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關鍵詞:能源動力;專業特色;人才培養
作者簡介:李嘉薇(1979-),女,安徽蕭縣人,中國礦業大學電力工程學院,講師。(江蘇 徐州 221116)
基金項目:本文系江蘇省“青藍工程”項目、國家自然科學基金項目(項目編號:50504014)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0073-02
隨著改革開放的推進,我國國民經濟體制發生很大的變化,社會對人才的培養提出了新的要求。為適應這種要求,1993年7月國家教委頒布的普通高等學校本科專業目錄,將之前能源動力類幾十個小專業壓縮為9個專業。1998年教育部頒布的新專業目錄進一步將以上9個專業合并為1個,即熱能與動力工程專業。2003年,隨著能源動力科學技術的飛速發展和新問題的提出,浙江大學率先將熱能與動力工程專業改造成能源與環境系統工程專業。2004年,清華大學將熱能與動力工程專業改造成能源動力系統及自動化專業。西安交通大學也將熱能與動力工程專業改成能源與動力工程專業。
為適應時展要求,經過教育改革,本專業人才培養口徑大大拓寬,學生基本知識面得到拓展,對市場需求的適應性大大加強。目前設置本專業的重點高校51所,普通本科63所,三本及民辦本科15所,但因專業定位、地域分布、歷史傳承和社會和國家需求等具體情況不同,本專業形成了各高校間課程設置、專業重點各有特色和培養模式多樣化的態勢。[1,2]
一、各高校能源動力類專業特色
1.華北電力大學
動力工程和工程熱物理是華北電力大學的優勢學科,主要側重于發電側的研究。[3]開展的研究方向主要有:節能理論技術及熱經濟學;新能源和新能量轉換方式;節能技術;脫硫脫氮技術;燃料電池;大機組設備安全性及可靠性評估;大機組調峰特性及壽命管理;機電一體化;流體機械;大型汽輪發電機組軸系振動;電站鍋爐燃燒技術與仿真;納米及表面技術;設備狀態監測與設備維修等。
2.西安交通大學
西安交通大學的動力工程專業是一個寬口徑大類專業,其專業地位與綜合實力不僅在全國處于領先地位,而且在國際上也具有較高聲譽。在2007年國家一級學科評估中,西安交通大學“動力工程及工程熱物理”一級學科最終評分位列全國第一,同時被認定為首批一級學科國家重點學科。培養具備扎實的熱工理論基礎和能源動力工程知識、計算機應用及開發能力,并且能夠從事常規能源及新能源開發、能源的轉換與利用、電力自動化生產、內燃機動力系統以及汽車工程、流體機械、制冷低溫工程等研究、設計及管理的復合型人才是西安交通大學的動力工程專業主要培養目標。
3.浙江大學
該校本專業稱為能源與環境系統工程,分兩個專業方向:能源與環境工程及自動化、制冷與人工環境。能源與環境工程及自動化方向依托熱能工程、熱工與動力系統研究所,建有能源清潔利用國家重點實驗室、國家水煤漿工程中心燃燒技術研究所,是我國能源高效和清潔利用、能源環境控制工程等領域的重要研究和人才培養基地之一。制冷與人工環境方向依托浙江大學制冷與低溫研究所,是我國高等院校中最早創辦的制冷與低溫專業之一,是國家重點學科,在全國學科評估中連續多年名列前三名,為我國制冷、低溫、空調、低溫生物等領域培養了大批的高級專門人才。另外單獨設有新能源科學與工程專業,學生主要學習新能源、能源低碳利用、新能源利用過程中節能減排的基本理論和技術,涵蓋內容包括太陽能、風能、生物質能以及低碳能源利用等方面。
4.東南大學
該專業包含電廠熱能動力及其自動化、建筑環境與設備工程、新能源與新發電技術三個專業方向。電廠熱能動力及其自動化方向著重培養集現代信息技術和熱能動力工程知識為一體的高級工程技術人才和管理人才。制冷與低溫技術方向培養學生系統地掌握現代制冷與低溫技術領域內的基礎理論和專業知識、計算機應用技能。新能源與新發電技術方向是教育部批準設立的戰略性新興產業相關本科專業方向。培養學生掌握新能源與新發電技術方面的基礎理論和專業應用知識,使學生具有開發利用核能、太陽能、生物質能、風能等新型綠色能源和可再生能源方面研究、規劃、設計、監測、管理和運行等綜合能力,為國家新能源利用領域輸送急需的高級工程技術和管理人才。
5.華中科技大學
該專業著重培養集能源與動力工程知識與現代信息技術為一體的高級專門技術人才和管理人才。畢業生在電力系統、制冷低溫系統、空調調節、汽車、船舶、電子信息、冶金、流體機械、鐵路、醫藥、化工等部門從事能源動力工程及自動化和相關方面的教學、研究、設計、開發、營銷和管理等工作。以能源、環境、動力為工程背景,以熱流體科學為基礎,兼顧裝備制造、過程控制和信息技術,體現出集熱、機、電為一體的培養特色。
二、能源動力類專業的發展趨勢
現今,能源及環境問題是世界各國所面臨的重大的社會問題。我國現有能源利用效率很低,尤其是在能源綜合高效利用以及環境保護方面,與發達國家存在著較大的差距。在對環境要求越來越高的大形勢下,實施能源的可持續發展戰略,必將對能源發展提出更高的要求。[4]長期以來,在能源發展方面,我國一直走的是粗放型的增長方式,日益加劇了能源發展與保護環境、資源之間的矛盾。能源動力行業發展趨勢如下。
1.發展新能源和可再生能源
我國能源發展的布局主要有兩個重點:一是節能減排,二是發展新能源和可再生能源。相對來說,節能減排技術較為成熟,而在發展新能源和可再生能源這方面,很多技術、政策以及市場尚都處于研究摸索階段,不夠成熟。所以在人才培養方面,高校應加強研究生的培養與教育,在管理型人才、高端研究型人才(如政策和戰略研究、項目管理、國際合作等方面)的培養與輸送上多做工作。[3]
2.專業發展與環境的密切相關性
只有對能源動力生產過程中的環境問題進行完善控制和處理,才能保證人類的生存和經濟的可持續發展。如今環境問題已經成為能源動力技術研究中的重要組成部分,在專業課程的教學中必須有所體現。正是基于該原因,浙江大學將原來的熱能與動力工程專業改名為現在的能源與環境系統工程專業。
3.不同學科間的高度交叉性
能源動力學科的專業基礎課程和專業技術課程涉及到眾多學科領域的知識,如力學、熱學、自動控制及計算機、機械制造、化學等學科。為適應21世紀我國能源學科發展的需要,在各專業課程的設置中,應當適當安排有關學科的知識。
4.核電的大力發展
核能工程專業取得了長足的發展。在20世紀70-80年代,國家在核能發電上投資的新建項目少之又少,使得我國各高校招收不到足夠的學生。隨著國家開始大力發展核電,情況發生了巨大的變化,以至于需要核能專業畢業生的數目超過了可分配畢業生的人數。
5.綠色能源意識的培養
節能是我國能源發展戰略的重要組成部分,關于節能的知識不僅能源動力學科的學生應當掌握,也是幾乎所有工科學生應當掌握的內容。這就要求高校不僅要做好本學科專業人才的培養,而且也要承擔起向所有工程專業的學生進行節能技術教學的任務。教師要注重對學生進行“節能減排”思想的灌輸和熏陶,潛移默化地培養學生的節能素養和新能源觀念。[5]
三、結束語
為適應國家經濟、科技、社會發展對高素質人才的需求,各高校的能源動力類專業根據自己辦學定位和發展目標、自身優勢,形成了各自的專業特色。通過優化專業結構,提高人才培養質量,辦出專業水平和特色,為國家培養更多能源與動力領域的優秀人才。
參考文獻:
[1]戰洪仁.熱能與動力工程專業人才培養模式及課程體系探討[J].化工高等教育,2008,(1):19-21.
[2]李俊瑞,王艷,田禾.基于社會需求的能源動力專業人才培養探索與實踐[J].中國電力教育,2011,(33):22.
[3]非言.中國綠色力量“搖籃”——訪華北電力大學可再生能源學院徐進良院長[J].太陽能,2011,(14):23
關鍵詞:熱能與動力工程;鍋爐領域;風機監控;燃燒控制
熱能與動力工程在鍋爐領域的應用,是改善我國鍋爐應用中,能源過度浪費、資源量減少的重要舉措。經濟發展需要能源支撐,近些年環保意識提升,對于能源應用方面更注重利用率的提高。作為能源轉換的關鍵媒介,鍋爐的應用領域擴大,逐漸成為熱能與動力工程研究關注的焦點。我國地大物博,有豐富的能源資源,但是若一度過度浪費或者無節制消耗,能源會不斷減少,甚至限制城市建設與經濟發展。在此基礎上,就需要及時將鍋爐領域發展以及熱能與動力工程研究力度加大,推進鍋爐建設步伐的同時,不能忽視熱能與動力工程的創新升級,植入更多學科知識,并激發熱能與動力工程作用,扎實鍋爐發展基礎,提高運行效率,有效節約能源消耗。
1鍋爐應用研究
鍋爐在很多工業生產中都是必備組成。通過化學能轉換的方式,將能源以熱能或者其他能的方式為人們提供,除了化學能與熱能轉換之外,還能夠將蒸汽轉換為機械能,其具體結構詳見圖1。鍋爐實際應用中,與發電機相互配合,將普通能源轉換為電能,滿足生產生活需要的同時,方便產業發展。鍋爐的應用種類受到燃料差別影響存在一些不同,如熱水鍋爐或者蒸汽鍋爐等,天然氣、煤等都是鍋爐運行的關鍵燃料。應用最普遍的為熱水鍋爐,是正常生活的必備器械,滿足民用熱水需求。工業、傳播或者機車等行業則應用的鍋爐類型為蒸汽鍋爐。鍋爐應用為人們生活提供了很多方便,同時也為工業發展等創造更多發展與創新的契機。鍋爐應用價值巨大,但是能源消耗也比較大,這方面是鍋爐長久發展與創新必須關注的內容。如何提高鍋爐應用作用,減少鍋爐運行能耗,是當前鍋爐應用研究的重點內容。
2熱能與動力工程介紹
熱能與動力工程研究中,必須掌握其中的組成內容,這樣才能在提高熱能與動力工程轉化效率方向引導下,取得更理想的創新效果。流體機械、熱力發動機、熱能動力、火力火電、水利水電、制冷低溫工程、能源環境、新能源開發等都是熱能與動力工程研究的重點,尋找更科學的方式,有效轉化熱能與動力,是熱能與動力工程研究的主要方向,同時也是綜合性較強的體現。熱能與動力工程研究中,加大深入研究力度,從系統化角度出發,融入更多自動化元素,簡化能量轉化過程的同時,真正將能源利用率提高,并且為鍋爐的應用與升級提供更多幫助。
3鍋爐領域中熱能與動力工程應用問題剖析
針對當前的鍋爐應用來講,其生產運行期間,風機非常關鍵,是幫助其實現能源轉換的基礎,及時為鍋爐運行輸送所需要的有效氣體。在這種情況下,熱能與動力工程的應用,將其有效滲透到風機運行中,經過行之有效的優化與調整,對鍋爐風機結構加以升級,并且提高鍋爐運行效能。當然整個過程中必須認識到,鍋爐內部結構尤其復雜,特別是葉輪方面,外界因素極易對溫度變化值造成影響,造成鍋爐測量的結果準確性下降,系統安全可靠性降低,這方面必須提高重視。面對這方面的問題,熱能與動力工程植入研究中,雖然不斷尋找更合理的創新方式,但是所提出的處理辦法缺乏確切性。兩者的融入并非一無所獲,熱能與動力工程幫助鍋爐及時對風機葉片燃燒環節進行檢測,不僅能夠精準掌握其速度,同時還能夠根據數據統計對燃燒速度進行模擬,對風機葉片的使用壽命進行高精度模擬與評估,嚴格控制鍋爐運行與燃燒速度,將鍋爐運行期間可能存在的風險排除。
4鍋爐領域熱能與動力工程應用必要性
熱能與動力工程在鍋爐的應用中,根據鍋爐運行依靠的機械工程學原理,及時在其中注入跨熱能動力學內容,從而對轉化規律進行掌握,梳理與總結將能量進行最大化轉化的方法。從整體上來講,熱能與動力工程在鍋爐中的應用,工程專業性特點非常突出。實際應用中,研究的主體為熱能與動力轉化,根據鍋爐應用特點,注重轉化效率提高的同時,還要綜合機械、工程熱物理以及其他領域工程變化規律,以達到鍋爐運行中熱能與動力工程應用目的。作為鍋爐運行中的重要組成,熱能與動力工程實際應用中,必須尊重其中的系統性變化,并且總結鍋爐運行規律。加大信息技術與自動化技術等的應用,明確鍋爐發展的方向,核心在于綜合應用自動化技術,有效將其融合到熱能與動力工程中,將其作用發揮到最大化。與此同時,還要將鍋爐運行效率提高,保證鍋爐運行安全的同時,激發鍋爐運行的經濟價值。
5鍋爐中熱能與動力工程運用創新舉措總結
5.1風機監控中熱能與動力工程的應用
熱能與動力工程在鍋爐的運用中,針對鍋爐中的風機進行了優化與創新。對風機的應用進行了客觀分析,認識到風機作為鍋爐結構的重要組成,及時為鍋爐提供運行所需要的氣體,以保證燃料得到充分燃燒。社會建設與經濟發展背景下,鍋爐能源消耗率增加,及時將風機運行時間延長,才能真正將鍋爐運行效率以及能源供應率等提高。部分鍋爐系統運行中,過度追求效率提升,以不科學的手段將風機運行時間延長,如此會增加風機運行負荷,熱量迅速增加,風機結構位置特殊,若熱量增加卻得不到及時措施予以降溫,必然會出現問題,不僅無法將鍋爐運行效率提高,甚至還會對正常運行造成影響,威脅鍋爐運行安全。面對這種情況,熱能與動力工程的應用,及時明確風機運行期間所承受的負荷點,并制定科學合理的散熱方案,保證風機恒溫運行,延長風機使用壽命,提高風機運行效率。熱能與動力工程與風機運行的結合,必須對其內部結構全面了解,認識到風機運行期間溫度數據的測量與統計,常規測量手段并不能滿足其要求,尤其是技術方面存在明顯的限制性因素,在這種情況下,從電氣技術方面著手,利用軟件的方式,對風機葉片燃燒速度進行實時監測,及時統計監測數據并迅速創建二維模型,在網格劃分基礎上,得到風機葉片燃燒的準確速度。求解器的協助下完成計算與結構分析,這種方法在一定程度上解決了風機運行期間溫度控制、燃燒速度等監測短板,當然實際應用中比較容易受到溫度影響而出現一些溫差,這方面還需要進一步深入研究。
5.2鍋爐燃燒控制方面熱能與動力工程的應用
熱能與動力工程在鍋爐中的應用,還體現在燃燒控制方面。鍋爐整體運行中,燃燒控制是重要組成,不僅對能量轉換幅度進行有效調整,同時也是自動化控制升級的關鍵環節。現代化技術與自動化模式的融入,幫助鍋爐實現了人力填充燃料的轉變,升級為步進式自動控制填料,當前部分鍋爐已經實現了全自動燃燒控制,自動化水平明顯提高。結合當前鍋爐中熱能與動力工程應用情況,其與自動控制技術的融合等,科學控制鍋爐的燃燒速度。具體控制方法主要包括兩方面。(1)空燃比例連續控制系統,組成部件包括燒嘴、熱電偶、流量計、PLC、燃燒控制器以及氣體分析裝置、電動蝶閥等。從熱點偶檢測的方式,對燃燒控制數據及時掌握,隨后是數據傳輸,對比鍋爐運行規定數值,通過比例積分以及鍋爐輸出電信號等對存在的偏差值進行調節,還要控制電動蝶閥以及比例閥等開合的具體程度,由此幫助空燃比例連續控制系統實現空氣、燃料比例的嚴格控制,從而達到對鍋爐內溫度有效調節的目的(圖2)。當然這種溫度控制方式在實施中受影響因素較多,所以精確性方面還需要進一步提高,特別是其中的額定數值,必須提前仔細確認。(2)雙交叉限幅控制系統,同樣是熱能與動力工程在鍋爐燃燒控制中的應用體現。此系統的運行,涉及到燒嘴、流量計,還應用到燃燒控制器、熱電偶以及流量閥等。溫度傳感器積極配合熱電偶,將測量溫度的相關信息及時轉換成電信號是基本工作原理。測量點實際溫度便是電信號,結合工藝曲線測定的方式,對電信號進行數值對比,隨后在PLC的幫助下,對空氣流量閥開合程度適當調整,并調整燃料,嚴格按照規定比例對空氣、燃料等加以控制。空氣流量需要孔板與差壓變送器的支持完成測量。在此基礎上還要安裝質量控制裝置,及時對鍋爐燃料量進行控制,保證溫度控制在合理范圍內。
6鍋爐中熱能與動力工程運用發展方向研究
鍋爐中科學應用熱能與動力工程,不僅幫助鍋爐實現了各方面數值的嚴格控制與實時監督,同時也完善了鍋爐內部結構,升級了鍋爐運行性能。熱能與動力工程在其中的應用范圍還在不斷擴大,幫助鍋爐對熱能有效控制,節約鍋爐運行能耗,降低鍋爐對環境的污染,同時協助鍋爐實現熱工自動控制。除此之外,熱能與動力工程的研究,在汽車工程或者制冷低溫工程等方面也有明顯應用。及時對內燃機進行優化,科學控制熱力發動機的運行排放等,協調其與環境的關系。通過低溫技術學以及制冷原理等研究,完善了制冷低溫系統,提高制冷低溫系統運行效率。
7結束語
對于鍋爐來講,熱能與動力工程在其中的運用,不僅從多方面對鍋爐自動化運行水平加以提高,同時也優化了鍋爐運行結構,提高了燃燒效率,協助鍋爐真正實現精細化能耗控制。尤其是風機監控以及燃燒控制等方面,經過有效磨合與優化,鍋爐以及熱能與動力工程都取得明顯進步。
參考文獻
1.《求學》雜志:貴校2013年的招生政策相較往年,有什么變化?
河海大學招生辦:學校2013年的招生政策與往年相比,主要有以下三點變化:(1)在編制招生計劃過程中充分考慮了各地區人才需求特點,加大了特色專業、強勢專業以及就業前景好的專業計劃數量;(2)我校2013年總招生計劃數較往年有所增加,增量部分投放至外省,特別是中西部省份;(3)經教育部批準,2013年起我校新增和英國阿伯瑞斯特維斯大學開展的中外合作辦學項目,面向天津、江蘇、安徽、河南、湖北、湖南6省招收環境科學專業學生。
2.《求學》雜志:這幾年,高校的招生競爭相對還是比較激烈的,學校在吸引優秀生源方面有沒有比較好的政策?
河海大學招生辦:河海大學在舉辦多年基地強化班的基礎上,于2009年7月成立了大禹學院。大禹學院以國家重點學科為依托,是學校培養本科拔尖人才的專門學院。學院在課程貫通的基礎上,實行本碩一體化的人才培養模式,推行小班化教學,實行導師制,并注重國際化交流和培養,旨在培養適應經濟社會發展的學術精英和高素質創新型人才。學生前兩學年按水利土木大類(徐芝綸班為工程力學專業)進行培養,后期經雙向選擇分流至水文與水資源工程、水利水電工程、港口航道與海岸工程、土木工程等品牌專業培養。該院近幾年錄取學生均為各省尖子生。
3.《求學》雜志:貴校在人才培養方面,有哪些特殊的辦學舉措?
河海大學招生辦:長期以來,我校堅持“寬口徑、強基礎、重實踐”的人才培養路徑,狠抓數學、物理、力學等方面的教學,為同學們的發展拓寬專業基礎。同時,為培養基礎寬、重實踐、能力強、適應市場需求的高素質人才,學校2013年在商學院、環境院、理學院、港航院4個學院12個本科專業實行按類招生。學生入校后按類在統一的教學平臺上培養,在一到兩年基礎課程培養后再進行專業分流。此外,學校還在高素質復合型人才培養方面有很多探索,如“1442”工程、青馬工程、卓越工程師計劃、大學生創新訓練計劃、國家級大學生文化素質教育基地等,為同學們專業實踐能力的提升提供各種平臺,提供各類條件。
4.《求學》雜志:學校有哪些特色專業?這些特色專業在2013年招生中的錄取情況如何?
機械工程學院在學校的領導下,全院教職工幾代人堅持不懈地努力,深化教學改革,勇于教學探索,在本科教育的專業建設、師資隊伍建設、教學專項建設、實驗室建設等方面,都取得了一定成績。
在專業改造、專業建設方面,我院的“機械工程及自動化”、“熱能與動力”兩大專業日趨成熟,并具有特色。從2002年開始,這兩個專業又各自形成兩個方向。機械工程及自動化系在“機械電子工程”方向的基礎上,形成了“機械制造”方向,為我院今年申辦“數控技術與裝備”本科莫定了基礎。熱能與動力工程系在“熱能與動力工程”方向的基礎上,派生了“建筑環境與設備工程”方向,并且正在做明年申辦本科的準備。我院參加了“熱能工程”、“材料加工工程”、“載運工具(汽車)運用工程”三個碩士點的申報工作,而且已經做了“機械電子工程”碩士點申報的全部前期工作。
在教師隊伍建設方面,機械學院與能源所實現了互相支撐、緊密結合,使我院教職工總數達到48人。幾年來,我院不斷引進人才,吸收新教師。教師中現有教授6名、副教授(高工)16名、講師12名;博士3名、碩士19名;40歲以下高級職稱5名。這使教師隊伍年齡、職稱、學歷結構都較為合理。
在教學建設方面,結合修訂本2002級培養計劃工作,我院對各專業教學內容進行了整合提升,完成了教學大綱、課程簡介的制定,現正在制定2003級本科學分制指導性培養計劃。2002年《機械設計》經復評后繼續保留校一類課程,《機械原理》也評為校一類課程。2002年我院承擔了市教委.、校課程建設項目共8項,2003年又承擔了4項。
在實驗室建設方面,我院現有總額約60萬元的實驗裝備固定資產。機械基礎實驗室通過了上海高校基礎課程實驗室地區評估。機電一體化技術實驗一直具有特色,屢次獲得同行好評,使我們培養合格的專業人才有了扎實的硬件基礎。體現在學生培養質量提高上,可以由兩個數據得到反映。一個是畢業生獲獎數,自1997年舉辦上海市大學生機電一體化畢業設計大獎賽以來,我院連續六年獲獎(累計14人次),獲一等獎1名,二等獎3名,三等獎2名。此外,2002年我院畢業生還榮獲上海市的Sohdworks,ERP獎。另一個是畢業就業率(見表D,據近幾年的統計,我院本科畢業生就業率始終占據校內前三名位置。
1.我院認真貫徹教育部(2001)4號文件(教育部關于印發《關于加強高等學校本科教育工作提高教育質量的若干意見》的通知)和市教委(2。02)4。號文件(上海市教育委員會關于印發《關于加強上海高校本科教學質量管理工作的若干意見》的通知)。根據學校“十五”發展綱要,以及我院2002年首次民主管理大會通過的“學院行政工作報告”和“機械工程學院2001一2005年發展綱要”所規定的目標,踏踏實實開展了工作,加強學科建設,加強學術梯隊建設,并始終把本科教學質量放在全院工作第一位,才使我院教學工作不斷取得進步。
2.我院有一支優良的教師隊伍,教師們非常敬業。在教學、科研任務相當繁重的情況下,全身心地投人教學而無怨無悔。我院教師、思政老師的教學經驗豐富,對待教學工作認真負責,并且始終站在教學第一線。可以說,即使與上海一些著名高校相比,我們有些給本科生上課的第一線老師的學術水平、教學水平,并不比他們遜色,而我們付出的努力可能就更多。
3.重視教學工作。我院重視開展教學研究活動,學院、各系(室)都有學期教研活動預安排,按計劃有效地開展教研活動。我院重視教學工作的“五大建設”,在教學內容、教學方法、教材、實驗室建設,都下了很多功夫,有‘套辦法,逐漸形成特色。我院重視日常教學管理,比如畢業設計,近幾年每屆都有160多名畢業生,各系在第七學期末就布置題目,確定指導教師,組織畢業設計小組。在畢業設計中,從開題、前期檢查、中期檢查到預答辯、答辯(評比優秀畢業設計還要進行全院集中答辯),細抓了過程管理,所以畢業設計環節教學效果一直較好。
二、我院在本科教學工作中存在的主要問題
1.教師隊伍結構還需改進。按照學校對我院的要求,碩士以上教師比例、博士比例、40歲以下高級職稱教師比例,都有待提高。特別是考慮到碩士點建設,能擔任學科帶頭人的正高職教師非常缺。教師的學術水平、教學水平也有待進一步提高。
2.在落實教育部“高等學校教育質量和教學改革工程”方面,還有很多工作要做,比如專業設置的改造,教學內容的整合,教學方法的更新等。在使用近三年出版新教材、多媒體教學、雙語教學方面,都有一定的差距。
3.實驗教學方面,教育部要求改革實驗教學的形式和內容,鼓勵開設綜合性、創新性和研究性試驗,鼓勵本科生參加科研活動。我院在這方面也有相當的差距。
4.教學是教師和學生的雙向活動。現代教育理論尤其強調學生是教學過程的主體。由于我院新生人學報考第一志愿比率與人學最低分數較低,學生的確存在對專業不了解、不熱愛、學風不踏實等問題。表現在四級英語水平考試通過率、學士學位獲得率都不是很理想(見表2)。
三、全面提高我院辦學水平與教學質量的思路
我院專業教學系、室將于2005年3月(2003級第二學年下學期)進人松江大學校區。需要面對三種變化:(l)學分制教學管理制度的實行;(2)我院在校生人數預計由840人增至1350人,班級由現在的27個班增至36個,每年招生數由250人增到330人;(3)由于松江大學城校區可以跨校選課,大學城內各校、各專業,乃至教師之間的競爭日益凸現。面對這些新情況,機械工程學院全面提高辦學水平和教學質量的思路是:
1.師資隊伍建設是根本除了引進人才外,現有的中青年教師的迅速成長具有重大意義。學院通過在崗培訓,攻讀學位,堅持新進青年教師的導師制,以及鼓勵教師參加學術梯隊的教學、科研實踐,使中青年教師較快成長為學術骨干。對于實行學分制后開設的專業特色課、專業選修課、學科基礎課的教師崗位,以及2003年、2004年開設新專業急需的教師崗位,學院要提前做好人才儲備,定向培養。為了2005年申報“機械電子工程”碩士點,還要引進教授。學院鼓勵教師參加國際或國內高水平的學術、科研會議。定期組織學院的學術、教學報告會。各系室要按計劃有效地開展教研活動。每個老師要確立自己的學術方向,積極組建學術團隊,不斷更新知識結構,保證教給學生先進的科學知識。學院要求專任教師每學年能講授兩門以上課程,也希望每門主干課有兩名以上教師能夠講授。
能源動力行業是國民經濟發展的重要基礎行業,是國家“節能減排”戰略的主戰場。該行業涵蓋學科多,支撐面廣,國際競爭日益激烈。天津大學機械工程學院針對行業特點,以激發學生學習與創新熱情為出發點,創新性地提出了“熔煉互激”的教育理念,并建立了協同多元教育資源培養能源動力類“國際化、高素質、創新型”人才的“三五三”教育體系,培養視野開闊、基礎扎實、綜合素質高、創新能力強的行業急需人才。成果實施4年以來,學生培養質量整體顯著提升,畢業生的綜合能力素質受到用人單位高度評價,成果的教育理念和模式輻射到浙江大學、吉林大學等國內10所知名高校和2家知名企業,輻射作用顯著。
針對“傳統”專業學生學習興趣不濃、創新能力不足、專業認知不清晰等問題,如何有效激發學生學習與創新實踐熱情?新形勢下,如何配置和融合多方位教育資源,培養行業所需要的國際化、高素質、創新型人才?天津大學以激發學生學習與創新熱情為出發點,提出“熔煉互激”的教育理念,并建立了協同多元教育資源培養能源動力類“國際化、高素質、創新型”人才的“三五三”教育體系,培養視野開闊、基礎扎實、綜合素質高、創新能力強的行業急需人才。
成果解決教學問題的方法
實施“熔煉互激”理念,激發師生熱情
在課程、實習和實踐教育環節,組建由國內外教授、講師、研究生、學生和工程師等多層次人員構成的多元互動式教育場景(稱為“熔爐”)。例如在“傳熱學”課程教學中,以“競標團隊”形式建立由海內外教授、講師、研究生、本科生和工程師構成的多元化課程團隊。在實踐教學中,如學生車隊,以“虛擬公司”和“項目小組”等形式構建跨專業、跨年級學生組成的多元化項目團隊。通過多形式、多階段的考核評估以及營造群體競爭氛圍等措施,推動師生共同面對實際問題的挑戰,頻繁地交流、討論、咨詢、匯報、評價,即“熔煉”作用;全體參與者相互學習、撞擊、錘煉與激勵,最大限度地獲得教育和成長,達到“互激”狀態。
構建“三五三”教育體系,支撐培養目標
學科教育委員會協調國家和教育部重點實驗室的科研資源、內燃機和地熱產學研聯盟的產業資源和內燃動力引智基地的國際資源,組織為三大教育資源。構建項目制課程、科研實習、企業實習、國際視野拓展、群體創新實踐等五大教育板塊(圖1),協力培養“國際視野、高素質、創新”等三大能力素質。構建成三大資源和五大教育板塊相互促進、相互補充、共同發揮作用的“三五三”教育體系。重點實施項目制課程、群體創新實踐和國際視野拓展等改革,推動三大教育資源匯集于五大教育板塊,為人才培養目標提供多方位、多層次支撐。建立課程改革、教育質量反饋等21項制度以及學生實踐教學管理信息平臺,從人員落實、資源到位、過程規范、效果評價等角度,保障教育體系的可持續運行和不斷完善。
修訂培養方案,實施5項教改計劃
項目制課程改革計劃:分批次選擇專業課,改革教學大綱。以3種典型的項目實施模式,開展基礎課程改革(見表1)。以項目為牽引,建立不同規模的項目團隊,采取個人和團隊表現相結合以及分階段、多形式的考核方式,強化“學以致用,創新實踐,溝通協作”意識。
表1 項目制課程改革方案
群體創新實踐計劃:給一年級新生宿舍發放內燃機,舉辦以宿舍為單位的拆裝競賽。組織二至四年級學生建立方程式車隊,按照虛擬設計公司運行,參加全國比賽。個人和團隊表現計入實踐學分。
國際視野拓展計劃:聘請20多位海外學者,建立5個國際化教學團隊,建設專業課,開設13門選修課和講座。暑期邀請海外教授,面向全國大學生舉辦暑期國際學校。選拔優秀學生赴海外游學。
科研實習計劃:組織重點實驗室每年招聘30-40名三年級本科生,加入課題組進行科研實習,實習評價作為保研和考研面試參考。
企業實習計劃:建立8個國內企業實習基地和3個海外企業實習基地,組織二、三、四年級本科生以多種形式參加企業實習。
建立組織管理機制,保障可持續運行
組建教育委員會及6個工作組,制定21項管理制度,落實學分認定、人員到位、資源配置、過程規范、效果評價。通過在校生、教師、畢業生和用人單位等四層次反饋,實現全過程監督和反饋,確保教育體系的穩定運行和不斷完善。
成果的創新點
提出了激發學生主動學習和創新熱情的“熔煉互激”教育理念
傳統教育一般為“老師教,學生學”的“二元主從式結構”,學生常常處于被動地位,興趣不濃,熱情不高。“熔煉互激”理念改變了傳統的教育場景和教育模式,學生從被動的受教育者變為教育過程的主動參與者和貢獻者。以技術競標團隊、虛擬設計公司和項目小組為主要形式的多元化熔爐,拉近了職業場景。一大批學生在履行“總經理”“總工程師”和“項目經理”等崗位職責時,表現出高度的責任心和自豪感,有效激發了學生學習和創新的熱情。在“熔爐”中,教師的作用更多表現為營造“熔煉互激”的氛圍,教師和工程師參與的熱情也得到激發,維持了“熔煉”的“熱度”,確保了“熔煉”的可持續性。
提出了協同多元化教育資源培養“國際化、高素質、創新型”人才的“三五三體系”
成果突破了傳統的教育資源和教育體系范疇,將學科牽頭的內燃機和地熱產學研戰略聯盟、內燃動力111 引智基地、國家重點實驗室/教育部重點實驗室等三大資源有效納入本專業的教育體系。設置項目制課程、科研實習、產業實習、國際視野拓展、群體創新實踐等五大教育板塊。在每個板塊的教育“熔爐”中,匯集相應的教育資源,實現資源的協同。在教育委員會的組織下,實施五項教育改革計劃,協力培養“國際視野”“高素質”和“創新能力”等三大能力要素。
成果的推廣應用效果
學生受益顯著,綜合素質整體提升明顯
本專業四屆12個班級400余名學生培養質量整體顯著提升。50%進入國內一流大學深造,10%直接被世界一流大學錄取深造,30%-40%被國內外龍頭企業和院所錄用。100余人獲得全國大學生“節能減排”競賽、“挑戰杯”等獎勵。6名同學以第一作者發表國際一、二區期刊論文6篇,單篇最高影響因子達4以上。
對參加傳熱學課程的130余名在校生和30余名畢業生抽樣調查表明,90%以上的同學感受到該課程明顯促進了對基礎知識的理解和掌握,98%以上的同學認為自己的演講、溝通、團隊協作能力得到顯著提升,部分同學還提到這將是自己大學生活“永生難忘的記憶”。
天津大學北洋動力FSAE方程式賽車隊參加了4屆賽車比賽,成員來自能源與動力工程、自動化、工程管理等30余個專業600余人。車隊以虛擬公司方式運作,獲得2010年度最佳組織獎,2013年度設計、營銷、加速等成績排名進入前10%。
全國20余所高校的1000余名學生參加了天津大學舉辦的4期暑期國際學校,拓展了國際視野。
畢業生受到行業用人單位高度認可
2013年12月,對一汽、上汽、長安、長城、廣汽、濰柴、玉柴、聯電、德爾福、中科院廣州能源所等21家國內外大型企事業單位進行了本專業畢業生13項能力素質指標問卷調查。結果表明,在基礎知識的掌握、創新能力、適應社會的能力、團隊領導能力、解決復雜問題的能力及對事業/公司的忠誠度等13個方面均表現優異。應屆畢業生受到用人單位的渴求,供需比連續四年超過1∶6。
成果示范效果顯著,受到知名高校的認可和使用
浙江大學、山東大學、湖南大學、吉林大學、北京理工大學等10所高校,借鑒和運用本成果的培養模式和教育理念,改革成效顯著,受益學生達3100余人,其中300余人次在“挑戰杯”“節能減排”“FSC”等各類比賽中獲獎。
參與企業多方面受益
天津松正公司和JohnDeere公司全程參與了“傳熱學”課程改革,參與的工程師深受教育和啟發。學生項目給出了很多有價值的基礎數據和設計方案,為公司工程機械和電動汽車熱管理系統的工程開發提供了重要參考。