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能源与动力工程研究前沿范文1
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）01-0052-03
伴随着人类社会对可持续发展日益加强的关注，能源与环境的矛盾成为每个国家的核心关注点，其迫切要求中国的能源动力工程高等教育建立与国家经济发展相适应的工程教育体系与结构，提高能源动力工程技术人才的培养质量。
中国能源动力类专业形成于20世纪50年代，初期为满足动力、发电应用等国民生计的迫切需求，而成立了锅炉、汽轮机、内燃机等专业，后续随国家需求而成立了制冷、核电等专业。国内高校设立工程热物理专业的高峰期为20世纪七八十年代，其后专业发展迅速。2012年，教育部颁布实施了《普通高等学校本科专业目录（第四版）》，能源动力类二级学科门类下列的专业仅为能源与动力工程专业，使得本专业本科成为一个“大能源”范畴内的专业。这种专业上的调整体现了一种需求的调整，在面向全球化的能源发展与挑战时，具备更加广阔视野、全面知识体系的人才更加符合社会需求。邱洁对这种调整对能源与动力工程专业课程体系的影响进行了简要论述，并总结了相关挑战与机遇。
一、专业现状概述
（一）专业内涵的拓展
原有的热能与动力工程专业关注热能与动力的转化及效率问题，核心关注热量这种能源形式。随着可再生能源及新的能源利用形式的迅猛发展，专业内涵愈发深厚。各种能源形式彼此的转换及过程中伴生的能质交换规律等都成为本专业覆盖范围，这对于原有的学科体系产生了一定的影响。故专业内涵的拓展迫切要求学科进行相应的调整，在培养计划方面进行适当更新。
（二）培养目标的调整
近年来，随着可再生能源、能源与环境等主题的发展，对相关新兴领域人才的需求日益加大。社会作为人才的接收市场，对急需人才的类型释放了大量信号。然而，作为人才输送主力的高校，往往并没有及时对培养方案做出适当调整，课程更新方面也相对较慢。事实上，在课程数和学时有限的条件下，在各高校学科内特色研究方向和优势方向沿袭下，相关调整的余地很小。
（三）差异化需求的影响
传统教学模式在面对日渐差异化的学生需求时，不能“丰盈”学生的个性化发展。事实上，随着高等教育进程的不断推进，个性化教育的呼声渐起。重视人才发展的差异性，探索个性化教育理论与实践，在很多高校的人才培养模式改革文件中有所体现。具体到能源与动力工程这个“大能源”专业，有些学生倾向于传统专业好就业，有些学生倾向于新型产业想创业，有些学生格外看重前沿科研想出国、考研，这一方面来源于个人认识和喜好，另一方面也来源于自身经济等不同方面的压力。这种差异化的需求在现阶段传统培养模式下，很难被满足。这不仅是课程设置方面存在局限，在课堂教学、实验和实践等方面也同样存在很多局限。
二、本专业学生存在的问题
（一） 本科生对本专业背景了解不深
其表现为学生不知道专业与国计民生有何关系，故无法在其中定位自己。没有定位，便没有思想原点，不知从何出发开展职业规划、人生规划，故往往感到茫然，无所适从。
（二） 本科生对个人发展路径了解不深
其表现为学生不知道本科所学有什么具体应用，个体的学习如何与群体、行业、社会和国家的发展相关联，想认真发力却不知道如何操作、朝哪里发力，缺乏方法的引导。在被动学习模式下积累的经验，在本科主动学习的情境下不能很好适应，往往造成心理困境。
（三） 本科生对国内外科技发展态势了解不深
其表现为学生无法将自己对未知的探索与国内外快速发展的科技态势相关联。在面对能源与动力工程这种涵盖学科多、支撑面广、国内外发展快速的专业时，一方面渴望求知，另一方面又被繁杂的关系牵扯，造成精力分散，无法突破。
（四） 本科生参与竞争的意愿不大、程度不深
尽管目前在能源领域，国内外针对本科生的科研竞赛纷纷设立及开展，但仍无法发动所有学生参与，造成部分积极的学生参与多个项目，而大多数学生只局限于自己生活的小圈子，缺乏参与竞争的意愿和动力。
三、教学模式的创新实践
（一）“熔炼互激”教学模式
针对上述问题，近年来，天津大学能源与动力工程专业教学团队通过反复实践与研讨总结，以激发学生学习与创新热情为出发点，提出了“熔炼互激”这一新的教育模式。
能源与动力工程研究前沿范文2
关键词：燃烧；燃烧技术；教学内容；热能与动力工程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0055-02
目前，化石燃料在世界各国能源中占有主导地位，约占全球能源消费的87%，而且在未来可以预见的时期内，全球能源结构仍是以化石燃料为主，其他新型能源为辅的格局。随着社会和科技的发展，对能源的需求越来越多，能源短缺已成为一个全球各国共同面临的现实问题。由于化石燃料的大规模使用，其所带来的环境污染问题也日趋严重。目前，节能减排已成为世界各国当前和未来的重要发展目标。研究和开发高效、低污染燃烧装置，提高燃料燃烧能量利用率，减少对环境的污染，是目前世界各国迫切需要解决的重大关键技术。
哈尔滨工程大学基于当前对节能减排的迫切需求，自2006年起，在动力与能源工程学院热机专业本科教学计划中，开设了“燃料与燃烧”课程；自2007年起，分别在硕士研究生和博士研究生相关专业培养计划中开设了“高等燃烧学”和“燃烧学的理论方法及应用”等课程。
一、“燃料与燃烧”课程定位
哈尔滨工程大学作为工业和信息化部直属学校，其动力与能源工程学院热能与动力工程专业是国家级特色专业，同时拥有工信部教学中心和黑龙江省级教学示范中心。作为燃烧机械的基础，“燃料与燃烧”与大学普通物理、工程热力学和流体力学等多门基础课程密切衔接，课程在科学理论指导下，密切联系实际工程应用。通过课程学习，可以拓宽学生专业眼界，了解燃烧学科发展前沿和发展重点，培养学生综合运用知识的能力和动手能力。“燃料与燃烧”课程对于培养学生的独立思考能力、创新能力和团队合作能力具有重要作用[1，2]。自2006年设课以来，“燃料与燃烧”一直作为本科热能与动力工程专业的骨干基础课程。
“燃料与燃烧”课程的教学水平直接影响我校热机各专业方向的学生素质和教学质量。对“燃料与燃烧”课程进行教学内容改革，提高其教学质量，对于提升哈尔滨工程大学热能与动力工程专业在国内的影响和地位具有重要意义。
二、“燃料与燃烧”课程教学内容设计
除基础理论部分外，“燃料与燃烧”课程中工程应用部分教学内容更新很快。随着科学技术的不断发展，燃烧技术不断进步，燃料及燃烧装置不断推陈出新，相应教学内容也需不断随时更新，要求授课教师有坚实和广阔的理论基础，掌握国内外燃烧理论和技术的最新发展。
哈尔滨工程大学是我国进行船舶动力装置研究和培养该领域高层次创新人才的重要基地，近年来对高性能船舶动力装置进行了大量深入的研究，承担完成了包括工信部高技术船舶项目、省市部委项目和各级基金项目等多项课题研究，对发动机预混燃烧、扩散燃烧、均质燃烧、稀薄燃烧和低温燃烧等燃烧模式均有深入的研究，取得了多项具有国内外先进水平的研究成果，发表了大量的相关论文和专利。这些科研成果为“燃料与燃烧”课程教学和师资平台搭建提供了丰富的资源，对“燃料与燃烧”的教学改革起到了很大的推动作用。
随着燃料技术、燃烧技术和燃烧装置的不断发展和进步，为满足教学需求，及时反映燃烧技术的最新进展，我校教学团队编写了《燃料与燃烧》本科教材。该教材是根据船舶动力装置燃烧的特点，基于我校“三海一核”教学和学科的研究特色编写的。《燃料与燃烧》教材系统阐述了燃烧的基本原理和理论；详细讲述了燃料动力学燃烧的计算方法，详细论述了燃烧热力学和燃烧化学反应动力学，着重介绍了船舶动力装置涉及的预混燃烧和油滴蒸发控制的扩散燃烧；最后，为及时反映燃烧技术的研究进展，增添了新型船舶动力装置所采用的高效低排放燃烧技术[3]。在教材的编撰过程中，大量引用了我校燃烧理论和燃烧装置研究领域相关教师及硕博研究生的研究成果和国内外最新研究进展。教材内容丰富新颖、专业针对性强，可为我校及其他院校热能与动力工程专业各研究方向本科生奠定系统的专业理论知识。通过课程学习，使学生在掌握扎实理论知识的同时，获取燃料与燃烧相关工程应用知识。教材强调了“燃料与燃烧”课程教学内容的系统性、理论性以及工程应用性，编写过程中注重了教学内容的易懂性，和培养学生应用所学知识、实际动手实验以及团队合作的能力。
通过“燃料与燃烧”课程的教学，使学生对燃料性质、燃烧现象的本质以及燃烧基本理论有一定的认识，进而掌握燃烧技术中所必须的热化学、燃烧动力学及燃烧过程的基本知识与基本理论。掌握动力机械中气态、液态和固态燃料的相互关系和区别，以及它们的特性、燃烧特点和规律，包括闪点、着火点和自燃点，不同燃料闪点、着火点和自燃点的变化规律，以及着火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理等。课程侧重预混气的爆震、层流预混燃烧、气体扩散燃烧和燃料液滴燃烧等与动力机械密切相关的燃烧理论[3]。
国内外对动力装置节能减排的要求实质上推动了燃料、燃烧理论及燃烧装置的快速发展，为确保“燃料与燃烧”课程教学内容能充分反映相关理论和技术的发展，最新国内外燃料技术、新型燃烧技术及燃烧装置应作为课程教学的重点更新内容。“燃料与燃烧”课程先后介绍了燃料及燃料特性、化学反应动力学、燃烧理论和燃烧装置等，涵盖了燃料、燃料的燃烧计算、燃烧化学动力学、燃烧反应系统的守恒方程、着火理论和燃烧界限、预混燃烧、扩散燃烧、液体燃料的燃烧、固体燃料燃烧、燃烧排放控制和燃烧装置等方面的教学内容。课程各教学模块内容主要包括：（1）燃料，主要包括燃料的来源、种类、组成，燃料性质、参数及变化规律，燃料物性计算方法；（2）燃烧过程的物质平衡与热平衡，包括生成焓、反应焓、燃烧焓，固体燃料、液体燃料和气体燃料的理论空气需求量，实际空气供给量和空气过量系数，完全燃烧产物生成量、成分和密度，不完全燃烧产物及燃烧过程的质量检测，燃烧温度和热离解对燃烧温度的影响；（3）燃烧与化学平衡，重点为化学反应速度及化学平衡，反应度与平衡常数的关系；（4）化学反应动力学，内容包括基元反应、质量作用定律、反应级数，化学反应速率及其影响因素、各种级的单步化学反应，链锁反应；（5）燃烧系统守恒方程，分子传输方程，基本守恒方程，流动边界与热边界层；（6）着火和燃烧界限，热自燃理论、强迫着火、熄火、着火爆炸与熄火现象为化学动力学控制的燃烧问题，燃烧界限的影响因素；（7）预混气的燃烧，重点为燃烧波及其区别、瑞利公式、雨果尼奥曲线、雨果尼奥曲线上熵的分布、爆震波后已燃气的速度与当地声速的比较、查普曼-焦格特爆震波速度的确定、爆震波的速度、开爆震性和化学反应动力学决定的爆震极限；（8）层流预混火焰，主要包括热理论，参数对火焰传播速度的影响，火焰驻定原理，火焰淬熄；（9）层流扩散燃烧，主要内容为伯克和舒曼理论的基本假定和求解方法、燃料射流的唯象分析（层流火焰高度和湍流火焰高度）和层流扩散火焰射流（层流射流的混合和有化学反应的层流射流）；（10）气体湍流燃烧，重点为湍流火焰的唯象方法；（11）液体燃料的扩散燃烧，主要包括单油滴的蒸发及质量燃烧速度，气流中的燃料液滴，火焰的位置、燃料蒸汽、氧气、产物及温度的分布、喷雾燃烧及油滴群燃烧；（12）固体燃料的燃烧，内容包括固体燃料的燃烧过程、固体碳粒的燃烧（扩散燃烧、动力燃烧和过渡燃烧）、碳粒燃烧的化学反应（碳和氧的反应、碳和二氧化碳的反应、碳和水蒸汽的反应、一氧化碳的分解反应）、多孔性碳粒的燃烧、二次反应对碳粒燃烧的影响、碳粒燃烧速率及燃尽时间、灰分对碳燃烧的影响、固体燃料的燃烧方式和燃烧装置；（13）燃烧排放控制，包括燃烧过程中NOx、SOx和颗粒等污染物的生成机理，影响污染物生成的因素，控制污染物排放的技术措施（改变燃烧途径的措施和后处理措施）；（14）液体和气体燃烧技术及燃烧装置，主要包括船舶动力装置（船舶柴油机、船用锅炉和船用燃气轮机等）的燃烧技术。
三、结论
“燃料与燃烧”是当今国内能源动力类本科专业前沿课程之一。作为哈尔滨工程大学动力与能源工程学院热机专业方向的一门核心基础课程，“燃料与燃烧”在我校热能与动力工程本科教学体系中扮演着重要角色。通过对““燃料与燃烧”课程教学内容设计的探讨，确定了以船舶动力装置共性燃烧理论作为基本的教学内容，用国内外最新燃料与燃烧技术的发展更新课程教学内容，以期夯实学生的专业理论知识、扩展学生的眼界、提高学生的综合素质。根据燃料和燃烧应用技术的发展，尤其是船舶发动机行业燃烧技术的发展，及时更新、丰富和优化课程教学内容，是实现课程教学目标、培养创新型人才的关键。通过教学内容的设计和改革，我校近几年的教学实践表明，“燃料与燃烧”课程教学取得了良好的效果。
参考文献：
[1]苏磊.《燃烧学》教学有感[J].中国科教创新导刊，2009，（34）：134.
能源与动力工程研究前沿范文3
为了落实执行“2011计划”，并适应国家对核电建设专业人才的需要，大连理工大学与中国广东核电集团有限公司（下称中广核集团），以能源动力类学科为主体，以培育新能源、可再生能源新兴产业和改造能源动力传统产业为重点，结合双方2007年签署的核电人才联合培养合作协议，在双方共建的中广核集团核电学院基础上，共建面向核电产业的协同创新中心，作为大连理工大学能源与动力学院的二级学院。同时，大连理工大学在能源与动力学院开展辽宁省校企协同创新工程人才培养体制机制研究与实践工作，中广核集团每年从我校三年级学生中预先招聘20～30名学生作为培养对象，学生四年级时在核电学院完成学习任务，让企业从人才的接收者向人才的培养者转变。
这样既解决了企业抱怨本科毕业生岗前培训耗时多、无法快速融入企业的问题，同时也避免了部分学生在大四阶段无所事事或是忙于找工作的两种极端状态。事实证明，在企业完成第四年学业的学生基本上都会得到企业的认可并留在企业工作。在这种人才培养模式中，企业、学校需要在制度、管理、实践教学等多个方面协同创新，在摸索中不断完善相关制度，涉及的重点工作主要包括：
（1）共同制订并逐步完善学生第四学年的培养方案与教学计划，主要是根据学生所在专业的培养计划和中广核电集团的专业培养要求，共同制订培养目标、共同建设课程体系和教学内容，特别是完善修订企业学习阶段培养方案的制订；
（2）通过人力资源培训，推动双方教师和科技人才的联合培养和交流互动，确立工程教育的课程体系和内容，并制订校内和企业教师的聘任办法和开课计划，不断提升学校教师实践教学水平；
（3）建立完善的学生考评机制，由学校与企业共同制订企业学习阶段的培养标准和考核要求，共同对学生在企业学习阶段的培养质量进行评价，并对学生的毕业设计加以考核；
（4）建立学生在企业学习生活期间的管理制度，采用导师制管理，大连理工大学和中广核集团公司分别为学生配备一位导师，共同负责教学、生活管理及毕业设计指导等工作。双方希望通过校企的深入合作、协同创新，建立工程人才培养的体制机制，探索并实践学校、学院同企业共同举办二级学院的体制机制，实现企业与高校的共赢，为其他高校的工程教育改革提供经验，同时为卓越工程师培养的落实执行提供保证。
2热能与动力工程专业卓越工程师培养的探索与实践
2010年6月启动的“卓越工程师教育培养计划”是教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。大连理工大学是首批进入“卓越工程师培养计划”的高校之一，能源与动力学院的热能与动力工程专业有幸成为首批卓越工程师培养的试点专业。热能与动力工程专业以基于通识教育的宽口径专业教育为特色，通过校企协同创新，构建了与研究型大学精英人才培养相适应的能源动力类卓越工程师培养模式。该专业的培养计划对原有课程进行整合，将专业标准落实到具体课程，对主干课程教学大纲进行了修改和完善，并通过与中广核集团、沈阳鼓风机集团有限公司（下称沈鼓集团）等大型企业的校企合作，采用“3＋1”订单培养模式，进行能源动力类卓越工程师培养的实践。培养方案包括学校阶段与企业阶段2个层面的培养计划。双方共同制定4年的教学计划，同时互认学分，毕业设计采用双导师制，以企业导师为主。实行“工程教育不断线、创新实践不断线、企业合作不断线”的课程配置体系。企业阶段培养方案加大实践环节和企业学习的内容，注重工程系统的思维训练、注重学生工程实践能力的培养，其中包括学历课程24．5学分、400学时，以及290学时的实践、实训环节，表1给出了核电学院的企业阶段部分理论与实践课程。学校阶段培养方案面向工程人才培养的需要，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，同时针对核电工业的需求，补充了一部分与核电相关的理论课程，如表2所示，总学分175学分，其中实践环节学分不少于25％。
3校内、外的实践教学平台的建设与运行
工程型人才培养的一个重要内容是实践教学，如何建立与卓越工程师培养相融合的实践教学体系，构建优质的实践教学平台对工程实践教育改革是至关重要的。我学院从校内教学实验中心与校外创新实践基地建设2个方面丰富实践教学内容、提升实践教学水平，取得了较好的效果。在校内实践教学平台建设方面，我学院于2008年成立了教学实验中心。成立之初，中心专门成立调研小组，对国内能源动力类实验教学成绩突出的清华大学、浙江大学、西安交通大学、上海交通大学等重点高校进行调研，吸取其建设经验，在原有2个实验室的基础上，整合了学院全部6个专业方向的实验资源，以既保证各专业方向之间互相依存，又体现各自不同优势与特色的原则，组建了能源与动力学院本科教学实验中心，并于同年获批学校的实验室重点建设项目，累计获得资助374万元。
在设备方面，实验中心将学科最新科研成果应用到实验教学之中，将其转化为优质教学资源，建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境。例如：能源动力学院能源与环境专业方向将科研重点设备NMRI核磁共振成像仪应用到教学实验中，开阔了学生的学术视野，让学生接触到了学科的前沿技术。在实验内容上，实验中心新增12个实验项目和扩组7个实验。新建实验项目内容多为国内领先水平，并在培养计划上把各专业方向的实验学时由12学时增加为24学时，还增加投资，改善部分实验条件落后的局面，为低温及制冷工程、能源与环境工程2个新建本科专业方向填补了实验教学的空白。不仅如此，在人员方面，实验中心新引入3位博士毕业生作为实验专职人员负责实验教学，大大提升了专职实验教师队伍的水平，同时针对新增实验组织编写实验指导书5本，出版实验教材1部，为本科实践教学创造良好的软、硬件条件。
在校外实践基地建设方面，我学院已建立了多处长期稳定的校外实习基地，与沈鼓集团、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、大连三洋制冷有限公司等多家企业签订了校企合作协议，合作内容包括企业为学校提供实习场地与环境，同时提供进厂教育、生活安排、实习讲课和现场指导等。学院适时聘请企业知名人士和技术骨干为兼职教师，参与专业改革工作和实践课程教学活动。以沈鼓集团实践教育中心为例，2006年，我校与沈鼓集团组建了沈鼓集团－大连理工大学研究院，开创了一种校企合作的新模式，即允许企业的研发机构入驻校园建立研究特区，双方共同投入，采用企业化研发管理模式，企业投入科研经费，决定研发方向，研发技术归属企业并直接产业化，通过双方优势互补增强企业的核心竞争力。2012年双方启动了辽宁省大学生实践教育基地建设项目：沈鼓集团－大连理工大学工程实践教育中心建设。中心设在沈鼓集团基地内，利用集团培训中心的教学软、硬件资源，邀请集团的技术人员对学生进行实践指导。目前该实践教学中心每年开展生产实习、毕业设计、大学生寒暑期社会实践等教学实践工作，接待学生约90人次／年，为卓越工程师培养的校外实践提供了保证。
4构建适应工程教育的本科教学体系
结合大连理工大学能源动力类本科培养方案制定工作，我学院根据专业特点和工程人才培养要求，通过优化课程体系、更新教学内容、改进教学方法等措施，建立了教学与实践相结合、通识与专业教育相融合，理论与工程教育相衔接的校内本科教学新体系，具体工作包括如下几个方面：
（1）在课程体系建设方面，我学院结合学校2012年本科培养方案制定工作，根据核电专业的特点和对人才培养要求，重构了学生在学校阶段的课程体系；改革实践教学内容，保证实践教学在培养方案中的比重达到25％，注重了科研与教学紧密结合；设置了学科前沿课程，如能源动力导论、能源环境基础等。
（2）在教学内容更新方面，在学校阶段增设核能相关的专业选修课程，如热力发电厂与核电系统、供热工程及核反应堆原理、核电与火电热力系统等，为企业阶段的学习创造知识条件；同时鼓励教师将科研成果及时纳入课堂教学中，使教学相长，培养学生的创新能力。
（3）在教学方法方面，改变传统的知识传授型模式，推行研究型教学模式，在课堂上创设一种类似于科学研究的教学环境，增强互动式的讨论和双向式的交流，引导学生主动学习、主动思考和实践。同时注重学生的个性发展，引导和教授学生如何查阅大量信息，满足学生拓展知识视野、解决问题、协同学习和个别学习的需要。
（4）在实践教学方面，校内实验教学实行严格管理，鼓励学生做设计性、创造性的实验，通过理论、实验、校外实习、科研和工程的紧密结合。
（5）在师资队伍建设方面，学校有计划地从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员担任兼职教师，承担部分专业课程教学任务；在支持企业工程技术人员到高校进行学习和进修的同时，学校选送青年教师到企业工程岗位工作，通过主持或参与企业的工程项目，参与相关产品设计、研发课题，通过这种方法提升教师的工程实践能力，提高培养工程人才的师资队伍水平。
5结束语
能源与动力工程研究前沿范文4
我国科学技术发展的总体目标是自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑;基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础[1]。
广大高校教师对当前科技研究及发展方向有深刻理解，在整个国家人才类型需求与人才培养之间扮演着纽带角色，不但有科研能力还有教书育人的能力，因此在国家科技发展过程中的地位举足轻重。国家需要的人才是由高校教师来培养，教师对学生的培养应以国家需要为依据，而学校应以国家对人才的需求而制定相应的教学大纲和教学内容，以保证国家需要的人才与学校及教育机构培养的人才一致。国家、科技项目、教师和学生这4个环节只有保持协调一致，才能使国家科技稳步快速的向前发展。
智能科学技术是信息科学技术的核心和现代科学技术的前沿和制高点，涉及自然科学的深层奥秘，触及哲学的基本命题。智能科学技术的研究将对国民经济、社会进步、国家安全生产产生深刻而巨大的影响，并将为智力革命、知识革命和信息革命建立理论基础，为智能系统的研制提供新概念、新思想、新途径。
1国家科技项目中与智能相关的内容
国家每年会颁布一些科研项目指南，如863、973、国家科技重大专项、国家科技支撑计划和国家重大科学研究计划等。这些项目指南中均包含大量与智能相关的内容。下面以国家科技重大专项和973计划为例加以说明：
1) 国家科技重大专项。
2011年国家科技重大专项中包含2项有关智能方面的项目，其中“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大专项中包含一个“智能海量数据资源中心”课题;“新一代宽带无线移动通信网”重大专项中包含2个有关智能的课题：“移动互联网及业务应用研发”和“物联网及泛在网”。
2)973计划。
据不完全统计，在2008年到2011年的973计划指南中关于“智能”一词的出现频率如表1所示。
从上述统计数字可以看出，“智能”一词的出现次数由1次增加到12次;出现在一级标题的次数由1个增加到3个，出现在二级标题的次数由空白增加到4个。由此不难分析出，智能科学技术在973计划中的比例逐年增加，其重要性不言而喻。
这些项目的前期研究以及后续成果的产业化，不可避免地需要更多的智能方面的专业人才。在设立智能科学与技术一级学科的建议书中提到，智能科技人才的社会需求占整个信息领域人才需求的1/6左右，而且将不断增长。高校需要培养这方面的人才，满足国家和社会的需要。
2河北省和天津市科技项目与智能相关内容
河北工业大学隶属于河北省，坐落于天津市，形成了立足天津面向河北的发展战略，为河北省和天津市提供有力的技术支撑。
河北省当前正在实施转变经济发展方式的战略部署，充分发挥科技创新在推进传统产业技术进步和培育战略性新兴产业中的重要作用，并于2010年3月启动了光伏、风电装备、钢铁节能减排等8个支柱产业的技术路线图的编制工作，河北工业大学承担了其中“河北省风电装备产业技术路线图”的绘制工作，该路线图为全国首个关于风电的路线图，对我国风电产业的健康发展将起到积极的推动作用。
以2011年天津市科技支撑计划重点项目指南为例，该计划以促进产业技术升级和结构调整为主攻方向，以提高原始创新、集成创新和消化吸收再创新为目标，通过关键技术的突破、引进技术的消化吸收再创新、高新技术的应用及产业化，为天津市产业结构调整、社会可持续发展和提高人民生活质量提供技术支撑。2011年共安排25个专项，与“智能”相关的内容有软件专项中的创意产业关键技术和数据挖掘与信息检索技术;数字技术专项中的智能检测、监控技术研发及应用;可再生能源及能源存储转换专项中的智能电网等。
由上面的分析，可以看出智能科学技术在河北省和天津市的科技项目布局中占有重要的地位，这也对高校提出了培养高素质人才的要求。
3河北工业大学智能科学与技术专业现状
据教育部统计，自2004年北京大学自主设置“智能科学与技术”本科专业通过备案以来，先后有北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学、北京信息科技大学、首都师范大学、武汉工程大学、西安邮电学院、北京科技大学、湖南大学、厦门大学、河北工业大学、桂林电子科技大学、重庆邮电大学、大连海事大学、中南大学和上海理工大学共17所高校建立了智能科学技术本科专业。
河北工业大学在结合自身优势和借鉴兄弟院校办学经验的基础上，智能科学与技术专业的教学体系和课程内容逐步合理化;紧跟科技发展新趋势，突出智能科学与技术专业的特色，注重学生实践能力的培养，在智能化电器、智能化楼宇、智能机器人、智能化机器、智能化物流等方面培养社会急需的特色人才;在控制科学与工程一级学科硕士点下设立“智能科学与技术”的相关研究方向，加强该专业的学术梯队建设和人才培养，促进控制科学与工程学院整体教学科研的和谐发展。
我们努力使学生德、智、体、美全面发展，具有坚实的数学、电子、计算机、自动控制和信息处理的基础知识，系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法，受到良好的科学思维、科学实验及初步科学研究的训练，使其具有分析问题和解决问题的能力，知识自我更新和不断创新的能力。在个人素质方面，要求学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力，并具有良好的语言和计算机运用能力。
4教学内容的思考
目前智能科学与技术专业隶属于控制科学与工程学院，本学院包括自动化、风能与动力工程和智能科学与技术3个本科专业。自动化专业作为一个成熟专业，有稳定的社会认可度，其近年的发展受到了无行业背景的限制;风能与动力工程专业是一个新兴专业，为了满足国家风力发电的强势发展需求而设立的，具有显著的行业背景，从目前情况看，学生就业前景很好;智能科学与技术专业作为新兴专业，没有固定的行业背景，因此有必要根据学校的实际情况确定1～2个背景，体现个1～2个特色，以使学生的学习落在实处。
我校的智能科学与技术专业拟将智能网络和风力发电机组控制系统作为本科生的学习指向，在相关课程的讲授中以它们作为实例讲解，筹建智能网络的平台，以及利用风能与动力工程专业的实验平台进行相关内容的操作和演示，在课外科技活动中以它们作为选题方向，激发学生的学习兴趣。
我校作为地方工科院校，结合自身特点和优势，对智能科学与技术专业的特色定位于工业过程和实际工程中的智能控制与智能决策，相对应的核心课程包括智能控制、智能信息处理、复杂系统建模、智能系统、智能机器人和智能工程。我们希望通过这些课程教学内容的规划，使培养的学生“考研考得上，分配分得出”。
1) 智能控制课程在介绍控制理论的同时，通过课内实验和单独学时的课程设计使学生对智能网络、风力发电机组等在内的实际系统先进控制方案/方法的实现有较深入了解，并侧重于硬件实现。
2) 智能信息处理课程主要介绍经典人工智能、计算智能和其他智能理论，通过方法的介绍和推导，培养学生理论素养，并通过将具体方法代码化提高学生的编程能力，其中可以将风电场数据作为研究对象。
3) 复杂系统建模课程在介绍复杂系统基本概念、理论基础以及与建模相关问题的同时，着重以复杂网络和风力发电机组为着力点，对这两大类系统的模型进行建立和分析。
4) 智能系统课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某些领域的同时，侧重分析如何应用于智能网络特别是物联网领域，以及如何应用于风力发电领域。
5) 智能机器人课程在介绍机器人基本工作原理以及控制方法的同时，加强与实际工程的结合，如自动化仓库等领域。
6) 智能工程课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某个实际工程的同时，着重考虑目前国家急待发展的工程方向。
通过上述课程的学习，并基于软硬件的结合与课内课外的配合，学生可对目前体现前沿科技的行业有所熟悉，为进一步的深造和就业打下坚实基础。
5结语
前沿性、时代性是大学课程的一大特点。20世纪以来，现代科学技术的快速发展，使知识的更新周期越来越短，大大丰富了大学的课程及其内容，也改变了课程设置的技术与方法。
通过对前沿科技和人才培养的需求进行分析，可以总结出学校的教学应针对国家对人才类型的需求而制定，使人才得到相应的供应，保持供求平衡。
能源与动力工程研究前沿范文5
关键词：课程建设；知识库；工程实例；专业基础课
作者简介：朱群志（1972-），男，浙江台州人，上海电力学院能源与环境工程学院，教授；沈坤全（1963-），男，浙江桐乡人，上海电力学院教务处，副教授。（上海?200090）
基金项目：本文系上海市教育委员会重点课程建设项目（项目编号：20105302）的研究成果。
中图分类号：G642.42?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）23-0045-02
近年来，高等教育学校的规模连续扩大，在校学生人数增长较快。在这个背景下，高校师资队伍不断壮大，很多有志于教育事业的具有博士学位的研究生成为高校教师的一员。但是，步入高校的青年教师一般缺乏教学经验，与生产实际的联系也不太紧密；另一方面，高校教师在学校内部以及与其他单位之间的流动机会较多，富有教学经验的教师流失之后，会影响相关课程和专业的教学质量。因此，提高青年教师的教学水平以及传承优秀教师的教学经验成为专业建设的重要内容之一。为了培养青年教师的教学和科研能力，有些高校采取了“传帮带”或“结对子”这类的言传身教的模式，取得了一定的效果。但是，除了传统的“传帮带”形式以外，还可以用载体把教学经验、教学资源等固化下来，使优质的教学资源和经验得到传承和发展。本文在工科专业基础课程中使用知识库来固化教学资源进行了探索。
一、在工科专业基础课中建设知识库的必要性
专业基础课程在一个专业的培养计划占重要地位。课程一般可分为公共基础课、专业基础课和专业课三大类。专业基础课是衔接公共基础课和专业课的桥梁，专业课中涉及的基本概念和原理很多已包含在专业基础课的教学内容中。同时，专业基础课也是学生最早接触的与专业紧密相关的课程。专业基础课的教学效果对学生学习后续课程以及激发学生对专业的兴趣都有较大的影响。因此，加强专业基础课程的建设对提高教学质量是非常必要的。
课程知识库是以教学为目的、主要面向授课教师和学生、通过因特网将各种教学资源整合在一起形成的一个共享系统。知识库中包括教学大纲、教案、多媒体课件、习题讲解、教学经验以及音像资料等。课程知识库对课程建设和专业建设可以起到促进作用，该知识库是一个共享的课程教学资源系统，独立于任何单个教师，避免了知识和资源高度集中在某个个体上。该知识库是开放的，所有任课教师都可以使用。青年教师可以通过该知识库尽快熟悉教学资源，借鉴其他教师的教学经验，在保持本课程的特色上形成自己的教学风格。同时，知识库固化了本校教师的音像资料和教学经验等资源，这些资源不会由于教师的流失而丢失，可以削弱教师流失对课程教学的影响。
二、在“工程热力学”课程中建设知识库的探索
专业基础课有着与专业课不同的特点。例如，“工程热力学”是热能与动力工程专业的三大基础课程之一，在公共基础课程和专业课之间起到承前启后的作用。该课程研究热能与其他形式能量的转换规律及其工程应用。“工程热力学”课程的特点之一是概念抽象且繁多，因此，对概念及原理的清晰认识有助于学生对课程内容的理解和掌握。为了在专业基础课程中取得良好的教学效果，教学别要注重理论与实践相结合。在讲授理论知识后，需要结合知识点列举一些生活以及工程实际中的例子；也可以先从学生熟悉的例子出发，引出要学习的知识。总的来说，是使学生能够建立知识点与工程实际对象的关联，将学到的知识用于分析和解决实际的工程问题。通过这样的教学方式，学生可以达到“学以致用”，对课程甚至专业凝聚起强烈的学习兴趣。
本文在热能动力工程专业的基础课程“工程热力学”中开展了知识库的建设。如前所述，课程知识库的建设是一项比较庞大的工程，涉及的内容很多。作为知识库建设的第一步工作，可以先从收集和整理生活实例和工程实例入手，建立起一个以实例为主的知识库。
1.知识库的建设主体
为了使知识库的实例既能体现出理论和实际相结合、又能反映出本课程的前沿发展、同时也能被学生所接受，知识库的建设需要有广大教师和学生的共同参与。老教师在长期的教学实践中积累了丰富的教学经验，能够举出恰当的生活实例和工程实例来帮助学生理解教学内容；新教师由于从事教学的时间不长，教学经验不够丰富，备课时间大部分用于理解教材和熟悉教学内容，给出生动形象的实例有一定难度。但是新教师一般学历较高，在本学科的某一方面有比较深入的了解，掌握了相关的学科前沿知识。这些前沿知识在课堂的引入可以拓展学生的知识面，并且有利于学生创新能力的培养。新老教师的优势可以互补，在建设知识库的过程中充分发挥新老教师各自的优势，将教学实例和学科前沿知识等融入到一起，建成一个针对某门课程甚至是某专业的知识库供各位教师共享。另外，教师提供的例子是教师认为比较恰当和形象的，在课堂教学中学生大多是被动地接受。有些学生在理解相关知识点的基础上，能够提出更贴切其认知水平和生活环境的例子。教师将学生提出的例子也收集起来，反馈到课堂教学中，学生可能更容易接受；同时，学生的学习方式由被动变为主动，学习兴趣得到了提高。
能源与动力工程研究前沿范文6
关键词：《锅炉原理与设备》；教学方式；多样化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）20-0173-02
《锅炉原理与设备》是能源与动力工程专业的主干课程，同时还是过程控制及装备、建筑环境与设备工程等众多专业重要的专业基础课程或选修课，拥有极其广泛的受益专业面和学生群体。随着社会的发展，各种特种锅炉不断涌现，电站锅炉也朝高参数、大容量方向发展[1，2]。该课程教学对我国培养能源生产及转换利用等方面的高级专业人才有重要意义。
中国矿业大学能源与动力工程专业是火电厂为主的传统专业。课程是以电站锅炉为背景而设立的，授课内容围绕电站煤粉锅炉进行，不但涉及锅炉结构、燃烧供给、传热、水循环等基础知识，还涉及辅助系统的工作原理和组成，以及锅炉总体设计和计算。课程知识面广、内容丰富、综合性强，如何在短时间内让学生深入了解该课程是目前存在的主要难点[3，4]。
一、教学中存在的问题
《锅炉原理与设备》课程在2012版教学大纲中定为80学时，在课程的教学与实践中，虽然我们不断地借鉴其他院校的教学方式，有了一定的进展和成果，但仍存在以下不足。
1.教学内容增多与学时分配减少之间的矛盾。电站锅炉的种类较多，不同锅炉在构造与工作运行方面有着很大差异，锅炉知识技术的传授与学习需花费大量时间。随着教学改革的推进，该课程已缩减到64学时，让学生在如此短的学时里学习掌握各种不同锅炉的工作原理和设计方法变得十分困难。
2.锅炉技术发展迅速与教材更新滞后之间的矛盾。近十年来，锅炉技术快速变革，课程教材的内容大多根据前几年或者更早之前的技术编撰的，相对滞后。同时，人们对于知识产权的维护意识也越来越高，这样使得很多先进技术与知识都以专利的形式保护起来，让课本知识与行业尖端内容技术有了差距。
3.课程教学难度大与教学手段单一之间的矛盾。现代锅炉设施是一个内部复杂而又庞大的装置，包括制粉系统、燃烧系统、烟风系统、工质流动系统、除尘设备、脱硫脱硝设备、风机、水泵和管道支吊架等部件，单纯地以授课的方式很难使学生理解实际锅炉的样子，更别说掌握锅炉中各部件的具体结构。
4.学生综合能力较低与企业要求逐年提高之间的矛盾。《锅炉原理与设备》与锅炉课程设计、认识实习以及相关的选修课构成了密切相关的课程群，但是每种教材之间的内容互相联系不紧密，这样就让学生们在知识点上难以总结，并不能提高在实际工程运用中解决问题的能力。而近年来，用人单位对热能动力工程专业应届本科生的技能、技术的要求逐年提高，这对专业课教师提出了新的挑战。
二、教学模式改革
通过在上述描述中的若干点和我校内部教学中出现的问题，我们提出了把多样化教学方式联系到课本中：将课程目标以层层递进的方式把所要学习的内容分为四个步骤（内容庞杂的理论知识，复杂的系统设备，发展中的前沿性课题，专业实践），分别用与之相匹配的四种教学手段（问题导向式的课堂讲授，多媒体图片、动画演示、模型教具等结合集中实习，探究式的科研创新训练，专业课程设计与电厂仿真训练）授课，构建基于过程考核的多元评价体系（闭卷考试、实习报告、现场考核、课程设计与上机成绩），从而形成一个目标―内容―方式―评价的有机整体，形成互动机制，相互促进，增强成效。
以多样化的教学方式来讲授《锅炉原理与设备》课程的内容，基本研究包括以下几方面：（1）教学目标的设计。教学总体目标是通过对课程的了解和深入，能让学生把锅炉设施的理论掌握得更扎实，不仅要锻炼和提高学生的学习积极性，能够主动地去了解相关的知识内容，而且能够以科学的方法去分析并解决在锅炉设计、制造、运行和管理过程中发现的技术问题。（2）合理的分配教学内容。根据教学目标，对课程的内容进行合理的划分，以@样的形式既可以保证教学内容的完整性，也能够将教师授课教学、学生集中实习、科研创新训练、课程设计与电厂仿真训练等活动有机的结合起来。（3）问题导向式的课堂讲授。着重于对问题知识点的引导和对学生启发式提问的方式，将板书和电脑教学设施交互使用，把复杂多元的理论知识概念化、形象化。（4）多媒体图片、动画演示、模型教具等结合集中教学。让学生们对锅炉的构造和运行流程有一个深入的了解。（5）进行探索式的创新训练。在授课教学期间举办学术前沿讲座，使学生们对科学发展的最新动态有一定了解，同时让学生们去做些实用性强的教材训练题，提高学生在学科探索中的积极性和创造性。（6）专业课程设计与电厂仿真训练。电厂仿真软件操作界面完全和实际电厂相同，集中在学院机房进行电厂仿真训练，让学生有身临其境的感觉。（7）构造多元化的成绩评定体系。在进行了不同的教学方式后，最终学生的成绩就不会只定为考试成绩，而是着重于过程的多项综合成绩，并用这种过程性和多元性使成绩变得更加准确。
以备课、课堂教学、课下和成绩评定四个阶段贯彻整个教学过程。（1）备课阶段中以课程内容为根据来进行调整，并对实习的内容、课程设计和科研仿真训练内容进行规划。教学的内容分为四部分：①以掌握课程的主要内容，即锅炉的原理及基础知识点为前提来进行讲述；②复杂的锅炉设备，包括：燃烧设备、换热设备等，让学生对锅炉工作过程的基本情况有形象的认知；③利用合适的科研创新训练来鼓励学生进行探究式科研活动；④设计课程设计题目，每人一题（类型一致，但每人的参数不同），并合理选择上机培训内容。（2）在课堂教学阶段：①在传授课程知识点时利用视频图片和表格等多种形式来启发学生；②将本来在锅炉实习的一周时间加以利用，分别安排学生在校内电厂设备模型实验室、火力发电厂和锅炉制造厂学习，合理有效的把这些资源综合起来，以动画、图片和模型教具等结合实际的电厂设施，让学生对锅炉有一个全面、系统的认识，而不是之前的走马观花式的“认识”；③基于前言课题让学生们了解流化床锅炉、新型燃烧设备以及火电厂中环境污染控制方面的最新技术；④在课程初期学习时就将课程设计题目下发给学生，在理论学习的同时一步一步把课程设计分为课后作业让学生完成，让理论学习与课程设计的进展同步进行，以此方法针对提高学生课题设计的目的性，保证课题设计能够准时完成；理论学习后，安排学生到机房进行上机训练，巩固基础知识，提高实践能力。（3）在课下阶段，根据不同教学方式，采用不同的考核方式，即课堂讲授内容采用传统闭卷考试，集中实习采用现场考核方式，前言课题采用提交科研论文的形式，实践部分采用提交课程设计及上机成绩的方式。（4）在最终评定学生成绩阶段采用基于过程的多元评价体系。以平时点名成绩、论文报告成绩、闭卷考试成绩等因素来综合评判，着重于过程而不是以最终考试来评判成绩的多元体系。
综上所述，《锅炉原理与设备》课程需要开展多样化的教学改革。本课程对学生在未来研究和工作中有很大作用，拥有良好的应用前景：（1）本课题有利于调动学生的学习积极性，培养学生自主学习习惯，使学生学习观念从“要我学”向“我要学”转变，加深对理论知识的理解。（2）增强学生的应用和动手能力，扩充思想和知识面，提高团队合作和自主创新多方面的素养。（3）有利于发挥对同类课程的带动与辐射作用。本课程可以扩展成为我校矿业、材料、化工、建筑等领域相关专业的素养课程，研究成果也可为其他专业类似课程的建设和改革提供借鉴。
参考文献：
[1]李伟，张旭.锅炉原理及设备教学研究探索[J].教育教学论坛，2016，（35）.
[2]王波.浅谈“锅炉原理”课程教学中的若干问题[J].中国电力教育，2011，（24）.
