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能源科学概论范文1
[关键词]自主学习；支架式教学策略；旅游学概论；地方高校
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918（2016）08-0096-03
doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.08.044[本刊网址]http//
国发[2014]31号文件《国务院关于促进旅游业改革发展的若干意见》中指出，旅游业在改善生态环境、促进经济增长、弘扬传统文化、提升国民幸福感方面有着其他行业无法替代的优势。旅游业已经成为我国的战略支柱型行业，人才的培养是确保该行业可持续发展的基本保障。而自主学习能力是当今社会对高素质人才的基本要求，自主学习能力强的人往往创新能力也较强。《旅游学概论》是旅游管理专业的基础课程，具有综合性和基础性的特点，该门课程旨在让学生掌握旅游学的基本知识，并用这些知识发现、分析、解决旅游实践中的问题；使学生具备从事旅游相关行业的基本素质和能力，并为其他旅游相关学科的学习打下基础。现阶段，《旅游学概论》在教学过程中出现如下几个问题：理论性的内容偏多、以教师讲授为主、对学生的考核评价以记忆性的知识为主。以上三个问题说明该课程在教学内容、教学方式和考核评价方面都比较传统，不利于学生创造性思维方式和创新能力的培养，在学习过程中也无法很好地调动起学生的主观能动性和学习积极性，自主学习很难进行。鉴于此，以《旅游学概论》课程为基础，探讨旅游管理专业学生自主学习能力的培养在当前旅游业发展的大环境下显得非常有必要而且很迫切。
一、自主学习的影响因素及特征
相关研究成果认为自我效能、自我调节、团队合作及理论联系实际的能力是影响自主学习的主要因素。
自我效能由美国心理学家班杜拉提出，他认为思想和信念是影响个体行为的主要因素，个体对自己能否完成一项任务的能力判断和期望即是自我效能，自我效能强烈影响着个人潜能的发挥。Collins研究发现自我效能高的孩子比自我效能低的孩子能解更多难题。
自我调节主要包括自我激励、认知策略、目标设置等3个方面。自我激励主要通过意志和动机影响自主学习。意志是学生面对压力和困难时继续学习的保障，动机是学生想学和坚持学的基础。认知策略主要指学生遇到问题时所采用的应对方法，对的方法可以产生事半功倍，不合适的方法可以事倍功半，前者容易让学生有成就感，进而有助于学生的自主学习。目标设置方面要遵循“跳一跳，摘桃吃”的原则，目标设置的难易程度要把握好，既不能让学生感觉难如登天，又不能让他们唾手可得。
研究表明，团队合作也将影响自主学习的结果。没有团队的协作，仅靠个人单打独斗，自主学习是不可能完成的。团队合作有助于自主学习的发展。
调查发现，学生厌学的主要原因之一在于感到所学的知识无用，或不知道该怎么用。相反，自主学习能力强的学生目标都很明确，知道如何学习，学什么。尤其是当所学知识产生效益的时候，学生所获得的成就感会促使其积极性进一步增强，进而形成良性循环。
二、《旅游学概论》课程学生自主学习现状分析
通过对平顶山学院旅游管理专业3个年级150名学生进行调查，发现主要存在以下几个问题：（1）教学内容基本都来自教材，识记性的理论知识偏多；（2）教师讲授为主，学生参与不足，兴趣不大，不知道所学知识对未来的工作有何帮助；（3）评价方式为传统考试，考题多为记忆性的知识。无论是教学内容、教学方法还是评价方式均无法很好地调动起学生学习该门课程的积极性，自主学习无从谈起。
三、基于支架式教学策略的学生自主学习能力培养模式
支架式教学策略被业界认为是一种有效的培养学生自主学习能力的教学策略，以建构主义理论为基础，以学生为主体，根据学生的认知规律为学生搭一个框架（即“支架”），让学生沿着框架一步一步“攀升”。“支架”要根据学生的“最邻近发展区”来建立，它是学生已有的认知水平和潜在认知水平之间的桥梁，通过这个桥梁可以帮助学生形成连续的概念体系，进而引导学生向更高层次的认知水平发展。该策略主要包括5个环节：搭脚手架、情境体验（接收支架）、独立探索、合作学习、多层次评价。本文以“旅游资源”一章为例，探讨支架式教学策略的运用。
（一）搭脚手架
学情和教学目标是搭好脚手架的基础。大学生由于社会阅历较浅，对理论知识的理解往往不深刻、不透彻，这就需要老师搭建深厚的“学科背景知识支架”以便连接学生已有的认知和理论知识，“学科背景知识支架”主要包括学科产生的背景和意义。另外，支架的搭建还要注意提升学生的人文素养，升华学生的精神境界，树立正确的价值观，增强学生的社会责任感。如在讲到气象气候旅游资源的时候，除了讲黄山的云、东北的林海雪原、新安江的雾、黄山的日出等常规景观外，还讲了气象气候对农业、工业和战争的影响，最后展示了几幅台风、雪灾、暴雨、低温冷冻等图片，让学生明白气象气候除了给人类到来美轮美奂的景观外，还会带来具有破坏性的一面，对于气象气候资源的利用要学会趋利避害，让它最大限度地为人类的生活和生产服务，并让学生树立尊重自然、爱护自然、与大自然和谐相处的生态观。
大一时学生学过《导游基础》，对主要旅游资源的类型、特征有初步了解，但对旅游资源评价无任何基础。“旅游资源”一章的知识目标是让学生掌握旅游资源的概念、分类及特征；了解旅游资源评价的内容及方法；能力目标是让学生能根据所学内容会区分不同旅游资源，根据不同旅游资源特征将其归类，会对旅游资源系列要素、开发条件及效益进行评价；情感目标是指通过该章节的学习让学生树立资源保护观，环境保护观及对大自然和传统文化的热爱。通过本章的学习使学生的审美层次不断提升，即由悦耳悦目上升到悦心悦意，直至达到审美的最高境界-悦志悦神。
概念框架是建立脚手架的第一步，概念框架包括：旅游资源概念、分类、特征；旅游资源评价的内容、方法等。第二步是建立任务支架：（1）景区调查：到本市主要景区调查，每个景区包括多少旅游景点，分别属于什么类型，各有什么特征。（2）按照美学标准、社会标准、历史标准、市场保障、综合标准等对资源密度、资源容量、资源特色、资源价值和功能、地域组合、资源性质等进行评价。
（二）情境体验
这里的“情景”有两层含义：一是指上课的物质环境，也叫自然环境，要跟讲课内容的主题一致；二是指无形的课堂氛围，这种氛围既要契合讲课主旨又要有助于发挥学生的积极性和主动性。情境体验是提高学生兴趣和自主性的有效方法。角色扮演和实地学习是最常用的情景创设方法。让学生扮演导游，然后到不同类型的“景区”（虚拟场景）给“游客”（学生）讲解景点的特点。成立虚拟旅游开发公司，让学生扮演规划师，走出校门对旅游资源进行评价。角色扮演让学生从枯燥的理论学习中走出来，激发了学生主动探究未知领域的欲望，学习的主观能动性大大增强。在情境体验中，老师要有意识地针对概念式框架对学生进行提问，或引导学生自我提问，即建立问题式支架，让学生逐步掌握所学知识。
（三）独立探索
独立探索阶段主要培养学生独立分析、学以致用的能力，在这个过程中老师要引导学生沿着概念框架不断攀升。比如可以给学生布置课下完成的任务，并限期完成。
调查发现大学生的独立探索能力有待提高，提高的过程并非一蹴而就，而是需要教师逐步引导，逐步启发学生，给学生布置任务并及时跟踪了解、指导学生的完成情况，在此过程中学生的兴趣和探求知识的欲望逐渐被激发出来，最后，老师放手，学生独自建立自己的知识框架，并能感受到独立探索的乐趣，进而让其成为一种好的学习习惯。
（四）合作学习
独立探索阶段过后，学生带着成果或问题在课堂上合作学习。合作学习兴起于上个世纪70年代初的美国，被证明是一种有效地提高学生学习效率的富有创意的教学方法和理念。合作学拓展了学生的学习空间，使原来单向的师生交流模式变为全方位、多层次的师生、生生交流模式；使学生间的竞争关系变为竞合关系；使学生由原来的被动接受（听者）变为主动参与（讲授者）；使原来枯燥的学习过程变成学生愉快的情感体验。因此，合作学习在提高学生自主学习能力方面是非常有效的。
本调查中，在老师的组织下，学生就旅游资源调查过程中碰到的问题进行讨论，并将经验和教训跟大家分享。该阶段可以培养学生全面看待问题的能力和团队协作精神，在相互沟通和交流之后，学生可以进一步完善自己的知识结构，加深对理论知识的理解。
（五）多层次评价
自我评价是检测学习效果的最重要的一种评价方式，有效的自我评价可以增强学生的自信心、增加学生的成就感，从而激励学生以更大的信心和动力投入到新的学习中；接下来是小组评价，小组评价更具客观性，更有参考价值，可以集思广益，发现个人评价中难以发现的问题，因此具有反馈和调节的作用，对组员具有激励和促进的作用，对教师教学具有导向的作用；最后是教师评价，教师评价对以上两种评价进行评价，既要有肯定又要有建议和意见，并对学习活动进行归纳总结上升到一定的高度，为学生以后的学习指明方向。
本案例中要求每个学生写一份旅游资源调查报告，报告的主要内容包括旅游资源的类型、特点、开发条件分析、评价内容等，然后让学生之间交互评价，并写出评价意见和建议。通过交互评价学生可以发现自身知识的缺陷，然后主动查漏补缺，更进一步完善自己的知识和能力结构。而且，评价他人成果可以增强学生作为评阅人的责任感。
能源科学概论范文2
关键词：风力发电；太阳能发电；人才需求；风能与动力工程；新能源科学与工程
作者简介：陈建林（1975-），男，湖南浏阳人，长沙理工大学能源与动力工程学院，副教授；陈荐（1967-），男，湖南衡阳人，长沙理工大学能源与动力工程学院，教授。（湖南 长沙 410114）
基金项目：本文系长沙理工大学教研教改项目（项目编号：JG1236）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）22-0020-03
风电和太阳能发电是我国战略性新兴产业之一，发展风能与太阳能也是我国实现传统化石能源为主过渡为可再生能源和清洁能源为主的必然之举。近年来，我国风电与太阳能发电迅猛发展，对新能源产业人才提出迫切需求。自2006年以来，我国相继有华北电力大学、河海大学、长沙理工大学等多所高等院校开办“风能与动力工程”本科专业；按照2010年《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》，自2011年开始，我国部分高等院校又设置“新能源科学与工程”、“新能源材料与器件”等新能源产业相关的本科专业；2013年，根据教育部要求，“风能与动力工程”专业将统一更名为“新能源科学与工程”专业。面对新能源产业发展需求和我国新能源产业人才培养现状，本文对“风能与动力工程”专业过渡为“新能源科学与工程”专业的人才培养模式进行探索与实践。
一、我国风电产业发展现状
1.总体装机情况
自2007年，我国风电装机容量呈高速增长趋势。如表1所示为2001～2012年我国新增及累计风电装机容量（数据来源：CWEA）。2010年，我国（不包括台湾地区）新增风电装机1893万千瓦，累计风电装机容量4473万千瓦，超过美国跃居世界第一位。至2012年底，全国新增安装风电机组7872台，装机容量1296万千瓦；累计安装风电机组53764台，装机容量达到7532万千瓦；风电并网总量达到6083万千瓦，发电量达到1004亿千瓦时，风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。
图1 2001～2012年中国新增及累计风电装机容量
至2012年上半年，我国规划建设的百万千瓦级、千万千瓦级风电基地包括甘肃酒泉基地（首期380万千瓦）、蒙东基地通辽开鲁基地（150万千瓦）、蒙西达茂巴音基地（160万千瓦）、河北承德基地（100万千瓦）、新疆哈密基地（1080万千瓦）的建设项目已部分或全部完成。此外，全国还有6个百万千瓦级风电基地正在组织开展建设前期工作，分别为宁夏贺兰山基地（450万k千瓦）、甘肃武威民勤红沙岗基地（100万千瓦）、吉林四平大黑山基地（170万千瓦）、锡林郭勒基地（300万千瓦）、兴安盟桃合木基地（200万千瓦）、呼伦贝尔基地（250万千瓦）等。
至2012年底，全国累计核准风电项目1651个，累计核准容量9040万千瓦（含国家核准计划外项目517万千瓦），其中累计核准容量2084万千瓦，居全国之首。2012年上半年全国风电累计吊装容量6190万千瓦，累计并网容量5572千瓦，在建容量3468万千瓦，并网容量占核准容量的62%。其中内蒙古风电并网容量突破1500千瓦，领跑全国，河北、甘肃、山东、黑龙江、江苏、新疆、山西、广东、福建等省区并网容量也均超过100万千瓦。
2.风力发电投资企业情况
2012年上半年，国电集团新增并网容量190万千瓦，累计并网容量1172万千瓦，继续保持全国风电并网容量首位；华能集团新增并网容量100万千瓦，累计并网容量759万千瓦，居第二；大唐集团新增并网容量101万千瓦，累计并网容量675万千瓦，居第三。五大发电集团累计并网容量3170万千瓦，约占全国并网容量的57%。2012年上半年全国投资企业基本保持稳定发展状态，同比2011年上半年并网容量降低了约16%。表1所示为2012年上半年主要投资企业并网容量统计情况。
3.风电机组制造商情况
大规模风电基地建设，为我国风电机组制造商开拓了广阔的市场。2012 年中国风电新增装机容量排名前二十的企业几乎占据了国内98%的市场份额，其中金风新增风电装机容量最多，达到2521.5兆瓦，占据19.5%的市场份额。2012 年，我国风电新增装机容量排名前三的企业分别为金风、联合动力和华锐。2012年中国风电新增与累计装机排名前二十的机组制造商分别如表2与表3所示。
另外，我国海上风电也取得较大进展。截至2012年底，中国已建成的海上风电项目共计389.6兆瓦，是除英国、丹麦以外海上风电装机最多的国家。我国海上风电开发提供风电机组的制造商中，华锐、金风、Siemens 所占份额较大，机型主要以2MW以上的风电机组为主。
二、我国风电人才需求及培养现状
风电产业的高速增长也带来了风电人才的短缺。我国的风电人才需求主要为三个方向：一是风电开发企业，如国电、华能、大唐、国华、华电、中电投、中广核、华润等下属的风电场，主要从事风电场运行与维护方面的工作；二是风电机组制造商，如华锐风电、金风、广东明阳、国电联合动力、湘电风能、Vestas、上海电气、东汽、Gamesa、GE等，这类企业一般需要高端的风电研发人才；三是风电规划设计或建设单位，主要从事风电场的规划、设计和施工等方面的工作。
目前，我国风电人才培养大体上形成了三个层次的格局：第一梯队是博士、硕士研究生培养，主要由国内各高校及研究机构借助风电领域的课题研究培养和造就一批具有较高学术水平、创新能力的风电领域高层次人才。第二梯队是本科生培养。据统计，自华北电力大学2006年创办我国第一个风能与动力工程本专业以来，包括长沙理工大学、河北工业大学、内蒙古工业大学等，全国已开设风能与动力工程本科专业学校有16所（2013年起，“风能与动力工程”专业更名为“新能源科学与工程”专业）。第三梯队是高职生。高职院校主要培养从事风电机组制造、风电场运行与维护的一线技能型人才。
从长沙理工大学（以下简称“我校”）首届风能与动力工程专业毕业生就业考研与出国情况来看，毕业生出现不同层次的走向。截至2013年3月20日，风能与动力工程专业2009级毕业生63人，已签约49人，就业走向主要为中国大唐集团、国电集团、华能集团、电力投资集团、华润集团等发电企业的下属新能源公司，少部分为风电机组制造商和电力建设单位；读研7人，分别被华北电力大学、中南大学、湖南大学等大学预录取；出国深造2人，分别为丹麦科技大学和德国汉诺威大学预录取。从目前人才需求角度来看，由于近几年风电项目的迅速扩张，风电行业对风电场运行与维护的技能型人才有较旺盛的需求。
在风电大规模发展的同时，近几年我国太阳能发电也迅速扩张。截至2012年底我国累计光伏装机容量达到7.5GWp，预计2013年将新增光伏装机容量为10GWp，计划2015年新增光伏装机容量为40～50GWp，2020年新增80～100GWp。风电和太阳能发电作为新能源中两支主力军，出现并驾齐驱的局面，产业发展必然对专业人才提出迫切需求。2013年，教育部统一将“风能与动力工程”专业更名为“新能源科学与工程”专业。本专业也将面向更宽广意义的新能源产业需求，对专业培养方案进行调整。
三、新能源科学与工程专业人才培养模式的探索与实践
本科教育既是培养工程技术人才的中坚力量，又承担着为行业高端人才培养打基础的重要任务。本科生的优势在于理论基础、思维方法和发展潜力，但缺乏的是技术细节方面的训练。因此应始终以培养学生“基础理论扎实、工程实践能力与创新能力强为目标。从新能源产业自身发展角度来说，需要一批具有宽广知识体系、能够引领新能源技术发展的高水平创新型复合人才出现。新能源科学与工程本科教育应该既注重专业的基础性，又要注重工程实践性。为此，我校能源科学与工程专业人才培养模式在以下几方面进行了探索与实践。
1.以“厚基础、宽口径、强能力、高素质”为原则确立人才培养目标
2009年首届招生以来，本专业依托本校能源电力优势学科，立足新能源国家战略性新兴产业，面向风电产业人才需求，确定了“培养德、智、体、美等全面发展，基础扎实，知识面宽，有较高的综合素质、工程实践能力和创新能力强，具备较强的计算机应用能力和较高外语水平，系统掌握风能与动力工程专业基础理论和基本知识，能胜任风电场的规划、设计、施工、运行与维护，风力发电机组设计与制造，风能资源测量与评估，风力发电项目开发等风能与动力工程专业的技术与管理工作，并能从事其他相关领域的专门技术工作应用型高级工程技术人才”的人才培养目标。2011年，本专业被确定为湖南省省级特色专业。2013年，根据教育部对本科专业整理工作的统一部署，将“风能与动力工程”专业将更名为“新能源科学与工程”专业。本着“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的原则，对专业培养方案做了相应的调整，但仍然保留“风能与动力工程”专业的特色，以风力发电为重点，涵盖太阳能光伏/光热发电等新能源知识体系，培养具有宽厚理论基础和创新精神、实践能力强的应用型高级工程技术人才。
2.注重基础性和实践性相结合设置课程模块与培养环节
根据学校的特色和优势，编制风能与动力工程人才培养计划，共开设必修课35门，开设选修课23门，现已开出课程门数为58门，学生需选修33学分选修课程，选修课在总学分中的占比为19.6%。设置了理论力学、材料力学、风力机空气动力学、机械设计基础、电机学、电路理论、自动控制原理、风力发电原理、光伏发电原理与应用、太阳能热利用原理与应用等主要理论课程和计算机辅助设计、电工电子技术、微机原理与接口技术、风资源测量与评估、风电机组设计与制造、风电机组控制与优化运行、风电场电气工程、海上风力发电等技术类课程；以金工实习、电子工艺实习、机械设计课程设计、风电场电气工程课程设计、风电机组设计与制造课程设计、风电场认识实习、检修拆装实习、仿真实习、运行（毕业）实习、毕业设计（论文）等作为主要实践教学环节。风能与动力工程专业在教学环节的设置上实践教学贯穿全程。共4次集中实习，课程模块与培养环节关系如图2所示。
图2 风能与动力工程专业课程模块与培养环节关系
3.在工程实践中培养创新意识和创新能力
创新型人才是支撑和推动新能源产业发展的主要动力。创新源于实践，在工程实践中培养创新意识和创新能力。长沙理工大学经过多年的探索与实践，构建了培养“具有创新精神的应用型人才”的学生能力结构体系、能力培养的实施方案、实践教学体系以及管理模式，提出了“工程基础训练+工程创新训练+大工程意识训练”的工程教育模式。基于工程教育理念，形成了“三层次、四模块、三结合”的实践教学体系，即实验、实习、设计等主要实践教学环节按基础训练、提高训练、综合训练三个层次进行系统设计；将实践教学内容分为实验、实习、设计、课外实践四个模块；采用课内外、校内外、第一课堂与第二课堂三结合的方式组织实践教学。
新能源科学与工程专业是一个实践性很强的专业，在办学过程中十分重视实践教学，并建立了稳定的校内校外实习实训基地，通过加强实践教学培养学生的创新意识和动手能力。
（1）校内实习基地。建立校内“风电机组运行特性分析实验室”、“风力机变桨控制实验室”、“风力机偏航控制实验室”、“风力机组检修拆装实验室”、“大型风电场运行仿真实验室”、“风力机叶片振动特性实验室”、“风力机设备腐蚀与磨损实验室”、“光伏发电实验室”等专业教学实验室，为专业实验课、认识实习、拆装实习、仿真实习提供良好的条件。
（2）校外实习基地。根据本专业人才培养目标和要求，制定与社会发展需要相适应的人才培养方案，与大唐华银城步南山风电场、华电郴州仰天湖风电场、中电投九江长岭风电场、大唐漳浦六鳌近海风电场、湘电集团有限公司、湖南兴业太阳能有限公司、北京木联能软件技术有限公司等省内外相关企业共建“风能与动力工程”专业，形成学校与企业产、学、研全面合作的长效机制。风电专业骨干教师共18人次先后到内蒙古华电新能源辉腾锡勒风电场、福建大唐漳浦六鳌近海风力发电场、河南南阳方城风电场、新疆电力设计院、大唐甘肃酒泉风电场等风力发电企业进行技术交流和科技服务。风电专业学生在华电郴州仰天湖风电场、宁夏贺兰山风电场与太阳山光伏电站等基地开展了丰富的暑期实践活动。依托专业实验室，学生开展了大量科技创新实践活动，专业教师指导学生开展了国家级（共4项）、校级（4项）“大学生研究性学习与创新性实验项目”的研究工作；参加全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛等各类科技性竞赛活动，获得较佳的成绩。
4.转变技术类或实践类课程的学习过程
本科教育的缺失是职业技能或技术细节方面的训练。理论知识宽广但实践动手能力差是目前本科教育存在的较普遍现象。本科毕业生感觉学了很多东西，又感觉什么也没有学到，学到的都是一些理论或概论性的东西。相反，高职院校的职业技能针对性很强，注重实际动手操作能力的培养，而弱化理论知识体系的教育，相比于本科生，高职生在职业技术方面更容易上手。但如果本科生像高职生那样培养，势必过于狭隘，也违背了大学本科教育的初衷。本科生的优势就在于理论基础、思维方法和发展潜力。因此，本科生的理论基础课程的学习可以沿用传统的书本教学为主，培养思维方法；技术类或实践类课程学习则应放弃那种“先书本，再实践”或“只有书本，没有实践”的教学方式，而应遵循“在实践中学习”的原则。针对不同的专业特点有选择性地开设或加强职业技能型的课程。对于本专业来说，则应加强计算机绘图、电气与控制、模拟仿真、机械设计与制造等模块的技能培养。如此，本科生则不但具有宽广的理论基础，而且具有较强的职业适应能力。
四、结论
风电与太阳能发电作为我国战略性新兴产业，呈现蓬勃生机的发展局面。新能源产业发展为新能源科学与工程专业毕业生提供了广阔的就业空间，同时本专业人才也必将成为推动新能源产业发展的动力。本专业应以“工程实践能力”为核心，夯实理论基础，强化实践能力和创新意识的培养，支撑新能源产业的发展。
参考文献：
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能源科学概论范文3
关键词：电力行业；能源与动力；专业建设
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。
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能源科学概论范文4
关键词：人为驱动力；气温；降水；气候变化特征；新密市
中图分类号：P467文献标识码：A文章编号：16721683（2013）03002106
由人类活动引起的气候变化已经逐步成为深刻影响21世纪全球可持续发展的重大问题。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告中明确指出，近100年来（1906年-2005年）全球气温线性增加趋势为074 ℃，这一趋势大于第三次评估报告给出的06 ℃的相应趋势，且目前陆地区域的变暖速率要快于海洋[1]。地球人口的爆炸，尤其是在20世纪内世界城市人口增加了近10倍之多，土地的开发垦殖使得接近一半的陆地已被人类改变和利用[2]。大气中温室气体的浓度明显受到人类的影响，气候分布状况随之改变，而气候变化又作用于人类生存环境，影响经济的发展与社会的进步。所以，近年来地球气候系统变化及其影响己经成为国际社会密切关注的对象。
与发达国家相较，发展中国家基础设施相对落后，在气候变化过程中抵御自然灾害和适应气候变化的能力较低。中国作为典型的发展中国家，气候的区域差异性强，由于自然变化和人类活动带来的气候变化所造成的影响不可忽视[34]，深入研究其气候变化特征具有重要科学意义。
气候变化特征研究的重要内容之一是探讨气候变化的原因，即驱动力因素作用。已有大量研究探讨过某些区域的气候变化特征及其人为驱动力[57]。本文根据河南省新密市气象统计资料和社会经济资料，运用数学分析方法，定量判断影响该地区气候变化的主要人为驱动力，总结对比主要影响因子，综合判断气候变化特征突变前后人为驱动力因子的时空变化特点，为该区域的健康和谐发展提供科学依据。
1资料来源及研究方法
本文利用的1971年-2010年气温及降水量数据来源于新密市气象局；1981年-2008年社会经济资料数据均来自新密市统计局《新密市统计年鉴》及新密市水务局。研究采用的方法主要为MannKendall突变检验法及灰色关联分析法。
在时间序列分析中，MannKendall检验是一种常用的突变检测方法，能够从定量的角度分析序列在某段时间内的上升或下降趋势，且明确突变的开始时间及区域，是一种适用于水文、气象等非正态分布数据的非参数检验方法[810]。主要计算公式介绍如下：
对于具有n个样本量的时间序列x，构造一秩序列：
Sk=∑k1i=1ri（k=2，3，…，n）（1）
其中，ri=+1，当xi>xj
0，当xi≤xj（j=1，2，…，i）（2）
在时间序列随机独立的假定下，定义统计量：
UFk=[Sk-E（Sk）]1var（Sk）（k=2，3，…，n）（3）
式中：UF1=0，E（st），var（st）是累计年数Sk的均值和方差。UFk为标准正态分布，是按时间序列x顺序计算出来的，给定显著性水平α，若|UFk|>Uα，则表示序列存在明显的趋势变化。同理，可按时间序列x逆序计算出UBk，且使UBk=-UFk。
灰色关联度分析是对于一个系统发展变化态势的定量描述和比较。关联度是对两个系统或因素间关联性大小的度量，它描述系统发展过程中因素间相对变化的情况。对一个灰色系统进行分析研究时，要先解决如何从随机的时间序列中找到关联性、计算关联度，以便为因素判别、优势分析、决策提供依据。主要计算步骤包括原始数据变换、关联系数计算、求关联度、排关联序[11]。
数据变换方法采用均值化变换，经变换的母序列{x0（k）}与子序列{xi（k）}关联系数L0i（k）由下式求出：
L0i（k）=Δmin+ρΔmax1Δ0i（k）+ρΔmax（4）
其中：Δ0i（k）为两个比较序列的绝对差值，即Δ0i（k）=|x0（k）-xi（k）|（1≤i≤m）；Δmax和Δmin分别表示所有比较序列各时刻绝对差值中的最大值与最小值。一般取Δmin=0，ρ为分辨系数，本文取为01。
两序列关联度用两个比较序列各时刻的关联系数平均值计算，即：
r0i=11N∑N1k=1L0i（k）（5）
式中：r0i为子序列i与母序列0的关联度，N为比较序列的长度。
最后将m个子序列对同一母序列的关联度按大小顺序排列，组成关联序，记为{x}，反映各子序列对母序列的优劣关系。
2新密市气候变化特征
新密市隶属河南省省会郑州，多年平均气温147 ℃，多年平均降水量约为663 mm，历史最大、最小年降水相差784 mm，年际变化量较大，属典型的半湿润半干旱气候区。由于受季风气候的影响，降水量时空分布不均：时间上表现为夏季集中、春秋不足、冬季偏少，空间上表现为米村-岳村以北及王村-大隗以南山区降水较多，大于675 mm，中部与东部河谷平原较少[12]。
2.1气温变化特征分析
2.1.1年代际变化
由表1中新密市不同年代四季平均气温可以看出，无论是年代平均气温还是各季平均气温在20世纪70年代与80年代都相差不大，80年代以后逐渐上升。21世纪初较20世纪80年代，年代平均气温上升近12 ℃，春、夏、秋、冬季平均气温分别上升近19 ℃、09 ℃、08 ℃、13 ℃，其中80年代到90年代各平均气温增幅异常明显。
表1新密市各年代年和各季平均气温
Table 1The annual and seasonal atmospheric temperatures
of last several decades in Xinmi
（℃）年代1年代平均
2.2降水变化特征分析
2.2.1年代际变化
表2显示了新密市20世纪各年代四季平均降水量。可以看出，新密市年平均降水量从20世纪70年代至80年代有所增加，而后至世纪末逐渐减少，21世纪初又逐渐增加，较20世纪90年代增加近92 mm。春季平均降水量从70年代至90年代逐渐增加，在90年代最大，而后至21世纪初呈减少趋势，减少近24 mm。夏季平均降水量各年代变化趋势与年代平均降水量变化一致，21世纪初较20世纪90年代增幅明显，平均降水量增加近116 mm。秋季平均降水量各年代之间整体呈减少趋势，但变化不是很明显。冬季平均降水量整体变化幅度不大。
3新密市气候变化人为驱动力因子分析
3.1人为驱动力因子指标体系
本文结合新密市气候变化的人为驱动力指标，并考虑数据资料搜集的限制性，构建了生产过程、消费过程和生活过程三个一级指标，见表3、表4。一级指标是影响新密市气候变化的人为驱动力的总类；在一级指标下的二级指标中细化了不同总类下的人为驱动力指标。其中影响气温的二级指标有14个，影响降水的二级指标有10个。这些指标间存在一定关联性，且较全面地阐释了新密市气温变化及降水量变化的主要人为驱动力影响因子。
3.2人为驱动力因子识别
根据文中新密市气候变化人为驱动力指标体系内容，结合灰色关联分析方法及原理过程，运用DPS软件对指标进行处理，从气温变化和降水量变化两方面分析其人为驱动力因子。人为驱动力因素对1971年-2008年新密市气温变化及2000年-2008年降水量变化的灰色关联度计算结果见表5、表6。
从表5中可以看出，人为驱动力因子与气温变化的关联度排序为：人口密度>总人口数>粮食作物播种面积>年末耕地面积>大牲畜存栏头数>工业用电量>第一产业总产
序号1因子1关联系数X111人口密度10.973 3X101总人口数10.956 5X51粮食作物播种面积10.899 1X41年末耕地面积10.879 5X61大牲畜存栏头数10.726 6X71工业用电量10.594 8X11第一产业总产值10.577 9X81农村用电量10.541 5X131在岗职工年平均工资10.530 5X141农民人均纯收入10.519 8X31人均生产总值10.510 4X21工业总产值10.494 3X121全社会固定资产投资10.477 0X91民用汽车拥有量10.439 4值>农村用电量>在岗职工年平均工资>农民人均纯收入>人均生产总值>工业总产值>全社会固定资产投资>民用汽车拥有量。对新密市气温变化影响最大的因素是人口密度，关联系数达到0973 3，粮食作物播种面积、年末耕地面积、大牲畜存栏头数与其关联系数也都在07以上，工业用电量、第一产业总产值、农村用电量、在岗职工年平均工资、农民人均纯收入、人均生产总值与其关联系数在0.5以上。可见，人口密度快速增长是新密市气温变化的主要动力，其次是农业发展，能源消耗也对气温变化有较大的贡献。
表6新密市人为驱动力因素对降水量变化的灰色关联度
Table 6The gray relational grade of anthropogenic
driving forces to precipitation change in Xinmi
序号1因子1关联系数总人口数10.510 6Y11年末耕地面积10.438 4Y31农业用水量10.390 5Y81建成区面积10.385 8Y41工业用水量10.338 5Y51生活用水量10.333 5Y71城市化率10.306 5Y101人均公共绿地面积10.277 5Y21有效灌溉面积10.238 8Y91道路铺装面积10.210 7表6显示，人为驱动力因子与降水量变化的关联度排序为：总人口数>年末耕地面积>农业用水量>建城区面积>工业用水量>生活用水量>城镇化率>人均公共绿地面积>有效灌溉面积>道路铺装面积。对新密市降水量变化影响最大的因素是总人口数，关联系数达到0510 6，年末耕地面积、农业用水量及建成区面积与其关联系数也都在04左右，人均公共绿地面积、道路铺装面积等与降水量变化的关联系数较低。综上所述，人口及社会工农业发展状况是新密市降水量变化的主要动力，下垫面性质对其影响较小。
4气温突变前后人为驱动力因子变化分析
如前文所述，1971年-2010年新密市年降水量未出现突变的时间区域，因此本文只对气温突变前后人为驱动力因子进行了比较分析。
4.1气温突变前人为驱动力因子识别比较
对数据均值化处理，计算在ρ=01时，新密市各人为驱动力因子与气温变化的绝对差值，得到表7，其中所有子序列和母序列各时刻绝对差值最大值Δmax为2328 5，是1993年气温和全社会固定资产投资的绝对差值。由此可知，气温和14个驱动力因子间的绝对差值中有8个因子序列的最大值都出现在1993年，如：工业总产值、工业用电量、农村用电量、农民人均纯收入等，说明在1993年气温变化和各驱动力因子变化差异达到突变前的最大值。
8以上。此外，总人口数、在岗职工年平均工资、民用汽车拥有量、全社会固定资产投资等也具有较高关联度。1980年以来，新密市的主要经济社会指标均取得显著变化，国内生产总值（GDP）保持年均2125%的增长速度，但发展不平稳，1990年以前发展比较缓慢，以后增长速度加快。20世纪90年代初期，新密市全市的农业产值保持年均1074%的增长速度，这些发展过程中的人为力量给城市气候带来了影响。
4.2气温突变后人为驱动力因子识别比较
和前述内容一样，首先对新密市气温突变后的各指标因子进行均值化处理。鉴于篇幅限制，对均值化处理结果及气温与人为驱动力因子绝对差值统计表在此不再展现，其中最大差值Δmax=2.780 6。当分辨系数ρ=01时，得到新密市各人为驱动力因子与气温变化的关联度，见表9，从中发现人口密度与气温变化关联度最高，关联系数达0918 7。总人口数、年末耕地面积、粮食作物耕地面积、农村用电量的关联度紧随其后，即在关联度最高的前五位驱动力因子中，在农业发展、能源消耗等方面对气温变化的影响最明显。
与突变前相比较，发现人口密度和农村用电量的增加与气温变化的关联度显著提升，分别由突变前的第三位（0833 1）、第十二位（0367 4）提高到突变后的第一位（0926 5）、第五位（0781 6），同时粮食作物播种面积和大牲畜存栏头数的关联度值由突变前的第一、二位下降到突变后的第四、六位。可以看出目前新密市的农业及畜牧业发展不容乐观。另外，民用汽车拥有量、全社会固定资产投资的关联度值也有显著下降。
本文利用新密市1971年-2010年的气温、降水资料及1981年-2008年社会经济资料，运用MannKendall突变检验和灰色关联分析法对新密市气候变化特征进行了趋势及突变分析，对其人为驱动力因子进行了识别，主要得出以下结论。
（1）近40年来新密市气候变化特征表现为年、季平均气温持续上升，年平均降水量并没有明显的增加或减少趋势。突变检测结果显示，1993年发生气温上升突变，1993年以后为突变的时间区域；1982年和1999年降水量出现增加突变，但并未出现突变的时间区域。
（2）人口密度快速增长是新密市气温变化的主要动力，其次是农业发展，能源消耗也对气温变化有较大的贡献；人口及社会工农业发展状况是新密市降水量变化的主要动力，下垫面性质对其影响较小。
（3）新密市气温在突变前，农业发展、经济社会发展对气温变化作用明显，贡献较大，为主要影响因素。气温突变后，农业发展仍然对气温变化的影响最明显，其次能源消耗等方面对气温变化的影响程度有所提升。
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