时间:2022-06-07 01:38:49
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇新能源科学与工程,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
0引言
2010年教育部批准河北建筑工程学院开设风能与动力工程专业,2011年我校开始招收第一批风能与动力工程(080507S)专业学生。风能与动力工程是一门交叉学科,教学环节涉及控制、电气、计算机、机械、自动化等多种学科。根据教育部2012年本科专业设置方案,我校风能与动力工程专业更名为新能源科学与工程(080507T)。全国开设新能源科学与工程的高校中,各个高校侧重点不同,结合我校学科群特点和优势我校该专业继续定位在风能方向。下面结合我校实际特点就新能源科学与工程的专业培养方案进行简要探讨。
1.专业培养目标
我校的该专业培养掌握新能源科学与工程基本理论,具有扎实学科领域基础知识与应用能力,综合掌握风力发电工程设计、风电设备原理及风电场运行的理论和技能,具有创新精神和实践能力的高素质新能源科学与工程专业人才。这样使毕业生主要在风电场设计与运行、控制与维护、风电机组设计及制造领域从事专业技术工作和管理工作,也可在相关研究机构从事研发设计工作。
2.课程培养方案设置
2.1学科大类基础课程和跨学科基础课设置
由于我校该专业方向为风能方向,侧重点为电气、自动化、控制部分。但该专业本身涉及到控制、电气、计算机、机械、自动化等多种学科,结合我校是河北省电子信息教育创新高地的资源优势,我校学科大类基础课程和跨学科基础课设置如下表。结合我校的优势学科,我校在跨学科基础课程上设置了许多计算机、物联网类课程,这对于学生在以后学习风电机组电气工程、监测维护、电力系统调度等做了充足的理论准备。
2.2专业基础课程设置
对于该专业的学生,我们力图通过四年的培养达到如下条件:
(1) 培养学生具有良好的综合素质和创新意识,富有社会责任感,具有国际一流的视野,具备新能源科学与工程这一强交叉学科宽厚扎实的科学基础理论,系统掌握新能源科学与工程应用专业知识及技能、新能源装置及系统运行技术。
(2) 培养学生具有扎实的自然科学基础,良好的政治理论基础,较好的社会科学基础和正确运用本国语言、文字的表达能力;
(3) 本专业主要学习空气动力学、风资源测量与评估、电工学、管理学、自动控制的理论和技术,接受现代风力发电专业的基本训练,使学生具有进行风电机组及风电场的设计、制造、运行、试验研究、项目投资与管理的基本能力。
(4) 较系统地掌握本专业领域所必须的专业知识,如风力发电原理、风电机组设计与制造、风电场电气部分、风电场运行与控制、风力发电项目开发等。
所以在专业基础课程和专业核心课程的设置上进行了侧重。
3教材的选用
教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,也是深化教育教学改革、全面推进素质教育、培养创新人才的重要保证。教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(教高司[2001]4号)中明确指出“教材的质量直接体现高等学校教育和科学研究的发展水平,也直接影响本科教学质量”。为了进一步规范教材选用与管理,选用高水平的教材,杜绝质量低劣的教材进入课堂,健全科学的教材选用制度,不断提高教学质量,我专业教材选用采用如下办法。
3.1教材选用原则
(1)优先原则:优先选用国家级、省部级获奖教材;优先选用国家级、省(部)级重点教材和规划教材;优先选用“面向21世纪课程教材”。
(2)择优、择新、适用原则:树立精品意识,在同类教材中,通过比较,选用质量最好的、近三年出版的、适用的新版教材。
3.2教材选用标准
(1)选用的教材必须符合社会主义市场经济建设、社会发展和科学进步对人才培养的需要。能运用辩证唯物主义和历史唯物主义的方法,全面、准确地阐述本学科的基本理论、基本知识和基本技能。
(2)选用的教材必须符合本专业人才培养目标及课程教学的要求,取材合适,深度适宜,份量恰当,符合认知规律,富有启发性,有利于激发学生学习兴趣,有利于学生知识、能力和素质的培养。
(3)选用的教材应体现科学性、先进性和适用性的有机统一,能反映本学科领域国内外科学研究的先进成果,正确阐述本学科的科学理论,完整表达课程应包含的知识,结构严谨,理论联系实际,具有学科发展上的先进性和教学上的适用性。
(4)选用的教材应文字精练,语言流畅,文图配合恰当,图表清晰准确,符号、计量单位符合国家标准。加工、设计、印刷、装帧水平高,价格合理。
关键词 人才培养目标 定位 复合型 应用型
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.03.025
进入二十一世纪以来,随着全球不可再生能源资源日益枯竭,能源供需矛盾突现。世界各国都致力于开展能源科学领域的研究,同时将能源产业特别是新能源产业作为国家战略性产业之一。而要促进该产业的发展就必须有大量的人才,高等教育必须培养出优秀的新能源领域的高级人才,因此新能源科学与工程本科专业在2010年获得了教育部的正式批准,并初步确立了专业培养目标,即培养能够适应能源产业快速发展和建设需要的专业人才,必须具有扎实的理论基础、较强的实践能力和创新能力,能够进行新能源科学的研究以及利用技术的开发和实施,能够从事该领域的教学科研、技术的开发、工程应用和经营管理等方面的专门工作。现今新能源科学与工程专业正处于发展的起步阶段和关键时期,各高校在专业建设的各个方面进行了大量研究,取得了阶段性成果。然而由于已开设该新专业的50多所高校的历史背景、办学层次和条件等不同,对新能源专业的认识不同,在进行新能源科学与工程专业的人才培养目标定位时有所差异,存在定位不明确、表述模糊等问题,而这将会影响专业的后续发展和人才培养的质量。在新形势下,本文从人才培养目标的内涵出发,调研了25所高校的新能源科学与工程专业的人才培养目标,对其进行综合性分析,指出各高校应在教育部基本培养目标的框架内,合理准确定位本校本专业的人才培养目标。
1 人才培养目标的内涵思考
随着经济的全球化,开发人才资源成为了现代社会发展的战略措施,人才成为了经济发展中最重要的战略资源。2010年,教育部出台了《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》以及《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,为近10年的教育改革和发展开辟了广阔空间,提供了开放思路。《纲要》提出高等教育要“提高人才培养质量”、“增强社会服务能力”,高校人才培养目标的制定就是要明确办什么样的学校,培养什么样的人。
潘懋元先生曾在文献中对高等教育的培养目标进行了表述, “社会主义高等教育必须通过德育、智育、体育、美育,培养知识、能力、素质结构优化,全面发展,具有创新精神与创造能力的高级专门人才”。①可以看出,我国的教育方针以及高等教育培养目标的一般性要求都在这个表述中得到了体现。高校在制定各自的培养目标时,都应遵循两个规律-教育的外部关系规律和教育的内部关系规律。即以适应社会发展的需要为目标要求,适时合理地调整学校的专业设置以及各专业的培养目标,培养能够符合社会经济发展需要的适应性人才;同时以专业的培养目标、培养规格为基准要求,适时调整本校各专业的培养方案,协调人才培养模式的诸多要素,提高人才培养的质量,完整体现人才培养的目标。因此,高校在制定学校以及专业的人才目标时,应充分考虑本地区社会与经济发展对人才的客观需求,即需要什么层次、什么规格、什么类型的高级专门人才,从而合理恰当地定位学校以及专业的人才培养目标。
潘懋元先生按人才培养层次规格的不同,将高校分为了学术型、应用型和职业技术型三种:培养以学习基础和应用科学的基本理论为主,旨在研究高深学问的学术型人才的学术型大学;培养以学习各行业专门知识为主,旨在将高新技术转化为生产力的能力的应用型专门人才的应用型本科高校;培养以学习各行业的职业技能为主,旨在从事生产、管理、服务第一线工作的技能型人才的职业技术学校。这一分类方法得到了大多数人的认同,已成为现今高校人才培养目标定位的依据,笔者对此持赞同态度。不同类型的高校定位人才培养目标时都应考虑两个因素,即学校在同类高校中具有什么样的地位和学校为人才的培养承担什么样的任务,在对人才培养目标进行描述时应指出所培养的人才得到了什么样的训练,具有什么方面的基础,包括理论知识和实践技能,具备什么样的能力,能够从事哪些方面的工作等,定位人才的类型。
2 新能源科学与工程专业人才培养目标设置现状及分析
一个学校会在综合分析考虑了国家的知识政策、社会发展的需要、人才个性的需要、学校的自身定位等方面之后制定学校的总体人才目标,然而在落实时就需将其转化为各专业的具体人才培养目标。笔者以开设新能源科学与工程专业的25所学校作为调研的研究样本,对新能源科学与工程专业的培养目标设置现状进行了分析,探讨了其和学校人才培养目标的关联性。调研的25所院校,其所属类型、办学层次、校级人才培养目标、专业培养目标部分内容列举如表1所示。
通过分析25所高校的办学层次、办学类型和校级人才培养目标、新能源科学与工程专业的培养目标,得出以下结论。
2.1 专业培养目标与校级人才培养目标具有较强的一致性
所调研的25所院校中有7所院校为列入211/985的全国重点的学术研究型或教学研究型型院校、5所为省部共建的教学研究型大学或应用型大学、7所省属重点的教学研究型大学或应用型大学共19所本科一批次学校,6所本科二批次的应用型地方院校。可以看出,各高校在定位自己的校级培养目标时大都考虑了本校在全国高校中的地位以及学校对地方经济发展的作用,定位基本正确;新能源专业人才培养目标的设定落脚于复合型人才或应用型人才,与所在学校的人才培养目标定位属于一脉相承的关系,具有较强的一致性。如东北农业大学为211工程、全国重点的研究型大学,校级人才培养目标为“经济社会发展需要的研究型、研究应用型或复合性应用型、应用型人才”,新能源专业的培养目标为“掌握能源与环境科学、生物质能转化和利用原理与技术、风能转换原理与技术、太阳能热利用与发电原理与技术、节能原理与农村节能工程等的基本理论和方法,基础知识扎实、国际视野宽广,……的复合型工程技术人才”;常州工学院为一所普通的应用型地方院校,校级人才培养目标为“切合地方经济社会发展需要的应用型本科人才”,新能源专业的培养目标为“应用型高级工程技术人才”。
笔者认为无论是高校校级还是具体专业的培养目标定位,都应该对下面两个问题有一个清楚的认知:什么是复合型人才和应用型人才,它们的区别在哪里;专业的培养目标是否一定要与学校的培养目标一致。所谓应用型人才应该指的是那些熟练掌握了所从事专业的基础知识和基本技能,能够将专业知识和技能应用于社会活动实践,注重专业实践能力的人才;而复合型人才应该指的是那些学习了宽厚的基础和应用科学的基本理论,构建了复合知识、复合能力、复合思维的综合能力突出的多功能人才。从所调研的情况来看,将专业人才培养目标定位于复合型人才的高校大都是211/985高校,学校的师资力量雄厚、硬件设施和软件条件都非常高,能够实现复合型人才的培养。对于第二个问题,从调研的情况就可以看出,绝大多数院校的专业培养目标与学校的一致,但也有个别例外。如济南大学的校级与专业培养目标定位分别为“高级复合型专门人才”和“高级应用型人才”,专业目标定位的层次维度低于校级目标。笔者认为这并没有任何问题,因为一所高校在一定时期内其总体人才培养目标是确定的,但个别专业依据办学传统的不同、拥有的条件不同、不同时期社会对专业人才的需求特点不同,其培养目标可以低层次、低维度地进行异型设定,这样才能更好地适应社会及个人的需要,才是好的专业培养目标定位。
2.2 培养目标中人才定位表述随意、概念模糊不清
在所调研的高校中,将新能源专业人才培养目标定位于复合型人才的院校,在表述目标时用到了诸如“复合型技术人才”、“复合型工程技术人才”、“复合型人才”、“跨学科复合型工程技术人才”、“复合型高级专门人才”;“复合型专门人才”、“跨学科复合型高级人才”、“复合型技术人才”、“高级工程技术复合型人才”、“跨学科复合型人才”等词语;而定位于应用型人才的院校在目标描述时用到了“应用型工程技术人才”、“应用型高级工程技术人才”、“高级工程技术人才”、“高级应用型人才”、“应用型高级专门人才”等词语。从中可以看出,大多数学校在目标定位时存在着概念不清、分类不明确等问题,需要从人才的定义、高校人才培养的类型出发,正确认识,理清所属关系,进行明确的专业人才培养目标定位和准确描述。
我们可以遵循从认识世界到改造世界的过程规律来进行人才培养类型的划分,刘维俭据此将高校人才培养类型分为了四种:②深入研究基础学科和应用学科的基础理论的研究型人才,将科学原理转化为可以直接应用于社会实践的工程设计、工作规划、运行决策等的工程型人才;处于各行业的生产第一线或工作现场,从事专门的组织管理、生产建设、服务等实践活动以及技术工作的技术型人才;掌握某一门专门的知识技术,具备一定的操作技能,在工作实践中进行实际操作的技能型人才。与潘懋元先生的高校分类对比可知,学术型高校培养的人才侧重于研究型人才,也可以是学术、应用兼重的复合型人才;应用型高校所培养的人才就应该是应用型的,包含工程型和技术型两种,还可以有技能型人才。
从所调研高校来看,在具体描述专业培养目标时表述不够准确,概念混淆。如前所述,复合型人才就是既具有宽厚的基础和应用学科的理论知识,又具有本专业的深厚理论基础知识,具有两门以上不同学科的知识和技能,能够适应跨专业行业需要的、实践创新等综合能力突出的高级人才。该人才需掌握跨专业的知识结构,对两个及以上专业领域的理论和应用都有一定程度的了解,不是深入研究具体业务能力的“专才”,也不是掌握广博知识面的“通才”。而“专门人才”这一概念,强调的是人才的专业性,需经过专业的培养或训练,掌握某种专业知识、专门才能的、但又能从事管理的应用型人才。所以定位落脚点在复合型人才的,在进行定位描述时不需要出现“跨学科”、“高级”字眼,不能将“复合型”与“专门”放在一起叙述,笔者认为直接定位于复合型人才即可。
还应该指出的是,地方本科院校的专业在进行应用型人才培养目标的定位时应将人才培养目标定位进一步细化,具体而明确地指出是应用工程型还是应用技术型,而不是笼统的工程技术人才。只有准确、细化地定位了专业的人才培养目标,才能在人才培养方案中提出具有操作性强、可执行性强的知识要求、能力要求和素质要求,才能正确指导专业课程体系的安排设计、课时比例的分配等问题,才能制定符合教育规律和社会及个性需要的凝聚力强的人才培养方案。
3 结论
高校在制定学校以及专业的人才目标时,应充分考虑本地区社会与经济发展对人才的客观需求,即需要什么层次、什么规格、什么类型的高级专门人才;考虑两个因素,即学校在同类高校中具有什么样的地位和学校为人才的培养承担什么样的任务,从而合理恰当地定位学校以及专业的人才培养目标。具体专业的培养目标在大方向上应与学校的人才培养目标一致,但也可依据具体情况进行异型设定。在深刻理解各种类型人才的内涵后,依据社会的需求和自身的发展需要,准确定位人才类型,按“类”、“群”的理念来培养学生,通过人才培养模式的改革与协调,来加深人才培养质量的内涵,以促进学生个体的全面发展,更好更快地适应社会。从国家知识政策的发展方向、社会对新能源产业人才的迫切需要来看,那些师资力量、教学条件各方面都很好的高校应该将专业培养目标定位于复合型人才,培养出基础理论宽厚扎实、工程实践能力较强、专业特色明显的高素质创新人才;而地方普通高校则应将专业培养目标定位于应用型人才,致力于新能源行业领域的工程型和技术型人才的培养。
注释
一、我国新能源科学与工程专业开设状况
2008年世界金融危机之后,为了推进我国产业结构的转型,总理提出了发展战略性新兴产业的构想。2010年国务院通过了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提出要培育和发展包括新能源产业在内的七大战略性新兴产业。随后教育部发文鼓励有条件的高校申办战略性新兴产业相关专业,并于2010年首次批准浙江大学、华北电力大学等11所大学开设“新能源科学与工程”专业,2011年和2012年又先后批准了23所大学开办该专业。截至2012年,教育部共批准国内34所大学开设了新能源科学与工程专业,详见表1。
从表1可以看出,开设新能源科学与工程专业的大学中“985工程”大学有7所,“211工程”大学13所,还有3所农业院校。这些大学分布在全国的17个省市,其中,江苏最多有10所,占总数的近三分之一;其次是北京和辽宁,各3所;河南、山东、福建、江西和湖北各2所;吉林、黑龙江、广东、河北、陕西、浙江、上海和重庆各1所。从地域分布状况看,开设新能源科学与工程的高校主要集中在中东部省份,西部省份开设该专业的高校只有2所。
二、新能源科学与工程专业人才培养方案对比
作者对各所大学网上公开的人才培养方案进行了收集整理,并进行了对比分析。从收集到的资料看,各所大学关于新能源科学与工程专业的人才培养模式大体可以分为两类:一类在课程体系的设置上充分体现本科人才培养的“宽口径”原则,课程内容涵盖各种新能源,包括风能、太阳能、生物质能、地热能、氢能、核能等;另一类在课程体系的设置上更多地体现了“专业化”要求,设有专业方向,侧重于太阳能、风能和生物质能中的某一类。基于上述第一种思想进行的课程设置,体现了新能源的综合性和交叉性,但存在的问题是难以兼顾风能、生物质能和太阳能等不同的新能源对专业基础知识要求的不同。风能的专业基础侧重于机械和电气,生物质能的专业基础主要有热能、化学和生物学,而太阳能的专业基础是物理、化学和材料科学。因此,由于缺乏相关专业基础知识做支撑,这样的课程设置对每种新能源专业知识的讲解会存在内容深度方面的局限。基于第二种思路所开展的课程设置强调了专业的方向性,其不足在于削弱了对学生新能源综合知识的培养。表2是国内部分高校新能源科学与工程专业主要课程设置情况。
通过对表2的分析,可以得出以下几点结论:
(1)即使是同一类型的培养方案,各个高校之间在课程设置上也存在着较大差别。比如同属于“宽口径”型培养方案的西安交通大学与重庆大学和浙江大学的课程设置均存在较大差异。从课程所涉及的专业内容看,西安交通大学的培养方案涵盖了风能、太阳能、生物质能、水能、地热能、氢能,以及储能和节能等专业内容。而浙江大学的课程内容除了涉及太阳能、风能、生物质能和氢能外,还有三门与环境相关的课程,分别是能源与环境技术进展、能源与环境系统工程概论和低碳能源技术。
(2)上述人才培养方案课程体系的共性在于大部分培养方案体现了能源动力类专业的学科基础,这些课程包括工程热力学、传热学、流体力学等。这与教育部新修订的《普通高等学校本科专业目录(2010)》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。
(3)分析测试能力的培养受到重视。作为应用性很强的专业,培养学生具备从事现代能源技术与装备研究及应用的能力十分重要,因此一些学校开设了相关课程,比如,西安交通大学开设了《新能源过程、状态与材料性能测试与分析技术》,华北电力大学开设了《生物燃料分析与测试》、《太阳电池材料测试与分析》等课程,上海理工大学开设了《动力工程测控技术》等。
(4)课程设置充分体现了创新性。许多高校的课程设置都充分体现了方案设计者的创新意识,比如浙江大学设置的《低碳能源技术》、《能源与环境系统工程》等课程考虑了能源与环境的关系,这些课程可以起到拓宽学生知识视野的作用。再比如一些学校设置的《储能技术原理》则符合新能源这种分布式能源产业化发展的重大需求。享有国际声誉的社会批评家杰里米·里夫金在其新作《第三次工业革命》中提出,组成第三次工业革命五大技术支柱中“储能技术”是其中一项。
三、国外高校新能源专业开设及人才培养方案的设置情况
美国的一些高校已开办相关专业来培养新能源方面的人才。2005年,俄勒冈州技术学院开设了美国第一个可再生能源工程本科专业,之后,伊利诺斯州州立大学和约翰布朗大学开设了可再生能源专业,埃弗格来兹大学开设了替代能源与可再生能源管理专业,威斯康辛大学普莱维尔分校开设了可持续与可再生能源系统专业,纽约州立大学坎顿技术学院开设了可再生能源专业。在欧洲,德国历史最悠久的国立农业大学、欧洲农业大学综合科研实力排名第一的霍恩海姆大学开设了生物基产品与生物能源专业;挪威阿格德尔大学和挪威生命科学大学开设了可再生能源专业。此外,美国的一些高校开设有新能源相关的辅修专业,比如,科罗拉多矿业大学开设了能源辅修专业,学生可以在可再生能源和传统能源之间选择一个方向进行学习,托莱多大学设置了可再生能源辅修专业。表3是国外部分开设新能源专业大学的课程设置情况。(表中主要课程为笔者翻译,原英文课程名可登陆相应学校网站查询)
从表3所列几所大学的情况可以看出,国外大学的新能源类专业人才培养方案与国内大学在两个方面具有较大的相似性。一是国外新能源专业人才培养方向也存在“宽”与“专”两种类型,前者如约翰布朗大学、埃弗格来兹大学等,这些学校的专业培养方向涵盖了太阳能、生物质能等多种可再生能源;而霍恩海姆大学则属于后者,其专业名称即是生物基材料和生物能源。二是不同大学之间的课程设置同样存在着较大差别,充分体现了每所大学自身的特色。
国外一些大学虽然也有分专业方向的做法,但是这些做法与我们国内的设计有不同之处,国外是按照在共同的基础课程之上,通过专业课的不同来划分方向,这与国内完全根据专业方向对应设置基础课的做法明显不同。比如,纽约州立大学坎顿技术学院设置了10门涵盖风能、太阳能、生物质能、地热能的专业课程模块,但只要求学生从中选修4门,这其实是为了便于学生自主选择专业方向所进行的一种设计。威斯康辛大学普莱维尔分校的培养则从另外一个角度划分了专业方向,分为设计与分析方向、开发与管理方向,一个方向侧重于培养学生的设计研究能力,另一个方向侧重于培养学生从事新能源开发和管理的能力,每个方向单独设有相对应的课程模块。
国外大学在课程设置方面普遍比较重视经济及管理类课程的开设,并将这些课列为必修课。比如Principles of Management(管理学原理),Principles of Supervision(监督原理),Project Management(项目管理),Project Management for Renewable Energy(可再生能源项目管理),Economics of Biobased Energy Production(生物能源生产经济学),Managing an Alternative Energy Project(替代能源项目管理)等。国内大学对这类课程的重视程度不如国外大学。
美国的大学对高年级学生开设有Capstone Course(国内翻译为顶峰体验课程),比如Alternative and Renewable Energy Management Capstone Course(替代能源与可再生能源管理顶峰体验课程),Renewable Energy Capstone(可再生能源顶峰体验课程),Capstone Project(顶峰体验项目)等。这是一门将所学知识应用于特定主题、问题或设计的课程,过程包含资料(文献)收集、量化分析、产品设计、小组讨论与合作等,类似于我们的毕业设计。但是二者之间也存在较大区别,毕业设计是一个必修的、学分较多的项目研究课程,而顶峰体验课程表现出了紧凑多样的课程形式、多层次的课程目标、人性化的选修制度,具有团队合作、学术整合和产学融合的特点,被许多国家的高等教育引进。
四、结论与建议
通过对我国新能源人才培养的现状进行分析整理,可见:
(1)我国已初步构建了新能源人才培养的专业体系,在各所大学所制定的新能源科学与工程专业人才培养方案中,既有面向培养具备新能源综合知识与能力人才的方案,又有侧重于培养系统和深入掌握某类新能源专门知识人才的方案。不同的培养模式可以为新能源技术和产业的发展提供不同类型的专门人才。
(2)新能源种类多样且处在快速发展的过程中,加之不同种类的新能源对专业基础知识的要求存在差别,这些因素加大了专业课程体系构建的难度,在“专”与“宽”之间如何平衡和取舍还需要各个大学在现有人才培养方案的基础上,开展广泛深入研究,以便对人才培养方案进一步完善和改进,使其更符合新能源产业发展需求。
(3)我国新能源科学与工程专业与欧美等发达国家的新能源专业的人才培养方案和课程体系,无论是在设计理念,还是在具体内容方面都有很强的相似性,在体系先进性方面与国外处在同一水平上。但同时,我们也应积极学习和借鉴国外大学优秀的教学改革成果,比如美国大学顶峰体验课程的设置。
基于以上结论,笔者就我国的新能源人才培养提出以下几点建议:
(1)作为一个新兴专业,很多课程没有现成的教材可供选用。如果按目前的培养方案,大多数课程都需要各学校单独来编写,而要完成如此多新教材的编写,无疑是一项非常繁重的工作,而且也难以在较短的时间内完成。因此,从新能源科学与工程专业的长远和健康发展角度考虑,应该分类构建面向全国的专业基础课和专业课课程体系,在此基础上各大学可再根据各自的特点设置体现自身特色的课程。只有这样才能为全国性专业教材的编写奠定必要的基础。
关键词 风电机组 测试与认证 实践应用 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.12.017
Wind Turbine Generator Testing and Certification
Teaching Reform Based on Practical Application
LI Cong, LI Wei, LI Chuanchang
(Changsha University of Science and Technology, Changsha, Hu'nan 410114)
Abstract The testing and certification of wind turbine is a very important course, which plays an important role in improving students' ability of practice and innovation. This paper analyzes the problems existed in the course of testing and certification of wind turbine in Changsha University of Science and Technology, and puts forward some measures to adjust the teaching content, increase the experimental class with practice, reform the teaching method and the way of examination, so as to improve the quality of teaching.
Key words wind turbine; testing and certification; practical application; teaching reform
0 引言
随着化石能源的日益枯竭和生态环境的破坏退化,新能源的开发和应用变得十分迫切。中国是能源消耗大国同时也是世界最大的发展中国家,对新能源的需求与日剧增,新能源科学与工程高级人才的培养刻不容缓。①在众多新能源中,风力发电是技术上最成熟、发展得最好、应用最广泛的能源。②2009年9月,经国家教育部批准,长沙理工大学能源与动力工程学院招收了首届风能与动力工程专业本科生,成为继华北电力大学之后第二批招收该专业学生的高校。2012年通过本科专业调整,并入新能源科学与工程专业。至今,本教研室已经进行了六年的风力发电相关课程的教学。
风力发电机组的测试与认证是新能源科学与工程专业的重要专业课程之一,是培养学生实践能力和创新能力的重要课程。由于该专业成立的时间较晚,课程较新,通过六年的教学与研究,虽然教研室的老师们逐步积累了一些经验,但是也发现了一些问题,这些问题将影响到了人才的培养。为了积极配合国家和学校的卓越工程师人才培养计划,本文以长沙理工大学风电发电机组的测试与认证这门课程为例,总结了目前教学过程中所存在的一些问题,并针对这些问题,提出了相应的解决措施。
1 风力发电机组的测试与认证课程教学中存在的问题
根据我校新能源科学与工程专业的培养方案,风力发电机组的测试与认证是该专业学生第5学期的专业课程。通过几年的教学工作,发现了以下几个问题:
1.1课程教学内容较多,但是课时有限
风力发电机组的测试与认证是一门综合性很强的课程,涉及机械工程、电气工程、材料工程、力学工程等多种学科。教师必须在有限的课时中很多内容讲授给学生,现在课程教学所用教材为姚兴佳教授主编的《风力发电测试技术》,该书内容翔实丰富,共有400多页,有时为了保障授课前后的逻辑性,部分讲授内容与其他课程内容有所重复。这种做法虽然保障了教学内容的完整性和系统性,但是学生学习起来不太容易,信息量较大,如若课后不加以复习,学习效果将受到影响。根据教学大纲的安排,该课程2014年以前一共有32课时,从2015年开始,该课程的课时量调整为24课时,而教学要求却没有变化。课时量的减少,给风电机组的测试与认证课堂教学提出了新的挑战,如何在更短的时间内让学生学得更好是一个亟需思考和解决的问题。
1.2实验课时缺乏
根据目前的教学大纲的安排,该课程暂时还没有安排直接的实验课。本门课程的主要内容就是各种测试技术,其实用性和可操作性十分突出。学生只在课堂上通过老师的理论讲解,虽然能理解和掌握部分内容,但是缺乏对测试技术的直观学习过程,学习效果大打折扣。③实验课时的缺乏还有其客观原因,在该课程所要求学习的测试技术中,有部分测试设备确实比较昂贵,若单独用于教学,其利用率不高,且设备不便于管理,加大了院系的财政负担。
1.3教学手段和考核方式单一
目前该门课程的讲授主要以多媒体为主,虽然通过PPT增加了单位课时的授课信息量,但是依然是以教师为中心的单向教学模式,对于这种应用性较强的课程来说,教学手段较为单一,将影响到教学效果。④另外,该课程的考核方式主要还是以期末的理论考试为主,占总成绩的70%,平时成绩占30%。这种方式存在一定的弊端,通过试卷考试只能考查学生的理论知识掌握程度,而对于操作技能及问题的分析解决能力则很难有所反映。平时成绩的加入虽然能在一定程度上更加全面地反映学生的学习情况,但更多的只是对学生学习态度的考查,并没有完全真实地呈现学生各自的水平。
2 建议与措施
2.1 调整教学内容
针对该门课程教学内容较多、知识涉及面广、重点难以有效突出等问题,我们认为首要的就是要调整教学内容,结合工业界的应用情况,着重培养学生的技术应用能力,对所有的知识点要进行合理的取舍,并形成一条思路清晰的主线,优化授课内容,使得教师好讲,学生易懂。通过本教研室的研究与讨论,具体做法是:(1)在保障基本知识的前提下,对课程中的风的测量部分进行适当的压缩,因为这部分内容与同学期的风资源的测量与评估课程有部分重复,不需要进行重复详细讲授;对风力发电机的振动、冲击和噪声测试与故障诊断部分进行了删减,因为这部分内容所涉及的内容过于丰富,几乎是一个庞大完整的科学知识体系,且与培养计划中的另外两门课程风力机组状态监测与故障诊断、风力发电机噪声测量与控制重复度较高,无需再一次的概述性的介绍。(2)对于原来课程中,各测试技术所用仪表的原理介绍进行简化或删减,对各种理论性的公式推导等进行进行简化或删减。这是一门技术应用性课程,学生重点要学习的测试技术,而不是所用仪表的工作原理与制造过程。在有限的课时内,更应该突出重点。(3)将整个课程复杂繁多的教学内容,按照基本物理量的测量――风电机各部件的测量――风电机整机的测量――风电机运行性能的测量――风电机的认证这条逻辑知识主线来整合,这样有利于在学生心目中形成一个完整的有现实逻辑意义的知识体系,提高学习效果。
2.2增加实验课时与实践环节
风电机组的测试与认证除了理论知识外,另一个重要的内容就是实验操作技术,只有开设相对应的实验课和实践环节,才能让学生学到真正实用的内容。针对开设实践教学的客观条件限制,本教研室通过反复调研和协商,决定以多种形式实现实践教学的开展:(1)对于基本物理量的测量部分,风的测量实验课程都可以直接在系内实现;电的基本测量可以通过与电气院合作,对原有的仪器设备进行小的改造,实现学生的实践操作;非电物理量的测量(如转速、转矩、温度)等可以通过与汽机学院合作,完成实验课程。(2)对于风电机各部件和整机的测试,实验课程教学可以通过学院的产学研教学基地实现。我院与湘电风能有限公司、南方机车风电制造事业部签署了合作协议,学生在企业前线可以更好地学习到第一手的实践技术。这种方法在自动控制原理课程中已成功实施,效果良好。(3)我院与湖南省各大风电场基本都有着良好的合作关系,对于风电机组的运行性能测试,其实验课程可以通过组织学生去风电场实地考察实现。
2.3 改革教学方法和考核方式
由于新能源科学与工程专业是我校十分年轻的专业,风电机组的测试与认证这门课程的教学还处在探索阶段,没有成熟的方式方法可以借鉴。通过这六年的经验积累,也探索出了一些较好的解决方案。(1)切实有效地加强和发挥多媒体教学的优势,如通过文字、图表、音频、视频等多种表达方式,展现风电机组的测试与认证课程内容。这样既提高了教学效率,也提高了学生的学习效率。(2)对于一些较为简单的测试技术的讲解,如电压电流的测量、温度的测量,教师可以通过随堂演示操作达到更好的教学效果;对于较为复杂部件构造,如风电机的齿轮箱,教师可以结合一些实物比例模型进行讲解,实现了立体式教学。(3)如果条件允许,在理论课环节可以适当引入各种仿真软件,通过软件完成理论与实践的结合,使学生能够及时地直观地应用所学的知识,进一步加深对所学内容的理解。(4)课堂上综合运用启发式教学、讨论式教学、案例式教学等多种教学方法,加强老师与学生的互动。如在讲解风力机叶片静态力学性能测试与疲劳性能测试时,可以通过某一实际风机叶片毁坏事件,引入所要学习的主题,强调学习内容的重要性。(5)注重学生实践应用能力考核,将原有占70%的期末理论考试成绩分为理论成绩与实验成绩。实验成绩注重学生实验操作水平、数据分析能力以及实验报告质量,引导学生增强解决问题的能力,提高学生的综合素质。
3 结语
总之,通过近六年对风电机组的测试与认证课程的教学探索,发现了教学过程中所存在的问题,同时也通过这些教学活动,积累了一些经验,针对存在的问题也提出了一些建议和措施,这些建议和措施也正在实践当中。一门新的课程,其前期探索阶段遇到些许问题在所难免,只用通过问题,反复进行改进和完善,才能真正实现教学质量的不断提高。
基金项目:本文系长沙理工大学2015年度校级教研教改项目“基于卓越工程师培养理念的新能源科学与工程专业实践教学模式探索”的研究成果
注释
① 何建军,陈荐.风电人才需求与人才培养模式的研究[J].中国电力教育,2010.31:31-33.
② 姚兴佳.风力发电测试技术[M].北京:电子工业出版社,2010.
新兴战略性专业吃香
这是2012年实施新的高校本科专业目录和专业设置管理规定以来第二次公布新增备案、审批专业。按照新的专业设置规定,对新专业目录里有的专业,按有关程序经教育部备案即可;而对国家控制布点的专业,以及新专业目录中没有的新专业,则须报教育部审批。据了解,此次新增备案专业1804个、审批专业70个,只有北京外国语大学的索马里语、中央美术学院的实验艺术、大连海洋大学的水生动物医学3个专业是新专业目录没有的专业。
今年高校新增备案和审批专业,最热门的恐怕要数“物联网工程”。共有85所高校新增物联网工程专业,既有宁波大学、湖南师大等一本院校,也有很多二本、三本院校。为何物联网工程这么吃香?据了解,物联网被誉为全球信息化的第三次浪潮,被纳入我国重点战略性新兴产业,产业规模将超过万亿级,人才缺口巨大。武汉大学计算机网络研究所所长黄传河教授介绍,物联网工程专业增幅近年来在全国最大,加上这次新批85所,全国开办物联网工程的高校已达351所。
事实上,吃香的不只是物联网工程,很多与新兴战略性产业相关的专业都很吃香。通过对新增专业结果统计发现,共有武汉大学、扬州大学等46所高校新增新能源(能源)类专业,南京理工大学、华中科技大学等58所高校新增纳米材料与技术、微电子材料与器件等材料类专业,河北大学等33所高校新增中医制药、生物制药等专业,大连理工大学等26所高校新增海洋资源开发技术等空间、海洋和地球探索与资源开发利用类专业。
近年来,国家决定大力发展绿色经济、新能源技术、新一代互联网等战略性新兴产业,对人才培养提出巨大需求。教育部2010年曾下发通知,要求有关高校申报与战略性新兴产业发展人才需求相关的新专业,新兴战略性产业主要包括新能源、信息网络、新材料、农业和医药,以及空间、海洋和地球探索与资源开发利用等五大产业。
扬州大学这次申报了新能源科学与工程专业,谈到申办该专业的初衷,专业负责人杨华教授指出,尽管自2010年以来,教育部先后审批24所高校开设新能源科学与工程,但新能源专业设置和人才培养仍严重滞后,人才培养的规模不大,教学质量不高。新能源人才不足已经成为新能源产业发展的障碍,迫切需要加大人才培养力度。为此,扬州大学决定依托能源与动力工程学院、燃烧实验室、风洞实验室开设新能源科学与工程专业。
专业设置紧贴国家战略
在此次新增备案和审批专业中,与国家大力推进信息化、新型城镇化、文化产业等战略相关,语言文化类专业、房地产类专业、建筑类专业升温。据统计,电子科技大学、昆明理工大学等51所高校开办翻译专业,清华大学、中央美术学院等27所高校开办数字媒体技术专业,广州大学、河北师范大学等15所高校开办房地产开发与管理专业,25所高校开办城市管理、城乡规划专业。
广西师范大学今年新增翻译专业,该校外国语学院院长刘玉红介绍说,随着中国――东盟自由贸易区的发展和国家对外交流开放合作的深入,翻译人才愈发重要和稀缺,每年中国――东盟博览会期间,广西博览局都直接到广西师范大学要优秀翻译。所以该校翻译专业便应运而生,学校将打造精品课程,培养品牌学生,着力提升学生的英语口译能力。“首届预计招生60人,两个班。”刘玉红说,学校有办学基础,目前有10多个教育实践基地,今年开始招生的翻译学本科生,博士和教授将直接给新生上课。除了广西师大外,地处中国――东盟自由贸易区桥头堡的云南、贵州等地,还有遵义医学院、昆明理工大学等10多所学校开设翻译、法语、泰语等语言交流类专业。
此外,在此次新增审批专业名单中,还有一批警察学院开设了“网络安全与执法”专业。重庆警察学院副院长陈家逊表示,随着互联网应用的日益普及,网络安全日益凸显,今年2月底,中央专门成立了网络安全和信息化领导小组,意在加强网络安全管理。不过,网络安全与执法专业人才却相对紧缺。以重庆市为例,网络安全与执法人才需求量大约是5000人,但现在不到2000人。此次重庆警察学院申报了“网络安全与执法”专业,就是要弥补网络安全执法方面的短板,但遗憾并没有被批准。
专业建设有其内在规律
此次新增备案、审批专业的就业形势如何呢?撤销专业是否都是就业形势不好的专业?第三方教育数据咨询和评估机构麦可思创始人王伯庆说,此次教育部新增专业名单中,有8个是就业状况良好的“绿牌专业”,包括地质工程、石油工程、采矿工程、矿物加工工程等,共有32所高校开设。但也有部分就业预警的“黄牌”“红牌”专业,共有23所高校开设动画、数学、生物工程、英语等“红牌专业”,35所高校开设计算机科学与技术、公共事业管理、信息管理等“黄牌专业”。从被撤销的专业来看,26个撤销专业中,只有5所学校开设的公共事业管理、信息管理、汉语言文学3个专业属于就业形势较严峻的“黄牌专业”。
王伯庆表示,“总体来看,专业设置跟就业形势的相关性不强。当前,高校专业设置仍缺乏社会需求导向,专业开设要有办学条件论证,但缺乏实证的、科学的需求论证。”
据了解,部分学校新增的专业,可能是其它学校撤销的专业。江苏师范大学今年撤销服装与服饰设计专业,该校副校长方忠表示:“我们在大量调查论证基础上,停招服装与服饰设计,是因为该专业不符合学校发展大方向,就业前景也不理想。”与此相反,扬州大学却在今年将“服装设计与工程”专业,调整为“服装与服饰设计”。对此,方忠说:“高校的专业设置与建设有其内在的规律,它要求学校必须把专业设置与建设的稳定性与动态性相结合,把社会需求与自身办学特色、特长相结合,加强预见性,强化实践性,才能建立科学合理的专业结构。”
丽水学院相关负责人说,近年来城市化发展使得大量少数民族人口涌入东部,对当地的民族事务管理工作带来新问题,迫切需要有民族理论和熟悉民族政策的专业人才。丽水学院长期对聚居在丽水境内的畲族及其他移民族群进行研究,有一定办学基础和特色,因此今年新增了“民族学”专业。
对高考填报志愿有一定影响
七月,桃熟李红,蕴含着无限生机和活力。
大学校园,送走一批批熟悉的身影;众多企业,迎来一张张崭新的面孔。对于企业而言,这些新成员的加盟,无疑会为企业未来的跨越注入强劲的动力,他们中的一批人,也注定会成长为企业明天之栋梁。如何对这些新人开展行之有效的教育培训,指导并帮助他们尽快融入企业,与企业共发展、与环境相适应,是此时广大企业领导尤其是人力资源管理部门必须面对的现实工作和急迫问题。本期《热点聚焦》将视点集中到电力企业新员工培训工作,探讨工作理念、研究方法策略、扫描真实镜头、关注同行做法,以期为企业的教育培训工作提供一些资料性帮助和方法性指导,促使新员工们更好地认知企业、了解行业,早日实现从“校园人”到“企业人”的华丽转型。
随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到高度关注,新能源产业也将成为未来保证全球可持续发展的重要支撑产业。新能源的发展是大势所趋,但从目前形势来看,新能源专业人才的供给量远远小于市场需求量,加快新能源领域人才培养势在必行。2013年5月,“首届全国新能源科学与工程专业建设研讨会”在华北电力大学召开。与会代表针对人才培养模式、教材建设及资源共享平台的搭建等问题进行了广泛而深入探讨,在新能源人才培养方面达成了很多共识。本期《专题报道》对此进行了详尽介绍,以期抛砖引玉,引起更多专业人士的进一步探索。
本期《标杆企业》走访了神华集团北京国华电力有限责任公司。近十五年的发展之路,国华电力以“战略、责任、成长”为引领,对管理模式进行了不断地探索和有益地尝试,并始终将人才培育放在企业发展重要的位置。以2010年成立人才开发培训中心为标志的系列举措,为公司的人才发展提供了强有力的保障。本期栏目以人才培育为内容着眼点,从多个角度和层面展现国华电力的风采,将一个能源电力企业在全面发展过程中所尽显出的魅力以白描的手法淋漓尽致地展现在广大读者面前。
欲在激烈的市场竞争中”打胜仗”,必须先做到培养人才、留住人才、用好人才,这是广大企业的一致心声。如果将企业比作“军营”,那么人才特别是高端人才就是“军营”里的“精兵强将”,“精兵强将”的流失对企业来说是最大的损失甚至是致命的打击。而企业人才流失是多方面原因造成的,必须从根源进行分析,采取合情合理、切实有效的解决措施,才能让人才心甘情愿留下来,继续为企业发展出力献策。本期《管理方略》栏目中的有关文章通过对企业人才流失类型和特点的归纳思考,总结原因,从而提出有效防范对策,具有很强的现实针对性。另外,《教育培训》栏目中的两篇文章,紧紧围绕培训助推企业发展的意义,从培训成果转化机制及全员培训实践两个不同的角度,做了精要的论述,值得一读。
行路致远,惟新长青。教育培训是个常读常新的事业。人才培养如此,办一本为行业所需、被公众认可的杂志亦是如此。路途漫漫,创新为要,实用为本。让我们将每一天都看作是全新的开始,永怀感恩之心与感谢之情,用百分百的努力,力争在各自领域里,做得更好,更强!
内容摘要:与常规能源相比,新能源最大优势是地域分布比较均衡且资源量巨大,其资源量相比人类需求来说,可谓资源无限。开发利用新能源有利于优化能源消费结构、保护生态环境、保障能源安全。同时也是拉动内需、培育新的经济增长点、增加就业机会、促进经济和社会可持续发展的战略选择。新能源大多存在能量密度低、资源分散等问题,难以在短时期内大规模替代化石能源,对其开发利用需要在技术、成本、管理等诸多方面做更大努力。本文对新能源资源潜力和总体发展现状进行了阐述,并针对我国新能源发展过程中存在的问题提出建议。
关键词:新能源 资源潜力 发展现状 对策建议
新能源的特征与分类
新能源是相对常规能源而言的,一般具有以下特征:尚未大规模作为能源开发利用,有的甚至还处于初期研发阶段;资源赋存条件和物化特征与常规能源有明显区别;开发利用技术复杂,成本较高;清洁环保,可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放;资源量大、分布广泛,但大多具有能量密度低的缺点。根据技术发展水平和开发利用程度,不同历史时期以及不同国家和地区对新能源的界定也会有所区别。发达国家一般把煤、石油、天然气、核能以及大中型水电都作为常规能源,而把小水电归为新能源范围。
我国是发展中国家,经济、科技水平跟发达国家差距较大,能源开发利用水平和消费结构跟发达国家有着明显不同,对新能源的界定跟发达国家也存在着较大差异。小水电在我国的开发利用历史悠久,装机容量占全球小水电装机总容量的一半以上,归为新能源显然是不合适的。核能在我国的发展历史不长,在能源消费结构中所占比重很低,仅相当于全球平均水平的八分之一,比发达国家的水平更是低得多,核能在我国应该属于新能源的范围。
根据以上分析,可以把新能源范围确定为:太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物、核能、核聚变能等共9个品种。生物质能在广义上分为传统生物质能和现代生物质能,传统生物质能属于非商品能源,是经济不发达国家尤其是非洲国家的主要能源,利用方式为柴草、秸秆等免费生物质的直接燃烧,用于烹饪和供热;现代生物质能包括生物质发电、沼气、生物燃料等,是生物质原料加工转换产品,新能源中的生物质能仅指现代生物质能。传统生物质能和大中小水电可称之为传统可再生能源,太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能则统称为新型可再生能源,是新能源的主要组成部分。
资源评价
跟常规能源相比,新能源最显著的优势就是资源量巨大(见表1)。太阳能是资源量最大的可再生能源,即使按最保守的可开发资源量占理论资源量1%计算,每年可供人类开发的太阳能也有1.3万亿toe,约相当于目前全球能源年需求量的100倍。风能的可开发资源量较低,但开发技术难度和成本也较低,全球陆上风电年可发电量约53亿kwh,相当于46亿toe。生物质能可开发资源量为48~119亿toe,不过由于存在粮食安全和环境问题,可开发资源量难以全部转化为能源。地热能的热源主要来自于长寿命放射性同位素的衰变,每年的再生量可达200亿toe以上。按照目前的技术进展情况,全球40~50a内可开发地热资源为1200亿toe,10~20a内可开发地热资源为120亿toe。海洋能资源量并不算丰富,按照全球技术可装机容量64亿kw、年利用2000小时计算,只有11亿toe。天然气水合物属于新型的化石能源,资源量相当于传统化石能源资源量的2倍,达20万亿toe。全球铀矿资源量为992.7万t,如果用于热中子反应堆,所释放的能量约相当于1400亿toe,而如果用于快中子反应堆,所释放的能量可提高60~70倍。核聚变所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40万亿t,理论上可释放出的能量为3万亿亿toe,按目前能源消费量计算,可供人类使用200亿年以上。氢能的制备以水为原料,燃烧后又产生水,可无限循环利用,既是二次能源也可在广义上称之为可再生能源。
从以上数据可以看出,能源资源完全不存在短缺或枯竭问题,人类需要克服的最大障碍是开发利用的技术和成本问题。随着技术的进步和能源价格的上涨,目前不可开发的新能源资源有可能变为可开发资源,因此,对新能源来说,理论资源量是相对不变的,而可开发资源量却可能会大幅度增加。
开发利用现状
不同种类的新能源在资源分布、技术难度、使用成本等多方面存在相当大的差异,因而新能源的开发利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太阳能、风能、生物质能和地热能发展势头良好,已经进入或接近产业化阶段,尤其是太阳能热水器、风电以及生物燃料,已经形成较大的商业规模,成本也降至可接受水平。核能技术已经成熟,核电在国外已过发展高峰期,在我国则刚刚兴起。核聚变、氢能、天然气水合物、海洋能仍处于研究和发展之中,距离商业化还有较大距离。
截止到2009年2月,全球核电装机已达3.72亿kw,年发电量2.6万亿kwh,在全球一次能源结构中的比重约为6%左右。相比而言,新型可再生能源的开发利用程度还很低,以2006年为例,其在全球一次能源供应量中的比重仅为1%左右,占全部可再生能源的比例也仅为8%左右。2007年,全球新型可再生能源发电装机量为1.65亿kw,相当于全球电力装机总容量的3.7%(见表2)。德国、美国、西班牙、日本等发达国家的可再生能源产业化水平已达到较高程度,其市场规模和装备制造水平跟其他国家相比具有明显优势。我国也是世界重要的可再生能源大国,太阳能热水器产量和保有量、光伏电池产量、地热直接利用量以及沼气产量都位居世界第一。不过,我国对新型可再生能源的开发多集中在技术含量较低的供暖和制热领域,在可再生能源发电技术水平和利用规模方面跟国外相比还存在较大差距。我国新型可再生能源发电装机容量仅为905万kw,占全球5.5%,远低于我国电力装机总容量占全球16%的比重。
我国发展新能源的政策建议
我国是世界第一大碳排放国、第二大能源消费国、第三大石油进口国,发展新能源具有优化能源结构、保障能源安全、增加能源供应、减轻环境污染等多重意义,同时也是全面落实科学发展观,促进资源节约型、环境友好型社会和社会主义新农村建设,以及全面建设小康社会和实现可持续发展的重大战略举措。我国政府把发展新能源上升到国家战略的高度而加以重视,陆续出台了多部法律法规和配套措施。
从近几年的总体发展情况来看,我国新能源发展势头良好,增速远高于世界平均水平,不过由于种种原因,新能源发展过程中的许多障碍和瓶颈仍未消除,主要表现在:资源评价工作不充分,技术总体水平较低,成本跟常规能源相比不具备竞争力,产业投资不足,融资渠道不畅,市场规模偏小,公众消费意愿不强,政策法规体系不够完善。结合国内外新能源发展的历史和现状,借鉴全球各国新能源发展经验,针对目前我国新能源发展过程中存在的问题,特提出如下对策建议。
(一)正确选择新能源发展方向
根据资源状况和技术发展水平,确立以太阳能为核心、核能和风能为重点的发展方向。太阳能是资源潜力最大的可再生能源,化石能源、风能、生物质能及某些海洋能都间接或直接来自于太阳能,地球每年接收的太阳辐射能量相当于当前世界一次能源供应量的1万倍。我国的太阳能热利用已经走在世界最前列,太阳能光伏电池的产量也已经跃居世界第一,不过在太阳能光伏发电方面却与光伏电池生产大国的地位极不相符。我国应进一步扩大在太阳能热利用方面的优势,同时把发展并网光伏和屋顶光伏作为长期发展重点。风能是利用成本最低的新型可再生能源,风电成本可以在几年内降低到常规发电的水平,目前已经初步具备市场化运作的条件。我国风力资源较丰富的区域为西部地区及东部沿海,属于电网难以到达或电力供应紧张的地区,发展风电应是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度远高于常规能源,核电站可以在较短时间内大量建造,迅速弥补电力装机缺口,最近国家发改委已经把核电规划容量提高了一倍多。
(二)加大新能源技术研发力度
我国从事新能源技术研究的机构分布在上百个高校和科研机构,数量虽多,但由于力量分散,具有世界水平的研究成果并不多。建议整合具有一定实力的新能源研究机构,成立中央级新能源科学研究院。抓住当前因金融危机而引发全球裁员潮的有利时机,积极创造条件吸引国外高端研究人才。以新能源重大基础科学和技术的研究为重点,加强科研攻关,尽快改变我国新能源科学技术落后的面貌。密切与国外的技术合作与交流,充分利用cdm机制,注重先进技术的引进并进行消化吸收与再创新,努力实现技术水平的跨跃式发展。
可再生能源大多具有能量密度低、资源分布不均衡等缺点,对其进行低成本、高效率利用是新能源开发的首要问题。显然,可再生能源开发技术的复杂程度要比常规能源高得多,涉及资源评价、材料和设备制造、工程设计、配发和管理等多个领域,必须进行跨学科联合攻关,这对我国目前相对封闭的科研体制提出了挑战。国家需要在搞活科研创新机制、打造科研合作平台、加大知识产权保护力度等方面做更多的努力,营造良好的科研环境。
(三)有序推进新能源产业化和市场化进程
只有实现新能源的大规模产业化和市场化,才有可能使新能源的利用成本降至具有竞争力的水平,为新能源普及打下基础。在新能源开发成本较高、使用不便的情况下,推进新能源产业化和市场化必须由政府作为推手。促进产业化和市场化的措施涉及电价、配额、示范工程、技术转化、税费减免、财政补贴、投资融资等,要对各种新能源的不同特点进行充分分析,分门别类地制定合适的激励政策。为保证政策的长期有效要建立完善的督促检查机制,对违规行为进行惩处,以维护国家政策措施的严肃性。
国家应及时更新新能源产业的投资指导目录,引导、鼓励企业和个人对新能源的投资。同时,也要对新能源投资行为进行规范,避免一哄而上,造成局部重复投资或投资过热。防止企业借投资新能源套取财政补贴、减免税费或增加火电投资配额等不良行为。约束高污染新能源行业的投资行为,尤其是多晶硅副产品四氯化硅所带来的环境污染问题值得关注。
(四)及早实施“走出去”战略
我国是铀矿资源贫乏的国家,资源量远不能满足未来核电发展的需要,铀矿供应必须依赖国际市场。有关资料统计世界上铀矿资源丰富的国家有澳大利亚、美国、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯等,这5个国家的资源量合计占全球的比重为三分之二。其中,澳大利亚和哈萨克斯坦都是无核电国家,所生产的铀矿主要用于出口。我国与哈萨克斯坦等国家关系良好,可作为实施铀矿“走出去”战略的重要目的国。合作重点应该放在最上游的勘探、开采领域,争取获得尽可能多的探矿权和采矿权,为我国核电站提供稳定、长期的核燃料来源。
目前全球对天然气水合物的地质工作程度还非常低,这为我国获取海外天然气水合物资源提供了绝好的机会。在油气资源领域,美国、日本等发达国家已经把全球的优质资源瓜分完毕,而在天然气水合物领域,我国还存在较多获取海外资源的机会。太平洋边缘海域陆坡、陆隆区及陆地冻土带的天然气水合物资源丰富,这一地带所涉及的国家主要是俄罗斯、美国、加拿大,应努力争取获得跟上述三国合作开发的机会。拉丁美洲国家沿海的天然气水合物资源也比较丰富,要充分利用这些国家技术力量薄弱、研究程度低的现状,加强与这些国家合作,以期能够在未来取得这些国家的天然气水合物份额。
东南亚处于热带地区,自然植被以热带雨林和热带季雨林为主,特别适合油料作物的生长,是发展生物柴油产业的理想区域。东南亚国家是我国的近邻,可为我国的生物柴油产业提供丰富而廉价的原料。我国可采取以技术、市场换资源的合作方式,在当地设立林油一体化生产基地,产品以供应我国国内为主。
(五)调整、完善新能源发展规划和政策措施
我国已经出台的新能源发展规划有《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》、《核电中长期发展规划(2005-2020年)》等,部分行业部门和地方地府也针对实际情况制定了各自的发展规划。国家级的规划存在两个问题:一是发展目标定得偏低,如风能到2010年的发展目标为1000万kw,到2020年的发展目标为3000万kw,而事实上,1000万kw的目标已经于2008年实现,3000万kw的目标也可能提前于2012年左右实现;二是缺乏设备制造产业和资源评价方面的目标。
国家有关部门应密切跟踪国外新能源现状,充分考虑新能源资源量、技术发展水平、环境减排目标、常规能源现状等因素,对我国新能源发展规划作出适当调整和完善,为新能源产业发展提供指导。我国有关新能源与可再生能源的规定和政策措施并不比国外少,但这其中有许多已经不再符合我国的实际,应立即对不合时宜或相互矛盾的规定和措施进行清理,制定出切实可行、可操作性高的配套法规和实施细则。
(六)建立符合国际标准的新能源统计体系
做好新能源的统计可为新能源科学研究、政府部门决策、企业发展目标的制定等提供重要依据和参考。我国在新能源统计方面与发达国家相比还有着相当大的差距,目前对新能源的统计主要依靠行业协会或学会,但这些机构所提供的统计数据在系统性、时效性、科学性等方面很难令人满意。迄今为止,我国没有任何机构和个人能够对新能源发展现状进行系统、全面、及时地统计,许多涉及我国的新能源统计数据只有国外网站才能提供。建议国家有关部门调集各方力量成立专门的新能源统计机构,通过各种渠道收集国内外新能源统计数据,并把数据及时公布。
国际能源机构对一次能源进行统计时,将可再生能源的发电量直接换算成油当量,并不按火电容量因子进行折算。但我国有关部门在统计时,往往是按火电容量因子(约为33%左右)把可再生能源发电量进行折算,这意味着有关部门的统计结果要比国际能源机构所提供的统计结果大2倍左右,这样极易引起误解和混乱。国际能源机构是全球最大、最权威的能源统计和研究部门,所采取的统计方法和公布的统计数据被世界各国广泛认可。为了便于对国内外新能源发展状况进行对比研究,建议国家有关部门在统计方法方面采用国际能源机构的标准。
参考文献:
1.iea. renewables information 2008[r]. paris: international energy agency, 2008
2.赵玉文,王斯成,王文静等.中国光伏产业发展研究报告(2006-2007)[r].中国可再生能源发展项目办公室,2008
3.中国地质调查局.我国地热资源及其开发利用现状[eb/ol].[2008-04-02]
4.wwea. wind turbines generate more than 1 % of the global electricity[r]. bonn, germany: world wind energy association, 2008
5.ren21. renewables 2007 global status report[r]. paris: renewable energy policy network for the 21st century, 2008
关键词:新能源发电;教学方法;教学改革;教学理念
中图分类号:TM619 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)14-0217-03
从2006年秋季学期开始,我校电气信息学院就面向电气工程及其自动化专业学生开设了新能源发电技术方面的选修课,2009年学院改革,对原有专业进行重组、调整,新成立了电气与新能源学院,开始招收电气工程及其自动化(新能源发电方向)专业的本科生,重点培养从事新能源技术领域的研究、开发、维护、管理等方面的高级工程技术人才,并在2010年开始招生,现已经达到80人规模,开设的相关课程(含实验)一般安排在第五学期。
开设“新能源发电技术”专业选修课的目的是为了帮助电气工程及其自动化专业的学生全面了解能源科学概况、世界范围内面临的能源问题及其解决对策和发展前景、新能源开发利用的重要性以及新能源开发利用技术等方面的知识。课程内容涉及新能源基础知识、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等内容。针对目前选修课的建设和完善已成为高校教学改革深化的重要环节,选修课教学已然成为高校基于社会对复合型人才的迫切需求,本文将以新能源发电技术课程为例,分别从教学内容的选择、教学方法、教学手段和教学理念等方面进行一些改革研究与分析,其目的在于提高选修课教学质量、促进学生综合能力。
一、精选教学内容
新能源发电技术是一门专业性、综合性较强的应用学科,涵盖了风能、太阳能、生物质能等多种新能源的内容,综合了电气工程、机械工程、工程力学、物理学等学科知识。因其涉及的专业门类、知识面比较宽广,学生普遍反映不太容易找到学习规律,难以把握重点,理解稍困难。因此,结合新能源发电技术课程的培养目标,适当选择课程的教学内容,综合与电气工程相关的专业课,在教学过程中以新能源的发电方式为核心,分析各种类型的新能源、能量转化方式、发电原理等内容之间的相关联系,引导学生逐步把各个关联的知识点汇成知识链,促进学生学习和记忆。对于各种新能源的发展历史、资源分布和特点则可做简单介绍。另一方面,考虑到电气工程专业对学生的培养目标要求,比如有关风力机的空气动力学原理、太阳能热转换原理、生物质热裂解过程等内容可只做概述性讲解,让学生了解其基本概念。教师在教学过程中,需要注意引进当前国际国内的最新科研成果来丰富新能源课程的教学内容。该课程涵盖多方面学科,是当前大力提倡发展的一个技术方向,其涉及到的信息量多,知识更新快。特别是最近几年,不断涌现出研究新能源发电及其相关技术的新方法,使得新能源发电技术得到大力发展。因此,在选择和组织教学内容时,以教材为主体,综合大量的相关文献资料及网络资源,例如中国新能源网、中国新能源发电网等,适当增加一些不仅能反映新能源发电技术前沿领域的新理论、新技术,而且又能展现学科交叉、扩大学生视野的教学内容,不断在教学实践过程中提高这门课程的教学质量。
二、探索灵活的教学方法
在新能源发电技术课程的教学中,需要积极探索,发掘与课程特点相匹配的教学方法。在课堂教学中,需要注重知识性、趣味性,注意理论与实际相结合,可在教学过程中采用启迪式、比较式、讨论式和流程式等多种不同的教学方法,目标明确,重点突出,充分调动学生的学习积极性。
1.启迪式教学法。这种方法可以较好地激发学生的学习积极性,促进他们主动思考,培养他们分析和解决问题的能力。例如,在讲解并网光伏发电系统时,根据学生之前掌握的光伏发电基本原理,启发他们思考为什么要对独立的大规模光伏发电系统进行并网、并网的方式是怎样的、并网的过程中还需要增加哪些相应的装置。通过在教学过程中设置这样一些问题,逐渐开阔他们的思维方式,让他们认识到要使得太阳能发电得到大规模、高效率的利用,必然要对光伏发电系统进行并网,在并网的光伏发电系统中,并网逆变器又是核心设备,不仅能够把光伏电池组件输出的直流电转换成与电网同频同相的交流电馈入电网,同时还起到调节电力的作用。此外,在讲解上述知识点的过程中,还能够巩固学生在电力电子技术课程中所学到的关于逆变器的知识点,培养他们对所学到的各种知识点进行融会贯通、举一反三的学习能力。
2.比较式教学法。采用不同形式的图表对各种新能源发电方式或同一种新能源的不同利用形式进行互相对比,不但形象直观,还有利于培养学生综合分析问题的能力。例如在讲解恒速恒频与变速恒频风力发电系统时,由于这两种风电系统涉及到的知识点特别多,且较难理解,学生在学习过程中难以深入掌握各种系统的工作原理、结构差别等内容,多数学生仅了解大概情况,因此,十分有必要采用图表形式,分别从恒速恒频与变速恒频风力发电系统的拓扑结构、原理、发电机类型、并网方式等多种角度进行归纳、对比,加强学生对这两种最重要的风力发电系统的认识,逐步化解学习风力发电的困惑。
3.讨论式教学法。这种教学方法不仅可以发挥教师的导向作用,还可引发学生的学习主动性。比如在讲解三种经典的太阳能热发电系统时,可以提前安排三组学生分别搜集关于槽式、塔式和碟式太阳能热发电系统的资料,并在上课时先分别邀请各组的学生代表描述他们所认识的这三种不同的太阳能热发电系统,可以从热发电系统的基本原理、系统结构、组成部件、系统功能、应用情况等方面进行阐述。在讲述过程中,教师可适时启发他们,就其中的某一知识点,可以是大家感兴趣的,或者是十分重要的知识点进行展开,和同学们一起探讨,帮助学生深入理解不同类型的太阳能热发电系统的工作原理等内容。同时,在这种讨论式教学过程中,结合不同太阳能热发电系统的图片进行讲解,可以使得整个教学过程更生动、更丰富多彩。
4.流程式教学法。当涉及到知识点繁多、关联性强的教学内容时,可以采用流程式教学法。这种方法可首先从系统的角度进行说明,再逐层清晰讲解,可帮助学生培养良好的思维习惯和分析解决实际问题的能力。例如,在讲解有分拣场垃圾发电工艺流程时,结合美国的H-Power夏威夷垃圾发电厂实例,采用如图1所示的垃圾发电工艺流程来介绍。
先阐述在垃圾焚烧前,需要经过一系列输送、筛选和粉碎装置,把那些不易处理和不能燃烧的垃圾首先在分拣场清理掉。再介绍经过处理后的垃圾则被送入高温焚烧炉中焚烧,形成的残渣、灰渣送出填埋。烟气在排放前需注入石灰脱硫,中和酸性气体,并传热给水变成高温高压蒸汽,进入汽轮机发电。最后,还要说明烟气经锅炉尾部受热面后,经静电除尘达标后,进入烟囱排放,静电除尘后的细灰渣则可做建材进行综合利用。通过这样一个简洁的垃圾发电工艺流程图,可让学生迅速掌握垃圾发电的基本原理,了解各个生产环节的作用和相互关系,培养学生分析复杂问题的系统性思维。
三、采取多样的教学手段
相对于必修课而言,专业选修课的特点决定了它的教学方式有所不同,其更注重知识体系的完整性和学生兴趣的引导。这必然要求教师不断革新自己的教育观念,在教学过程中全面认真地设计教案,采用多样化的教学手段调动学生的学习兴趣,充分激发学生的学习积极性,引导他们主动参与到课堂教学过程中,展现他们的课堂主人翁精神。
1.主次分明,突出重点。由于新能源发电技术课程涵盖内容较多,而授课学时又有限,因此在教学中不可能讲授全部内容,必须做到重点突出,精讲主要内容。比如在纵多类型的新能源发电方式中,根据我们学院的专业设置特点,可重点讲授太阳能发电、风能发电和小水力发电。此外,还要注意详略结合,对主要的、基本的内容仍可采用讲课方式,而对其他内容则可以讲座、讨论方式开展,增大课堂教学的信息容量。比如在讲授太阳能发电时,就应以讲课方式详细讲解光伏发电,而以讲座方式讲解太阳能热发电。这种主次分明的讲课模式,不仅能使学生扎实学到本课程最主要、最核心的内容,还可以开阔他们的知识面和视野。
2.应用先进教学手段,提升教学效果。根据精选的授课内容,有效地运用网络资源,制作形象直观的多媒体课件,以改善教学的直观效果,增加授课内容的信息量。例如,当介绍不同类型的水平轴式风力机和垂直轴式风力机时,可以多向学生演示一些与它们相关的图片和Flas,结合这些多媒体资料讲解,可加深学生印象,让他们对这几种典型的风力机及其工作方式等内容有更深刻的理解。同时在上述教学过程中,要注意与传统板书方式相结合,引导学生逐步分析,并适当地留给学生一些思考时间,较好地把握课堂节奏。
3.结合实事,激发学生学习积极性。新能源发电技术课程所讲授的一些主要新能源发电方式在目前逐渐得到越来越多的应用,与人们的日常生活也越来越紧密。在介绍不同类型的新能源时,可以充分结合当前社会生活中出现的一些相关时事焦点事件,把它们提出来让学生讨论,既能激发他们的学习热情,活跃课堂气氛,还加强了他们对讲课内容的理解。例如,墨西哥湾的BP公司漏油事件、康菲环渤海湾污染事件,特别是全球石油供需关系的发展态势、气候变化和环境保护的压力,都迫切需要全球共同确定和构筑能源发展的新理念,开创新时期能源发展的新路子。结合上述实例,引导学生思索大力发展新能源、调整能源结构的必要性,让他们从新能源利用方式等层次进行探讨。通过这种教学方式,不仅可让学生深入理解课程内容,激发他们的兴趣,还能培养学生解决实际问题的能力。
4.穿插习题,实时归纳。在风力发电部分的教学过程中,其涉及到的不同类型风力机结构、发电方式、并网方法等知识点比较多,多数学生会感到理解有一定困难。为了让学生能够及时掌握课堂所学内容,讲课过程中可在恰当时候穿插一些事先准备好的习题,这些习题不一定来自教材,教师可根据其他相关资料自主设计。通过课堂练习,可以考查学生对相关知识点的掌握程度和存在问题,及时解决他们的困惑。比如,在讲解变速风机驱动双馈异步发电机并网系统时,可穿插一个关于发电机转子回路控制方式的多选题,通过该练习,能够加深学生对这部分重要内容的理解,从一定程度上也可改善课堂氛围,充分激发学生的学习主动性,发挥学生的主体作用。
5.结合共同点,学习新能源发电。新能源发电方式与常规能源发电方式,除了在一次能源的来源与能量转换方式等方面有较大不同外,它们在发电环节大多具有很多共同点。因此,在讲授各种新能源发电形式时,注意随时和常规能源发电方式进行类比,结合两者之间的共同点讲解,不仅可以促进学生对新能源发电方法的理解,还可以巩固他们对常规能源发电方法的认识。例如,在讲授地热发电时,其和火力发电的原理基本一样,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不象火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。
四、培育素质教育的教学理念
不论是专业必修课,还是选修课,教师都需要培育素质教育的教学理念,新能源发电技术课程的教学更是如此。通过在理论教学过程中,结合一些生动的经典案例等进行讲授,既可调动学生学习的主观能动性,又能加强他们对新能源发电方法的认识,逐渐培养学生探索求知的精神。比如,通过介绍风能发电的几种典型装置与设备,以探究风能发电在当前得以大规模运用的原因。正是这些大量科研人员对风能发电装置的研发,才使得风能发电不仅仅是论文里的成果。通过一些经典案例,充分调动学生学习的主观能动性、学习兴趣和求知欲,这样才能达到开设专业选修课“培养学生能力,挖掘学生潜能”的目的。
五、结语
新能源发电技术课程是一门知识覆盖面广、学科前沿的专业选修课,而随着其利用方式和技术的不断发展,这门课程的教学内容也将不断更新,教学方法也会随之不断改进,通过改进教学手段和逐步增加实验环节,实时强化创新意识,这样就一定能够逐步改善人才培养过程中普遍出现的一些问题,如学生能力薄弱、缺乏创造性、主动性等,达到真正提升学生的思维创造能力以及综合素质的目的,培养出与时俱进的、创新型的合格应用型人才。
参考文献:
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高考的钟声即将要敲响,不管前面是狂风暴雨,还是风驰电掣,希望你都能够谈笑自如去面对,相信自己,而接下来的流程便是关于一些学校招生的章程制度了,不晓得你们对自己的大学招生了解了多少呢?以下是小编为大家准备了2021年东北农业大学招生章程须知_2021高考录取结果公布,欢迎参阅。
2021年东北农业大学招生章程须知第一条为了保证东北农业大学本科招生工作顺利进行,规范招生行为,维护考生合法权益,学校依据《中华人民共和国教育法》《中华人民共和国高等教育法》、教育部及主管部门有关规定,结合学校本科招生工作的具体情况,制定本章程。
第二条 本章程适用于东北农业大学普通本科招生工作。
第三条学校招生工作遵循“公平竞争、公正选拔、公开透明”的原则,德智体美全面考核、综合评价、择优录取考生,并接受纪检监察部门、新闻媒体、考生及其家长以及社会各界的监督。
第四条 学校全称:东北农业大学
第五条 国标代码:10224
第六条办学性质及层次:公办全日制普通高校。国家“211工程”重点建设大学,“世界一流学科”建设高校,黑龙江省人民政府与农业部省部共建大学,主管部门为黑龙江省教育厅。具有本科、硕士、博士及专业学位等授予权,设有博士后科研流动站和工作站。
高考录取结果公布1.学校通过本科招生信息网公布有关招生信息和各省录取结果(网址:zsb.neau.edu.cn)。
2.考生对录取结果有异议,可与学校联系并核实,招生就业处(0451-55190419),纪委(监察处)(0451-55191433)。
凡报考我校并符合录取条件的考生,经所在省级招生主管部门批准后,我校即向其发放录取通知书,通知书通过中国邮政特快专递(EMS)寄出。
招生计划我校2021年面向全国30个省(区、市)招生,招生专业涉及农学、工学、理学、经济学、管理学、文学、法学、艺术学等学科门类,招生计划以黑龙江省教育厅批复为准,分省分专业招生计划由各省(区、市)招生部门向社会。
学校预留计划按照教育部规定不超过年度招生计划总数的1%;预留计划使用坚持公开透明的原则,主要用于平行志愿批次调档比例原因出现的超计划服从调剂考生录取。
我校按专业类招生的有:植物生产类I(包括农学、植物保护、种子科学与工程3个专业)、植物生产类Ⅱ(包括园艺、设施农业科学与工程2个专业)、环境科学与工程类(包括环境科学、环境工程2个专业)、自然保护与环境生态类(包括农业资源与环境、应用生物科学2个专业)、动物生产类(包括动物科学、草业科学、水产养殖学3个专业)、机械类(包括机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化2个专业)、能源动力类(包括新能源科学与工程、农业建筑环境与能源工程2个专业)、工业工程类(包括工业工程、物流工程2个专业)、金融学类(包括金融学、国际经济与贸易、保险学、农林经济管理、工商管理、会计学、市场营销、人力资源管理8个专业)、生物科学类(包括生物科学、生物技术、生物工程3个专业)、食品科学与工程类(包括食品科学与工程、食品质量与安全、粮食工程、乳品工程4个专业)、计算机类(包括计算机科学与技术、软件工程、物联网工程、人工智能4个专业)、电气类(包括电气工程及其自动化、农业电气化2个专业)、水利类(包括农业水利工程、水利水电工程、水文与水资源工程、土木工程、工程管理5个专业)。
按专业类录取的学生,入学以后将按专业类统一组织基础教学,第三学期,学生根据自己的成绩和志愿,选择其中一个专业,第四学期进入相应专业学习,达到学籍管理规定等有关要求,按该专业颁发毕业证书,授予学位。具体实施办法按照《东北农业大学本科人才按类招生与培养实施办法(暂行)》执行。
河海大学(始于1915年河海工程专门学校)是一所有近百年办学历史,以水利为特色,工科为主,多学科协调发展的教育部直属全国重点大学,是国家首批授权授予学士、硕士和博士学位,实施国家“211工程”重点建设、国家优势学科创新平台建设以及设立研究生院的高校,拥有水文水资源与水利工程科学国家重点实验室和水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心。
1.《求学》杂志:贵校2013年的招生政策相较往年,有什么变化?
河海大学招生办:学校2013年的招生政策与往年相比,主要有以下三点变化:(1)在编制招生计划过程中充分考虑了各地区人才需求特点,加大了特色专业、强势专业以及就业前景好的专业计划数量;(2)我校2013年总招生计划数较往年有所增加,增量部分投放至外省,特别是中西部省份;(3)经教育部批准,2013年起我校新增和英国阿伯瑞斯特维斯大学开展的中外合作办学项目,面向天津、江苏、安徽、河南、湖北、湖南6省招收环境科学专业学生。
2.《求学》杂志:这几年,高校的招生竞争相对还是比较激烈的,学校在吸引优秀生源方面有没有比较好的政策?
河海大学招生办:河海大学在举办多年基地强化班的基础上,于2009年7月成立了大禹学院。大禹学院以国家重点学科为依托,是学校培养本科拔尖人才的专门学院。学院在课程贯通的基础上,实行本硕一体化的人才培养模式,推行小班化教学,实行导师制,并注重国际化交流和培养,旨在培养适应经济社会发展的学术精英和高素质创新型人才。学生前两学年按水利土木大类(徐芝纶班为工程力学专业)进行培养,后期经双向选择分流至水文与水资源工程、水利水电工程、港口航道与海岸工程、土木工程等品牌专业培养。该院近几年录取学生均为各省尖子生。
3.《求学》杂志:贵校在人才培养方面,有哪些特殊的办学举措?
河海大学招生办:长期以来,我校坚持“宽口径、强基础、重实践”的人才培养路径,狠抓数学、物理、力学等方面的教学,为同学们的发展拓宽专业基础。同时,为培养基础宽、重实践、能力强、适应市场需求的高素质人才,学校2013年在商学院、环境院、理学院、港航院4个学院12个本科专业实行按类招生。学生入校后按类在统一的教学平台上培养,在一到两年基础课程培养后再进行专业分流。此外,学校还在高素质复合型人才培养方面有很多探索,如“1442”工程、青马工程、卓越工程师计划、大学生创新训练计划、国家级大学生文化素质教育基地等,为同学们专业实践能力的提升提供各种平台,提供各类条件。
4.《求学》杂志:学校有哪些特色专业?这些特色专业在2013年招生中的录取情况如何?
河海大学招生办:河海大学水利工程、土木工程两学科的综合实力处于全国领先位置,尤其是水利工程学科总体实力最强。在教育部一级学科评估中,水利工程位居全国第一。目前,学校拥有水文与水资源工程、水利水电工程、港口航道与海岸工程、土木工程、环境工程、计算机科学与技术、电气工程及其自动化、工程力学、能源与动力工程、通信工程、农业水利工程、新能源科学与工程、物联网工程等13个国家级特色专业。此外,还有8个江苏省品牌专业、8个江苏省特色专业等。
这些特色专业延续了以往的惯例,录取分数总体较高,水利相关专业表现尤为突出。建议考生填报我校时充分考虑专业级差,注意填报专业之间的梯度,避免高分落榜或调剂。
关键词:说课;风力发电原理;设计
中图分类号:G642.421 ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ; ; ; ;文章编号:1007-0079(2014)17-0077-02
说课是建立在教学活动之上的一种教研活动,是在教师备课的基础上向同行和专家系统地叙述教学设计及其依据的一种教学研究活动,是教师应该具备的一项重要技能。[1]说课能有效促进教师灵活运用教学理念进行教学的设计、深入钻研课程教材以及自觉进行教学反思。说课内容设计的准确性、说课的清晰度,决定于教师对该门课程定位、内容、学生学情以及教学手段的熟悉程度。完成一门课程的说课,将会大大缩短青年教师的工作适应期,提高课堂教学水平,促进专业的快速成长。本文以新疆农业大学说课大赛为背景,针对新办专业的“风力发电原理”课程进行了一次说课内容的设计。本次说课的重点在于以下四个“说”:说目标(课程的定位、任务与目标)、说学情(学生对象特征)、说内容(课程内容的选择与教学手段和方法)、说评价(考核方式的实施)。
一、说目标
“风力发电原理”课程是新疆农业大学机械交通学院(以下简称“我院”)、机械设计及其自动化(风电工程方向)专业和新能源科学与工程专业的一门重要专业课程。该课程的任务是较系统地讲授风力发电机的结构、原理及控制的基本理论,培养学生对风力发电机系统的独立分析能力,是对电工电子技术、机械制造工程原理、风力机空气动力学、PLC技术以及自动控制原理等专业基础课的综合应用和延伸,并且为后续开设的风电场并网技术、风电机组检测与控制、风电场运行与维护等专业限选课程奠定一定基础。因此,该门课程处于承上启下的重要一环。
以我院该专业目标“培养面向企业需求、具有优秀素质、好用实用适用人才的风电工程专业”为依据,将“风力发电原理”的课程目标划分为三部分:知识目标、技能目标和素质目标。
第一,知识目标:使学生了解风力发电技术现状和发展趋势,掌握风力发电机组机械结构、风电原理及控制的基本理论。
第二,技能目标:培养学生实际动手操作能力和独立思考能力,探究知识的能力,培养创新意识,提高分析和解决问题的能力。
第三,素质目标:激发学生对风力发电事业的兴趣,培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。风电行业现场工作的特殊性,必须给学生树立勇于实践的工作作风,培养团队协作、规范严谨的工作态度以及吃苦耐劳的精神。
因此,本课程注重学生综合素质和能力培养,应注重实践教育,加大教学内容中的实践环节,采取合理的教学方案和手段。
二、说学情
目前我院有机械设计制造及其自动化(风电工程方向)2011级、2012级以及新能源科学与工程专业2013级,共计3个班级近100名学生开设此课程。上述两个不同专业课程体系不同,对“风力发电原理”教学目标侧重点略有不同。在已完成一个班次的课程讲授工作中发现,学生基础薄弱,学习动力不足,缺乏抽象思维,学习自律性差,对过多的理论学习不感兴趣。但是,学生对新生事物兴趣浓厚,更注重自身实际应用能力的提高。
以失速型风机讲解内容为例:“被动失速控制风轮机的桨叶是经过适当设计的,当实际风速增大到某一特定的数值时,桨叶的冲角就会达到失速边界,开始出现失速。而大型风机(1MW及以上)基本全部为主动失速型控制”。大部分学生在课堂上仍然较难理解“失速”的概念,并对“主动失速”和“被动失速”提出了相关问题,这就是因为其先修课程“风力机空气动力学”基础不牢固。若此问题不得到及时解决,学生更加不能消化后续的“变速恒频”等相关知识,从而会削弱其学习积极性。
则教师应对方案为:“复习在先、学生参与、引出新问题”。即,教师综述空气动力学基础,回顾相关知识,集体或单组讨论基本概念冲角、升力系数、阻力系数的同时提出新问题。这样,学生的参与和学习成就感就会促进其学习积极性,形成良性循环。
三、说内容
本课程选择机械工业出版社出版的《风力发电原理》为讲课教材。[3]该教材适用于普通高等教育风能与动力工程专业,能够较好地体现教学大纲的科学性、思想性和实践性;能够反映风力发电技术的最新发展水平;内容通俗易懂,符合学生的接受能力。针对课程目标和学生学情,确定课程教学内容与教学方法如下:
1.课堂授课内容
课堂讲授内容及以及总体实践内容分配学时数如表1所示。
表1 ;课程内容分配学时
序号 教学内容 学时 学时分配 校外实践
课堂讲授 校内实验
1 绪论 2
2 风能及其转换原理 6
3 风力发电机组的结构 6 4
4 风力发电机 6 20
5 风力发电机组的控制及安全保护 8 2
6 垂直轴风力发电机组 4
7 离网风力发电系统 4
合计 62 36 6 20
2.授课外实践环节
课外实践环节包括实验课和现场实践环节两部分。
(1)实验课。目前我院已具规模的实验室包括机械制造、电气工程。风电工程实验教学中心也正在按照规划建设。风电实验设备主要有:大型风机辅助教学及仿真应用软件、双馈风力发电机实验台、小型风力发电仿真测试系统、1.5兆瓦等比例微缩发电机、1.5兆瓦等比例微缩液压站及刹车系统等,以上实验室试验台均可利用。本课程针对大型风机辅助教学及仿真应用软件编写了实验手册,已完成一个班次的实验课,学生通过仿真模拟风力发电机组模型以及风力发电场SCADA软件,增加对风力发电技术的感性认识
(2)现场实践环节。我院大力推动校企合作与高校之间的合作。目前,累计已有5位教师赴华北电力大学可再生能源学院及其他专业领先的高校进行学习(内容包括专业课程、实验室建设、科研活动)。未来可采取教师到企业实践、学生到企业现场实习等多种形式。
目前,我国几家风电企业在各自领域已处于世界领先地位,对于教师而言,在这些企业中实践可以学习最先进的风电专业技术,为教学打下良好的基础;对于学生而言,依附先进企业深入风电现场实践,则可以得到全面的锻炼,并为就业创造一定条件。
3.教学手段与教学方法
针对学生对新生事物兴趣浓厚的特点,教师可将多种教学手段和方法相融合。以传统教学手段、仿真实验教学为辅,网络课程平台教学、实践教学等方式为主。以提高学生学习积极性及其实践创新能力为目的,建立学生对风力发电系统的整体概念,同时加强学科前沿知识与教材内容相结合以及课堂教学与实践教学相结合。[4]主要方法如下:
(1)课堂讲授采用启发式教学。培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;注重介绍风力发电研究领域的最新动态,鼓励并指导学生查阅科技期刊,通过实践和自学获取知识。在教学中采用多媒体教学系统等先进教学手段,以先进风电企业主流机型进行案例分析,结合教材内容加深学生对风电原理的掌握和理解。
(2)增加“情景”教学。利用风电场实习条件,在不侵犯企业知识产权的前提下,通过将现场实践过程拍摄和录制,整理成教学录像,以声、像集合于一体地动态展示,使学生更直观生动地观看和了解风力发电机组的结构、工作调试过程,使理论联系实际;实行“企业导师制”,设立本门课程有必要通过实践教学完成的章节,专门由实践教学环节完成。
(3)充分利用校园网“课程中心”教学平台。教师将课程大纲、教学课件、动画模拟软件及其他相关教学资料等全部上网,实现开放式教学。通过“课程中心”教学平台,教师与学生可在线交流,解答学生的疑问,探讨共同关心的问题,了解学生的学习和其他方面的动态,及时调整教学方法和进度。学生可以自行在“课程中心”体系中学习教师上传的资料,以加强对课程的自学能力培养。
四、说评价
考核是检查教师教学效果、衡量学生是否达到规定的教学目标的重要手段。考核方法是否合理,将直接影响评价的公正性和客观性,以及教师与学生的积极性。[5]学习的过程就是一个逐步考核的过程,学是为了做,而考是为了更好地学。本课程考核体系,主要由以下几类考核内容由教师选择:期末试卷成绩、考勤提问成绩、实验报告成绩、书面作业成绩以及网络“课程中心”教学平台自主学习成绩;同时可以结合学生在实习单位进行实践学习时,由企业导师给予的成绩,得出最终课程综合评价。评价应将实践类考核比重加大,以适应该课程的教学目标。
五、结束语
新疆农业大学本次的“说课”大赛,有利于加快师资队伍的培养,提高青年教师备课质量和课堂教学效率,从准备到比赛的过程对提高青年教师的思想素质也有很大帮助。此外,掌握说课的方法与技巧也是提高教师自身教学水平,提升教学艺术的重要教研手段。不同于一般的基础理论课程和实践课程,“风力发电原理”要求理论与实践相结合非常紧密。为实现良好教学效果,必须合理设置教学目标,了解学生实际学情,具备客观性和公正性的考核方式加以配合积极、多样的教学方法和教学手段。同时,教师通过广泛地吸取专业知识,进一步挖掘学生潜力,调动学生学习的积极性以提高其实践与创新能力。
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[关键词]热力动力 能源装置 火力发电
中图分类号:F206 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0050-01
电是一个国家人民与企业生产生活中不可或缺的元素,有电我们的生活才会更加丰富多彩,我们国家的经济才能运转,国力才会更加强盛,因此发电站是一个国家经济发展的命门。在火力发电站中热能动力锅炉应用时极为广泛的,电站锅炉的发展和锅炉的经济性和安全性有着密切的关系。锅炉的经济性与设备投资费、电站循环效率、可用率等有关。锅炉的安全性除保证锅炉本身的安全运行外,从广义上还应满足环境保护提出的各种要求和指标。经济性和安全性是相互制约的两个因素,一般要提高锅炉的安全性便需增加设备的投资费用,亦即将降低经济性。只有应用先进的科学技术将这两个因素综合考虑才能促进电站锅炉工业不断向前发展。
1.热能工程学概述与发电热能装置简述
1.1 热能动力工程学概述
热能动力工程学是多门科学技术的综合,其中包括现代能源科学技术,信息科学技术和管理技术等,主要涉及热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作,是在现代热能动力需要下诞生的一门工程学学科,主要研究热能源和动力工程。随着各行业对于热能动力工程学人才的需要,这门学科的地位也在逐渐的上升。近年来我国热能动力工程学发展迅速,国家政策导致各个涉及使用热能转化装置的企业都开始有提高本企业热能转化装置及技术的需求,并在国家的发电厂中应用广泛,是不可或缺的学科。
1.2 发电热能动力装置简述
目前,我国的发电厂最多的还是火力发电站,发电厂刚刚起步时也是由火力发电站开始,虽然现已有发电更多更快也更环保的水利发电厂、风力发电厂及太阳能发电厂等,但火力发电厂所具有的历史里程碑性质无可替代,下面就简述火力发电厂中应用广泛的热能动能装置。发电热能动力装置一般由热交换器、第一热电模块、第二热电模块、蒸发器、汽轮机、冷凝器、液体泵、充满循环介质的管道、保温材料组成,其原理是将热能转化为机械能而产生原动力的成套热力设备。热能的来源包括利用煤、石油、天然气、油页岩、生物质能等燃料燃烧所放出的热能以及核能、太阳能、地热能等。热能动力装置包括汽轮机动力装置、内燃机动力装置、燃气轮机动力装置和核能动力装置等。它们主要是由原动机(汽轮机、内燃机、燃气轮机)及其辅助设备组成。火力发电就是利用热能动力装置所产生的原动力来驱动发电机生产电能。而火电厂发电热能动力装置运行主要依靠三个系统,其一是燃烧系统。燃烧煤使炉水变成蒸汽,即将化学能转化为热能;其二是汽水系统。由锅炉产生的{温、{压蒸汽推动汽轮机作功,将热能转化为机械能;其三是控制系统。为保证整套热能动力装置安全、正常、经济运行,需由控制系统对整个流程实行操作机械化自动化控制。
2.热能动力工程锅炉在火力发电中的使用及发展
2.1 锅炉安全运行保障
要想火力发电站能够正常运行,热能动力能够正常的应用到火力发电中去,就要确保热能动力工程锅炉在火力发电中的安全应用,具体操作时需要注意以下几点:进行锅炉操作的人员必须严格按照锅炉的安全操作规范进行操作,按照锅炉运行的流程进行工作,科学的使用设备,对设备进行看管;在锅炉运行前,应该检查软化水箱中的水位是否达到运行标准,如果水位过低应该及时进行补水,以免运行中使设备出现故障;检查锅炉内的水位是否在合理的范围内,并及时加减 ;观察压力是否能够正常的运行锅炉;观察温度是否正常,按照操作规范执行,降低危险系数,保证锅炉可以安全持续的运行和电厂的正常生产。
2.2热能动力工程锅炉在火力发电中的使用及发展
在火力发电厂的热能动画里工程锅炉的发展中,其容量直接关系火力发电的效率,因此,锅炉容量的发展也是至关重要的,在火力发电设备中,提高单位机组容量可降低设备费用和基建投资费用,并可减少金属材料消耗量。因此,自上世纪50年代到70年代初期,以美国为首,单台电站锅炉的最大容量迅速由蒸发670t/h(200 MW机组)增加到4500 t/h(配1 300 MW机组)左右。在欧洲,以德国为例,在此期间单台锅炉蒸发量也迅速由200 t/h提高到2000t/h以上。但自70年代初期后,根据国外统计及展望资料,一直到本世纪初,国际上电站锅炉的最大容量仍将保持在4500t/h左右的水平,国际上电站锅炉的标准容量大都将保持在1500t/h到2500t/h蒸发量之间。
再者,火力发电厂中热能动力工程锅炉的使用方式及操作技巧也是火力发电的重要发展对象,其严重影响火力发电厂的发电效率和资源利用率,是发展中的重中之重。火力发电锅炉的发展带有一定的信息化色彩。在最早的时候,我国的发电事业刚刚起步之时,火力发电厂中使用的锅炉一直是手动的,是通过手动开关来完成相应的锅炉使用控制,但是这样的控制方式暴露了一个重要问题:手动控制的判断和准确性是难以保证的。从以往的火力发电厂的锅炉使用情况来看,手动控制的锅炉无法更大的提高燃料燃烧效率和能量转化效率。因此煤炭等燃料燃烧不充分,产生了大量的一氧化碳、一氧化硫、一氧化氮等有害气体,严重影响环境和空气质量,并且造成了严重的资源浪费,对地球的能源室一种破坏。因此经过漫长的研究阶段发现了智能锅炉,只能锅炉在火力发电止中的使用有效的避免了燃料燃烧不充分这一问题,其通过更加精确的温度、燃料等方面的控制可以提高锅炉的能量使用效率和产品的质量。因此现在火力发电中所使用的热能动力工程锅炉都是更加精确的电子控制系统智能锅炉。比如空气比例连续控制系统和双交叉限幅控制系统。空气比例连续控制系统是由多个部分组成,其主要功能是经过炉内的温度等具体数据的了解,通过4-20mA的电信号来对电动的进行调整;双交叉限幅控制系统同样是对利用对于燃气与空气之间的比例来调节完成控制,但与比例连续控制系统控制方式不同是后者是通过标准温度与实际温度的对比来完成的。
3.结语
电力行业既是能源的生产者又是能源的主要消耗者,在国家经济发展和社会进步中发挥着举足轻重的作用。我国的电力基础能源行业随着改革开放和经济发展得到了迅速发展具备了一定的规模。发电业的发展和进步是与热能动力工程分不开的,随着环保意识的提高和能源成本的增加,高耗能发电在锅炉的使用和其他能源消耗设备的使用上需要热能动力工程提供更有效的帮助。随着我国在热能动力工程小撒谎那个的研究推进,能量的使用和转化也会更加高效,这对于我国建设可持续发展社会、提高生态文明进程有着重要意义。正因如此,热能动力工程今后的发展重点还是应该在实用性的研究上,通过对火力发电锅炉、辅助设备、新能源开发等多方面的研究与发展改善我国的能源使用环境,加快能源经济的建设步伐,完成能源结构的改善,最终促使我国的经济快速发展和工业快速进步。
参考文献: