發(fā)布時(shí)間:2023-09-20 17:50:04
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇新能源科學(xué)工程,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:新能源;新能源科學(xué)與工程;培養(yǎng)方案;課程體系
作者簡(jiǎn)介:韓新月(1982-),女,河南商丘人,江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,講師;何志霞(1976-),女,甘肅涇川人,江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,副教授。(江蘇 鎮(zhèn)江 212013)
基金項(xiàng)目:本文系江蘇大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):JGZD2009025)、江蘇省高等教育教學(xué)改革研究重中之重課題(課題編號(hào):2011JSJG006)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)05-0009-03
一、我國高校設(shè)立新能源專業(yè)的必要性
能源問題與環(huán)境問題是21世紀(jì)人類面臨的兩大基本問題,發(fā)展新能源是解決這兩大問題的必由之路。新能源是相對(duì)于常規(guī)能源而言,以采用新技術(shù)和新材料而獲得,在新技術(shù)基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開發(fā)利用的能源,如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等。由于新能源具有再生、清潔、低碳、可持續(xù)利用等優(yōu)勢(shì),所以越來越多的國家開始重視它。而且新能源可以作為促進(jìn)人類發(fā)展和保護(hù)環(huán)境的重要途徑,所以這些國家在相關(guān)政策中都增加了新能源的元素。新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是未來中國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。但是,和發(fā)達(dá)國家相比,我國新能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起步較晚,技術(shù)相對(duì)落后,總體產(chǎn)業(yè)化程度不高。不過,我國天然資源非常豐富,市場(chǎng)需求空間很大,在政府大力發(fā)展新能源及可再生能源政策的帶動(dòng)下,新能源領(lǐng)域成為大型能源集團(tuán)、民營企業(yè)、國際資本、風(fēng)險(xiǎn)投資等諸多投資者的投資熱點(diǎn),技術(shù)利用水平正逐步提高,具有較大的發(fā)展空間?!笆濉逼陂g將是我國新能源產(chǎn)業(yè)從起步階段進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折時(shí)期。我國新能源在這一時(shí)期的發(fā)展總目標(biāo)是:建立初步適應(yīng)大規(guī)模新能源發(fā)展的電網(wǎng)等重大基礎(chǔ)設(shè)施體系,推動(dòng)新能源裝備制造業(yè)的壯大和升級(jí),促進(jìn)新能源市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,爭(zhēng)取在2015年將非化石能源在能源消費(fèi)中的比重提高到12%左右。[1]
盡管國家已經(jīng)把發(fā)展新能源放在一個(gè)重要的戰(zhàn)略位置上,一場(chǎng)新的能源革命已在悄然進(jìn)行,它必將帶來新的經(jīng)濟(jì)繁榮、新的社會(huì)理念和新的生活方式。但是,我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的一大難題是缺少成熟先進(jìn)的新能源技術(shù)。我國主要的新能源設(shè)備和技術(shù)完全依賴進(jìn)口,新能源領(lǐng)域的科技創(chuàng)新能力明顯不足。而新能源產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的這些難題有待專業(yè)人士去破解。所以,培養(yǎng)新能源方面的專業(yè)和復(fù)合型人才是重中之重。[2]但是,新能源產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的資源環(huán)境復(fù)合體,涉及物理學(xué)、化學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電子電工學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)、管理學(xué)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容,是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉的新興產(chǎn)業(yè)。[3]因此,需要設(shè)立專門的新能源專業(yè)來滿足,新能源產(chǎn)業(yè)對(duì)新能源人才要有寬的知識(shí)面、自主的學(xué)習(xí)能力、豐富的想象力、敏銳的洞察力以及較強(qiáng)的溝通協(xié)調(diào)能力等要求,進(jìn)而要求高校做好優(yōu)化人才培養(yǎng)層次、改進(jìn)人才培養(yǎng)方案等工作。
國外已有一些著名大學(xué)建立了新能源的本科專業(yè),用于培養(yǎng)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等方面的科技人才,如澳大利亞的新南威爾士大學(xué)設(shè)立了專門的光伏與可再生能源工程學(xué)院,并于2000年開設(shè)了光伏與太陽能本科專業(yè),2003年又開設(shè)了可再生能源工程本科專業(yè);澳大利亞國立大學(xué)依托其可持續(xù)能源系統(tǒng)中心也建立了四年制的可再生能源系統(tǒng)專業(yè)。此外,意大利的都靈理工大學(xué)和米蘭理工大學(xué)都開辦了四年制的可再生能源專業(yè)。美國的俄勒岡州科技學(xué)院于2005年也建立了可再生能源四年大學(xué)本科學(xué)位課程。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的變化,對(duì)于新能源方面的人才需求不斷增加,世界上將會(huì)有更多的高校開辦有關(guān)新能源的專業(yè)。
我國高校在新能源專業(yè)設(shè)置和新能源產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)方面還落后于發(fā)達(dá)國家。為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,為國家培養(yǎng)新能源這一新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才,2010年7月經(jīng)教育部審批,浙江大學(xué)、中南大學(xué)、江蘇大學(xué)等11所高校首次設(shè)立新能源科學(xué)與工程專業(yè)。其中江蘇大學(xué)的新能源科學(xué)與工程本科專業(yè)由能源與動(dòng)力工程學(xué)院承擔(dān)開設(shè)任務(wù),已分別于2011年9月和2012年9月招收第一批和第二批本科生。關(guān)于新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式和培養(yǎng)體系則處于不斷探索和完善中。
二、 新能源科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案
在對(duì)國內(nèi)外新能源相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,分析國家社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,基于新能源產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)及企業(yè)和社會(huì)對(duì)新能源專業(yè)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的要求,同時(shí)結(jié)合本校自身的學(xué)科特色和優(yōu)勢(shì),確定了新能源專業(yè)人才培養(yǎng)方案,主要包括專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的確立及科學(xué)、合理的課程體系的設(shè)置、可行的教學(xué)計(jì)劃的制訂等。
1.培養(yǎng)目標(biāo)
專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是專業(yè)建設(shè)和一切教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)、依據(jù),也是人才培養(yǎng)的最終目的。新能源科學(xué)與工程專業(yè)在國內(nèi)甚至在世界上都是非常新的專業(yè),目前處于初步形成和探索階段,因此,找準(zhǔn)本校專業(yè)人才培養(yǎng)定位和確立該專業(yè)人才培養(yǎng)的長遠(yuǎn)目標(biāo)尤為重要。江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院結(jié)合自身實(shí)際情況,依托機(jī)械工程、電氣信息工程、材料科學(xué)與工程、化學(xué)化工、土木工程等學(xué)科專業(yè)的支持,并結(jié)合新能源產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)設(shè)立了新能源科學(xué)與工程專業(yè),使培養(yǎng)出來的學(xué)生具有良好的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí),富有社會(huì)責(zé)任感,具有國際一流的視野,具備新能源科學(xué)與工程這一強(qiáng)交叉學(xué)科寬厚扎實(shí)的物理、化學(xué)及熱流體科學(xué)基礎(chǔ)理論,系統(tǒng)掌握新能源科學(xué)與工程應(yīng)用專業(yè)知識(shí)及技能、新能源轉(zhuǎn)換與利用原理、新能源裝置及系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù),能勝任新能源技術(shù)相關(guān)的科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理等工作的高級(jí)專門人才。
2.課程體系的構(gòu)建
盡管自2010年以來國內(nèi)陸續(xù)已有許多高校正式獲批新能源科學(xué)與工程專業(yè)在本科階段的招生資格。但總體來看,我國系統(tǒng)培養(yǎng)新能源科學(xué)與工程本科生、研究生的工作才剛剛起步,對(duì)于相應(yīng)課程體系的構(gòu)建也處于探索階段。一個(gè)專業(yè)所設(shè)置的課程相互間的分工與配合構(gòu)成課程體系。課程體系是否合理、課程內(nèi)容是否先進(jìn)直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。而且,一個(gè)專業(yè)要具有區(qū)別于其他專業(yè)的培養(yǎng)方向和業(yè)務(wù)范圍,就應(yīng)有自己獨(dú)立的課程體系。[4]新能源科學(xué)與工程專業(yè)是一門內(nèi)容豐富而又廣泛的科學(xué)與工程,屬交叉學(xué)科。它與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)等緊密相關(guān),又強(qiáng)烈地依托于能源與動(dòng)力工程、材料、機(jī)械、電氣、化工、自控和生物工程技術(shù)的發(fā)展。由于國內(nèi)在這方面的研究幾乎為空白,因此,如何以這些學(xué)科為依托,形成內(nèi)容先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的課程體系是急需解決的一項(xiàng)重大課題。筆者根據(jù)孫根年有關(guān)課程體系優(yōu)化的思路給出了系統(tǒng)思考下新能源科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的總體結(jié)構(gòu),如圖1所示。[5]
由圖1可以看出,在層次上將新能源科學(xué)與工程課程劃分為通識(shí)教育平臺(tái)課程、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)(方向)課程、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和課外實(shí)踐環(huán)節(jié)五個(gè)方面。新能源科學(xué)與工程課程體系作為一個(gè)系統(tǒng),不同的課程類別在培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的指導(dǎo)下相互作用、相互影響,共同服務(wù)于新能源科學(xué)與工程專門人才培養(yǎng)這一特定的功能。
3.教學(xué)組織與實(shí)施
基于新能源科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及課程體系結(jié)構(gòu),考慮到本地區(qū)、本學(xué)校的實(shí)際情況,筆者制定的新能源科學(xué)與工程專業(yè)的指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃如圖2所示。
由圖2可以看出,在教學(xué)組織上前五學(xué)期主要進(jìn)行普通文化課和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課的教學(xué),為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。同時(shí),在第二、三、四、五學(xué)期還安排了金工實(shí)習(xí)、專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)、電工電子實(shí)習(xí)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),目的是增加學(xué)生在校期間的動(dòng)手操作機(jī)會(huì)。第六、七學(xué)期組織專業(yè)(方向)課程的教學(xué)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),核心課程均采用一體化教學(xué)方式。第八學(xué)期開展畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成課題的工作能力。
三、 新能源科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的特色
1.以厚基礎(chǔ)、寬平臺(tái)、交叉學(xué)科為理念,強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的物理、化學(xué)和熱流體科學(xué)基礎(chǔ)理論
課程建設(shè)時(shí),首先在物理、化學(xué)基礎(chǔ)理論方面增加了“大學(xué)化學(xué)”、“物理化學(xué)”、“能源與環(huán)境化學(xué)”和“半導(dǎo)體物理”課程。其次,根據(jù)新能源專業(yè)的特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)物理、化學(xué)基礎(chǔ)的同時(shí),通過減少“工程圖學(xué)”、“工程力學(xué)”和“機(jī)械原理與設(shè)計(jì)”課程的學(xué)時(shí)數(shù)來弱化機(jī)械類課程。再次,為了充分發(fā)揮本校本學(xué)院學(xué)科優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),在熱流體理論方面除了開設(shè)“流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”和“傳熱學(xué)”課程外,還開設(shè)了“熱流體數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)”和“新能源利用中的熱流體理論與技術(shù)”兩門專業(yè)特色課程。目的是提升專業(yè)內(nèi)涵,強(qiáng)化特色,確保學(xué)生具備新能源領(lǐng)域相關(guān)的扎實(shí)的基礎(chǔ)理論,是學(xué)生今后在本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域是否具備發(fā)展?jié)摿Φ年P(guān)鍵所在。
2.強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)及新能源工程訓(xùn)練
首先,增加了“現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)”課程。其次,增加了實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)數(shù),把一般安排在第六學(xué)期的三周生產(chǎn)實(shí)習(xí)變?yōu)榈谒膶W(xué)期末的一周認(rèn)知實(shí)習(xí)和第六學(xué)期的三周生產(chǎn)實(shí)習(xí)。目的是增加實(shí)踐教學(xué),先認(rèn)知實(shí)習(xí),后生產(chǎn)實(shí)習(xí),使實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)更為科學(xué)和合理。再次,還增加了項(xiàng)目設(shè)計(jì),把一般安排在第七學(xué)期的兩周課程設(shè)計(jì)修訂為第六學(xué)期末的兩周課程設(shè)計(jì)和第七學(xué)期末的兩周項(xiàng)目設(shè)計(jì)。目的是先開展某門課程的課程設(shè)計(jì),后進(jìn)行具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì),設(shè)置更為科學(xué)和合理。通過指導(dǎo)學(xué)生開展設(shè)計(jì)性、綜合性項(xiàng)目設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的創(chuàng)新能力。此外,還增加了新能源工程訓(xùn)練環(huán)節(jié),在此環(huán)節(jié)中學(xué)生和指導(dǎo)老師雙向選擇后,學(xué)生參與到老師的科研項(xiàng)目中。指導(dǎo)老師在與國內(nèi)外新能源企業(yè)合作中,向?qū)W生提供不同類型的專業(yè)實(shí)踐機(jī)會(huì)。這個(gè)環(huán)節(jié)是在第七學(xué)期前完成,設(shè)置此環(huán)節(jié)的目的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新和工程應(yīng)用能力。通過明確的學(xué)分要求保證學(xué)業(yè)導(dǎo)師制的落實(shí)。指導(dǎo)老師通過這樣一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于特別優(yōu)秀的學(xué)生可向?qū)W院推薦其保研,實(shí)現(xiàn)本研貫通培養(yǎng),前后的培養(yǎng)具備一定的連續(xù)性。最后,為了充分利用學(xué)科資源及已有的實(shí)驗(yàn)條件,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力,更好地滿足新能源專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和新能源技術(shù)工程應(yīng)用能力的高要求,在課內(nèi)及集中實(shí)踐環(huán)節(jié)總學(xué)分要求基礎(chǔ)上還增加大于等于六個(gè)學(xué)分的課外實(shí)踐要求(社會(huì)實(shí)踐、競(jìng)技活動(dòng))。
3.體現(xiàn)多學(xué)科交叉特點(diǎn)
在課程設(shè)置時(shí),除開設(shè)“工程圖學(xué)”、“工程力學(xué)”、“電工電子學(xué)”、“機(jī)械原理”、“工程材料”等課程外,還增開了物理、化學(xué)方面的課以及“新能源材料”、“現(xiàn)代生物學(xué)導(dǎo)論”、“能源與環(huán)境”、“新能源系統(tǒng)自動(dòng)控制原理”課程,這樣充分體現(xiàn)了新能源科學(xué)與工程專業(yè)和動(dòng)力工程及工程熱物理、應(yīng)用化學(xué)、材料物理、機(jī)械工程、化學(xué)工程與技術(shù)、環(huán)境科學(xué)與工程各學(xué)科的交叉。
4.重視形成寬闊的國際視野
首先,學(xué)校開設(shè)了全英文及雙語課程,比如全英文的“太陽能光伏技術(shù)”以及雙語的“熱流體數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)”、“熱泵原理與應(yīng)用”、“生物質(zhì)燃燒及混燃技術(shù)”課程。其次,借鑒國外新能源專業(yè)的課程設(shè)置增設(shè)了反映新能源領(lǐng)域前沿的“生命周期評(píng)價(jià)”課程。此外,還增設(shè)“新能源前沿及工程應(yīng)用專題”必修課。這門課要求學(xué)生在第七學(xué)期結(jié)束前聽取學(xué)院安排的新能源前沿及工程應(yīng)用專題講座7次以上。專題可以是合作企業(yè)、國內(nèi)外知名專家的講座,也可以是本專業(yè)教師科研最新進(jìn)展的講座,目的是讓學(xué)生了解本專業(yè)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì),拓寬視野,盡快適應(yīng)社會(huì)發(fā)展要求,同時(shí)提高學(xué)生的專業(yè)興趣。
5.以太陽能為主,兼顧生物質(zhì)能和風(fēng)能,提供其他種類新能源的廣泛選擇的專業(yè)定位
首先,在太陽能方面,學(xué)校設(shè)置有“太陽能熱利用”和“太陽能光伏技術(shù)”專業(yè)課;在生物質(zhì)能方面,開設(shè)有“現(xiàn)代生物學(xué)導(dǎo)論”和“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”;而在風(fēng)能方面,設(shè)置有“風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)”和“風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)”專業(yè)課。其次,還提供了廣泛的新能源相關(guān)選修課程來滿足學(xué)生對(duì)不同專業(yè)的需求,比如“氫能與新型能源動(dòng)力系統(tǒng)”、“新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)”、“水力發(fā)電與水電站”、“燃料電池原理與技術(shù)”、“熱泵原理與應(yīng)用”、“生物柴油制備及應(yīng)用”、“生物質(zhì)燃燒與混燃技術(shù)”、“能源工程管理”、和“能源經(jīng)濟(jì)學(xué)概論”等課程。
四、結(jié)束語
新能源科學(xué)與工程專業(yè)的設(shè)置順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,是我國可持續(xù)發(fā)展的需要。但是,由于新能源科學(xué)與工程專業(yè)是非常新的專業(yè),與之配套的培養(yǎng)方案、課程安排等還處于起步探索階段。筆者考慮到本地區(qū)、本學(xué)校的實(shí)際情況,同時(shí)結(jié)合新能源產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的要求提出了具有鮮明特色的新能源科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,以供參考。筆者相信江蘇大學(xué)有能力、有信心建設(shè)好該專業(yè),為國家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展輸送合格的人才。
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【關(guān)鍵詞】課程體系 新能源科學(xué)與工程 專業(yè)建設(shè) 光伏技術(shù)
【基金項(xiàng)目】常州工學(xué)院教學(xué)改革研究課題(項(xiàng)目編號(hào):J120324;J120305)。
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2013)10-0247-02
引言
新能源產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展,培養(yǎng)新能源方面專業(yè)技術(shù)人才已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急[1-4]。新能源科學(xué)與工程專業(yè)是教育部2011批準(zhǔn)的第一批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專業(yè),涉及的學(xué)科領(lǐng)域廣泛,屬于交叉學(xué)科,涉及物理、能源與動(dòng)力工程等多個(gè)學(xué)科。目前國內(nèi)對(duì)該專業(yè)的專業(yè)課程體系設(shè)置存在專業(yè)定位、培養(yǎng)方向模糊;專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)不成體系;缺乏合理的實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)體系等諸多問題。如何依托眾多的所屬學(xué)科,明確準(zhǔn)確的培養(yǎng)人才定位,構(gòu)建可操作性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理的課程體系是新能源科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)迫切需要解決的問題。
1.以地方產(chǎn)業(yè)背景為引導(dǎo),明確培養(yǎng)方向定位
圍繞長三角地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)背景,依據(jù)學(xué)校創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo),創(chuàng)新教學(xué)理念,提煉新能源科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方向與專業(yè)特色。
為適應(yīng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo),圍繞學(xué)?!白屆恳粋€(gè)學(xué)生都獲得成功”的辦學(xué)理念,創(chuàng)建“以人為本,因材施教,學(xué)、做、創(chuàng)并舉”的教學(xué)理念,為教學(xué)改革和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)引領(lǐng)方向。圍繞長三角地區(qū)的新能源產(chǎn)業(yè)背景,尤其是光伏產(chǎn)業(yè),確定常州工學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)以光伏技術(shù)為培養(yǎng)方向,培養(yǎng)從事可再生能源,尤其是光伏技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行、管理等方面的具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。
2.以“新能源產(chǎn)業(yè)鏈”為主線,構(gòu)建縱橫協(xié)同的專業(yè)課程體系
根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,依據(jù)“以人為本,因材施教,學(xué)、做、創(chuàng)并舉”的教學(xué)理念,結(jié)合新能源技術(shù)的理論與實(shí)踐特點(diǎn),以“新能源產(chǎn)業(yè)鏈為主線”構(gòu)建縱橫協(xié)同的專業(yè)課程體系,課程體系如圖1所示。實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)覆蓋到“新能源材料開發(fā)”、“新能源器件制備”、“新能源應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等整個(gè)完整的新能源產(chǎn)業(yè)鏈。
縱向以“新能源產(chǎn)業(yè)鏈中的各種技術(shù)能力培養(yǎng)”為主線,建立適應(yīng)新能源技術(shù)學(xué)科特點(diǎn),涵蓋新能源材料開發(fā)技術(shù)、新能源器件制備技術(shù)、新能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用等三大系列的“模塊化、系列化”完整的課程體系。橫向按知識(shí)體系與認(rèn)知能力模塊化專業(yè)課程,以“機(jī)電基礎(chǔ)”與“理化基礎(chǔ)”為兩個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)模塊、以“光伏技術(shù)”為專業(yè)主導(dǎo)線、“測(cè)試技術(shù)”為專業(yè)副主線、“各種新能源技術(shù)”為專業(yè)支撐線,“能源管理”為專業(yè)特色線四個(gè)專業(yè)模塊,共六個(gè)課程模塊。在課程體系范圍內(nèi),根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,完善教學(xué)大綱,科學(xué)合理的設(shè)置各個(gè)系列各門課程的“多樣化”內(nèi)容。
3.以“實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為實(shí)踐主線,構(gòu)建“分層次、遞進(jìn)式”實(shí)踐訓(xùn)練體系
以“實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為實(shí)踐主線,構(gòu)建“分層次、遞進(jìn)式”實(shí)踐訓(xùn)練體系,如圖2所示??v橫之間通過綜合實(shí)訓(xùn)、課程實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)有機(jī)聯(lián)系,協(xié)調(diào)運(yùn)作,有效解決傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容依附于理論課程進(jìn)行劃分,模塊之間關(guān)聯(lián)度小,知識(shí)體系缺乏連續(xù)性、系統(tǒng)性的問題,更好地適應(yīng)信息時(shí)代的需求。
將學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)貫穿于實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、技能培訓(xùn)、參加科研項(xiàng)目、創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、各種學(xué)科競(jìng)賽等實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的全過程,體現(xiàn)“全程化”。注重工程實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng),大部分課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題來自于各類科研項(xiàng)目,科研反哺教學(xué),使學(xué)生受到更為系統(tǒng)的工程訓(xùn)練,體現(xiàn)“工程化”。針對(duì)基礎(chǔ)、能力不同的學(xué)生,在實(shí)踐能力培養(yǎng)上提出不同層次的要求,不搞“一刀切”體現(xiàn) “多元化”。
4.結(jié)語
緊密圍繞長江三角洲地方光伏產(chǎn)業(yè)背景,確定常州工學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)以光伏技術(shù)為培養(yǎng)方向;根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,結(jié)合新能源技術(shù)的理論與實(shí)踐特點(diǎn),以“新能源產(chǎn)業(yè)鏈為主線”構(gòu)建縱橫協(xié)同的專業(yè)課程體系;以“實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為實(shí)踐主線,構(gòu)建“分層次、遞進(jìn)式”實(shí)踐訓(xùn)練體系;探索出與產(chǎn)業(yè)背景緊密結(jié)合、具有明顯特色的專業(yè)課程設(shè)置,帶動(dòng)人才培養(yǎng)體系創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)質(zhì)量提高。培養(yǎng)多層次的光伏方向的專業(yè)人才,服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介:
關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電;太陽能發(fā)電;人才需求;風(fēng)能與動(dòng)力工程;新能源科學(xué)與工程
作者簡(jiǎn)介:陳建林(1975-),男,湖南瀏陽人,長沙理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,副教授;陳薦(1967-),男,湖南衡陽人,長沙理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,教授。(湖南 長沙 410114)
基金項(xiàng)目:本文系長沙理工大學(xué)教研教改項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):JG1236)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)22-0020-03
風(fēng)電和太陽能發(fā)電是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,發(fā)展風(fēng)能與太陽能也是我國實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)化石能源為主過渡為可再生能源和清潔能源為主的必然之舉。近年來,我國風(fēng)電與太陽能發(fā)電迅猛發(fā)展,對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)人才提出迫切需求。自2006年以來,我國相繼有華北電力大學(xué)、河海大學(xué)、長沙理工大學(xué)等多所高等院校開辦“風(fēng)能與動(dòng)力工程”本科專業(yè);按照2010年《教育部辦公廳關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)申報(bào)和審批工作的通知》,自2011年開始,我國部分高等院校又設(shè)置“新能源科學(xué)與工程”、“新能源材料與器件”等新能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)的本科專業(yè);2013年,根據(jù)教育部要求,“風(fēng)能與動(dòng)力工程”專業(yè)將統(tǒng)一更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。面對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和我國新能源產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀,本文對(duì)“風(fēng)能與動(dòng)力工程”專業(yè)過渡為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探索與實(shí)踐。
一、我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.總體裝機(jī)情況
自2007年,我國風(fēng)電裝機(jī)容量呈高速增長趨勢(shì)。如表1所示為2001~2012年我國新增及累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量(數(shù)據(jù)來源:CWEA)。2010年,我國(不包括臺(tái)灣地區(qū))新增風(fēng)電裝機(jī)1893萬千瓦,累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量4473萬千瓦,超過美國躍居世界第一位。至2012年底,全國新增安裝風(fēng)電機(jī)組7872臺(tái),裝機(jī)容量1296萬千瓦;累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組53764臺(tái),裝機(jī)容量達(dá)到7532萬千瓦;風(fēng)電并網(wǎng)總量達(dá)到6083萬千瓦,發(fā)電量達(dá)到1004億千瓦時(shí),風(fēng)電已超過核電成為繼煤電和水電之后的第三大主力電源。
圖1 2001~2012年中國新增及累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量
至2012年上半年,我國規(guī)劃建設(shè)的百萬千瓦級(jí)、千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地包括甘肅酒泉基地(首期380萬千瓦)、蒙東基地通遼開魯基地(150萬千瓦)、蒙西達(dá)茂巴音基地(160萬千瓦)、河北承德基地(100萬千瓦)、新疆哈密基地(1080萬千瓦)的建設(shè)項(xiàng)目已部分或全部完成。此外,全國還有6個(gè)百萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地正在組織開展建設(shè)前期工作,分別為寧夏賀蘭山基地(450萬k千瓦)、甘肅武威民勤紅沙崗基地(100萬千瓦)、吉林四平大黑山基地(170萬千瓦)、錫林郭勒基地(300萬千瓦)、興安盟桃合木基地(200萬千瓦)、呼倫貝爾基地(250萬千瓦)等。
至2012年底,全國累計(jì)核準(zhǔn)風(fēng)電項(xiàng)目1651個(gè),累計(jì)核準(zhǔn)容量9040萬千瓦(含國家核準(zhǔn)計(jì)劃外項(xiàng)目517萬千瓦),其中累計(jì)核準(zhǔn)容量2084萬千瓦,居全國之首。2012年上半年全國風(fēng)電累計(jì)吊裝容量6190萬千瓦,累計(jì)并網(wǎng)容量5572千瓦,在建容量3468萬千瓦,并網(wǎng)容量占核準(zhǔn)容量的62%。其中內(nèi)蒙古風(fēng)電并網(wǎng)容量突破1500千瓦,領(lǐng)跑全國,河北、甘肅、山東、黑龍江、江蘇、新疆、山西、廣東、福建等省區(qū)并網(wǎng)容量也均超過100萬千瓦。
2.風(fēng)力發(fā)電投資企業(yè)情況
2012年上半年,國電集團(tuán)新增并網(wǎng)容量190萬千瓦,累計(jì)并網(wǎng)容量1172萬千瓦,繼續(xù)保持全國風(fēng)電并網(wǎng)容量首位;華能集團(tuán)新增并網(wǎng)容量100萬千瓦,累計(jì)并網(wǎng)容量759萬千瓦,居第二;大唐集團(tuán)新增并網(wǎng)容量101萬千瓦,累計(jì)并網(wǎng)容量675萬千瓦,居第三。五大發(fā)電集團(tuán)累計(jì)并網(wǎng)容量3170萬千瓦,約占全國并網(wǎng)容量的57%。2012年上半年全國投資企業(yè)基本保持穩(wěn)定發(fā)展?fàn)顟B(tài),同比2011年上半年并網(wǎng)容量降低了約16%。表1所示為2012年上半年主要投資企業(yè)并網(wǎng)容量統(tǒng)計(jì)情況。
3.風(fēng)電機(jī)組制造商情況
大規(guī)模風(fēng)電基地建設(shè),為我國風(fēng)電機(jī)組制造商開拓了廣闊的市場(chǎng)。2012 年中國風(fēng)電新增裝機(jī)容量排名前二十的企業(yè)幾乎占據(jù)了國內(nèi)98%的市場(chǎng)份額,其中金風(fēng)新增風(fēng)電裝機(jī)容量最多,達(dá)到2521.5兆瓦,占據(jù)19.5%的市場(chǎng)份額。2012 年,我國風(fēng)電新增裝機(jī)容量排名前三的企業(yè)分別為金風(fēng)、聯(lián)合動(dòng)力和華銳。2012年中國風(fēng)電新增與累計(jì)裝機(jī)排名前二十的機(jī)組制造商分別如表2與表3所示。
另外,我國海上風(fēng)電也取得較大進(jìn)展。截至2012年底,中國已建成的海上風(fēng)電項(xiàng)目共計(jì)389.6兆瓦,是除英國、丹麥以外海上風(fēng)電裝機(jī)最多的國家。我國海上風(fēng)電開發(fā)提供風(fēng)電機(jī)組的制造商中,華銳、金風(fēng)、Siemens 所占份額較大,機(jī)型主要以2MW以上的風(fēng)電機(jī)組為主。
二、我國風(fēng)電人才需求及培養(yǎng)現(xiàn)狀
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高速增長也帶來了風(fēng)電人才的短缺。我國的風(fēng)電人才需求主要為三個(gè)方向:一是風(fēng)電開發(fā)企業(yè),如國電、華能、大唐、國華、華電、中電投、中廣核、華潤等下屬的風(fēng)電場(chǎng),主要從事風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行與維護(hù)方面的工作;二是風(fēng)電機(jī)組制造商,如華銳風(fēng)電、金風(fēng)、廣東明陽、國電聯(lián)合動(dòng)力、湘電風(fēng)能、Vestas、上海電氣、東汽、Gamesa、GE等,這類企業(yè)一般需要高端的風(fēng)電研發(fā)人才;三是風(fēng)電規(guī)劃設(shè)計(jì)或建設(shè)單位,主要從事風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工等方面的工作。
目前,我國風(fēng)電人才培養(yǎng)大體上形成了三個(gè)層次的格局:第一梯隊(duì)是博士、碩士研究生培養(yǎng),主要由國內(nèi)各高校及研究機(jī)構(gòu)借助風(fēng)電領(lǐng)域的課題研究培養(yǎng)和造就一批具有較高學(xué)術(shù)水平、創(chuàng)新能力的風(fēng)電領(lǐng)域高層次人才。第二梯隊(duì)是本科生培養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),自華北電力大學(xué)2006年創(chuàng)辦我國第一個(gè)風(fēng)能與動(dòng)力工程本專業(yè)以來,包括長沙理工大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)等,全國已開設(shè)風(fēng)能與動(dòng)力工程本科專業(yè)學(xué)校有16所(2013年起,“風(fēng)能與動(dòng)力工程”專業(yè)更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè))。第三梯隊(duì)是高職生。高職院校主要培養(yǎng)從事風(fēng)電機(jī)組制造、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行與維護(hù)的一線技能型人才。
從長沙理工大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我校”)首屆風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)考研與出國情況來看,畢業(yè)生出現(xiàn)不同層次的走向。截至2013年3月20日,風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)2009級(jí)畢業(yè)生63人,已簽約49人,就業(yè)走向主要為中國大唐集團(tuán)、國電集團(tuán)、華能集團(tuán)、電力投資集團(tuán)、華潤集團(tuán)等發(fā)電企業(yè)的下屬新能源公司,少部分為風(fēng)電機(jī)組制造商和電力建設(shè)單位;讀研7人,分別被華北電力大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)等大學(xué)預(yù)錄取;出國深造2人,分別為丹麥科技大學(xué)和德國漢諾威大學(xué)預(yù)錄取。從目前人才需求角度來看,由于近幾年風(fēng)電項(xiàng)目的迅速擴(kuò)張,風(fēng)電行業(yè)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行與維護(hù)的技能型人才有較旺盛的需求。
在風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展的同時(shí),近幾年我國太陽能發(fā)電也迅速擴(kuò)張。截至2012年底我國累計(jì)光伏裝機(jī)容量達(dá)到7.5GWp,預(yù)計(jì)2013年將新增光伏裝機(jī)容量為10GWp,計(jì)劃2015年新增光伏裝機(jī)容量為40~50GWp,2020年新增80~100GWp。風(fēng)電和太陽能發(fā)電作為新能源中兩支主力軍,出現(xiàn)并駕齊驅(qū)的局面,產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然對(duì)專業(yè)人才提出迫切需求。2013年,教育部統(tǒng)一將“風(fēng)能與動(dòng)力工程”專業(yè)更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。本專業(yè)也將面向更寬廣意義的新能源產(chǎn)業(yè)需求,對(duì)專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)整。
三、新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐
本科教育既是培養(yǎng)工程技術(shù)人才的中堅(jiān)力量,又承擔(dān)著為行業(yè)高端人才培養(yǎng)打基礎(chǔ)的重要任務(wù)。本科生的優(yōu)勢(shì)在于理論基礎(chǔ)、思維方法和發(fā)展?jié)摿?,但缺乏的是技術(shù)細(xì)節(jié)方面的訓(xùn)練。因此應(yīng)始終以培養(yǎng)學(xué)生“基礎(chǔ)理論扎實(shí)、工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力強(qiáng)為目標(biāo)。從新能源產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展角度來說,需要一批具有寬廣知識(shí)體系、能夠引領(lǐng)新能源技術(shù)發(fā)展的高水平創(chuàng)新型復(fù)合人才出現(xiàn)。新能源科學(xué)與工程本科教育應(yīng)該既注重專業(yè)的基礎(chǔ)性,又要注重工程實(shí)踐性。為此,我校能源科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式在以下幾方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐。
1.以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”為原則確立人才培養(yǎng)目標(biāo)
2009年首屆招生以來,本專業(yè)依托本校能源電力優(yōu)勢(shì)學(xué)科,立足新能源國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),面向風(fēng)電產(chǎn)業(yè)人才需求,確定了“培養(yǎng)德、智、體、美等全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面寬,有較高的綜合素質(zhì)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng),具備較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和較高外語水平,系統(tǒng)掌握風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),能勝任風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與維護(hù),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造,風(fēng)能資源測(cè)量與評(píng)估,風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)等風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)的技術(shù)與管理工作,并能從事其他相關(guān)領(lǐng)域的專門技術(shù)工作應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。2011年,本專業(yè)被確定為湖南省省級(jí)特色專業(yè)。2013年,根據(jù)教育部對(duì)本科專業(yè)整理工作的統(tǒng)一部署,將“風(fēng)能與動(dòng)力工程”專業(yè)將更名為“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)。本著“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的原則,對(duì)專業(yè)培養(yǎng)方案做了相應(yīng)的調(diào)整,但仍然保留“風(fēng)能與動(dòng)力工程”專業(yè)的特色,以風(fēng)力發(fā)電為重點(diǎn),涵蓋太陽能光伏/光熱發(fā)電等新能源知識(shí)體系,培養(yǎng)具有寬厚理論基礎(chǔ)和創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。
2.注重基礎(chǔ)性和實(shí)踐性相結(jié)合設(shè)置課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)
根據(jù)學(xué)校的特色和優(yōu)勢(shì),編制風(fēng)能與動(dòng)力工程人才培養(yǎng)計(jì)劃,共開設(shè)必修課35門,開設(shè)選修課23門,現(xiàn)已開出課程門數(shù)為58門,學(xué)生需選修33學(xué)分選修課程,選修課在總學(xué)分中的占比為19.6%。設(shè)置了理論力學(xué)、材料力學(xué)、風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電機(jī)學(xué)、電路理論、自動(dòng)控制原理、風(fēng)力發(fā)電原理、光伏發(fā)電原理與應(yīng)用、太陽能熱利用原理與應(yīng)用等主要理論課程和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、電工電子技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、風(fēng)資源測(cè)量與評(píng)估、風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造、風(fēng)電機(jī)組控制與優(yōu)化運(yùn)行、風(fēng)電場(chǎng)電氣工程、海上風(fēng)力發(fā)電等技術(shù)類課程;以金工實(shí)習(xí)、電子工藝實(shí)習(xí)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、風(fēng)電場(chǎng)電氣工程課程設(shè)計(jì)、風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)、風(fēng)電場(chǎng)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、檢修拆裝實(shí)習(xí)、仿真實(shí)習(xí)、運(yùn)行(畢業(yè))實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)等作為主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)在教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置上實(shí)踐教學(xué)貫穿全程。共4次集中實(shí)習(xí),課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)關(guān)系如圖2所示。
圖2 風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)課程模塊與培養(yǎng)環(huán)節(jié)關(guān)系
3.在工程實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力
創(chuàng)新型人才是支撐和推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。?chuàng)新源于實(shí)踐,在工程實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。長沙理工大學(xué)經(jīng)過多年的探索與實(shí)踐,構(gòu)建了培養(yǎng)“具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才”的學(xué)生能力結(jié)構(gòu)體系、能力培養(yǎng)的實(shí)施方案、實(shí)踐教學(xué)體系以及管理模式,提出了“工程基礎(chǔ)訓(xùn)練+工程創(chuàng)新訓(xùn)練+大工程意識(shí)訓(xùn)練”的工程教育模式?;诠こ探逃砟?,形成了“三層次、四模塊、三結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系,即實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)等主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)按基礎(chǔ)訓(xùn)練、提高訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練三個(gè)層次進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì);將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分為實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)、課外實(shí)踐四個(gè)模塊;采用課內(nèi)外、校內(nèi)外、第一課堂與第二課堂三結(jié)合的方式組織實(shí)踐教學(xué)。
新能源科學(xué)與工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè),在辦學(xué)過程中十分重視實(shí)踐教學(xué),并建立了穩(wěn)定的校內(nèi)校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地,通過加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。
(1)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地。建立校內(nèi)“風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性分析實(shí)驗(yàn)室”、“風(fēng)力機(jī)變槳控制實(shí)驗(yàn)室”、“風(fēng)力機(jī)偏航控制實(shí)驗(yàn)室”、“風(fēng)力機(jī)組檢修拆裝實(shí)驗(yàn)室”、“大型風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)室”、“風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)室”、“風(fēng)力機(jī)設(shè)備腐蝕與磨損實(shí)驗(yàn)室”、“光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)室”等專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,為專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、拆裝實(shí)習(xí)、仿真實(shí)習(xí)提供良好的條件。
(2)校外實(shí)習(xí)基地。根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求,制定與社會(huì)發(fā)展需要相適應(yīng)的人才培養(yǎng)方案,與大唐華銀城步南山風(fēng)電場(chǎng)、華電郴州仰天湖風(fēng)電場(chǎng)、中電投九江長嶺風(fēng)電場(chǎng)、大唐漳浦六鰲近海風(fēng)電場(chǎng)、湘電集團(tuán)有限公司、湖南興業(yè)太陽能有限公司、北京木聯(lián)能軟件技術(shù)有限公司等省內(nèi)外相關(guān)企業(yè)共建“風(fēng)能與動(dòng)力工程”專業(yè),形成學(xué)校與企業(yè)產(chǎn)、學(xué)、研全面合作的長效機(jī)制。風(fēng)電專業(yè)骨干教師共18人次先后到內(nèi)蒙古華電新能源輝騰錫勒風(fēng)電場(chǎng)、福建大唐漳浦六鰲近海風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、河南南陽方城風(fēng)電場(chǎng)、新疆電力設(shè)計(jì)院、大唐甘肅酒泉風(fēng)電場(chǎng)等風(fēng)力發(fā)電企業(yè)進(jìn)行技術(shù)交流和科技服務(wù)。風(fēng)電專業(yè)學(xué)生在華電郴州仰天湖風(fēng)電場(chǎng)、寧夏賀蘭山風(fēng)電場(chǎng)與太陽山光伏電站等基地開展了豐富的暑期實(shí)踐活動(dòng)。依托專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生開展了大量科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生開展了國家級(jí)(共4項(xiàng))、校級(jí)(4項(xiàng))“大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”的研究工作;參加全國大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽等各類科技性競(jìng)賽活動(dòng),獲得較佳的成績(jī)。
4.轉(zhuǎn)變技術(shù)類或?qū)嵺`類課程的學(xué)習(xí)過程
本科教育的缺失是職業(yè)技能或技術(shù)細(xì)節(jié)方面的訓(xùn)練。理論知識(shí)寬廣但實(shí)踐動(dòng)手能力差是目前本科教育存在的較普遍現(xiàn)象。本科畢業(yè)生感覺學(xué)了很多東西,又感覺什么也沒有學(xué)到,學(xué)到的都是一些理論或概論性的東西。相反,高職院校的職業(yè)技能針對(duì)性很強(qiáng),注重實(shí)際動(dòng)手操作能力的培養(yǎng),而弱化理論知識(shí)體系的教育,相比于本科生,高職生在職業(yè)技術(shù)方面更容易上手。但如果本科生像高職生那樣培養(yǎng),勢(shì)必過于狹隘,也違背了大學(xué)本科教育的初衷。本科生的優(yōu)勢(shì)就在于理論基礎(chǔ)、思維方法和發(fā)展?jié)摿?。因此,本科生的理論基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)可以沿用傳統(tǒng)的書本教學(xué)為主,培養(yǎng)思維方法;技術(shù)類或?qū)嵺`類課程學(xué)習(xí)則應(yīng)放棄那種“先書本,再實(shí)踐”或“只有書本,沒有實(shí)踐”的教學(xué)方式,而應(yīng)遵循“在實(shí)踐中學(xué)習(xí)”的原則。針對(duì)不同的專業(yè)特點(diǎn)有選擇性地開設(shè)或加強(qiáng)職業(yè)技能型的課程。對(duì)于本專業(yè)來說,則應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)繪圖、電氣與控制、模擬仿真、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等模塊的技能培養(yǎng)。如此,本科生則不但具有寬廣的理論基礎(chǔ),而且具有較強(qiáng)的職業(yè)適應(yīng)能力。
四、結(jié)論
風(fēng)電與太陽能發(fā)電作為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),呈現(xiàn)蓬勃生機(jī)的發(fā)展局面。新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展為新能源科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)空間,同時(shí)本專業(yè)人才也必將成為推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。本專業(yè)應(yīng)以“工程實(shí)踐能力”為核心,夯實(shí)理論基礎(chǔ),強(qiáng)化實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),支撐新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】化學(xué)名詞 詞源 教學(xué)功能 新課程理念
【中圖分類號(hào)】G658.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)08-0137-02
1.元素用字
元素是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),而正確書寫元素名稱是準(zhǔn)確命名化學(xué)物質(zhì)的前提。然而在實(shí)際教學(xué)中往往有一些同學(xué)無法正確書寫元素名稱,甚至隨意造字。其實(shí),教師只要從中文詞源略加分析,學(xué)生就會(huì)很容易掌握元素名稱,甚至可以從中學(xué)到更多化學(xué)相關(guān)知識(shí)。
1.1元素名稱的中文詞源
中文元素名稱用一個(gè)字表示,在取字時(shí)與國際通用名稱相應(yīng),以諧聲為主,會(huì)意次之。
1.1.1諧聲字
元素單質(zhì)在普通情況下為氣態(tài)者,偏旁從“氣”;液態(tài)者從“水”;固態(tài)的金屬元素從“金”;固態(tài)的非金屬元素從“石”。因此,我們可以從元素偏旁獲知其單質(zhì)在普通情況下的狀態(tài)。如:氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)……為氣態(tài)均從“氣”;鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)……為金屬元素均從“金”;砷(As)、硒(Se)、碲(Te)……為非金屬元素均從“石”。
1.1.2會(huì)意字
會(huì)意字就是取意造字,氫、氯、氧、氮等就屬于此類。
“氫”曾名為“輕氣”,因?yàn)樗亲钶p的氣體,改為單個(gè)字時(shí),將輕字的偏旁去掉加氣字頭;我國曾將“氧”譯作“養(yǎng)氣”,意謂可以養(yǎng)人;“氯”曾名為“綠氣”,因其單質(zhì)狀態(tài)是綠色的氣體,故把綠字的偏旁去掉加氣字頭;“氮”源出自“淡”,表示把空氣中氧沖淡了,故把淡字去偏旁加氣字頭;“溴”帶水旁表示其單質(zhì)為液態(tài),溴單質(zhì)是有惡臭味的液體,故將“臭”加水旁而會(huì)意[1];“鉀”是我國在當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金屬性質(zhì)最為活潑,故以“甲”旁“金”而成“鉀”;“鎢”礦石呈黑色,遂以“烏”合“金”而成“鎢”;我國古時(shí)稱煤為“炭”,遂造為“碳”;古時(shí)圭指玉石,即是“硅”的化合物。因此,我們可以從這些元素名稱中獲知他們單質(zhì)的特殊物理性質(zhì)。
2.物質(zhì)俗稱
在學(xué)習(xí)中學(xué)化學(xué)的過程中,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有有些物質(zhì)除了按照傳統(tǒng)命名法命名外,還有很多俗稱。所謂“俗稱”即通俗的稱呼,是人們?cè)趧趧?dòng)生活生產(chǎn)過程中約定俗成的非正式名稱。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中常常記不住或者記混這些俗稱,其實(shí)這些俗稱并非信手拈來,而是與物質(zhì)本身有著千絲萬縷的聯(lián)系。
2.1按物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)或制取
碳酸鈣俗稱大理石,因產(chǎn)于云南大理而得名;波爾多液為由硫酸銅溶液和石灰乳配制而成的一種藍(lán)色、黏稠的懸濁液,因1882年首先用于法國波爾多城而得名;碳化鈣俗稱電石,因它是生石灰與碳在電爐加熱的高溫下(3000℃)反應(yīng)而得到的固體;乙醇俗稱酒精,在古代,酒是常見飲品之一,酒蒸餾可得純度較高的乙醇;丁二酸俗稱琥珀酸,因蒸餾琥珀可以得到丁二酸;甲醇俗稱木精、木醇,最早是從木材干餾所得的木醋液(含有醋酸、甲醇、丙酮等)中分離而得[2];普魯士藍(lán)即亞鐵氰化鐵,1704年由普魯士公司的狄斯巴赫和第佩爾所發(fā)明的一種藍(lán)色染料[2];鍍錫鐵俗稱馬口鐵,由于最初它從阿里部馬口地方輸入而得名;甲酸俗稱蟻酸,因存在于蜂類、某些蟻類和毛蟲的分泌物中。
2.2按物質(zhì)的用途
氯化鈉俗稱食鹽,是供人們食用的鹽類;碳酸鈣俗稱石灰石,因其可用來燒制生石灰而得名;酚醛樹脂俗稱電木,因其是電力工業(yè)上常用的絕緣材料而得名。
2.3按外文音譯
硫代硫酸鈉俗稱海波,是hypo的音譯;甲醛的水溶液俗稱福爾馬林,是formalin的音譯。
2.4按物質(zhì)的性質(zhì)
2.4.1物理性質(zhì)
碳的同素異形體之一金剛石,因其硬度大而得名;碳的同素異形體活性炭,它較活潑,具有吸附某些物質(zhì)的特性;三硝基苯酚俗稱苦味酸,因其有苦味而得名;氧化鐵俗稱鐵紅,呈紅棕色;五水硫酸銅的俗稱膽礬(或藍(lán)礬),呈藍(lán)色且顏色似豬膽;七水硫酸亞鐵俗稱綠礬,呈綠色;十二水硫酸鋁鉀俗稱明礬,七水硫酸鋅俗稱皓礬,均呈無色;堿式碳酸銅俗稱銅綠,呈綠色。
2.4.2化學(xué)性質(zhì)
濃硝酸與濃鹽酸按體積比1:3得到的混合液俗稱王水,因其能溶解某些不與硝酸作用的金屬,其中包括“金屬之王”――金而得名;次氯酸鈣和氯化鈣的混合物俗稱漂白粉,它的有效成分為次氯酸鈣,具有漂白作用;氫氧化鈉俗稱火堿、燒堿,因其具有強(qiáng)烈腐蝕性。
2.5 同一物質(zhì)多俗稱來源不同
【關(guān)鍵詞】新能源科學(xué)與工程;多學(xué)科;培養(yǎng)方案
【Abstract】New energy science and engineering is a typical multi subject cross specialty and has already become an emerging industries which our nation prefers to develop. Based on the analysis of the current situation of the new energy profession, this paper proposes a distinctive training program for new energy science and engineering, combing with our own advantages.
【Key words】New energy science and Engineering; Multi discipline; Training program
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為制約當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素,新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然是未來中國可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。然而與發(fā)達(dá)國家相比,我國的新能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起步相對(duì)較晚,技術(shù)也較為落后,總體產(chǎn)業(yè)化程度不高,且新能源領(lǐng)域的科技創(chuàng)新能力明顯不足。特別是我國高校新能源專業(yè)人才培養(yǎng)方案尚處于摸索階段[1-3]。
目前,國內(nèi)大部分高校的新能源科學(xué)與工程專業(yè)都是以能源與動(dòng)力工程專業(yè)為基礎(chǔ),再開設(shè)幾門與新能源領(lǐng)域相關(guān)的課程,并沒有從根本上解決培養(yǎng)方案的問題,因此,在課程體系設(shè)置、專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)、本科生就業(yè)等方面存在不少問題。例如:(1)專業(yè)特色不明確;(2)專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程脫節(jié);(3)實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新教學(xué)的形式化[4-5]。因此,本文針對(duì)目前各高校在新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才模式培養(yǎng)中存在的主要問題,提出了具有特色的新能源科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)方案。
1 一體化人才培養(yǎng)
本校新能源科學(xué)與工程專業(yè)的課程體系由四個(gè)主要模塊組成:通識(shí)課程71學(xué)分(人文社科課程和公共基礎(chǔ)課程)、學(xué)科課程58學(xué)分(學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程和專業(yè)選修課課程)、集中實(shí)踐教學(xué)38學(xué)分(畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、電工實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課外實(shí)踐教學(xué)等)和素質(zhì)、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育16學(xué)分。在本課程體系中,一方面開設(shè)了本專業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)知識(shí)課程,讓學(xué)生能夠掌握與新能源體系設(shè)計(jì)、開發(fā)和測(cè)試相關(guān)的知識(shí),另一方面開設(shè)了能源管理等方面的課程,最終培養(yǎng)的學(xué)生能夠熟悉規(guī)劃-設(shè)計(jì)-制造-運(yùn)營-管理環(huán)節(jié)中關(guān)鍵的技術(shù)和方式,使得他們能更好的適應(yīng)社會(huì)的需求。
2 供求關(guān)系引導(dǎo)特色學(xué)科
目前,各高校根據(jù)自身專業(yè)設(shè)置的特點(diǎn)和學(xué)科發(fā)展的優(yōu)勢(shì),制定了稍有不同的新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)方案,如華北電力大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)以生物質(zhì)能、太陽能和風(fēng)能三個(gè)專業(yè)為主;江蘇大學(xué)的新能源科學(xué)與工程專業(yè)則圍繞風(fēng)能發(fā)展相關(guān)課程,實(shí)行單方向發(fā)展模式。本專業(yè)由于是新組建專業(yè),暫時(shí)還未形成特色學(xué)科,因此,在專業(yè)核心課程設(shè)置時(shí),以全面介紹新能源的動(dòng)力系統(tǒng)、新能源的利用、新能源的儲(chǔ)存和節(jié)能方式為目的,未涉及具體的特色方向,同時(shí),河南省是以農(nóng)業(yè)產(chǎn)品為主,結(jié)合目前太陽能熱泵技術(shù)的大力推進(jìn),因此,在設(shè)置專業(yè)選修課程時(shí),主要以熱泵技術(shù)、太陽能制冷和冷熱源工程為主導(dǎo)。在以后的實(shí)踐過程中,發(fā)展出自身特色后,再利用選修課色學(xué)科對(duì)專業(yè)核心課程進(jìn)行替換,從而形成“從發(fā)展中找特色”的人才培養(yǎng)方式。
3 “1+1”就業(yè)模式
新能源科學(xué)與工程專業(yè)屬于新生學(xué)科,該方向畢業(yè)的學(xué)生較少,在能源行業(yè)中并未站穩(wěn)腳步,在考慮學(xué)生就業(yè)問題時(shí),一方面要以新能源學(xué)科為基礎(chǔ),開設(shè)新能源就業(yè)較好的課程,另一方面,也要重視我們現(xiàn)狀,新能源比重小于20%,目前仍然以傳統(tǒng)能源為主,因此,也開設(shè)了傳統(tǒng)能源的節(jié)能技術(shù)課程,從而形成新能源利用和傳統(tǒng)能源升級(jí)改造并行的“1+1”就業(yè)模式。
4 “分層次”創(chuàng)新教學(xué)
高校的教學(xué)模式必須具有連貫性,才能保證教學(xué)的質(zhì)量。因此,本專業(yè)在設(shè)置相關(guān)軟件學(xué)習(xí)課程時(shí),嘗試性地在大學(xué)一年級(jí)開設(shè)程序設(shè)計(jì)技術(shù)(C語言),大學(xué)二年級(jí)開設(shè)工程軟件基礎(chǔ),讓學(xué)生掌握工程軟件基本知識(shí),大學(xué)三年級(jí)時(shí)開設(shè)工程軟件應(yīng)用技術(shù),讓學(xué)生能熟練的利用三維軟件進(jìn)行實(shí)物繪制,在大學(xué)四年級(jí)的素質(zhì)教育時(shí),開設(shè)CAD-CFD綜合應(yīng)用創(chuàng)新教育課,更進(jìn)一步讓學(xué)生掌握模型的網(wǎng)格劃分和傳熱與流動(dòng)方面的簡(jiǎn)單編程計(jì)算。在上述的課程學(xué)習(xí)中,既保證的課程學(xué)習(xí)的連貫性,也形成了“分層次”創(chuàng)新教學(xué)的發(fā)展模式。
5 結(jié)語
新能源領(lǐng)域的發(fā)展,關(guān)鍵在于人才的培養(yǎng)。由于新能源科學(xué)與工程專業(yè)涉及物理學(xué)、化學(xué)、傳熱學(xué)、材料科學(xué)、管理學(xué)等學(xué)科,是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉的新興專業(yè)。因此,其培養(yǎng)方式和課程設(shè)置必須緊跟新能源科學(xué)技術(shù)的發(fā)展步伐,與時(shí)俱進(jìn)。在貫徹厚基礎(chǔ)、寬方向、重實(shí)踐原則的基礎(chǔ)上,積極培養(yǎng)具有扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)、人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí),能夠承擔(dān)新能源工程的設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)技術(shù)教育與教學(xué)等工作,富有社會(huì)責(zé)任感,具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和競(jìng)爭(zhēng)力的高級(jí)專門人才。
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