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热能与动力工程论文范文1
关键词热能与动力机械基础;课堂教学;考核方式
中国分类号:G642.421
基金项目:上海市高职院校085重点学科建设,项目编号:B-5107-11-0001。
“热能与动力机械基础”是热能与动力工程的一门专业必修课,总共40学时。本课程是热能与动力机械专业本科生的重要技术基础课,其任务是使学生基本认识和系统了解能源动力工程中主要机械、设备、装置的组成、结构、工作原理和性能,同时对新能源和可再生能源的利用有所了解,获得热能与动力机械方面的技术基础以及新发展的技术基础知识,为继续深入学习专业知识和适应毕业后工作的需要奠定基础[1]。
上海海洋大学食品学院的热能与动力工程专业是以制冷与空调工程为基础、以食品冷冻冷藏为特色的学科。该专业的毕业生有的进入制冷与空调行业进行设备的研发,空调系统的设计和其它相关行业,有的进入食品冷冻冷藏行业进行研究或应用方面的工作。该课程的开设为本科生奠定了热力机械方面的基础,学生毕业后无论是向热能类的专业转行或者是进一步深造,都具备了一定的基础。
作者自2008年开始教授本课程,已经有近四年的教学实践和体会,结合学生学习过程中的接受情况,对本课程的问题有较深的认识。具体而言,针对本校的专业特点和学生的学习情况,主要有以下几点体会。
一、 教材的选用和教学内容的选择
《热能与动力机械基础》主要内容包括热能的基础知识、锅炉结构及原理、涡轮机及喷气发动机、热力发电与核电、内燃机动力系统与装置、制冷与空调、新能源与可再生能源利用(含太阳能、风能、生物质能、地热能、水能、氢能与燃料电池)、换热与蓄热装置、热能与动力系统辅助机械等。
如果单纯采用一本教材,则教学内容过于宽泛,每章的内容相对比较独立,关联度不大,深度不够。目前本课程选用王中铮编著的《热能与动力机械基础》(机械工业出版社,2008年2月第2版)作为教材,以及蔡兆麟主编的《能源与动力装置基础》(中国电力出版社,2004年6月第1版)、翁史烈主编的《热能与动力工程基础》(北京:高等理工出版社,2004年第1版)、蒋德明主编的《内燃机原理》(机械工业出版社,1994第1版)作为辅助教材。然而以上教材均存在教学内容上不合理的问题:王中铮版的教材内容过于宽泛,面面俱到,深度上不够;蔡兆麟版教材内容过于深,不适合我校的热能专业学生,翁版和蒋版的教材是专门针对内燃机专业的学生所编著,也不适合我们制冷专业。综合考虑后,选用王中铮编的教材作为教学的主要教材,其它教材作为有机的补充,在需要深入的地方,采用补充讲义的方式。
二、 教学活动的组织
1) 多媒体教学与黑板板书相结合
随着国家对教育经费的投入越来越大,高校的教育条件也逐步在改善。目前,大部分高校已经可以实现多媒体教室的普及化。然而,并不是所有的课程都适合多媒体教学。本课程对于第一章热能的基础知识部分和锅炉的燃烧部分采用以板书为主的讲解方法,而对于锅炉的结构、内燃机的工作原理的演示以及发电系统的讲解,则利用多媒体结合FLASH来进行讲解。
教学结果表明,原理的部分采用板书,可以让学生有时间对所讲内容进行消化吸收,还可以激发学生思考的积极性。多媒体教学则容易激发学生的学习热情,让学生有更直观的感受,同时,采用多媒体教学时,还应该做黑板上提纲挈领的对说讲的主要内容、重点、难点等进行强调,让学生建立起比较好的全局观和条理性[2]。
2) 书本理论知识与实物模型相结合
对于比较复杂的设备和系统,即使采用多媒体教学,学生还是很难有实际的体会。而本课程以讲授主要设备和系统为主,如果对所学的系统能有机会进行实际操作和观摩则对于学生的学习和理解具有很大意义。为此,实验室采购了锅炉、发电系统、蒸汽轮机等教学模具,在授课过程中,在先讲解完理论部分后,会把学生带到实验室,一边演示一边讲授,让学生获得更直观的感受,大大提高和讲课效果和效率。学生均能达到一讲就透,一操作就明白。
3) 教师课堂讲授与学生兴趣小组相结合
为了进一步激发学生学习的能动性和参与性,采用教师课堂教授与学生兴趣小组结合的方式。本课程讲授采用课时内以教师讲授为主,课下以学生讨论和讲解为辅的教学手段。由于学时的限制,课堂上教师对所讲课程的主要内容进行讲解,课下会组织和鼓励学生对自己感兴趣的内容进一步进行深入和展开。学生可以通过查资料、文献对自己想了解的内容进一步进行深化,并以PPT的形式在兴趣小组内进行报告和讨论,教师也参与其中。考察学生的学习情况,并对学生的表现酌情计入平时成绩。
实践表明,学生积极性很高,参与度也很高。
三、 考核方式灵活多样
课程的考核采用期末闭卷考试和其中PPT和小论文相结合的手段,发挥学生的能动性和课堂上的参与性,给学生选择的空间,提升其学习的积极性。
期末考核方式打分如下:
结果证明,较单纯的闭卷考试考核方式相比较,学生更具有学习的动力和积极性,同时,对所学的内容印象深刻,也培养了学生初步的查阅科技文献、做报告和写科研小论文的能力。
参考文献
热能与动力工程论文范文2
关键词:实践教学;创新;能源动力工程;改革
作者简介:代元军(1978-),男,河南正阳人,新疆工程学院电力工程系,副教授;孙玉新(1982-),女,吉林蛟河人,新疆工程学院电力工程系,讲师。(新疆 乌鲁木齐 830091)
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0102-02
能源是世界发展的重要资源和动力,能源的科学开发和优化配置,是当今各国现代工业以及国民经济和社会发展乃至富民强国的必由之路。新疆有着极为丰富的能源资源。据统计,新疆的石油、天然气和煤炭预测资源量,分别占全国陆地预测资源量的30%、34%和40%,光、热、风等资源也在全国占有较大份额,这为新疆建设国家能源战略基地奠定了坚实的基础。
在新疆如此丰富的特色资源下,新疆本科院校能源与动力本科专业如何在实践教学环节中结合新疆特色和学校特色,改革和创新层次分明、知识和能力逐级递增的实践教学体系,是摆在能源与动力工程教育工作者面前的难题。
一、分层次建立能源与动力工程专业基础教学实验中心
分层次建立能源与动力工程专业基础教学实验中心,将“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”三门能源与动力工程专业基础技术课程的相关实验组合起来,并提出把“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”课程所涉及的相关实验设置成四个层次的教学实验方案。
第一层次实验:基础性教学实验。主要是指与课堂教学内容紧密联系的实验(验证性实验),其中包括实验方法、实验技术的基本训练。例如在“工程流体力学”课程中设置了两个专项实验:雷诺实验、伯努利能量方程实验。在雷诺实验中,主要让学生观察水流的流态,即层流和紊流现象,然后测定上、下临界雷诺数,最终使学生了解流态与雷诺数的关系。在伯努利能量方程实验中,主要是观察流体流经能量实验管时的情况,并对实验中出现的现象进行分析,从而加深对能量方程的理解,并最终掌握测量流体流速的原理。在“工程热力学”课程中,设置CO2临界状态观测及P-V-T关系测定实验,通过该实验了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识,以及对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解,掌握CO2的P-V-T关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
第二层次实验:“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”中所涉及主要物理参数的测试手段和方法的实验。主要是指温度、压力、流量、比热、流速、传热系数、传热温差及数据采集等测试手段和方法的训练。例如在“工程热力学”课程中,设置气体定压比热测定实验。该实验让学生了解气体比热测定装置的基本原理和构思,熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法,掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法,分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。在“传热学”课程中,设置综合传热性能实验。该实验通过测定不同表面状态及气流条件下管道的综合传热系数,观察和分析影响传热的各种因素,从而对传热过程有一个直观的了解。
第三层次实验:实现设计目标的综合性实验。主要是指以实现某一功能为目的,构建工程性、设计性实验,培养学生构想、设计、解决问题的能力。例如换热器结构改造的传热性能对比测试实验。该实验的测试对象为学生设计的换热器外表面不同形状的肋片,通过实验测试其传热系数,找到最佳的肋片形状。
第四层次实验:知识延展性实验。主要是指通过互联网、多媒体、可视化技术介绍新知识、新技术、新发展,以期延伸和拓展学生知识视野和相关专业知识面。
通过以上四个层次的实验训练,能够培养能源与动力工程专业学生的流体及热工实验的实验方法、实验设计、实验技术等实验能力,为进一步开展专业课学习和专业性实验打下坚实的基础。
二、分级建立能源与动力工程专业实验基地及教学实验中心
1.初级为专业基本实验
主要培养学生掌握能源动力工程领域常用的实验方法,使用常用仪器、仪表,学会处理数据,具有规范、熟练、准确的实验操作技能,重在学知识、练技能,属于专业学习中的初级水平。专业基本实验主要包括“公差与金属材料”组建2个实验台位,“自动控制原理”组建2个实验台位,“热工过程检测技术”组建2个实验台位。
2.中级为专业综合实验
以专业方向课程设置为主线分别以热电工程模块、制冷空调工程模块、新能源工程模块三部分构建专业平台实验。
热电工程模块包括锅炉实验平台、汽轮机实验平台、热工过程自动化实验平台;制冷空调工程模块包括制冷原理及设备实验平台、空气调节实验平台、供热工程实验平台、食品冷冻冷藏原理与设备实验平台;新能源工程模块包括风能利用与控制技术实验平台、太阳能利用与控制技术实验平台。
3.高级为设计、创新实验
在三大专业方向模块综合实验的基础上,依据自主专业创新教学环节和毕业设计课题,组织大三、大四学生参加专业大赛或者参与教师科研项目。教师拟定实验大纲、提出问题让学生自行思考、分析、设计、优选,重在锻炼科学思维,发展创新能力,培养学生自主学习、大胆创新的学习习惯。这种设计创新实验是基于专业教学和科学研究之间的实验,主要结合专业大赛和毕业设计来进行。
三、建立能源与动力工程专业校内仿真实习基地,改革传统生产实习模式
生产实习教学环节是为了加强学生对所学专业理论课程的理解、增强对所学专业的感性认识,培养学生综合分析问题和解决问题的能力。在这一重要实践环节的实施过程中存在诸多问题,实习质量难以达到预期。以能源与动力工程专业方向之一的热电工程为例,能源与动力工程专业学生在电厂实习花费较大;电厂企业出于安全和经济效益的考虑,和学校很难建立起长期稳定的校外实习基地。由于电厂岗位工作的资质要求,实习学生不能上岗操作,生产实习只能是走马观花,流于形式,实习效果得不到保证。
为了解决以上问题,在自治区煤炭煤电煤化工实训基地建设工程的不断推进下,新疆工程学院能源与动力工程专业将传统的单纯的在电厂企业生产实习模式改为校内仿真实习与校外实习相结合,并逐步过渡到以校内仿真实习基地为主的生产实习模式。能源与动力工程专业的学生在新疆工程学院的300/600MW火电厂仿真实验室开展与实际电厂 1∶1仿真的运行操作和故障处理的训练。
在仿真实习中,学生主要熟悉、掌握锅炉机组及其主要附属设备的结构、工作原理和运行特性;熟悉锅炉机组各系统,如煤粉制备系统、风烟系统、疏水排污系统等的运行方式,运行监控系统及自动控制系统概况;熟悉锅炉机组正常运行中监视、调节的主要内容(参数)及其调节方法,如负荷、给水、燃烧、汽温等的调节和监视;熟悉锅炉机组起动前的准备内容,起动程序及起动过程中的有关注意事项;对锅炉机组的几种停运方式、停炉程序、停炉后的冷却和养护等熟练操作;掌握锅炉机组的事故预防和处理方法,学会分析有关事故,如给水、汽温、管子爆破、煤粉爆炸、熄火等,以及事故发生原因、预防处理的方法;熟悉考核锅炉运行的主要经济指标。生产实习模式的改革改进了学生的思维模式,强化了学生的工程意识,提高了学生参与实习的主动性、积极性,强化了学生的动手能力和综合能力,培养了学生严谨的科学作风。
四、改进能源与动力工程专业毕业设计,培养学生创新能力
毕业设计是能源与动力工程专业学生在毕业前关键性的综合性实践教学环节,是在教师的指导下学生独立完成的工程设计或者论文。通过该综合性实践教学环节的锻炼,复习和巩固本专业学生的专业基础知识和专业知识,培养学生对已学知识和未学知识的综合学习与运用能力。改进能源与动力工程专业的毕业设计,对培养学生的实践能力、创新能力和适应社会要求的能力具有重要意义。
毕业设计所涉及的内容,专业课程的任课教师应该在授课过程中加强讲授和训练,让学生尽早掌握毕业设计的理论知识。要根据专业方向和现有的新技术和新方法提出贴近生产一线的毕业设计题目,并且要保证题目的多样化,使得学生能尽量根据毕业后的工作方向确定题目,以便毕业后能够尽快适应工作岗位的专业要求。在毕业设计过程中,应该加强检查指导工作,保证学生能够按时按质的完成毕业设计。严格对毕业设计进行考核,通过考核评定出不同的等级,表彰设计过程中的优秀学生,以此来督促和提高学生做好毕业设计工作。
五、结束语
在新疆经济大发展的推动下,新疆工程学院热能与动力工程教研室通过积极调研和深入思考,对能源与动力工程专业实践教学环节进行了改革,并在实施过程中加以修订和调整,最终取得了较好的效果。
参考文献:
[1]秦春艳,才博.新疆新能源产业发展现状及对策研究[J].安徽农学通报,2009,15(22):3-5.
[2]程远,俞端仪,吴重光.建立校内仿真实习基地 改革传统生产实习模式[J].高等工程教育研究,1997,(3):32-36.
[3]新疆工程学院.2013级本科专业培养方案[Z].2013.
[4]李华彦,董丽娜.热能与动力工程专业毕业设计改革与探讨[J].中国电力教育,2010,(27):140-141.
热能与动力工程论文范文3
关键词:工程热力学;教学方法;教学手段;教学改革
作者简介:裘薇(1976-),女,浙江临安人,上海电力学院能源与环境工程学院,讲师;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。(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(编号:20105302)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)21-0062-02
工程热力学是研究热能和其它形式能量(特别是机械能)相互转换规律以及提高能量转换效率的一门学科,是热能与动力工程专业的一门必修的主干专业基础课程,也是学生开始接触的第一门和热能工程有关的课程。工程热力学不仅为学生学习相关的专业课程提供必要的基础理论知识和基本技能,也为学生日后从事热能利用、热设计、热管理和热控制等方面的专业技术和科学研究工作打下必要的理论基础。
近几年,随着学校的不断发展,上海电力学院先后开设了“热动卓越工程师班”、“电厂自动控制”、“电厂测控”、“电厂核电”新专业和获得了“热能工程”硕士点的授予权。为了适应新时期人才培养及“085工程”的需要,教师除了继续承担“热动专业”的“工程热力学”教学任务外,还将面向“电专业”和研究生开设不同层次内容的工程热力学课程,因此,为了提高本课程的教学质量,有必要对“工程热力学”课程教学方法及手段开展更高层次的研究工作。
一、教学目标
根据专业人才培养的需要,“工程热力学”课程的教学目标是通过本课程的学习,应使学生掌握工程热力学的基本理论和基本知识,受到较强的基本技能训练,能正确进行热力过程和热力循环的分析和计算。教学方向定位于基础科学理论与工程实际之间的桥梁,着重培养学生应用基础知识解决工程实践问题的能力,为后续专业课的学习奠定坚实的理论基础。课程的特点是:将工程热力学作为一个整体来组织教学,并借助于现代教育手段、密切结合实验与专业课程,进行完整、系统的教学。
二、教学改革采取的措施
教学方法和教学手段的改革是服务于课程体系和教学内容的改革,它是实现教学目标的重要措施。”工程热力学”课程的逻辑性很强,各部分内容又交叉渗透,一环扣一环,而且概念抽象,是一门难教难学的课程,所以在教学的过程中,需要注意教学的方法和手段,使学生能较好又容易地理解教学内容。
1.教学方法的改革
(1)开展教学研讨活动,理解教学思路。通过开展多次教师试讲活动,对本课程的教学目标、教学要求、教学方法等有比较清楚的认识。教学目标要从学生专业课的学习以及职业发展的需求考虑。基础课不只是为后续课程服务,为专业的学习服务,更重要的是培养学生的科学素质和科学思维方式,提高他们分析问题和解决问题的科学研究能力,使学生眼光远、层次高、后劲足。教学上需要控制教学内容的难度。注意将教学内容及习题的难度控制在适当的水平,难度太大的习题,会过度加大学生的负担,不提倡作为作业而布置。教学中需要清楚讲述知识点产生的背景和来龙去脉,争取用一条主线将各章节的内容穿起来,避免对知识点的孤立讲授,避免学生孤立地理解知识。教学中需要介绍本学科在工业、民用及高新技术领域的一些应用实例,加深学生对基础知识的理解,使学生充分认识本门课程的重要性,提高学习的兴趣和积极性。
(2)注重学生应用能力和创新能力培养。在课程教学过程中注意理论联系实际,注重工程应用。以往学生反映“孤立系统熵增原理和作功能力损失”这部分内容抽象难懂。在教学中可举一个工程实例:大气环境温度为-10℃,为保持计算机房内20℃,需每小时向机房供热7500kJ。若采用三种方式供热:(1)电热器;(2)电动机带动热泵;(3)温度为80℃的热水供暖,让学生分析三种情况的熵增和作功能力损失。使用这种工程例子好处是:学生接触的概念和原理不再枯燥空洞,而是富有工程背景和实用价值,可以使学生加深对这部分内容的理解。同时从实例的比较中,学生自己也可领悟出一个道理:对能量应从量和质两方面综合评价,才能真正找到节能途径。
讲述教材内容和工程实践有机联系。例如:制冷循环的原理与制冷装置、冷藏库、家用空调、电冰箱的联系,湿空气的相关知识在空气调节、电厂冷却塔中的应用,郎肯循环与火力发电厂实际循环等。通过介绍这种内在联系,使课堂教学内容生动,帮助学生理解所学知识和原理在实际中运用。
改变以往全部由教师做习题点评的方式,请学生上讲台讲演自己的解题方法,其他同学评判和讨论。通过各抒己见,对比分析,最后达到“明辩是非”。教学实验表明:采用这种做法,激发了学生学习兴趣,学生的解题方法明显增多,有些学生的解题思路相当活跃。
鼓励同学撰写生活中应用工程热力学知识解决实际问题的小论文。指导学生关心身边的热力学现象,引导学生利用所学知识分析实际问题,鼓励学生构思的创新性。通过这一环节使学生充分理解热力学的方法,引起对相关领域的浓厚兴趣,加强对学生理论联系实际、提高科学素质,并且学生与老师互动、老师通过课外指导来因材施教。在2009年的试验过程中,绝大多数学生撰写了相关论文,达到了预期效果。
热能与动力工程论文范文4
梁荣光教授,广东阳江市阳东人,现任华南理工大学热能机械工程研究所所长,机械与汽车工程学院动力机械工程系主任,兼任中国内燃机学会理事,中国内燃机学会编辑委员会委员、全国高校工程热物理研究会理事、中国制冷学会高级会员和广东制冷学会理事等职务。
说起他的成长,也许应取决于孜孜不倦的努力和对于每次学习机会的把握和珍惜。1969年,他在华南理工大学内燃机专业毕业后,被留校任教至今。1987年,受学校派遣,他曾赴日本广岛大学作访问学者,任客座研究员,师从世界知名的内燃机专家学者广安博之教授。2003年4月曾作为广州某集团有限公司技术顾问到德国、荷兰等国家进行技术交流和工作调研。
参加工作以来,他秉持认真教学科研、执着技术创新之态度,长期从事热能动力专业科研和教学工作,培养了博士、硕士,留学生、进修生30多人,主持并完成省部级科研项目及企业课题10多项,在动力机械工作过程及优化,动力机械环保节能新技术,制冷与空调工程等方面都做出了较好的成绩5项重大成果通过省部级鉴定;获得国家发明专利6项,实用新型专利16项;发表学术论文80多篇,其中不少被EI等三大索引和国内外重要刊物所收录和引用出版专著3本、本科教材1本。个人业绩先后刊登在《世界名人录》、《中国世纪英才荟萃》、《中国专家大辞典》等十多个大型图书中。
在他的一个抽屉里,列放着厚厚的一摞荣誉证书,包括国家科学大会奖、广东省科技进步奖,广东省高教厅科技进步奖,华南理工大学优秀教学成果奖、华南理工大学科技进步奖一等奖、华南理工大学教学优秀奖一等奖、华南理工大学教书育人先进个人称号……
荣誉是对他成绩的见证,更是对他未来的激励。他说,他现在的期望就是在科研上有新突破,成果转化上有大发展!产业为本
广东人的开创性和务实思维,在他身上也体现得淋漓尽致。他做的每一项研究都以应用为开发点,以市场需求为导向。他主持研发成功的高效节能环保型柴油燃油添加剂被广东远洋渔业公司在广东渔船上广为推广应用,广东省现有渔船6万多艘,应用后每年可为国家节省柴油8万~10万吨;他创新研制的海水硬水制取机首次成功制出适合渔民作业的海水硬水(目前国内外制出的仅仅是海水软冰――雪花冰,渔民作业不大适用),这将为我国海洋渔业生产发展做出重大贡献……
热能与动力工程论文范文5
1.1实习教学模式单一
我校的实习主要分为见习和实习。见习比较流于形式。认识实习以见习参观为主。在工厂的实习主要是分散自主式的实习形式。很多学生在实习过程中只是跟随技术人员上班,以观察为主,缺少实践机会。
1.2实习经费紧张
没有充足的实习经费,实习时间和质量难以保证。但是学校实习经费标准是按多年前的下拨,难以满足不断增长的实习交通费和缴给企业的实习费用支出,这也是制约生产实习工作顺利开展的“瓶颈”问题。
1.3实习教师的业务水平
参差不齐本校派出的年轻实习指导教师的理论水平较高,但是实践能力欠缺。很难全面了解实习企业的情况,难以给学生提供充分的讲解,而厂里的一些一线技师实践经验丰富,动手能力强,但不知如何用理论解答学生的疑难问题。
2引入新型实习教学模式
2.1引入新型实习教学模式
多年来,热能与动力工程专业已经依托企业建立了具有一定规模的产学研合作基地及实习实训基地。鉴于学生的生产实习确实给企业带来了一系列困难,应多渠道开发生产实习基地。大力开展“产学研”合作教育模式,进一步提升热能工程专业学生分散自助式实习质量。热能工程专业利用陶瓷产业梯度转移的机会,积极寻求与乐华、特地、金意陶等企业的合作。聘请一线技师为学生的实习导师,把在窑炉设计、制造与使用的一线高级技术人才引入实践教学体系,多管齐下研究提升大学生实践能力的方法和途径。安排学生深入企业一线真正实习三个月以上。构建三位一体的“高校———企业———学生”新型实习教学模式。这种实习模式收益甚大:第一,可以使企业在招聘时获得学生的第一手资料,真正了解学生,避免投递简历的“片面化”,可以为企业发现优秀人力资源;第二,企业可以借用高校科研技术解决生产中的实际问题,并在与高校的联合办学提高自身的知名度,获得免费的广告效益;第三,对于学生群体来讲,在生产实习过程中,将自己所学理论知识运用在实践当中,获取直接实践经验,加深对于理论知识的理解和掌握。同时,学生可以在生产实习的同时了解相关企业,拓宽对就业渠道的了解和认识。这种合作模式可以获得“一举三得”的效果。
2.2加强高校的校内实习实训内容
主要包括以下几个方面:第一,加强实验教学,在生产实习前需学习的实验项目严格按照程序完成实验操作,提高动手能力。有科研项目的老师,可以让一些学生参与到课题研究中来,提升学生的探究能力。第二,通过竞赛活动提升学生实习实训的能力和创新能力。结合热工专业学生在实习中可能需要提升的能力,让学生参加节能减排竞赛、SRTP(大学生科研训练计划)、“挑战杯”全国大学生系列科学技术学术竞赛等,增强学生操作能力和创新思维能力。第三,毕业设计与生产实习相结合。一般情况下,毕业论文的撰写工作一般是安排在大四的第二学期,而生产实习一般是在大四的第一学期,因此,完全可以让毕业设计的选题与生产实习相结合。学生可以在企业的实习过程中,发现生产中的疑难问题,使之作为自己毕业论文选题的“雏形”。这样既可以给学生的论文毕业设计提供第一手资料,提高了实习的质量保障,同时也可以为企业解决技术难题创造机会。
原来热能工程专业采取的实习模式表现为:指导教师提供实习计划,上报教务处,教务处联系实习企业,下实习通知单。整个实习先是按:安全教育———一线技师讲解生产流程———学生自由参观———学生返校撰写实习报告———学校教师给出考核成绩这种流程。或者学生自己在大四时找实习单位,实习管理存在真空状态。在这种实习过程中,学生完全处于被动地位,虽然便于组织和管理,但完全忽视学生的主观能动性,扼杀学生的创新思维能力。我们可以依据学生的特长、专业方向、就业方向,尝试建立一种“以学生为主体”的新型实习模式。由学生自己或者实习教师协助选择适合于自己的实习单位,而对于暂时没有找到实习单位的学生,由学校教务处或者学院负责安排、推荐。这种模式的缺点在于存在安全隐患,管理难度大。但是如果计划周密,实习的质量可以得到保障。
3拓宽经费来源,提高实习经费标准
充足的实习经费是保证实习任务保质保量完成的必要条件。现行的经费标准是多年前制定的。现在由于物价上涨较快,因此建议从这几方面着手解决经费问题:一是学院与企业开展的“产学研”横向项目合作的课题,从中拿出一部分经费补贴到生产实习,做到“取之于企业,用之于技术革新,服务于提升学生能力”。提高企业接待实习生的积极性和学生对于生产实习的积极性。二是学校重新进行市场考证、论证,提高生产实习的经费标准,同时经费下拨以后,做到专款专用。三是发挥高校自身的资源优势和科研能力,以技术转让、帮助企业培训的形式,让优秀学生下厂跟班工作,在为企业创造价值的同时降低生产实习成本。
4加强生产实习指导教师队伍建设
指导教师是生产实习过程的领导者、组织者、策划者。我们应该坚持“专兼结合,长短相辅”的原则,优先聘请有工程实践背景的专兼职教师进行授课或指导学生进行各类工程实践。实习指导教师只有自身不断提升自己的专业能力才能在现场帮助学生答疑解惑。为提升实习质量,对于实习指导教师要配备合理,注重教师的梯队建设。要给学生一杯水,教师自身要成为自来水龙头,树立终身教育理念,同时要适时地给实习教师开展“蓄水工程”,坚持“请进来、走出去”的原则。请在一线的优秀技工指导学生,同时制定年轻教师进厂培训制度,深入企业一线参观学习,丰富现场知识。
5结语
热能与动力工程论文范文6
关键词:可再生能源;发电技术;教学模式;考核
当今人类面临着能源短缺和环境污染的严重挑战,传统的煤、石油、天然气等化石燃料资源的有限性与社会的巨大需求形成了尖锐的矛盾,同时受开采条件和资源枯竭等因素影响,人类将会面临资源危机,而且化石类能源所排出的废气给生态环境带来很大影响,社会影响巨大。因此研究开发无污染的、可持续的可再生能源与能源转换技术成了当前科学和技术发展的重要研究方向,也是工程技术应用中的热点问题,而且已经上升到经济、社会和战略安全的范畴。工科高校担负培养合格的工程技术人员的重任,因此,为了适应科技和社会的发展,满足工程实际对人才的要求,可再生能源发电方面的人才培养已经成为当务之急和重中之重的工作。[1,2]因此在新的能源形势及人才需求下,上海电力学院(以下简称“我校”)在高年级热能与动力工程专业(热力发电方向)开设了“可再生能源发电技术”的课程,让学生在全面掌握常规火力发电的基础上,掌握可再生能源利用基础知识、能源利用形式及其相关技术,了解可再生能源发电的前沿技术,从而扩大学生的知识面,适应社会需求。[3,4]
本文通过分析“可再生能源发电技术”的课程特点和存在的问题,探讨了该课程的教学方法和教学模式的改革,内容包括教学内容、教学方法、考核方式等,从而达到激励学生自主学习的意愿,培养学生勇于创新的精神,孕育学生科学的素养,提高学生分析与解决实际问题的能力,实现学生对“可再生能源发电技术”课程的全面了解。
一、“可再生能源发电技术”课程教学的特点
1.教学内容多学科交叉
“可再生能源发电技术”课程主要包括水力发电、太阳能发电、生物质能发电、风能发电和海洋能发电等内容,课程的主体是分别对上述发电形式进行较为系统的解析,重点介绍各种可再生能源发电技术的基本原理和开发利用的基本方式,以及目前国内外该发电形式利用的现状和最新进展。所有以上内容涉及工程热力学、传热学、流体力学、半导体物理、空气动力学、力学等基础理论和相关知识,因此教学内容涉及领域广、研究对象较多,知识结构复杂多样、学科交叉非常突出、知识点集成度高等特点,这将给讲授带来挑战,即如何将这些知识点,尤其是跨学科的内容传授给学生,并让学生能够较容易地掌握是该课程需要解决的重点问题之一。
2.教学方式亟待改革
由于“可再生能源发电技术”课程的多学科交叉,一般而言,在短时间内掌握非本专业理论知识较困难,因为没有该专业的理论基础知识,经常会很难理解有关知识点,这将严重影响学生的积极性,甚至部分学生会产生抵触情绪。因此,以教师讲授为主的教学方式,学生没有参与进来,不能充分调动学生的积极性,可能导致学生无法理解所讲授的内容;同时该教学方式忽略了学生的创新能力培养。因此如何将教师的“教”转化为学生的“学”,将多学科交叉课程的课堂组织好是该课程教学需要解决的问题之一。
二、教学内容的设计
可再生能源发电技术的研究属于当今研究的前沿问题。随着科学技术的快速发展,新技术、新方法和新工艺等不断涌现,教学内容需要与时俱进,不断更新,现有的教材显然不能很快地响应这样的变化,以教材为教学内容难以满足教学要求。在笔者的教学实践中,教学内容上通过参考权威书籍、资料和自身的研究成果,同时对国内外期刊文章、学术专著及网络平台知识进行学习,掌握当前研究的动向,并整合所有材料作为课堂教学内容及课外拓展阅读资料。广泛获取信息,动态更新与拓展教学内容,把握最新的专业前沿,有助于引导学生去探索新知识,培养创新精神。另一方面,由于课程涉及多学科的交叉,在有些学科领域上,学生缺乏知识储备,课堂教学较难获取有效的效果,因此,摒弃一些晦涩难懂的理论知识是非常必要的。[5,6]以太阳能热发电为例,太阳能热发电涉及流体力学、传热学、自动控制等多学科,当整合最新的科技发展成果作为案例讲解时,主要向学生阐述太阳能热发电的基本原理、关键技术、发展趋势及政策激励等,让学生充分接触各种知识,拓宽视野,了解科技前沿的最新动态,目的是给学生专业素养的形成提供一个有利、有效的平台。课程内容应深入浅出、科普性与前沿性并重,当学生的兴趣被调动起来后,再进行该学科的基本理论的讲授或学生自学就非常容易切入,这样就可达到较为理想的教学效果。
三、新型的教学模式
根据“可再生能源发电技术”课程的特点,本文提出新型教学模式的设计,使得教师成为课堂的组织者,通过设定教学内容,明确教学任务,课堂教学以学生为本,体现学生的认知主体作用,使学生在学习过程进行积极思考,自主学习,从而在培养学生的创新能力和增强其科学素养等方面发挥作用。
1.专题讲授
可再生能源利用形式多样,涉及本学科各个分支学科,具有多学科交叉与耦合的特点。为了避免各分支学科相互之间影响导致学生难以理解的问题,提出采用专题讲座的授课形式,集中时间讲授某一类型的可再生能源发电形式。此外,争取请相关领域的专家或工程技术人员每学期做1~2次课堂报告,将工程中碰到的问题简化并整合成案例,在教学中根据需要选择案例进行剖析,激发学生的学习兴趣,强化学生的工程实践意识。
2.互动教学
在教学过程中,教师做几次完整的典型研究报告,包括几种可再生能源的发电原理、设备组成、科研前沿等,目的是让学生掌握宏观现状背景和如何从微观把握问题与分析问题;引导学生充分利用图书馆资源,掌握归纳分析的方法;指导学生进行撰写科技或科普论文,提高学生的科学素养,在此基础上安排学生参与课堂中来。具体做法是学生以小组为单位,各小组自主选择相关研讨课题,通过查阅文献和小组研讨,形成专题研究报告,并由小组成员在课堂进行汇报,根据其汇报内容,接受老师和同学的提问,并进行解答,教师及时进行指导并对其评分。形成教师指导,学生主讲,教师与学生,学生与学生互动讨论的方法,教学实践表明,该方法大大提高了学生的主动性。学生经历查阅文献、分析问题、报告写作和报告陈述的全过程,显著增强了创新能力、科研精神和团队合作意识。利用对多个相关课题的讨论,学生对可再生能源特点、可再生能源发电的前沿技术等有了更深入的认识。
3.虚实结合
在学科平台及自建教学平台的基础上,通过实物参观、模型演示,多媒体教学等虚实结合、多位一体的教学模式,提高学生的感性认识。
(1)可再生能源发电技术模型的利用。热能与动力工程专业的学生以往大部分接触的是火力发电方面的知识内容,对可再生能源发电技术认知较少,特别缺乏针对可再生能源发电原理和发电设备等进行系统的学习,如果直接进行理论的学习,学生会感到很枯燥,对一些基础理论知识和发电设备结构很难理解。为了提高学生的感性认识,笔者所在课程组建立了可再生能源发电技术教学平台。在学习课程的理论知识之前,学生首先了解小型模型的实物结构,内部构成,基本组成和基本原理,使得学生具有整体的感性认识,然后再学习本课程,同时结合模型进行讲解。
(2)健全的多媒体素材。“可再生能源发电技术”课程内容较多,课时有限。相比较传统的教学方式,多媒体信息量大,采用灵活的图形、视频和动画等表现形式,能够直观、形象地再现客观事物。笔者在教学实践中采用多种多媒体教学手段。例如:选用《国家地理》节目里的《伟大工程巡礼——太阳引擎》视频作为太阳能热发电原理及形式的教学内容,直观地介绍了槽式、塔式、菲涅尔等形式的太阳能热发电原理,以及聚光器的制造工艺等。选用GE的水轮机设备,采用Flash方式制作水力发电中反击式水轮机设备的教学内容,直观且易于理解。通过多媒体的应用,展示现场实际设备,简化教学中的难点,增加了课程的信息量。
四、小组式考核方式
“可再生能源发电技术”作为高年级的课程,课时有限,知识点多,内容模块化强,科普性和专业性并存,采用常规的卷面考试方式难以准确考核。笔者在该课程教学实践中,进行了小组式考核机制的尝试,即以小组为单位,制作课程学习的整体报告,选派一名代表在课堂上进行答辩,汇报内容结束后,其他组成员和教师针对报告内容进行提问,组内成员均可就相关问题进行回答。其他组同学根据该小组的汇报情况进行打分,打分表如表1所示。除此以外,在考核中增加动态考核,每个小组选出组内最佳贡献成员,给予动态加分;同时为了增加考核上互动,鼓励学生思考问题,对于提问积极的学生在成绩上给予加分。该考核方式,对课程的教学实行了动态的考查与过程管理,实现了以考核促学习,有效地调动了学生学习的积极性,推进学生协作能力培养,增强了“教师与学生”、“学生与学生”的互动,提高较整体的教学效果。
表1 考核打分表
小组名称 选题创新性(共20分) 查阅文献情况(共20分) 分析问题能力(共20分) 报告质量 (共20分) 表达能力 (共20分) 总分
(100分)
五、结语
随着可再生能源发电技术的发展,“可再生能源发电技术”已经成为热能与动力工程专业学科重要的专业课程。本课程具有典型的多学科交叉的特点,同时该领域的研究成果日新月异,因此无论是在教学内容还是在教学方法都需要进行改革和创新。本文通过紧跟前沿的研究热点,设计深入浅出的教学内容;采取以学生为主体,通过引入工程案例,专题研究与课堂讨论等模式,并辅以教学模型与多媒体动画演示等多种灵活多样教学手段的改革,让学生在了解可再生能源发电技术的理论知识的基础上,培养了学生挖掘问题,解决问题,理论与实践相结合的能力,锻炼了学生查阅文献和团队协作的技能,提高了学生的科研素养与工程实践本领。
参考文献:
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