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能源科学概论

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能源科学概论

能源科学概论范文第1篇

Abstract With the development of the new energy vehicle in China, most of the universities open the corresponding courses about new energy vehicle. The necessary of the teaching mode reform of the new energy vehicle is analyzed in this paper. The teaching targets, teaching contents, theoretical and practical teaching methods and assessment are discussed. The teaching quality and innovation ability of the students are improved by practical teaching activities.

Keywords new energy vehicle; teaching reform; innovation; Vehicle Engineering

近年来,迫于能源与环境的双重压力,世界各国和各大汽车企业积极投入到新能源汽车的研究中。2010年,我国将新能源汽车列为重点发展的七大战略性新兴产业之一。2012年,我国出台了节能与新能源汽车产业发展规划(2012―2020年),明确了新能源汽车发展和汽车工业转型的技术路线。2015年,由工信部的《中国制造2025》重点领域技术路线图明确指出,节能与新能源汽车将是国内汽车技术及产业未来重点发展的方向。2016年,在汽车工程学会年会上的《节能与新能源汽车技术路线图》描绘了我国新能源汽车未来15年的发展蓝图。可见,新能源汽车产业在我国国民经济和社会发展中具有十分重要的战略地位。

面对国家政策的积极引导,为了适应新形势下我国新能源汽车产业的发展需求,江苏大学车辆工程专业在本科生培养计划和课程设置中开设了新能源汽车概论课程。该课程教学安排在大学四年级第一学期,共30学时。课程内容从新能源汽车的新技术、新构型层面的系统分析出发,介绍了各类电动汽车电机驱动系统、动力电池系统、电动化辅助系统等关键部件,涵盖了纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的原理分析和结构设计等方面。由于涉及到电机、控制、化学、材料、电气、电子、机械等多个领学科域,对相关知识要求较高,不仅导致学生难以课前自学,而且上课时对课程内容理解不够深刻。因此,新能源汽车概论课程的教学改革显得十分必要。

作者结合新能源汽车概论课程教学过程中发现的问题,对该课程教学模式改革进行了深入的探索和实践,主要内容如下:

1 新能源汽车概论的教学目标

新能源汽车代表着汽车行业的重要发展方向,新能源汽车概论课程的教学必须以汽车行业的发展和需求为导向。该课程的教学目标是:通过对本课程的学习,要求学生掌握纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车等电动汽车的原理与构造,熟悉电机驱动系统、动力电池系统、电动化辅助系统等部件,了解电动汽车基础充电设施建设。让学生具备新能源汽车产品研发、设计、制造、试验、技术运用等相关技能,培养出一批具有较多专业知识、较强动手能力的高?创新型新能源汽车人才。[1,2]

2 提高新能源汽车概论教学质量的建议

2.1 教学内容的安排

随着汽车工业的迅猛发展,新能源汽车行业发生着翻天覆地的变化。新能源汽车概论是一门紧跟技术前沿的新课程,需要把新能源汽车领域的最新进展纳入到课堂教学中去。然而,现有新能源汽车相关教材更新速度较为缓慢,教学内容较为陈旧,与新能源汽车行业的发展严重脱节,无法满足该课程的教学目标。[3]

基于此,新能源汽车概论课程教学内容应相应增加国家相关扶持政策、电动汽车基础设施建设、电动汽车智能化和网联化技术、电动汽车轻量化技术、关键技术前沿、典型车型案例分析等方面,以达到丰富教学内容、强化教学效果、完善教学目标的目的。

2.2 理论教学改革

学生学习新能源汽车知识,理论教学是不可缺少的。 然而,新能源汽车概论课程知识点多、杂且涉及众多学科,有些内容还需要大量的图例说明。传统的板书教学不仅费时,而且无法对电动汽车某些系统的运行过程做动态演示,导致教学效果不佳。因此,针对不同的理论教学内容采用不同的方式,并将各种教学手段有机结合,对提高教学效果和教学质量具有重要意义。[4]

多媒体教学具有信息量大、直观、生动等优点,改变了传统单一的板书教学模式,在课程教学中发挥了重要的作用。在理论教学中,对于基本知识点,可采用教师讲解和学生自学相结合的方法学习;对于重点和难点,教师除了进行深入、细致的讲解一位,还要通过网络搜索出相应的动画、新闻、专题片、宣传片等资源,如驱动电机结构和原理、动力电池工作原理、电动汽车不同工况下的工作模式等,直观地向学生展示零部件结构与工作原理,避免学生对学习感到枯燥、乏味等现象。在典型车型案例分析方面,可介绍一些经典的电动汽车实例(如普锐斯、比亚迪E6、特斯拉Model3),通过边播放视频边讲解实例地介绍结构组成、动力性能、续驶里程等。多媒体技术不仅便于学生对相关知识点的理解,还能使学生能够更快地掌握课程内容,提高教学质量和教学效果。

除了教师利用多媒体技术深入细致的讲授课程内容以外,?应该采用多样化的教学方式,让学生真正参与到学习过程中来。前沿技术汇报是提高学生自主学习能力的有效途径。学生在收集资料的同时不仅了解了前沿技术的最近进展,也锻炼了其对资料的归纳总结能力。教师可预先对报告主题进行筛选,组织学生分成2~4人的学习小组,每个小组分配一个报告主题。教师通过合理安排汇报时间,让每个小组以PPT(含动画、视频、图片等)的形式对分配主题进行汇报。由于每组的汇报主题和内容都不尽相同,前沿技术汇报不仅拓宽了学生的知识范围,也调动了学生自主学习的积极性,提高了学生的归纳总结和演讲能力。

2.3 实践教学改革

近年来,新能源汽车越来越高的普及率倒逼着新能源汽车的实践能力。因此,除了理论知识教学以外,新能源汽车概论实践教学也是不可或缺的一个方面。作者在该课程实践方面进行了有益的探索。[5]

新能源汽车及相关测试平台是进行新能源汽车概论课程实践教学的必备条件。本课程以江苏大学国家级车辆工程虚拟仿真实验教学中心、混合动力车辆技术国家地方联合工程研究中心、江苏省汽车工程重点实验室、江苏省电动车辆驱动与智能控制重点实验室、江苏省道路载运工具新技术应用重点实验室、江苏大学新能源汽车2011协同创新中心、中美新能源汽车与智能交通系统国际联合实验室等研究基地的新能源汽车及相关测试设备为依托,为新能源汽车的仿真、观摩和测试提供良好的实践教学平台。例如,当讲授纯电动汽车的构型与原理相关内容时,除了对学生进行理论教学以外,还要求学生到实验室观摩课题组自行改装的四轮毂驱动电动汽车,如图1所示。

新能源汽车概论课程的实践教学是理论教学的必要补充。理论与实践相结合的教学方式,不仅加深了学生对理论知识的理解,还进一步激发了学生的创新能力。

2.4 考核方式的改革

考核是检查教学效果和实现课程目标的重要手段。传统的考核方式往往通过“课堂表现+文献阅读报告”进行。然而,强大的网络资源给文献阅读报告的“撰写”带来了极大的便利,难以真实检验学生的学习效果。显然,传统考核方式不能够较好的达到本课程的教学目标。

为了能够全面、客观地检验学生的学习效果,课程采用“前沿技术汇报+平时成绩+开卷考试”的考核方式,比例分别为20%、30%和50%。前沿技术汇报是通过小组分工的形式,让学生提供阅读文献资料,对相关前沿技术进行归纳汇总,并在课堂上进行汇报、演示;平时成绩主要是将学生课堂出勤、回答问题和实践表现等纳入到考核中,比例分别为20%、40%和40%。课堂出勤和回答问题主要是为了提高学生的上课积极性,实践表现则是为了加深学生对新能源汽车结构特点、工作原理的理解和熟悉程度;开卷考试主要是考查学生对课程知识点的认识、理解、记忆及分析的综合掌握能力。

能源科学概论范文第2篇

一、我国新能源科学与工程专业开设状况

2008年世界金融危机之后,为了推进我国产业结构的转型,总理提出了发展战略性新兴产业的构想。2010年国务院通过了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提出要培育和发展包括新能源产业在内的七大战略性新兴产业。随后教育部发文鼓励有条件的高校申办战略性新兴产业相关专业,并于2010年首次批准浙江大学、华北电力大学等11所大学开设“新能源科学与工程”专业,2011年和2012年又先后批准了23所大学开办该专业。截至2012年,教育部共批准国内34所大学开设了新能源科学与工程专业,详见表1。

从表1可以看出,开设新能源科学与工程专业的大学中“985工程”大学有7所,“211工程”大学13所,还有3所农业院校。这些大学分布在全国的17个省市,其中,江苏最多有10所,占总数的近三分之一;其次是北京和辽宁,各3所;河南、山东、福建、江西和湖北各2所;吉林、黑龙江、广东、河北、陕西、浙江、上海和重庆各1所。从地域分布状况看,开设新能源科学与工程的高校主要集中在中东部省份,西部省份开设该专业的高校只有2所。

二、新能源科学与工程专业人才培养方案对比

作者对各所大学网上公开的人才培养方案进行了收集整理,并进行了对比分析。从收集到的资料看,各所大学关于新能源科学与工程专业的人才培养模式大体可以分为两类:一类在课程体系的设置上充分体现本科人才培养的“宽口径”原则,课程内容涵盖各种新能源,包括风能、太阳能、生物质能、地热能、氢能、核能等;另一类在课程体系的设置上更多地体现了“专业化”要求,设有专业方向,侧重于太阳能、风能和生物质能中的某一类。基于上述第一种思想进行的课程设置,体现了新能源的综合性和交叉性,但存在的问题是难以兼顾风能、生物质能和太阳能等不同的新能源对专业基础知识要求的不同。风能的专业基础侧重于机械和电气,生物质能的专业基础主要有热能、化学和生物学,而太阳能的专业基础是物理、化学和材料科学。因此,由于缺乏相关专业基础知识做支撑,这样的课程设置对每种新能源专业知识的讲解会存在内容深度方面的局限。基于第二种思路所开展的课程设置强调了专业的方向性,其不足在于削弱了对学生新能源综合知识的培养。表2是国内部分高校新能源科学与工程专业主要课程设置情况。

通过对表2的分析,可以得出以下几点结论:

(1)即使是同一类型的培养方案,各个高校之间在课程设置上也存在着较大差别。比如同属于“宽口径”型培养方案的西安交通大学与重庆大学和浙江大学的课程设置均存在较大差异。从课程所涉及的专业内容看,西安交通大学的培养方案涵盖了风能、太阳能、生物质能、水能、地热能、氢能,以及储能和节能等专业内容。而浙江大学的课程内容除了涉及太阳能、风能、生物质能和氢能外,还有三门与环境相关的课程,分别是能源与环境技术进展、能源与环境系统工程概论和低碳能源技术。

(2)上述人才培养方案课程体系的共性在于大部分培养方案体现了能源动力类专业的学科基础,这些课程包括工程热力学、传热学、流体力学等。这与教育部新修订的《普通高等学校本科专业目录(2010)》将新能源科学与工程专业设为能源动力类特设专业的要求是一致的。

(3)分析测试能力的培养受到重视。作为应用性很强的专业,培养学生具备从事现代能源技术与装备研究及应用的能力十分重要,因此一些学校开设了相关课程,比如,西安交通大学开设了《新能源过程、状态与材料性能测试与分析技术》,华北电力大学开设了《生物燃料分析与测试》、《太阳电池材料测试与分析》等课程,上海理工大学开设了《动力工程测控技术》等。

(4)课程设置充分体现了创新性。许多高校的课程设置都充分体现了方案设计者的创新意识,比如浙江大学设置的《低碳能源技术》、《能源与环境系统工程》等课程考虑了能源与环境的关系,这些课程可以起到拓宽学生知识视野的作用。再比如一些学校设置的《储能技术原理》则符合新能源这种分布式能源产业化发展的重大需求。享有国际声誉的社会批评家杰里米·里夫金在其新作《第三次工业革命》中提出,组成第三次工业革命五大技术支柱中“储能技术”是其中一项。

三、国外高校新能源专业开设及人才培养方案的设置情况

美国的一些高校已开办相关专业来培养新能源方面的人才。2005年,俄勒冈州技术学院开设了美国第一个可再生能源工程本科专业,之后,伊利诺斯州州立大学和约翰布朗大学开设了可再生能源专业,埃弗格来兹大学开设了替代能源与可再生能源管理专业,威斯康辛大学普莱维尔分校开设了可持续与可再生能源系统专业,纽约州立大学坎顿技术学院开设了可再生能源专业。在欧洲,德国历史最悠久的国立农业大学、欧洲农业大学综合科研实力排名第一的霍恩海姆大学开设了生物基产品与生物能源专业;挪威阿格德尔大学和挪威生命科学大学开设了可再生能源专业。此外,美国的一些高校开设有新能源相关的辅修专业,比如,科罗拉多矿业大学开设了能源辅修专业,学生可以在可再生能源和传统能源之间选择一个方向进行学习,托莱多大学设置了可再生能源辅修专业。表3是国外部分开设新能源专业大学的课程设置情况。(表中主要课程为笔者翻译,原英文课程名可登陆相应学校网站查询)

从表3所列几所大学的情况可以看出,国外大学的新能源类专业人才培养方案与国内大学在两个方面具有较大的相似性。一是国外新能源专业人才培养方向也存在“宽”与“专”两种类型,前者如约翰布朗大学、埃弗格来兹大学等,这些学校的专业培养方向涵盖了太阳能、生物质能等多种可再生能源;而霍恩海姆大学则属于后者,其专业名称即是生物基材料和生物能源。二是不同大学之间的课程设置同样存在着较大差别,充分体现了每所大学自身的特色。

国外一些大学虽然也有分专业方向的做法,但是这些做法与我们国内的设计有不同之处,国外是按照在共同的基础课程之上,通过专业课的不同来划分方向,这与国内完全根据专业方向对应设置基础课的做法明显不同。比如,纽约州立大学坎顿技术学院设置了10门涵盖风能、太阳能、生物质能、地热能的专业课程模块,但只要求学生从中选修4门,这其实是为了便于学生自主选择专业方向所进行的一种设计。威斯康辛大学普莱维尔分校的培养则从另外一个角度划分了专业方向,分为设计与分析方向、开发与管理方向,一个方向侧重于培养学生的设计研究能力,另一个方向侧重于培养学生从事新能源开发和管理的能力,每个方向单独设有相对应的课程模块。

国外大学在课程设置方面普遍比较重视经济及管理类课程的开设,并将这些课列为必修课。比如Principles of Management(管理学原理),Principles of Supervision(监督原理),Project Management(项目管理),Project Management for Renewable Energy(可再生能源项目管理),Economics of Biobased Energy Production(生物能源生产经济学),Managing an Alternative Energy Project(替代能源项目管理)等。国内大学对这类课程的重视程度不如国外大学。

美国的大学对高年级学生开设有Capstone Course(国内翻译为顶峰体验课程),比如Alternative and Renewable Energy Management Capstone Course(替代能源与可再生能源管理顶峰体验课程),Renewable Energy Capstone(可再生能源顶峰体验课程),Capstone Project(顶峰体验项目)等。这是一门将所学知识应用于特定主题、问题或设计的课程,过程包含资料(文献)收集、量化分析、产品设计、小组讨论与合作等,类似于我们的毕业设计。但是二者之间也存在较大区别,毕业设计是一个必修的、学分较多的项目研究课程,而顶峰体验课程表现出了紧凑多样的课程形式、多层次的课程目标、人性化的选修制度,具有团队合作、学术整合和产学融合的特点,被许多国家的高等教育引进。

四、结论与建议

通过对我国新能源人才培养的现状进行分析整理,可见:

(1)我国已初步构建了新能源人才培养的专业体系,在各所大学所制定的新能源科学与工程专业人才培养方案中,既有面向培养具备新能源综合知识与能力人才的方案,又有侧重于培养系统和深入掌握某类新能源专门知识人才的方案。不同的培养模式可以为新能源技术和产业的发展提供不同类型的专门人才。

(2)新能源种类多样且处在快速发展的过程中,加之不同种类的新能源对专业基础知识的要求存在差别,这些因素加大了专业课程体系构建的难度,在“专”与“宽”之间如何平衡和取舍还需要各个大学在现有人才培养方案的基础上,开展广泛深入研究,以便对人才培养方案进一步完善和改进,使其更符合新能源产业发展需求。

(3)我国新能源科学与工程专业与欧美等发达国家的新能源专业的人才培养方案和课程体系,无论是在设计理念,还是在具体内容方面都有很强的相似性,在体系先进性方面与国外处在同一水平上。但同时,我们也应积极学习和借鉴国外大学优秀的教学改革成果,比如美国大学顶峰体验课程的设置。

基于以上结论,笔者就我国的新能源人才培养提出以下几点建议:

(1)作为一个新兴专业,很多课程没有现成的教材可供选用。如果按目前的培养方案,大多数课程都需要各学校单独来编写,而要完成如此多新教材的编写,无疑是一项非常繁重的工作,而且也难以在较短的时间内完成。因此,从新能源科学与工程专业的长远和健康发展角度考虑,应该分类构建面向全国的专业基础课和专业课课程体系,在此基础上各大学可再根据各自的特点设置体现自身特色的课程。只有这样才能为全国性专业教材的编写奠定必要的基础。

能源科学概论范文第3篇

关键字:电力电气 设备检修状态检修在线监测

目前我国电力企业的设备管理仍然沿用较早时期的管理方式,特别是电气设备的检修还是以时间为基础的定期检修制度。特别是近十年来,传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术在电力行业中得到了广泛的运用。这使得多年来的使用的电力电气设备的检修方式慢慢不适合于电力行业的的发展。电力电气设备的检修随着时代的发展,已经开始慢慢从以时间为安排检修作业到在线监测设备情况并按其状态来安排检修作业。通过这样的具体应对设备状态来进行检修作业,我们就可以减少出现维修资源或劳动力过剩、盲目维修、维修成本过高的情况出现,特别是在电力设备状态监测及故障诊断中我们把智能系统应用其中,就可以在设备状态监测的基础上把先进诊断技术的融入到状态检修之中,让电力设备的检修变得更加即时、简便、高效。

电力电气设备的状态检修

因为多年来电力技术水平的高度发展,这使得我们的供电网络、配电系统的健康状况也有了很大的提高, 电力系统的设备故障率也慢慢降低,电气设备的在线监测和带电检测方法也是越来越丰富。我们针对各种电力设备采用有效监测措施,制定完善检修管理程序, 根据电力设备的实际运行情况来究制有针对性的状态检修办法, 再依据办法中的作业需要而提出合理的设备检修计划, 这就是我们应该大力推行的电力电气设备的状态检修。状态检修可以看作是一个多门学科专业的结合体,它结合了传感器技术,电力电子技术,信号测试技术,自动控制技术。这些专业结合就是为时实、准确的了解设备的运行状态及状态变化的情况。状态检修从实质技术角度来看就是,根据其电力系统中设备运行状态的变化数据,预测并发现设备的故障前兆,使用在线监测或诊测技术等快速地确定故障部位和性质,我们可以按上述测试的结果确定维修时间的一种检修制度。

从多年来电力行业的设备检修作业情况来看,状态检修对设备的技术管理要求较高,要有长期设备运行、检修和试验积累的资料和经验这是必须的,并且在电力系统的电网中有较成熟的在线监测装置以准确的监测设备状态, 并有一套较完整的综合分析诊断的方法来配合状态的分析。对设备进行状态分析与诊断是状态维修的前提与基础,设备状态分析就是要判断出设备目前处于什么样的状态,是正常的稳定运行还是有潜在故障的发生,电网各参数的变化是否在正常范围内波动、某设备故障发展期有多长以及该故障可能的发展趋势及严重程度等等。

电力设备状态检修的技术要求

从状态检修的定义我们可以看出,要做好状态检修我们就必须对设备状态进行监测、诊断以及分析。状态维修的技术主要包含状态监测技术、状态评估技术、状态预测技术等。

通过监测在运行设备的健康状况,以识别其已经出现的或快要出现的故障或缺陷,并能分析和预测检修的时间,有效地减少设备出现损坏或故障是设备状态监测的目的。因为电力系统在工常工作电压下测量的特征值通常要比设备出厂时所做预防性试验情况下所加电压下的同一特征值正确度高,这种数据更能真实地反映电力设备运行的实时状态。综上所述我们可以知道,状态实时数据采集、数据分析及状态特征提取、设备状态评估或故障诊断分类是电力电气设备状态监测的三个步骤。状态监测对电力系统中很多设备都能进行智能监控,电力系统状态监测的目标对象主要是要是电厂、工矿企业以及铁路牵引电力系统的重要电气设备,例如变压器、发电机、电缆、断路器等。

设备诊断的目的是以设备状态监测技术的导向,因为设备故障模式种类繁多,所以我们要选用适当方法和监测装置测试出设备的状态信息,而且还要对这些采集到的数据信息进行处理。在这个数据采集过程中测试仪器可能受到一些干扰数据,我们就必须排除各种干扰信息,正确提取到能反映设备实时状态特征的信息,这就是状态检修中的信息检测处理技术。

状态预测则是采用科学的方法把诊断数据与经验值或设计值(可确定设备是否正常工作的系列阈值)进行比较以对设备的状态变化,或已出现故障的状态发展趋势做一个预测。时间序列法、回归分析法、模糊预测法、灰色预测法、人工神经网络法等是我们在状态预测这个步骤中常用的方法。设备状态是状态检修的基础,有了状态才会出现检修。使用预测设备状态变化的方向的方法.提高设备可靠性和使用寿命为目标的一种设备检修方式。只有通过对设备进行状态评估之后才能确定设备的现行状态。因此设备的状态评估是进行状态维修的前提。

状态检修辅助决策及管理

状态检修是一个长期的贯彻工程的建设和使用的全过程,因为状态检修涉及到设备的最初始状态,以及在设备使用中的保养,和它使用报废阶段。所以设备的整个生命周期都是状态检修必须要关注的,它并不是一个单纯的检修工作。在设备检修管理过程中需要特别关注两点,第一是设备在初始投入电力系统时是就是处于健康工作状态,不应在其投入运行前就有故障的隐患。把状态检修作为设备检修的决策技术中的重要一种,状态检修的目标就是安排生产出设备检修的合理计划。第二在设备运行之前,检修人员必须要对设备的电气性能及在电网系统中所以的作用非常熟悉,对于设备的各种息包括设备的铭牌数据、型式试验及特殊试验数据、出厂试验数据、设备使用环境、各部件的出厂试验数据及交接试验数据和施工记录等信息。

对于电力电气设备状态检修策略的确定。我们可以通过分析设备故障模式的种类、评测检修设备时经济性和技术可行性,并结合实际设备的状态综合考虑电网情况,制定“状态检修策略管理设计”的框架。故障模式、状态监测、状态评估、检修决策、系统优化管理、故障管理、状态检修信息管理,这七个部份是我们在设备状态检修状态策略中必须包含的部分。

管理可以说是状态检修的根本,只有有效的策略管理成能把各种专业技术和合理的成本管理在检修作业中做有序的协调。首先加强状态检修的管理工作,才能提出有针对性的设备故障排除的检修策略和检修计划管理方案,尽量避免停电试验和检修维护的盲目,并减少检修作业本身成本及停电给用电企业带来的生产成本。提高电力系统的供电可靠性的目标并及时发现运行状态下电气设备的运行缺陷并及时检修和处理。要实现电力电气系统的稳定运行,状态检修辅助决策是必不可少的,我们还可以把设备台帐、试验、运行、检修管理和技术资料及智能管理系统融入到状态检修决策的管理之中,通过在各类设备状态实时数据的分析和诊断中所得到的设备运行状态结果,来确定检修决策,以实现电力设备状态检修。

参考文献:

[1]黄树红,胡扬,韩守木,火电厂设备状态检修概论[M],武汉华中理工大学能源科学与工程学院,1998

[2]李常火,电力设备诊断技术概论[M],北京水利电力出版社,1996

[3]陈奕善,采用以可靠性为中心的检修(RCM)编制发电设备检修计划的介绍[M],1996

能源科学概论范文第4篇

关键词:能源动力;人才培养模式;应用型本科;创新

作者简介:徐有宁(1962-),男,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院院长,教授;关多娇(1978-),女,锡伯族,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院,副教授。(辽宁 沈阳 110136)

基金项目:本文系辽宁省高等教育教学改革研究项目资助的阶段性研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0015-03

在我国,许多地方本科高校是由高职高专层次的院校升级来的,此类高校应是以培养应用型人才为主,它不同于学术型(或基础型)人才,也不同于技能型人才。办学层次的提高要求高校人才培养的目标也随之提高,更注重培养学生在生产或工作实践中具体应用专业理论知识解决实际问题的能力,强调理论、知识、方法、能力的协调发展。同时,这类高校原来“按专业培养”的模式使专业口径小,学生知识面狭窄,不能满足企业对多元化人才的要求,也越来越不适应教育部对国内本科教育提出的培养目标“知识面宽、基础扎实、能力强、素质高”。沈阳工程学院是应用型本科院校,能源与动力工程学院在为地方经济服务的办学实践中,根据地方和行业人才的需求,在人才培养目标与模式、人才培养模式的实现方面进行了探索和改革。

一、明确人才培养目标

人才培养必须先明确人才培养目标、人才培养模式。能源与动力工程学院能源动力类专业优势突出,其培养目标定位于面向市场,以职业为取向,与国际接轨,为能源电力行业、装备制造业培养应用型工程技术人才。综合我院目前已经形成的热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、风能与动力工程专业和核工程与核技术专业(以下称“专业群”),培养的能源动力类工程应用型人才未来都要从事专业技术领域以及相关专业领域的与系统、设备紧密相连的设计、制造、安装、调试、运行、检修、管理和服务等工作,因此我们必须把“具备全面系统的工程意识,务实求是的工程素质,综合的工程知识结构,较强的工程实践能力,自主获取知识的能力的高素质应用型专门人才”作为四个专业共同的人才培养目标。

二、改革人才培养模式

对于人才培养模式的改革主要集中在以下几个方面:

一是基于人才培养的基本要求,构建模块化的教学体系,进行各专业方向的理论教学体系和实践教学体系的深层融合与优化。

二是对理论知识体系下的课程设置进行调整。立足于专业基本知识,适度拓宽学生的专业知识面,满足学生的未来发展需要,特别是满足学生就业后的发展需要,为学生由单一专业型人才转变为复合型专业人才奠定结实的专业理论基础。

三是对实践教学体系下的实践教学内容进行深化和拓宽。整体工程素质的培养,使学生掌握基本实验中的验证性内容,个性化工程素质的培养,努力让学生参与科研训练和科研项目,在实践中开发培养能力的新的实验、实践内容,实现教学层次从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进。

四是对四个专业方向人才培养基本要求相同或相近的部分进行课程内容、教学资源的有机融合和拓展,并构建共同的专业大类的基础课程平台。这种模块式人才培养模式的框架如图1所示。

三、人才培养模式的实现

在应用型创新人才培养的实践中,我院按照能源动力类岗位群和市场经济对人才的需要,确定岗位群的基本要求(能力),明确培养目标,按照教学规律,提出了“一条主线、两个体系、三级平台”这种人才培养模式,如图1所示。这样的框架结构既考虑各专业方向(热能与动力工程、建筑环境、风能、核能)的共同基础,又兼顾各专业方向特色,这是我们搭建模块、设置课程体系的依据,各模块在教学中所占比例根据相关要求和市场对人才的需求动态调整,达到对于人才培养目标的总体最优。一条主线就是将“培养具有创新素质的应用型工程师”这条主线贯穿于整个人才培养过程;两个体系就是实践教学体系和理论教学体系,两大体系相对独立,又相互支撑、相互渗透;三级平台就是通识教育平台、学科大类基础教育平台和专业(方向)技术教育平台。以我院的专业群建设为例,它们同属于能源科学、能源工程的专业背景,可以通过共享前两级平台的资源,淡化专业方向的概念,培养学生的“大工程观”意识,使每个专业的口径都可以在现有基础上有所拓宽。

1.课程体系改革

(1)专业课程内容应能灵敏、动态、开放地反映科技进步和社会发展的现实,把学科发展的最新成果作为课程内容的重要选项,做到灵活、动态地调整模块里课程体系的内容和各模块在教学中所占比例。

(2)在通识课程阶段将专业概论性的课程融入,以渐进式的授课内容安排讲授概述性的专业知识。使学生在学习基础课和专业基础课时,就对专业有较明确的认知,做到学习目标明确。

(3)在课程中及时补充、更新相关的行业标准和工程通用标准,解释标准中条文的原因和意义;以课程设计和主题讨论的形式进行学习,使学生及时学习最新的工程知识和行业专业知识。

2.实践教学体系改革

实践教学内容在设计时既要考虑实践教学的承继性和可持续性,兼顾行业和企业对人才实践技能的要求,确保培养出的人才具有前沿的知识和先进的技能,也要确保实践教学能顺利开展,以系统性观点合理安排各种实践性环节,形成新的实验与工程实践教学体系,如表1所示。

具体的改革措施包括:集中的实践教学平台——建设动力工程实践教学中心;产、学、研互相融合,以科研项目、省市重点实验室平台和工程实践中心为依托,培养专业实践和创新能力;加强基于课程的实验环节的课时和内容,实现实验内容从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进;将各专业获得的多项与专业知识相关的技术发明专利和成果,通过课程和毕业设计传授给学生,增加专业设计性内容和新的科研成果;开展多种形式的工程实践教学,如校内的仿真机培训、安装检修实习以及在电厂的顶岗实习等;组织指导学生参与多种科技活动比赛,锻炼学生的专业实践能力、工程应用能力,培养学生的创新素质。

3.教学方式、教学方法改革

(1)兴趣性引导学习。对低年级学生安排专业教育,在实验室参观、了解专业内容、发展趋势、先进技术和本专业成绩,提供动手操作条件,增加其专业知识学习兴趣。对二年级学生开放实验室,在动手实践中产生兴趣、提出问题,从而引导其进一步学习。

(2)项目教学法的运用促进理论、实践的融合。将理论讲解和主题课程设计等实践环节相融合,以知识的系统性、整体认知性作为教学的主要目标,加强知识的理解和应用能力培养。以现场实际问题作为课程主题教学的题目进行讨论式、问题式教学,也将其作为课程设计的题目,锻炼学生分析解决实际问题的能力。

(3)专业技能课程使用“分层教学”方法,使基本理论和新技术有机融合。“一层”的知识包括基本概念、理论、主要设备结构、系统和设备运行常识,此层次内容所有学生必须掌握;“二层”的知识主要是设备的故障原因分析、排除手段,设备运行的主要规律,训练学生在工作岗位所需的技能;“三层”知识更加注重定量计算与问题分析方法、前沿技术等内容,训练学生分析、解决问题的能力,拓展专业视野。

4.课程考核方式改革

在学习效果评价方式上,计划合理运用网络教学平台,融合实践考核手段,采取有助于学生掌握、运用基本理论与基本技能,综合考核学生素质能力的“全方位过程考核”方式。在考核中,强调理论结合实践能力的考核,注重实际能力和素质的考核,突出过程考核,以促进学生对知识的理解和应用。根据课程特点,不同的课程采取不同的考核方式。以热能与动力工程专业下的课程体系为例,机械基础类课程在以往的基础上增加工程标准专题讨论内容,热力设备类和电气设备类课程增加了网络教学平台测试、工程标准专题讨论等环节,等等。

能源与动力工程专业课程体系的设置情况如表2所示。

5.教学团队建设

近年来,通过每年选派2-3名教师到电力企业进行工程实践,利用现有的省、市级重点实验室与我专业有良好合作关系的国内外知名院校进行合作科研,引进实践能力强的教师或聘请兼职,为年轻教师提供指导学生参加大学生科技竞赛的机会等多项重要举措,已初步建立了一支适合应用型人才培养的,具有较强的实践能力、工程应用能力、工程创新能力,具有较高的专业教学水平、专业素养,适应专业技术发展、适应创新型专业特色人才培养需求的专职和兼职教师队伍。

四、结论

沈阳工程学院能源与动力学院能源动力类专业是以能源与动力工程专业为核心的专业群,经过几十年的建设和发展,教学条件、师资队伍、实验条件都上了一个新台阶,为东北乃至全国的电力行业的人才培养和技术服务作出了重大贡献,得到了发电行业的充分肯定,2012年被国家电网公司确立为全国6所电力本科院校之一。创新应用型本科院校能源动力类专业人才培养模式,可以系统化知识体系,多元化就业渠道;可以实现学生的递进式能力培养,理论与实践的统一;可以整合教学资源,提高教学质量和办学水平;可以加强专业群建设,提高专业建设水平和质量。随着国家经济建设的高速发展,对电力高校提出了越来越高的要求,我们将通过构建全新的、具有能源动力类专业特色的人才培养模式,逐步探索应用型本科院校实现培养目标的最优化、最合理的途径。

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