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中图分类号:G642;TK0-4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0171-03
Talking About Professional Introduction Course of Energy and Power Engineering
Li Jianzhong1 Yuan Li2 He Xiaomin1 Mao Junkui1 Zhang Jingyu1 Shi Bo1
(1.Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System,Nanjing Jiangsu,210016,China;2.PLA University of Science and Technology, School of National Defense Engineering,Nanjing Jiangsu,210007,China)
Abstract:Based on training of professional talents and demand for talents of energy and power engineering,and also in view of school-running characteristics (aviation,aerospace,civil aviation) of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics and course highlights of energy and power engineering,professional characteristics and training objectives of energy and power engineering were introduced and the necessity of establishing professional introduction course was analysed.The teaching methods of theory and practice for professional introduction course of energy and power engineering were discussed.
Key Words:Energy and power engineering;Professional introduction;Teaching method;Professional characteristic
高等学校是培养专业型人才的摇篮和基地,制定合理的培养方案、设置具有综合体系的专业课程、配套相应的实践教学平台、改进教学方法、提高教师水平等是实现循序渐进地引导学生快乐学习、轻松了解和掌握专业技能及成为高技能专业型科技人才的保证。专业课程设置关系到如何让学生“喜欢学”、如何让学生知道“学什么”、及如何让学生掌握“如何学”。专业导论课,是进行系统专业学习的先导和铺垫,是引导学生了解所学专业和相关专业的入门课程,有利于帮助大学生尽早了解所学专业性质、培养专业兴趣、掌握专业学习方法、规划自身发展,能够起到重要的导航作用[1]。
1 专业特色及培养目标
国家即将启动以航空发动机/地面燃气轮机为核心的高效动力装置重大科技工程专项,明确提出要突破高性能动力装置的核心关键技术,提升我国各类核心装备、重大机械设备动力系统的自主保障能力。我国能源供需矛盾尖锐,结构不合理,能源利用效率低,一次能源消费以煤为主,化石能源的大量消费造成严重的大气污染,雾霾天气不断,严重影响人类的健康。如何满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用,对能源科技发展提出重大挑战。国家正在推进清洁能源开发与高效利用技术、节能减排技术、高效动力技术等为主的多项计划,作为涵盖能源、动力及环境领域的核心学科之一,能源与动力工程学科必将在新能源开发与综合利用、高效低污染排放动力技术、节能减排技术等领域发挥关键的科学与技术支撑作用,为我国早日实现节能减排的宏伟目标提供强有力的技术保障,发展前景广阔。国家重大计划和实施纲要为能源与动力工程专业的发展提供了广阔和美好地前景,该专业迎来了历史性的发展机遇,同时也带了巨大地挑战,尤其在综合素质高、创新能力强的能源与动力工程专业人才培养方面,对如何进一步办好能源与动力工程专业、提高本科和研究生教学水平、做好高水平人才培育基地提出了更高地要求。
大部分刚踏入大学校门的新生对自己专业认知及毕业后从事工作岗位了解甚少,对大学生活和专业学习既好奇又迷茫,同时,中学阶段被动式学习和吸收,学习时间紧,作业量大,承受具大考试压力,而进入大学以后,很多学生像脱缰的野马,摆脱了家长和老师的束缚,学生的自主学习、独立学习积极性降低,失去学习目标。鉴于此,一般高校在大一期间都设置了专业导论课,不仅要指导学生解除在该专业一些问题上的困惑,还要能引导学生更好地适应大学生活,帮助学生领会大学的学习方法及提升自主学习能力,消除学生的不适应性以提升学生自立、自主学习的能力,帮助学生更好地规划学习,实现学习目标。专业导论课教学内容一般包括:(1)介绍专业背景和专业特色。(2)专业人才培养方案的课程体系及相互逻辑关系。(3)涉及的基本专业知识、专业拓展及交叉学科。(4)本科和研究生学科的对接关系。开设专业导论课可以帮助学生了解未来的就业和发展趋势,增强专业学习兴趣,为顺利完成大学学业奠定基础。高中生进入大学后,常常因为不适应大学学习生活环境、不明确自己努力的方向而迷茫、放松自我约束,不能快速顺利地完成由高中生向大学生的角色过渡,造成学习成绩和思想滑坡。教学实践表明,开设专业导论课程有利于学生了解专业,激发学生学习专业课的兴趣,对以后学习专业及专业基础课具有良好的导向作用。探索在本科低年级阶段开设专业导论课程对教学质量的提高、学生素质培养具有重要意义[2]。高校应该在更新教育观念、加强教学管理、集中优势师资、编写特色教材等环节着手进行改革,全面推进专业导论课的开设,切实提高人才培养质量[3]。
南京航空航天大学能源和动力工程专业传承了本校的航空、航天和民航特色,长期致力于动力领域的基础研究及相关技术,形成了高效燃烧组织、强化换热理论及应用、复杂流动仿真与控制、新概念动力装置设计等多个优势明显的特色方向。能源与动力工程专业紧密结合国家和江苏省工业和国民经济发展,以科学技术转化生产力为目标,为国家和地方经济发展提供重要技术支撑和人才储备。南京航空航天大学的能源与动力工程专业在多年的专业建设和发展过程中,始终弘扬学校“负重奋进、献身国防,唯实创新、志在超越”的办学精神,把人才培养放在首要位置,研究能力持续攀升,产学研效果突出,素质教育特色出众,创新型优秀人才培养成效突出,教学改革、课程群建设及国际交流不断完善和进步。因此,南京航空航天大学的能源与动力工程专业以素质教育为导向的人才培养体系特色突出,国防特色鲜明,基础研究能力和服务地方经济发展能力出众,师资力量雄厚、专业综合实力强,具备了非常广阔地发展前景。
专业课程群是优化学生知识结构、培养学生创新能力、提高学生工程技术能力的基础,直接影响实验实践教学体系和师资队伍的建设。借鉴国外著名大学中相关专业的培养方案及课程体系设立模式,在充分考虑南京航空航天大学能源与动力工程专业特色的现有培养方案基础上,增加了实践性教学环节在专业教学计划中的比重,强调学生的应用知识和实施能力。该专业发展核心专业课程体系的核心指导思想为完善基础类课程体系、优化课件,建立了开放式虚拟热工基础试验系统,提升教学效果;建设了燃气轮机动力系统、节能减排、新能源利用3个核心课程群,理顺各门课程知识领域的相互关系,遵循教育教学规律,突出特色,逐步完善该专业的课程知识体系,以流体力学、热工学为理论基础,辅助以机电、计算机和控制等学科的理论知识,培养具有高尚人格品行和社会责任感,具备扎实的理论基础和专业水平,熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术的专业人才,可以从事能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等的工作。
2 专业导论课的教学方法
专业导论课作为学科启蒙课程之一,旨在促进低年级学生在较短时间内概略了解自己所学专业的概念、内涵、地位、作用、专业现状、应用前景,增强新生学习目的性,激发学习兴趣和动力,引导学生对该专业的人才培养计划和培养目标、课程体系等了解,提高学生对所学专业的认知度,培养学生专业感情,有助于学生确立专业学习目标,促进学生以积极的心态投入未来的学习生活[4-6]。专业导论课从培养方案讨论开始,让学生总体了解大学的培养模式,了解课程设置的特点,了解每门课的作用以及各课程之间的关系等,帮助学生认识到其在低年级所学在高年级有所用。不仅有助于学生提高学习兴趣,更有助于学生制定中长期学习计划。
南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课采取理论教学和实践教学相结合的方式,培养学生对所学专业从宏观上了解该专业的课程体系和课程结构。理论教学环节,专业导论课的授课采用多位教师和专家联合授课的方式,通过专业负责人对能源与动力专业培养方案解读和相关专业老师以航空、航天、民航及相关领域为背景进行具体的专业介绍,让学生对所学专业有更深地了解。重点强调普适性教学,授课内容不包含具体方法、原理等,专业内容选择上应全面,表现形式应具启发性,且新颖、形象,具有一定的综述性,深浅适当。课堂上创设更加宽松的学习氛围,多些特色、多些思考、多些讨论、多些实践。专业导论课的教学目标设计成具有引导学生认识专业、了解专业,促使学生热爱专业、明确个人发展规划。实践教学环节,安排现场参观、实验演示等,对提升学生的学习兴趣、调动学生学习积极性具有作用积极。学生组队专题讨论,就某个同该专业领域相关专题开展调研和论述,合作撰写论述报告,小组成员上台讲述并分别回答如下问题:选题同该专业有何联系?目前发展状态?未来发展趋势?可能会涉及哪些知识?该专业哪些课程会涉及这些知识?该选题同哪些企业和研究机构相关等?南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课以宽松、多样化的教学安排调动学生学习的积极性和提升学习效果。为了实现能源与动力工程专业导论课在有效教学中的作用及其实施对策,在本科专业建设项目“能源与动力工程专业导论视频课”的支持下,拍摄并制作了八个单元的能源与动力工程专业导论课程视频,在学校网络教学平台上建成课程网站、上传主要课程PPT、课程视频、课程教学大纲等材料,学生可以更深入学习该课程和深入了解该专业。
3 结语
专业导论课是为大一新生能够初步了解专业知识、掌握学习方法、做好职业生涯规划的一门启蒙和科普课程,启发、调动大一新生的自主学习积极性,引导新生熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术等知识,了解能源与动力工程专业涉及能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等行业,引导学生热爱所学专业、进行大学成长规划及职业生涯规划及实施,逐渐提高自主学习能力,有计划地进行自我培养。能源与动力工程专业导论课教学模式是采用专业组长和同行专业教授配合理论教学和实践教学的灵活性和多元化教学方法,使得专业导论课程能够很好地激发学生的参与意识和学习兴趣,帮助学生掌握专业学习方法,为高效地学习后续专业知识打下了坚实的基础。专业导论课是引领大学生建立专业自信心和专业归属感、走入专业领域的向导,在大学一年级新生在大学的学习和成长过程中,具有重要的领航作用。
参考文献
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[3] 杨晓东,崔亚新,刘贵富.试论高等学校专业导论课的开设[J].黑龙江高教研究,2010(7):147-149.
[4] 张燕.为大学新生开设“专业概论课”的探讨[J].教育与职业,2014(11):154-155.
关键词:能源与动力工程;网络教学平台;混合式教育
作者简介:代乾(1981-),男,河北沧州人,天津城市建设学院能源与安全工程学院,讲师;王泽生(1964-),男,天津人,天津城市建设学院能源与安全工程学院,教授。(天津 300384)
基金项目:本文系天津城市建设学院2012年度教育教学改革与研究项目(项目编号:JG-1207)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)05-0074-02
2012年9月,教育部颁布实施新的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》,热能与动力本科专业更名为能源与动力工程专业。由专业名称可见该专业的内涵更加广阔和深远,从而也说明随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题地提出,社会对人才的培养提出了新的要求。目前,大约有170多所高校设置了热能与动力工程专业。[1]随着经济的发展,能源与环境逐渐成为世界各国所面临的重大科技和社会问题。培养高素质的具有创新意识的能源工程专业人才是本学科义不容辞的责任。而热工系列课程作为重要的专业基础课程,其重要性不言而喻。合理的课程体系是体现教育教学理念的重要载体,是实现专业培养目标、构建学生知识结构的中心环节,建立适应社会主义市场经济发展需要、体现热能动力技术学科内在规律、科学合理的课程体系极为重要。[2]为了使该课程适应新的要求,非常有必要对其进行一定的改革,以培养适应21世纪社会发展需要的人才,同时对推动我国可持续发展战略具有重要的意义。
一、实施混合式教育方式
开发混合式学习方案的关键因素在于确定适当的时机,使用适当的混合方式,为适当的学生施行教学。而教师想要运用适当的混合方式需要考虑学习地点的设置、信息传输技术及时间的安排、教学策略和绩效援助策略等。[3]混合式教学模式一般可分为以下几个阶段:[4-6]
1.前期分析
学生作为学习活动的主体是有认知、有情感的,学生本身的知识水平、学习能力和社会特征都对学习的信息加工过程产生影响,教师进行学生特征分析有助于了解学生的学习准备和学习风格,从而为后面的学习环境设计和媒体的选择提供依据。
2.混合式教学的组织与管理
教师应按照教学进度有针对性地选择和设计教学活动,同时要参照已经设计好的课程目标、课程内容及其呈现形式,将其与具体的章节知识点相关联。教学活动的作用在于为学生创造具体的学习情境,并加强师生、生生之间的交流互动,因此恰当的教学策略对于教学活动的顺利展开尤为重要。
3.网络教学平台及教学资源建设
网络的对于教学来说不应当只是教学内容,而更多的应该是支持教学交互、教学评价和教学管理,教学交互、教学评价和教学管理是保证教学质量的重要环节,这就需要有一个集教学内容与管理、课堂教学、在线教学交互、在线教学评价、基于项目的协作学习、发展性教学评价和教学管理等功能于一体的网络教学平台来支撑混合式教学。本校对“工程热力学”、“传热学”、“工程流体力学”原有的教学网站进行了全面改版,并于2010年先后投入运行。其中“工程热力学”课程教学网站主页如图1所示。网站按照省部级精品课程的要求制作,网上教学内容详实,包括课程的概况、教学文件、习题及答案、实验实践教学等各种资源。学生可通过浏览网站学习更多的知识,这对课堂教育来说是一个非常有益的补充,并有助于实现教与学的互动。
二、教学内容优化
“工程流体力学”是理解能源动力系统工质流动与流量、能量分配的基础。“工程热力学”是研究如何充分和有效利用能量的学科,其基本内容是热力学基本定律和工质热物性、热过程的研究,是理解能源动力系统中能量转换基本规律和提高系统能源利用效率的理论基础。“传热学”研究热量传递的基本规律,是理解和控制能源动力系统热量传递过程的理论基础。“热工学”集成了“工程热力学”、“传热学”的基本理论和核心内容,为能源动力类安全工程专业等提供必要和少量学时的热工理论基础教育,也是其他非能源动力类专业节能技术及应用的理论基础课程。“热工测量技术”和“流体热工基础实验”课程则是关于“工程流体力学”、“工程热力学”、“传热学”的实验理论的技术基础课程,旨在揭示相关课程的实验研究目标、原理、方法以及应用。
1.热工系列课程间内容关联性分析
(1)“工程流体力学”与“工程热力学”在教学内容的关联性之处主要体现以下两个方面:“工程流体力学”中的一维无粘性重力流体流动能量方程(伯努利方程)与“工程热力学”中的热力学第一定律稳态稳流能量方程式具有相同的理论基础,后者是普遍适用的能量方程式,而后者是前者在一维无粘性重力流体条件下的特例和不同的表达方式;“工程流体力学”中的可压缩流体流动基础与“工程热力学”中的气体和蒸汽的流动研究对象及理论基础完全相同,只不过研究的侧重点不同,前者强调流动特性,后者注重能量传递与转换过程。
(2)“工程流体力学”与“传热学”课程在教学内容方面具有紧密的关联性和延续性,主要体现在“工程流体力学”中粘性流动方面与“传热学”中对流换热方面的相关内容,具体为:
1)研究对象均为传递现象,“工程流体力学”研究的是动量的传递,而“传热学”研究的则是热量的传递,其规律及分析方法具有类比性。首先,传递驱动力分别为速度差和温度差;其次,传递方式均为分子扩散和对流扩散,其中对于分子扩散基本规律两者具有类似的形式,即牛顿摩擦定律及傅里叶定律,也均有描述传递能力的物性参数,即运动粘度(m2/s)和热扩散系数(m2/s),而且流动边界层与热(温度)边界层具有相似的定义和相同的边界层结构;最后,描述传递现象的控制方程,即动量微分方程式(N-S方程)和能量微分方程,也具有相似的形式。这也是“传热学”中动热类比分析方法(类比律,即将阻力实验结果直接用于表面传热系数的计算)的理论基础。
2)如果粘性流体流经壁面且具有与壁面不同的温度时,就会同时发生动量传递和热量传递现象。此时“工程流体力学”与“传热学”研究的是同一现象的不同方面的特性,即阻力特性和传热特性。一般阻力特性是传热特性研究的基础,某些特殊情况(流动及对流换热具有耦合特征)下两者相互影响,如流体外掠平板的层流与紊流流动及对流换热、圆管内层流与紊流流动及对流换热、外掠圆柱的层流与紊流流动及对流换热、各类自由流动及对流换热等等。显然在此类教学内容中,“工程流体力学”是“传热学”的基础。
3)具有相同的分析、计算方法。正是由于动量方程和能量方程具有相似的形式,理论分析法(包括微分方程组求解及积分方程组求解)、模化实验方法(相似原理)、数值计算方法均可应用于阻力特性和传热特性的研究,甚至同一数值计算商业软件(如FLUENT、ANSYS、PHINICS等)可同时分析求解同一现象的阻力特性和传热特性。因此在研究方法上,“工程流体力学”与“传热学”是并行的或者说是相同的。
(3)“工程热力学”与“传热学”课程在教学内容具有关联性之处主要体现以下两个方面:“工程热力学”中有关热量传递只是讨论热力过程中热量传递的量,而“传热学”研究的是热量传递的机理、方式、影响因素、计算方法。在“热力学”中热量的单位是q(J/kg),而“传热学”中热量(热流密度)单位是q(W/m2),可见后者强调的是热量传递的速率及能力,而后者以前者的理论(即热力学第一定律—能量守恒规律)为基础;“工程热力学”中有关湿空气焓及含湿量变化规律与“传热学”中的热质交换有着内在联系。如电厂冷却塔中,“工程热力学”讨论了其工作原理及状态参数的变化,而“传热学”则讨论了其热湿交换的具体方式和传递速率。
2.热工系列课程教学内容体系优化原则
依据培养方案,流体热工系列课程时间安排顺序是“工程流体力学”—“工程热力学”—“传热学”(或“热工学”)—“热工测量技术”,“流体热工基础实验”课程与上述课程并行安排。因此,热工系列课程教学内容体系优化按照以下原则进行:
(1)安排在前的课程。教师除完成本课程教学内容外,须根据上述各课程之间知识点的关联性,有意识地为后续课程涉及的内容打下牢固的理论基础。“工程流体力学”课程的教师需要向“工程热力学”、“传热学”课程任课教师了解相关的内容,如一元绝热稳定流动的能量转换规律、相似原理等等,在“工程流体力学”的教学中兼顾这些内容的教学需求。
(2)安排在后的课程。教师依据上述各课程之间知识点的关联性分析,在相关内容的教学过程中,须了解前面课程任课教师的授课内容和方法,精选授课内容,避免不必要的重复,使该课程与前面课程有机衔接,且注意采取比较教学法,让学生更容易掌握课堂知识。
(3)“热工测量技术”和“流体热工基础实验”课程。课程任课教师应了解和引用其他理论课程相关教学内容,使实验教学与理论教学内容有机结合。如温度测量,教师除加强温度测量原理、仪表、标定及使用方法教学外,对于高速气流温度测量,需引用“工程热力学”中气流一维绝热流动能量方程以及滞止温度和气流温度的关系等相关理论知识,说明气流速度对温度测量误差的影响;而对于高温气流温度测量,需引用“传热学”的辐射换热相关理论,说明辐射对测温误差的影响以及消除误差的措施;而对于铠装热电偶或在加温度计套管情况下,还需引用“传热学”的通过肋壁导热的相关理论,说明套管的存在对温度测量误差的影响以及消除误差的措施。
三、结束语
经过一定时间的教学体验和学生的反馈表明,该教学模式使教学效果得到很大提高。笔者认为在以后的教学当中,要把这种模式继续深化并推广到其他课程的教学当中,热工系列课程的教学改革也必然会取得成功。
参考文献:
[1]宋文武,符杰,李庆刚,等.关于构建“热能与动力工程”大专业多方向课程体系的思考——基于培养复合型应用人才的视角[J].高等教育研究,2011,28(4):44-48.
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[4]Driscol1 M.Blended learning:Let’s get beyond the hype[J].learning and Training Innovations[R].2002.
关键词 能源与动力工程专业;实践能力;在线学习
中图分类号:G642.44 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)03-0159-02
1 引言
本科工程教育作为高等教育体系的一部分,为推动我国经济建设快速发展和社会进步培养一大批高素质人才。随着我国高等素质教育发展、经济结构不断调整以及科学技术的发展,工程科技人才的就业形势发生巨大转变,传统的人才培养模式和人才培养结构难以适应社会发展对专业人才的需求。在新的历史环境中,必须对我国工程教育进行改革,这样才能适应社会的发展需求。传统的人才培养模式下,学生的实践能力、可持续发展能力以及跨学科解决实际问题的能力明显不足。实践教学是工程教学的有机组成部分,但是在传统教学过程中,实践教学并没有引起应有的关注,构成传统教学中的薄弱环节,成为制约人才培养质量的主要因素之一。在高等院校进行工程教育过程中强化实践教学环节,可以提高学生解决实际问题能力。
2 教学现状分析
在人才培养目标上,加强高校各专业学生的专业实践能力培养是我国现阶段人才培养目标的一个重要改革方向。随着我国素质教育的不断发展以及现代教育技术手段在工程技术教学中的广泛应用,高校教学环境和教学条件得到很大改善,改变着大学生的学习方式,运用信息化教育手段强化学生的学习效果更加受到重视,传统的课堂教学和在线学习等结合更为紧密。但相对而言,教学理念和教学模式、方法与手段都偏重于对知识型人才的培养,对工科高校学生的专业实践能力培养有所忽视。因此,加强学生专业实践能力培养,迫切需要教学环境和教学手段的革新,以发挥新的技术手段对学生专业实践能力培养的支持作用。
学生的实践能力培养一般开始于大学三年级接触专业基础知识阶段。此时学生也逐渐开始专业基础课和专业课的教学,在该阶段开始着手培养与其专业相关的系统的初步认知能力和专业兴趣,主要体现在强化学生的专业学习兴趣,从而也强化其专业理论知识的学习效果。在理论知识与专业实践能力培养方面,目前的信息化教学较为普及,在线学习具有教学资源多样化、集成度高、交互性强、强调学习的自主性、能够激发学生学习的动机等优势,同时学生可以在网上进行更为透彻的专业学习。相比枯燥的文字性的理论知识,学生更喜欢数字化的教学模式,应增强这方面的资源建设与教学应用。
北京建筑大学能源与动力工程专业已经开设多年,在教学设备和师资力量配置上也日趋完善,现有的教学资源包括中法实践基地在内也相当丰富,目前应着力于在提高学生专业实践能力方面下功夫,尤其是在学生的专业课学习阶段,适时加强实践能力的培养。
3 措施分析
提升专业认识能力 在专业课教学过程中,如果学生对所学的专业知识缺乏,包括感官上对专业现场的设备及系统缺乏专业认识,学习思路上就会相对混乱,学习过程了解不够、不清晰,因而也不利于专业课的课堂讲授学习。因此应在专业课开始前,让学生进入施工现场或既有的工程系统,对本专业初步了解,形成初步认知。目前,对于能源与动力工程专业的认识类实习,中法平台是学生认识实习的一个选择。该平台中包含有供热锅炉、供热管网、散热器系统、制冷机组、空调末端系统、冰蓄冷系统、冷却塔系统等,并且该系统不是模型展示,而是可以进行实际运行的,是可以实际操作的系统,学生进行认识实习能够起到与在工程现场同样的实习效果。该实习基地就在校内,学生实习的时间相对灵活,同时可以保证充足的时间对系统进行认真学习。另外,校内大兴校区的供暖用锅炉房、西城本部小区的换热站等都可以接纳学生进行参观实习。校外的一些企业,比如燃气集团的燃气门站,热力集团的供热热源、换热站、管网等,太阳能生产企业、空调加工基地、地源热泵系统等,都是提高学生对本专业认识的很好的实践锻炼基地。
注重在线学习和工程案例学习 在线学习可以为学生提供更多的学习资源,交互性也很强,集成度高,可以激发学生的学习兴趣。通过多媒体在线演示,可以让学生对设备的运行及系统的整体构成有生动形象的认识。通过在线学习,锻炼学生自学能力,提升学生网上学习的基本技能,更好完成学习过程中的预习、讨论、提交作品等,引发深度思考,增强学习效果。工程案例环节可以让学生了解更多的实际工程,感受到学习基础知识的应用目的,从而更深层次地理解本专业的发展方向及对社会的价值,提高学习动力。对所学知识融会贯通,增强系统性,强化学习的目的性。
注重专业课学习过程的实验教学 实验教学可以提高学生实践能动性,在实验过程中加强学生的参与度,更好地加入实验环节,发现实验现象,激发学习兴趣和对实验的探究。实验环节是对教学过程的有效补充,有些内容仅凭课堂教学无法实现教学目的,尤其是关于一些实验现象的了解及现象产生机理的研究等,必须通过实验环节才能让学生真正明白个中原理。因此,实验教学在课程教学中占有重要位置。优化安排实验教学,组织学生探讨开展实验的方式、步骤、达到的效果等。
注重专业课末期的实践环节 在专业课授课结束后,应该安排至少2个学时让学生到现场进行本门课程的针对性实践,参观实践对知识的梳理和深度认识尤为重要。基于某个专业课开设的实践环节,其实是该门课程在实践中的一个总体应用,通过实践课程,学生会把课堂教学中那些已经分解的教学内容全部汇集起来,重新整理,形成总体框架。针对课堂中讲授的难点知识,也可以有针对性地在实践现场进行解决。为增强学习效果,应该避免将实践课移到学期末的总的实践周中进行。
针对专业课的课程设计应强化工程特性 课程设计的学时数应适时延长,实现工程设计的精细化,提高工程图纸的专业性。工程设计培养了学生运用所学知识的能力,也给将来更好地工作打下很好的基础。
参考文献
[1]刘全忠,王洪杰.能源与动力工程专业卓越工程师培养模式研究与实践[J].黑龙江教育学院学报,2013(12).
[关键词]毕业设计(论文);本科教学改革;本硕科研协作;教学质量
在日益竞争的高等教下,高校的教育要想在竞争中脱颖而出,必须增强学生对社会的适应性,不但要有丰富的理论知识还要有较强的实践与动手能力。毕业设计是实现专业人才培养目标的综合性实践教学环节,对于我校能源与动力工程专业的学生来说,毕业设计还是学生从事电力相关行业设计、运行、管理和科学研究最初尝试。毕业设计的学习环节,能够帮助学生增强理论知识还能进一步了解行业标准、应用专业知识和专业软件,认识行业市场,最终提高其专业素养。通过方式和方法上的创新和尝试,正确引导学生在毕业设计中发挥想象力和创造力,使毕业设计成为学生深造和就业过程中提升能力的良好平台,也是增强学生社会工作实践的重要教育环节。
一、学生在毕业设计中存在问题
首先,由于学生选题环节具有盲目性。毕业设计题目的选择关系到毕业设计的质量与价值。选题需要学生在大量查阅本专业相关文献基础上,结合毕业去向选题,才能使毕业设计这一教学环节达到最好的教学效果。而学校往往在公布各位指导教师的毕业设计题目后,要求学生在较短时间内选择自己的题目,对于从未从事科研工作的本科毕业生,了解毕业题目涉及的内容具有一定困难,因此在选题方面使学生产生一定的盲目性。其次,毕业设计时间短,学生学习能力参差不齐,指导教师对学生“一对多”式的指导与监督难以在短期内照顾到每位学生的学习。[1]工科本科毕业设计,包括调查研究、检索中外文献资料、试验方案设计与试验研究、试验数据处理、论文的撰写、绘图等工作。对于刚刚尝试科学研究的本科生,毕业设计的每个环节都需要指导教师逐一把关,详细指导。由于时间短师资力量的匮乏,使毕业生还没来得及了解选题就开始盲目实验或计算;研究结果未经过多思考就要开始撰写论文,使学生在整个毕业设计过程中处于被动状态,难以发挥主观能动性,毕业论文水平差强人意。最后,毕业设计过程中缺少团队的配合精神。培养团队精神是当前高校教育所面临的巨大挑战和必要解决的问题。目前的毕业设计撰写过程中反映了我国传统教育方式中缺乏团队合作训练的这种弊端。在根据老师布置的论文题目,独立的搜索、整理、分析材料,整个过程缺乏相应的配合与协调,使学生的个人能力增强,团队合作能力有所下降。[2,3]
二、教改分析与实施计划
随着每年毕业生考研数量的增加,我院每年升入高等学府继续深造的毕业生比例增加。在研究生教学的过程中,发现新生入学后学习效率普遍较低,专业知识不扎实,不能尽快了解导师的研究课题。为了夯实研究生入学后的专业基础,提高其科研能力,有必要使一部分研究生参与本科生毕业设计,在辅助指导毕业设计导师完成本科毕业指导的过程中,做到温故知新,为深入本专业科研领域奠定理论基础和实践能力。鉴于以上分析,本教改研究小组提出基于“本—硕科研协作”的能源与动力工程专业毕业设计模式研究。第一,在不同的设计阶段,根据指导教师的专长,为学生精心讲解毕业设计的基本知识。针对不同阶段的重点及难点内容,组织研究生与本科生讨论,要求学生做有准备的发言,并建立研究生与本科生的“一对一”学习模式,提高本科毕业设计的水平;并对指导教师—研究生—本科生共同的教师和学生进行奖励,提高学生毕业设计的能动性。第二,“本—硕科研协作”的毕业设计指导体制可以淡化本科生与研究生的概念界限,充分鼓励学生毕业设计的能动性,让研究生参与设计过程,更深入的了解其导师的研究方向充分发挥指导教师的专长,并增强了本科生与研究生之间的团队合作能力。第三,本科生的毕业设计题目在兼顾指导教师科研课题和毕业生市场需求和岗位技能的前提下,建立本科生与研究生的互动,及时吸取研究生学习的经验,拓展视野。第四,“本—硕科研协作”的毕业设计指导体制可以减少本科学生选题的盲目性。根据固有的毕业设计模式下,这一指导体制缩短了本科学生在了解题目内在内容必要时间,并有足够的时间查阅资料,检索文献,试验方案设计与试验研究、试验数据处理、论文的撰写、绘图等工作。避免了毕业生还没来得及了解选题就开始盲目实验、计算或者未经过多思考就要开始撰写论文;不会导致学生在整个毕业设计过程中处于被动状态。
三、教学改革探索初步成果
关键词:电力行业;能源与动力;专业建设
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)36-0113-02
能源是现代人类文明的支柱之一,能源类人才的培养一直是我国高等教育中不可或缺的一部分。在中国教育部(原国家教育委员会)《普通高等学校本科专业目录》的制订与修订过程中,与能源相关的专业随着学科的发展、社会分工的变革以及教育对象的变化不断地进行着调整。本着适应经济社会发展、社会需求的变化,适应高校多类型、人才培养多规格的需要和有利于复合型、创新型人才的培养的原则,与能源相关的专业从第二版的“热能核能类”中的四个专业经历第三版中的“能源动力类”的两个专业后,发展到2012年第四版“能源动力类”的“能源与动力工程”一个专业。《普通高等学校本科专业目录》修订过程中的专业调整,不仅为我们明确了专业建设的指导思想,同时也对我们提出了专业建设的新任务。
我校创建于1951年,1985年开始本科生教育工作,是一所电力行业为背景、特色鲜明的行业类院校。“热自”专业(即现在我校“能源与动力工程”专业的前身)设置于学校创立之初,是学校的老牌专业。在60多年的办学过程中,尽管专业名称经历了“热能工程”、“热能与动力工程”和“能源与动力工程”的变化,但是专业建设始终本着为电力行业服务的宗旨,努力打造“电力工程师的摇篮”,在课程体系的构建、实践环节的设计上侧重于培养电力行业内的能源专业技术人才,为我国电力工业培养了大量的专业人才。
2012年《普通高等学校本科专业目录》颁布实施,我校的“能源与动力工程”专业以此为契机,在专业建设方面,结合自身专业的背景情况,深入思考,在专业建设的某些方面又进行了有益尝试。
一、专业方向的设定
2012年颁布实施的《普通高等学校本科专业目录》第四版中能源动力类二级学科门类下列的专业仅存了“能源与动力工程”一个专业,使得该专业转型成了一个“大能源”范畴 内的专业。但是,从人才培养的规律来说,在拓宽专业面的同时,还是要“有所为,有所不为”。我校的“能源与动力工程”专业一直以为电力行业培养人才为主,是侧重于电厂的热能动力,这个主线条不应改变。但同时考虑到即便是电力行业内的人才,在实际工作之中也要“术业有专攻”的实际情况,我们的“能源与动力工程”专业人才的培养既不能过于宽泛,又不能过于单一,培养方案最好能够体现在一定行业领域的多元化培养。
人才的培养源于社会的需求,专业的培养方案应以满足社会人才的需要为首要目标。多年来,我校教师与电力行业企业紧密接触,及时掌握人才需求的发展动向,同时对毕业生就业后的实际工作岗位进行一定的跟踪,在掌握一定信息的情况下了解到,电力行业内所需要的能源动力工程专业人才也在发生着一定的变化,从以往传统的电厂运行人员为主,已经悄然衍生出污染物控制、清洁能源、节能、能源管理等多种人才的细化。
综合前面专业设置变化和人才需求细化两种情况,我们结合学校多年来对电力行业内“能源与动力工程”专业人才的培养经验,发挥自身专业特点和优势,以专业方向的多元化设置为切入点,在培养方案中,通过课程的设置,凝练和体现出三个专业方向:电厂热能动力、洁净发电技术和节能与能源管理。“电厂热能动力”方向继续秉承和发挥学校的专业特色,旨在培养电力生产运行、检修方面的人才;“洁净发电技术”方向紧跟我国的能源和环保的发展趋势,侧重于培养学生在污染物控制和新能源方面的素养;“节能与能源管理”方向结合建设资源节约型和环境友展节好型社会的客观需要,培养有节能意识、熟悉节能管理、掌握一定节能技术的能源计量与管理人才。
二、课程体系的的构建
课程体系的构建是否合理决定着培养目标是否得以实现,直接关系到人才的知识储备,课程体系中课程的配置需要从多方面综合考虑,即要形成较为完成完整的人才培养课程体系,又要能体现出的专业方向的设置。
能源动力工程专业是一门内容丰富而又广泛的学科,所涉及的课程较多,为了合理配置课程,我们按照学校教务处的要求,设置了公共基础课程、专业领域课程、拓展选修课程、集中实践教学四个模块。在这四个模块中除了公共基础课程模块与专业本身的直接关联度不大外,其他三个模块都与专业关系密切。
考虑到“工程流体力学”、“传热学”、“工程热力学”、“工程燃烧学”、“锅炉原理”、“汽轮机技术”、“热力发电厂”等专业基础课和专业课是我校能源动力工程专业的传统课程,这些课程的知识是无论哪个专业方向的学生都应该掌握和具备的知识,在课程体系中,将这些课程设置在必修的专业领域课程模块中,以确保每名能源与动力工程专业的学生都必须学习这些课程。
而在体现我校“能源动力工程专业”专业方向的多元化方面,我们在灵活性较大的拓展选修课程模块中动足脑筋,在满足学校课程学分设置的前提下,在拓展选修课程模块中精选课程,使得拓展选修课程模块中课程都与各自的专业方向相契合,比如“电厂热能动力”专业方向设置“单元机组及集控运行”、“超临界和超超临界参数机组”等与电厂实际联系紧密的7门课程,“洁净发电技术”专业方向设置“洁净煤技术”、“可再生能源发电技术”等与清洁发电有关的8门课程,“节能与能源管理”专业方向设置“能源管理与审计”、“节能技术概论”等能源管理类的8门课程。与此同时,为了满足部分学生对拓展专业视野的需求,又将拓展选修课中不同专业方向的选修课相互打通,允许学生跨专业方向选修课程,使得拓展选修课程模块中课程的选修灵活性更强。
在集中实践环节的实践教学设置中,继续秉承“重传统,拓方向”的思想,无论哪个专业方向的学生,都要求参加下电厂的专业实习、仿真实习和“锅炉原理”、“汽轮机原理”和“热力发电厂”三大专业课程的课程设计等实践环节,以保证我校能源与动力工程专业学生的电力特色。此外,对三个专业方向又各自设立了自己的实践教学环节:“电厂热能动力工程课程设计”、“洁净发电技术课程设计”、“节能与能源管理课程设计”,来体现专业方向侧重的不同。同样也允许学生跨专业多选其他专业方向的实践环节。
三、师资队伍的建设
师资是培养方案的执行者,良好的师资队伍是教学质量的保证,我校的能源与动力工程专业一直非常重视师资队伍的建设,采用引进与培养相结合的方法建设师资队伍。
首先,我们从外面引进高水平人才来补充新专业建设所需的专业教师扩充我们的师资队伍。近几年,我们有针对性地从国外引进上海市“东方学者”两名,提升了师资队伍在分布式能源与制冷领域的专业水准;从电力行业的研究所和一线企业引进了经验丰富的高职称人才和实验人员,增加了有工程经验的师资力量。
其次,我们从培养自身教师入手,通过进修学习、产学研合作、“双师计划”培训等多种方式提高教师的学术水平和工程水平。近几年,我们选送了1名优秀教师赴美国进行为期一年的风能发电方面的学习交流;先后选送若干名教师去西安热工院、外高桥电厂等行业内单位进行产学研合作;每年都有序地选送教师进行“双师型”(教师和工程师)人才的培训。
最后,我们还在日常教学工作过程中对教师的教学工作精益求精。在新教师入职初期,我们要求新教师都必须参加上海市教委组织的“新教师岗前培训”。在教学方面,提出“先做学生再做老师”的要求,无论新进教师在科研上有多深的造诣,规定新进教师第一学期随老教师听课、辅导,并由专人传、帮、带。第一次开课前需通过内部试讲后才能踏上讲台。
四、课程建设工作
课程教学是学生获得知识,发展能力和素质的重要途径,课程建设是高等学校的专业建设的基础工作,加强课程建设是有效落实培养方案,提高教学水平和人才培养质量的重要保证。
在课程建设方面,我们根据课程的内容和任务,明确出3门专业基础主干课程和3门专业主干课程。对于这几门课程先后进行主干课程、校级精品课程、上海市教委重点课程和上海市精品课程等几轮课程建设工作。经过几年的积累,我们的主干课程已全部成为校精品课程,4门课程为市教委重点课程,3门课程进级上海精品课程行列。除此之外,我们还进行一系列的教学改革工作,《面向行业一线的热力透平类课程教学改革》荣获上海市教学成果三等奖。这些工作有力地支持了培养方案更好的执行。
五、结束语
我校的能源与动力工程专业电力特色鲜明,在多年办学经验和基础上,结合电力行业对人才的要求,在如何培养具有电力特色的能源动力工程人才方面进行以一定的探索,也取得了一定的成效。但同时我们也意识到专业建设工作是一个任重而道远的工作,永远没有终点,如何进行专业建设工作,我们还将继续积极进行探索。
参考文献:
[1]中国教育部.普通高等学校本科专业目录.1987年(第二版),1998年(第三版),2012年(第四版)
[2]杨晴,等.新能源科学与工程专业建设探索与实践[J].中国电力教育,2008,9(1):66-68.
关键词:能源与动力工程;生产实习;教学改革
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)33-0118-02
生产实习是高等院校工科类专业重要的实践性教学环节,生产实习的质量直接关系到学生的实践能力、创新能力及综合素质的培养过程。[1,2]在能源与动力工程专业的教学计划中,生产实习尤为重要,旨在将专业理论知识与工业现场相结合,使得学生对发电厂设备的启停、运行以及日常的监控维护方法及程序有一个较为深入的了解。学生通过生产实习,能够提升学生综合运用各学科知识的能力,分析和解决实际发电厂运营问题的能力。[3]为了培养独立从事能源与动力工程行业的应用型工程技术人员,适应21世纪创新型人才、复合型人才的社会需求,结合近年来指导的能源与动力工程专业生产实习的实践经验,对该专业生产实习教学模式做了一些新的探索。
一、能源与动力工程专业生产实习教学改革的必要性
目前三峡大学能源与动力工程专业分为热动和水动两个专业方向,热动方向的学生主要在热力发电厂完成生产实习任务,水动方向的学生则在大型水电站完成生产实习任务,实习时间均为2周。基于能源与动力工程专业的人才培养方案,目前的这种实习模式基本能够完成培养方案规定的生产实习内容,但也存在一些不足亟待改进。
1.实习基地建设需要加强
三峡大学能源与动力工程专业与大型水力发电厂、热力发电厂进行合作,建立了稳定的校外实习基地。目前,开设能源与动力工程专业的大部分高校生产实习都集中安排在大三下半学年或大三结束时进行。在这期间,各个电厂除了接待能源与动力工程专业的学生之外,还需接待电力系统及自动化专业、自动化专业、化学专业、管理专业等与电厂运营相关的其他专业的学生进行生产实习任务,这直接导致了短时间内大部分学生集中涌入各个发电厂。而现代的大型发电厂 一般都是大容量、多参数集中控制,接待能力十分有限。同时,各个发电厂受生产任务、安全指标、经济效益等多种因素的制约,一般也不愿意接待大批学生进行生产实习。这样,最终使得学生的实习内容受到限制,实习计划难以实施,实习过程比较草率,实习效果一般,难以达到锻炼学生,提高学生综合能力和创新能力的目的。
2.实习形式单一
三峡大学能源与动力工程专业的校外生产实习沿用了其他工科专业普遍采用的实习形式,即由专任教师组织学生去各个发电厂进行参观式学习,各个发电厂抽调技术骨干对锅炉、汽轮机、化学与水系统、除硫除尘装置以及电气设备等各个系统进行讲解。通过这种方式,以期学生对发电厂的整个运营流程有初步的了解,对电厂的日常维护、运营监控以及问题处理方式有一定接触。然而,在实习过程中,各个发电厂抽调的技术骨干有的善于表达,有的不善表达,并且他们对学生专业知识的掌握情况也不十分了解。实习内容的设置比较有限,实习内容的讲解也受限于讲解老师的经验水平,学生在实习过程中很难有机会深入细致地学习,学生的创新能力、综合能力难以得到有效提高。
3.实习内容不尽合理
由于电力行业管理严格,对员工的综合素质要求极高,而对学生而言,鲜有机会上岗操作,学生的生产实习过程与校园内的课堂学习无异,依旧沿于听老师讲解,看老师操作,很难掌握电厂设备和系统的启停、运行及事故处理的方法。整个实习的内容也与课堂上的教学内容也有较大的重复性,而这些常规性实习内容很难激发学生的学习兴趣和创新意识,不能有效地培养学生的创新精神和工程实践能力。同时由于实习学生在一家单位的停留时间十分有限,一般为1周时间,实习单位客观上也难以安排完整、全面的实习内容。此外,电厂在运行过程中,电力事故的发生偶然性太强,学生在短时间内接触到的几率很小,对电厂的事故处理及分析方法还是只能听老师讲解。
4.实习考核标准软化
在现行的生产实习模式中,实习指导教师及发电厂的技术骨干处于主导地位,学生处于被动接受的地位,实习指导教师及发电厂的技术骨干商讨确定好相应的实习内容,学生跟随教师的节奏完成实习任务,该方式很难激发出学生的主观性和创造性。在实习过程中,发电厂的技术骨干讲解分配的实习内容,其他一切问题包括实习纪律和实习安全等,全靠实习指导教师协调解决。在大班实习过程中,实习指导教师一般为1名或2名,精力十分有限,难以兼顾全部学生,对学生实习缺乏有效指导和监督。实习结束之后的成绩评定主要取决于平时成绩和实习报告成绩,由于很难监控学生的整个实习过程,因此平时成绩很难把控,而仅仅依靠实习报告给出实习成绩,有失公允,没有真正考核到学生的整个实习过程。
综上可知,能源与动力工程专业现行的生产实习教学体系在实习基地、实习形式、实习内容以及实习考核标准等方面都还存在一些不足,难以满足现代企业所需的厚基础、宽口径、强能力、高素质的创新型人才、复合型人才的培养需求。
二、创新型生产实习教学模式的改革与探索
1.构建虚实结合的生产实习新模式
所谓虚实结合的生产实习模式,即将原来要求在电力生产现场完成的生产实习任务,分成在校内的虚拟平台和实际电力生产现场两方面进行。虚拟平台主要以仿真支持系统为主,内容全面但感性体验不够,实际电力生产现场针对性较强,但内容有限,深度不一。通过虚实结合,既能全面了解电力生产过程,又能有较强的感性体验。
面对能源与动力工程专业生产实习存在的实际问题,采取计算机及其他信息技术进行虚拟实习是一种新的尝试,目前也已经有了一些成功案例。[4]在学校的大力支持下,三峡大学(以下简称“我校”)针对热动方向专门建立了300MW发电机组仿真支持系统,针对水动方向建立了水轮发电机组仿真演示模型,通过调整生产实习的教学模式,加大仿真教学力度,既能保证实习内容的完整性,又能在一定程度激发学生的实习兴趣。
指导教师通过引导学生关注一些仿真实习中存在的问题及处理方案,学生带着这些问题,在现场实习时通过与技术人员讨论,加深理解。电力企业员工也非常乐意与学生进行技术交流,不仅调节了单调的工作气氛,也提高电力企业职工的基本素质。
2.优化实习内容
根据能源与动力工程专业人才培养方案来制订具体的实习内容,使得学生实习之后,能系统地了解大型水力发电厂、热力发电厂等从事运行、管理等方面的工作流程。
我校能源与动力工程专业热动方向的生产实习内容重点是了解锅炉设备系统、汽轮机设备系统、脱硫除尘设备系统、化学设备系统及其他与之有关的主要辅助设备和系统的运行特性和维护管理。此外,在仿真实习平台上主要是掌握机组的启动、停运步骤,设备与系统的故障模拟、故障分析、故障排除等,了解或熟悉故障发生的前因后果。
我校能源与动力工程专业水动方向的生产实习内容重点是了解水电厂的水工建筑物、水电厂的电能生产过程、水轮发电机组及其辅助设备和电气设备的作业布置及相互关系,220kV开关站的接线方式及主要配置,厂用6kV系统与发电机组的配接方式、接线方式及厂用电相关配置等。在水电站仿真平台上,要求学生掌握水轮机的工作原理,水轮机运行、管理、检修、维护、水轮机选型设计以及水轮机调节系统、水轮机控制系统等。
3.增强实习指导
在生产实习过程中,学生能否有所收获在一定程度上取决教师的指导水平。为了使实习指导教师更好地发挥主导作用,需要聘请专业基础扎实,实践经验丰富,有较强实践能力的专业教师对实习学生进行跟班指导。
我校能源与动力工程系以青年教师为主,长期深入电力生产一线的机会比较欠缺,工程实践能力整体情况还不高。为了使青年教师更好地发挥主导作用,一方面要充分发挥老教师的传、帮、带作用,另一方面还需定期组织青年教师深入电力企业生产一线,充分准备实习内容以及实习的重难点,增强青年教师的科研能力和工程实践能力,提高实习指导水平。
此外,采用虚实结合的实习教学模式后,对实习指导教师的任务加重了,要求提高了,责任变大了,为此实习指导教师尽量做到相对稳定、搭配合理,这样不仅能保证生产实习的长远发展,还能够维持生产实习的课程建设质量。
4.规范实习考核标准
在实习过程中,除了需要通过有效的监管机制保证实习顺利实施之外,还需采用有效的激励机制对学生的实习表现进行评判,包括实习纪律以及实习项目的表现情况,随机抽查学生笔记、对学生进行提问、要求学生讲解实习过程等。
实习结束之后,需要提交实习报告,而通常仅依据实习报告给定实习成绩是不合理的。为了充分调动学生的实习积极性,并且使学生能够充分重视实习过程,生产实习的考核评价至少需要反映“平时表现(占40%),实习报告(占40%),答辩成绩(占20%)”等几个方面。
为了生产实习的持续发展,还应广泛收集学生、教师、实习单位的评价意见,重点反映实习内容是否全面,实习安排是否合理,实习效果如何以及学生的综合素质和专业技能是否达到实习单位需求,通过总结经验,发现不足,不断提高生产实习的教学质量。
三、结语
生产实习是实践教学的重要环节,能源与动力工程因为专业的特殊性,生产实习范围相对其他工科专业而言比较有限,在经济效益驱动下,生产实习面临着很大挑战。生产实习基地的建设,实习内容的优化,实习师资队伍的建设,实习教学质量的提高等均是一个长期积累的过程,需要长期探索,不断调整。未来还需从更深层次探索生产实习的改革与发展,不断完善生产实习的教学模式,以期取得更好的实习效果,培养出具有实践能力强、创新能力高、综合素质全面的应用型本科人才。
参考文献:
[1]孟广波,王树群,高祥永.能源动力类专业校外实习改革措施的探讨[J].沈阳工程学院学报(社会科学版),2012,8(2):259-261.
[2]孟建,刘永启,刘瑞祥.能源与动力工程专业实践教学改革与实践[J].中国电力教育,2013,(31):155-156.
关键词:实验教学示范中心;应用型创新人才;学科交叉
经过30多年的建设、积累和研究,德州学院能源与动力工程实验教学中心已经成为一个校、系两级管理、能够承担多学科、多专业实验教学任务的实验教学中心,完成了“能源与动力工程实验教学平台”建设,创建了以学科为基础,面向专业的实验模块群,使理论教学体系和实验教学体系既相对独立,又相互促进,保证了各类资源的高度共享。
一、实验教学理念与改革思路
1.实验教学理念
新能源产业作为国家和山东省重点学科专业领域,近几年迅猛发展,新能源人才普遍匮乏问题也越来越突出。德州学院能源与动力工程实验教学中心以新能源产业的发展为需求,形成了为区域经济建设服务的实验教学理念:按照“厚基础、强实践、求创新、高素养、重责任”的人才培养目标,采用“校企共建,资源共享”的模式,以培养学生工程实践能力、综合应用能力、系统设计能力和创新实践能力等“四个能力”为着力点,通过“构思-设计-实施-运行(CDIO)”的工程教育模式,将工程实践环境作为工程教育环境,培养学生的职业道德、工程实践能力、学术知识和运用知识解决问题能力、终身学习能力、团队工作能力、交流能力和大系统掌控能力等,并通过校企合作的形式开展联合教育培训和科学研究活动,不断提高教学质量[1]。
2.实验教学改革思路
坚持“实践教学是提高教学质量的关键”的理念,以“传授知识、培养能力、注重创新,提高素质”为宗旨,积极开展教学改革与实践;根据人才培养和技术进步的要求,统筹协调理论教学与实验教学,构建科学、合理、多层次的实践教学体系;转变教育观念,更新实践教学内容,改进实验指导方法,采用现代实验教育技术;改进实践教学管理方式,建立有利于学生素质全面发展的实验条件和实验环境,改善实验条件,改进管理,整合实践教学资源,提高设备使用率[2]。
二、实验教学体系
1.构建新的实验教学体系
实验教学是能源与动力工程学科人才培养最重要的教学环节。实验教学体系的设计对能源与动力工程专业大学生实践能力的培养起着至关重要的作用。实验教学中心以学生能力培养为主线,构建了科学、系统的“渐进式四平台”实验教学体系。实验教学体系与理论教学体系既有机结合,又相对独立;实验教学内容与科研、工程密切联系,形成良性互动,实现基础与前沿、传统与现代的有机结合;保证基础实验质量,加强综合性、设计性,适当开设创新性实验;建立适应学生能力培养、鼓励探索的多元化实践教学模式和实践教学考核方法。
“渐进式四平台”的实践教学体系包括,基础理论与实验技能培养平台设计应用能力培养平台综合实践能力和工程应用能力训练平台创新能力与科研能力培养平台。在教学过程中通过改革不断完善和提高。
2.增加综合设计型、研究创新型实验比例
我们改变了实验教学从属于理论教学的现状,努力改进实验教学环节,更新实验教学内容,提高实验教学效果。制定了与理论课程有机结合的实验教学体系和实验教学大纲,在教学计划中增加了实验学时(含课外学时),增加了跨学科、综合型、设计型实验项目,通过不断完善实验教学体系,注重在实践教学中增加工程内容,注重实训与企业实践项目结合,不断融入教学科研成果等方式,加强了对学生工程实践能力和创新创业能力的培养[3]。
“中心”每学年设20门实验课程,开设实验项目139个。其中基础性实验占42.4%,综合设计性实验占41%;研究创新型实验占15.8%。近三年实验项目更新率达到45%以上。
3.实验教学与科研、工程等实际应用相结合
能源与动力工程实验教学中心多年来重视实验教学与科研、工程实际的结合,结合自己的实际情况进行了探索,通过科研和工程开发,促进了实验教学内容和方法的改革,促进了实验教学质量的提高[4]。
中心依托山东省高校“生物技术与生物资源利用”重点实验室,热能与动力工程和机械设计制造及其自动化两个校级重点专业,依靠较高的学术水平和工程开发能力,多年来中心教师进行了大量科学研究和工程开发,完成了一大批有影响的科研项目和工程项目,教师整体上参与科研和工程研发的比例高,同时通过科学研究和工程开发,教师的学术水平和工程能力得到进一步提高,能够更有效地将科研和工程项目的内容带入实验教学,将实验教学和科研、工程实践有机结合。
通过“校企共建,资源共享”的模式,与社会力量共建联合实验室,提高了实验室的技术水平,使实验室设备更接近工程实际,如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”,由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”。
4.坚持以学生为主体、教师为主导,加强实验教学方法改革
实验教学模式、方法和手段的创新是培养具有创新性高素质人才的技术保障。针对不同学科专业特点,采用不同的教学模式并大力推行开放式、研究型实验教学,使实验教学从传统的“知识传授”转变为“知识、能力、思维、素质”综合素质培养,通过提高学生自主学习的兴趣,充分发挥学生的积极性和创造性。针对实验项目的不同层次,我们采用不同的教学方法。
5.采用现代化教学手段,提高实验教学水平
推进实验教学手段的现代化建设,将多媒体技术、仿真技术、网络技术等先进的实验教学手段引入实验教学。利用实验教学中心的网络信息化平台,使学生可以及时获取实验相关信息,使用实验教学资源学习、锻炼。根据实验需求,通过虚拟、仿真实验与实际实验的结合,增强实验教学效果。绝大多数的课程采用多媒体教学,电工学、流体力学、机械原理、微机原理、自动控制原理等课程开发了一个集网上答疑、交互式自测、知识点检索于一体的,既可应用于学生学习又可辅助于教师教学的网络教学平台。实验教学中心自行开发的网上选课系统,提高了实验室管理水平,有利于实验室的开放,提高了设备的利用率[5]。
三、结束语
能源与动力工程实验教学中心自成立以来,按照“企校合作、产学研结合、资源共享、互惠双赢”的原则,以“高起点、高标准、高质量、高效率”作为总体要求,不断加强实验室建设,建立了具有鲜明新能源特色的实验教学平台,在实验教学体系与教学内容的改革、教学方法与教学手段、实验教学资源的优化配置、实验室的现代化建设与管理以及实验队伍的优化建设等方面都取得可喜成绩,产生了良好的辐射示范作用,并不断发展、完善,现已成为德州学院相关专业实验教学和学生创新能力培养的重要基地,成为地方新能源行业项目研发和员工培训的重要基地,并形成了自己鲜明的特色。
参考文献:
[1] 季桂起.探索培养高素质应用型人才的有效途径[J].中国大学教学,2009,(3):62-64,56.
[2] 季桂起,李永平.德州学院应用型创新人才培养体系的探索与实践[J].中国大学教学,2011,(6):22-25.
[3] 张红光,马国远,刘忠宝,等.注重培养创新精神的热能与动力工程实验教学示范中心建设[J].实验技术与管理,2011,28(3):11-14,19.
摘要:在能源与动力工程专业英语教学改革过程中,更好的衔接英语教学与双语教学,是培养高素质外语人才的关键,对双语教学的开展和英语教学质量的提升,具有重要的促进作用。目前,能源与动力工程专业双语教学改革还处于探索阶段,因此处理好二者的衔接非常重要。基于此,本文首先讨论了能源与动力工程专业课程进行双语教学的意义,并对英语教学和双语教学的有效衔接的策略进行了探究,以其能够更好的促进能源与动力工程专业外语教学改革的推进,提高学生的专业英语学习质量。
关键词:双语教学;教学改革;能源与动力工程
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)21-0171-02
随着日益加快的全球一体化进程,社会的进步对英语教学所提出的要求也越来越高,双语教学因为具有非常重要的作用,而被提到改革的日程中。双语教学与英语是相互渗透和补充的关系。如何将二者的关系处理好,将会对外语教学的开展产生直接的影响。
一、能源与动力工程专业课程进行双语教学的意义
目前,国际能源与动力专业的相关公司招聘人才时,首先考核目标往往是学生的英语能力,其次,才是对学生专业综合素质的考核,很多在此专业毕业的学生,因为听、说、读、写等基础的外语能力达不到行业标准,而与好的岗位失之交臂。中国能源与动力专业的人才进入国际行业的主要障碍,就是综合运用英语水平的能力差距。为了更好的提高能源与动力工程专业英语教学的综合应用能力和学生的英语表达能力,高校开始积极推进双语教学改革。而作为一种专业的课程教学模式,双语教学融合了先进的知识和学科前沿,而非简单意义上的语言教学。作为英语教学的辅助手段,双语教学能促进学生对系统的、专业课程的知识更好的掌握。相比于能源与动力工程专业英语教学,双语教学对第二语言的意义更加重视,希望能通过外语进行其他方式或者是学术上的交流。同时,通过营造良好的外语学习的环境,有效提高学生的英语水平,使学生毕业后能找到一份称心的工作,并且能够达到国际能源专业外语使用水平的条件,提高在国际上的就业率。
纵观当前能源与动力专业双语教学现状,还处于探索阶段,究其原因,是因为学生有较慢的阅读速度、掌握较少的专业的英语词汇量。同时,学术英语知识欠缺,对科技词汇的语法特点并没有掌握。所以目前亟待开展双语教学,做好双语教学和能源与动力工程专业英语的衔接,着重培养学生的语言技能知识,对双语教学的需求给予满足。
二、能源与动力工程R涤⒂锝萄Ш退语教学的关系
1.英语教学是开展双语教学的根基。重视使用功能性语言,具备功能性策略,是双语教学的特征,它能有效提高学生的交际能力和语言运用能力。而对语言知识的系统性学习,往往会受限制于课堂教学的模式。所以,双语教学应重视开展语言学习的形式,有效结合传统的能源与动力工程专业英语教学模式,将专业的知识在课堂上传授。同时,通过双语教学,培养学生对英语的实际应用能力,保障英语教学的顺利实施。传统英语教学一般都是训练学生听、说、读、写等各个方面的能力,促进学生对英语基本的句法、词汇和语言的掌握。而双语教学能同时提高英语教师的英语表达水平和学生英语应用水平。因此,双语教学对专业英语教学产生了重要的影响,对于这一点,高校应该有明确的认识。在能源与动力工程专业英语教学过程中,密切联系双语教学与英语教学的策略、内容和方法,更好的衔接双语教学与英语教学的环节。
2.双语教学对英语教学发挥着促进作用。首先,双语教学有效的补充了能源与动力工程专业英语。通过有机的结合英语学习和专业知识的掌握,将更多的运用英语的机会提供给学生。其次,双语教学营造了一个多维的英语语言环境,将教学的重点,放在语言交流上。通过对语言课堂的简化和结构性操练,使语言交流更具开放性和真实性。因此,双语教学的本质,就是从对语言的纯粹学习,向以语言为载体的学习转化,通过对具体的课程和学科的学习,促进学生英语交际能力的提高。
三、能源与动力工程专业英语教学与双语教学的有效衔接途径
1.更新理念、转变意识。对于专业英语和双语教学的关系,高校管理者应有正确的认识,对于新形势能源与动力工程专业英语教学目标更好的理解,对传统的思想观念及时进行更新,为双语教学的顺利开展夯实基础。同时,高校还应立足于人才优势,在各学科中有效运用英语,通过英语学习环境的营造,在全校范围内为双语教学的开展,提供语言教学条件,进而使学生英语学习能力得到大幅提升。
2.改革英语教学模式。在能源与动力工程专业英语教学中,需要对教学方法不断的创新,摒弃传统的教学模式。对学生运用语言的能力进行强化,使学生实际应用英语的能力得到进一步的提升。同时,还应促进学生更好的吸收专业的英语知识。在英语教学中,应积极的创设各种问题情境,实施各种形式多样的课堂教学方法,营造良好的英语学习的氛围,为学生自由的表达提供机会。最后,教学策略应灵活多变,通过双语教学模式的构建,对学生语言学习的难度进行缓解。
3.科学设置课程。改变传统的单一的课程设置,是提高大学生英语运用能力的关键。可根据学生入学后的实际英语水平,对不同层次的学生采用不同的课程设置,进行分层教学的方法。对于具有中等学习程度的学生,可对课程综合英语进行学习。而针对那些具有良好的学习基础的学生,要在综合英语课基础之上,对一门专业英语课进行选修。如英美概况或英语视听等,这样既能更好的向双语教学过渡,还能有效提高学生语言学习的能力。
4.精心挑选教材。选择任何一门课程和教材,都会直接影响到教学效果。因此在能源与动力工程专业英语教学改革中,对合理的教材的选择,是非常关键的。目前能源与动力工程专业英语教材往往缺乏时代感,滞后性严重,因此在英语双语教学的背景下,需要有针对性的权衡能源与动力工程专业英语教材的选用和编写。学校应与自身的特点相结合,选用的教材应具有较强的实用性,能真正提高学生的英语水平,教材的选用上,应与本专业的教学要求、规划和目标相符,尽量选择原版教材。使学生能对课程更好的理解,不会受到语言因素的影响。同时,也可将国外成熟的原版教材直接引入,或者多本教材同时选用,这样对不同层次的学生需求给予满足。教师还可根据某些专题教学的特点,对教材自行编写。
四、结论
为了更好的推进能源与动力工程专业英语教学改革,需要对双语教学和专业英语教学的关系有正确的认识,及时转变观念,更新思路。而只有将二者互相渗透,有机的结合在一起,才能更好的推动能源与动力工程专业英语教学的发展,完成英语教学向双语教学的过渡。
参考文献:
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关键词:高职院校;热能与动力;教学
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.080
1 引言
当前,我国高职院校的热能与动力工程专业人才培养的总体目标是将学生培养成具备一定的实践能力、操作能力的应用型人才。应用型人才的培养,特别要注重实践教学环节,实践环节不同于理论教学,不只是要重视实践环节的内容,更重要的是实践环节的实施效果。当前高职院校热能与动力工程专业所培养的人才实践能力和创新能力普遍欠缺,因此,为了提升热能与动力工程专业人才的综合能力,使该专业所培养的人才更能适应社会的需求,就必须针对当前该专业存在的问题和弊端,对该专业实践教学部分进行重点改革,从而提升该专业所培养的人才的综合能力,为社会输送更多的可用之才。
2 高职院校热能与动力工程专业教学的困境
当前,高职院校的热能与动力工程专业在实践教学中或多或少都存在一些问题,比如实践特色不太明显、实验课程效果较差、教学环节紊乱等。毋庸置疑,这些问题势必会影响高职院校热能与动力工程实践教学的效果,不利于学生实践能力的提升。问题的产生有其必然的原因,一方面是当前职业教育的整体性问题,高职院校办学思路落后、闭门造车,更不注重和院校之间的横向交流,对于实践教学存在的问题没有认真反思过;另一方面则是由于高职院校创新较为乏力,沿袭了传统的教育思路和方法组织教学,教育体制创新的科学性不足,不能很好的做到与时俱进,无法深刻推动课程改革。针对高职院校教学中存在的问题,热能与动力工程专业在实践教学中也必须结合自身存在的问题,有目的性的进行改革和创新,以不断深化实践教学效果,大力提升该专业实践教学能力的,从而不断增强学生思考问题、处理问题和解决问题的综合能力。
3 如何做好高职院校热能与动力工程专业的实践教学环节
第一,建立健全完善的实践课程体系。实践教学要想取得一定的成效,必须注重实践课程的科学设置,这是保证实践教学效果的前提。当前,高职院校热能与动力工程专业的实践教学课程体系仍然不规范、不健全、缺乏针对性。高职院校必须做好实践教学课程体系的规范构建。课程体系的设置要注意以下方面:首先,实践教学课程不能和理论课程脱节,二者必须相辅相成、充分融合。实践课程要体现出由浅入深、循序渐进,符合实践教学的基本原则,能够从“教师引导”逐渐完成向“学生独立”的转变趋势,能够充分的激发学生的学习热情、学习兴趣以及创新精神;其次,实践教学课程的设置必须遵循紧跟理论、目标突出的原则,每一次的实践课程都必须对项目内容、项目目标、项目操作顺序进行明确说明,每次课程都要留下学生独立思考、独立设计和独立操作的实践,推动实践课程的有效性和实用性,充分的锻炼学生的动手与实践能力。
第二,推动实验教学由封闭向开放的转变。为协调好高职院校学生的实验课程和学习课程之间的矛盾,提高实验效率和质量,要做好以下几点。首先,做好实验时间的安排。教师要尊重学生的爱好和个性,要充分激发他们的学习的动力,坚决摒弃传统 “填鸭式”教学,在每个学期的开始,实验教师就要做好实验项目数量、时间的规划,每个实验项目所需要的人数(包括上限与下限),学生根据实验教学大纲要求自行选定实验时间、内容,并作出实验计划书交给实验教师审查,实验教师审阅合格后方可进行实验。其次,在实验中,老师要充分引导学生学会思考与动手,努力培养他们的主体意识,转变“要我学”的心态变为积极的“我要学”的心态,激励学生自觉学习、自主学习,强化动手能力,保证实验效果,将教学目标由知识的转移和传授转变为能力的激发与提高。另外,对于具体的实验教学,要进行整合与部署,淘汰不合时宜的旧内容,尝试增加应用性和实用性强的实验内容,侧重于让学生接触和了解新技术、新方法,不断培养他们学习掌握新知识新技能的能力、培养他们将理论应用到生产实践中的能力,为以后在工作中的应用做好铺垫,打好基础。
第三,丰富教学手段,创新实践教学方法。当前,信息技术的发展也在推动各行各业的不断进步,教育也不例外。信息技术、多媒体教学的发展,为高职院校热能与动力工程专业的实践教学提供了更多丰富多彩的媒介。在此基础上,结合教学目标对实践教学方式进行改革与创新,可以使教学改革更具针对性、创新性,实现了理论与实践教学的双提升。例如,在进行机械设计基础实验课程时,可以通过设计一些简单的、基础性的机械设计实验项目,并将实验项目组织成学生之间竞赛的模式,这样可以在很大程度上调动学生的实践积极性,增强实践教学的效果。又如,学生水平良莠不齐,对于一些动手和实践能力不足的学生,则可采取分组的形式进行小组教学,分组时注意将能力强和能力差的学生进行有意识的相互结合,充分发挥学生之间互相帮助作用,进一步提高学生的实践能力和协作能力。此外,可以结合实验特点,利用计算机的绘图、动画技术、三维软件对某些实验设备建模,对于直观性差,各零部件之间的相互联接、配合、运动关系受到实验条件限制的实验,将其结构、原理、工作过程在动画中直观的展现出来,使枯燥抽象的原理变成栩栩如生的动画展示。如在综合性实验“制冷机组性能实验”中,该实验的目的是要求学生掌握蒸汽压缩式制冷机的组成和原理,众所周知,压缩机是全封闭式的,通过书上的文字内容和图形不太好领会其内部机械机构和工作原理;还要求学生掌握单级蒸汽压缩式制冷循环性能测试方法,但通常管路及换热设备要制作多处保温,内部流体的走向及各部件间的联接关系都不直观。为达到实验的目的,可以采用三维建模软件对此实验台进行建模,将整个实验台进行模拟拆装,压缩机内部运动也以动画视频展示,可以很好的达到实验的效果。
参考文献:
[1]赵旺.浅谈热能与动力工程发展方向[J].现代职业教育,2015(27).
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