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风能与动力工程专业

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风能与动力工程专业范文第1篇

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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风能与动力工程专业范文第2篇

【关键词】热能与动力工程;锅炉

引言

随着经济的不断发展,现有的化石资源已经远远不能满足我国现下经济的快速发展,能源问题越来越受到党和人民的密切关注。所以,在有限的能源下,想要发展经济就必须用提高科学技术的手段来使能源的利用率得到提高。热能与动力工程是一门工程应用专业,这门学科的包含机械工程学和跨热能与动力工程,这两门学科也是其主要的理论基础,该学科的应用与发展原理就是将热能与机械能在一定的条件下进行互相的转化,来产生各机械设备运转所需要的动力。我国经过长时间的探索,热能动力工程已经得到了很大的发展,取得了很好的发展成果,其应有的价值在锅炉方面体现的淋漓尽致。目前,我国在锅炉的利用和发展过程中存在的主要问题就是能耗过大,这是每个从业人员都必须面对的现实问题。我们应致力于用热能动力工程技术来对燃料的燃烧进行创新,来使能源的利用率得到改善。锅炉是主要的热能与动力工程的承载者,能量转化是其在生产过程中的主要动力,因此要提高锅炉的利用率就必须在设计锅炉初期就应该用热能与动力工程的标准来武装设计方案,唯有这样才可以使锅炉的燃烧效率以及能源利用率得到很好的提高。

1 热能与动力工程的基本内容以及发展概况

1.1 热能与动力工程的基本内容

热能与动力工程包含多们学科知识内容,因此是一门综合性比较强的学科。热能的研究以及用适当方法进行热能与动力学之间的转化是其主要的研究方向和内容。在能源利用高效的锅炉上我们可以看到,热能和动力工程的很多系统性的应用都体现在了锅炉的设计上,研究内容对锅炉的运行也起到了指导的作用。我们在对热能与动力工程研究的同时,也必须兼顾其他领域的研究,毕竟它是一门综合性的学科,尤其应将研究的重点放在热能与机械能的转化上,这样才可以更好的提高对这门学科的认知度。同时,作为一门有着广大发展前途的学科,它也设计很多的发展方向,自动化的发展方向就是随着科技的不断进步而衍生出来的。目前我国在热能与动力工程这方面的人才相对匮乏,人才的培养也是未来发展的一项重要的工程,用知识性的人才来解决能源方面的使用问题,来使热能动力工程的作用得到发挥,从而为我国的经济发展提供一个很好的平台,从这个角度来说,马不停蹄的进行科技创新,提高对热能与动力工程的研究的意义已经变得非常重要。热能与动力工程旨在解决的是能源和环保方面的问题,减少废物的产生将能源高效的利用是一件十分艰巨的同时也是我们需要克服的任务。

1.2 我国热能与动力工程的发展概况

我国的热能与动力工程始发与中国成立初期的50年代,我国各种企业以及生产方式都是遍地狼藉,后期的一切发展以及人才的培养都是借助于苏联的模式,所以我国的经济发展以及人才的培养都得到了很大的改善。随着改革开放后我国社会主义经济进行的如火如荼,热能与动力工程呈现出勃勃的发展生机。随着市场经济的要求,热能与动力工程的人才需求越来越高,因此教育部将原来零零散散的九门关于热能与动力的学科整合为一体并将其纳入大学生的学习行列。整合后的学科综合性以及学科内容针对性极强,尤其广泛的应用领域是在锅炉方面。解决能源短缺的事实是热能与动力工程发展的主要目的,这是不争的事实,所以其有很高的地位在国民经济发展中是不容置喙的,人们对它的高度重视一定会持续高温,使我国的能源提供能够更加流畅、高效。最新的热能与动力工程发展将环保理念融入到了工程实践的发展之中,减少能源的浪费,降低水、大气以及固体废物的排放,将生态化提到日程表上。现在的热能与动力工程的发展会为以后的经济发展夯下坚实的基础,将经济发展的可靠性得到很大的提高。

2 热能与动力工程在锅炉方面的应用以及发展创新

2.1 热能与动力工程在锅炉方面的应用

是否成功的将热能与机械能进行转化的核心技术就是锅炉内部的燃烧控制,随着科学技术的不断进步,锅炉填料的技术已经取得了很大的发展,由以前的人工填料演变成现在的燃料填充的自动化阶段。热能动力自控技术可以将锅炉的燃烧分为两个类型。第一种是由各种元件组成的连续性控制系统,这种方式能有效的进行锅炉内部的温度调节,以此来提高燃烧效率,但是温度控制不够精确,需要仔细认真的态度进行细致确认;第二中是双交叉控制系统,这种方式可以节省材料,更重要的是能较为精确的控制温度在合适的范围内。目前,工业炉是应用比较广泛的一种炉子,是工业生产中的重要组成部分。工业炉的主要作用就是通过更加深入的研究能源利用率来达到锅炉发展的新时期。经过对热能动力学的研究,现在的步进式以及推钢式锅炉在热能的转化方面取得了令人欣喜的进展,虽然这两种方式在输料方式上有一定的不同点,但是使用起来效果却是非常好的。在未来的发展方向上我们可以清楚的看出,热能动力学工程可以在能源方向、汽车工程方向以及低温控制技术方向上有着很大的提高空间,在未来的市场上有着无限的发展潜力,能够逐渐的将人们的生活方式发展成自动化。锅炉供暖、电能供电技术等等都应耳熟能详了,这些已经完全融入到人们的生活生产中,当然世界上还有很多的未知之谜需要我们求探索,需要有识之士去开发、去展望,去实现我们美好的明天。将锅炉等行业的能源利用达到最高,实现能源的高效化。

2.2 热能与动力工程在锅炉方面的发展创新

2.2.1 热能与动力工程在锅炉方面的发展

世界第一台锅炉在英国产生,随之进行了蒸汽时代的工业革命,虽然锅炉是工业炉的一种,利用燃烧来提供所需要的热量,但是这样不但对能源有着很大的浪费,而且也会造成生态环境的恶化。随着科技的进步,越来越多的技术应用到了改良锅炉行业中。当前,在我国各行各业上广泛应用、工业上加热装置普遍使用的锅炉就是工业炉,它的种类很多,数量涉及的范围广,我国国民经济的发展很大程度就是依赖工业炉的改良与使用,因此它的发展与国家建设以及战略息息相关。在国家节能减排的号召下,锅炉业首当其冲,节约型的锅炉建设是各个行业努力发展的目标,在高校中热能与动力学的学生应该积极涉猎各种技术,在学习好理论基础知识的前提下还需要培养一定的分析问题、解决问题的能力,作为21世纪的学生,必备的素质之一就是进行计算机操作,那样才能跟上时代的步伐。能源对于一个国家的重要性不言而喻,国家经济发展是否长久受能源利用效率的直接影响,创新、环保能力的培养是当代人才的迫切需要。发展新技术,提高能源利用率尤其是在锅炉行业的效率是摆在我们面前的主要问题。

2.2.2 热能与动力工程在锅炉方面的创新

众所周知,进行能量的转换调节是锅炉燃烧控制中非常重要的一环。随着时代的不断发展,锅炉的类型以及填充燃料的方式都有了很大的发展,同时也有效的控制了锅炉的燃烧效率。在燃料的消耗系统中,有两类是能够进行能量控制的。一类是调节空气与燃料的比例值,通过和锅炉的设定值进行比较来得出所想要的结果,但是这种方式比较复杂,而且精确的计算也没有实现,要想使技术的准确性能够保障,还需要对锅炉的设定值进行多次的确认才可以。现在的主要手段是经过计算机的设计计算来提高锅炉的效率,通过计算机来控制锅炉的运行与操控,达到自动化的目的。通过调整锅炉的燃烧方式提高了能源利用率,减少了对环境的污染。在锅炉风机上,热能与动力工程为降低风机故障而造成设备损害,因此在改良风机的问题上热能与动力工程也进行了很大的创新,保障了锅炉电机的安全运行。热能与动力学工程在最近几十年的发展中研发出一种可以在不同方向上测定燃料速度的软件,通过数学模型得出一系列的模拟结果,从而可以有效的改善锅炉内部某些部件的性能。

3 热能与动力工程在锅炉应用方面存在的问题

热能与动力工程在锅炉应用方面存在的主要问题除了如何提高能源利用率外,最主要的就是锅炉风机方面问题。锅炉的风机主要是用于传送以及压缩气体,也就是将气体风能转化为机械能,从而保证锅炉的正常运转。随着人们大量的需求能源,越来越多的负荷强加到锅炉上,致使风机的自身性能降低,从而导致锅炉电机的损害,严重影响锅炉的效率,并且在一定情况下会导致锅炉其他设备受损,这将直接导致大量的经济损失,同时也会对操作工人造成安全威胁。良好的热能动力工程技术能有效的尽心锅炉的改进,但是由于叶轮机械结构复杂,很多不确定性的因素都会影响温度的测量,致使我国到目前为止还没有有效的方法来解决这个问题。所以如何行之有效的将热能与动力工程技术应用到风机的改良上,顺利的产生持续性能高的锅炉已经成为热能与动力工程人员需要考虑的问题。只有不断的依靠热能与动力工程技术不断的对风机进行改进,才能保障工作人员安全以及锅炉的正常运转,才能不断的对锅炉进行改造,才能使锅炉在运转和工作中发挥出应有的作用。

4 结语

锅炉有着悠久的历史,经过人类科技文明的发展,锅炉也经历了很大的改善,拓展了自己的性能。本文在对锅炉运转以及设计理念上应用热能与动力工程进行了详细的阐述,并对该工程对锅炉中存在的问题提出了有效的解决办法,深入的研究了热能动力工程在技术上对锅炉在燃烧方面的应用,尽所能的通过提高燃烧效率增强燃料利用率。简而言之,目前我国人才尚很缺乏,需要大量的培养相关知识性人才,用实际行动来提高他们对该行业的探索能力,不断的对该工程涉及的领域进行研究,勇于创新,挖掘出热能与动力工程在包括锅炉在内的使用领域上的其他潜力,行之有效的降低能量的消耗,为我国的经济发展事业奉献自己的一份力量。

参考文献:

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[4]马士峰.浅谈热能与动力工程发展方向[J].科技与企业,2014(12).

风能与动力工程专业范文第3篇

68q那年,胡文瑞来到西北甘肃,成为兰州理工大学与中国科学院的共享院士,在这片遍布红柳的热土上,开始了他的西北情缘。

扎根西部助力风电行业发展

甘肃省的河西走廊又被称为“风电走廊”,这里的酒泉是中国风能资源丰富的地区之一。它所辖的瓜州县被称为“世界风库”,玉门则被称为“风口”。

到了甘肃之后,胡文瑞瞄准这一领域,为甘肃“陆上三峡”战略献计献策。他带领专家多次到河西实地考察,提出在兰州理工大学开展大型风力发电机研究。经过多年的发展,兰州理工大学风能与动力工程专业已在全国具有一定的影响,学校先后承担国家“973计划”、“863计划”、国家自然科学基金等科研项目40余项,为甘肃省乃至全国的风电行业培养和输送了大量专业人才。而在胡文瑞到来之前,这一切是很多教师想都不敢想的。

兰州理工大学副校长李仁年说:“学校之前的科研项目主要来自于企业,以应用型工科为主,缺乏从工程实践中总结提炼科学问题的精神,这些都因为胡院士的到来发生了改变。”2005年,胡文瑞开始指导兰州理工大学申报风电方面的国家“973”科研项目。经过连续三年的努力,终于申报成功。该项目设立的“大型风力机高性能叶片的气动、气弹与气动声学综合分析研究”项目由兰州理工大学主持研究,实现了该校国家重点基础研究发展计划“973”项目零的突破,学校科研水平步入“国家队”。

此后,兰州理工大学的风力研究步入了快车道。在胡文瑞的主持下,全国风力机空气动力学学术会议、海峡两岸“垂直轴风力发电机组”标准工作组会议、甘肃省风电技术论坛等每年10余次的国内外学术研讨活动接连在兰州理工大学召开;“甘肃省风力机工程技术研究中心”、甘肃省水力发电工程学会风力发电专业委员会、国家级风电设备质量监督检验中心相继成立;国际合作项目“大型风力机风轮关键技术研究及示范”等项目为相关风电制造企业提供了技术支撑。尤其是以风力发电为纽带,促成了中国运载火箭技术研究院与甘肃省的全面合作,推进了风电制造业的本土化进程,风电装备制造业已成为甘肃省新能源装备制造业的龙头产业。

立足科研推动精准扶贫进程

科学研究的精神一经点燃,就会产生强烈的辐射效果。自2014年开始,兰州理工大学西部能源与环境研究中心团队在胡文瑞的指导下,根据太阳能经济性集热温度与生物质高效恒温发酵温度相匹配的特点,提出了太阳能与生物质能互补供能系统的设想,并以连续稳定、高效低成本地满足用户冷热电气等用能需求为出发点,积极开展了基于可再生能源的分布式供能系统、农牧废弃物混合恒温厌氧发酵过程及其产物高效高值循环利用、太阳能的光热转换过程强化及高效利用、水合物法净化生物天然气等工作。

学校也先后承担了国家“863计划”、国家科技支撑计划、国家星火计划、国家自然科学基金、国家国际合作专项、甘肃省重大科技专项等40余项纵向、横向科研项目;研发了自主知识产权的“太阳能温控型恒温沼气池建造技术”“生物质能与太阳能互补供能系统”等成果;实现了利用禽畜粪便、秸秆、果蔬废弃物等生物质能和太阳能全年连续稳定供电、供燃气和采暖/制冷等功能,并已在省内外村镇绿色建筑、温室种植、暖棚养殖、循环生态园区建设等领域推广应用,对甘肃省科技推动精准扶贫、计划、建设美丽乡村具有重要支撑作用。

战略定位促进新能源开发

2015年,胡文瑞在国家科技战略座谈会上提出,兰州理工大学新型风力机的研究需要尽快安排研制低速、大流量、大扭矩和高效率液压泵的主要关键技术,以及高压液体输送、存储和发电等相关研究,争取在3年左右时间内将这种新型风力发电机推向市场。他的建议受到国家的高度重视,国务院总理和副总理刘延东分别作出重要批示,要求做好项目的调研论证和研发工作。

目前,兰州理工大学已成为甘肃省内新能源的重要研究基地之一。学校相继建立了风力机数值计算实验室、风洞实验室、混合原料恒温厌氧发酵实验室、水合物法净化生物天然气实验室、干旱区沼肥一水一土协同作用机制实验室和生物质能与太阳能互补供能系统中试基地,并在甘肃省景泰县建立了国内第一个风力机外场综合实验平台。2005年,兰州理工大学开始招收风力机研究方向的研究生和博士生。2009年,学校被教育部批准成立风能与动力工程本科专业并开始招生。学校在酒泉建立新能源学院。如今,学校每年都有上百个项目申报,最多的一年,全校共获批64项国家自然科学基金项目。近十年来,学校承担的国家自然科学基金和社科基金项目将近300项。

风能与动力工程专业范文第4篇

能源是人类社会发展的动力。过去,世界的发展依赖有限的化石能源如煤炭、石油等。随着温室效应的加剧和石油价格的上涨,全世界各国都在积极努力地寻求解决方案。如何缓解经济发展与能源及环境之间的矛盾,新能源给我们提供了一种新的选择,它将成为破解中国乃至世界难题的关键,引领世界跨入强劲增长的新能源经济时代。故而,新能源迅速成为全球关注的焦点。基于国家节能减排的压力和新能源产业带来的巨大经济效益双重驱动下,我国央企电力巨头纷纷加快了在新能源和节能环保领域整合的步伐。央企电力巨头在全国范围内跑马圈地向新能源领域延伸的同时,人们强烈的意识到,推动新能源行业前进的人力资源却捉襟见肘。整个新能源行业,无论是核电、风电、太阳能行业,还是相关的装备制造业——新能源专业人才的大量缺乏已成为制约当前新能源产业发展的最大屏障之一。

专题回顾:2007年,华北电力大学成立了国内首个可再生能源学院,但仅开设了水利水电工程、水文与水资源工程、风能与动力工程三个专业。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。2011年和2012年教育部又先后批准了23所大学开办该专业。截止2012年,经审批国内共有34所大学开设了“新能源科学与工程”专业。面对新能源产业的迅猛发展,高等院校中具备培养新能源高新技术人才能力的院校却是凤毛麟角,新能源产业的人才储备远落后于整个产业的发展速度。

为推进新能源产业的持续健康发展,着力提升新能源专业人才培养的力度与质量,2013年5月19日,“首届全国新能源科学与工程专业建设研讨会”在华北电力大学北京校本部召开。浙江大学、中南大学、华中科技大学、重庆大学、河海大学、东北农业大学、福建师范大学、河北工程大学、华北电力大学、北京工业大学、北京信息科技大学、吉林农业大学、济南大学、江苏大学、南京理工大学、青岛大学、深圳大学等22所开设了该专业的高校和部分新能源企业,围绕新能源科学与工程专业人才培养模式、专业教材建设、资源共享网络平台建设等展开了深入研讨。华中科技大学、浙江大学、东北农业大学、福建师范大学就各自在新能源专业建设和人才培养上的实践经验进行了交流与分享。

风能与动力工程专业范文第5篇

对于学生就业来说,大环境主要指的是就业市场、就业趋势对人才的影响。从职业培养上来看,大环境影响学生对职业选择是十分明显的,同时也影响着学生对未来职业的规划方向。同时就业市场和就业趋势又受到国家政策、地方法规等因素影响。对于企业招聘来说,大环境是指学校知识体系构成,学校专业体系关系到企业是否能够招聘到满足本单位长远发展的人才。反过来说,提高企业对学校的满意度也将促进本校学生就业率和就业质量的提升。为了改善大环境,学校组织决策者要从以下四方面进行着手:

(一)地区产业为主

以工科为主的大专院校要发挥地区产业的引导作用,学校在制定培养计划时,要充分考虑行业特点和区域分布,大学生择业倾向与区域产业经济需要不匹配,这是影响大学生就业的重要原因之一。以“风能动力工程”专业来说,风力发电机组的制造厂主要集中在北方的重工业城市,而风力发电场却分布在“三北”地区(东北、华北和西北)和东南沿海地区。当生源集中在某一地域情况时,对学生培养要充分考虑地区产业的特点,适当的增加或减少某一方面的知识的教授,提高学生在该地区的竞争力,这样有利于学生选择就业,并在择业竞争过程中也有一定的优势。学校在进行区域经济发展趋势分析,多与地方政府、行业协会、企业紧密联系,了解地区中对专业人才的要求,充分为地方经济培养出大批与之相适应的高素质、高技能建设人才,以多渠道、多途径实现学生顺利就业。

(二)教育服务地区

高等职业院校要及时跟踪市场需求的变化,主动适应区域、行业经济和社会发展的需要,根据学校的自身办学条件,有针对性地调整和设置专业。当前,我国正处于加快推进现代化建设的转型期,人力资源数量上的优势无法弥补质量和结构的短板,这已经严重影响了区域经济社会的发展,这就要求高职设置的专业要服务区域经济。首先,服务区域产业结构,要分析区域大类专业需求,结合高职院校办学实际特点,设置区域产业需求的专业。其次,服务区域新兴产业和重点发展产业,分析区域大类专业发展方向,有针对性地主动调整专业设置。再次,是服务区域行业的发展,要了解区域产业的行业分布与需求,分析区域内具体需求专业和人才需求数量,在确定大类专业及其发展方向的基础上,设置具体专业。最后,服务区域内主要行业的骨干企业,分析骨干企业职业岗位人才的能力和素质需求,确定专业人才培养标准。

(三)教育服务企业

培养品学兼优的学生是院校的目标也是企业的用人标准,在这点上院校与用人单位具有价值一致性。大学生专业知识结构、能力结构不能适应企业需求现象突出,高职教育要为先进制造业和现代服务业培养高技能人才[2]。企业渴望有一批懂专业、能学习、负责任、善沟通,能体现企业文化的技能人才,这就要求高职教育设置的专业要贴近企业,服务行业。一方面学校提供大众化服务,即为某一行业培养先进的、具有行业特质的、企业普遍认可的专业人才。这就要求高职院校按照行业职业标准与企业合作办学,通过专业共建、人才共育、过程共管、就业共担等手段来培育校企互认的专业人才。另一方面学校提供个性化服务,即为特定的企业培养特定的专业人才。通过实施“订单式”人才培养,校企双方对学生进行全方位教育与管理,将企业特殊的专业要求、职业素质、企业文化融入人才培养全过程。

(四)及时调整专业知识体系

高职院校在就业导向的指导下,加快了专业调整的步伐,设置区域经济建设急需的专业和课程、逐步从普通高等院校本科专业设置的固化模式中走了出来,开始根据市场需要和就业状况,调整专业设置。“就业导向”课程模式是相对于“学科导向”而言的,“学科导向”课程是以文化知识(科学、道德、艺术)为基础,按照一定的价值标准,从不同的学科或知识领域选择一定的内容,根据认知的逻辑体系组织教学的课程。“就业导向”课程以就业为目标,按照一定的职业标准选取教学内容,学校实时把握就业动向,根据工作岗位操作过程组织教学的课程、设置课程。调整课程时要及时果断,并可通过“模块课程”、“项目课程”和“工作过程系统化课程”等手段补充行业中急需的知识技能。但职业教育不应该走向极端,片面理解“就业导向”,重视学生的动手能力,忽视学生的人文教育,学生的人品受到用人单位的质疑,这与许多公共课程、基础课程,甚至一些有助于学生身心健康长远发展的课程一再被压缩或删减有着密切的关系。

二、小环境的影响

目前,各职业学院和高校学生集中在90年以后出生,这些的学生自主性强,学生对未来职业规划很明确[3]。在对进行学生日常教学时,首先要了解学生在想什么,也就是对学生进行多次摸底调查,了解在众多的因素中学生在选择工作时,把什么放在第一位,只有针对这一点学生在以后的学习中才能用功的学习,并且就业成功率更高。

(一)“自我实现”培养

在以工科为主的本专科院校,要充分结合学校的专业特点,在课程设置上应兼顾技能教育与素质教育的“双轨”模式,同时兼顾学生个人爱好和意愿。以应用性教育和素质教育为主,结合学生的个人意愿是提高学生学习的兴趣的关键所在。学生在学习的过程中感觉“自我实现”,对今后的从事职业有着充分认识,可以很好地为高等教育的课程模式提供新的思路。“自我实现”课程设置的根本目的是促进学生开发其潜能,实现其人生价值。自我实现主要包括职业价值观、自我效能和自我效能感的中介作用等三方面[4,5]。因此,“自我实现”课程以开发培训学生内在的、潜在的价值为目标,将学生的情意领域(意向、情绪、态度、品行、情感、价值观)与认知领域(智能、知识和能力)加以整合,以期实现学生智商与情商、学习与生活、个人与社会、知识与技能等方面的和谐统一[6]。“自我实现”课程模式,首先要求关注的是要充分尊重学生个体差异,根据学生特点、就业意向开发课程,在学生解决和掌握各种学习问题的过程时培养兴趣,提升素质,发展能力。其次,学生全程参与学习活动构想、设计、实施与评价,更多地发挥被受体(学生)主体性、能动性;再次,学生思维能力(问题解决能力)的发展与其操作能力(行动能力)的发展并重且相辅相成;最后,在应用“自我实现”课程模式,要避免大学生就业期望值与用人单位的偏差,正确引导学生的就业观。

(二)其他个人影响因素

学生的其他个人因素主要包括家庭原因和个人态度[7]。“风能与动力工程”专业生源主要涵盖内蒙古、辽宁、甘肃、吉林、黑龙江、四川、福建等几个省份,若学生在校期间不能找到距离家乡较近的城市和地区,往往不能选择就业。同时学生从事的专业与当地主要企事业人才需求不吻合,学生也很难就业。即使勉强就业,在1-2年甚至几个月学生就会选择离岗,这样直接影响学校在该企业的今后就业量,学校在地区企业中的印象也会产生负面影响。这样的例子在其他专业毕业生中屡见不鲜,对学校专业长期发展不利。

三、总体方案设计

在确定宏观的培养模式甚至微观的培养方案时,首先要确定总体设计方案。总体设计方案直接关系到实施效果,成为确定培养模式和制定培养方案的指导方针,所以总体方案设计在整个实施过程中处于主导地位。在考虑大环境影响因素时,主要包括:用户、市场、技术、经济、本校信息、环境、外协、政府和社会的政策方针等。而小环境影响因素包括:学生就业、个人能力、其他因素等。本方案总体设计主要通过四步骤进行。首先是资料收集,对于影响学生就业的各方面信息通过市场调研和调查问卷的方式进行,得到第一手资料。资料要求全面,这将有利于方案确定时能够及时准确把握,不偏离指导方向;其次是资料分析和整理,这一部分工作是通过对收集到的资料进行分门别类规划,并将同一类型的资料数值量化,为利用故障树分析方法做准备;再次是故障树分析。通过将量化数值公式转化为数据模型节点,利用故障树分析原理变通进行资料分析,最终得到学生在校需要掌握的知识内容,形成专业具体方案。最后,以专家团队为主体,对关键内容进行论证,最终确定培养模式和制定具体培养方案。具体设计方案如图1所示,其中节点内容说明如下:1.用户方面的信息收集:其中用户指学校周边或本区域(省、市)等方面的风电运营企业和风电设备制造企业对人才需求。2.市场方面的信息收集:主要是指在大环境下,风电市场或风电行业对毕业生的就业要求[8]。3.技术方面的信息收集。针对1和2对人才培养需要,进行相应培养方案设计,增加和删减某些课程内容。4.经济方面的信息收集。是针对本科4年学习时间和专科3年时间,合理调整培养方案时间进程,使各门知识彼此协调,并实施跟踪国家经济生产大市场的变化情况,达到最佳学习效果。5.本校的基本信息收集。本学校风动专业的师资力量及教师从事科研方面特长,进行合理配置相应课程,提高学生在知识面上的深度和广度。6.环境方面的信息收集。此方面主要包括学生对就业环境和就业区域的选择,进行相应的培养方案的修改。7.外协方面的信息收集。本方面信息收集的最根本目的就是发挥本校行业优势,发挥外协方面的能力,提高学生在就业单位的知识和技能能力,使学生能够学有所长、学有所用。8.政府和社会有关部门的政策等方面信息收集。例如2013年国家将启动15亿的可再生能源的研究资金,这将在某种程度上大大刺激风电设备研制企业的发展,也必将影响到方面1、2、3等资料,对学生知识掌握量和门类必然有间接影响。9.学生就业意愿调查。主要是指学生对以后职业的规划,学生的个人就业志愿在某种程度上直接关系到学生是否能够就业[9]。10.学生个人能力测试。个人能力主要是指专业能力、技术能力和社会能力等,通过试卷调查掌握学生对未来职业规划和想法。11.影响学生就业其他因素。在其他因素中家庭原因和个人态度到对职业规划起着主要引导作用,在制定方案时要充分考虑这一部分内容,有利提高学生的就业能力。

四、故障树分析方法

故障树分析又称失效树分析,简称FTA(FaultTreeAnalysis)。它是由美国贝尔实验室的H.A.Watson首先提出的。用以表示系统特定顶事件与其各子系统或各元件的故障事件及其它有关因素之间的逻辑关系。以故障树作为分析手段对系统的失效进行分析的方法。故障树分析是一种图形演绎方法,分析起来形象、直观。由于它将系统事件发生的各种可能因素联系起来而有利于弄清系统的事件模式、发现找出系统影响的各事件环节,提高系统顺利运行的分析精度。由于它是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图,因此,可以用电子计算机来辅助建树,能进行定性分析和定量计算[10]。故障树分析法不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题,而且也可用于其他的系统工程问题,本文章正是利用故障树分析的这一点,完成职业教育方案的探讨。系统产生某一事件结果都是有着各种直接和间接原因———也就是事件,在这些事件间建立逻辑关系,从而确定系统产生这一结果的各种可能组合方式或其发生概率的一种可靠性、安全性分析方法。它在工程设计阶段可以帮助寻找潜在的事故,在系统建立运行阶段可以作为预测的方法。职业教育培养模式作为一种教育系统,也可以采用故障树分析方法。采用故障树分析方法,首先要收集、规划、整理各影响职业教育的各种信息,并归结为整理为影响结果的客观因素,建立故障树。其次,建立故障树的数学模型并量化影响标准,对每一量化影响因子进行分级加权。再次,进行职业教育培养方案的定性分析,找出需要掌握的知识内容及知识点。最后,对整个培养模式及方案进行定量分析,将每一门课程所涉及的各知识点进行杂糅,并在设置教学大纲时进行一定的取舍,否则知识点过于零碎,不利于方案实施和学生的今后发展。

五、方案实施

(一)定性分析

将通过各种渠道的信息资料进行规划、分析、整理,并综合考虑影响职业教育体系的各个事件,这样才可以进行相应的故障树定性和定量分析,通过以“风能与动力工程”专业为例综合考虑,建立“风动”专业职业教育体系故障树,通过这一方法对该专业培养模式和培养方案进行分析探讨。具体故障树数学模型如下所示:

(二)建立数学模型

故障树数学模型主要包括以“与”和“或”计算。“与”计算在数学表示上以“﹒”号表示或者不书写,当若出现x1x2的结构形式时,表示x1x2所代表的两门知识课程要杂糅在一起综合进行掌握学习。“或”计算在数学表示上以“+”号形式表现,若出现的结构形式时,表示x1x2所代表的两门知识课程均要分别掌握。x1x2+x3表示由知识点x1和x2杂糅形成一门专业课,同时学习由x3知识点单独形成的专业课。这样避免出现学生的专业课程过多、学习任务过重的现象出现,同时又避免学生在以后择业时知识和技能不足,从而达到“学”与“不学”中寻找出一个平衡位置。具体计算公式为:T=n1G1+n2G2+n3G3+n4G4+n5G5=x1x2x3+x4x5+……(1)其中:n1n2……n5为资料分析时整理归结而得到的加权因子,以提高相应知识点所占的比重,x1x2……xn为需掌握的各种知识点及技能,G1,G2,……,Gn为各种就业方向。

(三)方案实施及实际效果

通过故障树分析设计的专业培养方案,已经在“风能与动力工程”专业081级和091级学生中初步尝试实施,并得到很好的实际效果。在培养计划中的“风电场安装与设计基础”课程集中了机械、电气、维护、安装等方面知识,而“风电机组监测与控制”课程又包含了控制、电气、运行等相关知识,通过故障树分析计算平衡各知识点在课程中所占的比重,从而达到了理想的效果。统计沈阳工程学院“风动”专业081和091级就业数据,从中可以清楚看出,无论大环境和小环境其中的影响因素权重如何变化,通过本方法分析后学生在校掌握知识和技能均能满足招聘单位对人才的要求,同时学生对工作的满意度也比较高。

六、总结

风能与动力工程专业范文第6篇

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:

[1]孙欣,黄永红.“新能源发电技术”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2012,(35):95-96.

[2]刘忠,邹淑云.专业选修课《新能源发电技术》的教学研究与实践[J].科技情报开发与经济,2010,20(1):185-186.

[3]张力,杨仲卿,郑泓.“能源、环境与社会”全校性新生研讨课教学模式探讨[J].中国电力教育,2012,(24):54-55,69.

[4]余霞,夏菁.关于高校本科专业选修课的若干思考[J].中国电力教育,2012,(32):72-73.

风能与动力工程专业范文第7篇

从客观方面看:一方面,我省近现代教育起步较晚,发展较慢。例如我省最早的国立大学兰州大学在1909年建立,比国内其他省份同等高校建校时间晚10-20年;另一方面,相对滞后的经济无力支持高等教育发展。

从主观方面看:一方面,我们的观念和行动迟缓,没有积极顺应宏观经济政策增设以石油、化工、机械、冶金、地质为特色的高等院校;另一方面,国家对中东部高校的投资支持力度大于西部高校,因此在资源配置方面,我省高校均低于国内其他同等院校。

加快甘肃高等教育发展的基本思路

我省高等教育资源的优化配置应受当地经济发展对人力资源需求的调控和引导。我省产业结构的调整使得目前对人力资源类型的要求也相应地有所调整。由于政治、经济与文化的制约,长期以来,我省高等教育的资源配置也是自上而下受到政策性影响的。但自20世纪90年代以来,我省高等教育资源的分配相对自主,经济文化因素的影响日益突出。美国高等教育界学者伯顿•克拉克早在20世纪80年代初就提出高等教育发展的“三角协调模式”[1],即高等教育资源配置受到政府、市场力量的影响。例如:在市场体制下,随着“市场的主导作用愈发凸显”[2],政府不再起主导作用,市场经济的效率与公平原则同样适用于高等教育资源配置,这是由其经济属性所决定的。随着高等教育规模的不断扩大,市场调节的作用也在加大。因此,高校的发展应该是注重市场形式,激发具备专业知识的教师的能动性,拓宽高等教育多样化的需求。美国教育社会学家马丁•特罗认为,高等教育多样化的一种表现就是高校规模的扩大,高等教育的大众化阶段意味着入学机会的增多,而且高等教育的内容也应当尽可能适合人们的需要。然而,学生在选择高校时往往会衡量其历史声望、地理位置、教师素质、学科建设等要素。在更加理性化的教育思想引导下,我省高校面临着更多的挑战。高校在很长时期内并不是仅仅将传授知识作为其主要责任,而是将技能培养置于中心地位,研究和开发工作也格外受到重视。例如:高等院校都积极投入研发创新活动。身处知识经济时代,甘肃省高等教育系统如何改变传统观念,发挥自身在知识应用方面的轴心作用,是我们必须解决的一个迫在眉睫的问题。

甘肃高等教育发展的动态平衡分析

首先,通过调查以往的教育资源分配情况,我们发现,我省高等教育资源的分布现状日益成为制约我省经济发展的重要因素。受过高等教育的人才往往流动性很大,而且人才流动性与人力资源的层次成正比,这是由人才自身对更优质的生活工作环境的向往所引起的。我省高素质人才流入发达经济区域的不是少数,令一些企事业单位陷入人才短缺的尴尬境地。多年来,我省高校都面对着人才流失这一难题。曾有数据表明我省人才的流出量是流入量的两倍。因此,用动态的眼光来看,高等教育资源的配置是否合理与我省经济发展水平相对应,经济变化会导致教育资源分配的变化,而教育资源又反过来影响地方经济的发展。故应调整我省高等教育资源结构,优化高等教育层次,在办学模式上注重地方特色,针对我省经济社会发展,培养专门人才,以实现我省高等教育与地方经济的良性循环发展。

其次,高等教育类型应与本地的经济社会发展水平相联系。学术型高等教育与技术型高等教育在人才培养定位、目标上有很大的差异。高校的专业设置应当以市场经济为导向,明确自己的教育目标。高等教育应首先确定是培养学术型、理论型、研究型人才,还是科技型人才。合理的高等教育资源分配可以为我省经济进步提供有效的人力资源支持。例如,兰州大学的发展定位和目标主要是“内涵提升,创新驱动,质量优先,结构调整”,增强高等教育领域“国家队”意识,走“有特色,高水平”的发展道路,注重学科建设、科技创新与国际合作,结构优化、总体协调等;甘肃政法学院秉承“崇德明法、弘毅致公”的校训,坚持“稳定规模,提升内涵,突出特色,提高质量”的办学思路和“法学创品牌,公安学办特色,法商结合,多学科协调发展”的学科专业建设思路,努力向高水平教学研究型政法公安大学迈进。从这两所高校的办学目标来看,我省高等教育已经开始向以当地需求为导向,注重高校教育资源结构优化的方向平衡发展。因此,为了提高我省在西部地区的经济技术实力,培养创新型科技人才,各个高校应当秉持先进教育理念,不断提高我省高等教育事业综合竞争力,逐渐步入“高等教育国际化”[3]的道路。发展特色办学,积极调整自身结构。

再次,我省地方高校要适度调整专业设置。总体来看,我省各个高校的专业设置与经济发展需求相适应。但是,为了满足我省经济创新型发展的需求,作为人才培养和输送的基地,高校应提前储备高、精、尖的人才。目前,我省各高校所培养的大部分学生在刚就业时还不能尽快适应岗位要求,对所学专业理论知识还不能完全应用。因此,推进我省高等教育改革,就必须引入市场竞争机制,根据岗位要求进行有针对性的培养。《教育部关于公布2011年度高等学校本科专业设置备案或审批结果的通知》提出新增43个专业,例如:风能与动力工程、材料物理、采矿工程、机械设计制造及其自动化、能源工程及自动化、土木工程、安全防范工程、景观建筑设计、城市规划、建筑环境与设备工程、交通运输、国际商务、资产评估、道路桥梁与渡河工程等。此通知还提到撤销32个本科专业,保证教学质量的相关事宜。高等教育可持续发展还要充分考虑我省教学质量、资源占有及资金投入等方面的现状,如果盲目设置专业、建设学科,那么教学质量、设备仪器、图书资源等都很难得到保障,最终只能导致我省高等教育生态发展承载力达到极限,甚至破坏教育生态环境。

结束语