、故障监测与诊断以及自动控制等行业的发展都到了提速。热动能的发展为航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、铁路及轻工等部门培养高级工程技术人才,若能将这些理论知识转换成实际的运用,我国的能源压力将大大降低。
随着科学技术的迅速发展,我国热能和动力工程在方面已经取得了很大的成就,为了保证技术的完善性和全面性,还需要进步的研究和改进。而在工业发展过程中锅炉成为其重要的热能动力设备,但是锅炉烟气排放会造成一定的环境污染,同时也增加了排烟管的热量。本文主要针对热能动力在锅炉和能源中的发展情况进行分析和概括。
1 热能动力工程的研究发展方向
热能动力工程的研究也是科学领域中重要应用型专业,主要针对热能源和动力的发展方向和应用型进行详细的分析和研究。由于其专业的重要性,我国基本上有上百个院校已经开设了有关专业课程,以此培养关于此方面的科学型人才。现代化热动能专业是依据旧版的流体机械工程和热能工程以及动力机械、水利水电工程、能源工程等结合而成。热能动力属于机械工程研究项目,主要学习的内容是有关机械类、热动工程、工程热物理等的知识理论技术。并通过理论力学、传热学、电子电工技术、工程制图、热工测试技术等的专业学习方向和相关研究发展方向让学习或研究人员能够具备工程热力学、传热学和热工测试等热能动力工程理论方面的知识和实验技能。从而熟悉的掌握制冷装置、动力机械工程等能够准确的制定设计制造实验研究方向。
并且就业面比较广,其中包括电厂热能自动化、电厂热能工程、工程热物理过程以及流体机械自动化等的发展方向。现代化动力工程的基本训练内容就是热能动力学,由此可以看出,热动是现代化动力工程的基础。在上述基础上热能动力就是一个比较宽泛的专业知识体系,发展和研究的空间比较大,能从多角度,多方面进行分析探究。
2 热能工程技术在能源方面存在的问题
能源动力工业化发展与我国国民经济建设有着密切的联系,也是我国支柱型产业。能源问题越来越受全球人类关注,能否再生,能否采用更好的方法节约能源,体提高能源的利用率等已是当前社会各界谈论的热点话题。能源的发展利用涉及到我国多个领域和大型企业高科技技术应用,是国家经济发展和社会整体发展的重要命脉。
风机是一种有有多个叶片的能进行轴旋转的机械,能将施加在叶片上的旋转能转化为机械能,实现气体的流动,并应用于工程机械。风机的应用及其广泛,如发电厂、工业炉通风、车辆、船舶等用来排热、引风等的作用。现代化发展过程中电站的容量也在不断增加、并且运转速度也越来越高、要求效率高无心爱你路故障发生、同时要向自动化方向发展。对此电机在电站的使用性能要求也越来越高,不仅要安全可靠、还要提高运行效率,避免在运行过程中出现叶片和旋转轴损坏或是电机烧坏等的现象,以免长期下去造成事故发生,甚至是经济损失严重。
3 炉内燃烧控制技术
随着科学技术的不断完善和提高,工业技术计算机控制系统也不断的向自动化发展,逐渐转变成为一种具有先进高科技技术含量的信息监测系统,在设备的管理水平方面有了显著的提高。工业炉中的连续加热炉也得到了实际应用,改变以往的燃料燃烧和能源消耗的转化热量应用,使得生产技术工技术得到了有效的提高和发展。
工业炉中燃料的控制技术很重要,高科技的自动化控制系统在各个领域中的广泛应用已经逐渐替代了传统的手动控制。目前现代化连续加热炉炉型主要为分两种,其中推钢式加热炉可以采用燃料自动控制的方式进行加工。
推钢式加热炉自动控制系统方式主要分为两种空燃比例连续控制和双交叉限幅控制。双交叉限幅控制系统主要是通过系统中安装的温度传感器将系统检测到的温度转变成一种信号,其信号的数据值就是实际温度。该系统的组成部分包括燃烧控制器、燃气流量阀以及燃气流量计等主要构件。空燃比例连续控制系统是通过气体装置将将所要检测的范围进行合理的检测,然后将所检测的数据传输给PLC编程技术,并将之前设定的值进行比较,最后将分析得出的数据值按照4-20mA的电信号分别对燃气或是空气阀、动力阀的开度做以适当的调整,以此有效的对燃炉中的燃气比例和温度进行合理的控制。该系统的主要组成部分包括,PLC编程技术、空气或燃气比例阀、燃料控制器、气体分析装置等。两种方式共同的特点就是燃料控制器都是其主要组成部分,也是现代化工业燃炉自动化控制系统中不可或缺的重要装置。
4 关于软件仿真锅炉风机叶片的研究
工业锅炉中的风机叶片旋转的的内部机械流场具有较强的不定性,比较复杂。因此,对锅炉风机进行详细的实验研究比较困难,其中涉及的细节比较繁琐,在当前研究成果中对其力学解释和分析方法还不够完善。一些关于锅炉研究中的流动分离等现象,是目前迫切研究的重要内容。研究过程中需要建立比较可靠的实验模型和数值模拟,以此对机械流场内部作以详细的分析。为了准确的对锅炉风机叶片旋转的空气流动情况进行探究,利用软件建立二维数值模拟实验的方式。其软件数值模拟实验首先要创建二维模型,然后再根据所提供的数值划分成网格的形式,再设定边界区域,利用这些相关条件对输出的网格进行求解,求解过程中可以利用求解器。最后将求解出的结果在建立一个二维数值模拟,对空气来留角下的流动进行模拟求解,将得出的结果与速度矢量图做以分析比较,得出锅炉风机叶片分离和攻角之间的关系。
5 结语
上述主要是对热能动力工程在锅炉和能源方面发展情况分分析和探讨,进一步说明了热能动力在现代化科技研究中的重要性和各领域应用的广泛性。
参考文献:
[1]周武,庄正宁,刘泰生,顾杰,夏华澄.切向燃烧锅炉炉膛结渣问题的研究[J].中国电机工程学报,2005(4).
[2]宁玲玲,刘秉钺.造纸厂动力锅炉排污的节能[J].黑龙江造纸.2009(4).
1.热能动力工程的研究方向
热动主要研究热能与动力方面,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。目前我国有120多所院校开设有该专业,它由旧本科的九个相关专业合并而成,包括了原来的热力发动机(080311)、热能工程(080501)、流体机械及流体工程(080313)、热能工程与动力机械(080319W)、制冷与低温技术(080502)、能源工程(080506W)、工程热物理(080507W)、水利水电动力工程(080903)、冷冻冷藏工程(081409)专业。
热动主要学习机械工程、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。专业通过理论力学、材料力学、工程制图、机械设计、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、热工测试技术以及专业方向课程的学习,使我们具备工程热力学、流体力学、传热学和热工测试技术等热能与动力工程领域的基础理论、实验技能和基本专业知识,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。在此基础上,它是一个宽口径的专业,拓展空间很大,就业方向很广,有电厂热能工程及其自动化方向、工程热物理过程及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向等。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代动力工程的基础。
2.热能工程技术在能源方面需要解决的问题
能源问题在当今社会举足轻重,热能与动力工程专业在国民经济中的地位可想而知。
能源动力工业是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱型产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。
风机是一种装有多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。叶片将施加于轴上旋转的机械能,转变为推动气体流动的压力,从而实现气体的流动。风机广泛应用于发电厂、锅炉和工业炉窑的通风和引风,矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却等[1]。尤其是在电站,随着机组向大容量、高转速、高效率、自动化方向的发展,电站也对风机的安全可靠性提出了越来越高的要求,锅炉风机在运行中常发生烧坏电机、窜轴、叶轮飞车、轴承损坏等事故,严重危害设备、人身安全,也给电厂造成巨大的经济损失[2]。此外,风机一直是电站的耗电大户,电站配备的送风机、引风机和冷烟风机是锅炉的重要辅机,降低其耗电率是节能的一项重要措施。
3.热能专业中工业炉的发展
工业炉是在工业生产中,利用燃料燃烧或电能转化的热量,将物料或工件加热的热工设备。
中国在商代出现了较为完善的炼铜炉,在春秋战国时期,人们在熔铜炉的基础上进一步掌握了提高炉温的技术,从而生产出了铸铁。1794年,世界上出现了熔炼铸铁的直筒形冲天炉。后到1864年,法国人马丁运用英国人西门子的蓄热式炉原理,建造了用气体燃料加热的第一台炼钢平炉。随着现代化管理水平的提高,计算机控制系统的不断完善,现代连续加热炉也应运而生. 现代连续加热炉炉型可以归入两大类:推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别,仅在于炉内的输料方式。
4.炉内燃烧控制技术
其燃烧控制是步进炉的核心技术之一,手动控制已被自动控制方式所取代。目前大规格钢锭推钢式加热炉可选用的燃烧自控方式通常有:
(1)空燃比例连续控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC与其设定值进行比较,偏差值按比例积分、微分运算输出4-20 mA的电信号分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,从而达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。
(2)双交叉限幅控制系统,该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度,该测量点的温度期望给定值是由预存贮在上位机中的工艺曲线自动给定的。根据这两个温度值偏差的大小,PLC自动校准燃气/空气流量阀的开度。该阀通过电动执行机构定位。空气/燃料比控制,借助于孔板和差压变送器来测量空气流量,燃气的流量是借助于一台安装在燃气支管上的质量流量计来测量,使精确的温度控制得以实现。
5.软件仿真锅炉风机翼型叶片
由于锅炉叶轮机械内部流场非常复杂,并带有强烈的非定常特征,进行细致的实验测量非常困难,目前尚没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,这就迫切需要可靠详细的流动实验和数值模拟工作来了解机械内部流动本质。将利用软件对锅炉风机翼型叶片进行二维的数值模拟,研究空气以不同的方向流入翼型叶片入口所造成的流动分离。根据数值模拟的一般步骤:创建二维模型,进行网格划分,设定边界条件和区域,输出网格,再利用求解器求解,对不同空气来流攻角角下的流动进行二维数值模拟。在得到模拟结果后,对不同攻角下模拟所得到的速度矢量图进行比较分析,得出锅炉风机翼型边界层分离和攻角的关系。(作者单位:辽宁工程技术大学)
参考文献:
[1] 安连锁.泵与风机[M].北京:中国电力出版社,2001.
作者简介:朱群志(1972-),男,浙江台州人,上海电力学院能源与机械工程学院,教授;任建兴(1961-),男,江苏海门人,上海电力学院能源与机械工程学院,教授。(上海 200090)
基金项目:本文系上海电力学院教改项目(项目编号:20111407)、上海高校本科重点教学改革项目(项目编号:20115901)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0021-02
一、节能与能源管理人才培养的必要性和紧迫性
我国是能源消耗大国。近年来国内经济的快速增长对能源供给的压力很大,重要能源资源短缺对经济发展的制约进一步加剧。我国的能源利用效率与世界先进水平相比存在较大差距,不少地方存在粗放式使用的情况,很多能源没有得到有效利用而造成浪费。这种能源消费方式使能源供给进一步恶化,对人类居住环境也造成了严重污染。节约能源是我国建设节约型社会的首要措施。[1]
培养从事节能与能源管理工作的人才是我国经济可持续性发展的需要。从1979年开始,我国就有计划、有组织地开展了节能工作,但30年来节能事业起伏不定。这种状况固然与国家的经济发展战略、能源供需形势等因素有关,但节能与能源管理人才的缺乏也是一个重要因素。缺少一支精通节能技术、熟悉节能管理、事业心强的高素质人才队伍是我国开展节能工作的软肋,也是实现我国节能目标的瓶颈问题。[2]
培养从事节能与能源管理工作的人才是国民经济各行业发展的需要。各类工厂是我国能源消耗的大户,工业能源消耗占全国能源消耗总量的70%左右。节能与能源管理领域的专门人才可以促进企业加强内部的能源计量和管理,开展节能降耗工作。1998年1月起施行、2007年10月修订的《中华人民共和国节约能源法》明确规定:重点用能单位应当设立能源管理岗位。重点用能单位包括两类:年综合能源消费总量1万吨标准煤以上的用能单位;国务院有关部门或者省、自治区、直辖市人民政府管理节能工作的部门指定的年综合能源消费总量5000吨以上不满1万吨标准煤的用能单位。2007年国务院颁布的《节能减排综合性工作方案》中明确要求重点耗能企业建立能源管理师制度。之后天津和山东等地开展了能源管理师的试点工作。2011年国务院颁布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》中要求扩大能源管理师试点。
社会对节能人才的需求很大。根据对用能单位的调查,我国专业节能人才的需求量在数10万人以上。目前我国从事节能与能源管理工作的专业人才极度匮乏,很多企业没有专职的能源管理人员;即使有专职人员的企业,也存在能源管理人员节能意识不高、专业技能欠缺以及人员配置偏少等问题。这些原因导致企业对能源的控制和管理薄弱,严重阻碍了节能工作的开展和能源使用效率的提高。要解决这些问题,必须在科学方法的指导下充分挖掘企业节能潜力,以技术手段和管理手段促进能源利用效率的提高。因此,适应社会需求,培养专业的节能与能源管理专门人才显得十分迫切。
我国高校在节能专业人才培养方面起步较晚,虽然有一些高校在能源教育方面做了一些尝试,[3,4]但至今还没有形成健全的节能人才培育机制,面向节能服务人才培养的专业设置和学科建设都比较薄弱。[5]针对高校培养人才不足的现状,一些社会办学机构纷纷提供短期的能源管理师课程对一些在岗人员进行培训。然而,这种培训班短则几天,长则一周;培训项目时间短,很难对学员提供系统的知识和技能训练。作为人才培养的主要基地,高校应根据我国经济结构调整和战略性新兴产业发展的需求,为我国节能产业的发展培养高素质的节能与能源管理专门人才。高校可对现有专业进行改革,通过调整一些相关专业的培养方案、增补部分课程,为社会培养毕业后从事“能源管理师”岗位的人才。
二、节能与能源管理人才培养的探索
节能涉及的领域多,学科背景广。从技术角度分析,主要涉及“热”和“电”。本项目主要探索在热能与动力工程专业上进行改革,适应社会对节能与能源管理人才的需求。热能与动力工程专业的相近专业包括能源动力系统及自动化、能源与环境系统工程等。由于各个专业的背景不同,侧重点也不同。有的偏向动力机械,有的偏向制冷与空调,有的侧重能源高效和清洁利用。电力高校中的热能与动力工程专业往往偏向电厂热能动力工程和电厂集控运行。本文针对的是上海电力学院的国家特色专业——热能与动力工程专业。该专业办学历史比较悠久,并具有明显的行业背景。
1.制定了“节能与能源管理”专业方向培养方案
通过对热能与动力工程专业进行改革,设立“节能与能源管理”专业方向。热能与动力工程学科还是这个专业方向的核心,因此,专业方向与所依托专业在专业基础课和专业核心课程的设置上基本相同。专业基础课及专业课程主要包括工程热力学、工程流体力学、传热学、锅炉原理、汽轮机原理、泵与风机、热力发电厂等。
与常规热能与动力工程专业的区别在于增加了特别针对节能与能源管理的课程模块。该模块包含6门课程,共计9个学分。课程包括节能技术概论、空气调节、制冷原理与设备、热网技术、技术经济学以及能源管理与审计等。这些课程有的侧重技术层面,有的侧重能源管理与技术经济分析层面。除了节能与能源管理专业方向的选修课程之外,学生还可以从其他专业方向中选修一些课程,例如热能工程测量技术、可再生能源发电技术等。
2.教学内容契合复合型应用人才培养
节能人才不仅要掌握各种通用节能技术,而且也需要懂得一些技术经济分析、工程管理等方面的知识,是技术和管理结合的复合型人才。[6]因此,专业选修课程的教学内容应该根据节能与能源管理人才的知识和技能要求来设计。例如,“节能技术概论”课程的主要内容包括热电联产节能技术、锅炉和加热器节能技术、热管及热管换热器节能技术、热泵节能技术、余热回收节能技术、电力行业节能措施与案例等。“热网技术”课程的主要内容包括集中供热系统、热负荷及管网水力计算、供热管道敷设、热源配置等。“能源管理与审计”课程的主要内容包括能源政策、能源工程管理、合同能源管理、企业能源审计、企业能源平衡等。
3.在实践环节中提高学生的应用能力和创新能力
实践环节中除了一般的认知实习和专业实习外,还包括课程实验、专业方向课程设计以及毕业设计等。这些环节主要是培养学生应用课程所学知识的能力。结合课堂教学内容,增加了常用节能技术的实验。例如,在“泵与风机”课程中增设了泵与风机的变频调节实验。通过开展这些实验加深学生对变频技术的原理、方法和效果的认识。专业方向课程设计是一个新增的、有特色的实践环节,训练学生综合应用专业选修课的相关知识,并不局限于特定的选修课程。尝试将一家医院的供能系统作为课程设计的对象,要求学生结合参考资料对医院的用能及供能系统进行设计。提供给学生的资料包括工程扩初说明、各类冷热电设备性能参数表、非电空调选型设计手册等。
通过与学校基本建设工程、科研实验平台相结合,建成了一些学生实践基地。由于在项目设计阶段就提前介入,这些基本建设工程和科研平台在建设中充分考虑了学生实践能力培养的功能需求。已经建成的实践基地有:节能生态艺术厅、大学生活动中心节能建筑示范基地、多类型能源的分布式能源实验系统、校园能耗监管平台等。节能生态艺术厅可以开展的实验有中央空调性能测试、室内温度场测试、太阳能热水器性能测试等。大学生活动中心节能建筑示范基地可进行太阳能光伏发电实验、风光发电互补实验和建筑能耗按户计量实验等。分布式能源实验系统可提供燃气轮机性能试验、内燃机性能试验、气水换热器性能试验等。而校园能耗监管平台则能够提供全校每幢建筑的用水、用电数据,这些数据是学生开展能耗分析和节能诊断的生动素材。
4.人才培养情况
节能与能源管理专业方向于2008年开始按方向招生,招生规模为1个班。2012年首届学生毕业,学生就业情况优良。学生的就业单位除了传统的电力行业发电企业、设计院、电厂建设企业以外,也有节能服务公司等。节能与能源管理专业方向的设立为这些学生提供了必要的基础知识和技能,有利于他们进入单位后尽快适应工作岗位。
开设的选修课程得到了热能与动力工程其他专业方向学生的欢迎。“节能技术概论”、“能源管理与审计”、“热网技术”等选修课程每个教学班的人数都接近80人,其中节能与能源管理专业方向的学生只占一半。对于热能与动力工程专业的学生,这些课程有利于拓展学生的知识面。
学生的节能意识增强了,对节能工作的兴趣提高了。学生积极参与节能减排方面的科创项目,这些学生既有来自热动专业又有来自机械专业、管理专业等。管理专业的学生与热动专业的学生联合组队,参加了第五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛等活动,并获得较好成绩。这些科创活动一方面提高了学生的应用能力和创新能力,另一方面也有利于激发学生的学习兴趣。
三、结束语
上海电力学院根据国家能源发展战略需求和社会对人才的需求对高校培养节能与能源管理人才进行了探索。在热能与动力工程专业上设立了节能与能源管理专业方向,制定了专业方向培养方案,开设了兼顾技术和管理层面的专业选修课程,依托校园基本建设和科研项目建立了校内实践基地。所开设的课程得到了学生的欢迎,加强了学生的节能意识,拓展了学生的就业面,为热动专业毕业生从事节能与能源管理工作提供了基础。
由于节能的领域多,范围广,涉及学科多,因此节能人才的培养中存在不少困难。企业所需的节能人才最好是多面手,既懂“热”,又懂“电”,还懂能源管理。但是,作为一个本科专业,需要有一个相对完整的知识体系。另外,各个行业有不同的生产流程,培养一个通用的节能人才也是不现实的。因此,如何适应社会需求、进一步加强节能人才的培养是一个需要不断探索和持续关注的问题。高校是培养人才的主要基地,相关专业可以和企业紧密结合,结合专业的学科背景和依托行业的特点进一步探索节能专业人才的培养模式和途径。
参考文献:
[1]吴志功,王伟,郭炜煜.大力发展能源教育建设低碳社会[J].北京教育:高教版,2010,(7):10-13.
[2]刘显法.节能降耗的人才保障[J].中国人才,2007,(2):27-28.
[3]左远志,杨晓西.大学开展能源教育的新视角[J].东莞理工学院学报,2012,(1):100-103.
[4]桑丽霞,王景甫.对我国大学开展能源教育的思考[J].北京工业大学学报(社会科学版),2009,(6):72-74.
作者简介:许云燕(1986-),女,湖南张家界人,华北电力大学能源动力与机械工程学院,助教;丁文俊(1976-),男,浙江上虞人,华北电力大学外国语学院党总支副书记,讲师。(北京 102206)
中图分类号:G645 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0120-02
一、学业辅导的定义
学业辅导可以促进学生的学业发展,这已是教育界普遍认可的原理。与学业辅导相关的理论在20世纪开始蓬勃发展,著名的有苏霍姆林斯基的智育理论、赞科夫试验教学论体系中的教学原则、巴班斯基教学最优化理论中对学习技能的研究、斯卡特金关于自学指导的研究等。[1]
随着上述理论的不断丰富,学业辅导的实践也在不断开展。在美国,部分高校将学业辅导界定为“大学里以个体或者团体为单位,对学生所开展的以学术为导向的辅导咨询工作”。很多地方也将这种学术辅导称之为学业指导。我国教育界名人杨蓦、马超山早期曾用以下五个方面来界定学习指导:一是通过对学生进行学习需要、学习兴趣、学习态度、学习习惯的教育,使学生乐于学习、愿意学习、主动学习;二是通过向学生传授“学习”方面的知识和技能(如学习过程、学习方法、学习对象、学习条件等),使学生学会学习、善于学习、独立学习;三是就其方式来说,主要是结合各学科内容的教学(即渗透式);四是就其目的而言,其根本在于增强学习活力,发展学习能力,提高学习效率,保证教学质量;五是学习指导是一种特殊的教学活动。[2] 笔者认为以上理论多是将学业辅导定义为以提高学生掌握课堂知识以及与之相关知识的学习能力为目标的各类教学实践活动,对于高校学生来讲,这些定义较为狭窄。加之我国很多高校目前尚无明确的学业辅导定义,主要是以帮助成绩落后的学生取得学习进步为目标的帮困补差工作,缺少促进学生发展的相关内容。[3]因此,高校学业辅导可以定义为:依据教育学、心理学原理及各类学科特点,发挥教师、学生的主体作用,在教师的引导作用下,号召优秀学生发挥自身影响力,调动其他学生的学习自主性,促进学生养成良好的学习习惯,掌握良好的学习方法,以提高学生学习能力、研究能力、创新能力为目标的教学实践活动。
二、开展学业辅导的必要性
华北电力大学的大部分学生都是在进校即确定了自己的专业,但学生在高中毕业时对大学的专业设置并不十分了解,填报志愿时带有很大的盲目性。国家教育行政学院讲师、教育学博士杨艳玲认为,对专业不了解导致新生在学习的适应过程面临的压力较大。据杨艳玲对一些理科专业大学新生的访谈得知,“课程多”和“内容难”是上课后的突出感受。学业受挫后,一些学生对学习丧失了中学时的“自我胜任感”,容易产生自卑、焦虑和厌学情绪。
1.学生在专业学习与规划方面缺少有效指导
在填报志愿时,很少有学生对自己的性格、爱好和专长进行分析,而是盲目地选择一些所谓的热门专业。2003年复旦大学对该校二年级学生的调查表明:部分学生入学前的专业选择有点盲目,有36.7%的学生曾经产生过转专业的念头,其中“74.8%是因为‘兴趣’而想改专业”。[4]北京大学陈向明教授带领的课题组对该校教师和2000届本科毕业生的调查发现,40.1%的被调查学生在四年中曾经有过换专业的念头,主要原因是“很多同学当时对专业不了解,选择时带有很大的盲目性,进入大学之后才发觉并不喜欢自己的专业”。“对于现行的划分专业的方法(即录取时划分专业的做法)只有极少的教师和学生表示同意,分别为6.9%和5.3%。”而在2013年6月份,某调查机构也披露了一项针对大学在校生的调查数据,仅有29.5%的人表示满意自己当年的高考专业志愿,41.0%的人表示一般,还有29.5%的人表示不满意。针对“如果不满意自己的专业怎么办?”这一问题,在调查中,73.2%的人选择接受现实,9.9%的人选择跨专业考研,另有8.4%的人则试图转换专业。目前很多大学对转系转专业采取了越来越宽松的政策,然而对于选择大学就读专业这个可能决定一生的重大问题,如果都依靠进入大学后的转专业来实现,显然不现实。
2.新生在适应大学生活的过程中忽视基础课学习
学生从高中进入大学通常都需要一个适应过程,从有严格的学习规划与要求的环境到完全自主自由的选择课程学习的环境,大多数学生对大一的课程重视程度都不同,而在大学教学安排中,基础课程几乎全部集中在大一阶段,整个大学阶段学习成绩的好坏与这些基础课程的学习情况息息相关。基础课程虽然与高中有所关联,但在难度、深度和广度上远远超出高中阶段的知识,这些基础知识是大学后续学习的基础。与此同时,大学生的时间相对于中学而言很灵活,属于个体自己支配的时间较多,这样的情况下学生容易在迷茫的适应过程中耽误了基础课学习,从而影响以后学习的基础。从大一开始实施学业辅导,带领新生正确认识自己的专业课程,是学生适应大学生活的必修课。为此,需要有一套比较全面系统的学生学业辅导体系,以期学生入校后能够迅速适应自由性很强的学习环境,能够在参与学业辅导与接受学业辅导的过程中,更加详细地了解所学专业课程,及时认清自己的兴趣和能力所在,解决学生专业和课程选择时的迷茫困惑。同时,大学阶段是人生中的关键时期,一个人专业的选择、综合素质的培养、多方面能力的锻炼和人格的最终定型从某种程度上讲都发生在大学阶段。因此,开展大学生学业辅导和学习指导,对大学生、学校和社会很有必要。
三、学业辅导在学生成才过程中发挥的重要作用
学业辅导不仅对学习困难生有极大的帮扶作用,同时也能极大地激发学业困难学生的学习积极性,进一步促进优秀学生思想道德素质的全面发展,推动高校优良学风建设。
为培养学生养成良好的学习习惯,顺利完成大学阶段的学业,助力学生健康成长成才,经过前期的大量调研和精心筹备,华北电力大学学生处、教务处于2013年3月开始在学校能源动力与机械工程学院一年级学生中全面启动学业辅导试点工作。试点辅导的课程选取学校大一新生的两门重点课程,即“高等数学”和“工程制图”,学业辅导员由院系选的学习成绩优秀、学有余力、具备较强责任心和良好表达能力的高年级学生担任。截止到2013年6月,华北电力大学学业辅导试点工作已开展三个多月,目前学校能源动力与机械工程学院2012级工图课程已经结课并考试完毕,“高等数学”课程辅导持续至16周,学校学业辅导工作在推动大一新生了解本专业基础课程,尽早明确本人的学业规划方面,发挥了重要作用。
1.提高学生的学习热情
通过在高年级选拔兼职学业辅导员的方式,辅导员有更多的时间和精力来为2012级学生做课后答疑,相比仅仅只有教师上课答疑的情况,兼职学业辅导员的配备,为学生们提供了更便利的专业课程咨询途径,提高了能源动力与机械工程学院2012级学生的工图课程成绩。就纵向而言,2012级与2011级学生相比,成绩有了很大提升,不及格人数降低至平均每班一人左右,同时85分以上人数平均每班有4人;从横向上而言,与第一学期的无全班通过的结果相比,本学期全部通过的班级达到四个,这在一定程度上说明学业辅导工作确有其实效性。
2.降低不同学生在专业基础课程上的差距
很多学生进入大学后往往不知道自己学什么、怎样学、成绩下滑怎样补救、专业困惑如何解答等,这对学生掌握专业知识和培养思考能力产生了不利影响,从长远来看,也不利于学生的全面健康发展和就业、择业问题的解决。通过学业辅导能够让不同年级、不同专业的学生广泛接触,让高年级学生,或者是本年级学业规划较成熟、专业掌握程度较高的学生对其他学生加以正确引导,以自身实例帮助被辅导学生尽早适应大学生活、掌握大学基础课程、了解专业前景、进行合理的学业规划,从而降低学生之间的学习成绩差距,形成良好的校园学习氛围。
3.为大学四年的成长成才奠定坚实基础
大学生在进入大学校门以后,全员参与学校制度化、规范化的学业辅导,不仅能及时了解专业课程内容,同时也能在加深专业认知的同时,培养学生的主动学习能力、信息整合能力、分析判断能力、决策创造能力、实际操作能力以及自我发展、自我规划等综合能力,为进一步实现人才强国战略奠定坚实基础。
4.有利于深度辅导工作的科学化与精细化
对大学生开展深度辅导工作是对大学生思想政治教育工作者提出的一项重要要求。辅导员要做学生思想、学习、生活的引导者和教育者,就必须对学生的各种问题有所了解。由于“90后”学生主动性差,自我分析能力较弱,辅导员在深度辅导时找到切入点比较困难,这样会使深度辅导的效率大打折扣。通过以班级为单位开展学业辅导,兼职学业辅导员在课下与学生的交流频繁,同时与辅导员保持信息沟通,有利于辅导员从学生学业问题中顺势而为,寻找突破点,使得深度辅导从被动转为主动,有利于打破与学生的交流瓶颈,为大学生思想政治教育搭建一个更为广阔的互动平台。
5.进一步推动兼职学业辅导学生的全面素质发展
当前很多高校提倡“全员育人”的思想政治教育工作理念,以期形成“教书育人、管理育人、服务育人、实践育人”的良好环境。在“育”与“学”的互动过程中,强调学生凭借原有的知识和经验,通过与外界的互动,互相生成有效信息。[5]“全员育人”的目的是使教育和学习的过程成为知识理解、融会贯通、提炼、升华的过程,“全员育人”环境的创造需要有信息交流、有效互动的平台或载体。这就要求学校教师的第一课堂与第二课堂相结合,展开知识传授与技能培养,实现“教书育人”的真正目的。
学业辅导应涵盖指导者与学生间良好的互动,在保证被辅导班级养成良好学习风气的同时,进一步促进优秀学生的全面发展,兼职辅导员在辅导学生的过程中提高自己对专业以及大学整体规划的认知,与被辅导班级一起进步。因此,在整个学业辅导的实践过程中,以教师为指导,兼职学业辅导员为桥梁,学生为主体,有效地加强了专业教师、辅导员以及不同年级学生之间的互动与交流。这种“多相互动”的模式,既调动了学生的主观能动性,又为兼职学业辅导员的技能提升和教师教学方法的修改提供了依据,推动了大学有效实施全员育人的教育理念。
四、结论
华北电力大学自2013年年初开始在能源动力与机械工程学院开展学业辅导试点工作,学校旨在通过选拔优秀学生担任兼职学业辅导员、配套安排学业辅导教室,从课程答疑、制度管理与思想教育引导入手,督促学习困难学生努力学习,提高自身道德修养,尽可能预防学生出现留级、退学、开除学籍等影响学生正常学习的情况。同时通过加强“爱心、信心、耐心”教育,激发学生内在的学习动力,促使学生提升自我发展,帮助被辅导学生在学习上不掉队。在实施过程中,逐步探索通过多种有效方法打造学校特色的学业辅导模式,为学生成长成才提供优质的教育服务。
作为辅导员,从最初的专业介绍、课程介绍到后期的专业学习指导、课后学业辅导、就业方向选择等,每一个环节都需要学生的积极响应和认可。学业辅导是一项长期而系统的工作,将学业与学生成长成才相结合,不仅能有效利用和整合各种学习资源,避免学生时间精力的浪费,还能在推动学生形成大学整体规划和锻炼学生实际应用能力中发挥重要作用。在教师与其他年级兼职学业辅导员的正确引导下,使学生最大限度地减少盲目与浮躁,让其明确学业目标,推动个人全面发展。
参考文献:
[1]赵强.高校学习辅导工作的理论综述与实践初探[J].辅导员工作创新论文集,2003,(6):120-121.
[2]杨骞,马超山.学习指导的意义探微——兼谈学习指导的理论依据[J].教育科学,1996,(1):21-24.