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能源科学工程范文1
关键词 能源动力 本科 系统节能 改革
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2017.02.054
Abstract Undergraduate students of energy and power， who are the backbone of energy saving and emission reduction ， should not only have the basic theory and simple application knowledge of energy， but also should have the knowledge of energy conservation， power conversion and energy management. The course of System Energy Conservation aims to train students to solve the problem of energy management and utilization of the production process， lay a professional foundation for students to engage in energy management and energy conservation in the future work. This paper is committed to the preliminary discussion on teaching reform of this course.
Keywords energy power； undergraduate； system energy-saving； reform
0 概述
在世界近代化M程中，能源和动力一直都是工业发展的重要支柱，与此相对应，能源动力产业是一直都是世界各国国民经济的基础产业，也是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。自2012年5月“2011计划”启动后，对能源动力专业人才的培养提出了新的要求，如何培养高素质、创新型能源动力类人才，成为社会关注的热点。高等学校作为国家培养人才的主要基地，如何通过合理的课程设置和教学方式，培养理论基础扎实、实践能力突出、契合社会需要的能源动力类人才，也是一个需要关注的话题。
能源动力类本科生，不仅应该具备本领域基础理论及简单的应用知识，也应当具备能源节约、动力转换和能源管理方面的知识，应当成为 “节能减排”领域的中坚力量。“能源系统工程”这门课程旨在培养学生解决生产过程中能源管理和利用的科学问题，为学生未来从事能源管理和节能减排方面的工作打下专业基础。然而以笔者目前的了解所知，我国能源动力类专业中开展此课程的高校寥寥无几，即使开设该课程的高校，在教学过程中也存在一定的问题。因此，本文就“能源系统工程”这门课程的教学改革问题做初步探讨。
1 开设“能源系统工程”课程的必要性
本课程基于两个主要概念：一是“载能体”，二是“系统”，所研究的是由多个对象所组成的系统的节能问题。在研究节能问题时，以往的节能工作往往着眼于单体设备或单个工序，本课程从“系统”的观点出发，注重系统内各设备、各工序的衔接问题和整体能耗问题，通过考察产品的“完全能耗”指导企业的能源利用和管理问题。另外，本课程提出的一系列能源利用思想和评价手段，对于培养学生以整体眼光看问题具有重要作用，可以为从事各行业能源利用和管理的人才提供基本理论和基本方法。
“系统节能”的思想最早于上世纪80年代由我国东北大学的陆钟武、蔡九菊两位学者提出并完善，最早应用于我国几家大型钢铁企业并取得了很好的节能效果，是我国钢铁行业节能工作的里程碑式指导思想。可是，目前国内开设该课程的高校寥寥无几，且开设该课程的多为冶金类院校。同时，开设该课程的高校在“能源系统工程”课程教学工作中也面临一系列问题，如：可供使用的教材单一，实践环节缺失，课程体系规划不科学，课程知识需要丰富等。
近年来，全社会的节能意识大大提高，全国各地、各行各业的节能积极性都很高，能源利用和节约问题是所有工业行业面临的问题，如果大家都能了解系统节能的基本思想，按照系统节能的要求合理用能，我国节能工作必能取得更大的成绩。另外，能源节约不仅是在技术层面上进行，同样也需要在管理层面创新。因此，在国内能源动力类本科教育阶段开设“能源系统工程”这门课程，并结合现有的研究成果丰富该课程的教学，很有必要。
2 “能源系统工程”课程改革方向初探
2.1 推广“能源系统工程”课程在高校覆盖范围
能源动力类人才在从事所有相关专业的工作时，都面临着能源的利用和管理问题。加大“能源系统工程”课程在国内本科阶段的普及工作，使得能源动力类专业培养出的毕业生在实际工作中，既关注局部，又关注整体，注重能源与非能源节约相结合，对毕业生职业生涯和我国的节能减排工作必将大有裨益。
2.2 科学规划课程体系
（1）科学制定培养目标和教学计划。培养目标是本科教育中的首要问题，“能源系统工程”课程属专业类课程，本课程知识可广泛应用于能源系统优化、节能评价和能源管理，应注重培养学生从整体看问题和解决实际问题的能力，培养目标定位为：培养应用型、复合型和外向型人才。
教学思想和教学理念的贯彻最终都必须通过执行教学计划来实施，因此教学计划的修订就成为教学改革中的重中之重。“能源系统工程”是一门注重理论和实践相结合且偏重于实践的学科，脱离了实践其理论是抽象的。理论教学只能满足基本理论知识的传授，实践教学的过程才能锻炼和培养学生综合解决问题、处理问题的能力。因此，在制订本课程教学计划时，应注重理论课时与实践课时的比例，将实践贯穿于整个课程的学习过程，实践教学的形式可以是丰富多样的。
（2）合理规定课程的学习方式。为了真正实现本课程的功能，除理论和实践课时的分配外，教师应在教学过程中注重培养学生自主学习的能力。为了让培养对象有更加广博的知识面和适用面，学生需要在学习方面有更多的自。可以挑选部分章节由学生经过预习后，挑选部分学生主讲部分课时。
（3）将实践能力列入考核范围。由于本课程注重对学生应用知识解决实际问题的能力，在考核中应加入实践能力的考查。最终考试成绩由三部分组成：笔试考核、平时成绩考核和实践能力考核。笔试考核主要对理论知识和基本概念进行考试；平时成绩考核主要依据课堂表现以及作业情况；实践能力考核主要考查学生对课程内容的理解程度。
2.3 总结最新成果，编制新教材
由于国内能源动力类专业开设“能源系统工程”课程的院校较少，使得适合该课程的教材数量几乎没有，仅有的几种教材由于编制时间较久，已无法满足当下的培养要求，迫切需要组织人员编制一本新教材。新的《能源系统工程》教材应总结最新的研究成果，丰富现有教材，引入管理类知识内容，丰富与生产实际相结合的案例分析，结合实际项目给出供学生实践学习的题例，扩展数学建模方式，丰富解决问题的数学手段。
2.4 建设科学的师资队伍
师资队伍是开展教学工作的核心和灵魂，其质量是保证教学质量的关键。要想培养出高水平的学生，一个重要的因素就是必须有一支训练有素的教师队伍。目前我国大部分高校在招聘教师时都只强调学历层次，比如只招聘博士，而对应聘教师的实践经验从不做任何要求。由于“能源系统工程”课程的特殊性，如果教师只具备书本知识，本身没有相关工作经验，显然满足不了实践教学的相关要求。因此，本课程的教师一方面要树立终身学习观念；另一方面要重视和加强实践经验的积累与学习。本课程的教师要主动在寒暑假的时间 “走出去”，与各用能企业多沟通、多联系，及时了解企业能源利用发展情况，在为社会提供专业服务的同时，更好地服务于教学，为教学科研打下良好的基础。
2.5 拓展实践教学的新思路，探索新的实践教学方法
（1）聘请企业技术及管理人员课堂授课。在课程的学习过程中，可从企业邀请有丰富实际工作经验的技术或管理人员对学生进行课堂讲座，拉近教学与实际的距离。也可签订互惠互利的合作协议，真正建立起长期校企合作关系。
（2）课堂案例教学。课堂案例教学是实践教学的重要环节，而且也是最基础的环节。在课堂教学中引用合适的案例进行分析讨论，既能理论联系实际锻炼学生分析问题、解决问题的能力，又能激发学生的学习兴趣。案例教学要注重结合实际应用问题，具有一定的引导性、普遍性、代表性，能通过问题的解决，激发学生的学习热情，将知识融于案例中，达到举一反三的目的。
（3）增加课堂讨论环节，增强学生参与性。传统的授课方法多是教师在讲堂上讲，学生在教室内听。由于学生对课程的参与性低，导致部分学生听课精力不集中，学习积极性降低，缺课、迟到、早退现象突出。为了解决这一问题，可采用小组讨论的方式，让尽可能多的学生参与进来，给学生更多的自主性。可以采取分组讨论的方法，将班级学生分成若干小组，由任课教师给出若干能体现本课程处理方法、研究现状的题目，让每组学生通过分工完成资料查询、演讲稿制作、演讲等环节内容。这样能在一定程度上增加学生的参与感，起到互动的作用。同时也对任课教师把握本课程的前沿成果和解决方法具有反哺作用。
3 结语
作为国民经济支柱领域重要参与者的能源动力类专业人才，肩负着国民经济科学发展的重要使命。作为人才培育主要基地的高校，在知识结构的建立和人才培养的过程中，注重知识的更新和为国民经济服务的属性，具有义不容辞的责任。在能源动力类本科阶段开设“系统节能”课程，符合国民经济的发展的需要，也符合培育应用型、复合型和外向型人才的需要。本文提出的若干“能源系统工程”课程改革的建议，期望能起到砖引玉的效果，也期望能引起更多能源动力类同仁对该课程的关注，将我国能源动力类专业建设得更加完善。
参考文献
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能源科学工程范文2
新能源科学与工程专业简介
新能源科学与工程是中国普通高等学校本科专业。
该专业培养具备能源工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等基础知识，掌握新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术、风能、太阳能、生物质能等方面的新能源科学领域专业知识，能在国家风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域开展教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的高级应用型人才，跨学科复合型高级工程技术人才，和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。
新能源科学与工程专业课程
工程力学，空气动力学，电路，电机学，电子技术基础，自动控制理论，电力电子技术，机械设计基础，风能资源测量与评估，风力机理论与设计，风力发电机组原理，风电机组调节与控制，风电场电气部分，风电场规划与设计等。
新能源科学与工程专业就业前景
新能源基本用来发电。分别有风能，太阳能，生物能，潮汐能，地热等。但现在技术上比较成熟的还是前两者。不过其中风能的缺点就是在国内并网比较困难，风能应用最好的是欧盟。太阳能的话，其制造过程污染很大。总的来说新能源前景绝对光明，只是道路可能有些曲折，还要看国家政策的侧倾力度。
本专业毕业生就业前景广阔，可在风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和政府部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。
专业培养在风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域从事相关工程技术领域的开发研究、工程设计、优化运行及生产管理工作的跨学科复合型高级工程技术人才，和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。专业学生主要学习新能源科学与工程的基础理论和基技能，受到新能源科学与工程方面的基训练，具有独立思考能力、动手能力和工程实践能力。
新能源科学与工程科必备能力
1.具有较扎实的数学、物理、化学、机械、电子等学科基础知识;
2.较好的人文社会科学基础和管理科学基础知识;
3.掌握新能源科学与工程的基知识和基理论;
4.具有综合分析和解决实际问题的基能力;
5.能比较熟练地阅读专业的外文资料;
能源科学工程范文3
【关键词】新能源科学与工程；多学科；培养方案
【Abstract】New energy science and engineering is a typical multi subject cross specialty and has already become an emerging industries which our nation prefers to develop. Based on the analysis of the current situation of the new energy profession， this paper proposes a distinctive training program for new energy science and engineering， combing with our own advantages.
【Key words】New energy science and Engineering； Multi discipline； Training program
随着社会经济的发展，传统能源产业已经成为制约当今社会经济发展的关键因素，新能源产业的发展必然是未来中国可持续发展的趋势。然而与发达国家相比，我国的新能源产业化发展起步相对较晚，技术也较为落后，总体产业化程度不高，且新能源领域的科技创新能力明显不足。特别是我国高校新能源专业人才培养方案尚处于摸索阶段[1-3]。
目前，国内大部分高校的新能源科学与工程专业都是以能源与动力工程专业为基础，再开设几门与新能源领域相关的课程，并没有从根本上解决培养方案的问题，因此，在课程体系设置、专业素质培养、本科生就业等方面存在不少问题。例如：（1）专业特色不明确；（2）专业基础课程与专业课程脱节；（3）实践教学和创新教学的形式化[4-5]。因此，本文针对目前各高校在新能源科学与工程专业人才模式培养中存在的主要问题，提出了具有特色的新能源科学与工程专业培养方案。
1 一体化人才培养
本校新能源科学与工程专业的课程体系由四个主要模块组成：通识课程71学分（人文社科课程和公共基础课程）、学科课程58学分（学科基础课程、专业核心课程和专业选修课课程）、集中实践教学38学分（毕业设计、课程设计、项目设计、电工实习、金工实习、生产实习、课外实践教学等）和素质、创新、创业教育16学分。在本课程体系中，一方面开设了本专业的基础技术知识课程，让学生能够掌握与新能源体系设计、开发和测试相关的知识，另一方面开设了能源管理等方面的课程，最终培养的学生能够熟悉规划-设计-制造-运营-管理环节中关键的技术和方式，使得他们能更好的适应社会的需求。
2 供求关系引导特色学科
目前，各高校根据自身专业设置的特点和学科发展的优势，制定了稍有不同的新能源科学与工程专业人才的培养方案，如华北电力大学新能源科学与工程专业以生物质能、太阳能和风能三个专业为主；江苏大学的新能源科学与工程专业则围绕风能发展相关课程，实行单方向发展模式。本专业由于是新组建专业，暂时还未形成特色学科，因此，在专业核心课程设置时，以全面介绍新能源的动力系统、新能源的利用、新能源的储存和节能方式为目的，未涉及具体的特色方向，同时，河南省是以农业产品为主，结合目前太阳能热泵技术的大力推进，因此，在设置专业选修课程时，主要以热泵技术、太阳能制冷和冷热源工程为主导。在以后的实践过程中，发展出自身特色后，再利用选修课色学科对专业核心课程进行替换，从而形成“从发展中找特色”的人才培养方式。
3 “1+1”就业模式
新能源科学与工程专业属于新生学科，该方向毕业的学生较少，在能源行业中并未站稳脚步，在考虑学生就业问题时，一方面要以新能源学科为基础，开设新能源就业较好的课程，另一方面，也要重视我们现状，新能源比重小于20%，目前仍然以传统能源为主，因此，也开设了传统能源的节能技术课程，从而形成新能源利用和传统能源升级改造并行的“1+1”就业模式。
4 “分层次”创新教学
高校的教学模式必须具有连贯性，才能保证教学的质量。因此，本专业在设置相关软件学习课程时，尝试性地在大学一年级开设程序设计技术（C语言），大学二年级开设工程软件基础，让学生掌握工程软件基本知识，大学三年级时开设工程软件应用技术，让学生能熟练的利用三维软件进行实物绘制，在大学四年级的素质教育时，开设CAD-CFD综合应用创新教育课，更进一步让学生掌握模型的网格划分和传热与流动方面的简单编程计算。在上述的课程学习中，既保证的课程学习的连贯性，也形成了“分层次”创新教学的发展模式。
5 结语
新能源领域的发展，关键在于人才的培养。由于新能源科学与工程专业涉及物理学、化学、传热学、材料科学、管理学等学科，是一个典型的多学科交叉的新兴专业。因此，其培养方式和课程设置必须紧跟新能源科学技术的发展步伐，与时俱进。在贯彻厚基础、宽方向、重实践原则的基础上，积极培养具有扎实的自然科学基础、人文社会科学基础和专业知识，能够承担新能源工程的设计、运行管理、技术开发、科学技术教育与教学等工作，富有社会责任感，具有创新精神、实践能力和竞争力的高级专门人才。
【参考文献】
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能源科学工程范文4
关键词：城市供暖；科学技术；节约能耗；太阳能；天然气
Abstract: In view of the current global energy shortage and the larger issues of North City winter heating energy consumption, and consider the situation in some areas of China's solar energy, natural gas and other new resources, proposes the use of solar thermal technology and new energy technology of natural gas heating city heating mode to improve energy utilization efficiency. Through experimental study and field study, solar radiation in some parts of the test temperature change, natural gas reserves situation, found that the solar and natural gas and other new energy heating can alleviate the energy shortage in some areas of science and technology, basically can satisfy the basic needs of residents heating, so as to further improve energy utilization efficiency, relieve the problem of energy shortage
Key words: city heating; science and technology; saving energy; solar energy; natural gas
中图分类号： TK511 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
一、我国供热能源紧缺的现状
现在我国人均能源资源相对不足，资源质量水平较低。首先，我国常规能源资源的总储量就其绝对量而言，是较为丰富的。据统计我国煤炭资源评价：按用途分类，各类煤炭储量较丰富；新能源与可再生能源：太阳能2/3国土面积年总辐射量超过60万焦/平方厘米，风能资源量估计为2530亿瓦，地热能已探明可采储量大约4627亿吨标煤。然而，由于我国人口众多，就可采储量而言，人均能源资源占有量仅相当于世界平均水平的二分之一。据有关专家估计，若按目前的开采水平，我国石油资源和东部的煤炭资源将在2030年耗尽，水力资源的开发也将达到极值，供热资源也逐渐匮乏。供热能源生产消费以煤为主。其次，在我国的供热能源生产消费结构由煤炭始终占有较大的比重。第三，供热能源工业科学技术水平较低，劳动生产率水平也较低。第四，供热能源供需形势从长期看十分紧张。不过，经过我国多年对能源利用效率的技术研究能源紧张的矛盾明显缓解。然而与我国的人口增长水平，对能源的消耗所的长远发展需要相比，仍存在着较大的差距，特别是节能高效能源，缺口依然很大。第四，供热能耗水平高，能源利用率低下。由于我国人口的不断增长，供热范围不断扩大，使能源环境问题日趋严重，制约了我国经济社会的发展。以城市为中心的环境污染进一步加剧，在污染环境的各因素中，二氧化碳的污染量较高，而二氧化碳大多来自煤炭。
二、如何利用科学技术降低的供热新能源消耗率
（一）利用科学技术研发的天然气作为新能源在城市供热系统的应用
天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。
天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应。 天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。天然气作为新型供热能源有以下几点有点：
1、经济实惠天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。
2、安全可靠天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。
3、改善生活随着家庭使用安全、可靠的天然气，将会极大改善家居环境，提高生活质量。
4、天然气耗氧情况计算：1立方米天然气（纯度按100%计算）完全燃烧约需2.0立方米氧气，大约需要10立方米的空气。
随城市供热能源结构的调整，基于天然气的能源优点和利用情况，促使采用家用天然气的燃气锅炉进行单户采暖发展非常迅速。所谓家用天然气的燃气锅炉采暖就是以每个住户为单位，采用天然气为主要供热能源的家用燃气锅炉采暖。虽然现在目前对这一采暖模式的争论比较多，但家用天然气的燃气锅炉工作效率高且产生的热能较多。一家一户自成系统，同时解决采暖和热水供应的问题。对于单户燃气热水采暖具有很大的灵活调节性，且使用完全独立，采暖温度还可以自主调节，采暖时间也可自行控制，各个房间温度可依据实际情况自如的控制，另外这样的热能供热模式，没有锅炉房和外热网热损失，从而节省外网建设投资。符合国家或地方按热量收费的原则，可准确计量每户所耗气量，用气量可由用户自主控制，另外这种供热系统的效率较高，避免了居民集中供热按面积收费所造成的能源过渡浪费，因而可以有效促进节约燃气，从而为推广使用优质洁净的供热燃料创造了有利条件。同时这种采暖循环供热模式的动力消耗低，不仅节省电能，而且还提高燃气管线的利用率和使用所产生的新型经济效益。
另一种通过科学技术，利用天然气的能源供热降低能耗的供热模式：分散化燃气锅炉采暖。分散化燃气锅炉采暖：分为模块化采暖和分散集中化采暖，一个建筑单元、一个建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为模块采暖。有多个相邻室的使用性质相同建筑使用一个燃气锅炉房采暖称为分散式集中采暖，特点是有一次热网直供。其优点是：建设较灵活性，燃气锅炉集中管理，方便维修。而且每个系统供热面积小，便于自主调节和控制。另外对于使用性质相同的建筑，特别是学校、办公楼等公用建筑，采用这种采暖方式可以根据建筑的使用特点，来自主调节控制采暖温度和采暖时间。居民也可根据自己的作息时间控制采暖时间。在一些公共场所，在节假日或无人的夜间可降低采暖温度或停止采暖，从而节约燃气和运行所需的电能等的费用。外网规模小，无中间换热站，热损失或动力消耗小，节约能源，在欧、美是一种广为流行的新型采暖方式。而且烟气可集中排放，降低了对环境的污染。
（二）科学技术研发的太阳能供热能源如何提高能源的利用率
在可再生能源的开发利用过程中，太阳能这种新型能源逐渐受到人们的重视。随着太阳能在生活热水领域中应用的不断增加，证明了太阳能加热系统逐渐的成熟和可被利用性。太阳能是人类迄今为止所认识的最清洁且可再生能源，太阳能与建筑供热一体化将在建筑节能，提高能源利用效率中起到十分重要的作用。受太阳能热水系统成功应用的启发，越来越多的人们在考虑如何将太阳能用于居民供暖系统中，并利用科学技术的研发提高能源的利用效率。根据利用太阳能的方式提高能源的利用效率，将太阳能供暖系统分为主动式和被动式两种方式。其中被动式太阳能供暖系统不采用专门的集热器、管道和循环泵等装置，只是依靠建筑物的方位、本身构造和材料的热工性能，吸收和储存太阳能入射能量，以达到供暖目的。但被动式太阳能供暖系统所获得的太阳能有限，且分布不均匀，但是这种供暖方式经过调查、实验研究和能源利用率的统计数据表明也是提高能源利用绿的有效方法。另外，因为太阳能易受天气的客观因素影响，所以利用太阳能的供暖系统都要设置辅助热源，以满足供热系统对居民建筑供暖需求保障。
总之，在运用科学技术利用太阳能提高能源利用率的供暖系统实施过程中，要尽量做到太阳能利用与建筑一体化设计；对系统设备的选用和集成，要注重产品性能并且应智能化控制，还应设计必要的辅助热源以保证供热效果。太阳能供暖有着显著的提高能源利用率、节能和环保效益，在传统能源越来越紧缺，提倡低碳经济的今天，运用科学技术的太阳能供暖技术会得到越来越广泛的推广和应用。
【参考文献】
1、赵建会，张联英.《供热工程》.【M】. 科学出版社.2008
能源科学工程范文5
[关键词]能源与动力工程 自动控制 实践教学 探讨
[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）12-0157-02
2012年教育部新版高校本科专业目录中将“热能与动力工程”调整为“能源与动力工程”。“能源与动力工程”致力于传统能源的利用及新能源的开发，以及如何更高效地利用能源。“能源与动力工程”专业主要培养在能源转换与利用和热力环境保护领域具有扎实的理论基础，较强的实践、适应和创新能力，较高的道德素质和文化素质的高级人才，以满足社会对该能源动力学科领域的科研、设计、教学、工程技术、经营管理等各方面的人才需求。“能源与动力工程”专业的学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识，热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程等宽厚理论基础，以及热能动力工程专业知识和实践能力，并掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。
“能源与动力工程”专业中无论是传统专业方向（如水利水电动力工程方向）还是新兴专业方向（如新能源开发和研究方向），都对自动控制技术和实践能力要求颇高。因此，如何针对“能源与动力工程”专业特点改革自动控制类实践课程的教学方法、教学内容和教学模式，对学生掌握自动控制技术基本理论和提高学生专业实践能力具有重要的指导意义，并能达到一举两得、融会贯通的教学效果。
在办学过程中，多家就业单位提出需要具有测控基础的能源与动力工程人才，社会需求提示我们，依托国家级特色专业和能源动力工程的行业背景，针对能源动力工程领域的不同测控对象，应该改革自动控制实践课程的内容，使自动控制实践课程成为一门有针对性的务实课程，其中的改革方法和改革经验也会为其他的交叉学科的实践教学提供重要的借鉴意义。
一、实践教学与理论教学相结合――自动控制实践课程要与自动控制理论课程紧密融合
大多数高校的能源与动力工程专业均开设自动控制原理课程，根据专业方向要求不同在学时内容上也稍有差别。如该课程分别可设置为64学时和48学时，其课程内容主要以经典控制理论为主，重点讲述线性系统的时域分析和频域分析等内容。自动控制原理实践课程是在理论课程的基础上开设的，旨在使学生对经典控制理论有更直观、更深刻的认识和理解，同时结合自己的专业课程背景将这门实用学科应用到自己的专业领域。
结合理论教学内容，实践课程的其中一部分重要内容应是对理论教学内容的验证、分析和再理解。根据自动控制的基本理论，实践课程的基础内容可以根据需要由以下一些内容组成：
1.在实验室用电路元件搭建常用的典型控制环节――让学生直观认识理论课中讲述的各种形式传递函数所对应的实物模型;
2.观察典型系统的动态特性并测试稳定性，同时分析系统特征参数对系统性能的影响――让学生利用示波器这种最常用的电子测量仪器，在时域中分析系统响应随着时间的变化规律，并分析几个重要的响应参数的物理意义，以及它们与理论计算公式之间的对应关系;
3.观察系统零极点对系统性能的影响――与理论课程中的根轨迹内容相对应并加深理解;
4.对典型系统的频率特性进行仿真――理论课程中，频域分析方法是学生掌握起来感觉最为吃力的部分，通过实验方法测量系统的幅频和相频曲线，能使学生对抽象的理论知识有更直接的了解;
5.对线性系统进行校正――系统校正是理论课程中非常重要的一部分，实验中验证不同校正方式对系统性能的影响，使学生对校正方法的掌握更加牢固;
6.引入被控对象构建简单的控制系统，让学生了解控制系统的工程应用、工作机理和调节方法等。
通过基础理论的实践教学，实现真正的理论课程指导实践课程，实践课程反馈理论课程的效果，使学生的知识体系形成一种双向反馈的、理论与实践紧密互动的认知模式。
二、针对专业特色――结合“能源与动力工程”专业特色，实践课程中应设计与专业相关的实践内容
能源与动力工程专业要求学生掌握现代能源科学技术，信息科学技术和管理技术，能够从事热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作。自动控制原理有别于“能源与动力工程”专业的其他基础课程，如流体力学、工程热力学等，是一门跨专业的基础课程，但它是学生日后工作和继续研究的必要科目之一。
如何根据专业方向特色在实践课程中适当加入与专业内容密切相关的实验内容，是使学生认识并学好这门跨专业基础课程的关键，同时，这一实践环节也能使学生将自动控制原理应用于自己的专业知识中，对不同专业课程的融合掌握具有一定的启发作用。
根据“能源与动力工程”专业的不同方向，结合各专业方向有的被控对象，在实践环节中增加对这些特殊被控对象的控制和调节作用。如对流体传动与控制方向的学生，增加利用液压阀作为执行元件的控制系统实验，推导液压阀的数学模型，观察它的响应特性等;对流体机械及工程方向的学生，增加水轮机转速调节的实验，观察控制器参数改变对系统性能的影响;对风能与动力工程方向的学生，增加风力机变桨控制实验，使学生掌握通过测量风向变化控制风力机叶片方向改变的基本方法等。通过上述实验，一方面让学生复习了自动控制原理的理论知识，另一方面，使学生将控制理论直接运用到自己所学的专业知识当中，对基础知识有了针对性的认识。
实践课程的一个小变革，实际体现的是一种教学的新思路和新方法，实践教学可以作为理论教学的点睛之笔，这种知识体系结构犹如一座金字塔，我们可以把它称为“金三角体系”，整个构造的知识体系如图1所示。虽然实践课程在整个知识体系中所占的比重有限，但合理有效地设置实践课程的形式和内容可以使学生的整个知识体系更加牢固。
图1 “金三角体系”知识结构
三、实践课程深度拓展――整合专业内课程资源，结合校内外丰富的实践资源，鼓励学生自我思考、自我创新
随着学校的日益发展，学校实验资源日益丰富，学生使用实验资源的自由度逐步提高。现在很多高等学校实行实验室开放制度，鼓励学生在自我思考的基础上开展开放性实验。对于自动控制原理的实践课程教学，也可以逐步对学生开放实验室，鼓励学生自我学习。
同时，国家对高校科研项目的支持逐年加大，很多国家项目（如“973计划”、“国家自然科学基金”等）在项目实施的过程中都在国家基金的资助下建设了很多的实验基地，如果能在项目完成后将这些实验基地和实验设备用于学校的教学环节，实际上是提高了这些实验基地和实验设备的利用率，同时也使国家的扶持投资资金得到了更大的回报。以我校的具体情况为例，2006年我校承担了国家“973计划”――大型风力机的空气动力学基础研究，并建立了风力机外场实验基地。在自动控制的实践教学中，针对“风能与动力工程”专业学生，我们利用该项目的实验风力机进行拓展性实验，学生可在外场环境中对风力机的偏航和变桨控制等有很直观的认识，而且我们的控制程序是开放的，可以鼓励学生自我创新，通过编程实现更好的控制策略。拓展性实验不仅使学生将理论知识和自己的专业方向很好地结合在一起，同时也是增加学生学习兴趣的一种很好的途径。
另外，校外实习基地是学生参与实践，实现创新的重要平台。不只是对于自动控制原理这一门实践课程，专业的大多数实践课程内容都可以在实习过程中体现出来。加强特色实习基地建设，不仅能使学生加深对学校理论课程和实践课程的认识，同时丰富学生的思维方式，对学生的自我创新具有推进作用。
综上所述，如果能将自动控制原理实践课程很好地结合自动控制原理理论课程，并有专业方向针对性地开展学科交叉实验，同时在校内开放实验和校外的实习过程中有所体现，就能够使学生的知识结构形成网状构造，有利于学生融会贯通，学以致用。通过对这一门跨专业实践课程教学内容和教学方法的探讨，其得到的具体教学效果和教学经验也可应用于其他跨专业实践课程的教学中，从而使实践课程在整个本科教学过程中发挥最大的教学作用，并实现更好的教学效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 田思庆，吴桂云.“自动控制原理”课程的教学研究与实践[J].电子电气教学学报，2008（2）.
[2] 袁安富，张伟.《自动控制原理》课程教学改革与创新的探讨[J].中国电力教育，2008（6）.
能源科学工程范文6
[关键词]地方师范院校；生物工程专业；科研能力
21世纪是生物工程的世纪。生物工程给发达或发展中国家带来新的发展机会，风险与机遇并存。生物工程专业前景很好，但地方师范院校学生的能力得不到社会认可，就业前景略显黯淡。
一、深化教学实验改革
生物工程专业是实践性和综合性很强的专业，本科教学应以培养应用技术型人才为主，同时选拔部分优秀学生向研究型人才发展，按“厚基础、宽口径、强能力”模式进行教学改革，为学生以后开展相关科研活动打下坚实基础。实验能力是生物工程专业大学生必须具备的能力之一。通过实验，可以培养学生分析、综合、比较、判断和推理等能力，有利于激发学生的学习兴趣和求知欲。实验教学应该打破学科的分类，按照学科群的研究层次和研究方向进行统一规划。实验的安排以培养学生严谨的科学态度和基本的操作技能，熟悉并初步掌握实验仪器与设备的使用为基础，以培养学生综合把握和运用现代科技发展的新知识、新技术为目的，进而提高学生的综合科研能力。
二、不断提高教师自身的科研能力
提高教师自身的科研能力是实施培养高质量的创新人才的关键。教师的科研能力是通过对科研的态度和认识、科研的能力和成果表现出来的。地方性师范院校的往往都是教学型高校，老师参予科研的意识不够浓厚。因此应大力加强地方师范院校教师科研能力的培养。
要提高地方高校老师的科研能力，必须建立一套规范合理、以人为本的科研管理体系，尽可能地为教师提供科研方便，确保科研活动顺利开展；保证青年教师有一定的科研启动费和科研经费，为青年教师的科研提供一个平台；要构建健全的人才流动机制，长期保持人才、信息、学术活动与外界的交流；要搭建必要的科研平台，努力整合学校有限的科研资源；青年教师本人要努力掌握科学研究的基本理论，学会资料的搜集与整理，掌握基本的科研方法。同时要根据自身特点，有针对性地培养发现问题的能力、收集与整理信息的能力、动手能力、创新能力、社会活动能力等。青年教师还要虚心向同事及学术界的同行请教，善于合作，克服来自情绪、情感等方面的阻力。
三、组织学生参加课外科研活动，多听相关科研讲座
随着市场经济的日渐成熟，用人单位已越来越重视毕业生的实际工作能力和创新能力。组织学生参加课外科研活动，对培养和提高学生的科研素质具有重要作用。学生参加课外科研活动，要注重以教师为主导，以学生为主体，以明确的研究方向为指导，发挥学生的积极性和主动性。教师不再安排明确具体的实验内容，而是给出研究性实验的框架和最终目标。学生则需要在教师指导下、结合已掌握的实验技能及查阅有关文献拟定具体的实验方案，并独立完成实验。在参与科研过程中，培养并提高学生的动手能力及分析问题与解决问题的能力。另外，多听一些专业相关的讲座和报告，对提高研究兴趣及了解学术前沿很有帮助。
四、积极探索产、学、研合作的培养模式
产学研合作教育，是指把生产、教学和科研三者有机结合起来培养人才的一种教育模式。它是将理论学习与实际训练相结合，注重培养学生实践能力和创新精神，全面提高学生素质的一种新型教育模式。学校教师通过与企业合作，提高工程实践能力和科研开发能力，更好地服务当地经济社会发展的需要。学生通过提前接触企业的先进仪器和开发系统，能够尽快地培养学生掌握先进技术和系统的开发能力，从而缩短学生毕业后对专业知识的实际应用能力及社会适应能力的适应期。这将对学校培养高素质、创造型人才具有积极的效果。
五、结合毕业设计培养学生的科研能力
毕业设计是培养学生综合运用所学知识、锻炼学生自主创新及独立思考科学问题的绝佳机会，是大部分学生真正从事科学研究与解决工程实际问题的启蒙教育。学生做毕业设计的主要目的是综合运用所学的理论知识，训练基本的科研能力，培养初步的分析问题和解决问题的能力。因此，毕业设计课题应具备一定的难度，选题的难度要结合本科生的具体情况和接受能力。在制定完每个学生的毕业设计任务书后，定期对学生的毕业设计进展情况进行检查。
团队协作精神是学生在学习阶段和今后人生整个过程中非常重要的一种素质。重大的科研成果都是由一个良好的科研团队完成的。在毕业设计过程中，不但要培养学生的科研素质，更重要的是培养学生的团队协作精神。老师要有意识地为学生相互沟通、相互讨论创造条件。在相互协作、共同努力完成课题的过程中学生的团队协作精神得到很好的培养。
参考文献：
[1]莫昭展，梁海清，地方师范院校生物技术专业学生科研素质培养探讨，高教论坛，2009(6)
[2]于淑池，高等师范院校生物实验课改革与探索，牡丹江师范学院学报(自然科学版)，2006(4)
