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在日益競爭的高等教下,高校的教育要想在競爭中脫穎而出,必須增強學生對社會的適應性,不但要有豐富的理論知識還要有較強的實踐與動手能力。畢業設計是實現專業人才培養目標的綜合性實踐教學環節,對于我校能源與動力工程專業的學生來說,畢業設計還是學生從事電力相關行業設計、運行、管理和科學研究最初嘗試。畢業設計的學習環節,能夠幫助學生增強理論知識還能進一步了解行業標準、應用專業知識和專業軟件,認識行業市場,最終提高其專業素養。通過方式和方法上的創新和嘗試,正確引導學生在畢業設計中發揮想象力和創造力,使畢業設計成為學生深造和就業過程中提升能力的良好平臺,也是增強學生社會工作實踐的重要教育環節。
一、學生在畢業設計中存在問題
首先,由于學生選題環節具有盲目性。畢業設計題目的選擇關系到畢業設計的質量與價值。選題需要學生在大量查閱本專業相關文獻基礎上,結合畢業去向選題,才能使畢業設計這一教學環節達到最好的教學效果。而學校往往在公布各位指導教師的畢業設計題目后,要求學生在較短時間內選擇自己的題目,對于從未從事科研工作的本科畢業生,了解畢業題目涉及的內容具有一定困難,因此在選題方面使學生產生一定的盲目性。其次,畢業設計時間短,學生學習能力參差不齊,指導教師對學生“一對多”式的指導與監督難以在短期內照顧到每位學生的學習。[1]工科本科畢業設計,包括調查研究、檢索中外文獻資料、試驗方案設計與試驗研究、試驗數據處理、論文的撰寫、繪圖等工作。對于剛剛嘗試科學研究的本科生,畢業設計的每個環節都需要指導教師逐一把關,詳細指導。由于時間短師資力量的匱乏,使畢業生還沒來得及了解選題就開始盲目實驗或計算;研究結果未經過多思考就要開始撰寫論文,使學生在整個畢業設計過程中處于被動狀態,難以發揮主觀能動性,畢業論文水平差強人意。最后,畢業設計過程中缺少團隊的配合精神。培養團隊精神是當前高校教育所面臨的巨大挑戰和必要解決的問題。目前的畢業設計撰寫過程中反映了我國傳統教育方式中缺乏團隊合作訓練的這種弊端。在根據老師布置的論文題目,獨立的搜索、整理、分析材料,整個過程缺乏相應的配合與協調,使學生的個人能力增強,團隊合作能力有所下降。[2,3]
二、教改分析與實施計劃
隨著每年畢業生考研數量的增加,我院每年升入高等學府繼續深造的畢業生比例增加。在研究生教學的過程中,發現新生入學后學習效率普遍較低,專業知識不扎實,不能盡快了解導師的研究課題。為了夯實研究生入學后的專業基礎,提高其科研能力,有必要使一部分研究生參與本科生畢業設計,在輔助指導畢業設計導師完成本科畢業指導的過程中,做到溫故知新,為深入本專業科研領域奠定理論基礎和實踐能力。鑒于以上分析,本教改研究小組提出基于“本—碩科研協作”的能源與動力工程專業畢業設計模式研究。第一,在不同的設計階段,根據指導教師的專長,為學生精心講解畢業設計的基本知識。針對不同階段的重點及難點內容,組織研究生與本科生討論,要求學生做有準備的發言,并建立研究生與本科生的“一對一”學習模式,提高本科畢業設計的水平;并對指導教師—研究生—本科生共同的教師和學生進行獎勵,提高學生畢業設計的能動性。第二,“本—碩科研協作”的畢業設計指導體制可以淡化本科生與研究生的概念界限,充分鼓勵學生畢業設計的能動性,讓研究生參與設計過程,更深入的了解其導師的研究方向充分發揮指導教師的專長,并增強了本科生與研究生之間的團隊合作能力。第三,本科生的畢業設計題目在兼顧指導教師科研課題和畢業生市場需求和崗位技能的前提下,建立本科生與研究生的互動,及時吸取研究生學習的經驗,拓展視野。第四,“本—碩科研協作”的畢業設計指導體制可以減少本科學生選題的盲目性。根據固有的畢業設計模式下,這一指導體制縮短了本科學生在了解題目內在內容必要時間,并有足夠的時間查閱資料,檢索文獻,試驗方案設計與試驗研究、試驗數據處理、論文的撰寫、繪圖等工作。避免了畢業生還沒來得及了解選題就開始盲目實驗、計算或者未經過多思考就要開始撰寫論文;不會導致學生在整個畢業設計過程中處于被動狀態。
作者簡介:曹麗華(1973-),女,黑龍江齊齊哈爾人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授;李勇(1964-),男,遼寧本溪人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授。(吉林 吉林 132012)
基金項目:本文系2010年吉林省高等教育省級教學研究課題——能源動力類專業本科生研究性學習和創新能力培養的研究與實踐的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0133-02
研究性學習,即改變原有的“填鴨式”教學方式,變學生“被動”學習為“主動”學習,教師根據學科知識的特點,引導學生主動學習的過程。從廣義理解,它是一種學習的理念、策略、方法,適用于學生對所有學科的學習。[1]開展研究性學習可以激發學生的好奇心,讓其思維發生變化,對所學內容產生興趣。同時,還能培養學生發現問題、研究問題和解決問題的創新意識。研究性學習的核心是要改變學生的學習方式,強調一種主動探究式的學習,是培養學生創新精神和實踐能力,推行素質教育的一種新的嘗試和實踐。[2,3]
熱能與動力工程專業的畢業設計要求理論和實踐相結合,既有已學專業知識的使用過程,又有對專業知識的創新過程,非常適合以這種“研究性學習”的方式開展教學工作。該學習方法能通過讓學生自主學習來不斷激勵學生,并為教師提供了與學生建立相互關系的獨特機會。
一、熱能與動力工程專業畢業設計的目的與要求
熱能與動力工程專業畢業設計的目的是培養學生利用所學知識分析與解決實際問題(或工程實踐問題)的能力或理論推理能力;培養學生調查研究、查閱中外文獻和收集資料的能力;培養學生理論分析、制定設計或試驗方案的能力;培養學生設計、計算和繪圖的能力;培養學生實驗研究和數據處理的能力;培養學生綜合分析、總結提高、編制設計說明書及撰寫科技論文的能力;培養學生外語、計算機應用能力等,使學生在創新和實踐方面得到一次系統的基本訓練,達到從事科學研究的初步能力和實踐性人才的培養目標。
研究性學習強調基于問題、面向實際,凸顯自主探究、合作互動,重點體現在“提出問題、自主研究、討論互動、批判改進”等核心環節。[4]研究性學習是一種學習方法體系,按照學習專題的內容的性質和學習方式劃分,其主要形式有基于問題的探究式學習、基于案例的討論式學習和基于項目的參與式學習。[4]因此,在畢業設計中進行研究性學習,可以很好地實現畢業設計的目的和要求,充分調動學生學習的積極性、主動性和獨立性,實現畢業生的培養目標和培養標準,以培養高素質、創新型人才。
二、畢業設計題目的設定和學生的選題
第一,畢業設計題目設定的基本要求是遵循畢業設計教學大綱,符合熱能與動力工程專業的培養目標。
第二,畢業設計題目的設定要理論聯系實踐,既有理論研究又有工程實際,體現出教學和科研相結合的原則,用以增強學生的興趣和知識的實際應用。讓學生能夠學以致用,從而調動學生的積極性,增強學生對生產實際、理論學習和科學研究相輔相成的認識。
第三,畢業設計題目的設定要因學生個體的差異難易結合,因材施教,使所有學生都能感到所學知識的有用之處,又能在原有基礎上有所提高、有所創新。
第四,畢業設計題目的設定范圍和深度應符合學生及本專業的實際情況,但又不失對本專業知識的實際應用。
第五,畢業設計題目的設定一般可分為理論研究、實驗研究、工程設計(實踐)和綜合等類型。本專業學生結合工程實踐類課題的比例應不少于80%,首先保證基本工程訓練,并在此基礎上做一些提高性的、拓展性的研究專題;其次結合實際任務進行的畢業設計,應選擇那些能滿足教學要求,并有實際意義的課題。
第六,畢業設計題目設定后,學生可根據自己的興趣愛好選取課題,然后根據自選與分配相結合的辦法進行最后的確定。在指導教師的指導下,學生可根據選取的畢業設計課題進行研究性的畢業設計,但目標要明確、工作量要適當。
第七,學生除了選擇指導教師設定的畢業設計題目外,也可根據本專業特點和自己的興趣,選擇學習和生活中遇到的與專業相關的實際問題,然后請指導教師審定后確定畢業論文的題目。
三、在畢業設計中開展研究性學習的目標、組織與實施
1.研究性學習的目標
熱能與動力工程專業畢業設計的目的是為了培養學生學以致用的能力。其學習目的非常明確,就是利用大學所學的知識去解決導師所設計的問題,不但要學會查找資料、歸納總結,還要選取恰當的方法、手段,學會和導師交流,學會思考和創新。在畢業設計中開展研究性學習的目的就是根據學生個體的特點,有目的、有差異、有選擇的設定畢業設計題目,既做到理論聯系實際,又能使學生在研究中有所創新,培養其獨立思考和解決問題的能力。
2.畢業設計的研究性學習過程
畢業設計采取個人獨立研究的方式。指導教師根據畢業設計題目的設定要求,注重理論聯系實際的設定若干個題目,由學生自由選擇感興趣的題目。然后指導教師給出題目具體的研究目標和要求,指導學生相對獨立的開展研究,用17周的時間完成整個畢業設計,撰寫畢業設計論文一本。畢業設計具體的研究性學習過程見圖1。
3.畢業設計的具體實施過程
(1)對畢業設計題目的理解。指導教師應幫助學生就研究題目的意義、所涉及的知識及存在的爭議去理解畢業設計題目。鼓勵學生從多種角度認識、分析該畢業設計題目所涉及的問題,有批判的去思考,大膽的去創新。
(2)搜集、分析、整理資料。查找與畢業設計題目設定的任務相關的國內外資料,深入理解畢業設計的任務,掌握國內外的發展現狀和研究手段。
(3)開展調查研究和擬定研究方法。學生可根據個人理解對課題進行初步的研究,提出主要要解決的問題和思路,以及擬采用的方法和手段,撰寫開題報告。
(4)討論與修正。學生將初步研究的結果,在指導檢查時或課余時間,與指導教師和同學進行討論,汲取他人意見和建議,及時修正部分畢業設計內容的研究方法,體驗研究性學習的快樂與收獲。
(5)開展深入研究。學生根據之前對課題的理解和擬定的初步思路,對畢業設計內容進行深入研究,利用以往所學的知識去解決實際的問題。在此過程中,還可能遇到新的問題,或提出新的問題,教師應鼓勵其進行獨立研究,開展研究性學習,培養學生發現問題、解決問題和開拓創新的能力,客觀地、辯證地去分析和思考,以達到畢業設計的目的。
(6)撰寫畢業論文。讓學生按照畢業設計的撰寫規范來匯報自己的結論,甚至可以鼓勵學生在學術刊物上發表自己的研究成果以擴大影響。撰寫畢業設計大論文可以培養學生歸納、總結、概括、推理和論述能力,學會展示自己的工作和成果,總結和反思自己的研究工作,不斷提高自己的科研水平。將自己所研究的感興趣的課題,通過查資料、鉆研、質疑、解決的過程,最后以畢業論文的形式總結出來,對他們以后參加工作進行專業性的總結有很大的幫助。
四、在畢業設計中開展研究性學習時對教師的要求
研究性學習的過程應該是教師與學生平等對話、相互合作、共同探索真理的過程。[4]因此,教師應轉變觀念,平等地與學生進行交流互動,平等地參與畢業設計題目的研究,啟發引導、鼓勵和支持學生在畢業設計中開展研究性學習,做學生的啟發者、引導者、激勵者、支持者和合作者。尤其要注意在與學生相處時應尊重學生的人格和自由;與學生交換和分享各自對知識、生活的認識時,應尊重、理解和包容學生的不同看法,甚至允許學生對教師的思想和觀點進行批評。
1.寬廣的知識面和較強的知識交叉應用能力
研究性學習的性質使得學生在畢業設計中開展研究性學習時,所涉及的知識遠遠超過某些固定的范圍,學生需要教師指導和幫助的問題也與傳統的畢業設計不同。這就要求教師具有寬廣的知識面和知識的交叉應用能力,才能解答學生的質疑和困惑。
2.豐富的研究成果和工程實踐經驗
這是在畢業設計中開展研究性學習的重要基礎。指導教師在對學生的指導過程中,要剖析題目的研究思路、比較研究的方法,以及相關的工程實踐。如果自身沒有相關的研究成果,沒有這個領域的工程實踐,對學生的指導就缺少了說服力,也就不能激起學生進行研究性學習的興趣,培養其解決問題能力、創新能力及啟發式思維。
3.工作的熱情和教學的投入
在畢業設計中開展研究性學習具有針對性和啟發性。這就要求指導教師要做好研究性學習的教學,要熱愛教學和投入教學,要研究學生的需求、思維的方式和個體的差異,要有針對性的進行指導,要注重學生獲取、應用和創造知識的過程,而不是最后的結果。
4.畢業論文撰寫指導
撰寫畢業論文是學生對整個畢業設計題目研究情況的歸納與總結。教師要使學生了解畢業設計論文的撰寫格式,引導學生了解研究成果的表現形式和交流形式。同時,指導學生總結在畢業設計中開展研究性學習所得到的收獲,包括心理上的成長。在畢業設計的答辯中去展示成果,讓學生的創新才智在進一步的思辯爭論中得以發展。
五、結論
在畢業設計中開展研究性學習不但能培養學生綜合應用所學知識的能力,還能培養學生質疑、解疑、創新、總結和交流的能力,真正實現畢業設計的預期目標,同時也是進行教學方法改革創新的一個體現。本文的研究內容為在畢業設計中開展研究性教學提供了參考和借鑒。
參考文獻:
[1]閆守發.開展研究性學習 培養創新能力[J].遼寧師專學報,2005,7(1).
師資短缺是新辦專業普遍面臨的問題,之前沒有這方面的人才儲備,也缺乏這方面的專業教育資源,現有的少數高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業相關科研項目的骨干教師外,一般都對新專業課程體系缺乏總體掌握,在轉行教師中常出現的問題是教學內容組織缺乏面向新專業的針對性。對于骨干教師應注意的問題是科研成果向教學中的轉化問題,將風能最新技術進展融入到課堂教學中。結合我國風電行業發展的現狀和趨勢,從人才現實需求和高等教育銜接的角度立足于內蒙古的資源優勢、地域特色及畢業去向,構建以風能與動力工程專業為核心,形成創新型、實踐型為主的風電人才培養體系,不求規模的最大化,但求優勢和特色的互補。在橫向對比其他院校風能與動力工程專業人才培養的基礎上構建創新人才培養體系,將培養創新能力和工程實踐能力視為風能與動力工程專業的主要人才培養模式,同時培養學生具備到邊遠艱苦地區工作的身體素質和意志品質。
二、風能與動力工程專業課程體系設置規劃
風力發電系統是一個綜合電機制造、空氣動力學、電力電子、電力系統、先進控制理論等多學科知識的高度交叉的新技術系統工程,現有風能與動力工程專業的教材缺乏系統性、實用性和時效性,同時復合型師資和教育資源有所欠缺,各學科交叉聯合攻關研究的學術氛圍不濃。在調研其他院校風能與動力工程專業課程體系的基礎上,本著學以致用的思想,立足內蒙古風電大發展的現實,面向風電制造企業和風電場,秉承服務社會的理念,優化整合教學資源,既要保證理論知識的掌握又要提升學生實際動手能力,構建科學合理、特色鮮明的以風力發電為主體專業課程體系。在完善風電人才教育體系的基礎上構建了內蒙古工業大學風能與動力工程專業選課指導,如圖1所示。
課程體系設置以綜合素質教育為核心,實踐能力和創新精神培養為重點,要求學生具備較寬廣的電氣學科工程技術基礎和風能與動力工程領域專業知識,接受風能開發利用技術的基本科研和工程訓練,具有分析和解決風能利用方面問題的基本能力,能把握電機電器、電力系統、電力電子、自動控制與風力機械和風電場的有機結合,強化多學科交叉融合與實際工程應用能力的緊密聯系。其專業主干課程主要包括:工程力學、機械制圖、電路原理、電子技術基礎、電力電子技術、自動控制理論、電機學、電力拖動自動控制系統、風力機空氣動力學、風資源測量與評估、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、太陽能發電技術、可再生能源。
風能與動力工程專業作為一個工科專業,要求很強的實踐性,需要配備良好的實驗環境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關的教學實驗設備,加之風電機組的安裝條件等因素,高校雖然擁有良好的育人環境,但是教學資源和實踐基地的缺失已經嚴重制約了風電人才的培養。目前國內只有少數單位開發了演示性風電實驗裝置。為彌補實驗設備不足的問題,可以采用建立校企產學研合作的方式,充分利用地區優勢,與內蒙古范圍內的風力發電企業建立實習基地。
目前我國正式出版的風能技術書籍不少,但其中能直接用于本科教學的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類:第一類為技術培訓類教材,理論性和知識的系統性不足;第二類為理論性專著,偏重理論性,有深度,很多內容源自作者的學位論文或技術報告,部分章節的難度遠超本科生的理解能力;第三類是各國風電行業標準和操作規程,可作為教學輔助用書,但同樣不適于課堂教學。由于以上問題,內蒙古工業大學在沒有進行專業師資培訓的前提下,教師們通過自身科研和刻苦自學克服了很多實際困難,采取自編校內講義和其他近似參考教材相結合的方式開出了風能與動力工程專業所有大綱要求的專業課程,如風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、無功補償技術等專業課程,計劃在經過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。
隨著市場化經濟的不斷發展,創新已經成了社會對各領域的主要要求,同時也成了各領域競爭力提高的關鍵。對于熱能與動力工程而言同樣如此,加強科技創新能夠使工程整體技術水平得到提高,這對于其功能的發揮以及人民生活質量的提高能夠起到十分積極的促進作用。
一、熱能與動力工程概述
將熱能轉化為動能,從環境保護以及資源節約的角度實現動力供給,即所謂的熱能與動力工程。根據可持續發展理念的要求,各行業的發展都必須本質環境保護以及資源節約的理念來實現,以此促進人與自然的和諧發展。動能與熱力工程與上述理念的要求相符合,因此得到了國家以及全社會的重視。就目前的情況看,熱力發電是熱能與動力工程的主要代表,除此之外,社會其他行業都與這一工程存在著千絲萬縷的聯系。如何將熱能最大程度的轉化為動能是當前社會研究的主要方向,同時也是該工程發展的主要趨勢,從長遠的角度看,這對于我國環保以及生態問題的解決具有重要價值,同時也能夠達到提高產業經濟發展速度與合理性的目的。
二、熱能與動力工程科技創新的重要性
熱能與動力工程科技創新的重要性主要體現在以下方面:
(一)是市場化經濟的主要要求
經濟全球化的深入使得市場化經濟成了我國經濟的主要類型,隨著市場化經濟的發展,各行業開始將綜合實力以及競爭力的提高作為了發展中的重點,在當今時代,創新性已經成了人們評價企業實力以及未來發展方向的關鍵因素,因此,熱能與動力工程必須加大力度實施科技創新,這樣才能使工程本身在市場中立足。
(二)是工程水平提高的重要保證
加強科技創新能夠使熱能與動力工程本身的技術水平得到提高,隨著而來的便是生產效率的提高以及經濟利潤的增加,這對于熱能與動力工程水平的提高十分有利。除此之外,創新還能夠達到競爭力以及對于資源的吸引力,以此為基礎,工程規模的擴大必定成為可能,這同樣是工程水平提高的主要體現。
三、熱能與動力工程科技創新策略
熱能與動力工程的科技創新可以從能源轉換各環節入手,提出相應的優化措施來實現。
(一)調節節流技術創新
熱能與動力工程本身屬于環保工程,而調節節流技術的應用同樣是生態與環境保護的主要措施,因此,在科技創新過程中,有必要將調節節流技術的創新作為重點。以火電廠為例,其發電過程需要依靠汽輪機來實現,因此,這一設備的工作效率以及技術創新性便成了決定火電廠的能源是否可以得到有效節約的關鍵因素。如何減少溫度的變化對生產的影響是改善汽輪機運行狀態的主要措施,而上述措施的實施則與調節節流的實現存在聯系。為使調節節流能夠有效地實現,將計算機以及自動控制技術應用到汽輪機的運行過程中十分重要,如此,在其運行過程出現突發狀況時,自動調節則能夠成為可能,這能夠有效地保證調節節流的實現。
(二)燃燒方式創新
同樣以火電廠為例,作為其火力發電的主要燃料,煤是否能夠充分燃燒決定著火電廠的經濟效益能否得到最大程度的提高,根據煤種的不同,其質量也有所不同,這會對燃燒的充分程度造成影響,除此之外,對燃燒方式的選擇也會影響到燃燒效果。為了使煤能夠得到更加充分的燃燒,必須對燃燒方式進行創新。根據不同的煤種,要選擇不同的燃燒方式,以提高其合理性,同時不同質量的煤能夠得到最大程度的燃燒。另外,燃燒過程中的氧氣含量也會影響燃燒效果。對此,加強對氧氣含量的優化控制能夠起到一定的效果。總的來說,燃燒方式的創新要從不同的角度出發來實現,要綜合考慮燃燒過程中面臨的種種因素,合理選擇燃燒方式,以使其能夠更加符合火電廠鍋爐的燃燒特點與需求,最終達到提高燃燒效率以及充分程度的目的。上述措施的實施不僅能夠使煤資源得到有效的節約,同時也能夠減少火電廠的運行成本,從使其經濟效益得到提高。
(三)濕氣損失的減少汽輪機
在工作過程中會出現蒸汽膨脹,這是到這濕氣損失問題存在的主要原因。無論從理論或實際的角度看,濕氣損失問題都無法被完全解決或避免,只能通過一定手段,使其得到最大程度的減少,進而使火電廠的成本得到控制。為達到這一目的,做好技術創新工作十分重要,軸流動式汽輪機的應用是減少濕氣損失的關鍵手段,而這一類型的汽輪機的運行原理則以熱能與動力工程為主。由此可見,在火電廠中引入這一類型的汽輪機不僅能夠達到減少濕氣損失的目的,同時還能夠使火電廠的運行更加符合環境保護與資源節約的要求,這是與可持續發展理念相適應的一種措施,對于熱能與動力工程整體科技水平的提高能夠起到較大的促進作用。
四、結語
熱能與動力工程是基于可持續發展理念而提出的一項工程,以火電廠為主要代表,這一工程技術水平的提升對于各領域環保水平的提高以及資源的實現意義重大。調節節流技術創新、燃燒方式創新與濕氣損失的減少是以火電廠為主的熱能與動力工程科技創新的關鍵內容,對此,必須將上述技術的提升作為重點加以重視,以使工程的整體發展水平能夠得到有效提升。
參考文獻:
[1]張紅光,馬國遠,劉忠寶,吳斌,葉芳,郭航.注重培養創新精神的熱能與動力工程實驗教學示范中心建設[J].實驗技術與管理,2011,03:11-14+19.
[2]宋文武,符杰,李慶剛,王桃.關于構建“熱能與動力工程”大專業多方向課程體系的思考——基于培養復合型應用人才的視角[J].高等教育研究(成都),2011,04:44-48+71.
作者簡介:任永峰(1971-),男,山西懷仁人,內蒙古工業大學電力學院,教授;彭偉(1970-),男,內蒙古赤峰人,內蒙古工業大學電力學院,講師。(內蒙古 呼和浩特 010080)
基金項目:本文系教育部新世紀優秀人才支持計劃(項目編號:NCET-11-1018)、內蒙古工業大學教改項目(項目編號:2011073)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)17-0036-02
風能與動力工程專業是近幾年來隨著風力發電技術迅速發展而設置的實踐性強且有地域特色的新專業。由于該專業涉及電氣、機械、自動化、空氣動力學等多學科,目前國內開設此專業的高校為數不多,各高校的辦學基礎和定位也各不相同,不同學校制訂的培養方案和教學計劃存在差別,需要不斷進行探索和實踐。本文在綜合分析國內幾所設置本專業兄弟院校相關材料的基礎上,對風能與動力工程專業人才培養模式與課程體系設置進行了細致深入的分析研究,提出適用于內蒙古工業大學風能與動力工程專業的人才培養模式與課程體系設置方案。
一、國內外風電產業發展現狀及人才需求
風能作為一種清潔、永不枯竭、環境友好的可替代能源,風能資源開發利用的綜合社會效益較高。風力發電是目前新能源發電技術中技術最成熟、開發規模最大、商業化發展最好的發電方式,隨著化石能源的日益短缺,發展風電越來越受到各國的重視,風電已成為電力系統增長最快的綠色能源和全球發展最快的可再生能源。
截止到2011年底,已有100多個國家開始發展風電,累計裝機超過1GW的國家有20個,有五個國家累計裝機容量超過了10GW,4個國家超過了5GW,中國和美國均超過40GW。2011年總裝機容量與新增裝機容量前十位國家見表1。
中國風電裝機容量從2006至2009年連續4年翻倍成長后,2010年底我國風電首次超過美國,躍居世界第一,新增裝機容量為1600萬千瓦,累計裝機容量達到4473萬千瓦。到2011年新增裝機容量分別為1800萬千瓦,累計裝機容量達到6273萬千瓦。預計從2012年開始風電發發展速度進入穩定增長期。表2是中國歷年新增裝機以及累計裝機容量表。
隨著風電產業的快速發展,我國培養出一批世界級的風電設備制造企業,在世界風電設備企業十強中我國的華銳風電、金風科技、東方電氣三家企業名列其中。雖然中國風電從產業規模到市場規模都居于世界前列,但是風力發電產業技術創新和人才匱乏依然是長期制約我國風電產業發展、核心競爭力的關鍵,風電從業人員中掌握裝備制造、變頻器開發、控制理論應用、風能資源評估、風電場規劃、標準體系檢測認證等風電領域核心技術的人才匱乏,掌握風電裝備系統設計、集成技術、控制系統研發和設計的專業技術人才不是短時間能夠解決的。我國風電人才的培育和儲備也遠遠不能適應風電商業快速發展的要求。如何應對我國風能產業從初期發展到實現自主創新和消化吸收引進技術,這對風能行業人才培養方式和高等教育銜接提出了更高的要求。
二、風能與動力工程專業人才培養現狀
由于風電產業的飛速發展,高等學校的專業設置顯得相對滯后,導致風電相關技術人才匱乏,同時這方面的專業教育資源和專業的高級人才也相當缺乏。風電產業的可持續發展、風電領域核心技術的突破很大程度上依賴我國風電本科人才培養。伴隨著產業規模的日益擴大、風力機組單機容量的進一步增加以及風電科技的快速發展,人才短缺的問題日益凸顯。
風電本科教育始于2006年,教育部相繼批準華北電力大學、河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內蒙古工業大學、東北電力大學和沈陽工業大學等少數高等院校開辦“風能與動力工程”本科專業。國內設置風能與動力工程專業的院校,如蘭州理工大學主要依托能源與動力工程學院,華北電力大學主要依托可再生能源學院,沈陽工業大學主要依托新能源工程學院,培養計劃偏重于動力機械;專業設置側重于風力發電的只有河海大學,由原電氣工程學院與水利水電工程學院部分學科專業調整合并組建了能源與電氣學院,并設置了新能源系,但是也成立于2009年,其人才培養和課程體系也屬于摸索階段。目前,設置本專業的高校因發展基礎和辦學定位等方面的差別,所制定的培養方案也存在一定差別和側重,對于風電這個新興產業對人才的需求及風電人才培養缺乏系統的、深入的研究。
師資短缺是新辦專業普遍面臨的問題,之前沒有這方面的人才儲備,也缺乏這方面的專業教育資源,現有的少數高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業相關科研項目的骨干教師外,一般都對新專業課程體系缺乏總體掌握,在轉行教師中常出現的問題是教學內容組織缺乏面向新專業的針對性。對于骨干教師應注意的問題是科研成果向教學中的轉化問題,將風能最新技術進展融入到課堂教學中。
結合我國風電行業發展的現狀和趨勢,從人才現實需求和高等教育銜接的角度立足于內蒙古的資源優勢、地域特色及畢業去向,構建以風能與動力工程專業為核心,形成創新型、實踐型為主的風電人才培養體系,不求規模的最大化,但求優勢和特色的互補。在橫向對比其他院校風能與動力工程專業人才培養的基礎上構建創新人才培養體系,將培養創新能力和工程實踐能力視為風能與動力工程專業的主要人才培養模式,同時培養學生具備到邊遠艱苦地區工作的身體素質和意志品質。
三、風能與動力工程專業課程體系設置規劃
風力發電系統是一個綜合電機制造、空氣動力學、電力電子、電力系統、先進控制理論等多學科知識的高度交叉的新技術系統工程,現有風能與動力工程專業的教材缺乏系統性、實用性和時效性,同時復合型師資和教育資源有所欠缺,各學科交叉聯合攻關研究的學術氛圍不濃。在調研其他院校風能與動力工程專業課程體系的基礎上,本著學以致用的思想,立足內蒙古風電大發展的現實,面向風電制造企業和風電場,秉承服務社會的理念,優化整合教學資源,既要保證理論知識的掌握又要提升學生實際動手能力,構建科學合理、特色鮮明的以風力發電為主體專業課程體系。
在完善風電人才教育體系的基礎上構建了內蒙古工業大學風能與動力工程專業選課指導,如圖1所示。
課程體系設置以綜合素質教育為核心,實踐能力和創新精神培養為重點,要求學生具備較寬廣的電氣學科工程技術基礎和風能與動力工程領域專業知識,接受風能開發利用技術的基本科研和工程訓練,具有分析和解決風能利用方面問題的基本能力,能把握電機電器、電力系統、電力電子、自動控制與風力機械和風電場的有機結合,強化多學科交叉融合與實際工程應用能力的緊密聯系。其專業主干課程主要包括:工程力學、機械制圖、電路原理、電子技術基礎、電力電子技術、自動控制理論、電機學、電力拖動自動控制系統、風力機空氣動力學、風資源測量與評估、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、太陽能發電技術、可再生能源。
風能與動力工程專業作為一個工科專業,要求很強的實踐性,需要配備良好的實驗環境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關的教學實驗設備,加之風電機組的安裝條件等因素,高校雖然擁有良好的育人環境,但是教學資源和實踐基地的缺失已經嚴重制約了風電人才的培養。目前國內只有少數單位開發了演示性風電實驗裝置。為彌補實驗設備不足的問題,可以采用建立校企產學研合作的方式,充分利用地區優勢,與內蒙古范圍內的風力發電企業建立實習基地。
目前我國正式出版的風能技術書籍不少,但其中能直接用于本科教學的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類:第一類為技術培訓類教材,理論性和知識的系統性不足;第二類為理論性專著,偏重理論性,有深度,很多內容源自作者的學位論文或技術報告,部分章節的難度遠超本科生的理解能力;第三類是各國風電行業標準和操作規程,可作為教學輔助用書,但同樣不適于課堂教學。由于以上問題,內蒙古工業大學在沒有進行專業師資培訓的前提下,教師們通過自身科研和刻苦自學克服了很多實際困難,采取自編校內講義和其他近似參考教材相結合的方式開出了風能與動力工程專業所有大綱要求的專業課程,如風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、無功補償技術等專業課程,計劃在經過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。
四、結語
我國風力發電在大規模非水可再生能源發電中的先行地位已經明確。為適應我國風能產業的快速發展對相關技術人員的迫切需求,在本科階段設立風能與動力工程專業、培養從事風電事業的技術人才是十分必要和及時的。通過分析我國風能產業對專業人才知識技能結構的需求,規劃一套可行的人才培養模式和專業課程體系方案將對這個新型專業的建設和發展起到積極的促進作用,也將對風電產業持續、快速的發展起到一定的推動作用。
參考文獻:
[1]姜玉立,何偉軍.我國風電人才培養現狀、問題及對策[J].中國電力教育,2012,(24):36-37.
[2]水國志,荀振芳.2020年我國電力工程科技人才需求預測及供需平衡分析[J].中國電力教育,2008,(1):20-22.
由于風電產業的飛速發展,高等學校的專業設置顯得相對滯后,導致風電相關技術人才匱乏,同時這方面的專業教育資源和專業的高級人才也相當缺乏。風電產業的可持續發展、風電領域核心技術的突破很大程度上依賴我國風電本科人才培養。伴隨著產業規模的日益擴大、風力機組單機容量的進一步增加以及風電科技的快速發展,人才短缺的問題日益凸顯。風電本科教育始于2006年,教育部相繼批準華北電力大學、河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內蒙古工業大學、東北電力大學和沈陽工業大學等少數高等院校開辦“風能與動力工程”本科專業。國內設置風能與動力工程專業的院校,如蘭州理工大學主要依托能源與動力工程學院,華北電力大學主要依托可再生能源學院,沈陽工業大學主要依托新能源工程學院,培養計劃偏重于動力機械;專業設置側重于風力發電的只有河海大學,由原電氣工程學院與水利水電工程學院部分學科專業調整合并組建了能源與電氣學院,并設置了新能源系,但是也成立于2009年,其人才培養和課程體系也屬于摸索階段。目前,設置本專業的高校因發展基礎和辦學定位等方面的差別,所制定的培養方案也存在一定差別和側重,對于風電這個新興產業對人才的需求及風電人才培養缺乏系統的、深入的研究。
師資短缺是新辦專業普遍面臨的問題,之前沒有這方面的人才儲備,也缺乏這方面的專業教育資源,現有的少數高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業相關科研項目的骨干教師外,一般都對新專業課程體系缺乏總體掌握,在轉行教師中常出現的問題是教學內容組織缺乏面向新專業的針對性。對于骨干教師應注意的問題是科研成果向教學中的轉化問題,將風能最新技術進展融入到課堂教學中。結合我國風電行業發展的現狀和趨勢,從人才現實需求和高等教育銜接的角度立足于內蒙古的資源優勢、地域特色及畢業去向,構建以風能與動力工程專業為核心,形成創新型、實踐型為主的風電人才培養體系,不求規模的最大化,但求優勢和特色的互補。在橫向對比其他院校風能與動力工程專業人才培養的基礎上構建創新人才培養體系,將培養創新能力和工程實踐能力視為風能與動力工程專業的主要人才培養模式,同時培養學生具備到邊遠艱苦地區工作的身體素質和意志品質。
二、風能與動力工程專業課程體系設置規劃
風力發電系統是一個綜合電機制造、空氣動力學、電力電子、電力系統、先進控制理論等多學科知識的高度交叉的新技術系統工程,現有風能與動力工程專業的教材缺乏系統性、實用性和時效性,同時復合型師資和教育資源有所欠缺,各學科交叉聯合攻關研究的學術氛圍不濃。在調研其他院校風能與動力工程專業課程體系的基礎上,本著學以致用的思想,立足內蒙古風電大發展的現實,面向風電制造企業和風電場,秉承服務社會的理念,優化整合教學資源,既要保證理論知識的掌握又要提升學生實際動手能力,構建科學合理、特色鮮明的以風力發電為主體專業課程體系。
在完善風電人才教育體系的基礎上構建了內蒙古工業大學風能與動力工程專業選課指導。課程體系設置以綜合素質教育為核心,實踐能力和創新精神培養為重點,要求學生具備較寬廣的電氣學科工程技術基礎和風能與動力工程領域專業知識,接受風能開發利用技術的基本科研和工程訓練,具有分析和解決風能利用方面問題的基本能力,能把握電機電器、電力系統、電力電子、自動控制與風力機械和風電場的有機結合,強化多學科交叉融合與實際工程應用能力的緊密聯系。其專業主干課程主要包括:工程力學、機械制圖、電路原理、電子技術基礎、電力電子技術、自動控制理論、電機學、電力拖動自動控制系統、風力機空氣動力學、風資源測量與評估、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、太陽能發電技術、可再生能源。
風能與動力工程專業作為一個工科專業,要求很強的實踐性,需要配備良好的實驗環境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關的教學實驗設備,加之風電機組的安裝條件等因素,高校雖然擁有良好的育人環境,但是教學資源和實踐基地的缺失已經嚴重制約了風電人才的培養。目前國內只有少數單位開發了演示性風電實驗裝置。為彌補實驗設備不足的問題,可以采用建立校企產學研合作的方式,充分利用地區優勢,與內蒙古范圍內的風力發電企業建立實習基地。目前我國正式出版的風能技術書籍不少,但其中能直接用于本科教學的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類:第一類為技術培訓類教材,理論性和知識的系統性不足;第二類為理論性專著,偏重理論性,有深度,很多內容源自作者的學位論文或技術報告,部分章節的難度遠超本科生的理解能力;第三類是各國風電行業標準和操作規程,可作為教學輔助用書,但同樣不適于課堂教學。由于以上問題,內蒙古工業大學在沒有進行專業師資培訓的前提下,教師們通過自身科研和刻苦自學克服了很多實際困難,采取自編校內講義和其他近似參考教材相結合的方式開出了風能與動力工程專業所有大綱要求的專業課程,如風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、無功補償技術等專業課程,計劃在經過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。
作者簡介:胡鵬飛(1985-),男,河北邯鄲人,東北電力大學能源與動力工程學院,助教;曹麗華(1973-),女,山東單縣人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授。(吉林 吉林 132012)
基金項目:本文系東北電力大學教學改革基金項目“研究性學習在卓越工程師人才培養中的應用”、東北電力大學教學改革基金項目“研究性學習和創新能力培養在《單元機組集控運行》課程中的研究與實踐”、東北電力大學教學改革基金項目“《汽輪機原理》實驗自主學習網絡教學平臺建設”的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)14-0028-02
東北電力大學熱能與動力工程專業已經有60多年的辦學歷史,該專業于2010年入選教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業,2013年入選教育部“本科教學工程”地方高校第一批本科專業綜合改革試點專業。畢業生主要分布在五大發電集團,通過調研用人單位對畢業生就業后發展的反饋,發現東北電力大學熱能動力工程專業的畢業生在電廠工程實踐中存在一些問題,不能很好地適應現場環境,不能解決現場出現的一些簡單問題。這反映出現有的教學體系已經不能滿足電廠工程生產的需要,與教育部“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)的要求預期有一定差距。
“卓越計劃”是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》實施的高等教育重大計劃。“卓越計劃”對高等教育面向社會需求培養人才、調整人才培養結構、提高人才培養質量、推動教育教學改革、增強畢業生就業能力具有十分重要的示范和引導作用。“卓越計劃”的宗旨是培養具有較強工程實踐技能、創新精神的國際化工程技術和管理人才,為國家走新型工業化發展道路和建設創新型國家提供保障。[1,2]東北電力大學熱能與動力工程專業是“卓越計劃”試點專業,結合筆者在該專業任教的經歷對熱能動力工程專業卓越工程師教育培養進行了探討。
一、熱能動力工程專業教學存在的問題
1.師資隊伍存在的問題
電廠熱能動力工程專業卓越工程師培養的關鍵在于擁有一支具有電廠現場經驗的教師。由于學生人數越來越多,師生比例嚴重失衡,很多青年教師沒有進行電廠實踐就開始給學生講授專業課的知識。[3]這樣學生只能從書本上學習到電廠系統和電力生產的流程,從圖片上看到現場的重要設備,所學知識太過書本化、理論化,而對現場設備沒有概念,不知道設備的內部構造和實際作用,甚至到現場都不知道該設備的位置,這樣的畢業生不能勝任電廠工程實際的要求。
由于現在大學對教師的考核重心從教學向科研傾斜,造成現在青年教師的精力也都放在了科研上,本科生的教學質量嚴重下降,目前的師資隊伍已不能滿足“卓越計劃”對教師的要求。
2.學生培養方案存在的問題
目前學生培養方案只是注重書本知識,而對今后工作中起重要作用的工程實踐技能、科研與工程創新及管理能力的培養卻是少之又少,學生只是考試的機器、應試教育的犧牲品。這種只注重傳授學生顯性知識,而對學生隱性知識置之不理的培養方案是不健全的。[4]只有增加實踐能力、創新能力等綜合能力在學生培養方案中所占的比重,才能使學生在學習電力生產理論知識的同時,培養和訓練觀察分析能力、解決工程實際問題的能力,最終使學生既具有良好的素質和專業的基礎知識又能夠解決電廠生產過程中簡單的事故,從而全面提高學生在電力領域的綜合素質。
二、熱能動力工程專業師資隊伍建設
1.提高學校專業教師的工程實踐能力
一方面可以通過加強學校和電廠之間的研究合作,比如工程項目合作、共同完成技術開發、技術服務等,讓青年教師到電廠進行中長期培訓,熟悉電力生產過程、機組的運行方式、了解電廠主要生產設備的結構和電廠運行管理制度,提高學校青年教師的電廠工程實踐能力。
另一方面可以在校內聘請具有豐富電廠生產經驗的老教師,對青年教師進行“一對一”的傳、幫、帶培訓指導。老教師可以帶領青年教師到生產現場進行指導,幫助青年教師盡快成長,提高青年教師的工程實踐能力,使教師隊伍的整體水平有顯著提高。
2.企業教師的聘用
根據“卓越計劃”的需要,可以從電廠聘用技術人員參加本科生的教學。
(1)聘請電廠顧問。聘請電廠技術人員擔任教學顧問。電廠顧問可以和校方共同制定熱能動力工程專業的培養計劃,對學生現場實習進行指導;還可以參與汽輪機、鍋爐、熱力發電廠和單元機組集控運行等專業課的大綱和教材的編寫。
(2)聘請電廠兼職教師。對實踐性和應用性較強的專業課,可以從電廠聘請技術人員作為兼職教師,以現場的實際運行情況為主體給學生授課;也可以聘請相關電廠技術人員進行專題講座,對電廠某一生產環節進行專題授課。
3.制定各項配套政策
制定各項激勵政策,提高教師參與工作實踐能力培訓的熱情。對于去現場進行工程實踐能力培訓的教師給予一定的工程量補貼。對于參與“一對一”傳、幫、帶培訓指導的老教師,當青年教師通過培訓考核后,給予一定的獎勵。
三、熱能動力工程專業學生培養方案改革
1.培養目標
東北電力大學熱能動力工程專業主要學習發電廠生產過程,發電廠主要設備運行和維護。著重培養學生的電廠運行實踐能力、解決電廠突發事故的能力和進行電廠運行節能降耗研究的能力,使學生成為具有一定的觀察分析能力、解決現場實際問題的能力,能夠從事電廠生產過程的設計、生產過程的控制以及生產過程技術改革,并且有較強的工程實踐能力和創新精神的新一代電力行業人才。
2.培養標準
(1)掌握電力生產過程的操作技能,能夠對國內主力機型進行啟停操作,對生產過程中出現的簡單故障能夠進行調試和處理。這樣,學生到今后的工作崗位上就可以很快上手,通過考核。
(2)具有分析和解決現有電力生產過程中問題的能力。由于能源和環境問題已經成為制約我國發展的主要瓶頸,節能減排尤為重要。如果學生能夠對電力生產過程中存在的問題進行分析和解決,就能夠在今后的工作中對現有電力生產提出自己的看法和方案,這對學生的發展是十分有利的。
(3)具備有效的溝通和交流能力,具備一定的外語交流能力,具有強大的人際交流及工程表達能力;具備協調、管理、競爭和合作的能力,領導團隊運行、成長的基本能力;具有良好的社會適應性,自我調整能力強,能快速適應社會環境的復雜變化;具有應對危機與突發事故的基本能力。
(4)具有良好的職業道德,掌握一定的職業健康安全的法律法規、標準知識,以及應遵守的職業道德規范;掌握自我提升身體素質的基本技能。
3.培養標準的實現
(1)校內實踐教學。校內實踐教學由兩個部分構成:一部分是在課內教學統一安排的集中實踐教學;另一部分是學生在課外通過自主性學習與實踐。
課內實踐教學包括以下幾個環節:一是英語聽說訓練,包括聽力理解能力、口語表達能力和交談中使用基本的會話策略,通過此訓練能使學生具備一定的外語交流能力。二是課程設計,包括汽輪機課程設計、鍋爐課程設計、熱力發電廠課程設計和單元機組集控運行課程設計。通過課程設計可以使學生了解電廠最基本的設備和流程,為以后的工作學習奠定基礎。三是畢業設計。通過給學生布置研究性課題,讓學生具有一定的創新能力和科研能力,使學生具備終身學習的能力。四是仿真學習。學習300MW、600MW國內主力機型啟停和故障消除等操作,考核合格后,頒發相應證書。
課外實踐包括以下幾個環節:一是參與科研課題。學生在教師的指導下利用課余時間參與科研課題的研究,驗收時提供相應的報告和論文,通過后給予獎勵。二是能力拓展訓練。學生自主選擇設計能力、表達能力和管理能力等方面的訓練項目,并通過相應考核。三是參加全國大學生創新競賽、大學生節能減排競賽、大學生數學建模競賽等競賽活動。
(2)校外實踐教學。主要是電廠生產實習,學生通過實習教學環節,可以在一定程度上融入電廠生產活動,要求學生帶著問題進現場,使學生在短時間內盡量貼近生產、貼近技術、貼近工藝,激發學生的主觀能動性,使學生變成學習的“主體”。通過校外實習的教學環節,使學生能加深理論知識的理解,提高自身的工程實踐能力,達到“卓越計劃”的培養要求。
四、結束語
卓越工程師培養計劃是我國提出的重大教育改革項目,是進一步完善我國工程教育質量的重要舉措。建設具有工程實踐能力的師資隊伍是卓越工程師計劃順利實施的保證,而健全良好的學生培養方案是卓越工程師計劃的基石。本文針對東北電力大學熱能與動力工程專業在卓越工程師計劃培養中存在的問題,提出了一些改革措施和方案,目的在于把學生培養成符合“卓越計劃”要求的合格畢業生,但學生的工程實踐能力和創新能力的培養是一個循序漸進的過程,需要學校、企業和社會的共同努力才能完成。因此,培養造就一大批創新能力強、適應我國電力工業發展需要的高質量工程技術人才任重而道遠。
參考文獻:
[1]吳江,鄭莆燕,任建興,等.關于熱能與動力工程專業卓越工程師培養的探索與實踐[J].中國電力教育,2011,(24):3-4.
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)02C-0177-03
2010年底廣西大學正式啟動“卓越計劃”試點工作。2011年廣西大學能源與動力工程專業入選教育部“卓越計劃”試點專業。根據“卓越計劃”要求,本專業實行本科階段課程“3+1”培養模式,即3年在校學習,累計1年在企業學習。在企業學習的課程和進行的教學環節,包括部分專業課程、實習實踐環節和畢業論文三部分。可見,“卓越計劃”要求的長期“企業學習”不同于原有專業的短期“企業實習”,具有企業深度參與培養過程的特點。它需要學校和企業共同為學生制訂詳細而周全的累計1年的企業學習、生活、經費支出等計劃,是一種全新的教學模式嘗試。為此,筆者以廣西大學能源與動力工程專業為例,結合多年帶學生到企業實習的經驗,探討學生到企業學習過程中有可能面臨的問題,并探討對策,以確保本專業“卓越計劃”的順利實施。
一、與培養企業之間的溝通問題及其對策
企業間的競爭實質上就是人才的競爭。沒有高素質的工程人才,企業會面臨被淘汰的危險。以往的工程教育中存在工程性培養不足的特點,不能滿足現代企業對高素質工程人才需求的矛盾日漸突出。而“卓越計劃”創立了高校與行業企業聯合培養人才的新機制,企業由單純的用人單位變為培養單位,可以根據需要進行人才培養的設計,大大地調動了企業與學校合作的積極性。然而,僅從專業層面與企業開展合作往往事倍功半。廣西大學的具體做法是,首先,學校通過成立“卓越工程師教育培養計劃”校合作指導委員會,將本專業層面的企業合作提升到學校層面展開,由校領導牽頭,學校各部門領導和本專業共同與合作培養企業交流,擬通過組織保障、制度保障和經費支持,解決本專業和企業合作中存在的宏觀層面的問題;其次,本專業負責人、課程責任教授再和企業培訓中心或人力資源部門深入洽談人才培養相關問題,貫穿人才培養目標的設計、人才培養方案的制訂、共同實施培養的整個過程;再次,專業實習帶隊教師與企業教師共同探討包括企業實習期間實習單位與地點時間及日程安排、實習目的與要求、實習模式、實習內容、實習的組織工作、實習考核方式、實習經費預算等具體問題,制訂嚴謹的《實習教學大綱》和《實習教學計劃》。
二、企業參與課程教學的深度問題及其對策
由于熱能動力機械結構復雜,加之新技術不斷涌現,因而相應的專業課程主要采用課堂講授的教學方法已經不能滿足高等工程教育的要求。教師雖然選用PPT教學課件,建立了部分實物圖片庫和視頻資料庫,基本能夠展現板書和掛圖傳統教學無法展現的實物結構、結構和工作過程,但由于多媒體教學具有信息量大的特點,容易造成教學進度過快的現象,學生的學習主體作用不能充分發揮。這就導致部分學生不能跟上教學節奏,對概念性和原理性的內容了解不透徹,只停留在知識的表面,沒有對所學知識進行深入思考。
為激發學生學習的興趣和主動性,“卓越計劃”強化課程實踐性的標準,要求加大實踐課程的比例,確保實踐教學的學時數,要求企業深度參與課程設置,負責實踐教學環節的組織與實施。基于此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”班開設了機械原理、機械設計、內燃機構造、內燃機制造工藝學、熱能與動力機械產品性能測試等專業課程的企業實踐環節,充分利用企業真實的工程環境、豐富的實踐經驗和方法, 將企業的優勢整合到理論課堂的教學中。這些課程主要采取集中時間段到企業學習的方式,并合理地分配一定的理論課時和實踐課時。一般先由學校教師講授某章節理論知識,然后學生到車間在企業教師的指導下親自動手操作,將理論講解和實物演示有機結合,使得理論與實踐同步,教學質量大大提高。
三、學校實習帶隊教師的實踐能力提升問題及其對策
學校實習帶隊教師具有豐富的工程經驗,制訂科學、系統的實習計劃,是完成“卓越計劃”實習教學任務,提高實習教學質量的前提。然而,目前高等工程教育的實習帶隊教師多為年青教師,大多來自非師范類院校優秀研究生, 雖然接受過系統全面的專業知識學習,但是缺乏工程項目的過程化實踐能力,不能滿足學校實習帶隊教師對專業理論知識結構、素質結構、研究與創新能力、實踐能力等高度集成的要求。這導致學校實習帶隊教師不能根據企業特點制訂出周密的實習計劃,目的性缺乏,很難保證實習的有效開展。為此,廣西大學能源與動力工程專業從以下4個方面提升學校實習帶隊教師質量。第一,營造人才成長的環境條件和人才聚集的氛圍,積極引進具有博士學位,并具有在生產第一線3年以上工作經驗的優秀專業技術人員到高校來任教。第二,對于沒有企業工作經歷的教師,本專業選派教師到企業積極開展工程項目研究,或有計劃地送到企業工程崗位進行較長期的工作和交流,以此提升教師的工程實踐能力和水平。為保證教師積極參與企業培訓,教師在企業工作享受工程崗位相應津貼。第三,對于過去具有企業工作經驗的教師,本專業有計劃地定期安排他們到企業進行短期學習,以更新教師的工程知識,將企業生產、技術、工藝、設備等方面的現狀和新科技、新工藝帶到教學中。第四,加強本專業教師與企業教師之間的交流與合作,建立并強大一支高校師資和企業師資聯合團隊,爭取取得較大影響的理論創新成果,同時能在本專業領域的工程實際中提煉科學問題,解決相關工程難題。
四、企業教師的選擇問題及其對策
企業教師隊伍是實踐教學的主導力量之一,是保證“卓越計劃”實踐教學質量的關鍵。因此,企業實習中,應注意企業教師的選擇問題,要選擇業務優秀,又有較好語言表達能力和熱心的專業技術人員作為企業教師,這是完成企業實習教學任務的重要環節。然而,企業缺乏科學、規范的企業教師選聘標準,選擇的隨意性較大,企業教師的水平參差不齊,教學質量波動明顯。首先,置身于激烈的市場經濟競爭環境,企業中每個專業技術人員多以按件計工作量,工作任務飽滿,工作壓力大,沒有多余的時間來給學生做現場講解。其次,多數企業對技術數據的安全性和保密性有一定考慮,不愿意學生接觸到企業的核心技術,多以參觀形式安排實習。再次,學校沒有專門的實習經費給企業,企業對學生實習礙于情面和任務需要,較為隨意地安排2~3個工作人員給學生做生產現場講解,教學質量得不到保證。基于此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”在實踐教學企業教師的選擇方面采取了以下措施。第一,企業與高校共同協商建立兼職教師的聘任制度,以保證能夠在企業選聘出高水平的具有豐富工程實踐經驗的專業技術人員或高層管理人擔任“卓越計劃”的兼職教師。第二,高校制定出企業兼職教師的薪酬政策,以保證企業兼職教師在“卓越工程師”培養方面做出的工作不是義務的,得到相應的報酬,這起到吸引、留住、激勵企業優秀人才擔任兼職教師的重要作用。第三,企業兼職教師需要參與相應的考核,具體做法是,學校實習帶隊教師和實習學生按照考核要求中的各項指標給企業兼職教師打分,每年進行總結,不合格者將被取消企業兼職教師資格,合格者給予相應的獎勵。
五、企業實習崗前培訓的設置問題及其對策
傳統的企業實習模式一般是由學校實習帶隊教師確定實習單位,然后采用集中實習的方式將學生帶到實習地點,邀請有關企業教師現場講解、參觀學習,最后由學生提交實習報告,學校實習帶隊教師根據報告和平時表現評定實習成績。這種傳統的企業實習模式只能給予學生感觀的認識,不能從深層次理解理論和實踐相結合的生產過程,難以發現問題和提出問題,更不能培養學生的創新能力。基于此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”的做法是按照實綱要求,充分發揮學校實習帶隊教師和企業教師的指導作用,在進行車間學習前先進行多媒體講授的崗前培訓。培訓的內容主要按照企業生產工藝分類講解工序流程、主要設備、檢測手段等, 使學生對該企業的生產過程有所了解。在培訓的過程中,注意通過問題的形式來調動學生到企業實習的積極性。如提問學生:蠕墨鑄鐵缸蓋正火處理前為什么用外型砂堵住氣道?并告訴學生,實習中看到的雖然只是一個簡單的動作,但是這對于缸蓋的產品質量卻是很重要的。因為,對于蠕墨鑄鐵缸蓋的正火處理有利于硬度的提高,但也會使氣道產生嚴重的氧化皮,導致無法正常拋丸處理,而正火前用外型砂堵住氣道,可以有效防止氣道氧化,提高鑄件質量。通過問題式講解,學生認識到了每道工序都有其重要作用,到車間實習時必然會更用心去觀察、思考。
六、學生到企業實習的主動性問題及其對策
由于傳統的實習方式是學校實習帶隊教師制訂實習教學計劃并提出實習要求,學生在相同的場所實習,實習過程及內容完全相同,學生只要聽從教師的安排,即可獲得所要求的學分,因此學生到企業實習的主動性不高。加之企業采用數控機床逐年增多,而機床采用全封閉防護罩罩住,學生看不到具體的工序,再加上機器聲音太大聽不到企業教師的講解,導致學生處于“被動實習”的狀態。可見,企業實習中不像學校教師講授學生知識時細致入微地講解,而更多的是需要學生自己觀察、學習。因此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”班到企業實習過程中,采用先全班集中實習,然后再進行小組分散專題實習的方案。這樣既可使學生了解整個生產過程,又可使學生根據自己的興趣對某一具體問題進行深入了解,充分調動學生的積極性。例如,對于冷加工實習小組,安排學生到冷工車間實地參觀車、鉗、刨、銑、鉆等機械設備和刀具,請企業教師現場演示機器的操作方法,詳細講解生產過程中刀具的選擇、刀具的刃磨、刀具的安裝、切削用量的選擇、加工工藝的制定、工件的裝夾等內容。對于發動機鑄鐵件鑄造專題組的學生,安排企業教師現場講解鑄件的整個鑄造流程,重點講解砂芯的種類,砂芯對尺寸精度的要求,以及鑄件如何避免夾渣、砂眼、氣孔、裂紋類缺陷等工程實際內容。對于熱處理實習小組,安排企業教師現場講解各種熱處理工種(正火、淬火、回火等)的主要設備、基本操作、目的、生產中存在的問題和解決方法。實習結束后,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”學生的考核采用實習日志和答辯形式加權評分的方式,以個人形式上交的實習日志側重于對整個生產流程的了解,以小組形式進行的答辯環節側重于對實習內容的消化吸收,鞏固實習效果。以上方式充分發揮了學生到企業學習的主動性,有效提高了企業實習的質量。 (下轉第187頁)
(上接第178頁)
七、“卓越計劃”企業實習經費保障問題及其對策
按照“卓越計劃”企業實習要求進行教學,教育成本比傳統教學方式大大提高。不光是學校實習帶隊教師、企業教師、相關企業實習教學改革研究、企業工程實訓平臺搭建等需要資金保障,學生的實習交通費、住宿費、實習費等也是很大一筆開支。特別是隨著國內經濟的快速發展,實習經費仍恪守20世紀90年代計算標準變化不大,即使有所增加,也非常有限。這導致實習經費遠遠滿足不了實際需要,實習專業被迫縮短實習時間、減少實習內容、簡化實習方法,實習質量下降。為保證“卓越計劃”的順利實施,廣西大學能源與動力工程專業不但從教育部、政府、學校申請到專項經費用于卓越人才培養,還從學院和專業層面獲得一定的經費支持。廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”實施第一年,獲得教育部“卓越計劃”專項經費支持,學校以1∶2比例提供配套建設經費,學院在“卓越計劃”班的實習經費支出上給予一定傾斜,本專業教師團隊與企業開展的橫向項目也為“卓越計劃”提供了一定的經費支持;實施第二年,除得到教育部一定的專項經費支持外,獲得中央財政和地方政府“中西部高校提升綜合實力”經費資助的學校也加大了配套建設經費支持力度。目前,通過以上措施建立的資金保障機制基本滿足了本專業卓越人才企業學習的需要,但如何保障這種機制的長效性仍然是本專業面對的一個難題。
總之,“卓越計劃”創新了高校與企業聯合培養人才的機制,這使得“卓越計劃”班學生在企業實習過程中,碰到了一系列問題,需要高校專業和參與企業不斷地探索、總結經驗和改進完善,為工科院校其他“卓越計劃”專業到企業實習的順利實施提供一定的參考。
【參考文獻】
[1]林健.談實施“卓越工程師培養計劃”引發的若干變革[J].中國高等教育,2010(17)
[2]林健.面向“卓越工程師”培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究,2011(5)
[3]林健.校企全程合作培養卓越工程師[J].高等工程教育研究,2012(3)
[4]李力,杜軒,趙新澤.地方高校實施“卓越工程師計劃”的企業學習探討[J].中國電力教育,2012(8)
[5]張燕,溫曉玲.基于“卓越計劃”背景下的產學研合作新模式[J].大學教育,2012(5)
中圖分類號:G642.44 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)29-0084-03
風能與動力工程專業是適應當前風電等戰略性新興產業發展的良好形勢、準確把握當今能源和環境等熱點問題的發展方向、適應建設“兩型”社會和發展“低碳”經濟要求而戰略性開設的新興專業。實習模式是現代高等教育中的一個重要組成部分,是將理論課程中的二次經驗知識轉化為學生個人的直接實踐認識的一個重要手段,是理論教育和生產實踐相結合的一個重要方式。[1-2]開展實習模式的研究與實踐是“風能與動力工程”專業建設的核心內容之一。通過開展對風電場、風電制造企業、國內相關專業的發展現狀、人才需求、人才培養的調研與分析,針對風能與動力工程專業實習教學中存在的問題,結合培養“寬口徑、多層次、強能力”應用型專業人才的要求,為提高學生的創新實踐能力,課題組從實驗室建設、實習基地建設、實習教學內容、實習教學方式等方面對專業實習模式進行了研究與實踐,構建了具有特色的“四層次、四結合”的風能與動力工程專業實習模式。
一、風電產業的快速發展迫切需要大量風電專業人才
為了保障國家能源安全、保護生態環境、促進社會和經濟的可持續發展,實現“2020年非化石能源消費比重提高到15%、單位國內生產總值二氧化碳減排40%~45%”的目標,近年來我國風電產業迅猛發展,2013年我國風電累計裝機容量已達9142萬千瓦,占世界累計裝機總量的28.7%;新增裝機容量已達1610萬千瓦,占世界新增裝機總量的45.1%,兩項指標均已居世界第一位,目前風電已經成為我國的第三大能源,開始引領世界風電發展。[3,4]
根據我國規劃,2020年中國風電裝機將達到1.5億kW~2.5億kW,形成每年4000多億的工業附加值,提供約50萬人的就業崗位。今后幾十年,風力發電產業將持續、高速發展,亟需大量的風動專業人才。但由于我國風電是近幾年發展起來的新興產業,之前缺乏這方面的專業教育資源,我國從事風電的技術骨干大多數是從其他行業轉行過來的,他們普遍缺少風電方面的系統專業培訓和技術學習。實踐創新能力強的高級風電專業人才尤為短缺,已經影響了我國風電產業的健康發展。從風電企業新需求的職位來看,風電企業對現場工程師、維護工程師等工程類人才、電氣研發設計人才和復合材料專業人才十分需要。[5,6]
二、風電專業人才需要具備過硬的意志和創新實踐能力
經過大量調查發現,風電行業與火電行業不同,風電場現場的運行維護人員很少。經過在內蒙古華電輝騰錫勒風電場、江西長嶺風電場、湖南郴州仰開湖風電場、湖南邵陽南山風電場、湘電風能、南車時代風電、浙江運達等風電企業實地調研的結果表明,裝機容量在5萬千瓦左右的風電場,整個風電場的運行、巡檢及管理人員總共只需要15~30人;而100萬千瓦火電廠一般需要500~1000人,且主要集中在集控運行與設備維護領域。風電行業最大的人才需求在裝備制造環節,以及風電場的規劃、設計、施工與維護及風力發電機組設計與制造、風能資源測量與評估、風力發電項目開發等風電相關的技術與管理方面。我國風資源主要分布在“三北”(東北、華北、西北)地區、東南沿海及其島嶼地區,主要包括東北三省和內蒙古、甘肅、青海、、新疆、河北等省區;海上風能豐富,我國海上風能資源豐富,海上風速高,很少有靜風期;內陸湖泊和特殊地形等只有局部有風能豐富地區。幾乎所有風電項目都遠離都市,工作環境比較惡劣,風電人才需要具備到邊遠艱苦地方工作的身體素質和意志品質,大多數風電技術人員都要到現場去。這些特點也導致目前一部分人才不愿轉行到風電行業,導致目前風電人才更加緊缺。[5,6]因此,風電人才的需求面雖然很廣,但風電專業人才需要具備過硬的意志和創新實踐能力。
三、風電專業人才需具備多學科、強實踐的知識結構能力
近年來盡管我國風電產業迅猛發展,但由于風電產業是新興產業,之前沒有這方面的技術儲備,我國風電產品的自主知識產權和核心技術非常缺乏,導致很多企業都是從國外購買圖紙和技術進行生產制造,風電行業人才需要具有較強的國際交流能力;而且,風電是一門涉及機械、流體、材料、電氣和控制等多學科的新興行業,風電產品的開發需要具備多學科的知識體系;另外,風電產品在風電場運行時還面臨很多并網控制、安全可靠性、結構優化、制造成本等方面的難題,需要不斷研究創新予以解決;此外,風電設備制造和風電場設計、施工、運行與維護是一項集空氣動力、機械制造、發電技術、電子控制和高可靠性設計為一體的綜合性高新技術工作。風電產業需要有設計、制造、安裝、調試及運營管理的系統化的人才培養體系。[5]所以,風電專業人才需具備多學科、強實踐、國際化等多方面的知識結構能力和創新意識,給風電專業人才知識結構的設計和實踐能力的培養帶來很大挑戰。
四、風能與動力工程專業實習模式應當遵循的原則
1.符合風能與動力工程專業培養計劃要求
長沙理工大學“風能與動力工程”專業實習模式的設置應當以符合“風能與動力工程”專業人才培養目標和就業需求為指導原則。“風能與動力工程”專業人才培養目標:風能與動力工程本科教育是以培養德、智、體、美等全面發展,基礎扎實,知識面寬,有較高的綜合素質、一定的工程實踐能力和創新能力,能勝任風電場的規劃、設計、施工、運行與維護及風力發電機組設計與制造、風能資源測量與評估、風力發電項目開發等風能與動力工程專業的技術與管理工作,并能從事其他相關領域的專門技術工作的高級工程技術人才。
2.滿足風電專業人才就業領域的行業需要
風能與動力工程專業本科學生的就業主要集中在風電場、風電制造企業、考研深造等領域,風電專業人才需具備機械、流體、材料、電氣和控制等多學科知識結構和復合型工程技術創新實踐能力的需要。所以,風能與動力工程專業實習模式的設置應當遵循“寬口徑、多層次、強實踐”的原則進行具體設置。一方面為風電領域培養高級工程技術人員,另一方面能為風電研究生、風電高層次研究人才的培養提供強有力的支持。
五、風能與動力工程專業實習模式的研究與實踐
針對風能與動力工程專業學生實習中遇到的“山高路遠坑深、不便實習”、“實習費用昂貴、難以承擔”、“實習中只能看、不能動”的難題,通過“校內與校外結合、虛擬與現實結合、學校與企業結合、集中與分散結合”的四結合原則,探索建立了“認識實習、拆裝實習、風電場仿真實習、畢業實習”共四個層次的專業實習模式。
1.認識實習模式的研究與實踐
“認識實習(風動)”是風能與動力工程專業學生在完成基礎理論課程學習后進入專業理論課程學習之前的一個實踐教學環節,讓學生在學習“電機學、風力機空氣動力學、風資源測理與評估、風力發電原理、風電場電氣工程、風電機組設計與制造”等專業理論課程前大致了解風電機組的總體構成、控制方式和風電場的運行管理,建立初步概念和認識,為深入理解和掌握專業理論課程知識打下基礎。
鑒于湖南省風電場一般位于多風的偏遠山區,面臨“山高路遠坑深、不便實習”、“實習費用昂貴、難以承擔”、“實習中只能看、不能動”的難題,本課題組提出了“充分利用多媒體、校內與校外結合”的風能與動力工程專業認識實習模式,即在學生校外參加認識實習之前,在校內精心組織實習動員,除了為學生講解風電場應注意的安全知識和紀律要求,還播放精心制作的風電視頻文件,并邀請風電領域的資深教師為學生講解有關風電專業知識,讓學生在校外參加認識實習之前就對風電有了一個大致的了解;到達風電場以后,再請風電場的專職人員為學生詳細講解風電機組、集中控制室、功率因數補償、變電站等部分的結構和功能。實踐證明,采用這種認識實習模式后,學生在有限的實習經費和有限的實習時間內,大致了解風電機組的總體構成、控制方式和風電場的運行管理,激發了探究式學習的興趣,取得了良好的學習效果。
2.拆裝實習模式的研究與實踐
“拆裝實習”是風能與動力工程專業學生在學習完“電機學、風力發電原理、風電機組設計與制造”等專業核心課程之后,加深學生對風電機組零部件內部結構及功能與作用的理解、并提高學生的實踐動手能力的一個關鍵實踐教學環節。
風電場運行的風電機組的關鍵零部件(如葉輪、主軸、齒輪箱、發電機、剎車系統、偏航系統、控制系統等)主要位于機艙內,而機艙位于聳立在70~100m高空的塔筒的頂端,并且這些關鍵零部件一般都體積龐大,拆裝與檢修都非常困難,學生在現場幾乎是不可能進行拆裝與檢修的。針對這種情況,本課題組提出了“充分利用CAD軟件及實驗設備資源,虛擬與現實結合”建設風能與動力工程專業拆裝實習實驗室,形成了獨具特色的虛實結合的風動專業拆裝實習模式。
課題組組織專業老師利用CAD軟件,在第一階段開發設計了MW級風力機葉片三維模型、風電齒輪箱三維模型、風電塔筒三維模型等CAD模型,使在實驗室條件下不可能以實體尺寸建設、也不可能在現場進行實體拆裝的龐大實物得以在實驗室內進行內部結構展示和拆裝練習,增強了學生對整體結構的認識。
另外,課題組還組織專業老師建設了“風動專業拆裝實習實驗室”,配置了TRM-JX3型風光互補移動實驗臺、Z-300W(A)小型風力發電機、異步電動機、行星齒輪箱、設備點檢故障診斷儀、軸承診斷振動分析儀、粗糙度儀、數字存儲示波器等拆裝與檢修實習設備及儀器,克服了虛擬仿真實驗難以反映實際故障的弱點,提高了學生解決實踐問題的能力。
3.風電場仿真實習模式的研究與實踐
針對風電場建設成本昂貴、風電場地處偏遠不便實習、以及實驗室建設困難的問題,本課題組提出了“廣泛吸引社會資源、學校與企業結合”共建校內風電場仿真實驗室,形成產學研良性循環的風電場仿真實習模式。
課題組在建設風能與動力工程專業實驗室的過程中,充分發揮我校在能源動力領域的辦學優勢,廣泛吸引社會資源支持新興產業專業辦學,與北京木聯能軟件技術有限公司簽訂了《產學研合作協議》和《WEPAS教學版軟件贈送協議》,北京木聯能軟件技術有限公司向我校捐贈19套WEPAS教學軟件,總價值為205.2萬元,對本專業“風電場建模與仿真”、“風電場仿真實習”課程的教學起到了良好的促進作用。同時,專業師生將軟件使用中的一些體會反饋給企業,并開展一些相關研究,促進軟件的改進與推廣,形成了產學研的良性循環。
另外,課題組還爭取中央財政項目支持,購置了35臺計算機、1套PH-1移動式氣象站、1套PH-1車載氣象站、2臺PH450手持式氣象站、1套氣象數據采集軟件系統和1套用于復雜地形風電場資源分析的WINDSIM軟件,方便學生將實測數據輸入計算機,完成真實風電場的仿真實習,提高學生分析實際問題的能力。
4.畢業實習模式的研究與實踐
畢業實習是學生在畢業之前進行的一個歷時最長的實踐環節,也是綜合運用所學專業知識、啟發畢業設計(論文)工作思路、積累實踐工作經驗的一個重要環節,讓學生在進入企業工作之前進一步提升創新實踐能力。
針對風電產業鏈極度分散分布、多學科的風電專業知識結構需求、風電企業容納學生實習能力有限以及學生就業需求主要集中在風電制造企業和風電場的特點,本課題組提出了“多學科領域拓展,集中與分散相結合”的風動專業畢業實習模式,允許學生提早聯系就業單位實習,實現風動專業學生“寬口徑、強能力”培養。
課題組牽頭與大唐華銀城步南山風電場、華電郴州仰天湖風電場、中電投江西長嶺風電場等建立了穩定的風電場實習基地,為專業學生到風電場的集中實習提供了保障;還與湘電集團有限公司、湘潭興業太陽能科技有限公司、北京木聯能軟件技術有限公司等簽訂了產學研合作協議,為部分優秀學生到風電生產企業實習提供了條件;也有部分學生自主聯系了福建六鰲風電場、華儀風能有限公司等單位分散實習,有效緩解了風動專業學生集中實習面臨的難題。
六、教學效果
在本課題的研究與實踐過程中,已將研究成果轉化為風能與動力工程專業人才培養計劃的修訂、完成了“風能與動力工程”(現已按教育部目錄統一修改為“新能源科學與工程”)專業人才培養計劃2013版的修訂工作;研究成果已指導風電專業課程教學大綱的制訂、風電專業實習教學環節和實驗室條件建設等方面的工作,具有較好的指導意義。
通過本項目研究,針對風能與動力工程專業學生實習中遇到的“山高路遠坑深、不便實習”、“實習費用昂貴、難以承擔”、“實習中只能看、不能動”的難題,探索提出了“四層次、四結合”的風動專業實習模式,取得了良好的教學效果。
參考文獻:
[1]李錄平,張擁華.基于工程意識和能力培養的理工院校實踐教學改革與探索[J].黑龍江教育,2010,(4).
[2]李錄平,張擁華,周鍵,等.高等學校實踐教育多維度理念探析[J].中國大學教育,2011,(11).
[3]李俊峰,蔡豐波,喬黎明,等.2013中國風電發展報告[M].北京:中國資源綜合利用協會可再生能源專業委員會,2013:9.
主管單位:中華人民共和國教育部
主辦單位:武漢理工大學
出版周期:雙月刊
出版地址:湖北省武漢市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1007-144X
國內刊號:42-1406/U
郵發代號:38-91
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1979
期刊收錄:
SA 科學文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
孕育了以孫曉峰教授和陳懋章院士為帶頭人的創新團隊的能源與動力工程學院,是北航1952年建院時最早建立的兩個系之一,前身為航空發動機系。經過50年的建設,能源與動力工程學院從單一的航空發動機專業發展成為涉及4個一級學科,擁有8個博士點、9個碩士點和3個本科專業的學科專業群。其中,航空發動機專業是國家首批博士點(1981年),1988年被評為國家重點學科。其所在的“航空宇航推進理論與工程”學科是國家重點學科,保持國內第一的地位。能源與動力工程學院注重學術團隊的建設,現有院級團隊8個,覆蓋了教師的70%,學院的科研和教學骨干基本上都在這8個團隊當中。在院級團隊的基礎上,根據不同的科研需要靈活快捷地構成大型的綜合團隊,沖擊校級和國家級的學術團隊。以孫曉峰教授和陳懋章院士為帶頭人的創新團隊就是院級5個學術團隊組合構成的教育部首批批準的創新團隊。
該創新團隊是一個年齡和專業結構合理的團隊,組成人員有院士、長江學者和跨世紀優秀人才,也有全國優秀博士論文獲得者,老中青結合,具有很大的創新潛力。團隊里的每個人都有自己獨特的研究領域:陳懋章院士是我國著名的航空發動機專家,長期從事葉輪機氣動力學和粘性流體動力學研究的教學與研究工作,在航空發動機領域卓有建樹;孫曉峰教授在氣動聲學、葉輪機非定常流等多個方面有著重要的學術貢獻。團隊中30多歲的年輕學者也已經在國際上嶄露頭角,例如李曉東在計算氣動聲學方面做出的顯著成績,在NASA組織的考核中被認為是同行中最好的工作之一;全國百篇優秀博士學位論文獲得者景曉東在氣動聲學的渦聲相互作用方面的研究,被美國、英國、荷蘭的研究組重復試驗給予驗證;另一位全國百篇優秀博士學位論文獲得者閆曉軍則在復雜結構力學方面做出了重要貢獻。可以說,團隊里每個人的手里都有“絕活”。
創新的發展理念累累的科研碩果
該創新團隊是一支極具創新精神的團隊,他們正在研究的課題優勢突出,且在理論方面和技術方面都提出了不少新問題,需要從基礎研究著手加以逐個解決,既有巨大潛力,又有嚴峻挑戰。
作為首批批準的教育部創新團隊,該團隊成員過去多年的研究已為新的創新團隊積淀了深厚的基礎:以該團隊成員為第一完成人先后獲得了國家科技進步一等獎和國家技術發明二等獎,近來又在大小葉片這一先進氣動布局的研究中取得了突破性進展。
談到對團隊和創新的理解,團隊成員有著自己的看法:
陳懋章:“在學術和技術上提出有引領作用的重大創新目標,目標要高,臺階要大,要在科學和技術上有重大意義。這種項目要相對穩定,不是短平快,而是一段時期的奮斗目標。這種重大創新項目,應該使大家有興趣,有奔頭,成為團結奮斗的目標,這是團結、組織團隊的基本因素。”這位功成名就的院士,主張做科研要“一竿子插到底”,不但工作態度是這樣,科研內容也是從基礎研究、應用研究、工程驗證一直進行到型號應用。雖然已是70歲的高齡,但他仍每天早出晚歸扎根在研究和試驗的第一線,有時一人同時操縱著好幾臺計算機在實驗室里進行研究和運算。有人開玩笑說他像紗廠里的擋車工,穿梭于幾臺機器之間,忙了這臺忙那臺。但他不是計算機的奴隸,他正是從這些大量計算數據中,攫取關鍵信息,探究真實的機理,尋求優化的流場。
孫曉峰強調:“團隊是主題研究的結合,是學術與精神的結合,以思想為基礎的團隊,才是真正的團隊,才是有戰斗力的團隊。我們的凝聚不是強調聽一個人的話,是要當我們聯合起來的時候形成合力,作為一個拳頭打出去,讓別人感覺我們是一個令人刮目相看的團體。”
創新團隊建立以來,研究工作取得了很大進展。不畏艱險,不怕挫折,充分發揮多學科協同作戰優勢,集小步為大步……這些正是這個創新團隊能夠不斷取得重大成績的基本要素。