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关键词:能源与动力工程;人才培养;创新能力;校企合作
中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)40-0153-02
一、引言
邵阳学院“能源与动力工程”专业始建于1977年,经过近40年的历史,是湖南省“十五”、“十一五”、“十二五”重点建设专业、湖南省及教育部特色专业,2012年成为湖南省综合改革试点项目,2013年成为教育部地方高校第一批本科专业综合改革试点项目。为推进“能源与动力工程”专业综合改革与发展,进一步改进人才培养模式,结合我院能源与动力工程专业的办学定位、学科特色和服务面向等,我们在校企合作培养学生的创新能力方面做了一些研究与探索。
二、人才培养方案的改革
为了更好地满足企业需求,在广泛调研和研讨的基础上,构建了以能力培养为目标、突出企业参与的“做中学、学练合、校企联”的工程人才培养模式(见图1),着力提高了学生的工程意识、工程素质、工程实践能力和创新能力,完善以人文素养为基础、以专业能力为核心的“通识教育”、“专业学习”、“技能训练”、“工程应用”四轮驱动渐进式应用型工程技术人才模式,如图2所示。
三、教学方法改革
1.课程设置。设置了“科学+人文+艺术”的通识课程平台、多学科交叉融合的学科课程平台、“技术+特色+创新”的专业课程平台[1],如图3。
2.课程及教学资源建设。根据课程教学要求,明确了课程的能力导向目标,进行了综合化和应用型的课程建设,采取了以下建设手段:以能力培养为主线,进一步优化教学内容,构筑公共基础和专业基础课程平台,设置灵活适应社会和学生自主择业需要的专业课程模块;进一步推动精品资源共享和视频公开课程建设,巩固精品课程建设成效,强化专业核心课程和特色课程建设。以精品课程建设为龙头,带动核心课程建设,形成一批国家、省、学校不同层次的核心课程,制定并实施教材编写规划和措施。加强特色教材尤其是加强校企联合编写实用性强、突出应用性的教材编写工作,并继续加大对教师编写教材的支持鼓励力度。规范教材选用制度,严格教材选用审核,精选一批适应中国能源与动力工程发展战略的近三年出版的新教材和国家或部省规划教材,积极引进国外优秀教材进行双语教学或作为教学参考资料,拓展学生的专业视野。
3.教学方式方法改革。深化教学研究,更新教学观念,注重因材施教。注重加强培养学生的学习能力、创新能力、实践能力,激发学生学习的主动性和积极性。改进教学方式,依托信息技术、完善教学手段,积极探索启发式、探究式、讨论式、交互式教学。促进科研与教学互动,支持和鼓励本科生参与科研活动,及时把科研成果转化为教学内容。采用“启发式、讨论式、探究式”教学方式方法,《工程预决算》、《工业炉与保温技术》、《供热工程》和《专业英语》课程根据教学大纲中的知识点,采用了学生参与的启发式、讨论式、探究式教学,如表1所示,提高了学习的主动性,活跃了课堂气氛,挖掘了学生潜力,收到了较好的成效。
积极推动科研优势转化为教学优势,学科优势转化为人才培养的优势,鼓励教师把科研成果转化为教材建设成果,把科研内容转化为教学内容,把科研方法渗透到教学方法中,提升人才培养质量。
四、实践教学改革
结合专业特点和人才培养要求,从实践教学体系、实践教学内容、实践教学共享平台等方面进行建设。
1.强化实践环节。强化实践教学力度,除了有2周颇具特色的结构拆装实习外,在生产实习环节还增加了3周的综合技能实训。
2.加强实践教学条件。利用省部共建资金,使实践教学条件得到了极大改善,创建省级大学生创新训练中心,为学生提高实践及创新能力提供了平台。深化了与现有合作基地企业的合作,又新建了多家校企合作人才培养基地。
3.探索实践实验教学方法。主要体现在以提高学生工程实践能力和工程素质为主线,按由浅入深、由基础到综合的认知规律,构建适应大学生工程实践能力和创新能力培养的分层次的实验教学体系和教学方法,对于不同层次学生能力培养采用与之相适应的教学方法[2]。
4.师资队伍建设。学生创新能力水平的提高,师资队伍是关键。实施“请进来和走出动”的互动协作模式,着力提升教学和管理队伍的教育理念、学术水平、教学科研和管理能力,建设一支教学、科研和技术兼容并勇于创新的高素质教学团队[3]。从国内“985”、“211”高校或国家重点学科专业或国外知名大学引进硕士、博士研究生或成熟教师,充实教师队伍,不断改善实验队伍的年龄结构、学缘结构、学历结构和知识结构。对现有的骨干青年教师有计划地进行脱产专业进修,包括以访问学者身份、在职攻读博士学位等方式。每年选派专任教师到合作企业和领域进行一线学习交流,接受工程实践训练。完善团队教师培养机制,加大青年教师培养力度,制定了新进青年教师培养考核办法,促进青年教师快速成长。
五、研究取得的成果
1.形成富有特色的创新型人才培养方案。形成一套地方本科院校能源与动力工程专业校企合作培养创新精神的工程技术应用型人才培养模式,建成一批优质教学资源。建立的新的人才培养方案、特色专业建设方案和配套的专业建设参考规范、新的课程体系、实践教学体系和工程模式专业实验室。
2.建立科学新型的创新型人才培养。建立一套高效、互赢、紧密的校企办学合作模式,建立“全程参与式”的新的联合培养工程应用型人才机制,使理论与实践、课堂与课外有机结合,实现生产实习、社会实践、科研训练、课程设计、综合实验、毕业设计等实践教学工程化。
3.培养一批能源与动力工程专业急需的具有创新精神的高级工程技术应用型人才。在新的培养模式下,学生获得创新能力、实践能力和职业能力,提高了择业竞争力。
4.实现学校、学生和企业三赢。整合利用双方优势资源,资源共享,成为一个开放式的创新实践基地,校企双方共同步入良性发展轨道,实现学校、学生和企业三赢的局面。
六、结语
邵阳“能源与动力工程”专业经过了多年的探索,在校企合作培养创新能力的能源与动力工程专业人才方面取得了一些成果,学生的创新创业能力明显得到了提升,近五年来,学生获省级及以上大学生创新创业训练计划项目5项,积极参与“大学生机械创新设计大赛”、“大学生节能减排社会实践与科技竞赛”、“大学生工程训练综合能力竞赛”、“大学生力学竞赛”等各项大学生学科竞赛、技能竞赛,共获省级以上奖项20余项,其中国家级一等奖1项、二等奖2项,三等奖6项。
在实践过程中,也有一些不足,如因实施时间短,有许多成效或不足都还没有显现出来,同时由于经费限制在校内外实践基地的建设上步子迈得不够大,等等。我们将边实践边总结边改进,巩固现有的探索成果,进一步进行国际化应用型创新人才实践教学模式和方法研究与实践,加强课外科技创新活动,学生课外素质拓展综合训练,探索出一条基于校企合作培养具有创新能力人才的特色之路。
参考文献:
[1]杨建华,曾周亮,袁文华.地方院校人才培养方案的优化研究[J].中国大学教学,2007,(12).
可见,战略性新兴新能源产业的发展离不开新能源科学与工程等专业,而且,新能源产业的发展同样离不开能源与动力工程专业的参与。同时,战略性新兴新能源产业的发展,为能源与动力工程专业的建设带来挑战与机遇,因此,需要加强能源与动力工程专业建设,满足新能源及常规能源发展对人才的需求。
能源动力类专业是战略性新兴的新能源相关产业及新能源科学与工程等专业的发展基础
战略性新兴产业如新能源学科与工程等专业的发展需要以传统优势学科为其基础。传统产业的基础和发展现状将影响战略性新兴产业的形成与发展,战略性新兴产业的发展也将从传统产业的发展中获取帮助。能源动力类专业涉及的多是传统产业,而新能源科学与工程专业所涉及的是战略性新兴产业,因此,能源动力类专业的发展直接影响到新能源及其新能源科学与工程专业的发展。新能源科学与工程专业涉及的学科领域广泛且属交叉学科,涉及物理学、能源与动力工程、电子科学与技术、自动控制、材料科学、机械工程、化学等多个基础学科。新能源科学与工程专业是一个典型的多学科交叉专业并强烈地依托于能源与动力工程等工程技术的发展。基础学科是催生和促进新的学科领域特别是交叉学科、新兴学科发展的源泉。战略性新兴新能源产业及新能源科学与工程专业的发展离不开孕育其出生的能源动力类专业,能源动力类专业作为其发展的基础与源泉,并为新能源科学与工程专业的发展提供强大的理论基础。
国内外高校的新能源科学与工程专业的课程设置与能源与动力工程专业的设置有共同之处,如均以流体力学、工程热力学、传热学等作为专业基础课。国内已开设的新能源科学与工程专业的人才培养课程体系可知,大部分培养方案体现了能源动力类专业的学科基础(包括流体力学、工程热力学、传热学等),这些均与教育部新修订的《普通高等学校本科专业目录(2010)》中,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。北京工业大学新能源科学与工程专业的实践教学方面,主要依托热能与动力工程北京市实验教学示范中心的实践教学平台,并借助重点实验室的科研优势和动力工程及工程热物理学科优势,进行新能源科学与工程专业的创新性实验项目研究。
综上所述可知,国内大多数高校的新能源科学与工程专业多是建立在原来的能源动力类专业基础之上的,能源动力类专业是战略性新兴的新能源相关产业及新能源科学与工程等专业的发展基础,因此,需要深入探讨能源与动力工程专业的人才建设。
战略性新兴的新能源产业发展对能源动力类专业人才培养的需求
自2010年7月教育部下文开办新能源科学与工程专业的建设已有4年时间,该专业的发展取得了很大的进步,该专业主要是学生通过学习各种类新能源的特点、利用方式和方法以及新能源应用的现状、未来发展的趋势,学习动力工程及工程热物理学科宽厚理论基础,系统掌握新能源与可再生能源转换利用过程中所涉及到的能源动力、化工、环境、材料、生物等专业知识,培养具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等宽厚理论基础,受到新能源转换与利用以及新能源利用技术与设备的全面训练,具备能源科学及工程知识与现代信息技术,具有良好的团队合作精神和国际视野,具有较强工程实践与创新能力的专门人才。
经过近几年的发展,新能源科学与工程专业的人才培养目标及课程体系的设置取得了很大的进步,但是,从新能源科学与工程专业的人才培养目标以及课程设置体系设置的分析,可以看出,其侧重于将风能、太阳能、地热、生物质能、核电能等各种“新能源”如何高效的转换为“中间能源”,如将将太阳能转化为热能,生物质转换为生物油,将风能转化为机械能,将潮汐能转换为势能等“中间能源”。但是,新能源要高效地为我们所利用,还需要将这些“中间能源”合理高效转换为可以利用的“二次能源”如电能以及可以直接应用的生物油等,这些“中间能源”的高效转换需要有能源与动力工程专业的参与才能够高效完成“中间能源”向“二次能源”的转换。
因此,在大力发展新能源相关产业及新能源科学与工程专业的同时,对能源与动力工程专业的发展提出了新的挑战与机遇,需要针对新能源科学与工程专业设置的不足之处,针对各种“中间能源”的特点及转换特点,制定出合理的能源动力类专业的人才培养方案,使其与新能源科学与工程等新能源相关专业形成互补,共同完成从“新能源”向“中间能源”再到“二次能源”的高效转换,将新能源的利用率发挥到极致。
基于战略性新兴的新能源产业发展背景下的能源动力类专业人才培养的探讨
国内开设有能源动力类专业的高校有100余所,通过查阅并归纳国内各个高校能源动力类专业的人才培养目标:着力培养拥有扎实的动力工程及工程热物理学科宽厚基础理论与专业知识,并具有较高的人文社会科学和管理学的知识,系统掌握热力科学、控制技术和计算机应用技术、能源高效转换、清洁利用及其自动控制与运行的专业知识、基本技能及学科发展动态,具有较强的工程意识、工程素质、工程实践能力、自我获取知识的能力、创新素质、创业精神、社会交往能力、组织管理能力和国际视野的高素质人才。
根据战略性新兴产业之新能源发展的要求以及新能源科学与工程专业人才培养的特点,结合能源与动力工程专业的人才培养目标以及当今能源动力类专业自身发展的需求,提出了能源与动力工程专业人才培养的一些建议。
针对新能源产业的发展,调整能源与动力工程专业的人才培养课程体系
针对新能源产业的发展特点,以及新能源的能源转化特点,适当调整人才培养目标及课程体系使之满足新能源后续利用对人才的需求。如太阳能的热利用过程中,可设置高效吸收、储存及释放太阳能(热能)的相关课程,以及高效利用其储能材料释放的热能的动力机械的相关课程,完成从“新能源”(太阳能)到“中间能源”(储能材料所储存的热能)再到“二次能源”(如电能)的高效转换;可以添加高效热解生物质转换为高品质的生物油(“中间能源”)的课程,以及开设特定课程来讲解如何将生物油(“中间能源”)转换为可以直接高效利用的“二次能源”或直接将生物油“中间能源”高效利用的课程等等。
构建多层次、不同规格的人才培养体系
能源动力类专业(学科)的人才培养需要分为博士、硕士、本科及专科,满足不同层的人才需求。同时,不同性质的高校在本科层次的人才培养目的是不同的,如研究型大学主要培养学术型以及研究与应用人才、教学研究型大学培养学术和应用型人才为主、教学型大学培养应用型人才为主以及高等职业院校培养应用型学生为主。
加强职业教育与培训,发展继续教育,构建终身教育体系
虽然高校有多层次、不同规格的人才培养方式,可以针对不同层次的人才需求制定相应的人才培养目标并培养出合格的人才,但是,当今科技发展日新月异,知识发展迅猛,技术更新频繁,如果企业引进的人才仅仅靠在学校所学的知识是不能满足企业的快速发展的。总书记在十六大的政治报告中指出:要“加强职业教育与培训,发展继续教育,构建终身教育体系”。因此,需要为已经毕业的能源动力类专业人才制定继续教育培训计划,构建终身教育体系,使能源动力类人才时刻具备最新知识与技能,满足企业发展的需求。
采取的措施可以是要根据不同岗位的人员,帮助其制定终身的自我学习与培训计划,使其获得并完善各种知识与技能;与高校联合制定长期的培训计划,如每年对企业的人才进行专业相关新知识的培训或是按照企业的要求进行专业知识培训;邀请能源动力类的研究院所专家定期举行学术讲座,传播能源动力类的最新技术发展,起到抛砖引玉的作用;可以与行业协会共同举办相关知识的讲习班,使热能工程师掌握相关最新的专业技术;要求企业员工进行培训考证,使他们在考证过程中学习到相关知识,同时也使其保持强烈的学习愿望;出国进行短期培训学习,学习国外最新的能源动力类知识;采取要求每位员自己工定期举办讲座,将其学习、工作或查阅中所获得的知识进行相互交流,使大家能便捷地学习到更多的知识。
建立跨产业、跨领域、跨学科合作的人才培养模式
对能源动力类专业进行教育资源的整合,在培养常规的能源动力类人才基础之上与新能源相关产业合作培养跨产业人才,并与能源动力类之外的领域如化学工程及材料学科合作培养生物质能高效利用与新能源材料相关的专业技术人才。
建立高校与企业、研究院所及国外高校学联合的人才培养模式
高校与企业联合人才的培养主要是让企业里面的既懂理论专业知识和具有丰富实践工程经验的工程师担任本科人才培养(毕业设计)的第二导师,让本科生在毕业设计阶段可以得到实际工程知识的训练,学习到如何将理论知识与实践工程联合起来解决实际工程问题的能力,学习如何将知识转换为生产力。其次,可以让企业参与硕士及博士人才的培养,由于硕士人才与博士人才培养目标不同,因此,对于硕士人才的培养主要是让学生参与企业的技术改革,解决较高难度的实际课题为主。博士人才的培养可以部分参照博士后流动站对其博士后工作人员的要求进行培养,参与企业的产品研发的研究工作。聘请国内能源动力类研究院所的知名专家院士来校进行学术交流,让学生有机会与这些学术泰斗面对面交流,学习他们的思维方式,以及他们所带来本领域的最新专业知识信息。可以聘请国外高校知名教授专家来国内短期讲课,让学生了解国外本领域的最新发展及相关知识。
注重能源动力类人才出国留学培养
选送优秀的学生在完成国内的课程以后,到国外动力类著名高校继续学习先进的能源动力类知识,使人才的培养具有国际水准,这些学生在国外完成本科、硕士或博士的学业之后回国工作,这样就可以为我国能源动力类的建设起到推波助澜的作用,加快我国能源动力类产业及新能源产业的快速发展。
能源动力类人才的后续培养
从高校毕业的博士、硕士、本科及专科具备一定理论知识,但是,这些人才要在企业做出成果,离不开企业的“二次培养”,就是按照不同层次人才的特点安排在不同的工作岗位进行专业技能、技术以及研发的后续培养锻炼,在此过程中培养出能够将知识转化为实际生产力的各个环节上的不同层次的人才,培养出如科技创新的领军人才、科学研究与技术开发人才、高技能的技术创新人才以及实际科技成果的转化人才等。
按照CDIO模式及卓越工程师模式培养能源动力类人才
关键词:教育改革;培养方案;创新;能源动力工程
作者简介:代元军(1978-),男,河南正阳人,新疆工程学院电力系,副教授;李保华(1979-),女,河南新安人,新疆工程学院化学与环境工程系,讲师。(新疆 乌鲁木齐 830091)
基金项目:本文系新疆工程学院重点教学改革研究课题(项目编号:2013-ZD11)研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0075-02
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,新疆高校能源与动力本科专业如何设计地方特色的人才培养方案,构建课程体系,完成理论教学与实践教学的创新和一体化,是摆在能源与动力工程教育者面前的难题。
一、新疆经济发展对能源与动力工程专业人才需求的预测
首先,一方面随着煤炭的大量生产,通过建设大型电厂,把煤转变成电,利用“西电东送”两条750kV的高压交流电网和一条800kV高压直流电网把电输送到疆外;另一方面新疆的新能源领域快速发展,铸就太阳能、风能等高新技术产业的辉煌业绩和企业的规模扩张。目前新疆发电企业和新能源企业向大型化、自动化和智能化快速发展,必然会对技术人员提出新的更高的要求。因此培养能源与动力高层次工程技术人才,是建设现代化能源企业的当务之急。
其次,新疆现阶段煤电产业和新能源产业主要依靠内地大企业引进现代化的生产工艺和技术装备来实现,其设备技术和管理已接近中国先进水平。然而,新疆地处偏远,引进高端人才困难,劳动力成本高,人员不稳定。目前煤电行业和新能源行业面临着这样的问题:一方面是技术先进、设备先进、管理先进,另一方面是与之配套的运行、维护和管理的应用型高级工程技术人才却严重不足,从而使先进的技术和设备无法发挥应有的水平,甚至不能正常运行,导致事故发生,人才本土化培养的问题日益突出。[1]
根据《2009-2015年煤炭煤电煤化工人才发展规划》,到2015年,新疆煤电装机3450万千瓦,新增装机约2630万千瓦,可向我国东部送电1100万千瓦,预计新增煤电行业从业人员2万人,热电行业存在大量的人才缺口。同时,在新疆地区,新能源产业人才也是非常缺乏,人才培养不能够满足新能源市场迅速发展的需求。
所以加快能源与动力工程本科专业人才培养步伐,促进新疆煤电工业和新能源产业的跨越式发展,有利于加快解决高层次人才培养本土化问题,实现当地招生,当地培养,当地就业;有利于培养高层次新疆少数民族工科人才,促进少数民族整体素质及文化水平的提高。这对新疆煤电行业的健康持续稳定的发展有着重要作用,为新疆长治久安、社会稳定、各民族不断富裕发挥重要作用。
二、新建本科院校能源与动力工程本科专业培养目标和培养模式
据现行的教育部本科专业目录,能源与动力工程专业由原热力发动机、流体机械及流体程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水动力工程和冷冻冷藏工程等9个专业组合而来。[2]目前能源与动力工程致力于传统能源的利用及新能源的开发和如何更高效利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源,也包括核能、风能、生物能等新能源,以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。这是符合我国市场经济发展现状以及国际经济一体化趋势的。
过去,新疆工程学院热能动力设备及应用专业的培养目标是:“培养德、智、体全面发展,能够从事热能动力及其控制设备安装、调试、运行、检修、管理及一般热力与控制工程设计,具备基本的经济与管理、社会与人文、环境与保护等方面基本知识的第一线高等工程技术应用型、复合型人才。”[3]随着新疆工程学院的升本,学校在2012年开始制定能源与动力工程的人才培养方案,为了顺应国内外尤其是新疆地方特色的能源动力科学技术的发展趋势,对培养目标的提法进行了多次修改。在2013级专业培养方案中,专业培养目标已修改为:“培养适应新疆经济社会发展,特别是新型工业化建设需要的知识、能力、素质协调统一,具备宽厚的基础知识、具有创新精神和实践能力,专业应用能力突出,获得工程师素质基本训练的德、智、体、美全面发展的应用型高级工程技术人才。毕业生应具备热能工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等方面基础知识,能在国民经济各部门,从事动力机械(如热力发动机、流体机械)的动力工程(如热电厂工程、新能源工程、制冷及低温工程、空调工程)的设计、制造、运行、管理、实验研究和安装、开发、营销等方面的高级工程技术人才。”[4]
三、新建本科院校能源与动力工程本科专业课程体系的创新改革思路
国外高等工程教育中没有专门设置能源与动力工程专业,但是在机械工程专业中,都开设了工程热力学、传热学等课程,其中机械工程专业把传热学课程作为专业的必修课程。为适应现代工业的快速而巨大的发展,美国、日本和德国一些发达国家不断地对高等工程教育进行着改革。[5-7]
目前,新疆工程学院能源与动力工程专业在课程体系方面的改革要体现出“常规能源、新能源、节能减排技术、信息技术、管理技术相结合,适应时展,满足市场需求,同时充分考虑学生自我发展,培养创新人才”这一总体思路,通过课程设置和教学组织来体现和实施改革意图。在课程体系的设计思想上,归纳起来可以说是“夯实基础,拓宽口径,手脑并用,鼓励创新”。
四、新建本科院校能源与动力工程本科专业教材建设和课程设置
教材建设对于能源能与动力工程专业的教学改革与创新意义重大。通过编写适合新疆特色和民族特色的新教材,对于内容陈旧或重叠的课程和学时,进行合理精减和合并,拓展和新增反映社会人才需求趋势和专业发展的课程,来体现课程体系的创新改革的设计思想。
在课程设置方面,将原“机械原理”和“机械设计”两门课程(共计96学时)合并为“机械设计基础”(72学时);原“公差与互换性技术”和“机械工程材料”(共56学时)合并为“公差与金属材料”(24学时);原“热工仪表”和“热能与动力工程测试技术”(共80学时)合并为“热工过程检测技术”(48学时),原“制冷技术”和“热泵技术”(共64学时)合并为“制冷原理及设备”(64学时)等。新增风能利用技术40学时、太阳能利用技术40学时、节能技术32学时,动力工程前沿12学时、新能源工程前沿10学时、制冷空调工程前沿10学时等合计学术前沿专题讲座32学时,以讲座的形式由相应领域的专家负责编写大纲和主讲。
五、新建本科院校能源与动力工程本科专业采用彻底的专业课程选修制
充分利用新疆工程学院的学分制和选修制,根据能源与动力工程专业的国内外发展动态、市场需求及学生的志愿和兴趣,实施更为彻底的专业课程选修制度。
在2013级培养方案中, 除必修的公共基础课和专业基础课外,其余专业课分为专业必修课和专业选修课,共91.5学分,供学生从中选修69.5学分。并且要求高年级学生在选择专业方向课程时,用“交叉捆绑”方法必须选择部分专业选修课(例如对“热电工程”方向捆绑部分“新能源工程”,对“制冷空调工程”方向捆绑部分“新能源工程”),以拓宽学生的就业范围。
六、新建本科院校能源与动力工程本科专业实验教学体系改革
一直以来,作为具有典型实验研究特点的能源与动力工程专业,在实验教学方面主要开展较多的演示型和验证型实验。该种做法使得学生实验技能欠缺,尤其在解决工程实际问题中,其创新能力显得不足,常常在毕业设计阶段特别明显。而目前国外大学的工科专业专门为高年级学生开设了能够引导学生解决实际问题的高学分探索型实验课程,目的是用以加强工科学生的动手能力。[8-10]
通过充分调查和研究,在新疆工程学院能源与动力工程专业培养方案中安排了36学时的“自主创新专业实验”教学环节,以扩展和补充专业实验教学的内涵,提高专业实验教学水平和质量,培养具有工程创新能力和动手能力的高素质应用型人才。这一实验教学环节主要面向三、四年级学生,以解决来自于工厂企业生产一线的简单的实际问题,或者以参加相关专业的大赛为出发点,学生在指导教师的引导下,根据自身的实际情况和个人要求,设计或者完成实验。这个教学环节的设计在于实现“既重视结果,又重视过程”的创新实验教学理念,使每名高年级学生都能在一种开放的环境和氛围中进行学习和创新训练,得到不同程度工程师的训练。
七、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,在发挥传统专业优势的前提下,明确突出地域特色、民族特色的人才培养模式,加强培养和训练学生的工程创新思维和工程创造能力,目的是提高学生的社会竞争力,才会选择对能源与动力工程专业培养方案进行了不断的改革,并在实施过程中加以修订和调整,最终取得了较好的效果。
此外,如因大面积的专业选修课带来的教学资源(如教师、教室、实验室、图书等)不足、教学组织和安排困难等问题也还有待继续研究、实践和总结。但无论如何,作为一个传统专业,在专业人才培养方案的创新改革与实践方面的努力应该不是多余的。
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[J].2009,15(22):3-5.
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[5]王秋旺,陶文铨,何雅玲.从国外传热学教材谈起[J].中国大学教学,2000,(6):38-39.
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[7]时铭显.面向21世纪的美国工程教育改革[J].中国大学教学,2002,(10):38-40.
[8]陈介华,陈明清.中日高等教育之比较[J].无锡轻工大学学报,2001,2(3):304-307.
关键词:能源动力;专业特色;人才培养
作者简介:李嘉薇(1979-),女,安徽萧县人,中国矿业大学电力工程学院,讲师。(江苏 徐州 221116)
基金项目:本文系江苏省“青蓝工程”项目、国家自然科学基金项目(项目编号:50504014)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)22-0073-02
随着改革开放的推进,我国国民经济体制发生很大的变化,社会对人才的培养提出了新的要求。为适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将之前能源动力类几十个小专业压缩为9个专业。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。2003年,随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的提出,浙江大学率先将热能与动力工程专业改造成能源与环境系统工程专业。2004年,清华大学将热能与动力工程专业改造成能源动力系统及自动化专业。西安交通大学也将热能与动力工程专业改成能源与动力工程专业。
为适应时展要求,经过教育改革,本专业人才培养口径大大拓宽,学生基本知识面得到拓展,对市场需求的适应性大大加强。目前设置本专业的重点高校51所,普通本科63所,三本及民办本科15所,但因专业定位、地域分布、历史传承和社会和国家需求等具体情况不同,本专业形成了各高校间课程设置、专业重点各有特色和培养模式多样化的态势。[1,2]
一、各高校能源动力类专业特色
1.华北电力大学
动力工程和工程热物理是华北电力大学的优势学科,主要侧重于发电侧的研究。[3]开展的研究方向主要有:节能理论技术及热经济学;新能源和新能量转换方式;节能技术;脱硫脱氮技术;燃料电池;大机组设备安全性及可靠性评估;大机组调峰特性及寿命管理;机电一体化;流体机械;大型汽轮发电机组轴系振动;电站锅炉燃烧技术与仿真;纳米及表面技术;设备状态监测与设备维修等。
2.西安交通大学
西安交通大学的动力工程专业是一个宽口径大类专业,其专业地位与综合实力不仅在全国处于领先地位,而且在国际上也具有较高声誉。在2007年国家一级学科评估中,西安交通大学“动力工程及工程热物理”一级学科最终评分位列全国第一,同时被认定为首批一级学科国家重点学科。培养具备扎实的热工理论基础和能源动力工程知识、计算机应用及开发能力,并且能够从事常规能源及新能源开发、能源的转换与利用、电力自动化生产、内燃机动力系统以及汽车工程、流体机械、制冷低温工程等研究、设计及管理的复合型人才是西安交通大学的动力工程专业主要培养目标。
3.浙江大学
该校本专业称为能源与环境系统工程,分两个专业方向:能源与环境工程及自动化、制冷与人工环境。能源与环境工程及自动化方向依托热能工程、热工与动力系统研究所,建有能源清洁利用国家重点实验室、国家水煤浆工程中心燃烧技术研究所,是我国能源高效和清洁利用、能源环境控制工程等领域的重要研究和人才培养基地之一。制冷与人工环境方向依托浙江大学制冷与低温研究所,是我国高等院校中最早创办的制冷与低温专业之一,是国家重点学科,在全国学科评估中连续多年名列前三名,为我国制冷、低温、空调、低温生物等领域培养了大批的高级专门人才。另外单独设有新能源科学与工程专业,学生主要学习新能源、能源低碳利用、新能源利用过程中节能减排的基本理论和技术,涵盖内容包括太阳能、风能、生物质能以及低碳能源利用等方面。
4.东南大学
该专业包含电厂热能动力及其自动化、建筑环境与设备工程、新能源与新发电技术三个专业方向。电厂热能动力及其自动化方向着重培养集现代信息技术和热能动力工程知识为一体的高级工程技术人才和管理人才。制冷与低温技术方向培养学生系统地掌握现代制冷与低温技术领域内的基础理论和专业知识、计算机应用技能。新能源与新发电技术方向是教育部批准设立的战略性新兴产业相关本科专业方向。培养学生掌握新能源与新发电技术方面的基础理论和专业应用知识,使学生具有开发利用核能、太阳能、生物质能、风能等新型绿色能源和可再生能源方面研究、规划、设计、监测、管理和运行等综合能力,为国家新能源利用领域输送急需的高级工程技术和管理人才。
5.华中科技大学
该专业着重培养集能源与动力工程知识与现代信息技术为一体的高级专门技术人才和管理人才。毕业生在电力系统、制冷低温系统、空调调节、汽车、船舶、电子信息、冶金、流体机械、铁路、医药、化工等部门从事能源动力工程及自动化和相关方面的教学、研究、设计、开发、营销和管理等工作。以能源、环境、动力为工程背景,以热流体科学为基础,兼顾装备制造、过程控制和信息技术,体现出集热、机、电为一体的培养特色。
二、能源动力类专业的发展趋势
现今,能源及环境问题是世界各国所面临的重大的社会问题。我国现有能源利用效率很低,尤其是在能源综合高效利用以及环境保护方面,与发达国家存在着较大的差距。在对环境要求越来越高的大形势下,实施能源的可持续发展战略,必将对能源发展提出更高的要求。[4]长期以来,在能源发展方面,我国一直走的是粗放型的增长方式,日益加剧了能源发展与保护环境、资源之间的矛盾。能源动力行业发展趋势如下。
1.发展新能源和可再生能源
我国能源发展的布局主要有两个重点:一是节能减排,二是发展新能源和可再生能源。相对来说,节能减排技术较为成熟,而在发展新能源和可再生能源这方面,很多技术、政策以及市场尚都处于研究摸索阶段,不够成熟。所以在人才培养方面,高校应加强研究生的培养与教育,在管理型人才、高端研究型人才(如政策和战略研究、项目管理、国际合作等方面)的培养与输送上多做工作。[3]
2.专业发展与环境的密切相关性
只有对能源动力生产过程中的环境问题进行完善控制和处理,才能保证人类的生存和经济的可持续发展。如今环境问题已经成为能源动力技术研究中的重要组成部分,在专业课程的教学中必须有所体现。正是基于该原因,浙江大学将原来的热能与动力工程专业改名为现在的能源与环境系统工程专业。
3.不同学科间的高度交叉性
能源动力学科的专业基础课程和专业技术课程涉及到众多学科领域的知识,如力学、热学、自动控制及计算机、机械制造、化学等学科。为适应21世纪我国能源学科发展的需要,在各专业课程的设置中,应当适当安排有关学科的知识。
4.核电的大力发展
核能工程专业取得了长足的发展。在20世纪70-80年代,国家在核能发电上投资的新建项目少之又少,使得我国各高校招收不到足够的学生。随着国家开始大力发展核电,情况发生了巨大的变化,以至于需要核能专业毕业生的数目超过了可分配毕业生的人数。
5.绿色能源意识的培养
节能是我国能源发展战略的重要组成部分,关于节能的知识不仅能源动力学科的学生应当掌握,也是几乎所有工科学生应当掌握的内容。这就要求高校不仅要做好本学科专业人才的培养,而且也要承担起向所有工程专业的学生进行节能技术教学的任务。教师要注重对学生进行“节能减排”思想的灌输和熏陶,潜移默化地培养学生的节能素养和新能源观念。[5]
三、结束语
为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求,各高校的能源动力类专业根据自己办学定位和发展目标、自身优势,形成了各自的专业特色。通过优化专业结构,提高人才培养质量,办出专业水平和特色,为国家培养更多能源与动力领域的优秀人才。
参考文献:
[1]战洪仁.热能与动力工程专业人才培养模式及课程体系探讨[J].化工高等教育,2008,(1):19-21.
[2]李俊瑞,王艳,田禾.基于社会需求的能源动力专业人才培养探索与实践[J].中国电力教育,2011,(33):22.
[3]非言.中国绿色力量“摇篮”——访华北电力大学可再生能源学院徐进良院长[J].太阳能,2011,(14):23
能源与动力工程专业前身为热能与动力工程专业,服务于能源动力产业。
本专业涉及的学科及产业方向以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向、以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机方向、以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向、以及新能源应用技术方向等。
本专业着重培养培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、具有创新精神,面向能源、动力工程等领域,能够在常规能源转换与利用、动力装置、制冷与空调、新能源开发等领域从事系统设计、应用开发、运行管理等技术工作的应用型
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1.1构建符合新能源(太阳能)行业应用型人才培养的课程体系我校能源与动力工程专业设有制冷与空调技术、制冷测试技术与自动化、太阳能利用三个专业方向。理论课程体系采用模块化设置,分为公共基础课模块、专业基础课模块、专业课模块和专业选修课模块。前三个模块构成了能源与动力工程专业的基础知识体系,为学生继续深造和进行能源动力方面的研究应用奠定了理论基础。专业选修课模块根据2014年3月德州及其周边地区对新能源类特别是太阳能应用方向的人才需求设置了相关课程[2]。结合行业企业用人对毕业生实践能力的要求,实践环节穿插于整个教学过程,着重培养学生实践动手能力。前三年,学生的实践环节主要有包括认识实习、金工实习、制图测绘在内的基本技能训练,以及把课堂教学和工程实践相结合的课内实验、课程设计等专项技能训练。学生在掌握了扎实宽厚的能源与动力工程专业基础知识后,第四年有计划地到校外实习基地进行为期一年的实习,包括专业方向实习和毕业设计、毕业实习,以提高学生综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。2012年,能源与动力工程专业获批国家级“专业综合改革试点”项目,聘请中科院物理所孟庆波为教授,聘山东大学可再生能源研究中心主任韩吉田教授、天津大学“中低温热能高效利用”教育部重点实验室负责人赵军教授、国家太阳能热利用研发中心主任赵玉磊为专业建设专家委员会成员,完成了德州学院能源与动力工程专业专业规范的撰写、培养方案的修订、基础课和专业基础课课程规范的撰写工作。同时,德州学院机电工程学院与中国太阳能产业联盟联合成立能源与动力工程(太阳能热利用方向)专业卓越工程师试点班,2012年9月首届招生50人,2013级招生正在进行中。鉴于太阳能专业高校教材紧缺的现状,机电工程学院编写了7本太阳能系列高校教材,其中孙如军教授编写的《太阳能热水系统施工管理》(清华大学出版社)已于2012年11月出版,其余几本已经完稿,等待出版。
1.2培养适应新能源(太阳能)行业应用型人才培养的师资队伍能源与动力工程专业现有专职教师19人,其中教授3人,副教授12人,具有博士学位教师2人,均拥有丰富的教学经验和实践经验,是一支年龄、职称、学历结构合理、发展趋势良好的师资队伍。近三年来,专业教师共近120篇,其中在核心期刊发表20余篇,在外文期刊15篇,被SCI收录9篇;承担或参与国家、省科技厅、市科技局项目20余项,院级科研课题30余项,承担国家教研立项课题5项,出版专著2部,参编教材28部,获得实用新型专利20余项。
1.3能源类创新性、应用型人才培养成效显著学生实践创新能力强。近几年在大学生科技文化创新大赛中,能源与动力工程专业学生在全国大学生节能减排课外科技作品竞赛、全国大学生数学建模竞赛、全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛、全国大学生计算机仿真竞赛、大学生物联网创新创业大赛、山东省机电产品创新设计竞赛等各类国家级和省级比赛中都获得了优异成绩,获得国家级奖励20余项,省部级以上奖励200余项,教师指导学生在公开发行的杂志上发表学术论文10余篇,获得实用型新专利20余项,获奖层次和数量均居全国同类院校和省属高校前列。特别值得一提的是在教育部主办的全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中,参赛作品《太阳能电动车》、《太阳能服饰》、《绿色压力环保鞋》、《自切换高效太阳能干燥装置》连续四届分获国家级一等奖,尤其是在2011年8月的竞赛中,学生的参赛作品《害虫自杀式太阳能灭虫器》,在全国182所参赛高校中,荣获国家特等奖,现场总决赛全国成绩排名第一,同时我校荣获优秀组织奖。学生就业率高。能源与动力工程专业2006年开始招收本科生以来,一次性就业率在95%以上,主要就业行业为省内制冷、空调、汽车、太阳能等行业,许多同学现已成为企业设计主管或现场主管。到目前为止,与皇明太阳能集团联合培养的太阳能专业的学生中已有160名进入了相应的岗位,得到了企业的一致好评。
1.4构建协同创新的新能源(太阳能)行业应用型人才培养校企合作模式2007年至今,德州学院机电工程学院先后在国家太阳能热利用工程技术研究中心、皇明太阳能集团有限公司等建立实习实践基地5个;2006年12月,机电工程学院与山东奇威特人工环境有限公司投入了30万元,校企合作共建了“太阳能中央空调实验室”。2007年3月与皇明太阳能股份有限公司合作共建,成立了“太阳能热利用工程技术实验中心”,面向全校相关专业师生、皇明太阳能股份有限公司及地方新能源企业开放。该专业分阶段安排学生到各公司进行见习和实习,并聘请高级工程师进行专业知识和专业技能的讲座和兼课,带来了大量的课程设计、毕业设计以及科研课题,并进行卓有成效的指导,开阔了学生视野,实现了理论到实践的结合,让学生了解和掌握本学科的发展动态和社会需求状况,为今后走向社会奠定了基础。自2007年与皇明联合办学以来,相继已经开设了五届“太阳能班”,实验室教学配置都相应固定且配备齐全。所用教材都是德州学院和皇明集团合作编写,共20余部。集团派相应的各部门高级技术人员到校指导教学工作,联合办学借助皇明集团国际领先的检测与研发设备,组织学生进行相关的研究与开发。借鉴与皇明太阳能集团联合培养人才的经验,2010年又先后与德州旭光太阳能集团、东营光伏太阳能有限公司等太阳能应用企业成立了相应的企业冠名班。2012年,德州学院与皇明太阳能股份有限公司联合建设“本科教学工程”大学生校外实践教育基地,已获教育部批准。在合作办学基础上,总结出了“三三六”校企合作人才培养模式,这一校企合作人才培养模式的办学经验,在2010年山东省校企合作培养人才工作电视会议上做了大会典型发言。由此构建的“强化专业技能、突出创新能力、提升人文素养”为主要内容的三位一体的校企合作人才培养体系,保证了学生综合素质的不断提高。2009年至2011年,德州学院连续三年被评为“山东省校企合作先进单位”,2011年德州学院列入首批“山东省企业专业技术人员继续教育基地”。
2建设规划
能源与动力工程专业人才培养以服务区域经济和社会发展为宗旨、以就业为导向,走产学研结合的发展道路,培养新能源行业创新性、应用型人才,建成在省内有一定影响力的能源与动力工程专业引领的能源类专业群和能源类卓越工程师培养基地,为德州及周边地区新能源行业发展起到引领和推进作用。
2.1打造能源与动力工程专业引领的“特色突出、优势显著”的能源类、机械类、自动化类专业群目前,我校已确定重点打造能源与动力工程专业(暨新能源、节能环保装备方向的机械设计制造及其自动化专业)引领的能源类、机械类、自动化类专业群,为德州市新能源产业共涉及的太阳能利用、风电装备、生物质能、热泵应用、新能源汽车和节能环保六大领域做好智力支撑。根据德州市及周边地区对新能源装备与环保机械领域人才的需求,对三个专业群教学计划及教学内容进行调整,能源类专业群主要侧重于新能源(太阳能利用、新能源汽车)技术的研究与应用,机械类专业群主要侧重于新能源装备与环保机械的设计制造,自动化类专业群主要侧重于新能源装备与环保机械的自动控制。在现有基础上,完善理论———实验———实践人才培养路径,培养满足社会需要的能源类、机械类、自动化类创新性、应用型人才。同时加强师资队伍建设,造就一支教学水平高,科研能力强、实践经验丰富的教学团队。同时对现有实验室进行升级改造,同时购进必需的教学、科研仪器设备,积极打造群内共享的公共实验教学大平台,建成山东省能源与动力工程实验教学示范中心。
2.2深化能源与动力工程专业人才培养模式改革能源与动力工程专业将围绕德州市及周边地区新能源产业,特别是太阳能利用和新能源汽车行业的发展建设,根据教育部“卓越工程师培养计划”,进一步完善“3+1”的人才培养模式,深化能源与动力工程专业人才培养模式改革。以满足专业人才培养目标为核心,修订教学计划,将创新精神、实践能力和创业能力纳入课程体系和教学内容,参照职业岗位任职要求,校企共同制订专业人才培养方案;将学校的教学活动和企业的生产过程紧密结合,灵活调整教学周期,学校和企业共同完成教学任务,突出人才培养的针对性、灵活性和开放性。
2.3打造一支满足新能源(太阳能)行业创新性、应用型人才培养的“双师型”师资队伍依据德州学院的柔性人才引进制度,引进教授、博士、企业技术骨干为学科带头人和骨干教师。聘任(聘用)一批具有行业影响力的专家学者作为专业带头人,一批新能源行业专业人才和能工巧匠作为兼职教师,建立兼职教师资源库,使专业建设紧跟产业发展,学生实践能力培养符合职业岗位要求。同时结合实际需要,兼职教师对学生的课程设计,毕业设计等实践环节进行指导。另一方面,加大在职教师培养培训力度。通过下企业、做访问学者、进修多种方式,在新能源行业造就出一批有一定影响力的专业人才,使专职教师下企业制度化,将教师参与企业技术应用、新产品开发、社会服务等作为专业技术职务和岗位聘用的重要内容。完善专业教师到对口企事业单位定期实习制度,提高专业教学水平和实践能力,提升双师素质。
2.4改革实践教学体系,加强实践基地建设在培养创新性、应用型人才,打造新能源行业卓越工程师的教学目标指导下,与校外实践基地的共同研讨,优化实验教学内容,构建“基础理论与实践技能平台设计应用能力平台综合实践能力和工程应用能力平台科技与创新能力平台”的“渐进式四平台”实验教学体系按照校企联合、共建共享、边建边用的原则,充分发挥校企合作的优势,依托皇明太阳能股份有限公司和山东奇威特人工环境有限公司等校外实验教学中心(研究所),以及东营光伏太阳能有限公司等5家实践教学科研基地,建成集研究创新、基础实训、生产实训、学工一体的综合性实训基地,创建山东省人才培养模式创新实验区、山东省实验实习示范中心、山东省工程技术研究中心,将学生的课堂教学、课程实习、专业实践及毕业设计、论文等环节与企业实际、教学研究与企业产品开发结合起来,以提高学生的培养质量和就业能力。
3结束语
1、能源与动力工程:此专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论与技术,受到现代动力工程师的基本训练,具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。
2、能源与环境系统工程:此专业培养具备宽厚热科学理论和能源与环境系统工程知识,能从事清洁能源开发、电力生产自动化、能源环境保护、制冷与低温、空调和储能、空调与人工环境等领域的设计、研究与管理的跨学科复合型高级技术人才。
3、新能源科学与工程:此专业面向新能源产业,根据能源领域的发展趋势和国民经济发展需要,培养在新能源科学研究及其利用的技术开发与实施等方面既有扎实的理论基础,又有较强的实践和创新能力的专门人才,以满足国家战略性新兴产业发展对该领域教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的专业人才需求。
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