前言：中文期刊网精心挑选了能源与动力工程的认知范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
能源与动力工程的认知范文1
关键词：动力工程；电厂热能；能量转化；重热现象
热电厂的工作原理是通过相关动力装置的使用，将热能转化为动能的过程，最终通过发动机组，把转化所得的动能的一部分能量转化为电能，而其他能量在转化过程中以热量形式被消耗。所以在热电厂的发电过程中，整个系统的焓值是呈现下降的趋势 。而这对于减少能源消耗是不利的，因此，基于节约能源这一宗旨，如何有效地分析和解决电厂热能及动力工程中存在的问题，并提升系统的能源使用成效就显得极为必要与迫切。可以预见，这一举措将促进操作水平以及能量转换质量的提高，能对建设能源节约型和环境友好型社会产生深远影响。
一、重热现象以及解决措施
在电厂生产过程中，所用到的多级汽轮机的前一级出现热力损失，此时，可转化为被蒸热重新吸收的热能，此时，后一级就可有效提高进汽焓值，但当后一级无法提高时，将出现重热现象。
通过有序使用重热，能够提升原来的平均效率。但这种做法，只可回收特有部分的损耗，重热系统的预设系数的范围被设定在0.05左右。重热系数数值越大，则被认为越有利。因此，热电厂在实际生产过程中，应充分考虑自身特点，结合工程状况，来确认最优的比值，科学地拟定重热系数，以真正地提高转换质量，避免重热现象发生。这样做，可以使得电厂内的机组得以更好地运行。
二、节流调节中存在的问题及改善方法
在热电厂的工作过程中，根据节流调节的特征，其被应用到以下几个区域：一是无调节级应用，第一级在进入汽轮机的时候，会在全开情况下实现，由此一来，当发电设备工作的状况产生改变时，每一环节的温度的变化将不会很明显，与此同时，系统分配的负载能够得到很好的调节与适应。二是当工作状况发生巨大改变时，系统将出现较大能源消耗，由此将产生较大经济损失，影响发电行业经济效益。三是当运用到容量并非很大的设备中时，电厂中的机组面临很大的负荷压力。
真正的运行中，应该能够推算出各层级的比焓降、所对应的压差。在这一基础之上，能清楚地了解零配件特有的受力状态以及受力情形下对应的真实功率。当汽轮机处于运转态势时，应该分析其是否符合所预设的流通参数，对其进行辨识检查。只有在已知原有流量以及运行时段的多层级压力的基础之上，才能够判别出流动部分的面积变更。这一种思路，可以有效保障在机组范畴内的节流调节，提升其成效性，与此同时，这一举措也为接下来的热能运用，提供基础条件与有利环境。
三、湿气损耗及其改进措施
湿气损耗产生的原因主要有以下几个方面：首先，当蒸汽膨胀时，将有一些水滴出现，而水滴的产生势必会影响蒸汽的产生；其次，蒸汽移动速度大于水滴移动速度，所以会使高速运动的蒸汽很容易受到水滴的影响；此外，水珠将影响主流的运动，进而导致能量消耗。湿气损耗会对动叶衔接的进气边缘产生直接损害，使其渐渐遭受磨损，从而动叶顶侧弧形会逐渐地被冲蚀。
为减小平时的湿气损耗，可采纳以下这些可行的途径：一是添加有去湿特性的装置；二是在中间步骤内，进行再热循环，这一种改善途径应当被广泛运用；三是机组固有的抗冲蚀的性能应被得到逐步的提升；四是将搭配吸水缝的喷灌安设于装置内。
四、一次调频存在的问题及优化措施
一次调频是指网络在经受外部负载影响，运用速度来控制系统时，遇到同一调频的机组。此时如果所受到外力发生改变时，就会对会对电网效率有不良作用，效率会因此产生大量震动，此时，速度调节系统将会对各类静态因素进行逐一解析，并主动对电网载重进行降低的处置，如此就能够保证电网效率的稳定，这一环节便是一次调频。
当电力系统原有负荷改变偏大时，若采纳一次调频，将很难恢复至惯常的频率。此时，应预设定二次调频，这一操作将便于恢复常规频率状态。通常看来，二次调频可以分为惯用的手控和智能化的自动调频。其中，智能自动调频的措施，正被广泛运用。选择特定情形下合适的调频手段，可有效提高运行成效，因此，考虑这一问题具有一定的必要性，不难看出，当调节阀的开启状况不同时，随之的变化也将呈现不同特点。如此一来，位于汽轮机当中的调节系统装置的重要性就显得尤为突出。而对并网特有运行机组来说，我们应当正确认知，清晰了解并网现状，选择可规避误差的最佳调节方式。
五、机组的变工况特性以及调和方法
热能动力工程在正常运转当中，应当能够适当调和以及选取工况，并且随时注意工况的变更。在并网运行状态下的机组，如果外部衔接电网的频率更替较为频繁，那么机组就会采纳固有差异动态，实现自动增加负荷或缩减负荷，以维持平衡情形之下稳定的电网周期波动。机组有其特定跳频，调节的速率在这种情况下会较快。但是，由于预设定的调整量存在着差异，从而导致发电机组所表现出的特性也会因此存在着差异。调整量带有限度，这无疑增加了在平时的工作以及操作中的调控难度。
六、结语
当今社会，热电厂的侧重价值正日益凸显，已获得广泛认同。在本篇文章中，所提及的电厂热能以及动力工程中的一些常见情况和优化措施，都是笔者根据自身的实践经验，并借鉴学习其他同行工作者们的探索结果而展开的归纳总结。所有的分析归纳，都是首先从概念以及原理入手，通过描述表征以及产生的原因，进而再更深一步地探索创新，最终真正做到，既实际解决问题，又能尽力合理运用生产中热电厂的各类性质，趋利避害，明显提升热电厂的热能使用性。
热电厂通常工作展开，应整合热能并关联动力工程。变更原先生产模式，并积极探索创新出具备新颖特性的更好模式，从复杂的作业条件以及作业实际中提取精粹。如此的创造，势必将对未来工程的进展产生无法替代的作用。热能以及动力工程的改进创新，有助于推进疑难化解，最终达到提升总体效益的目标。
参考文献：
[1]陈威. 电厂优化运行中汽轮机能损相关问题的探讨[J]. 中国新技术新产品，2010，05：164.
[2]张卫平. 电厂热能及动力工程中存在的主要问题分析[J]. 山东工业技术，2014，22：146.
[3]于光佐. 论热电厂中热能与动力工程的有效运用[J]. 科技创新导报，2012，28：82.
能源与动力工程的认知范文2
关键词：实验教学；开放实验室；教学模式；现代教育技术；改革与创新
中图分类号：G642.423 ； ； ； ； ；文献标识码：A ； ； ； ； ；文章编号：1007-0079（2014）17-0082-02
自1980年起，国内外教学家开展了“开放实验室”的探索，在理论实践上取得了较好成绩。[1]虚拟实验技术极大地促进了开放实验教学模式的变革，国内外部分高校根据自身教学需求建立了虚拟实验室，[2-4]进行了远程实验系统的研究及应用，以提高教学质量和实验资源的利用率。[5，6]但目前大部分研究仅仅停留在实验室的单纯开放、开放时间和开放力度上，过分强调和依靠现代教育技术，缺乏从开放实验教学模式、管理体制和运行机制等方面深入挖掘实验教学问题的解决方法。[7-9]而目前开放实验实施过程中存在着实验室运行机制与管理的矛盾、教师与学生实验时间的矛盾及实验过程监督控制与实验效果的矛盾等尚未引起关注。本文结合本单位实验教学的改革，阐述了现代教育技术环境下开放实验教学模式的改进，包括实施方案的完善和关键难题的解决途径。
一、现代教育技术环境下开放实验教学模式的改进
1.开放实验教学的实施方案
长沙理工大学能源与动力工程学院以“电力生产与控制虚拟仿真实验教学中心”国家级虚拟仿真实验教学中心和“能源系统与动力工程”国家实验教学示范中心的建设为契机，大胆探索新的开放实验教学模式。在现代教育技术环境下，采取开放实验教学实施方案（见图1）。在开放实验模式方面，结合实验教学项目、教学任务及学生参与开放实验的需求，着重考虑开放实验的时间、场地、自选实验项目设置、自定实验项目设置及理论课程的开放实验设置；在现代教育技术的应用方面，重点开展虚拟实验平台、基于网络的开放实验室及多媒体演示平台的建设；在实验教学模式的完善方面，重点进行管理体制的改革、运行机制的完善和实验教学开放模式的优化设置。
2.若干难题的解决方案
在开放实验教学模式的改进和实施过程中主要存在以下问题：开放实验模式筛选、开放实验题目的设置、开放实验过程的监督、开放实验教学的管理等。下面介绍针对这些问题的解决方案和途径。
（1）开放实验模式筛选。根据教学任务合理安排开放实验教学时间、场地、自选实验、自定实验及基于理论课程实验项目；根据不同学期实验室教学任务的轻重，教师和学生共同协商决定开放时间；在实验场地上，既可见缝插针地利用教学实验室，也可安排固定的开放实验场所。
（2）开放实验题目设置。难易结合，以基础验证性为主，将低难度的实验面向低年级和非本专业的学生开放，使其能切实地通过开放过程进一步练习教学课内容；学生选择开放实验的题目和具体内容时，可以参考指导教师编的开放实验项目，也可以由学生先自行设计，再与实验指导人员共同商定，以更好地发挥学生的创新积极性，培养独立实践能力。
（3）开放实验过程监督。通过网络平台进行实验方案的提交、审核，学生每次实验进度的记录，实验数据的提交等，以加强监督，从而为实验成绩的评定提供依据；此外，对设计型实验项目可采用小型汇报答辩的形式进行优秀学生的成绩评定。
（4）开放实验教学管理。通过完善的开放实验教学制度，建立有利于素质教育的开放实验教学机制，规范开放实验教学的各个环节，将开放实验教学有序地合理地纳入学校的教学计划、学生的学分认定体系和教师的考评奖励制度，以提高实验室在素质教育、创新精神和实践能力培养中的教育质量与管理水平。
二、实践及成效
长沙理工大学能源与动力工程学院以现有能源动力专业实验教学条件设施为基础，逐步完善了开放实验室管理体制和运行机制，在制度建设、平台建设、实验项目建设和实验教学效果方面均取得显著成效。
1.制度建设
通过将现代教育技术与专业实验教学的深度融合，不断深化开放实验教学的改革与创新，逐步完善了开放实验室管理体制和运行机制，建立了实验室管理及运行的规范和制度，主要包括：《开放实验室管理办法》《开放实验专项基金管理办法》《开放实验项目》《开放实验室学生管理办法》《开放实验预约制度》《开放实验室安全和卫生制度》《开放实验室仪器使用管理制度》《校外人员开放实验室的收费标准》等。
2.平台建设
自2009年教育部批准建设“能源系统与动力工程”国家实验教学示范中心以来，长沙理工大学能源与动力工程学院构建了7个开放性实验教学平台：热工基础实验平台、热工测量与自动控制实验平台、锅炉与燃烧实验平台、动力机械模拟实验平台、电力生产过程仿真实验平台、新能源发电实验平台、建筑环境与设备工程测试实验平台。
自2013年起，长沙理工大学能源与动力工程学院以“电力生产与控制虚拟仿真实验教学中心”国家级虚拟仿真实验教学中心建设为契机，加快专业实验教学与现代信息技术的深度融合，努力实现优质实验教学资源的共建共享。学院逐步实现真实实验不具备或难以完成的教学功能，并且在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练以及现有实验条件不足或学生自主开展实验与训练等情况时，利用开放性虚拟仿真实验教学中心和平台提供可靠、安全和经济的实验项目。目前开放性虚拟仿真实验教学中心已从以下方面加强建设：一是创造性地建设与应用高水平实验教学资源，包括软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等，开展绿色实验教学。二是建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台，实现校内外实验教学资源共享，探索学校和企事业单位共建共管的新模式与新途径，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。三是建设教学、科研、技术人员结合的虚拟仿真实验教学团队。四是建立有利于激励学生学习和提高学生创新能力的教学效果考核、评价和反馈机制。
3.实验项目建设
自2009年以来，长沙理工大学能源与动力工程学院对综合性实验项目、开放性自选实验项目、开放性创新实验项目、虚拟实验项目等进行了合理筛选和优化设置。以热工基础实验室为例，不仅在原有的常规实验项目基础上成功开设了“超声波防垢除垢及强化传热的实验研究”“磁场作用下的气液传热传质的实验研究”“磁场作用下水和油凝结特性的实验研究”等14个开放性创新实验项目，而且利用现代教育技术，建立了面向热能动力类本科专业的“空气-水换热实验”“喷管性能测定实验”等开放性虚拟实验项目。热工基础实验室的实验项目变化情况如表1所示。
表1 ；热工基础实验室的实验项目变化情况
年份 综合性实验 开放性自选实验 开放性创新实验 虚拟实验
2009 10 1 2 0
2014 15 9 14 8
4.实验教学
长沙理工大学能源与动力工程学院通过开放实验教学模式的创新和实践，取得了显著的实验教学成效。一是在教学成果方面，获国家级教学成果1项、省（部）级教学成果5项；出版国家级及省级规划教材各1部、其他教材21部；获省部级科技进步奖10余项。二是在大学生科技活动和实践能力培养方面，承担国家和省级以上大学生创新性实验项目10余项，在全国大学生“挑战杯”“节能减排大赛”及“课外科技作品竞赛”中获国家级竞赛特等奖1项、一等奖1项、二等奖2项，湖南省挑战杯大学生课外科技作品竞赛特等奖1项。三是在学生创新意识方面，通过开放实验教学模式的创新和本科生科技创新实验教学平台的构建，提高了学生的科技创新意识与工程实践能力，从而为电力企业和科研院所及时培养了大批具备较强创新能力和科研能力的能源动力类优秀技术骨干与管理人才。
三、结论
现代教育技术环境下的开放实验教学模式是实验教学发展的必然趋势，也是培养创新人才的迫切需要。开放式实验教学模式的开展和实施，总体上应该充分利用现代教育技术优势，以网络化实验教学平台为基础，体现因材施教的个性化教学原则，遵循人才发展的认知规律，为学生的自主性学习创造良好环境。在实验项目选择上，应根据学科要求选择合适的实验项目，控制好难易程度；同时要做好开放实验教学过程中的监督、评定及管理工作，提高学生的学习主动性和指导教师的工作积极性，做到实验教学的有序开放，保障开放实验教学长期良性开展，不断改善适合专业特色的实验室开放管理模式和实验教学环境。
参考文献：
[1]姜文聪，郭亮，刘润华.拔尖型人才创新性实验教学模式的研究与探索[J].中国教育技术装备，2013，（33）：137-138.
[2]李慧迎，祁玉娟.体验式虚拟实验的设计及实效性分析[J].中国教育信息化，2013，（18）：80-83.
[3]郭桂苹，南岳松.虚拟实验教学研究现状及问题分析[J].实验室科学，2010，13（5）：175-178.
[4]李卢一，郑燕林.基于RIA技术的虚拟实验室的设计与开发研究[J].现代远距离教育，2012，（4）：64-69.
[5]杨延梅，杨清伟，周富春.高等学校开放式实验教学的探讨[J].高校实验室工作研究，2012，（2）：6-7.
[6]宋正国，刁秀丽.虚拟实验教学环境研究现状及其趋势探悉[J].现代教育技术，2009，19（12）：115-118.
[7]梁桂英，刘俊景.开放式实验教学改革的实践与研究[J].实验科学与技术，2012，10（3）：63-64.
能源与动力工程的认知范文3
关键词：建构主义；认知灵活性理论；热工理论
作者简介：衣晓青（1956-），女，山东青岛人，长沙理工大学能源与动力工程学院，教授；石尔（1979-），女，湖南长沙人，长沙理工大学能源与动力工程学院，讲师。（湖南 长沙 410004）
基金项目：本文系2011年湖南省普通高等学校教学改革研究立项项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0069-02
“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”既是热工理论的三大主干课程，又是能源动力类专业（方向）的主要技术基础课。传统的教学宗旨倾向于各门基础课程自成科学体系，分别独立教学，为后续专业课程打下牢固基础。但是这种传统的教学模式死板，致使学生缺乏学习兴致，不易明确学习目的。建构主义的认知灵活性理论发现了新的教学要素——“案例教学”。按照认知灵活性理论，对以上热工理论三大基础主干课程进行优化整合，以热能动力类专业为场景，建构诸多新的知识点教学，组织全新的热工理论基础课程体系，可以使热工理论基础课教学克服以上不足。
一、打破僵化教学：认知灵活性理论的应用
建构主义教学理论冲破了传统教学模式，克服了“填鸭式”教学把学生作为小绵羊驯服的弊端。[1]作为建构主义教学理论中的一个分支，斯皮罗提出的“认知灵活性”理论很好地解决了“死记硬背”传统与极端建构主义（忽视抽象养成）之间的矛盾。认知灵活性理论的主要思想就是：通过情景（境）展现基本概念和基础理论工具，学生既可以掌握基础理论知识，又可以按抽象思维方式，放开视野寻找新的分析问题的工具。
为了解决传统与极端的冲突，斯皮罗把知识抽象为两种不同性质的结构：良构的与非良构的两种领域。[2]良构的即是指：按照抽象思维，从概念到原理的演绎解析的知识体系，符合科学意义上的正统规范。非良构的即是指：在具体场景（案例）中，隐透出的各种良性结构的知识叠合；这种叠合的基础知识能够解释或解决具体场景问题；不同的场景有不同的良性结构知识叠合的诠释。由此得出结论，良性结构知识就存在于非良性结构知识之中，“认知灵活性”教学就可以让学生通过非良性知识教学获得更加深刻的良性结构的系统知识，而且是积极主动地、生动有趣地接受之。
热工理论是研究热（能）在释放、转换和传递中的流体流动及传热传质等问题的科学，涉及流体运动规律、热（能）转换与传递规律。按照认知灵活性理论的教学观，热工理论基础课教学也可分类为良构性和非良构性。热工理论的三大主干课程“工程流体力学”、“工程热力学”和“传热学”分别作为单独体系教学的基本概念、基本理论和基本知识的层次组织结构，应属于良构性领域，其传统的教学方式就是从概念到概念、从原理到原理、从公式到公式的演绎解析，逻辑性很强，范式文本较固定，程式较稳定，测验作业较死板。
“认知灵活性”教学理论认为，这种教学方式僵化、被动，既不能启动学生的兴趣，也不能启发学生的创造想象力，学生容易落入死记硬背、教条主义的套路，缺乏广泛的知识联系和举一反三的思维训练，更缺乏给学生以另辟蹊径的想象空间。如果以流体介质为对象将热工理论三大主干课程进行优化整合（杂交），并以热工理论应用为主线，将能源动力类相关专业作为场景，构成非良构性知识结构，其所涉及的具体问题具有复杂背景和综合影响因素，能够从问题入手引出综合知识的有机联系，开阔学生发展思路，引导学生融会贯通，指导学生熟知专业背景。这种按照认知灵活性教学理论建立起来的热工理论基础课程的非良构性知识体系会冲破传统的各自为主的单科系统性的课程教学模式，有利于克服“高分低能”的应试教育倾向，培养面对知识时代和信息社会的创新型人才。
二、创建问题教学：热工理论基础三大主干课程的优化整合
认知灵活性理论认为：学习者在建构知识意义的过程中，只有对知识进行多维表征，才能达到对知识的全面理解和灵活运用。这也是指导热工理论基础三大主干课程进行优化整合的基本思想。热工理论基础三大主干课程“工程热力学”、“传热学”和“工程流体力学”是主要以流体介质为研究对象而紧密联系在一起的动力类技术基础性课程，三门课程相互依存，共同构成了热工理论的主干课程体系。其中，工程流体力学是研究流体介质的位置势能、压力势能和动能之间的相互作用的关系；工程热力学是研究热能与机械能之间的相互转换的规律；传热学是研究热量从高温部分传递到低温部分的机理。由此可见，能（热）量转换与守恒定律是热工理论三大主干课程进行优化整合的内在动力。
基础课理论自身系统的完善性使任何改动需求都带有相当大的难度，只有进行优化整合，才能在不断调整和深化过程中发展新的学习要素。例如，“传热和流体流动的数值方法”课程就是将传热学、流体力学知识进行融合后加入到数值计算科学这一更为广泛的学科领域，为热工理论知识的进一步发展奠定了基础。同时，通过这一知识的优化整合，多维表征得以实现，使学生建构起在热科学和流体科学中可以直接迁移和引用的关于热物理方面的知识，超越了封闭、孤立课程所给的单一信息模式。
如果说热工理论的三大主干课程“工程流体力学”、“工程热力学”和“传热学”分别作为单独体系教学是良性结构知识的传授，那么，把“三课”拆分，再按照具体能量转换的场景问题有机组合，这种教学模式就属于非良性结构教学。乔纳生等人的研究把前者称作低阶学习阶段，把后者称作高级学习阶段。[3]高级学习阶段优于低级学习阶段的实质就是变公式学习为问题学习。问题学习对于热工基础理论教学来说，打破其三大主干课程的各自理论体系是必然的，是要针对具体的场景问题而进行知识交叉组合。值得注意的是：根据认知灵活性教学理论，这种知识体系重组，必须避免极端建构主义干扰，必须遵循“专业问题、溯本求源、知识联系”三原则，才是优化的、高级的教学模式。
三、重复多变教学：能源动力类专业问题逆向渗透于热工理论基础课程
非良构的知识体系与良构性知识体系的区别就在于：一是前者比后者建立的概念庞大、复杂，它往往是多个不同学科孤立概念的交集；二是前者比后者建立的概念有很大的多变性，这是由问题教学场景多变性所决定的。热工理论基础知识在航天、航空、热能动力、化工、核热工、低温工程、冶金热工、微电子技术、材料和建筑等各个领域都有具体的应用，从知识体系的角度来看，其展现的知识点都是非良性的。实际上，在能源动力类相关专业的不同场景下，其呈现的非良性知识结构也存在着很大的差异性。例如，工程热力学中的热经济性指标在热机循环中的应用是热效率，而在制冷循环中的应用是制冷系数。这说明热经济性概念在实际应用过程中具有复杂性。又如，流体力学在电厂中的应用以管内流动、物体绕流为主，而在建筑环境与设备工程专业中的应用以室内外环境通风、换气的流动为主。传热学中对于散热器来说需要强化传热效果，对于建筑物屏蔽掩体则要抵制传热。
在针对能源动力类专业的热工理论基础课程进行新的建构中，按照认知灵活性教学理论，必须将原有良性结构体系的知识与专业场景结合起来。这种有专业针对性的知识渗透，有学者称其为专家知识学习阶段，属于更高层次。[2]比如，把能源动力类专业（方向）的“流体力学”、“泵与风机”两门课程整合为热工理论基础课“泵与风机的流体流动”一章，以流体力学知识为基础，反映了流体力学基本原理在流体机械中的具体应用场景，通过多媒体教学课件可以使学生建构泵与风机工作原理和结构的多维图式，达到对流体力学基础理论知识全面理解和灵活运用的目的。
按照斯皮罗的认知灵活性理论规范，对应专家知识学习阶段的教学模式即“随机通达教学法”，它的主要特点就是针对专业的众多场景链，反复从不同问题视角，以不同的基本知识、基本公式、基本理论的多样组合，不断给予学习者良性知识的刺激，这会使学习者通过反复的从各种变式到抽象的过程，不断加深对良性结构知识的各种理解，而且有助于学习者历练分析问题和解决问题的能力，发挥创造性思维，为今后在专业上有所建树打下坚实的学习基础。贯穿于这一思想的新的“热工理论基础”课程体系，组织“锅炉工质流动与热交换”、“汽轮机流体流动与功能转换效率”、“热力发电厂工质循环与热效率”等章节，探讨基于专家知识学习理念的非良构知识领域的显性建构，加入热能动力类专业知识对热工理论基础课的反向渗透，有效增加课程教学的深度和广度这一结果就自然生成了。
除了书本专业知识的反向渗透以外，通过与科研、生产单位合作的科研课题的有机结合，也是专家知识学习阶段的案例来源。例如，教师通过某钢铁公司锅炉尾部烟道声学振动问题的科研活动，向学生们提出卡门涡街产生机理、影响因素以及卡门涡街产生后对设备及系统的危害和消除卡门涡街的措施等诸多学科问题，从而认知基本理论。
参考文献：
[1]朱新卓.中国高等教育管理学：从拔苗助长到建构主义[J].高等工程教育研究，2005，（2）.
能源与动力工程的认知范文4
关键词： 生产实习 青年教师 实践指导 任务设计 过程管理
生产实习是热能与动力工程专业本科生培养计划中一项不可或缺的实践性教学环节，是学生将理论知识与实践应用相结合的桥梁，在培养学生分析解决问题能力及独立工作能力，尤其在树立工程意识、提高综合实践能力方面具有不可替代的作用[1]。教师可通过生产实习实现传授知识、验证学生知识掌握程度及培养学生技能的目的[2]。鉴于热能与动力工程专业具有较强的工程应用背景，加强实践教学，提升实践教学质量具有重要的现实意义。
随着企业改革和高校体制改革的深入，高等院校在安排生产实习和实施上出现了一些问题，给实践性教学带来一些不利影响。学生是生产实习的主体，实习指导教师是实习教学的主导，其对学生的思想、业务学习、生活安排、安全教育等负有全面责任。很大程度上讲，实习指导教师自身的业务能力和综合素质高低决定了实习教学质量的好坏。本文拟从强化实习指导教师指导作用的视角，探讨如何通过改善和提高青年教师的实践教学指导水平，保证和提高实习质量。
一、生产实习的重要性
生产实习是学生在校期间与企业和社会距离最近的学习环节，对于热能与动力工程专业来说，生产实习是学生学习电厂锅炉原理、汽轮机原理及相关专业基础课后的一次实习，因此，它对培养学生的创新能力及工程实践能力具有重要意义，其重要性主要体现在以下几个方面。
（一）帮助学生学好专业课，将所学知识融会贯通，做到“知行合一”。
生产实习是一个巩固知识理论，建立感性认知的教学场所，它可以使学生将所学的专业理论知识与实际工作相结合，加深学生对课堂教学内容的理解和认识[3]。生产实习可实现学生在专业理论课学习上由感性认识上升到理性认识的跨越，增强了学生学习专业课的目的性，对专业课教学中理论联系实际起到积极作用。尤其对于热能与动力工程专业，该环节可最大限度地把教学和实践有机结合起来，克服了教学理论与实践相脱离的弊端。
（二）锻炼学生动手能力，培养分析问题、解决问题及独立工作的能力。
通过对电厂生产工艺过程的参观及厂区指导教师（技术人员、工人师傅）的讲解，学生可了解电力生产过程及热力设备的功能、结构、特点，加深对课本知识的理解和认识。在跟随厂区指导教师巡查的过程中，学生可了解设备的整体布局、感受现场工作环境、体验现场的实际工作，还能通过提问的方式解决理论课程学习中的疑惑。同时，厂区指导教师对某些问题的延伸和拓展可让学生了解到实际生产中常出现的技术问题及其解决方法，有助于培养学生分析问题、解决问题和独立工作的能力。通过拆卸、组装小型电机，可增强学生学习兴趣，调动其参与生产实习的积极性，还能培养和锻炼学生的动手能力。
（三）加深学生对专业的理解，帮助其确定职业方向。
对学生，生产实习是学习、了解企业先进生产技术，管理经验和企业文化建设的好机会，而对于教师，它是对学生进行职业道德和职业生涯教育的良好时机[4]。生产实习可以加深学生对本专业及相关行业的现实状况和发展水平的了解，加深对本专业在国民经济建设中的地位、作用和发展趋势的认识，让学生建立起更强的专业认同感。同时，它可以提高学生对本专业职业发展的认知程度，使学生意识到在本行业领域内能做什么，自己愿做什么，怎样做，从而树立起正确的择业观和职业道德观。
（四）培养学生的沟通、组织和协调能力。
生产实习可加强学生的组织纪律性，培养学生团结协作和吃苦耐劳的精神，提高学生的综合素质，为将来走向社会奠定基础。生产实习中学生通过不断地发现、思考，与同学、实习指导教师及厂区指导教师交流，可以更加准确地使用专业术语，提高自己的沟通能力。同时电厂生产实习可接触到不同专业、学科方向（能源、动力、信息自动化、电气）的工作人员及来自不同生产车间的厂区指导教师，学生在不同的生产车间开展生产实习，不仅可拓宽知识面，还可提高处事应变能力、沟通和协调能力。
二、青年教师指导实践教学时存在的问题
（一）教师年轻化，缺乏实践指导能力。
当前学校部分业务水平较高的教师忙于科研，无暇顾及学生的实践教学，青年教师是从事实践教学的主体力量，导致实习指导教师年轻化。尽管青年教师科研能力强，学历层次越来越高，但大多都不具备一线工程实践经验，在生产现场难以给予学生有效指导。同时，实践指导能力的缺乏使得生产实习指导教师与厂区指导教师缺乏良好沟通，因而未能有针对性地设计出实习任务，难以实现联合指导学生实习的目标。
（二）组织形式化，难以调动学生积极性。
主要体现在：（1）实习方式设计单一，实习指导教师将学生带到实习地点后，由厂区指导教师带队到现场，由于现场噪音较大，且实习学生人数多在15～20人不等，排在后面的学生有可能根本听不到厂区指导教师讲解的内容;（2）考核方式单一，目前大多数单位在评定学生实习成绩时主要参考实习报告，在网络如此发达的时代，实习报告难以激发学生学习热情，甚至助长不认真对待生产实习的坏风气;（3）实习任务书设计空洞，不具有引导作用，不能调动学生积极主动性;（4）与厂区指导教师缺乏有效沟通，课程内容安排不合理。比如有学生就反映厂区指导教师讲的内容有些太难，听不懂，而有些则是课堂上所学过的内容，造成时间的浪费。（5）厂区指导教师工作积极性不高，大多不会为学生精心准备详细授课计划，往往想到哪儿说哪儿，而实习学生习惯了被动接受知识，加上没有现场工作经验，往往难以提出有针对性的问题。基于以上几个原因，经过2～3天的实习后，一些学生便失去了兴趣，出现实习参观时“走马观花”的现象。
（三）对生产实习不够重视，放任自流。
由于缺乏相应激励措施，且在当前职称评定中主要考核教师的科研和教学成果，一些青年教师对指导实习重视不足，不愿意下现场指导实习，对待实习往往采取能躲就躲的态度。由于态度消极，很难会在如何提高学生实习质量上花费精力和时间，因此即使到了实习地点，也难以尽职尽责，把学生交给厂区指导教师，不指导、不检查、不督促，起不到指导的作用，使实习失去了其应有的意义。
（四）重“安全”，轻“生产”，未施行有效指导。
现代化的能源动力工业日趋集成化、自动化、连续化，现场操作的危险性增加，任何错误的操作都可能造成严重后果。由于实习期间学生人数多且参与太少，很可能在实习单位随意操作而造成安全事故，因此作为主要责任人的实习指导教师往往花费大量精力去维护实习纪律，避免安全事故的发生，出现了重“安全”，轻“生产”的现象，大大降低了实习效果。
三、改进方法和建议
培养一流的人才，必须有一流的教师。生产实习不仅要求实习老师具有系统的理论知识、较强的科研意识、创新意识和实践能力，更应具有良好的职业道德。[5]针对当前生产实习中存在的部分问题，为提高生产实习质量，青年教师可从以下几个角度提升自身的业务能力和综合素质：
（一）努力提升生产实践指导水平。
生产实习要求带队教师有较多的工程实际经验，能够熟练、准确地回答学生提出的关于生产实习、与现场设备相关的问题。因此，青年教师必须注重培养自身的实践能力、科研能力及创新能力，把带生产实习看做是对自己的历练，是提升能力的机会。年轻的指导教师不应“眼高手低”，应深入生产第一线，对相关仪器、设备的工作原理和流程有深入了解，将所学的理论知识串联成一个整体，从而实现理论知识与现场实践的紧密结合。这样既能更好地指导学生，又可提高自身素质，更能与企业的技术改造、科研活动结合起来，通过“产学研”合作模式，解决企业发展中遇到的难题，实现互利共赢的目标。
生产实习外，应该积极参加学校、系、所推出的各种人才培养计划，借助相关平台不断提升自己的能力和综合素质。为给青年教师提供理论联系实际的学习锻炼机遇，提升思想和业务素质，搭建个人发展平台。中国矿业大学自2010年起推出青年教师“力行计划”，青年教师结合自己的研究方向与合作单位发展的实际情况，找到切入点，进而深入合作单位了解生产实际，协助解决技术、管理等问题，摸索出了一条切实可行的理论与实践相结合的创新发展机制。目前已有许多青年教师通过该计划提升了自己的业务能力，一些青年教师从生产实践中提炼出很好的科学问题，完美地实现了理论与生产实际的结合。中国矿业大学电力工程学院为帮助青年教师迅速成长推出了青年教师挂职锻炼计划，技术、管理、咨询服务，不仅切实为企业解决难题，而且迅速提高理论联系实际的水平。
（二）与老教师搭配，实现优势互补。
生产实习的指导老师应该是具有一定的理论基础、科学研究能力和操作能力的团体，而非独立个体[6]。刚参加工作的青年教师科研水平高，在某一学科方向具有较高的理论水平，对科技前沿有更多了解，但大都知识面较窄，缺乏工程实际经验。因而，与老教师一起指导学生生产实习活动，不仅能迅速提高自身的实践水平，而且可从生产实际和科学研究两方面拓展学生知识面，调动学生的学习积极性。
（三）重视实习任务设计。
实习工作任务对大学生实习效果具有很大影响，Dixon等研究发现挑战性较高的实习任务会对实习企业产生较高的情感性组织承诺[7]。良好的任务设计有利于培养学生的创新精神和实践能力，将生产实习过程变成以教师为引导、学生为主体的双向互动过程。由于电厂的特殊性，生产实习中学生的动手机会越来越少，为不让生产实习“流于形式”、“走马观花”，教师应精心设计实习任务，用心创造有利于创造性发挥的环境，激发学生创新意识，培养学生的独立工作能力和创新精神，综合运用多种教学方法，开拓学生的思路，激发学生兴趣。针对每天的实习内容，可设置不同的问题，让学生带着问题下现场，积极运用所学理论知识和技能，分析解决实际问题，从而提高学生分析问题、解决问题的能力。每天实习结束后，教师应同厂区指导教师一起针对当天的实习项目总结分析，与学生共同讨论，让学生更深刻地理解实习内容，实现理论与实践的统一。
（四）强化责任意识。
教书育人永远是教师神圣的职责，教师不仅要传授知识，还应育人。在实习中，教师的一言一行、工作态度及教师对学生的要求都会直接影响学生对实习的认识和兴趣，甚至影响学生的职业道德观念和对人生的态度。因此，青年教师必须重视生产实习的意义，强化责任意识，严格要求自己，以严谨的工作作风和一丝不苟的工作态度潜移默化地影响学生对实习的态度。安全问题是生产实习中每个指导教师都特别重视的问题，然而过分地强调安全容易使学生反感，同时违背实习的目的，出现本末倒置的情况，影响实习效果。笔者指导生产实习的经验表明只要指导教师有较强的责任感，在生产实习中尽职尽责，让学生每时每刻都感受到教师的关心，一切安全问题迎刃而解。
（五）转变观念，加强过程管理。
生产实习不仅仅是理论与实际相结合的桥梁，同时更应看成是学生自我认识和自我成长的过程，因此，教师应尊重学生的想法，尊重与众不同的观念，有针对性地调动不同学生的积极性和主动性[8]。青年教师应重视过程管理，由于与学生年龄差距不大，很容易打成一片，也可通过学生的实习日记和感悟等渠道了解学生心理状态，从而针对性地加以指导，激发学生的学习热情。笔者在生产实习带队期间，通过查阅学生实习笔记和与学生交流等方式了解学生的真实想法和对实习的期许，再分别加以指导，取得了较好的效果。无论是打算继续求学还是就业，大家都深切认识到生产实习的重要性及自身不足，更加坚定自己的理想和信念。如有同学写道：“电厂是一个对个人能力要求比较高的地方，扎实的专业基底是根本，学习、工作、生活中要脚踏实地，勤于思考，多向他人请教，不可好高骛远。”“亲身经历电厂工作的大致内容后，发现随着社会的发展，本科生在电厂发展很受限制，读研对今后人生发展很重要，更加坚定了自己继续深造的决心。”
实习过程是灵活的，因此实习成绩的评定不应局限于实习报告，应综合考虑多方面因素如对待实习的态度、实习感悟、实习日记、实习笔记及实习中的表现等。由于综合考虑了学生的平时表现，实习成绩相对公平，同时回避了以实习报告为考核方式时学生抄袭、敷衍了事的弊端，调动学生学习积极性。
生产实习过程应该是严肃而又轻松的，实习指导教师不仅是学生的师长，亦是学生的朋友，因而工作中应注意工作方式，处事态度要成熟。如笔者在召开实习动员会时着重强调安全问题，而到实习地点后，只会在学生进入现场前温馨地提醒大家系好鞋带，上下楼梯注意安全，小心触碰高温设备等，让学生真正感受到实习指导教师对他们的关心。实践证明，在有爱的前提下大家很容易做到相互尊重和理解，大大提高了实习质量。
四、结语
生产实习是能源与动力工程专业本科生培养计划中一项不可缺少的实践性教学环节，学生是生产实习的主体，实习指导教师是实习教学的主导，实习指导教师自身的业务能力和综合素质高低决定了实习教学质量的好坏。为提高生产实习质量，年轻的实习指导教师应努力提升自身的实践指导能力和业务指导水平，强化自身责任意识，学习、工作、生活中要脚踏实地，勤于思考，多向有经验的前辈请教，转变观念，用心创造有利于创造性发挥的环境，激发学生创新意识，培养学生的独立工作能力和创新精神，综合运用多种教学方法，开拓学生思路，调动学生积极性。
参考文献：
[1]史玉凤，李宝玉，韩东太.提升能源与动力工程专业生产实习效果的研究[J].煤炭高等教育，2014，32（2）：94-97.
[2]雷存喜，龙立平，胡拥军，等.改革化工生产实习提高教学质量[J].实验技术与管理，2010，8（1）：117-119.
[3]甘灵，张光远.大众化背景下加强工科学生实践环节的探讨[J].西南交通大学学报（社会科学版），2009，10（4）：71-75.
[4]刘洁，李文深，李东胜.多方面改进，提高化工专业生产实习的质量[J].实验技术与管理，2010，27（10）：146-148.
[5]刘男，徐战利.高校生产实习教学方式存在的问题及对策研究[J].教育与职业2012，733（21）：140-141.
[6]刘彩玲.对提高高校生产实习质量的几点思考[J].中国电力教育，2007，1：114-116.
[7]Dixon M A.，Turner B A.，Cunningham G B.，et al.，Challenge is key：an investigation of affective organizational commitment in undergraduate interns[J].Journal of Education of Business，2005，80（3）：172-780.
能源与动力工程的认知范文5
基于CDIO的理念,在教学过程中进行启发式、研究式等多种形式的教学
CDIO工程教育理念强调的是在实际的工程技术背景下进行创新、设计、构思以及操作四个有机组成环节的学习方式。教学理念需要具备与之相适应的教学方式,与CDIO教学理念相适应的教学方式主要包含启发式教学、研究型教学等。在授课的过程中,要能够根据教学任务以及学生的认知规律综合采用多种方式进行教学。其中启发式教学主要授课过程中能够启发学生的思维,调到学生的学习积极性;研究性教学,就是将课内讲授与课外实践、教师引导与学生自学、教材与阅读有机结合并达到完整、和谐、统一的教学。研究性教学既能发挥教师的主导作用,又能发挥学生的主体作用;既能培养学生的学习兴趣,激发学生思维,又能培养学生分析解决问题的能力。教师对于新的知识、新的方法进行教学的时候要能够创设相应的学习情景,提出学生感兴趣的问题,启发学生对于解决问题进行创新思考,可以采用团队的方式进行交流,教师进行指导,引导学生合作进行实际问题解决方案的设计,要能够引导学生构思去优化设计方案,解决设计过程中所遇到的各种问题,最后要能够将设计转换为实际的工程设计产品,解决工程案例中的现实问题。
基于CDIO的理念,优化教学内容结构,有力提升工程实际教学效果
由于CDIO体现的是一种基于工程技术人员培养实际要求的教学理念,因此，在教学过程中要能够根据这样的理念进行教学内容的优化与重组,有效提升教学的效率。对于人才培养的定位以及人才将来的就业岗位要充分进行岗位调研,充分分析岗位的工作能力要求,进行典型工作岗位的总结。教学内容要能够根据培养工程人才的需求、典型工作岗位的能力需求进行有效的重组,创设出符合实际要求、满足学生认知规律以及教学规律的教学情境。比如在对于《电子线路》的教学中就要能够突出常见电子线路的应用、分析以及调试方法,忽略对于器件内部粒子的分析;对于电子学工艺的教学中就要能够有力突出电路的调试与分析的基本方案,减少对于复杂电路理论的分析;对于《信号与系统》的教学就要能够切实渗透系统分析的理念以及不同域对于系统求解的方法以及意义,减少复杂方程求解方面的内容分析。这样对于工程人才的培养就具有十分现实的意义,能够实现对于人才培养目标的实现,同时也为CDIO的教学提供了相应的实践基础,能够充分体现工程型人才培养的特征。
结语
能源与动力工程的认知范文6
传热学是研究由温差引起的热量传递规律的一门学科。由于传热学在科学技术领域的广泛应用，它已成为许多工科专业的一门基础技术课程。在华北电力大学（以下简称“我校”），传热学作为能源与动力工程（原热能与动力工程）及建筑环境与设备工程专业的核心专业基础课，其学时数为72学时，它不仅要为今后学习有关的后续课程打下理论基础，而且课程本身涉及的一些基本概念、原理和基本分析方法对于培养学生分析问题和解决问题的能力也十分重要。
像目前许多的大学课程一样，传统的传热学教学中存在着如下的问题：（1）教学目标过于重知识的传授，而忽视学生能力的培养。一般制定的教学大纲都是对课程知识点的要求，而没有明确课程在学生能力培养方面的要求。因此，教师在选择教学内容和教学方法上，也就主要围绕课程知识的传授而进行，特别是在教学学时限制的情况下，问题尤为突出；（2）教学内容多以学科体系为线索，内容过于理论化，很难与工程实际紧密结合；（3）教学方法多以教师为中心的讲授式，忽视学生在教学中的主体作用。课堂教学中基本上是教师的独自教授，学生在教学中基本处于被动和从属的位置。这种由教师主导的单向传播的方式使学生只能被动地学习知识，而难以发挥其学习的主动性，成了知识的“容器”。这种简单机械的学习无法培养学生的求知欲，反而消磨了他们原本的好奇心和求知欲。[1]
自2012年开始，我校传热学教学组的4位教师在传热学课程的教学上采用了研究性教学模式，学生主要是热能与动力工程专业的学生，含我校“卓越工程师教育培养”试点班的学生，每个教学班级的学生人数在30-50人之间，课程安排在学生的第五学期。现以2013-2014第一学期的传热学为例，介绍本课程的实践情况。
一、“传热学”课程的教学目标
按照研究性教学的理念，课程的教学目标是：课程教学不单是使学生更好的掌握系统的学科知识，而更重要的是使学生综合运用知识去发现、分析和解决问题，得到思维训练，学会知识的迁移或应用，真正学会学习，同时在以小组合作的研究中，学会与他人沟通交流的技能，形成健全的人格和丰富的思想[3]。它体现了教学目标从单一的知识传授到知识和能力并重的转变。
为此，本课程按照研究性教学的理念重新制定了本课程的教学目标。使学生：（1）系统了解传热学的基本概念、基本定律和知识框架；（2）能够正确判断一些实际问题中所存在的热量传递模式；（3）能够利用能量守恒的方法确定传热问题中各种热量传递之间的关系；（4）能够选择合适的计算方法或公式，对工程中典型的传热问题进行计算，并定性分析判断计算结果的合理性；（5）对一般的导热问题，能够建立其数学模型，并了解分析求解和数值求解的基本思路；（6）初步掌握有关传热的工程设计方法；（7）在计算机技能、合作能力、交流表达、学习能力等方面有所锻炼。
二、课程内容的整合
研究性教学的形式是多种多样的，教学内容的“问题性”是其研究性教学最突出特点。教学的过程是以围绕问题展开的教学过程，注重从问题开始而不是从结论开始，以探索学科知识的产生和发展规律为路径，以剖析工程原理的形成过程为载体，以分析、研究和解决工程实际和工程学科问题的过程为平台，以师生互动和同学合作为形式，将学习知识与研究问题相结合，使学生在学习学科知识、工程原理和思考、分析、探究问题的过程中获取、应用和更新知识，在解决问题的过程中培养和训练发现、研究和解决问题的能力，在合作学习和团队交流过程中形成和提高综合素质。
按照研究性教学的要求，对原有的教学内容调整为如下两部分。
1.基础传热学
将传热学中最基本的概念、理论和方法等提炼出来，形成传热学的主干知识，称之为基础传热学。主要内容包括：热量传递的机理和模式、能量守恒定律在分析传热现象中的应用、导热问题分类和导热基本定律、一维稳态导热分析解、非稳态导热的集总参数模型、对流传热的分类、边界层概念及其对流传热的研究方法、对流传热的特征数关联式、辐射的基本概念、两表面间的辐射传热计算、综合传热问题的分析等。[2]
2.主要的研究课题或项目
以工程实际问题为线索，整合部分教学内容，作为学生研究性学习的课题或项目。目前主要有如下几个问题：（1）平板式太阳能集热器的传热分析和计算；（2）套管式和管壳式换热器的热设计；（3）等截面直肋散热特性的研究，包括对其一维和二维模型的分析解和数值解；（4）高温金属件冷却过程温度场的研究，研究对象有大平板、长圆柱、球等典型一维几何形状的物体，研究方法包括集总参数模型、一维模型的分析解和数值解；（5）冬季房间热负荷计算的研究；（6）不可压流体外掠平板对流传热的研究，包括分析解、实验解。
三、具体的教学实践
1.教学安排
首先用20-24学时的时间进行基础传热学的教学，这一部分内容仍以教师教授式为主，这样可以让学生在较短的时间内对传热学的最基本的概念、理论和方法形成认知，这些内容也为学生开展研究性学习提供了必要的理论基础。
接下来32-36学时的时间，主要是以研究课题或项目为主线开展教学，教师给出每个课题的研究内容和时间计划，并对必要的方法给予讲解，学生以2-3人小组的形式自主开展学习研究。教师及时了解学生的进展和困难，适时进行反馈和指导，学生最终提交研究论文或项目报告，教师选择性地进行交流展示。表1给出了其中4个课题的具体教学安排。
2.课程的考核模式
由于课程的教学与以往发生了巨大的改变，因此课程的考核方式也必须进行调整，以起到激励学生的学习积极性，确保教学改革的成功。学生的成绩由期中考试、课题或项目的研究评价和期末考试三部分组成。在第一阶段学习完成后进行期中考试，其成绩占总成绩20%；课题或项目的研究评价包括学生学习的态度、课题的整体质量、个人在小组中的贡献等，这一部分占总成绩的20%；期末考试采用开卷的形式，其成绩占总成绩的60%。
四、取得的成效
经过2年多的教学改革实践，基本达到了预期效果，取得的成效主要体现在：
1.极大调动了学生的学习积极性，激发了学生的学习兴趣
在原来的教学中，总会有部分学生逃课，即使学生到课堂也不一定认真听讲，现在每个教师课堂的到课率都能达到96%以上，同学对课程的大作业（课题或项目）也表现了很大的热情。下面是部分同学的体会：“尤其是大作业，让我感觉很新鲜，很愿意去完成它。能够实实在在地去求解一个实际问题让我感觉很有成就感，这就叫学以致用吧。”“感觉是一种新的学习模式，从自己做的过程中思考，发现问题，解决问题，我觉得，这个过程是一种更大的收获。这种教学很容易引起我们学习的兴趣。”“我想之所以完成这种研究性学习的作业的感觉这么好，大概是因为我们从中感受到，用所学知识解决身边问题的惊喜，以及克服困难后的这种成就感。”
