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能源与动力工程概论范文1
关键词:热能;动力;锅炉
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。
参考文献
能源与动力工程概论范文2
关键词:能源与动力工程专业;人才培养模式;多元化;创新
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)07-0172-03
随着我国高等教育的普及,人才培养质量显得尤为重要。《高等院校能源动力学科热能与动力工程专业规范》(以下简称《专业规范》)指出:“在不同历史阶段,社会的人才需求不同,对高等教育的要求也不同”,“办学应当与时俱进,培养人才的模式应当转型”。因此,根据社会发展需要及时构建新的人才培养模式,已是大势所趋,各学校应以具体情况为依据,对人才培养机制进行研究。本文将以我校热能与动力工程专业培养模式为例,秉承“人尽其才,才尽其用”的育人理念,以新观念、新举措探索设计多元化的人才培养模式。
一、问题的提出
合理、高效地利用能源对于国家实现跨越式发展有着重要作用,能源与动力工程专业所肩负的使命不言而喻,而现行的能源与动力工程专业培养方案对学生的创新精神和实践动手能力的训练较少,不能满足行业对所需人才培养质量的要求,主要存在以下问题:
一是培养的人才不能满足国家和社会发展的要求。我们应当以国家和社会发展的需求为导向,立志培养出能够适应国家和社会发展的高质量人才,国家需要不同层次、不同类型的人才培养机制,各学校应根据具体情况形成自己的特色。但目前人才培养质量现状表明,一般大学培养的大学生不像一流高水平大学的学生,具有强大的基础理论与研究能力;又不如高职院校的学生,具有强大的实践动手能力,处于进退两难的境地。同时,人才的培养与企业的需求之间存在矛盾,由于能源与动力工程学科专业方向较多,教学培养过程中,缺乏社会需求调研,导致培养的学生与企业之间“脱节”。
二是“通才”培养模式不能满足学生个性化发展。“以人为本”是科学发展观的核心,“因材施教”是学生个性化发展的内涵。要一切以学生发展为出发点,促进学生个体特长与全面发展的协调。而传统的培养模式存在很多的弊端,培养模式单一,不能做到“因材施教”,忽视了学生的个体特长与兴趣爱好,“灌输式”教育依然是主要的教学模式。同时,设置的课程体系也存在不合理性,注重课程的具体性和特殊性,缺乏对各主干课程间整体性和关联性的把握。
三是多元化人才培养模式常常与学科专业多方向培养相混淆。所谓的多元化人才培养,是根据人才培养目标的不同,分别制定研究型、应用型、拔尖型人才培养方案以及“卓越工程师”人才培养方案,同一专业可以培养多类型、多层次的高质量人才,以满足国家和经济社会发展的需要。而所谓的专业培养方向,则是各高校综合自己的办学特色和教学能力设计的课程培养模块,是为进一步深造,成为能源与动力学科的专门人才而设置的。尽管目前国内各高校的专业培养方案从学科发展的角度进行了专业方向及其课程体系的设置,但仍然是同一培养人才模式下的知识拓展。
二、能源与动力工程专业多元化人才培养模式探索
为了实现“人尽其才,才尽其用”,本着“以人为本,因材施教”的原则,在综合考虑学生的个体特长和企业需求的基础上,中国石油大学(华东)能源与动力工程系开展对适应企业需求和学生个性化的多元化人才培养模式探索,着力培养特色型、工程型和研究型三类拔尖创新人才。
1.多元化人才培养的目标定位。作为一所石油特色鲜明的高水平研究型大学,要以国家和社会发展为导向,不仅要培养具有初步科研能力的研究型人才,还要培养具有实践能力和管理能力的工程型以及特色型人才;不仅要培养出企业需要的人才,更要致力于培养能够适应国家,甚至国际需求的高质量人才;不仅要有对专业技能和综合素质的把握,还要依据学生的个体特长和兴趣爱好,因材施教,制定不同的发展目标,提供不同的发展方向。我校热能与动力工程专业主要培养适应国家和现代化建设的需要,德智体全面发展,知识、能力和素质协调发展,具备热能与动力工程领域扎实的理论基础,专业知识宽广,具有创新精神和实践能力的高素质人才。以学校培养人才整体目标定位为基石,突出学科优势与专业特色,着力培养学术研究型、就业创业型和跨学科发展型拔尖创新人才。
2.多元化人才培养的顶层设计。人才培养方案是践行教育理念、落实人才培养目标的重要教学文件,是人才培养模式设计和培养过程设计的蓝图。根据《专业规范》制定的人才培养规格,充分理解“以人为本,因材施教”教育内涵,极大发挥学生的自主创新能力,科学系统地构建不同层次人才培养需要的多元化人才培养方案。需遵循以下基本原则:(1)人文社会科学素养与自然科学并重原则。工科类大学生不仅要具备扎实的专业知识和严密的逻辑思维能力,而且应该积极参加创新项目与学科竞赛,在团队中培养自己的人际交往能力与团队协作的能力,不断提高自己的人文素养。(2)学科基础与专业技能相结合原则。按照学科分类,能源与动力工程专业属于机械类。依据学科大类进行横向培养,与国际知名高校机械工程接轨,打造机械类学科基础平台,优化力学、电学、材料等平台课程框架体系与课程内容。不仅要将专业基础课程和主干课程学扎实,而且要将全部课程进行整合优化,“融会贯通”。通过课程体系框架,夯实专业基础,熟练掌握本专业领域内1―2个专业方向中的相关系统与设备的设计、运行、研究、开发和技术管理所必需的专业知识,能够综合运用所学知识,分析和解决实际问题,并了解学科当前国内外的发展现状及前沿动态。(3)加强对创新能力、实践能力和科研能力的培养。通过新生研讨课、认识实习、科研实训、专业实习等课程,循序渐进,不断提高学生的科研能力和实践能力;通过大学生创新项目以及高水平的学科竞赛等项目,让学生在实践中提高创新能力和实践能力。(4)重视学生的个性化发展的培养。在满足基本的教学目标和教学任务的前提下,重视学生个性化的培养,“因材施教”,充分尊重学生的个体特长和兴趣爱好,鼓励学生个性发展,全面发展。(5)坚持专业规范与专业特色相结合原则。办学特色是高校的立校之本,优势学科要充分发挥学科优势,关注行业发展动态,强化专业优势、突出专业特色。
根据以上基本原则,构建了多元化人才培养体系框架,如图1。
3.多元化人才培养的总体思路。以多元化人才培养目标为核心,遵循学校顶层设计原则,注重学生个性化发展,依托学校优势与专业特色,著力培养就业创业型、学术研究型和跨学科发展型多元化创新人才。(1)宽口径,厚基础,强技能。课程体系由公共基础课程,学科基础课程和专业课程组成。首先,需构建一个适用于所有专业方向的公共基础知识平台。数学课程是热能与动力工程专业的灵魂,是进行后续专业课程学习的基础,必须夯实;英语和计算机应用能力的提升尤为重要,为以后阅读英文文献、查阅英文资料打下良好的基础。其次,重视学科基础平台的搭建,基础课程是在公共课程平台基础上向本学科体系的过渡与靠拢,也是进行专业方向课程学习的基础,包括力学类、机械类、电算及控制类、热科学类及环境类课程,为后续专业课程的学习打下良好的基础。再次,构建新一代专业课程体系,加强与本专业紧密联系的相关知识与能力的训练与培养,提高学生实践技能和综合素质,增强学生社会适应能力,提高知识应用能力。(2)鼓励创新,加强人才科研创新能力培养。通过新生研讨课、认识实习、科研实训、专业实习等课程,循序渐进,不断提高学生的科研能力和实践能力;通过大学生创新项目以及高水平的学科竞赛等项目,让学生在实践中提高创新能力和实践能力。新的培养方案中新开设了新生研讨课,旨在通过与老师的交流,让大一新生对所学专业有一个初步的认识,通过了解专业当前的研究动态,找到自己的兴趣点。紧接着开设专业实训课程,目的是让学生通过查阅资料与阅读文献,一方面提高查阅文献的能力,另一方面进一步了解所感兴趣的内容。通过新生导师制的实施,完成某一感兴趣问题的调研和分析,并根据学生的情况开展相应的工作,以此为科学研究的起点,通过后续专业课程学习、专业实习、科研实训、工程实训,夯实专业基础,积极参加大学生创新项目和学科竞赛,延续4年科研训练,逐步提升学生的科研创新能力。(3)增加实践实训课程,提高实践能力。新的培养方案大量增加了工程实践、实训和实验课程的学时,以充分培养学生综合技能及动手能力。①开设专业实验、实践能力培养课程,如大学物理实验、电工电子实验、传热学实验、热力学实验、金工实习、专业认识实习、专业实习、专业拆装实习和毕业设计等;②开设了培养学生计算机运用和计算能力训练课程,如数学实验(Matlab实践)、计算机应用技术实验(C语言编程)、机械CAD基础、流动与传热计算实践等;③开设多门综合性专业课程设计课程,提高综合运用知识能力,如机械设计基础课程设计、热工测量仪表与自动化课程设计、锅炉课程设计、计算传热学课程设计、供热工程课程设计、热力采油工艺课程设计、热力发电厂热力系统课程设计。(4)依托学科,强化人才特色培养。各学校根据学校的特色设置专业课,充分发挥学校特色的优势,并充分考虑学生以后的发展需求。以我校为例,油田中的热科学技术是我校能源与动力工程专业的特色,毕业生中70%的学生都在油田从事热相关的工作,也是申报国家特色专业的亮点,课程设置根据稠油生成过程进行,从稠油生产注汽开始,到举升、集输再到炼油和化工等环节相关课程:石油工程概论、注汽锅炉、热力采油、油气集输和化工工艺与设备等,让学生能结合过程了解其中的热利用。其次,涉及动力和暖通方向的安全设备工程师资格证考证核心课程基本都具备,为一部分学生毕业后的考证或其他发展需求奠定基础。(5)多元化培养目标与专业培养方向相协调。以多元化人才培养目标为导向,在专业培养方案中设置不同类型的培训,包括科研培训以及企业培训等,提高学生的科研能力和实践能力。此外,专业还设置了特色课程,力求达到多元化培养和专业培养方向的统一。首先,构建公共基础平台,将多元化培养和专业培养进行统筹协调。目前开设的很多课程(学科、专业基础课)不仅为专业培养方向提供专业基础,同样可以为多元化培养提供专业基础,从而在新的培养方案的培养下达到多元化培养目标与专业培养方向的统一。
4.多元化培养方案的探索实施。教学培养方案能否得到严格实施,是培养能源与动力工程系多元化人才成败的后期关键环节,为达到培养方案的预想结果,应健全组织结构,充分发挥校、院二级领导督促作用,确保工作顺利进行。(1)加强培养方案制定、实施的组织保障。为保证多元化人才培养模式的顺利实施,学校从上至下成立了培养方案修订学术委员会,学院专门成立了“能源与动力工程多元化培养方案修订”领导小组,负责协调、工作部署及监督,监督培养方案的执行过程,跟踪培养方案的实施效果,通过反馈来进行修订。(2)全面系统的质量评价体系。目前,学校已经成立了教学质量评价中心,从多个方面对人才培养质量开展评价,并制定了评价标准体系,每年定期本科教学质量报告。(3)教师队伍建设。教师队伍是培养方案的落实者,同时也是有力的监督者和维护者,关系到新培养方案的贯彻情况,因此必须重视教师队伍的构建。教师不仅要精通专业知识,而且具有较强的工程实践能力和具备丰富的实践经验。这就要求广大教师要加强学习,提高综合素质,主动融入企业和社会,为培养创新型多元化人才做好充分准备。
三、结论
多元化教育以专业人才培养模式的多样化为指导思想,以国家现代化建设的需要为导向,既符合人才的发展规律,也满足人才的社会需求,更符合能源与动力工程专业的特点。在当前教育部大抓教学质量的形势下,高校应坚持“以人为本”的发展战略,坚持多元化教育思想,充分发挥各自的优势与特色,提高学生的科研能力、创新能力和实践能力,致力于培养出适应我国能源与动力行业发展的设计、管理、研发等高素质专门人才。
能源与动力工程概论范文3
关键词:新能源;新能源科学与工程;培养方案;课程体系
作者简介:韩新月(1982-),女,河南商丘人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师;何志霞(1976-),女,甘肃泾川人,江苏大学能源与动力工程学院,副教授。(江苏 镇江 212013)
基金项目:本文系江苏大学教学改革项目(项目编号:JGZD2009025)、江苏省高等教育教学改革研究重中之重课题(课题编号:2011JSJG006)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0009-03
一、我国高校设立新能源专业的必要性
能源问题与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题,发展新能源是解决这两大问题的必由之路。新能源是相对于常规能源而言,以采用新技术和新材料而获得,在新技术基础上系统地开发利用的能源,如太阳能、风能、地热能、海洋能等。由于新能源具有再生、清洁、低碳、可持续利用等优势,所以越来越多的国家开始重视它。而且新能源可以作为促进人类发展和保护环境的重要途径,所以这些国家在相关政策中都增加了新能源的元素。新能源产业的发展也是未来中国可持续发展的关键。但是,和发达国家相比,我国新能源产业化发展起步较晚,技术相对落后,总体产业化程度不高。不过,我国天然资源非常丰富,市场需求空间很大,在政府大力发展新能源及可再生能源政策的带动下,新能源领域成为大型能源集团、民营企业、国际资本、风险投资等诸多投资者的投资热点,技术利用水平正逐步提高,具有较大的发展空间。“十二五”期间将是我国新能源产业从起步阶段进入大规模发展的关键转折时期。我国新能源在这一时期的发展总目标是:建立初步适应大规模新能源发展的电网等重大基础设施体系,推动新能源装备制造业的壮大和升级,促进新能源市场的不断扩大,争取在2015年将非化石能源在能源消费中的比重提高到12%左右。[1]
尽管国家已经把发展新能源放在一个重要的战略位置上,一场新的能源革命已在悄然进行,它必将带来新的经济繁荣、新的社会理念和新的生活方式。但是,我国新能源产业发展过程中的一大难题是缺少成熟先进的新能源技术。我国主要的新能源设备和技术完全依赖进口,新能源领域的科技创新能力明显不足。而新能源产业化进程中的这些难题有待专业人士去破解。所以,培养新能源方面的专业和复合型人才是重中之重。[2]但是,新能源产业作为一个错综复杂的资源环境复合体,涉及物理学、化学、流体力学、传热学、电子电工学、材料科学、生物学、管理学、工业经济学等学科内容,是一个典型的多学科交叉的新兴产业。[3]因此,需要设立专门的新能源专业来满足,新能源产业对新能源人才要有宽的知识面、自主的学习能力、丰富的想象力、敏锐的洞察力以及较强的沟通协调能力等要求,进而要求高校做好优化人才培养层次、改进人才培养方案等工作。
国外已有一些著名大学建立了新能源的本科专业,用于培养太阳能、风能、生物质能等方面的科技人才,如澳大利亚的新南威尔士大学设立了专门的光伏与可再生能源工程学院,并于2000年开设了光伏与太阳能本科专业,2003年又开设了可再生能源工程本科专业;澳大利亚国立大学依托其可持续能源系统中心也建立了四年制的可再生能源系统专业。此外,意大利的都灵理工大学和米兰理工大学都开办了四年制的可再生能源专业。美国的俄勒冈州科技学院于2005年也建立了可再生能源四年大学本科学位课程。随着全球能源结构的变化,对于新能源方面的人才需求不断增加,世界上将会有更多的高校开办有关新能源的专业。
我国高校在新能源专业设置和新能源产业专业人才培养方面还落后于发达国家。为顺应时代的发展,为国家培养新能源这一新兴产业的专业人才,2010年7月经教育部审批,浙江大学、中南大学、江苏大学等11所高校首次设立新能源科学与工程专业。其中江苏大学的新能源科学与工程本科专业由能源与动力工程学院承担开设任务,已分别于2011年9月和2012年9月招收第一批和第二批本科生。关于新能源科学与工程专业本科生的培养方案、培养模式和培养体系则处于不断探索和完善中。
二、 新能源科学与工程专业的培养方案
在对国内外新能源相关专业人才培养充分调研的基础上,分析国家社会和经济发展要求,基于新能源产业特点及企业和社会对新能源专业人才知识结构和能力结构的要求,同时结合本校自身的学科特色和优势,确定了新能源专业人才培养方案,主要包括专业培养目标的确立及科学、合理的课程体系的设置、可行的教学计划的制订等。
1.培养目标
专业的培养目标是专业建设和一切教学活动的基础、依据,也是人才培养的最终目的。新能源科学与工程专业在国内甚至在世界上都是非常新的专业,目前处于初步形成和探索阶段,因此,找准本校专业人才培养定位和确立该专业人才培养的长远目标尤为重要。江苏大学能源与动力工程学院结合自身实际情况,依托机械工程、电气信息工程、材料科学与工程、化学化工、土木工程等学科专业的支持,并结合新能源产业的特点设立了新能源科学与工程专业,使培养出来的学生具有良好的综合素质和创新意识,富有社会责任感,具有国际一流的视野,具备新能源科学与工程这一强交叉学科宽厚扎实的物理、化学及热流体科学基础理论,系统掌握新能源科学与工程应用专业知识及技能、新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术,能胜任新能源技术相关的科学研究、工程设计、技术开发及技术经济管理等工作的高级专门人才。
2.课程体系的构建
尽管自2010年以来国内陆续已有许多高校正式获批新能源科学与工程专业在本科阶段的招生资格。但总体来看,我国系统培养新能源科学与工程本科生、研究生的工作才刚刚起步,对于相应课程体系的构建也处于探索阶段。一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成课程体系。课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。而且,一个专业要具有区别于其他专业的培养方向和业务范围,就应有自己独立的课程体系。[4]新能源科学与工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程,属交叉学科。它与数学、物理、化学、生物学等紧密相关,又强烈地依托于能源与动力工程、材料、机械、电气、化工、自控和生物工程技术的发展。由于国内在这方面的研究几乎为空白,因此,如何以这些学科为依托,形成内容先进、结构合理的课程体系是急需解决的一项重大课题。笔者根据孙根年有关课程体系优化的思路给出了系统思考下新能源科学与工程专业课程体系的总体结构,如图1所示。[5]
由图1可以看出,在层次上将新能源科学与工程课程划分为通识教育平台课程、学科专业基础课程、专业(方向)课程、集中实践环节和课外实践环节五个方面。新能源科学与工程课程体系作为一个系统,不同的课程类别在培养目标和培养规格的指导下相互作用、相互影响,共同服务于新能源科学与工程专门人才培养这一特定的功能。
3.教学组织与实施
基于新能源科学与工程专业的培养目标及课程体系结构,考虑到本地区、本学校的实际情况,笔者制定的新能源科学与工程专业的指导性教学计划如图2所示。
由图2可以看出,在教学组织上前五学期主要进行普通文化课和专业技术基础课的教学,为后续专业课程的学习打下良好基础。同时,在第二、三、四、五学期还安排了金工实习、专业认知实习、电工电子实习和机械设计课程设计,目的是增加学生在校期间的动手操作机会。第六、七学期组织专业(方向)课程的教学和实习实训,核心课程均采用一体化教学方式。第八学期开展毕业设计环节,从而培养学生综合运用所学知识、结合实际独立完成课题的工作能力。
三、 新能源科学与工程专业培养计划的特色
1.以厚基础、宽平台、交叉学科为理念,强调扎实的物理、化学和热流体科学基础理论
课程建设时,首先在物理、化学基础理论方面增加了“大学化学”、“物理化学”、“能源与环境化学”和“半导体物理”课程。其次,根据新能源专业的特点,强调物理、化学基础的同时,通过减少“工程图学”、“工程力学”和“机械原理与设计”课程的学时数来弱化机械类课程。再次,为了充分发挥本校本学院学科优势和特点,在热流体理论方面除了开设“流体力学”、“工程热力学”和“传热学”课程外,还开设了“热流体数值计算基础”和“新能源利用中的热流体理论与技术”两门专业特色课程。目的是提升专业内涵,强化特色,确保学生具备新能源领域相关的扎实的基础理论,是学生今后在本专业及相关领域是否具备发展潜力的关键所在。
2.强调实践教学及新能源工程训练
首先,增加了“现代分析测试技术”课程。其次,增加了实习环节的学时数,把一般安排在第六学期的三周生产实习变为第四学期末的一周认知实习和第六学期的三周生产实习。目的是增加实践教学,先认知实习,后生产实习,使实习环节更为科学和合理。再次,还增加了项目设计,把一般安排在第七学期的两周课程设计修订为第六学期末的两周课程设计和第七学期末的两周项目设计。目的是先开展某门课程的课程设计,后进行具体的项目设计,设置更为科学和合理。通过指导学生开展设计性、综合性项目设计,培养学生发现问题、解决问题的创新能力。此外,还增加了新能源工程训练环节,在此环节中学生和指导老师双向选择后,学生参与到老师的科研项目中。指导老师在与国内外新能源企业合作中,向学生提供不同类型的专业实践机会。这个环节是在第七学期前完成,设置此环节的目的是培养学生实践创新和工程应用能力。通过明确的学分要求保证学业导师制的落实。指导老师通过这样一个环节对于特别优秀的学生可向学院推荐其保研,实现本研贯通培养,前后的培养具备一定的连续性。最后,为了充分利用学科资源及已有的实验条件,培养学生实践创新能力,更好地满足新能源专业对学生实践能力和新能源技术工程应用能力的高要求,在课内及集中实践环节总学分要求基础上还增加大于等于六个学分的课外实践要求(社会实践、竞技活动)。
3.体现多学科交叉特点
在课程设置时,除开设“工程图学”、“工程力学”、“电工电子学”、“机械原理”、“工程材料”等课程外,还增开了物理、化学方面的课以及“新能源材料”、“现代生物学导论”、“能源与环境”、“新能源系统自动控制原理”课程,这样充分体现了新能源科学与工程专业和动力工程及工程热物理、应用化学、材料物理、机械工程、化学工程与技术、环境科学与工程各学科的交叉。
4.重视形成宽阔的国际视野
首先,学校开设了全英文及双语课程,比如全英文的“太阳能光伏技术”以及双语的“热流体数值计算基础”、“热泵原理与应用”、“生物质燃烧及混燃技术”课程。其次,借鉴国外新能源专业的课程设置增设了反映新能源领域前沿的“生命周期评价”课程。此外,还增设“新能源前沿及工程应用专题”必修课。这门课要求学生在第七学期结束前听取学院安排的新能源前沿及工程应用专题讲座7次以上。专题可以是合作企业、国内外知名专家的讲座,也可以是本专业教师科研最新进展的讲座,目的是让学生了解本专业领域的最新研究进展及发展趋势,拓宽视野,尽快适应社会发展要求,同时提高学生的专业兴趣。
5.以太阳能为主,兼顾生物质能和风能,提供其他种类新能源的广泛选择的专业定位
首先,在太阳能方面,学校设置有“太阳能热利用”和“太阳能光伏技术”专业课;在生物质能方面,开设有“现代生物学导论”和“生物质能转化原理与技术”;而在风能方面,设置有“风力机空气动力学”和“风力发电与控制技术”专业课。其次,还提供了广泛的新能源相关选修课程来满足学生对不同专业的需求,比如“氢能与新型能源动力系统”、“新能源发电并网技术”、“水力发电与水电站”、“燃料电池原理与技术”、“热泵原理与应用”、“生物柴油制备及应用”、“生物质燃烧与混燃技术”、“能源工程管理”、和“能源经济学概论”等课程。
四、结束语
新能源科学与工程专业的设置顺应时代的发展,是我国可持续发展的需要。但是,由于新能源科学与工程专业是非常新的专业,与之配套的培养方案、课程安排等还处于起步探索阶段。笔者考虑到本地区、本学校的实际情况,同时结合新能源产业对人才的要求提出了具有鲜明特色的新能源科学与工程专业的培养方案,以供参考。笔者相信江苏大学有能力、有信心建设好该专业,为国家经济的可持续健康发展输送合格的人才。
参考文献:
[1]任东明.中国新能源产业的发展和制度创新[J].中外能源,2011,
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[3]张珏.新能源产业发展所需专业人才培养探讨[J].中国人才,
2010,(8).
能源与动力工程概论范文4
关键词:水质净化;课程优化;应用化学
作者简介:牛微(1978-),女,辽宁本溪人,沈阳工程学院能源与动力工程系,讲师;毕孝国(1962-),男,吉林辽源人,沈阳工程学院能源与动力工程系,教授。(辽宁 沈阳 110136)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0065-02
应用化学(电站方向)专业主要培养面向电力行业的化学作业人员。其中,电力生产用水处理是电厂化学作业的重要组成部分,也是本专业毕业生的核心就业岗位。近年来,随着亚临界、超临界机组逐渐成为电力系统的主力型机组,热力设备的水、汽质量要求日益严格,使得电厂水处理技术迅速发展,水处理设备不断更新,水处理工艺日益完善。[1]因此,原“火力发电厂水质净化”课程教学内容已经不能满足新形势下水处理运行岗位的需要。本文在充分调研国电铁岭电厂、宣威电厂水处理运行岗位作业内容和所需知识要素的基础上,[2]对“火力发电厂水质净化”课程的内容进行了优化研究,删除现已不再使用的传统水处理工艺,增设能够拓宽专业知识面、介绍高新电厂水处理技术的章节,强化学生工程意识,提高学生的工程实践能力。
一、课程的性质和任务
“火力发电厂水质净化”课程是应用化学(电站方向)专业十分重要的一门专业必修课,同时也是本专业的特色课程。课程内容主要以火电工程水处理为主线,具体任务是使学生掌握火电厂补给水、循环冷却水、发电机内冷水、凝结水处理技术的基本理论、常用处理系统、主要设备的工作原理和运行工艺,使学生具备从事电力行业水处理设备运行与监督的基本技能和水务管理的初步能力,胜任电厂水处理设备运行及监督工作。通过本门课程的学习,学生同样可以胜任其他相关行业的水处理设备运行工作,可在化工、环保、煤炭等相关领域从事水处理设备运行与监督工作。
二、课程内容优化与设置
“火力发电厂水质净化”课程内容包括水质概论、补给水处理、凝结水处理、循环冷却水处理和发电机内冷水处理五个部分。课程内容设置应紧密结合电厂水处理技术的实际应用情况,减少电厂水处理技术的理论部分,补充与水处理运行岗位有关的实例和题目,做到理论部分以“必需”和“够用”为尺度,突出教学内容的实用性。
1.水质概论
水质概论部分主要介绍天然水的水质概况和水质指标,重点让学生了解水在火电厂中的作用,电力工业通常采用的水源及其特点,电厂日常检测的各类水质指标的含义及其测定方法。
随着水资源的日益紧张,地表水和地下水的储存量日益减少,建在城市的热电厂普遍以城市污水处理厂处理后的中水作为电厂补给水和循环冷却水水源。因此,在水质概论部分增加中水水质特点章节。
2.补给水处理
补给水处理部分按照水处理单元分为混凝、沉降、澄清、过滤、离子交换和膜分离六个章节。其中混凝、沉降、澄清、过滤是火电厂应用最广泛的预处理工艺,离子交换和膜分离是两种最普遍的除盐技术。
课程内容安排方面,删除了石灰处理、软化和降碱、蒸馏等陈旧工艺和絮凝反应动力学、沉降效率计算、半透膜透过机理等理论性较强内容,减少了混凝原理、过滤机理、离子交换动力学、树脂交换特性等原理性内容的学时,增加了水处理设备运行与管理,水处理设备常见运行故障及消除方法、出水水质不合格的原因和处置方法等应用性强内容,使学生真正学到实用的知识。
由于大多数新建电厂均采用反渗透等膜法除盐,或将离子交换和膜分离技术组合应用,因此,“火力发电厂水质净化”课程扩充了关于膜分离技术的教学内容,增加了超滤和连续电除盐章节,并注重对膜法除盐工艺的组合应用和超滤、反渗透设备的讲解。
3.凝结水处理
随着直流炉和高参数、大容量机组的投运,凝结水处理技术的应用越来越广泛。目前,30万千瓦的机组和冷却水水质较差的超高压机组都设置了凝结水处理系统。
凝结水处理部分主要介绍目前较先进水处理设备,如覆盖过滤器、电磁过滤器、高速混床等,增加了凝结水处理系统的运行章节。
4.冷却水处理
循环冷却水处理部分主要介绍敞开式循环冷却水系统易出现的结垢、腐蚀、微生物滋长问题和日常使用的水质稳定剂,删除了阻垢机理部分,增加了循环冷却水系统日常运行和维护章节。
5.发电机内冷水处理
《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》的和实施,对发电机内冷水水质提出了更高的标准,单纯加缓蚀剂的处理方案已不能满足新标准的要求。因此,“火力发电厂水质净化”课程增加了发电机内冷水处理部分,主要讲授发电机内冷却水控制的目的和目前发电机冷却水的常规处理方法。
此外,在内容讲授方面,教师应注重结合电厂水处理工艺实例讲解。如在讲授火电厂补给水处理工艺时,结合铁岭电厂、大连热电厂等各个电厂具体采用的补给水处理工艺进行讲解,并对各工艺进行对比,组织学生讨论各个工艺的选择依据及优点。教师讲授水处理设备时也一样,应明确告诉学生各个电厂所采用的具体水处理设备的型号及控制指标等,避免理论与实际脱节。结合理论讲授,课后多给学生布置综合性设计题目,培养学生查阅资料、独立思考、解决实际问题的能力。
三、相关课程的衔接
1.先修课程
“火力发电厂水质净化”的先修课程主要包括“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”和“物理化学”,各门课程中与“火力发电厂水质净化”课程相关的知识模块如表1所示。“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”和“物理化学”课程主要为“火力发电厂水质净化”课程提供必须的化学基础知识。
2.后续课程
知识上升为能力是学习知识的目的,也是应用型教育的客观要求。知识转化为能力的中间环节是实践,因为实践的结果既丰富了知识的内容,又使单个知识点之间建立了联系,从而使学生真正掌握知识。因此,为加强学生的工程实践能力,缩短毕业生的工程适应期,“火力发电厂水质净化”课程明确规定了实现能力目标所需的实践性教学环节,分别为水质净化课程设计和水处理工艺实训(见表2),时间均为2周。
水质净化课程设计的任务是结合“火力发电厂水质净化”课程的学习,指导学生自行设计一套符合要求的火电厂补给水处理系统,使学生对补给水处理方法、处理系统的设计和工艺计算、水处理工艺的合理布置有比较深刻的了解,加深对补给水处理系统整体概念的认识,并获得比较完整的工程设计知识。具体的设计任务包括原始设计资料的整理、预处理系统及相应设备的选择、除盐系统及水处理设备的选择、除盐系统的工艺计算、绘制补给水处理系统流程图、编写设计说明书和计算书。
水处理工艺实训是要求学生自行调试过滤、澄清、离子交换、反渗透和电渗析小型实验装置,并对离子交换、反渗透和电渗析实验设备的出水水质进行检测。通过水处理工艺实训,学生掌握过滤器、澄清池、离子交换器、反渗透、电渗析装置的结构、运行与监督方法,掌握电导率仪、钠度计、浊度计、pH计的使用方法,提高学生的实践能力,使其对水处理系统的工艺布置和水处理设备的运行有比较深刻的了解,为进入岗位从事相关工作打下必要基础。
四、结束语
电力企业是国民经济的龙头,须及时将新知识、新技术应用于生产实践,这就要求电力行业院校及时更新知识内容,实现教学、科研为社会服务三位一体的职能。因此,“火力发电厂水质净化”课程的教学内容重在面向目标岗位,强化实践技能。做到理论部分以“必需”和“够用”为尺度,强化学生工程意识,突出教学内容的实用性。
参考文献:
能源与动力工程概论范文5
自学考试时间
辽宁本溪2020年上半年理论课考试时间为4月11日星期六、12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00),各专业考试课程和时间安排详见(附表四、五)。2020年上半年实践环节考核和论文答辩的时间由各主考学校确定,各专业实践环节考核课程及时间安排详见(附表六、七)。
停考专业和遗留问题处理
(一)停考专业
1.能源管理(专科和独立本科段)专业自2017年下半年起停止接纳新生报名,2020年下半年起不再安排课程考试。
2.会计、会计(会计电算化方向)、护理学、船舶与海洋工程(航海技术方向)、船舶与海洋工程(轮机工程方向)、法律、日语、机械制造及自动化(数控加工方向)、焊接、视觉传达设计、广告、环境艺术设计、饭店管理和信息管理与信息系统等14个专科专业和电厂热能动力工程(应用本科)、数控技术(应用本科)、园林(应用本科)、计算机器件及设备(应用本科)、英语、物流管理、日语、石油工程、机电一体化工程、采矿工程、珠宝及材料工艺学、模具设计与制造、广告学、旅游管理、工业工程和新闻学等16个本科专业自2018年上半年起停止接纳新生报名,2021年上半年起不再安排课程考试。
3.艺术设计(人物形象设计方向)1个专科专业和服装设计与工程(应用本科)、营养、食品与健康、应用化学、机电设备与管理(矿山方向)、电子信息工程和教育技术等6个本科专业自2018年下半年起停止接纳新生报名,2021年下半年起不再安排课程考试。
以上停止接纳新生报名的39个专业的专业代码和专业名称不进行调整,仍按照原专业名称和专业代码报名考试及办理转考、免考和毕业,2021年下半年起停止颁发毕业证书。
(二)停考专业遗留问题处理
停考专业停止安排课程考试后,该专业的考生可按下述办法选择遗留问题处理方式:
1、停考专业中未合格的课程,可选择其它专业中名称和课程代码相同的课程进行考试。
2、停考专业中,尚有二门以下(含二门)理论课没有合格成绩不能毕业的,可自主选择自学考试其它原则上相近专业的相关课程参加考试,取得原专业考试计划规定的课程门数和学分即可按原专业申请毕业,最后办理毕业时间为2021年6月30日。
3、停考专业中,尚有二门以上理论课没有合格成绩不能毕业的,可按自学考试相关规定转入其它专业参加考试,取得专业考试计划规定的合格成绩后,按照转入专业申请毕业。
开考专业
专科专业:汉语言文学、英语、连锁经营管理、汽车检测与维修技术、数控技术、机电设备维修与管理、文秘、学前教育、计算机应用技术和物联网应用技术等10个专业。
专升本专业:汉语言文学、旅游管理、电子商务、计算机科学与技术、动物医学、电气工程及其自动化、软件工程、视觉传达设计、机械设计制造及其自动化、市场营销、动画、土木工程、护理学、药学、中药学、眼视光学、公安管理学、社会工作、化学工程与工艺、过程装备与控制工程、自动化、交通运输、人力资源管理、汽车服务工程、学前教育、环境设计、数字媒体艺术、小学教育、国际经济与贸易、金融学、船舶与海洋工程、会计学、工商管理、工程管理、法学和物联网工程等36个专业。
根据《教育部办公厅关于印发〈高等教育自学考试专业设置实施细则〉和〈高等教育自学考试开考专业清单〉的通知》(教职成厅〔2018〕1号)文件精神,我省制定了《2018年辽宁省高等教育自学考试专业调整工作实施方案》,从2018年下半年起,开考的专业全部调整为《高等教育自学考试开考专业清单》(已下简称《专业清单》)内专业,原开考专业不在《专业清单》内的,专业调整后全部取消,并停止接纳新生报考,2021年下半年起停止颁发毕业证书。专业调整对照情况详见(附表一、二、三)。专业调整后,原本科专业“第二学历”专业计划文件已不适用,2018年下半年起停止接纳新生报考“第二学历”,不再按照“第二学历”专业计划给新生办理课程免考。
旅游管理、电子商务、市场营销、人力资源管理、金融学、会计学(AB计划)和工商管理(AB计划)等九个专业,按照教育部文件要求,计划中增加公共政治课“基本原理概论”(课程代码:03709)。2019年下半年起报考该九个专业的新生,须考“基本原理概论”(课程代码:03709)。符合《辽宁省高等教育自学考试学历认定和课程免考实施细则》(辽招考委字〔2009〕21号)要求的考生,可以申请课程免考。
附表四:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(开考专业)(点击链接查看)
附表五:辽宁省自学考试2020年4月考试课程安排表(停考专业)(点击链接查看)
能源与动力工程概论范文6
关键词:SWOT分析法;能源与环境系统工程专业;农业院校
作者简介:简秀梅(1977-),女,广东广州人,华南农业大学工程学院农业工程系,讲师;蒋恩臣(1960-),男,黑龙江富锦人,华南农业大学工程学院农业工程系,教授,博士生导师。(广东 广州 510640)
基金项目:本文系2011年华南农业大学教育教学改革与研究项目资助课题“能源与环境系统工程专业应用型人才培养目标、定位、模式及方法的探索与实践”的部分研究成果。
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0051-02
随着经济的飞速发展,能源与环境成为当今经济发展的两大主要瓶颈。能源的供需矛盾日益激化,尤其是一次能源的大量消耗而对环境带来的二次污染问题引起了全社会的普遍关注。[1]2001年,岑可法院士对“热能工程”专业提出改革,自2003年以来浙江大学、上海工程技术大学、江苏大学等许多高等院校纷纷对原有的热能与动力工程等相关专业进行改革,并申办了能源与环境系统工程本科专业。[2]能源与环境系统工程专业包含的知识综合了动力工程与工程热物理、环境科学与工程、控制科学与技术三个一级学科,是一个典型的多学科交叉本科专业。如何在专业建设上既能充分体现农业院校专业培养特色,又能很好地满足广东对能源专业应用型人才的需求,是一个值得深入思考和系统分析的问题。
一、农业院校建设能源与环境系统工程专业的SWOT分析
SWOT分析法又称为态势分析法,是20世纪80年代初由美国旧金山大学的管理学教授韦里克(Weihrich)提出来的,其运用系统学原理并能较客观而准确地分析和研究一个单位现实情况的方法。SWOT四个英文字母分别代表:优势(Strength)、劣势(Weakness)、机会(Opportunity)、威胁(Threat)。从整体上看,SWOT可以分为两部分:第一部分为SW,主要用来分析内部因素;第二部分为OT,主要用来分析外部因素,从而根据研究结果制定相应的发展战略、计划以及对策。目前,该分析方法已经被应用于多个领域。
现在很多高校成立了能源与环境系统工程专业(以清洁能源生产、可再生能源利用、能源环境保护、新能源开发为主,以复合型高级工程技术应用型人才为目标),然而,就目前来看全国农业院校中开设该专业的院校极少。因而,本文首次采用SWOT分析法对影响农业院校建设能源与环境系统工程专业的内部因素和外部因素进行了分析,列出了能源与环境系统工程专业的优势、劣势,以及面临的机遇和威胁,并构建了能源与环境系统工程专业的SWOT矩阵图,做出最优决策。[3,4]
1.影响农业院校建设能源与环境系统工程专业的内部因素
(1)优势(Strength)。能源与环境系统工程专业具有鲜明的特色、宽阔的专业知识面,是一个能源、环境与控制三大学科交叉的复合型学科。[5]其中涉及力学、材料科学、机械制造、环境科学、计算机科学、自动控制科学、系统工程科学等专业领域。且华南农业大学学科门类齐全,专业覆盖农业机械化工程、生态环境学、土壤学、遗传育种、植物栽培、微生物学、生物化学、农学、发酵工程、化学工程等学科,拥有设置能源与环境系统工程学科较完整的相关专业和研究力量,为多学科教学与合作研究创造了条件。
华南农业大学(以下简称“我校”)能源与环境系统工程专业以从事清洁能源生产、可再生能源利用、能源环境保护、新能源开发为主,以复合型高级工程技术应用型人才为培养目标。[6]而华南农业大学本专业依托的华南农业大学生物质能源研究所、广东省普通高校生物质能源重点实验室和农业部能源植物资源与利用重点实验室,目前已配备满足生物质能源学科所涉及的分子生物学、微生物学、遗传育种、发酵工程、酶工程等学科科研的仪器设备。另外,“能源植物良种选育与生物燃料转化和综合利用”获得了华南农业大学“211工程”三期建设项目的支持。以上这些工作均为我校建设能源与环境系统工程专业的优势。
(2)劣势(Weakness)。农业发展随人类社会发展而衍化,其基本规律是从单纯的种植、养殖业等拓展到社会经济各个领域,大学的发展也遵循着这样的基本规律,即从专科性学院慢慢发展成为多科性院校,并朝综合性大学发展。[7]我国的高等农林教育起源于19世纪初,建国后建立了独立设置的高等农林院校,主要是单科性的高等农林院校承担高等农林教育任务。[8]现在,我国38所普通本科农林院校已经在朝综合性大学发展,覆盖学科门类一般都达到7个以上,全部覆盖了农学、工学、理学和管理学四个学科门类,开设专业均在50个以上,有的甚至超过80个专业,但相应支撑的硬件和软件很难满足要求,不可避免会影响人才培养的质量。[7]
2.影响农业院校建设能源与环境系统工程专业的外部因素
(1)机会(Opportunity)。开发利用可再生能源成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分,政府的政策支持、社会的认可以及中国丰富的可再生资源,使得我国的新能源产业发展前景十分广阔。[1]我校立足于沿海发达地区广东省,同时广东经济快速发展,能源需求不断增长,能源约束瓶颈进一步凸显,电力短缺,煤炭、石油供应紧张局面相继出现。[9]近年来,在国家“节能减排”政策的引导下,能源类企业纷纷花巨资添置各类环保设备,但现有的能源和环保技术人才数量和质量难以适应国民经济的飞速发展,造成很多设施处于闲置或使用不当状态,给企业和国家造成了巨大的损失。[10]因此,我国面临严重的能源与环境系统工程应用人才不足的问题。
同时,能源与环保产业的发展还将催生一系列新生职业,如为整个能源和环保业发展做出整体规划的能源管理师,对企业环境做出评估的环境评价工程师,还有资本运作能力较强的环保经纪人等等。基于这些发展机遇,将会有新的行业、新的工种、新的岗位群不断涌现。所以,能源与环境系统工程专业应顺应社会的发展趋势和人才市场需求的变化,发挥其专业优势不断调整专业方向,向相近相关专业渐进拓展。[2]
(2)威胁(Threat)。尽管我国在部分新能源产业领域已具备相当规模,但与发达国家相比,在资源评价、技术水平、成本控制、市场机制等多个方面还存在较大差距,新能源发展过程中的许多障碍和瓶颈仍未消除。[11]如:水电面临着项目前期储备不足、移民和环境保护成本增加等问题;新能源面临着装机容量大而发电量少,发展速度快而效益低,资源、资金浪费严重以及并网难、消纳难、调峰难等问题;目前政策支持的重点和补贴对上游研发和下游应用补贴较少,对新能源产业的可持续发展产生了不利影响。以上一系列的因素,导致了新能源企业的投资回报率相比其他行业偏低,使得新能源企业的发展受到了一定的障碍。
同时,社会对于复合型能源与环境系统工程人才的过度需要,使得课堂教学对于人才的培养形成固定化的模式,缺乏创新,忽视了对基本实践和应用能力的训练。能源与环境系统工程专业的跨学科特征,复合型知识体系难以在课堂一一得到实践。
二、农业院校建设能源与环境系统工程专业的SWOT矩阵分析(见表1)
表1 SWOT矩阵分析
三、能源与环境系统工程专业建设的定位与探索
我校与第一所设立能源与环境系统工程专业的浙江大学在培养模式上是有区别的,[12]我校是农林院校,培养目标定位是以复合型高级工程技术应用型人才为目标,且就目前来看全国具有该专业的农林院校极少,如何在课程体系设置上既能充分体现专业培养特色,又能很好地满足复合型高级工程技术应用型人才培养模式的需求,这在课程体系设置过程中是一个值得深入思考和系统分析的问题,关于此方面我们在课程体系设置中作了一些尝试和探索。
1.培养目标的定位
人才培养目标是各高校根据学校的特色、生源及就业去向、市场需求等情况而确定的。人才培养模式是在培养目标的基础上,随社会需求的变化而动态发展的。[2]高等农林院校应根据自己的类型、办学定位、特色和地方社会需求,确立人才培养目标,选择人才培养模式,培养社会发展所需要的各类人才。[13]
本专业旨在培养掌握能源利用和环境系统工程开发和设计知识的,具备从事清洁能源生产、可再生能源利用、能源环境保护、新能源开发等工程设计、试验鉴定、选型配套、设备维护、技术推广、经营管理等能力的复合型高级工程技术应用型人才。该专业不仅具备了多学科交叉的优势,而且其培养目标也完全顺应了创新型人才的培养方向和社会的发展方向。
2.培养要求的制定
学生学习可再生能源和新能源的基本理论,掌握各种能量转换与有效利用及环境保护与能源开发利用的理论与技术,受到现代工程师的基本训练,具备进行相关可再生能源和新能源工程及设备的设计、优化运行、研究创新与生产管理的综合能力。
毕业生在业务培养方面将获得以下几方面的知识和能力:掌握本专业方向所必须的数学、化学、力学、机械学等方面的基础理论知识;掌握工程热力学、传热学、电工电子学、自动控制理论、机械设计、化工原理等基本理论或基本知识;掌握以可再生能源、新能源开发利用和能源环境保护相关课程等为主要内容的专业知识;具有熟练的外语与计算机应用能力,具有进行科学研究和技术创新所必须的工程技术能力;具有进行科学研究、科技开发的初步能力和一定的组织管理能力。
3.课程体系的设置
在课程体系设置上,建立跨学科、文理渗透和以探究精神为基础的综合性课程体系,在开设专业课的基础上,增加一些通识课程,以开阔学生的视野,陶冶学生的情操。课程体系设置主要包括以下几方面:[14,15]
第一,通识教育课程:如思政、军体、计算机、英语必修课程及通识教育选修课程。
第二,基础教育课程:如“高等数学”、“大学物理”、“无机化学”、“有机化学”、“微生物学”、“电工与电子技术”、“工程制图与计算机绘图”、“工程力学”、“机械设计基础”等必修课程。
第三,专业教育必修与必选课程:如“能源与环境系统工程专业概论”、“生物质资源学”、“生物质能源工程”、“能源生物技术”等专业必修课程;“现代仪器分析”、“风能利用工程”、“光伏科学与工程”、“环境生态学”、“能源经济管理”等专业必选课。
第四,专业选修模块课程:如生物质能源选修模块,包含“沼气工程”、“发酵工程和能源材料学”;如可再生能源选修模块,包含“风力发电原理与应用”、“流体力学及其工程应用”和“太阳能利用技术”;节能减排选修模块,包含“节能技术”、“清洁生产”和“企业节能审计与评估”。
第五,实践环节课程:实验、实习、课程设计和毕业设计等实践教学环节。
总之,培养出符合社会需要的能源与环境人才是构建创新型能源与环境人才培养模式的思路的出发点和落脚点。要求农林院校建设能源与环境系统工程专业时,应充分发挥自身优势,利用社会对能源与环境保护人才的迫切需求的良好机会,构建将能源与环境系统工程的理论学习与实践应用相结合的教学模式,综合运用产学研平台,培养出复合型高级工程技术应用型人才。
参考文献:
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