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“新能源科学与工程”是高校根据国务院关于加快培育发展战略性新兴产业的决定而新设的。国务院提出的七大战略性新兴产业包括节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业。其中,对于新能源产业,国家要积极研发新一代核能技术和先进反应堆,发展核能产业。加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。提高风电技术装备水平,有序推进风电规模化发展,加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。因地制宜开发利用生物质能。
2011年,“新能源科学与工程”专业将在南京理工大学、华北电力大学、东北大学、河海大学、浙江大学、华中科技大学、中南大学、重庆大学、西安交通大学、上海理工大学、江苏大学等十所高校“生根发芽”。仅江苏就有3所高校设立了这个专业。国家战略性新兴产业把新能源产业作为其中的一部分提出来,可见其重要性,为什么这个产业会受到这么关注?新兴专业学什么?就业前景怎样?本文将对“新能源科学与工程”专业的相关状况做个详细分析,为考生了解、有的放矢的报考服务。
发展前景
东北大学博士生导师蔡九菊教授认为,发展新能源符合社会发展的需要,市场前景广阔,同时相关的专业人才需求量大。近年来我国经济持续高速增长,传统能源消耗量大幅增长,引发的能源短缺和环境污染等问题成为制约我国经济又好又快发展的瓶颈,为此,发展新能源产业势在必行。一方面,发展新能源产业孕育着巨大的投资机会,将有效拉动经济增长;另一方面,也可以有效地改变经济增长方式,引领中国经济走向低碳化。
目前,中国大力推动新能源产业的发展,在加大水电、核电、太阳能和风能设施建设的同时,计划在2020年前使新能源消费比例达到15%,规划到2020年,中国在新能源领域的总投资将超过3万亿元。虽然我国新能源产业迅速发展,然而推动新能源行业前进的人才供给却显得捉襟见肘。高素质专业人才和核心技术的缺失,已严重阻碍了我国当前新能源产业的健康发展。据估算,到2020年在风电领域的从业人员就将会有几十万,其中包括几万名专业人员。根据《核电中长期发展规划(2005―2020)》,在未来10年内,国家每年平均要开工建设5-8台以上的核电机组,预计每年对核电人才的需求有数千人,而全国每年相关专业的毕业生总量不超过500人。对于快速发展的太阳能产业而言,人才供应同样面临严重不足。因此,亟待加大新能源产业人才的培养力度,以满足新能源产业发展对高素质人才的迫切需求。
专业培养目标
新能源科学与工程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。学生的修业年限为4年,对于完成培养要求者授予工学学士学位。
专业课程体系
新能源科学与工程专业在课程内容体系的设置上紧密结合培养目标要求,既注重“厚基础”,突出基本理论与方法,又注重“宽方向”,丰富课程知识结构。注重学生“知识结构”的构建和“能力结构”的形成。
理论部分:在基础教育系列中重点强调基础性与综合性相结合的原则。包括高等数学、大学物理等工程技术基础课群;大学外语、原理等社会科学课群。在专业教育系列中重点遵循厚基础、宽口径的原则。包括工程热力学、流体力学、传热学、能源系统工程、可再生能源及其利用、光伏科学与工程、风力发电原理、生物质能工程、核能利用基础等专业平台课群;光伏材料与太阳能电池、风力发电场等专业选修课群等。
实践部分:重点培养学生的独立思考能力、动手能力和工程实践能力。单独设立“能源工程综合实验”课程,目的是充分利用学科的开放式实验室,指导学生开展设计性、综合性实验项目,培养学生发现问题、解决问题的创新能力。
毕业生就业去向
毕业生就业前景广阔,可在核能、风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和政府部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。
如河海大学主修课程包括:理论力学、材料力学、机械设计基础、电工技术基础、微型计算机原理及应用、工程热力学、气象学、太阳能发电电气设备与系统、太阳能发电并网技术、项目及企业管理等。毕业生就业方向:培养太阳能利用工程系统设计、研究、运行、施工管理等方面知识的高级工程技术人才。
南京理工大学主要以新能源的能源转换过程、高效清洁能源利用与功率转换技术为核心,培养掌握上述领域基础知识和专业技能、具备良好综合素质的高级工程技术人才,为太阳能、风能电站和供电公司等电力部门提供后续人才及技术支持。南京理工大学对新能源科学研究与人才培养已有25年的历史,包括太阳能、风能以及能效节能的可持续能源投资中,还有一个巨大的市场有待开发――能效和节能。可再生能源的开发在中国有广阔的空间,新能源科学与工程专业人才的缺口很大,目前学校在此方向培养的硕士生一入校就被用人单位盯上。
新闻链接
北大世界新能源战略研究中心成立
关键词:工程热力学;传热学;新能源;教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0176-02
能源是现代社会赖以生存和发展的物质基础,是国民经济和社会发展的先决条件。新能源专业的毕业生,肩负着为国家能源发展贡献力量的重要责任。为达到培养专业知识面广、基本功扎实和创新能力强的本科人才的目标,作为新能源专业非常重要的必修课――《工程热力学》和《传热学》的课程设计和教学方法探索就显得尤为重要[1,2]。此前的相关文献中报道了《工程热力学》和《传热学》教学的优秀经验[3-6]。本文在此教学经验的基础上,对热工课程的教学内容和教学方法进行优化和探索,以更好地提高学生的创新精神和创新思维。
一、教学内容的优化
教学内容的优化和精选是教学改革的关键。作为专业必修课,在学时有限的情况下,如何最大程度地讲授最有价值的知识点成为教学的关键。
热工类课程由《工程热力学》和《传热学》两门课组成。《工程热力学》按热力学基本概念、热力学第一定律、理想气体的性质与过程、热力学第二定律与熵、气体动力循环、水蒸气、蒸汽动力循环、制冷循环、理想混合气体和湿空气、实际气体的性质等内容分为若干章节;《传热学》按照传热基本概念、稳态热传导、非稳态热传导、对流换热、热辐射及辐射换热、传热过程与换热器等分为若干章节。由于新能源科学与工程专业属于新兴产业专业,学科领域广泛,涉及能源类(如生物质能、太阳能、风能)、化工类(如基础化学、物理化学、新能源材料)、力学类(如工程力学、流体力学)等多门课程和领域。
在实际的教学过程中,教学内容必须有所侧重,应充分考虑到不与新能源科学与工程专业开设的其他相关课程的知识点产生重复。另外由于《工程热力学》和《传热学》课程难度较大,在教学过程中要讲清课程中的要点和基础知识。可以以“基本原理―公式推导―影响因素―实际应用”为主线介绍该课的有关知识,建立每章知识结构图,让学生清楚该门课程的知识体系结构。对重点的热力学第一和第二定律进行原理介绍,仔细推导相关公式,让学生夯实基础,使学生在进一步的学习中不会混淆概念,相对轻松地应对课程。此外,注重理论与实践相结合,例如介绍空调在夏天与冬天的工作原理、冰箱开门对室内的影响,积极引导学生利用热力学定律进行分析,增加课程的趣味性以提高学生的创新能力。通过优选教学内容,使教学内容始终能反映本学科的专业特点和学术水平,加强学生对后续专业方向的把握。
二、教学方法的探索
(一)以创新性地教带动创新性地学
科学技术是第一生产力。要想发展经济,需要加大科研力度、提高科技含量。这已被证明是一种行之有效的道路。与此对应的是,要促进教学质量、提高教学效率,必须加大教学与科研的力度、提高教学与科研互动水平。在当今大力发展科学技术的大背景下,如何提高身为未来科学技术发展主力军的大学生的学习热情和创新能力,成为目前高校教学的难题和重点。传统的直白讲课和搜集各种习题以供学生练习只会让课程变得生硬和枯燥,导致学生的学习效率和学习热情越来越低,甚至出现了普遍的抄袭作业和迟到早退等不良现象。为了改变这些不良现象,就需要在教学手段上进行创新。教师通过对平时科研工作成果的再学习,并结合对教材的研究,创造性地运用某些方法,使学生对重要问题达到本质上的领悟。在这种途径中,教师的创新思维方式以及从中体现的一言一行,让学生耳濡目染、潜移默化,对带动学生进行创新学习、开发创新思维起到积极的作用。
例如,在进行《传热学》教学时,学生往往对传热的基本概念,尤其是二维与三维的导热理论及方程很难理解。一般地教学方式是,教师在黑板上进行微观导热原理推导,得出一维傅里叶导热定律和二维三维傅里叶导热定律,并给出几个常用的导热方程。这种教学方式中,推导过程比较晦涩,给出的方程也较为难懂,学生们很可能只会死记硬背,不能灵活运用。针对以上问题,笔者建议将导热理论与生活问题相结合,或者采取数学建模的方法,将导热方程与实践相结合,选取最适合该问题的模型,以达到课程有趣生动、富有创新性,激发学生们的创新思维。以创新性地“教”带动创新性地“学”,学生收获的不仅仅是知识点,更是如何去发现问题、解决问题的实际能力,为以后在新能源科学与工程专业领域的探索中打下良好基础。
(二)板书教学与多媒体辅助教学相结合
多媒体技术以其图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的呈现使课堂教学达到了全新的境界。在《传热学》的讲授中,一维的传热理论和公式很好理解和应用,但二维与三维牵扯到微观传热理论,以至于推导过程较为复杂,传热方程较为抽象难懂。因此需要教师精心准备多媒体课件,通过动态描绘各向同性材料的微观传热过程,让学生理解不同形状材料在具有不同位置的热源时如何进行热传导。通过绘制动态的卡诺循环过程,使学生深入理解热力学第二定律,并理解第二类永动机无法制成的原因。同时需要注意的是,对于工程热力学和传热学,由于信息量大、内容广,过多地依赖多媒体教学可能会让学生在短时间内难以消化,因此在教学中对于难度较大的基础理论部分和原理的学习,板书不可缺少,使学生能够有充分时间紧跟老师的思维去理解每一个知识点。
(三)课程教学与科研活动相结合
教师可以将全班学生分为若干调研小组,每五个人为一组,选择新能源与热工基础理论相结合的课题,通过查找国内外科技文献,调研总结新能源专业前沿知识,形成调研报告,锻炼学生阅读科技文献的能力,提前为毕业设计的开展奠定基础。各小组也可以参与指导教师的科研项目,在实验室做一些力所能及的科研活动,并通过文献调研,形成工程热力学和传热学知识系统。课程结束时,各小组以PPT形式向全班同学作汇报,授课老师根据报告提出问题,该组同学进行即时答辩,考查学生对相关知识点的掌握情况。
三、课程考核方式的探索
工程热力学和传热学覆盖面广、知识点多,应该采取灵活多样的考核办法。在成绩的评定方式上,可以设定了四项考核内容,第一部分是学生考勤、课堂互动表现和课堂笔记,通过此部分的考核,提高学生的听课注意力,锻炼学生提炼课程重点内容的能力;第二部分是根据每个小组的调研报告、PPT展示、答辩情况打分,锻炼学生的团队合作能力、口头表达能力和应变能力;第三部分是每节课结束前的思考题,采取加分方式,鼓励学生积极思考;第四部分是传统的期末考试,考试内容为课程讲授的基本内容,专业性强的理论部分强调定性了解,让学生对热工基础有个整体的认识。
随着新能源科学领域的不断发展,热工基础理论散发出强大的活力。根据新能源科学与工程专业特点,教师还需要在教学过程中,不断探索教学方法和考核方式,不断优化课程内容,提升教学质量,使课程教学体系更加科学合理,更好地适应社会对新能源科学与工程专业人才的需求。
参考文献:
[1]陈登宇.新能源科学与工程专业人才培养模式研究[J].科教文汇(下旬刊),2015,(1):61-62.
[2]登宇.新能源科学与工程专业(生物质能方向)人才培养探索[J].课程教育研究,2015,(1):236-237.
[3]武和全,姚永腾.对“工程热力学及传热学”课程教学的几点思考[J].科教导刊(下旬),2015,(4):90-91.
作者简介:陈建林(1975-),男,湖南浏阳人,长沙理工大学能源与动力工程学院,副教授;陈荐(1967-),男,湖南衡阳人,长沙理工大学能源与动力工程学院,教授。(湖南 长沙 410114)
基金项目:本文系长沙理工大学教研教改项目(项目编号:JG1236)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0020-03
风电和太阳能发电是我国战略性新兴产业之一,发展风能与太阳能也是我国实现传统化石能源为主过渡为可再生能源和清洁能源为主的必然之举。近年来,我国风电与太阳能发电迅猛发展,对新能源产业人才提出迫切需求。自2006年以来,我国相继有华北电力大学、河海大学、长沙理工大学等多所高等院校开办“风能与动力工程”本科专业;按照2010年《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,自2011年开始,我国部分高等院校又设置“新能源科学与工程”、“新能源材料与器件”等新能源产业相关的本科专业;2013年,根据教育部要求,“风能与动力工程”专业将统一更名为“新能源科学与工程”专业。面对新能源产业发展需求和我国新能源产业人才培养现状,本文对“风能与动力工程”专业过渡为“新能源科学与工程”专业的人才培养模式进行探索与实践。
一、我国风电产业发展现状
1.总体装机情况
自2007年,我国风电装机容量呈高速增长趋势。如表1所示为2001~2012年我国新增及累计风电装机容量(数据来源:CWEA)。2010年,我国(不包括台湾地区)新增风电装机1893万千瓦,累计风电装机容量4473万千瓦,超过美国跃居世界第一位。至2012年底,全国新增安装风电机组7872台,装机容量1296万千瓦;累计安装风电机组53764台,装机容量达到7532万千瓦;风电并网总量达到6083万千瓦,发电量达到1004亿千瓦时,风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。
图1 2001~2012年中国新增及累计风电装机容量
至2012年上半年,我国规划建设的百万千瓦级、千万千瓦级风电基地包括甘肃酒泉基地(首期380万千瓦)、蒙东基地通辽开鲁基地(150万千瓦)、蒙西达茂巴音基地(160万千瓦)、河北承德基地(100万千瓦)、新疆哈密基地(1080万千瓦)的建设项目已部分或全部完成。此外,全国还有6个百万千瓦级风电基地正在组织开展建设前期工作,分别为宁夏贺兰山基地(450万k千瓦)、甘肃武威民勤红沙岗基地(100万千瓦)、吉林四平大黑山基地(170万千瓦)、锡林郭勒基地(300万千瓦)、兴安盟桃合木基地(200万千瓦)、呼伦贝尔基地(250万千瓦)等。
至2012年底,全国累计核准风电项目1651个,累计核准容量9040万千瓦(含国家核准计划外项目517万千瓦),其中累计核准容量2084万千瓦,居全国之首。2012年上半年全国风电累计吊装容量6190万千瓦,累计并网容量5572千瓦,在建容量3468万千瓦,并网容量占核准容量的62%。其中内蒙古风电并网容量突破1500千瓦,领跑全国,河北、甘肃、山东、黑龙江、江苏、新疆、山西、广东、福建等省区并网容量也均超过100万千瓦。
2.风力发电投资企业情况
2012年上半年,国电集团新增并网容量190万千瓦,累计并网容量1172万千瓦,继续保持全国风电并网容量首位;华能集团新增并网容量100万千瓦,累计并网容量759万千瓦,居第二;大唐集团新增并网容量101万千瓦,累计并网容量675万千瓦,居第三。五大发电集团累计并网容量3170万千瓦,约占全国并网容量的57%。2012年上半年全国投资企业基本保持稳定发展状态,同比2011年上半年并网容量降低了约16%。表1所示为2012年上半年主要投资企业并网容量统计情况。
3.风电机组制造商情况
大规模风电基地建设,为我国风电机组制造商开拓了广阔的市场。2012 年中国风电新增装机容量排名前二十的企业几乎占据了国内98%的市场份额,其中金风新增风电装机容量最多,达到2521.5兆瓦,占据19.5%的市场份额。2012 年,我国风电新增装机容量排名前三的企业分别为金风、联合动力和华锐。2012年中国风电新增与累计装机排名前二十的机组制造商分别如表2与表3所示。
另外,我国海上风电也取得较大进展。截至2012年底,中国已建成的海上风电项目共计389.6兆瓦,是除英国、丹麦以外海上风电装机最多的国家。我国海上风电开发提供风电机组的制造商中,华锐、金风、Siemens 所占份额较大,机型主要以2MW以上的风电机组为主。
二、我国风电人才需求及培养现状
风电产业的高速增长也带来了风电人才的短缺。我国的风电人才需求主要为三个方向:一是风电开发企业,如国电、华能、大唐、国华、华电、中电投、中广核、华润等下属的风电场,主要从事风电场运行与维护方面的工作;二是风电机组制造商,如华锐风电、金风、广东明阳、国电联合动力、湘电风能、Vestas、上海电气、东汽、Gamesa、GE等,这类企业一般需要高端的风电研发人才;三是风电规划设计或建设单位,主要从事风电场的规划、设计和施工等方面的工作。
目前,我国风电人才培养大体上形成了三个层次的格局:第一梯队是博士、硕士研究生培养,主要由国内各高校及研究机构借助风电领域的课题研究培养和造就一批具有较高学术水平、创新能力的风电领域高层次人才。第二梯队是本科生培养。据统计,自华北电力大学2006年创办我国第一个风能与动力工程本专业以来,包括长沙理工大学、河北工业大学、内蒙古工业大学等,全国已开设风能与动力工程本科专业学校有16所(2013年起,“风能与动力工程”专业更名为“新能源科学与工程”专业)。第三梯队是高职生。高职院校主要培养从事风电机组制造、风电场运行与维护的一线技能型人才。
从长沙理工大学(以下简称“我校”)首届风能与动力工程专业毕业生就业考研与出国情况来看,毕业生出现不同层次的走向。截至2013年3月20日,风能与动力工程专业2009级毕业生63人,已签约49人,就业走向主要为中国大唐集团、国电集团、华能集团、电力投资集团、华润集团等发电企业的下属新能源公司,少部分为风电机组制造商和电力建设单位;读研7人,分别被华北电力大学、中南大学、湖南大学等大学预录取;出国深造2人,分别为丹麦科技大学和德国汉诺威大学预录取。从目前人才需求角度来看,由于近几年风电项目的迅速扩张,风电行业对风电场运行与维护的技能型人才有较旺盛的需求。
在风电大规模发展的同时,近几年我国太阳能发电也迅速扩张。截至2012年底我国累计光伏装机容量达到7.5GWp,预计2013年将新增光伏装机容量为10GWp,计划2015年新增光伏装机容量为40~50GWp,2020年新增80~100GWp。风电和太阳能发电作为新能源中两支主力军,出现并驾齐驱的局面,产业发展必然对专业人才提出迫切需求。2013年,教育部统一将“风能与动力工程”专业更名为“新能源科学与工程”专业。本专业也将面向更宽广意义的新能源产业需求,对专业培养方案进行调整。
三、新能源科学与工程专业人才培养模式的探索与实践
本科教育既是培养工程技术人才的中坚力量,又承担着为行业高端人才培养打基础的重要任务。本科生的优势在于理论基础、思维方法和发展潜力,但缺乏的是技术细节方面的训练。因此应始终以培养学生“基础理论扎实、工程实践能力与创新能力强为目标。从新能源产业自身发展角度来说,需要一批具有宽广知识体系、能够引领新能源技术发展的高水平创新型复合人才出现。新能源科学与工程本科教育应该既注重专业的基础性,又要注重工程实践性。为此,我校能源科学与工程专业人才培养模式在以下几方面进行了探索与实践。
1.以“厚基础、宽口径、强能力、高素质”为原则确立人才培养目标
2009年首届招生以来,本专业依托本校能源电力优势学科,立足新能源国家战略性新兴产业,面向风电产业人才需求,确定了“培养德、智、体、美等全面发展,基础扎实,知识面宽,有较高的综合素质、工程实践能力和创新能力强,具备较强的计算机应用能力和较高外语水平,系统掌握风能与动力工程专业基础理论和基本知识,能胜任风电场的规划、设计、施工、运行与维护,风力发电机组设计与制造,风能资源测量与评估,风力发电项目开发等风能与动力工程专业的技术与管理工作,并能从事其他相关领域的专门技术工作应用型高级工程技术人才”的人才培养目标。2011年,本专业被确定为湖南省省级特色专业。2013年,根据教育部对本科专业整理工作的统一部署,将“风能与动力工程”专业将更名为“新能源科学与工程”专业。本着“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的原则,对专业培养方案做了相应的调整,但仍然保留“风能与动力工程”专业的特色,以风力发电为重点,涵盖太阳能光伏/光热发电等新能源知识体系,培养具有宽厚理论基础和创新精神、实践能力强的应用型高级工程技术人才。
2.注重基础性和实践性相结合设置课程模块与培养环节
根据学校的特色和优势,编制风能与动力工程人才培养计划,共开设必修课35门,开设选修课23门,现已开出课程门数为58门,学生需选修33学分选修课程,选修课在总学分中的占比为19.6%。设置了理论力学、材料力学、风力机空气动力学、机械设计基础、电机学、电路理论、自动控制原理、风力发电原理、光伏发电原理与应用、太阳能热利用原理与应用等主要理论课程和计算机辅助设计、电工电子技术、微机原理与接口技术、风资源测量与评估、风电机组设计与制造、风电机组控制与优化运行、风电场电气工程、海上风力发电等技术类课程;以金工实习、电子工艺实习、机械设计课程设计、风电场电气工程课程设计、风电机组设计与制造课程设计、风电场认识实习、检修拆装实习、仿真实习、运行(毕业)实习、毕业设计(论文)等作为主要实践教学环节。风能与动力工程专业在教学环节的设置上实践教学贯穿全程。共4次集中实习,课程模块与培养环节关系如图2所示。
图2 风能与动力工程专业课程模块与培养环节关系
3.在工程实践中培养创新意识和创新能力
创新型人才是支撑和推动新能源产业发展的主要动力。创新源于实践,在工程实践中培养创新意识和创新能力。长沙理工大学经过多年的探索与实践,构建了培养“具有创新精神的应用型人才”的学生能力结构体系、能力培养的实施方案、实践教学体系以及管理模式,提出了“工程基础训练+工程创新训练+大工程意识训练”的工程教育模式。基于工程教育理念,形成了“三层次、四模块、三结合”的实践教学体系,即实验、实习、设计等主要实践教学环节按基础训练、提高训练、综合训练三个层次进行系统设计;将实践教学内容分为实验、实习、设计、课外实践四个模块;采用课内外、校内外、第一课堂与第二课堂三结合的方式组织实践教学。
新能源科学与工程专业是一个实践性很强的专业,在办学过程中十分重视实践教学,并建立了稳定的校内校外实习实训基地,通过加强实践教学培养学生的创新意识和动手能力。
(1)校内实习基地。建立校内“风电机组运行特性分析实验室”、“风力机变桨控制实验室”、“风力机偏航控制实验室”、“风力机组检修拆装实验室”、“大型风电场运行仿真实验室”、“风力机叶片振动特性实验室”、“风力机设备腐蚀与磨损实验室”、“光伏发电实验室”等专业教学实验室,为专业实验课、认识实习、拆装实习、仿真实习提供良好的条件。
(2)校外实习基地。根据本专业人才培养目标和要求,制定与社会发展需要相适应的人才培养方案,与大唐华银城步南山风电场、华电郴州仰天湖风电场、中电投九江长岭风电场、大唐漳浦六鳌近海风电场、湘电集团有限公司、湖南兴业太阳能有限公司、北京木联能软件技术有限公司等省内外相关企业共建“风能与动力工程”专业,形成学校与企业产、学、研全面合作的长效机制。风电专业骨干教师共18人次先后到内蒙古华电新能源辉腾锡勒风电场、福建大唐漳浦六鳌近海风力发电场、河南南阳方城风电场、新疆电力设计院、大唐甘肃酒泉风电场等风力发电企业进行技术交流和科技服务。风电专业学生在华电郴州仰天湖风电场、宁夏贺兰山风电场与太阳山光伏电站等基地开展了丰富的暑期实践活动。依托专业实验室,学生开展了大量科技创新实践活动,专业教师指导学生开展了国家级(共4项)、校级(4项)“大学生研究性学习与创新性实验项目”的研究工作;参加全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛等各类科技性竞赛活动,获得较佳的成绩。
4.转变技术类或实践类课程的学习过程
本科教育的缺失是职业技能或技术细节方面的训练。理论知识宽广但实践动手能力差是目前本科教育存在的较普遍现象。本科毕业生感觉学了很多东西,又感觉什么也没有学到,学到的都是一些理论或概论性的东西。相反,高职院校的职业技能针对性很强,注重实际动手操作能力的培养,而弱化理论知识体系的教育,相比于本科生,高职生在职业技术方面更容易上手。但如果本科生像高职生那样培养,势必过于狭隘,也违背了大学本科教育的初衷。本科生的优势就在于理论基础、思维方法和发展潜力。因此,本科生的理论基础课程的学习可以沿用传统的书本教学为主,培养思维方法;技术类或实践类课程学习则应放弃那种“先书本,再实践”或“只有书本,没有实践”的教学方式,而应遵循“在实践中学习”的原则。针对不同的专业特点有选择性地开设或加强职业技能型的课程。对于本专业来说,则应加强计算机绘图、电气与控制、模拟仿真、机械设计与制造等模块的技能培养。如此,本科生则不但具有宽广的理论基础,而且具有较强的职业适应能力。
四、结论
风电与太阳能发电作为我国战略性新兴产业,呈现蓬勃生机的发展局面。新能源产业发展为新能源科学与工程专业毕业生提供了广阔的就业空间,同时本专业人才也必将成为推动新能源产业发展的动力。本专业应以“工程实践能力”为核心,夯实理论基础,强化实践能力和创新意识的培养,支撑新能源产业的发展。
参考文献:
[1]中国可再生能源学会风能专业委员会.2012年中国风电装机容量统计[J].风能,2013,(3).
[2]李俊峰,蔡丰波,唐文倩,等.中国风电发展报告2011[M].北京:中国环境科学出版社,2011.
[3]袁剑波,郑健龙.工程实践能力:培养应用型人才的关键[J].高等工程教育研究,2002,(3).
[4]李录平,张拥华.基于工程意识和能力培养的理工院校实践教学改革与探索[J].黑龙江教育,2010,(4).
[5]李录平,张拥华,周键,等.高等学校实践教育多维度理念探析[J].中国大学教育,2011,(11).
[6]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).
【基金项目】常州工学院教学改革研究课题(项目编号:J120324;J120305)。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)10-0247-02
引言
新能源产业人才培养落后于产业发展,培养新能源方面专业技术人才已经成为当务之急[1-4]。新能源科学与工程专业是教育部2011批准的第一批战略性新兴产业专业,涉及的学科领域广泛,属于交叉学科,涉及物理、能源与动力工程等多个学科。目前国内对该专业的专业课程体系设置存在专业定位、培养方向模糊;专业基础课程与专业课程的知识结构不成体系;缺乏合理的实践、实训体系等诸多问题。如何依托众多的所属学科,明确准确的培养人才定位,构建可操作性强、结构合理的课程体系是新能源科学与工程专业建设迫切需要解决的问题。
1.以地方产业背景为引导,明确培养方向定位
围绕长三角地区光伏产业背景,依据学校创新型应用人才培养目标,创新教学理念,提炼新能源科学与工程专业的培养方向与专业特色。
为适应创新型应用人才培养目标,围绕学校“让每一个学生都获得成功”的办学理念,创建“以人为本,因材施教,学、做、创并举”的教学理念,为教学改革和创新型人才培养引领方向。围绕长三角地区的新能源产业背景,尤其是光伏产业,确定常州工学院新能源科学与工程专业以光伏技术为培养方向,培养从事可再生能源,尤其是光伏技术开发与应用系统的设计、开发、测试、运行、管理等方面的具有创新精神的应用型高级工程技术人才。
2.以“新能源产业链”为主线,构建纵横协同的专业课程体系
根据学生的认知规律,依据“以人为本,因材施教,学、做、创并举”的教学理念,结合新能源技术的理论与实践特点,以“新能源产业链为主线”构建纵横协同的专业课程体系,课程体系如图1所示。实现专业知识覆盖到“新能源材料开发”、“新能源器件制备”、“新能源应用系统设计”等整个完整的新能源产业链。
纵向以“新能源产业链中的各种技术能力培养”为主线,建立适应新能源技术学科特点,涵盖新能源材料开发技术、新能源器件制备技术、新能源系统设计与应用等三大系列的“模块化、系列化”完整的课程体系。横向按知识体系与认知能力模块化专业课程,以“机电基础”与“理化基础”为两个专业基础模块、以“光伏技术”为专业主导线、“测试技术”为专业副主线、“各种新能源技术”为专业支撑线,“能源管理”为专业特色线四个专业模块,共六个课程模块。在课程体系范围内,根据培养目标的要求,完善教学大纲,科学合理的设置各个系列各门课程的“多样化”内容。
3.以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系
以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系,如图2所示。纵横之间通过综合实训、课程实验、生产实习、课程设计、毕业设计等环节有机联系,协调运作,有效解决传统实践教学内容依附于理论课程进行划分,模块之间关联度小,知识体系缺乏连续性、系统性的问题,更好地适应信息时代的需求。
将学生实践能力的培养贯穿于实验、课程设计、毕业设计、技能培训、参加科研项目、创新训练项目、各种学科竞赛等实践教学活动的全过程,体现“全程化”。注重工程实际应用能力的培养,大部分课程设计、毕业设计的选题来自于各类科研项目,科研反哺教学,使学生受到更为系统的工程训练,体现“工程化”。针对基础、能力不同的学生,在实践能力培养上提出不同层次的要求,不搞“一刀切”体现 “多元化”。
4.结语
紧密围绕长江三角洲地方光伏产业背景,确定常州工学院新能源科学与工程专业以光伏技术为培养方向;根据学生的认知规律,结合新能源技术的理论与实践特点,以“新能源产业链为主线”构建纵横协同的专业课程体系;以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系;探索出与产业背景紧密结合、具有明显特色的专业课程设置,带动人才培养体系创新,实现教育教学质量提高。培养多层次的光伏方向的专业人才,服务于地方经济的发展。
参考文献:
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