能源與動力工程導論

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能源與動力工程導論范文第1篇

關鍵詞：新能源；新能源科學與工程；培養(yǎng)方案；課程體系

作者簡介：韓新月（1982-），女，河南商丘人，江蘇大學能源與動力工程學院，講師；何志霞（1976-），女，甘肅涇川人，江蘇大學能源與動力工程學院，副教授。（江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

基金項目：本文系江蘇大學教學改革項目（項目編號：JGZD2009025）、江蘇省高等教育教學改革研究重中之重課題（課題編號：2011JSJG006）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0009-03

一、我國高校設立新能源專業(yè)的必要性

能源問題與環(huán)境問題是21世紀人類面臨的兩大基本問題，發(fā)展新能源是解決這兩大問題的必由之路。新能源是相對于常規(guī)能源而言，以采用新技術和新材料而獲得，在新技術基礎上系統(tǒng)地開發(fā)利用的能源，如太陽能、風能、地熱能、海洋能等。由于新能源具有再生、清潔、低碳、可持續(xù)利用等優(yōu)勢，所以越來越多的國家開始重視它。而且新能源可以作為促進人類發(fā)展和保護環(huán)境的重要途徑，所以這些國家在相關政策中都增加了新能源的元素。新能源產業(yè)的發(fā)展也是未來中國可持續(xù)發(fā)展的關鍵。但是，和發(fā)達國家相比，我國新能源產業(yè)化發(fā)展起步較晚，技術相對落后，總體產業(yè)化程度不高。不過，我國天然資源非常豐富，市場需求空間很大，在政府大力發(fā)展新能源及可再生能源政策的帶動下，新能源領域成為大型能源集團、民營企業(yè)、國際資本、風險投資等諸多投資者的投資熱點，技術利用水平正逐步提高，具有較大的發(fā)展空間。“十二五”期間將是我國新能源產業(yè)從起步階段進入大規(guī)模發(fā)展的關鍵轉折時期。我國新能源在這一時期的發(fā)展總目標是：建立初步適應大規(guī)模新能源發(fā)展的電網等重大基礎設施體系，推動新能源裝備制造業(yè)的壯大和升級，促進新能源市場的不斷擴大，爭取在2015年將非化石能源在能源消費中的比重提高到12%左右。[1]

盡管國家已經把發(fā)展新能源放在一個重要的戰(zhàn)略位置上，一場新的能源革命已在悄然進行，它必將帶來新的經濟繁榮、新的社會理念和新的生活方式。但是，我國新能源產業(yè)發(fā)展過程中的一大難題是缺少成熟先進的新能源技術。我國主要的新能源設備和技術完全依賴進口，新能源領域的科技創(chuàng)新能力明顯不足。而新能源產業(yè)化進程中的這些難題有待專業(yè)人士去破解。所以，培養(yǎng)新能源方面的專業(yè)和復合型人才是重中之重。[2]但是，新能源產業(yè)作為一個錯綜復雜的資源環(huán)境復合體，涉及物理學、化學、流體力學、傳熱學、電子電工學、材料科學、生物學、管理學、工業(yè)經濟學等學科內容，是一個典型的多學科交叉的新興產業(yè)。[3]因此，需要設立專門的新能源專業(yè)來滿足，新能源產業(yè)對新能源人才要有寬的知識面、自主的學習能力、豐富的想象力、敏銳的洞察力以及較強的溝通協(xié)調能力等要求，進而要求高校做好優(yōu)化人才培養(yǎng)層次、改進人才培養(yǎng)方案等工作。

國外已有一些著名大學建立了新能源的本科專業(yè)，用于培養(yǎng)太陽能、風能、生物質能等方面的科技人才，如澳大利亞的新南威爾士大學設立了專門的光伏與可再生能源工程學院，并于2000年開設了光伏與太陽能本科專業(yè)，2003年又開設了可再生能源工程本科專業(yè)；澳大利亞國立大學依托其可持續(xù)能源系統(tǒng)中心也建立了四年制的可再生能源系統(tǒng)專業(yè)。此外，意大利的都靈理工大學和米蘭理工大學都開辦了四年制的可再生能源專業(yè)。美國的俄勒岡州科技學院于2005年也建立了可再生能源四年大學本科學位課程。隨著全球能源結構的變化，對于新能源方面的人才需求不斷增加，世界上將會有更多的高校開辦有關新能源的專業(yè)。

我國高校在新能源專業(yè)設置和新能源產業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)方面還落后于發(fā)達國家。為順應時代的發(fā)展，為國家培養(yǎng)新能源這一新興產業(yè)的專業(yè)人才，2010年7月經教育部審批，浙江大學、中南大學、江蘇大學等11所高校首次設立新能源科學與工程專業(yè)。其中江蘇大學的新能源科學與工程本科專業(yè)由能源與動力工程學院承擔開設任務，已分別于2011年9月和2012年9月招收第一批和第二批本科生。關于新能源科學與工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式和培養(yǎng)體系則處于不斷探索和完善中。

二、 新能源科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案

在對國內外新能源相關專業(yè)人才培養(yǎng)充分調研的基礎上，分析國家社會和經濟發(fā)展要求，基于新能源產業(yè)特點及企業(yè)和社會對新能源專業(yè)人才知識結構和能力結構的要求，同時結合本校自身的學科特色和優(yōu)勢，確定了新能源專業(yè)人才培養(yǎng)方案，主要包括專業(yè)培養(yǎng)目標的確立及科學、合理的課程體系的設置、可行的教學計劃的制訂等。

1.培養(yǎng)目標

專業(yè)的培養(yǎng)目標是專業(yè)建設和一切教學活動的基礎、依據，也是人才培養(yǎng)的最終目的。新能源科學與工程專業(yè)在國內甚至在世界上都是非常新的專業(yè)，目前處于初步形成和探索階段，因此，找準本校專業(yè)人才培養(yǎng)定位和確立該專業(yè)人才培養(yǎng)的長遠目標尤為重要。江蘇大學能源與動力工程學院結合自身實際情況，依托機械工程、電氣信息工程、材料科學與工程、化學化工、土木工程等學科專業(yè)的支持，并結合新能源產業(yè)的特點設立了新能源科學與工程專業(yè)，使培養(yǎng)出來的學生具有良好的綜合素質和創(chuàng)新意識，富有社會責任感，具有國際一流的視野，具備新能源科學與工程這一強交叉學科寬厚扎實的物理、化學及熱流體科學基礎理論，系統(tǒng)掌握新能源科學與工程應用專業(yè)知識及技能、新能源轉換與利用原理、新能源裝置及系統(tǒng)運行技術，能勝任新能源技術相關的科學研究、工程設計、技術開發(fā)及技術經濟管理等工作的高級專門人才。

2.課程體系的構建

盡管自2010年以來國內陸續(xù)已有許多高校正式獲批新能源科學與工程專業(yè)在本科階段的招生資格。但總體來看，我國系統(tǒng)培養(yǎng)新能源科學與工程本科生、研究生的工作才剛剛起步，對于相應課程體系的構建也處于探索階段。一個專業(yè)所設置的課程相互間的分工與配合構成課程體系。課程體系是否合理、課程內容是否先進直接關系到培養(yǎng)人才的質量。而且，一個專業(yè)要具有區(qū)別于其他專業(yè)的培養(yǎng)方向和業(yè)務范圍，就應有自己獨立的課程體系。[4]新能源科學與工程專業(yè)是一門內容豐富而又廣泛的科學與工程，屬交叉學科。它與數(shù)學、物理、化學、生物學等緊密相關，又強烈地依托于能源與動力工程、材料、機械、電氣、化工、自控和生物工程技術的發(fā)展。由于國內在這方面的研究幾乎為空白，因此，如何以這些學科為依托，形成內容先進、結構合理的課程體系是急需解決的一項重大課題。筆者根據孫根年有關課程體系優(yōu)化的思路給出了系統(tǒng)思考下新能源科學與工程專業(yè)課程體系的總體結構，如圖1所示。[5]

由圖1可以看出，在層次上將新能源科學與工程課程劃分為通識教育平臺課程、學科專業(yè)基礎課程、專業(yè)（方向）課程、集中實踐環(huán)節(jié)和課外實踐環(huán)節(jié)五個方面。新能源科學與工程課程體系作為一個系統(tǒng)，不同的課程類別在培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格的指導下相互作用、相互影響，共同服務于新能源科學與工程專門人才培養(yǎng)這一特定的功能。

3.教學組織與實施

基于新能源科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標及課程體系結構，考慮到本地區(qū)、本學校的實際情況，筆者制定的新能源科學與工程專業(yè)的指導性教學計劃如圖2所示。

由圖2可以看出，在教學組織上前五學期主要進行普通文化課和專業(yè)技術基礎課的教學，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下良好基礎。同時，在第二、三、四、五學期還安排了金工實習、專業(yè)認知實習、電工電子實習和機械設計課程設計，目的是增加學生在校期間的動手操作機會。第六、七學期組織專業(yè)（方向）課程的教學和實習實訓，核心課程均采用一體化教學方式。第八學期開展畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，從而培養(yǎng)學生綜合運用所學知識、結合實際獨立完成課題的工作能力。

三、 新能源科學與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的特色

1.以厚基礎、寬平臺、交叉學科為理念，強調扎實的物理、化學和熱流體科學基礎理論

課程建設時，首先在物理、化學基礎理論方面增加了“大學化學”、“物理化學”、“能源與環(huán)境化學”和“半導體物理”課程。其次，根據新能源專業(yè)的特點，強調物理、化學基礎的同時，通過減少“工程圖學”、“工程力學”和“機械原理與設計”課程的學時數(shù)來弱化機械類課程。再次，為了充分發(fā)揮本校本學院學科優(yōu)勢和特點，在熱流體理論方面除了開設“流體力學”、“工程熱力學”和“傳熱學”課程外，還開設了“熱流體數(shù)值計算基礎”和“新能源利用中的熱流體理論與技術”兩門專業(yè)特色課程。目的是提升專業(yè)內涵，強化特色，確保學生具備新能源領域相關的扎實的基礎理論，是學生今后在本專業(yè)及相關領域是否具備發(fā)展?jié)摿Φ年P鍵所在。

2.強調實踐教學及新能源工程訓練

首先，增加了“現(xiàn)代分析測試技術”課程。其次，增加了實習環(huán)節(jié)的學時數(shù)，把一般安排在第六學期的三周生產實習變?yōu)榈谒膶W期末的一周認知實習和第六學期的三周生產實習。目的是增加實踐教學，先認知實習，后生產實習，使實習環(huán)節(jié)更為科學和合理。再次，還增加了項目設計，把一般安排在第七學期的兩周課程設計修訂為第六學期末的兩周課程設計和第七學期末的兩周項目設計。目的是先開展某門課程的課程設計，后進行具體的項目設計，設置更為科學和合理。通過指導學生開展設計性、綜合性項目設計，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的創(chuàng)新能力。此外，還增加了新能源工程訓練環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)中學生和指導老師雙向選擇后，學生參與到老師的科研項目中。指導老師在與國內外新能源企業(yè)合作中，向學生提供不同類型的專業(yè)實踐機會。這個環(huán)節(jié)是在第七學期前完成，設置此環(huán)節(jié)的目的是培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新和工程應用能力。通過明確的學分要求保證學業(yè)導師制的落實。指導老師通過這樣一個環(huán)節(jié)對于特別優(yōu)秀的學生可向學院推薦其保研，實現(xiàn)本研貫通培養(yǎng)，前后的培養(yǎng)具備一定的連續(xù)性。最后，為了充分利用學科資源及已有的實驗條件，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力，更好地滿足新能源專業(yè)對學生實踐能力和新能源技術工程應用能力的高要求，在課內及集中實踐環(huán)節(jié)總學分要求基礎上還增加大于等于六個學分的課外實踐要求（社會實踐、競技活動）。

3.體現(xiàn)多學科交叉特點

在課程設置時，除開設“工程圖學”、“工程力學”、“電工電子學”、“機械原理”、“工程材料”等課程外，還增開了物理、化學方面的課以及“新能源材料”、“現(xiàn)代生物學導論”、“能源與環(huán)境”、“新能源系統(tǒng)自動控制原理”課程，這樣充分體現(xiàn)了新能源科學與工程專業(yè)和動力工程及工程熱物理、應用化學、材料物理、機械工程、化學工程與技術、環(huán)境科學與工程各學科的交叉。

4.重視形成寬闊的國際視野

首先，學校開設了全英文及雙語課程，比如全英文的“太陽能光伏技術”以及雙語的“熱流體數(shù)值計算基礎”、“熱泵原理與應用”、“生物質燃燒及混燃技術”課程。其次，借鑒國外新能源專業(yè)的課程設置增設了反映新能源領域前沿的“生命周期評價”課程。此外，還增設“新能源前沿及工程應用專題”必修課。這門課要求學生在第七學期結束前聽取學院安排的新能源前沿及工程應用專題講座7次以上。專題可以是合作企業(yè)、國內外知名專家的講座，也可以是本專業(yè)教師科研最新進展的講座，目的是讓學生了解本專業(yè)領域的最新研究進展及發(fā)展趨勢，拓寬視野，盡快適應社會發(fā)展要求，同時提高學生的專業(yè)興趣。

5.以太陽能為主，兼顧生物質能和風能，提供其他種類新能源的廣泛選擇的專業(yè)定位

首先，在太陽能方面，學校設置有“太陽能熱利用”和“太陽能光伏技術”專業(yè)課；在生物質能方面，開設有“現(xiàn)代生物學導論”和“生物質能轉化原理與技術”；而在風能方面，設置有“風力機空氣動力學”和“風力發(fā)電與控制技術”專業(yè)課。其次，還提供了廣泛的新能源相關選修課程來滿足學生對不同專業(yè)的需求，比如“氫能與新型能源動力系統(tǒng)”、“新能源發(fā)電并網技術”、“水力發(fā)電與水電站”、“燃料電池原理與技術”、“熱泵原理與應用”、“生物柴油制備及應用”、“生物質燃燒與混燃技術”、“能源工程管理”、和“能源經濟學概論”等課程。

四、結束語

新能源科學與工程專業(yè)的設置順應時代的發(fā)展，是我國可持續(xù)發(fā)展的需要。但是，由于新能源科學與工程專業(yè)是非常新的專業(yè)，與之配套的培養(yǎng)方案、課程安排等還處于起步探索階段。筆者考慮到本地區(qū)、本學校的實際情況，同時結合新能源產業(yè)對人才的要求提出了具有鮮明特色的新能源科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，以供參考。筆者相信江蘇大學有能力、有信心建設好該專業(yè)，為國家經濟的可持續(xù)健康發(fā)展輸送合格的人才。

參考文獻：

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[3]張玨.新能源產業(yè)發(fā)展所需專業(yè)人才培養(yǎng)探討[J].中國人才，

2010，（8）.

能源與動力工程導論范文第2篇

關鍵詞：新能源；可再生能源；教學

社會發(fā)展需要資源與能源的支持，但經過多年來開采與發(fā)掘，許多傳統(tǒng)能源已經陷入緊缺的境況，加之傳統(tǒng)能源的污染性，人居環(huán)境日漸惡劣，新能源與可再生能源的開發(fā)迫在眉睫。我國目前能源發(fā)展已經步入穩(wěn)定上升時期，高校新能源與可再生能源課程的重要性越來越大，然而這一課程的設置卻仍然存在許多問題，落后于其他國家的人才培養(yǎng)模式和不明確的課程內容設置阻礙了課程教學的進步，加之對該課程的科研實踐與理論探究結合較弱，新能源與可再生能源課程教學的現(xiàn)狀不容樂觀，因此，教師應當明確該課程的重要性，用發(fā)展和探究的眼光看待，從而找到針對性的改革方法，提高課程的有效性。

一、新能源與可再生能源課程教學的現(xiàn)狀

1.人才培養(yǎng)模式較為落后

就目前新能源與可再生能源課程教學的情況來看，我國的人才培養(yǎng)模式仍然較為落后，近年來雖然許多高校增開了新能源與可再生能源的專業(yè)，但主要以核能相關專業(yè)為主，如核物理、核工程與核技術等，不僅如此，一些高校雖然增開新能源與可再生能源課程，但這些課程大多是基于原本能源基礎課程之上的選修課，作為新能源課程的補充教學，缺乏針對性，使得課程內容的設置缺少科學性，專業(yè)性也不夠強，與國家對這一方面人才的需求不匹配。

2.課程內容設置仍不明確

新能源與可再生能源課程的設置應緊密結合人才的培養(yǎng)目標，在著重介紹新能源和可再生能源基礎理論知識的同時增開生物質能相關內容，而當前我國高校的新能源和可再生能源課程內容相對來說比較片面，重點普遍都放在對傳統(tǒng)能源的升級改造方面，對基礎理論知識的講解也比較片面，缺乏時代性和前瞻性，我國正處于高速發(fā)展的新時期，對能源的需求量會越來越大，但這種缺乏專業(yè)性特點的新能源與可再生能源課程內容設置一定程度上阻礙了新能源專業(yè)人才的進步。

3.理論與實踐結合程度低

理論指導實踐，實踐驗證理論的有效性，對于新能源與可再生能源課程來說這一點尤為重要。在世界范圍內新能源的研究有條不紊，但新能源的教育教學方面卻還跟不上時代進程，我國高校新能源與可再生能源課程的教學仍然以理論為主要講解內容，非常缺乏與實踐的結合，使得學生常常熟知理論知識卻難以進入今后工作的實際應用，對該課程的有效性和未來發(fā)展十分不利。

4.新能源與可再生能源課程教學開展優(yōu)勢及其發(fā)展趨勢

眾所周知，當前能源消耗是世界所面臨的問題，如果依靠現(xiàn)有不可再生資源，在未來的幾十年乃至幾百年可能會造成資源干枯，人類也將面臨巨大的災難，因此，為了避免這個問題，需要不斷地研發(fā)新能源和可再生能源，而學生作為國家未來的人才，應積極開展新能源與可再生能源課程，引起學生對能源的重視。另外，系能源與可再生能源課程教學開展，可以通過系能源代替原有的能源，如，太陽能、風能等新能源的使用，而且這些事取之不盡用之不竭的能源。其中太陽能產品如：太陽能熱水器，不僅節(jié)省了大量的電力能源，而且相比于電熱水器，具有較高的安全性。在未來的發(fā)展中，太陽能、風能等新能源與可再生能源在未來工業(yè)、農業(yè)、電力等多個行業(yè)發(fā)展中勢必會起到至關重要的效果。

二、針對新能源與可再生能源課程教學現(xiàn)狀的改革方法

1.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

針對人才培養(yǎng)模式落后的問題，首先就是要進行創(chuàng)新，不僅要創(chuàng)新培養(yǎng)模式，還要創(chuàng)新培養(yǎng)目標，設定更符合國家發(fā)展戰(zhàn)略需要的目標，提高學生的科學探究精神，在這一方面，新能源與可再生能源課程教學應當加強對學生的人文素養(yǎng)培養(yǎng)，提高學生對這方面知識的實際應用能力，避免片面而短期的課程設置，對于一些專業(yè)水平較強的高校及專業(yè)來說，新能源課程不應局限于選修課，而是要增開到必修課當中，讓學生充分而具體的學習，掌握新能源與可再生能源與傳統(tǒng)能源之間的過渡，培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型的專業(yè)性人才。

2.明確課程專業(yè)特點

少數(shù)高校開設了風能、動力工程、太陽能、光伏等相關專業(yè)，這些新能源技術已經趨于成熟，但仍然不完善，有關生物質能的專業(yè)也少之又少，能夠招收新能源專業(yè)學生的院校也較為匱乏，針對這一問題，教師在進行新能源與可再生能源課程教學時應當明確這些專業(yè)的課程特點，采用具有針對性的教學策略，例如，對動力工程專業(yè)學生教學時，著重講解新能源與可再生能源的開發(fā)，緊密結合培養(yǎng)目標，這一專業(yè)的學生畢業(yè)后通常會從事技術研發(fā)工作，因此，學生對這一課程的知識體系構建才是該專業(yè)的核心教學課程內容。例如，可以根據學校課程實際發(fā)展情況，適當開展如半導體物理、物理化學、生物學等比較基礎的一些課程，并要求學生必須完成基礎課程之后，才能繼續(xù)進行“新能源、可再生能源”專業(yè)課程的學習，這樣保證學生在掌握基礎原理的基礎上，對新能源以及可再生能源的理解更加深入，易于學生對新型能源、可再生能源的創(chuàng)新。

3.加強科研實踐結合

實踐是檢驗理論的重要標準，新能源與可再生能源課程教學的過程中，應當加強科研實踐與理論知識的結合，加入與節(jié)能環(huán)保有關的工程實踐，并在實踐的環(huán)節(jié)中導入新能源與可再生能源的全新的科研成果，讓學生根據科研成果深入探究該課程的內涵，掌握新能源與可再生能源的產生與轉化過程，全力探尋提高新能源與可再生能源轉化效率提升的有效方式，在提高學生學習能力的基礎上提升學生的創(chuàng)新能力，使學生能夠在今后的學習、工作與生活中逐漸形成解決實際問題的能力，從而提高課程教學的效率。

三、結語

新能源與可再生能源課程是順應我國發(fā)展需要而增設的高校課程，能夠為國家輸送這一領域的高素質人才，而這一課程的教學目前還存在許多問題，高校與教師應當協(xié)同合作，完善人才培養(yǎng)模式，提高課程的專業(yè)針對性，進一步加強科研實踐與基礎理論的結合程度，保證該課程開設的有效性，提高學生的綜合素質。

參考文獻：

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