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新能源科学与工程赏析八篇

发布时间:2023-01-08 21:06:55

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的新能源科学与工程样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

新能源科学与工程

第1篇

关键词 大学生 创新能力 新能源 培养方案

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.07.019

创新有三层含义,第一是更新,第二是创造新的东西,第三是改变。提高创新能力是促进社会发展的原动力。一个国家只有拥有了一批拥有创新能力的青年,才能不断地提高综合国力。一个民族想要在21世纪取得更大的发展,必须依靠一群有创新能力和创新精神的青年。正是由于不断的创新,人类社会才能持续向前发展。目前我国面临着环境污染、能源危机、资源短缺等诸多问题,而解决这些日益严峻的问题的关键就是走改革创新的道路。对于我国这样一个发展中国家,要把握住21世纪科学技术迅猛发展和经济全球化带来的机会和挑战,要在未来世界经济全球化进程中立于不败之地,需要对当前的科技、教育等诸多方面进行有效的创新。

大学生是促进社会发展的重要群体,大学生的创新能力在很大程度上决定着社会未来的综合竞争力。国际经济竞争的严峻形势要求中国的当代大学生必须具备勇于创新、善于创新。在培养大学生创新能力的过程中,由于诸多因素的限制,使得较多大学生的创新能力仍不高,因此研究大学生创新能力的培养具有重要意义。

1培养新能源创新人才的必要性

科学文化是一个国家赖以生存和发展的基础,是评价一个国家综合国力的标准之一。当今世界国家间的竞争已上升到以知识和信息为基础的综合国力的较量。对于我国这样的发展中国家,为提高综合国力,必须提高其人力资源的开发程度。科技文化水平的提高需要提高国民的创新能力,需要高校培养更多的创新型人才。当今世界知识经济更新速度不断加快,必须通过提高创新能力来增强国家综合竞争力。大学生群体中蕴含着巨大的创新潜能,如何将大学生身上的创新潜能挖掘出来是目前大学校园乃至整个社会必须认真思索的问题。

培养大学生创新能力是高校自身发展的内在要求。如今,我国高等教育已进入大众化阶段。创新实践能力已经成为高质量人才的标准,创新型人才的培养数量和质量也成为了衡量高校水平的重要标准。因此,想要打造高校品牌,使高校的教学质量和整体水平得到提升,高校必须加快创新发展,加强学生的创新实践能力,高质量地培养创新人才。

2010年,国务院下发《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发(2010)32号),将新能源作为优先发展的七大战略性新兴产业之一。同年,教育部《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批的通知》。作为与战略性新兴产业发展相关的新专业,新能源科学与工程专业受到我国高校的高度重视。2014年,南京林业大学在广泛调研其他高校新能源专业的基础上,结合自身教学和科研优势,开设了以生物质能源利用为优势和特色的新能源科学与工程专业。近年来,新能源引起了社会各方的极大关注,太阳能、风能、沼气能、生物质能得到了较快发展。然而,我国在新能源领域的科技创新能力与发达国家还有较大差距,关键技术和设备依赖进口的局面还没有得到根本改变。发展新能源,关键在人才。培养新能源领域创新人才已刻不容缓。

2大学生创新能力培养现状

2.1创新意识不高

在一般教育模式中,知识传承得到重视,而知识创造可能被忽略。在这种教育模式束缚了我国大学生创新能力的培养。学生们进入大学以后沿袭了以前的学习模式,重视对课本知识的吸收,不能很好地进行知识和技能的积累,缺乏创新的意识和能力。很多学生将主要精力投入到获得更高的文凭和相关的证书上,在校时间里忙于记住课本的内容,应付各种常规化考试。忽视创新意识和创新能力培养模式是造成大学生创新意识不强的重要原因。许多大学生的创新性思维受到了压抑,导致他们在科技创新活动中缺乏主动创新的意识,创新活动也缺少深度和广度。

2.2创新文化氛围不强

目前大部分高校的创新氛围不浓,课堂教学内容多以课本为主,知识更新较慢,与国际前沿的结合和边缘学科的交叉都很少,这使大学生的创新教育得不到很大重视。要提高大学生的创新能力和创新意识,需要将大学生科技创新课程作为必修课纳入正常的课程设置中。同时,高校对大学生的评价考核缺乏对创新能力的重视。以书面考试分数的高低来评价学生学业水平高低的传统评价机制,忽视了发展和挖掘学生的潜能,忽视了考察学生创新和实践的能力。因此,大学生主动参加科研创新的热情不是很高。

3大学生创新能力培养的策略

3.1构建创新能力培养模式

创新是国家兴旺发达的不竭动力。国家非常重视对大学生创新能力的培养,已将它上升到关系国家综合竞争力的高度。政府不断制定了相应的指导政策,建立专项资金来扶持高校培养大学生的创新能力。社会各界也不断营造创新型的社会氛围,鼓励和支持高校培养创新型人才。在这种环境下,高校应构建更加科学合理的大学生创新能力培养模式,教师和学生都必须要提高思想认识和转变教育观念,树立以人为本的教育教学理念。在以人为本的理念下,高校应立足于社会、经济和科技发展的前列,既了解当前社会需要的人才,也能预测未来社会发展对大学生创新能力的要求;教师应遵守“因材施教”的教育方式,根据学生自身的特点来制定培养方案,提高学生的创新能力;学生也需认识到创新能力是自身综合能力的重要组成部分,学会了解国际前沿知识,灵活运用知识,整合知识,从而创造出新的知识。同时,也需要注意的是,对于大学生创新能力的培养应当以不求高精尖但求适应力强,不求面面俱强但求有特色为目标,培养出能够适应社会,能够在某些领域拥有突出的创新成果的新时代大学生。

3.2搭建新能源科技创新平台

针对学生自身的基础和意愿,高校应有计划性,有针对性的对学生进行创新能力培养,形成一套可行有效的大学生科技创新活动运行机制,构建新能源科学与工程专业开放性实践教学体系,创造本科创新人才培养的制度环境和文化环境,加强大学生创新能力培养中的创新实践教育平台建设。

参照创新能力培养计划,结合具体实际情况,组建学生科研团队。以教师领导创新项目、学生自主创新项目、校企合作、社会实践、毕业论文等为载体,搭建与新能源专业紧密结合、与新能源企业发展紧密关联的科技创新平台。例如,通过与新能源企业合作,建立校外学生社会实践基地和创业就业基地,为高校老师和学生培养创新实践能力创造平台,促进新能源学科科技创新成果转化,培养新能源学科创新人才。此外,鼓励大学生,申请专利,参加各级大学生竞赛活动,使大学生们更加投入科研创新活动中,形成乐于创新的校园氛围。

3_3加强创新能力评价

第2篇

关键词:新能源科学与工程;专业建设;人才培养

中图分类号:G646 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0202-02

一、我国高校“新能源科学与工程”专业产生的背景

2011年,教育部公布了全国各高校申报设立的140个本科新专业名单。这140个新设置专业全部为国家确定的战略性新兴产业相关本科专业,从2011年开始招生。这些新增专业着重培养物联网、互联网、绿色经济、低碳经济等国家战略性新兴产业发展所需的高素质专门人才[1]。新能源科学与工程专业就是其中一个。该专业主要学习新能源的种类和特点、利用的方式和方法、应用的现状和未来的发展趋势。

根据联合国与国际能源组织预计,新能源的开发和利用是人类可持续发展的重要出路。为实现经济的可持续发展,我国“十二五”发展规划明确把常规能源、新能源、节能减排等能源类领域的发展放在优先位置,能源已成为我国未来国民经济高速发展的重要基础之一。根据国家中长期发展规划,2000年至2020年是新能源及可再生能源发展的重要时期。到2020年之前,我国可再生能源发展的总目标是:提高可再生能源在能源消费中的比重,解决偏远地区无电人口用电问题和农村生活燃料短缺问题,推行有机废弃物的能源化利用,推进可再生能源技术的产业化发展。到2020年建成水电3亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。建成太阳能热水器面积3亿平方米,实现沼气年利用440亿立方米、生物质成型燃料5000万吨,非粮生物液体燃料形成年替代1000万吨石油的能力。为实现上述目标,到2020年,我国需在可再生能源开发利用领域投资大约2万亿元,从现在到2020年的投资大约1.5万亿元。按照相关部门使用的投资拉动就业推算公式,每亿元固定资产投资对就业的拉动量保持在297~706人之间,均值为474人/亿元来计算,则1.5万亿元可拉动就业岗位711万个。因此“十二五”期间,这一领域的人才需求将呈现大幅上升的势头,新能源科学与工程专业作为2011年新增战略性新兴产业专业,是一个以培养新能源合理开发、高效清洁利用为目标的能源类专业,肩负着培养国家能源类紧缺人才的重任[2,3]。

二、天津市高校开设“新能源科学与工程”专业的必要性

目前,天津市从事能源类的企业达到300多家,如天津市风电整机、关键部件和配套企业达到50家,总投资126.45亿元,从业人员24760人,在全国风电行业形成了最完整的产业体系。据统计,目前,天津市整机生产能力达到5600兆瓦,叶片生产能力为14000支,按三叶片整机计算,可满足4900台整机需要;齿轮箱5400台以上;发电机1500台;控制系统3200台;以树脂为主的叶片材料5.5万吨,已成为中国最大的风电成套设备生产制造基地。

天津滨海新区日前也出台了《新能源产业发展规划纲要》和《促进新能源产业发展的若干措施》,明确在新能源领域重点发展风电、光伏、绿色二次电池和LED四大产业,计划每年从新区促进经济发展各专项资金中集中8000万元到1亿元,专项用于支持新能源产业发展。同时,各相关功能区结合各功能区新能源产业发展重点,也将集中12亿元,加大对新能源产业的支持力度。天津市西青区也计划在张家窝投资25亿元建立以新能源产业为龙头的科技产业园区。预计天津市在“十二五”期间投资在新能源产业上的资金超过50亿元。按照上述公式计算可拉动就业岗位2.37万个,也就是年平均5925个。天津市19所高校中有天津大学、天津理工大学、天津商业大学和天津城市建设学院开设能源动力类专业――热能与动力工程,每年的毕业生不足1000人。因此,仅从天津市这一局部区域来说,能源类人才培养和储备严重不足。

三、专业建设的整体目标与思路

在对国内外新能源相关专业人才培养充分调研的基础上,分析国家社会和经济发展要求,基于新能源产业特点及企业和社会对新能源专业人才知识结构和能力结构的要求,同时围绕天津区域经济社会发展对能源类人才的需求,确定了新能源专业人才培养建设方案,主要包括建设目标的确立及科学、合理的课程体系的设置,可行的教学计划的制订等[4]。

1.建设目标。围绕天津区域经济社会发展对能源类人才的需求,引进先进的教育思想(如认知灵活性理论等),以“3.4.5.6”人才培养理念贯穿于本专业教育的全过程中,高起点、高标准、严要求地开展本专业建设工作。首先是在以“全科模拟工作岗位实训体系”为专业教学轴心的分层次人才培养模式下,强化学生的人文素质教育,使其具有强烈的事业心、责任感,有良好的社会公共道德、职业道德和法律意识。同时优化该专业结构,提升本专业建设的整体水平;进一步强化校企合作,加强专业链与产业链的有效对接,共建应用型人才培养基地;建立企业、高校、科研院所三位一体的人才培养联盟和协作机制,全方位提高人才培养的质量,使该专业在教学条件、师资队伍、人才培养模式、人才培养方案、课程体系与教学内容、教学方法与教学手段等方面形成更具竞争力的优势和特色,实现“教育思想先进、培养目标明确、教学改革领先、师资队伍优化、教学成果优秀”的目标。

2.建设思路与实施方案。①以服务天津区域经济社会发展为导向。围绕天津市提出的农业科技创新工程和设施农业提升工程,构建具有都市型农业特色的“大农业”(郊区农业+市区绿化环卫)废弃物资源化利用工程技术平台和绿色能源在“大农业”生产中高效利用工程技术平台。并在此基础上,探索人才培养与地方需求的最佳结合点,形成互利共赢、互动发展的良好局面,培养适合天津农业和工业领域人才需求的能源类创新性复合型人才。②以“创新性复合型”人才培养为目标。创新性复合型人才是当今时代的迫切需求,也是培养能源类卓越工程师的前提。为此,大力开展教学改革,构建以基础教育、专业基础教育和专业教育为主体,全科模拟岗位实训贯穿其中,实现专业交叉,融入艺术教育的新型教学体系,探索“以能力培养为主线,宽口径、厚基础、强能力、高素质、重个性”的分层次人才培养模式。③以理论教学和实践教学并重为手段。坚持“以人为本、以学生为中心、以致用求创为目标”的教学改革思路,打通基础教学、专业基础教学和专业教学的瓶颈,构建有机的教学体系和师资交流平台。首先,在重视基础、专业基础和专业教学的知识积累的同时,更加重视“学生的思路、方向、方法论基础和把握全局者的综合性基础”素质的培养,使基础教学成为提升学生专业兴趣和好奇心的“催化剂”。其次,大力实施“全科模拟工作岗位实训计划”、学生科技创新活动和高校、企业、科研院所无缝隙合作工程,使其成为培养学生理论联系实践解决实际问题能力的主要手段,实现分层次人才培养,实现学生个性发展的主要措施,促进学生适应社会、适应岗位的“催熟剂”。

四、总结

“新能源科学与工程”专业是高等院校战略性新兴本科专业,其专业培养方案的设计和制定必须紧跟新能源科学技术的发展步伐,与时俱进。以动态跟踪的专业培养目标为依据,创新培养模式,建立科学的、先进的、发展的课程体系。专业建设要依据社会和企业需求,专业联系产业,学科对接产业,专业对接职业,积极培养新能源产业发展所需要的高级专门人才。

参考文献:

[1]郭瑞,王胜辉,高微,王帅杰.“新能源”科学与工程(太阳能方向)专业人才培养初探[J].沈阳工程学院学报(社会科学版),2012,8(3):400-402.

[2]任东明.中国新能源产业的发展和制度创新[J].中外能源,2011,(1).

[3]陈学俊.对能源科学与工程发展的若干建议[J].院士与学部,2005,20(6):451-455.

[4]韩新月,何志霞,王谦,吉恒松.新能源科学与工程专业人才培养探讨[J].人才培养改革,2013,(5):9-11.

第3篇

关键词:新建地方本科院校;电子信息工程;实践教学改革;创新能力培养

目前,人类社会已进入全信息时代,社会对电子信息工程专业人才的培养要求在不断提高。我校属于新建地方本科院校,致力于培养应用型人才。应用型人才可以分为学术型、工程型、技术型和技能型四种类型。根据我校已获批为教育部“卓越工程师”计划培养单位,并正在筹划将电子信息工程专业申报为2013年新增培养专业的情况,我校的电子信息工程专业定位于工程应用型。

一、指导思想

通过走访学习了华中科技大学、中南大学、湖南大学、国防科技大学和桂林电子科技大学等高校,确立了我校电子信息工程专业实践教学与创新能力培养的指导思想:以创新意识培养为先导,以学生能力培养为主线,以加强学生工程训练和设计能力培养为重点,构建“基本知识—综合能力—工程应用—创新意识”的阶梯式实践教学培养模式。

二、具体实践

1.实验和课程设计方面。实验是底层也是基础的实践能力培养手段。包括从通识教育到学科基础知识体系,到专业方向知识体系,再到创新能力培养等所有知识领域的课程实验。我校电子信息工程专业实验室组织结构图如图1所示。实验类型有验证性实验、设计性实验和综合性实验。一方面,为了加强学生的实践动手能力,本专业增加了实验课时,达到了276学时(由表1可见);另一方面,为了加强学生创新能力的培养,提高了实验项目中设计性和综合性实验的比例,达到了85%。

课程设计作为一个重要的实践教学环节,是学生学完课程后综合利用所学的知识进行设计实践的一种实践教学形式,一般由教师出题、指导,学生进行设计。本专业的相关课程设计包括程单片机技术课程设计、电子线路综合设计(低频)、通信电子线路课程设计、通信技术综合课程设计和专业方向课程设计等。要求学生除了完成理论设计外,还要进行实物制作或在工程实践中心进行模拟操作。

2.工程实践中心方面。为了使学生在毕业后能够尽快适应工作环境、受到用人单位的欢迎,一方面,我们利用中央财政的支持建立了信息处理与通信工程实践中心,中心以国内外主流通信设备商(中兴通讯)的实际产品为支撑,能够实现程控交换、光纤通信、信息处理、3G技术方面的工程实训拓扑图如图2所示。另一方面,选派多名专业教师到中兴NC通讯和华为讯方参加讲师资格培训,要求除了掌握中兴通讯设备的各种知识和使用方法,还要掌握它和其他的主流设备的区别之所在。并通过比较教学法,拓宽学生的知识面和工程应用能力。

3.实习基地方面。我校电子信息工程专业的实习由金工实习、电工实习、电子实习、生产实习和毕业实习5个部分组成。我校在校内建有湖南省优秀实习基地电工电子实习基地,由图1所示的电工实训室和电子实训室组成。为了进一步提高学生的工程实践能力,我校还加强了校外实习基地的建设。先后建设了中国电信衡阳分公司实习基地、中国移动衡阳分公司实习基地、中国联通衡阳分公司实习基地、上海上嵌实习基地等15个校外实习基地,其中中国电信衡阳分公司实习基地为湖南省优秀实习基地。实习基地可以提供程控交换设备、光传输设备、数据通信设备、通信电源设备、3G移动通信等在网运行设备及嵌入式实训,可以与校内的工程实践中心和实验室互为补充。实习基地不仅能为学校解决实习环境受限的困境,同时长期合作中也造就了一批优秀的“双师型”实习指导教师队伍,这也是学校的重要收获。另外,我校还邀请实习基地的资深专业技术人员和管理人员来校讲座和座谈,研究和完善本专业的培养方案。

4.创新能力培养方面。为了加强本专业学生创新能力的培养,学校在原有的开放运行平台的基础上增设了两个创新开发室,并专门设置了元器件库,学生可以根据需要从元器件库借主要元件进行项目的设计开发,完成后再归还给元件库。通过这种形式提高了学生进行创新设计的兴趣。在此基础上,我们又设立了“圆融杯”校内大学生电子设计竞赛,成立了电子协会,鼓励学生参加全国大学生电子设计竞赛、挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生数学建模竞赛、衡阳市大学生科技创新大赛等赛事。另外,学校也积极鼓励教师申报湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目,以项目育人的形式培养学生的创新能力。再者,我们鼓励毕业班的学生利用毕业设计环节加入到指导教师的科研项目中去,让学生直接接触科研、接触工程。

三、取得的成绩

通过科学的尝试与探索,我校电子信息工程专业在人才培养方面取得了一定的成绩:在2009年全国大学生电子设计竞赛中,该专业学生张桐等获得全国一等奖1项;在2011年全国大学生电子设计竞赛中,该专业学生廖靖等获得湖南赛区一等奖1项;该专业学生高思白的“新型厨房垃圾处理器”获国家实用新型专利1项;另外,该专业学生还在湖南省大学生机械创新大赛、湖南省“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛、全国大学生数学建模竞赛、衡阳市大学生科技创新大赛等赛事中取得了好成绩。毕业生的培养质量也得到了各用人单位的认可与好评。

经过几年的教学实践,学校提高了应用型本科电子信息人才的实践技能,同时也提高了学生的创新能力,缩短了学生适应通信岗位的时间,增强了学生的就业竞争力,符合应用型本科电子信息工程人才的培养目标。

参考文献:

[1]胡永祥,等.应用型通信工程专业实践教学体系的构建[J].湖南工业大学学报,2011,(3):105-108.

[2]李益才.通信工程特色专业实践体系与实验室建设研究[J].中国电力教育,2011,(29):132-135.

[3]邹曙光,等.通信工程专业实践教学的建设和探索[J].中国现代教育装备,2011,(15):102-104.

第4篇

关键词:高等职业教育;本科教育;分段培养

中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)06-0236-02

一、衔接课程体系建设背景

根据高职与本科人才培养的优劣势,依据《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》等相关文件精神,依据江苏省教育厅《关于组织申报2012年江苏省现代职业教育体系建设试点项目的通知》,常州工学院与常州工程职业技术学院两校选择“新能源科学与工程”专业作为试点项目,采取“3+2”分段培养模式联合进行应用型本科层次高技能复合型人才培养的探讨与实践,而构建纵横协同的模块化衔接课程体系是项目实施的重点。

二、衔接课程体系建设目标

围绕新能源科学与工程专业高技能复合型人才培养,对接新能源产业对技术人才的需求,遵循学生的认知规律,结合新能源技术的理论与实践特点,创新教学理念,以新能源相关产业为服务对象,以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,构建新能源科学与工程专业高职-本科“3+2”分段培养模式课程体系。整体设计人才培养方案,制定高技能复合型人才培养标准,兼顾学生就业与升学的双重目标,以“新能源产业链、知识体系、能力培养”为主线构建纵横协同的衔接课程体系,制定课程标准,科学合理地设置“模块化、系列化”新能源技术专业教学内容。

通过项目研究,推动高职-本科课程衔接贯通,重点突出长三角地区的光伏产业特色,深化校校、校企合作,形成完整的新能源科学与工程领域高技能复合型本科人才培养方案,构建专业知识结构覆盖整个新能源产业领域的模块化课程体系,引领示范本校其他专业或同类型高校相关专业的课程体系建设,产生广泛的辐射作用。

三、衔接课程体系建设基础

1.新能源相关专业的成功开设,为课程体系建设提供了建设基础。为适应地方新能源产业的快速发展,在对常州及周边地区光伏产业人才需求调研的基础上,常州工学院光电工程学院2011年在“光伏技术”专业方向基础上,申报了“新能源科学与工程”普通本科专业,2012年获批。

常州工程职业技术学院的光伏材料加工与应用技术专业是依据常州市发展规划纲要于2011年建立的,是中央财政支持的国家重点专业,在专业建设与科学研究方面具有鲜明的特色。基于两校专业设置的知识体系、技术领域以及服务区域存在统一的同质性,两校于2013年联合申报了高职与普通本科3+2分段培养模式的新能源科学与工程专业,2013年获批。

2.拥有能胜任专业教学工作的教师队伍,为课程体系建设提供师资保障。常州工学院光电工程学院通过实施多层次的人才战略,在多年的教学改革与专业建设中,逐渐形成了一支能适应高校教育特点和要求,教学水平高、实践能力强、富有团结协作和改革创新精神的师资队伍,集合了一批优秀中青年学术研究人才。同时学院加强和企业的交流与合作,聘请光伏企业的高级工程技术人员为兼职教师,定期来学校授课和指导实习实训、毕业设计等工作。

常州工程职业技术学院光伏材料加工与应用技术专业有一支较高业务水平的师资队伍,8名专任教师中,有7名专任教师为“双师”型教师。这些都为新能源科学与工程专业高职-本科“3+2”分段培养模式课程体系建设奠定了良好的师资保障。

3.良好的实践条件,为课程体系建设提供了硬件支持与信息反馈系统。“新能源科学与工程”专业实验室建设列为常州工学院重点建设项目,目前已经组建了光伏电池技术实验室、风电实验室、燃料电池实验室以及购买了传热学、工程热力学、流体力学等方面的教学设备。在企业设有光伏教学实训基地,建有单晶硅片生产实训室、太阳能电池生产工艺实训室和太阳能电池性能测试实训室。

参与院校与多家国内知名企业开展了校企合作人才培养模式和实训基地建设的探索。该专业实训设施完善,培养条件一流。现有“晶硅生产及检测技术实训区”、“晶硅加工及检测技术实训区”、“太阳能电池组件及检测技术实训区”、“太阳能离网光伏发电技术实训区”等六个校内实训中心。

四、衔接课程体系建设重点

1.衔接课程体系建设思路。围绕长三角地域新能源产业背景,调研工作岗位对人才知识能力的需求,以及新能源领域科研人员所必备的知识能力需求,定位新能源科学与工程专业的培养方向,构建培养能力结构,根据能力结构,确定专业知识体系,并结合科研课程设置,构建课程体系,重点加强前段教育基础知识、基础技能和继续学习能力的培养;深化后续教育课程改革,增强后续教育课程的衔接性、实践性和职业性。建设思路如图1所示。

2.衔接课程体系建设方法。通过文献研究法、调查法、行动研究法等研究方法,从全面开展调研、明确创新型应用人才培养目标、以光伏技术为培养方向,构建衔接课程体系。课程体系建设方法如图2所示。

五、衔接课程体系建设保障措施

1.加强领导,统一管理,为衔接课程体系建设提供组织保障。为确保衔接课程体系的建设的顺利进行,项目合作的三方将成立由两校的校长、企业的总经理在内的领导小组,成员由两校教务处领导、物资处领导、职教教科研专家等组成。工作小组负责对高职衔接机制、高技能复合型人才培养模式等提供指导,协调校企合作、资源共享、院校合作培养机制,建立联席会议制度。

2.成立教学工作协作组。根据国家、省市有关文件及相关政策,以常州工学院为主导,建立由常州工学院、常州工程职业技术学院领导和骨干教师,以及部分企业的技术专家参加的一体化合作培养教学工作协作组,开展“5年分段一贯制技术本科”培养体制和机制的改革试验,加强分段一体化培养方案制定和完善,健全课程无缝对接和资源共享机制,共同开展课程模式研究和教学研究。

3.加强高职、本科衔接理论与实践研究。由常州工学院牵头,建立高职衔接课题组,吸引骨干教师、职教科研专家、企业技术专家参加,对新能源科学与工程专业3+2分段培养进行课题立项,提供专项经费,加强理论研究对实践的指导,跟踪项目进程,借鉴国际先进经验,不断完善课程体系方案。

4.增加经费投入。常州工学院、常州工程职业技术学院将给予配套经费支持,主要用于开发人才培养方案、高等职业教育体系相衔接的课程体系建设、开展教研活动、课题研究、教师技能培训、工程实践与技能训练材料消耗、高技能人才公共实训基地训练项目、企业实习等经费补助等。

5.加大专业教师的培养与锻炼。以“双师型”教师为重点,加强合作院校教师队伍建设,依托企业,共建“双师型”教师培养培训基地;完善教师定期到企业实践制度、相关人事制度;聘任具有实践经验的专业技术人员和高技能人才担任专兼职教师,提高持有专业技术资格证书和职业资格证书教师比例。

参考文献:

第5篇

【关键词】 应用型 工学结合 新能源 人才培养模式

面对日益严峻的化石能源枯竭和环境恶化问题,人们已经清楚的意识到太阳能将是人类最重要的能源。目前,太阳能光伏发电技术与应用得到快速发展。到2008年年底,全球光伏累计安装容量大约18.5GWp,但其主要市场在欧美和日本。欧美和日本已经形成了光伏应用的设计、安装、运行维护的新兴产业队伍和人才培养教育体系。而我国虽然是光伏组件的生产大国,但光伏的安装总量包括光伏电站的安装占世界光伏安装总量的比重很小,设计、安装、运行维护产业队伍尚未形成,人才培养体系还没有建立。

根据我国新能源中长期发展规划,2009年-2010年均新增55MW,到2010年我国光伏发电累计装机容量将达到250MW;而到2020年年需新增1350MW,累计装机将达到1600MW。因此我国光伏发电应用的潜在市场非常巨大。面对国家推动国内光伏发展的政策到位,国内光伏市场即将规模化发展,人才制约瓶颈将很快显现。因此,必须加大力度,迅速建立和完善我国光伏应用人才培养体系。

南昌理工学院就是在这一背景下于2008年成立了太阳能光电工程学院,在应用型太阳能光伏专业人才培养模式的教育理念、培养方案、课程设置、教学内容等方面进行了有益的改革与探索,学校把新能源科学与工程专业教育厅重点学科优势和应用型光伏创新人才培养结合起来,并率先摸索出光伏专业应用型、创业型人才培养模式,具有一定的创新性。以此为案例,本文力求总结与阐述工学结合教学模式在光伏应用专业教育中的成效性。

一、工学结合,依托行业、企业确定人才培养方案

人才培养模式是是教育教学思想、理论转化为创新教学实践, 实现培养目标的物质力量的中介[1] ,它包含教育思想与教学观念、专业培养目标与规格、专业设置、教学内容与课程体系等几个基本要素[2]。为适应世界光伏产业发展和工科院校教育改革的趋势,南昌理工学院联系我国光伏产业现状,紧密结合学校的学科优势与办学特色,根据江西区域经济发展的要求,建立适应“光伏产业应用性人才教育基本要求”为目标的教育教学体系。力争在省属工科本科院校中培养具有国际光伏产业发展思维,能够胜任光伏电池组件生产、研发以及光伏系统的设计、安装维护等工作,促进本地区经济社会发展的具有创新能力与创业思维的新一代光伏产业复合型人才。学院与国内大型光伏企业如赛维、晶科能源等高科技企业强强联合,建立起订单式培养。根据企业的需要确定人才培养方案,开设有光伏电池片制造工艺、光伏材料与检测、单晶硅/多晶硅制造工艺、光伏组件加工与工艺、太阳能发电技术、光伏发电设计与施工等核心专业课程,并到企业实训,强化技能素质培养,掌握光伏电池片及组件加工技术,使学生在就业初期就能够在技术岗位上脱颖而出,从而获取更多的升职机会;同时,要求学生掌握光伏电池片、光伏组件生产过程的原理与工艺要求,掌握光伏发电及相关供用电技术,有利于学生的可持续发展。

二、开展实验教学改革,不断完善实验室硬件设施,为学院的发展提供硬件支撑条件。实践教学是职业教育的核心环节,主要培养学生的职业能力,即专业能力、方法能力、社会能力[3]。新能源产业人才教育教学改革的关键是新能源产业相关实践技能的培养,加强新能源专业本科生生产实践课程的教学,以创业型、应用性人才培养为主,科研教学型人才培养为辅。

1. 修订各专业实验教学大纲,加大实践教学的比例。

打破专业和学科的界限,合并内容相同或相近的课程,优化专业基础课理论与实验教学内容,删除陈旧过时和过深过难的内容,吸收前沿科技成果,增加实践教学内容,尽可能应用新的实验技术,在教学之中使学生的综合能力得到培养。

2. 增开综合性实验和设计性实验,实施学生开放实验室建设

学校建有实验实训中心1个,其中包含6个实验室(机房、操作平台),教学机房、电子电工实验室、光伏基础实验室、光伏发电实验室、光伏材料实验室,多晶硅铸锭实验操作平台。实验实训中心平时对学生开放,66.67%的实验室为开放性实验室。制订实施了《实验室开放管理暂行办法》,对实验室开放做出明确规定和具体要求,并提供专项经费保障,有效改变目前本科生实验教学中存在的动手能力不足的问题,学生综合实验能力得到很好地培养。同时,在开放实验室中学生可以自行设计实验,科研兴趣小组还能设计专题实验。

三、 改变既往单一的实习模式,加强实习实训基地建设,探讨加强新能源专业本科生假期专业技能社会实践的有效模式

学校还建成由实践教学设备配套的校内实践教学基地(含专业实训室)[4],能对行动体系课程[5]的教学提供具体的学习情境[6],因此, 建设校内实践教学基地是工学结合教学情境实现的关键。学校还先后与江西上饶光电、江西上饶晶科、上海正泰、泉州百来等公司签订了长期合作协议,共建实习实训基地,企业技术人员来校任教或参与实训指导、毕业设计(论文)指导等方式参与人才培养。改变新能源专业学生实习模式,利用假期组织学生进入实习实训基地进行社会实践工作,提高学生学习专业课的主动性,充分认识用人单位对毕业生的需求。并且还可以提高学生的组织能力、社会活动能力,倡导个性发挥的教学。

短短四年来,学院立足新建地方本科院校实际,积极探索具有自身特点的发展之路,努力提升符合时代要求的办学理念。在光伏学科专业建设、人才培养等方面,突出地方性,发展应用性,着力实践性,强化专业性,不断提高人才培养质量,通过主课堂教学与课外创新相结合,学生的应用能力和创新能力有了明显的提高,这是工学结合教学的成果,值得推广和实践。

参考文献:

[1]杨峻, 刘亚军. 面向21世纪我国高等教育培养模式转变刍议[ J] . 兰州大学学报(社科版) , 1998, ( 2): 5-12.

[2]王振洪. 构建新型高师院校人才培养模式刍议[ J] . 课程・教材・教法, 2004, ( 9): 75-79.

第6篇

关键词:新能源;网络化;共享;实验教学

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出“信息技术对教育发展具有革命性影响”,要求“加快教育信息化进程”[1-2]。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》明确提出,“要强化实践育人环节,提升实验教学水平”[3]。建设实验教学的网络化共享平台,将信息技术与实验教学相结合,对提高实验教学质量、培养学生的工程实践能力、提高学生的综合素质和创新思维起着重要作用。为适应能源发展的需要,2019年9月中国石油大学(华东)成立了新能源学院,同年成立新能源学院实验中心,中心由新能源科学与工程专业、储能科学与工程专业、能源与动力工程专业、过程装备与控制工程专业、电气工程及其自动化专业、环保设备工程专业6个专业的专业实验室组成。

1新能源学院的实验教学存在的主要问题

1.1实验教学模式单一,时空固定化

实验教学的教学方式以教师为主,学生按照固定的实验方案和步骤进行操作,在固定时间进入固定的实验室,进一步实践、研究和探索的空间、时间都受到限制,不利于学生综合实践能力的提高,也导致了实验室资源的浪费[4]。

1.2实验平台分散,难以实现资源共享

目前实验教学资源依托于理论课程平台,相互独立,教学资源分散,信息共享不畅,不利于实验教学效果的提高。同时实验室地理位置分散,分布在不同教学楼,不利于实验室的管理和设备资源的有效利用。

1.3实验教学资源单一,创新资源匮乏

目前学院大多数实验仅有实验教学大纲、多媒体课件、实验视频和专业软件等基础性实验教学资源,而虚拟仿真实验、实验数据库、工程案例资源库等与科研活动、工程实际紧密结合的优质教学资源匮乏,不利于学生掌握专业前沿技术,不利于学生创新能力的培养。

1.4实验教学内容陈旧,缺乏创新性

实验教学内容多为演示性、验证性的实验,并且多年不变,研究性、综合性、设计性、创新性的实验较少,难以提高学生学习兴趣,不利于学生创新能力的培养[5]。为解决上述问题,新能源学院实验中心以提高学生的综合实践能力和创新能力为目标,以实验教学体系、教学资源和教学手段的改革为重点,构建了一个基于互联网、云技术的自主式、开放式、交互式的共享实验教学平台。

2网络化共享实验教学平台的构建

2.1建设思路

平台以“科学规划、资源共享、突出特色、注重创新”为指导思想,开发建设新能源学院网络化共享实验教学平台,提升实验教学效果和质量,提高工程人才培养质量。

2.2建设内容

基于互联网、云技术建立开放共享、资源丰富、多功能、互动式的实验教学平台,实现网上教学、网上学习、网上管理。平台主要由实验教学资源平台、实验教学管理平台、公共信息平台3部分构成。2.2.1实验教学资源平台建设实验教学资源平台主要包含基础教学资源和拓展教学资源。实验教学资源平台框架如图1所示。2.2.1.1基础教学资源依据层次化模块化实验教学体系,每个模块不同层次实验建设有实验项目列表,每个实验项目包含实验大纲、实验课件、实验视频、实验动画、实训软件等基础教学资源。学生课前通过观看这些内容,可以对实验内容和操作流程有全面的了解,并通过自我测试检验预习效果。有利于激发学习兴趣,为设计实验方案、课上实验操作打下良好基础。课后学生可通过网络资源进行复习,进一步巩固实验相关知识,提高学习效果。2.2.1.2拓展教学资源实验中心开发建设了虚拟仿真实验、实验数据库、精品实验案例资源库和远程控制实验等拓展教学资源。虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设的重要组成部分,可以实现新能源相关专业传统实验教学无法实现的教学功能。实验教学中心依托虚拟现实、仿真装备与多媒体技术,融合多种互动硬件与数据库,构建了基础性虚拟仿真实验和创新性虚拟仿真实验教学体系,虚实结合、相互补充、以虚助实,提高大学生工程实践能力及创新精神,并实现广泛资源共享,扩大辐射范围。中心研发了基础性虚拟仿真实验,重点开发建设了不具备真实实验项目条件或实际运行困难,涉及高危或极端环境,高成本、高消耗、不可逆操作以及大型综合训练等实验项目。如“压力容器高压爆破实验”,在真实实验中高压操作具有一定风险,实验一般采用教师演示,学生无法亲手操作。通过建设虚拟仿真实验,学生不仅可以清楚地观察高压爆破的过程和现象,还可以按照实验流程进行模拟操作,有利于激发学习兴趣,提高实验教学效果[6]。研发了创新性虚拟仿真实验,重点开发了紧密结合经济社会发展对高校人才培养的需求,紧密结合专业特色、行业产业发展的最新成果以及教师的各类科研转化的课题。如研发建设了与行业发展结合紧密的“煤粉锅炉发电机组虚拟仿真系统”“典型石油钻采设备节能技术虚拟仿真实验系统”,以及由教师科研成果转化的实验“密闭循环式气浮实验装置设计搭建及实验探究”“多机械臂同步控制实验平台”等虚拟仿真实验,将教学内容与工业生产实际紧密结合,学生利用该平台可开展具有个性化的创新实验和设计研究,有利于培养学生的创新能力和工程实践能力。建立了实验数据库,实验数据是开展实验分析研究的基本素材,中心将现实中的实际实验数据、现实事件、文献资料、典型案例和信息资料教学素材等进行整合,建立实验数据库,目前中心已经建立包含上百个实验项目的实验数据库,对于提升实验教学质量和学生实践创新能力具有促进作用。建立了精品实验案例资源库,凝炼精品项目,紧密结合经济社会发展热点问题和教师科研成果提炼,整合设计优秀的实验案例,建立了案例资源库。目前中心已建立如“多机械臂同步控制实验”“振动信号的测试分析”“旋转机械典型故障模拟实验”等十几个精品实验案例,对于发挥优势学科特色、培养复合型人才具有重要意义。中心开发了远程控制实验,学生通过远程终端可实时操作控制远程的硬件设备实体,能够得到真实客观的实验数据,并且通过视频反馈能够观看实际实验场景,加强实验操作的真实性。远程控制实验作为一种崭新的实验方法和技术,弥补了仿真与虚拟实验的不足,在实现软件共享的同时,更重要的是做到了实验硬件资源共享。远程实验把实验的“时间、空间、深度、广度”最大限度地延伸。目前实验中心已开发的实验有“单容水箱液位PID控制实验”“水箱液位流量串级控制实验”等十几个远程控制实验。2.2.2实验教学管理平台建设建立了开放性实验教学管理系统,包含公告信息、课表查询、实验预约、报告提交、在线测试系统、交流互动等内容。不同专业的学生通过平台可以预约实验项目、时间、地点,查询实验成绩,打破了班级的界限,进一步提高实验室设备利用率,改变了过去按同一模式进行教学的方式,有利于因材施教,提高学生的主动性和积极性,培养探索和创新精神,真正实现实验室的开放式教学,提高实验教学质量,同时可教学大纲教学课件教学视频仿真动画实训软件精品实验案例库实验数据实验教学资源平台拓展教学资源虚拟仿真实验基础教学资源基础虚拟仿真实验创新虚拟仿真实验高压爆破虚拟仿真实验离心泵虚拟仿真实验螺杆泵虚拟仿真实验煤粉锅炉发电机组虚拟仿真实验系统典型石油钻采设备电气节能技术虚拟仿真实验电站设备结构原理虚拟仿真实验系统使教师从繁杂的学生实验安排工作中解脱出来。设置交流互动模块,学生在实验过程中遇到疑问难点,可在线提问,实验指导教师进行定时答疑解惑,低年级学生可以通过查阅高年级学生提出的问题,对提出问题进行探讨,使问题的深度、广度得到进一步拓展,进一步提高学生学习的主观能动性,提高学习效果。2.2.3公共信息平台建设该平台能够实验中心的师资队伍、管理制度及运行机制、实验仪器、实验室信息、教学资源信息、取得的教学成果、教学实时动态等。访问者可通过公共信息平台,清楚明了地浏览实验中心的基本状况和基本数据。同时有利于中心的对外交流,加强对中心的宣传,促进中心的发展。

3应用效果

第7篇

关键词 材料成型与控制工程 课程体系 教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:A

新能源主要包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、氢能和核聚变能以及由可此衍生出来的各种非常规能源。相对于传统能源,新能源普遍具有储量大、可再生、污染少的特点。因而也常被称为可再生能源或清洁能源。在2010年制定的全省“十二五”能源发展规划中,积极推进可再生能源发电。重点发展生物质能发电和太阳能发电。以湖北省为例,预计2015年湖北电网发电装机容量6220万kw,其中水电装机3771万kw,火电装机2332万kw,新能源发电装机120万kw(风力发电20万kw、光伏发电30万kw、生物质能50万kw、垃圾发电20万kw)。①

新材料与新能源是国民经济和社会发展的命脉,广泛渗透于人类的生活之中,影响着人类的生存质量。新材料是高新技术与产业发展的基础性与先导性行业,每一次材料技术的重大突破都会带动一个新兴产业群的发展,其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。新能源的迅速发展,最终离不开新材料推进。新能源材料的开发已经越来越引起世界各国研究机构的广泛重视,新的技术和成果不断涌现。可以说,新能源材料的开发和利用已成为社会可持续发展的重要影响因素。

为适应时代的需要,国家大力培养这一新兴产业的专业人才。工学材料类专业的调整幅度最为突出。新设置的材料类冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程等四个专业从原则上覆盖了原来的(1993年教育部颁布的高等学院本科专业目录)材料类的有色金属冶金、冶金物理化学、冶金、金属材料与热处理、金属压力加工、粉末冶金、复合材料、腐蚀与防护、铸造、塑性成形工艺及设备、焊接工艺及设备、无机非金属材料、硅酸盐工程高分子材料与工程以及化工类的高分子材料及化工等近十五个专业。近几年来我国材料科学教育改革的迅速发展,几乎全国所有设有有关材料专业的院校均已程度不同地参与了材料学科教育改革,并且开始出现了力图根本突破原教育模式的新思路新方案。教育部2010年7月批准在浙江大学、华中科技大学、中南大学等十一所高校设立新能源科学与工程专业,在四川大学、中南大学、湘潭大学等十五所高等院校设立新能源材料与器件专业。目前,湖北省武汉市共有高校26所,大部分的工科院科都设置有材料学科,且教学和科研实力都较强。其材料专业中以金属材料、无机材料、高分子材料为主,华中科技大学、武汉大学等一流大学已经进入了新能源材料的研究。

1 当前课程体系存在的问题

自1998年国家教育部将原铸造、锻压、焊接、热处理等专业合并成为“材料成型及控制工程”专业后,原铸造、锻压、焊接、热处理等老专业变成了新专业所包含的学科方向。我国新的“材料成型及控制工程”专业的专业课程设置、教学计划、教学大纲等,总体上的一致之处是压缩了原来的专业知识的教学内容,但目前还没有形成统一模式。②“材料成型及控制工程”是宽口径的新专业,办学历史很短,完善的课程体系尚处于初始探索阶段。现行的材料成型及控制工程专业课程体系中以金属材料为主要方向,与新能源产业的高速发展不适应,对学生的就业也造成一定影响。

1.1 学科导论课定位不准

在目前“材料成型及控制工程专业”的课程体系中,金属材料仍占有较大的份量,教学内容对非金属材料,特别是新型复合材料的阐述较少,没有体现新能源的发展对新材料的重大影响。

1.2 课程分配没有结合新材料的发展

虽然在现行的课程体系中,理论课时较多,但专业课程中力学基础理论课时少,相关的基础理论支持性理论不全面,综合性和设计性实验项目较少,致使学生面对大型结构件材料的认识不足,对新能源领域中计算机软件的接触机会较少。

1.3 所开课程与实际应用联系不够紧密

目前开设的课程中,学生的实际应用环节较少,生产实习中,学生大多以参观的形式进入相关企业,时间仓促,无法深入地认识企业。实验设备有限,与新能源材料相关的实验设备更少。学生很难理解课程内容,实际应用更难。在课程体系中,只注意传统材料科学与技术教学的设置,不能满足现代工程教育的需要。

1.4 实践教学目标不明确

实验教学中采用金属材料工程的设置内容较多,大多数为对理论教学内容与知识的验证。实践教学的系统性不强,缺乏创新性的设计性强的动手实践内容,不能对学生进行全方位系统的工程思维进行训练。实践课程设置形式单一,理想状态下的实验实训脱离了“面向岗位”的宗旨。③

2 面向新能源发展的优化方向

为满足社会需求,材料成型及控制工程专业培养的人才应比原来单一专业的人才所具备的知识结构应更合理,知识面应更宽,所具备的综合素质应更好,适应性应更强。④课程体系的可从以下几个方面进行优化。

2.1 面向新能源的快速发展,提升专业的方向特色

随着新能源的不断发展,新型复合材料及大型材料结构件的覆盖面越来越广,与其他学科间的交叉渗透也在不断加强,本学科目前的专业设置和学科研究方向要能满足本学科相关行业今后对人才的需求,结合地理优势加强特色内容的教学,不断通过专业课程的调整和改革,培养出合格人才,推动区域经济的发展。

2.2 优化课程体系,培养综合素质,突出“实践、实用”

课程体系可按图1的模式进行优化,在完善现有的培养方案的基础上,注重知识体系的构建和课程内容的设计,体现培养的科学性和专业化。从知识结构、能力培养来满足新能源发展的素质要求,同时抓好课程内容和实践环节,梳理完整的学科结构,重视生产技术的应用和获取知识的科学方法,以综合能力的提高为目标,并推动专业建设的可持续性发展。

2.3 模块分类强化,突出“实践、实用”教育理念

对课程体系进行模块分类(如图2)后,逐一完善和改进。新的课程体系强化核心基础课程,形成理论力学——材料力学——结构力学——工程热力学等不同层次的力学知识体系。引进新能源材料的热点,加入杆塔设计、大型材料结构件设计方向的课程。实践学习类课程加强对当前新能源科技发展信息的吸取,增加应用软件的学习,以工程软件实训的形式加强计算机应用能力。在人文社会科学类模块中,加入锻炼学生的沟通及表达能力的课程,如学术讲座、论文写作、沟通与交流等内容,培养未来现代工程的职业精神。优化的课程体系既夯实基础又提高综合素质,学生也具有了相应的材料应用维护、管理所必需的设计和测试能力,突出了“实践、实用”教育理念。

2.4 探讨专业新需求,实现本专业的可持续发展

对“材料成型及控制专业”毕业生的社会就业情况进行全面的社会调查,研究本学科专业的发展态势和对专业人才的知识结构、能力结构、人文素质、创新素质的具体要求,探讨新能源的发展对“材料成型及控制工程专业”的课程新需求,一方面实现可持续发展的专业办学特色;另一方面,通过课程体系的优化,促进教学思想的不断更新,以“新材料”推动师资培训的“新发展”,以合理的课程体系帮助学生顺利就业。

3 结语

在结合当前新能源快速发展的条件下,探索“材料成型及控制专业”课程体系特色,新的专业培养模式既要体现国内外的“大材料”思想,又要具有较为鲜明的新能源和地方特色,以适应专业发展的要求。优化的课程体系既满足“大材料”通才教育,又合理规划好新能源发展条件下“材料成型及控制工程”专业的新内涵和外延,突出金属材料、复合材料的在新能源行业的应用和设计专业范围,探索新的专业课程结构和完整的培养体系。

注释

① 周世平.新能源技术与湖北能源发展综述[J].湖北电力,2011.35(5):1-6.

② 樊自田,魏华胜,陈立亮,等.建设新型课程体系 培养宽知识面人才[J].高等工程教育研究,2004(1):11-12.

第8篇

关键词:可再生能源;专业基础课;提高教学质量

作者简介:徐谦(1981-),男,江苏苏州人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师;张红(1979-),女,江苏沭阳人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师。(江苏 镇江 212013)

基金项目:本文系江苏省高等教育教学改革研究重中之重课题(课题编号:2011JSJG006)、江苏大学教学改革项目(项目编号:JGZD2009025)的研究成果。

中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0097-02

一、开设“可再生能源概论”课程的背景

能源短缺与环境污染是21世纪人类面临的两大基本问题。自工业革命以来的大规模化石能源资源消耗和生态环境恶化,导致人类社会的可持续发展受到严重的威胁。对于中国这样以煤为主要能源的国家,随着经济社会的不断发展和对能源需求的不断增长,这些问题显得尤为突出。发展可再生能源是解决这些问题的主要途径之一。可再生能源如太阳能、风能、地热能、生物质能等,具有清洁、低碳、可持续利用等优势,正越来越受到重视。在国家层面上,我国在相关政策中都增加了可再生能源的元素,可再生能源产业的发展也受到国家的高度关注。但是,和发达国家相比我国的可再生能源产业起步较晚,总体发展程度不高。在我国可再生能源产业发展过程中的一大限制因素是缺少成熟先进的可再生能源技术。我国主要的可再生能源设备完全依赖于进口,可再生能源领域的科技创新能力明显不足。培养可再生能源相关内容的专业型和复合型人才是一个关键的突破口。为此,江苏大学从2006年起为热能与动力工程专业的本科生开设了“可再生能源概论”课程并收到了良好的效果。学生在开阔视野、了解基础知识的同时也提升了深入学习的兴趣。为了进一步顺应时展和社会需求,2010年7月经教育部批准,浙江大学、西安交通大学、华北电力大学、江苏大学等11所高校首次设立了新能源科学与工程专业。在该专业的本科生培养方案中,“可再生能源概论”是一门重要的专业基础课。

二、“可再生能源概论”课程的特点

“可再生能源概论”是新能源专业的专业基础课,也是热能与动力工程专业(自2012年起教育部调整为能源与动力工程专业)的专业选修课。目前已有多本相关的书籍可作为教材备选。[1-4]该课程具有以下特点:

1.内容多,学时少

可再生能源覆盖面较大,课程内容包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能以及新能源与可持续发展。而作为一门先导课,它主要起着引人入门的作用,所以教学时间通常只有32学时。[5]如何在较少的学时内把大量的内容涉及到、连接好,对教学质量有着很大的影响。

2.课程内容发展更新快

可再生能源研究是目前最迫切也是最热门的研究领域,大量的研究成果被国内外的学术期刊广泛而持续地报道出来。这一点反映到课程内容上,几年前还称之为“待解决的问题”到现在可能已经有很好的解决方案。在每次确定课程内容时,需要紧跟学科的发展把这些新的内容包括进去。

3.与后续课程衔接紧密

“可再生能源概论”是一门专业基础课,负责把学生引进本学科的大门。到了专业课学习阶段,学生还要深入地学习“生物质能源转化原理”、“太阳能光伏技术”、“风力发电原理与控制”等课程。本课程与后续课程衔接紧密,在学习本课程时树立起学生的学习兴趣和良好的学习方法对学好后续课程具有重大的影响。

三、提高教学质量的措施

1.精心组织教学内容

在32学时的教学时间内不可能对所有的可再生能源进行全面深入的介绍。笔者结合自身的科研方向,重点对太阳能、燃料电池(其中有与生物质能关联的“直接醇类燃料电池”和与氢能关联的“质子交换膜氢氧燃料电池”)相关内容进行介绍。除了讲述教材上的知识,还加入了目前存在的问题以及最新的科研成果。例如在讲到直接高浓度醇类燃料电池时,笔者就加入自己近两年的科研成果,讲述流场和膜电极结构优化对电池性能的影响。学生反响热烈,对此部分知识的理解得以加深。其余的可再生能源类别则讲述其基本原理,以便与后续的专业课程衔接。

除了上述理论知识之外,在教学过程中加入实验教学也是一个提升质量的有效途径。结合江苏大学能源与动力工程学院自身的特点和实验条件,在教学过程中尝试为学生增加了包括太阳能房和地源热泵等实验内容。以太阳能房为例,作为一种节能减排建筑,左然教授在2005年建立的30m2的太阳能平房具有冬暖夏凉(不依赖于空调或加热器)的特性。覆盖于屋顶的太阳能集热板能调节安放角度与暴露面积,连接到屋内的管道末端装有风机调节气流速度。联系传热学和本课程中关于太阳能知识的介绍,学生可自己动手调节相关参数获得直接的感性认识,结合课后的理性思考,可进一步加深对太阳能利用的掌握。

通过相关实验的演示、观摩和操作,使学生对发展可再生能源和采取节能减排措施所达到的效果有了更直观深入的认识,并对教学内容中所涉及的一些相关内容也有了更深入的理解。

2.教会学生学习的方法

可再生能源领域的发展日新月异,学生不必要也不可能在课上学到所有的知识点。为此,笔者尝试采用了设疑、研讨、引导式的教学方式。一是通过课堂提问让学生参与针对设疑问题解决思路的研讨,扩展学生解决问题的思路,培养学生的创新思维;二是对解决设疑问题的正确思路和有新意的想法给予肯定,对学生的努力当众予以表扬,引导学生利用所学知识积极探索解决问题的新思路,逐步形成并确立独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯;三是充分利用每堂课的最后5分钟,除了总结本次课程的主要内容之外,还给学生设置一些疑问来引导学生预习下一次课的主要内容。

3.增强课堂互动

除了课堂提问之外,笔者还借鉴研究生研讨课的形式与学生形成大量的互动。上课时,学生可随时打断老师的授课就正在讲解的内容进行发问或点评。学生之间也可相互点评。讲到某一处,若有学生对此处内容了解较多,老师就把讲台让出坐在台下,由该生在台上进行讲解。经过数次尝试,学生逐渐适应并喜欢上这种无拘无束的互动,学习的兴趣得到激发,对教学内容也会自发地去找资料扩充及深化。必须要指出的是,笔者的教学班级人数少于50人,这种互动是良性的、可控的;若是授课班级人数过多,则不适用这种互动形式。

4.优化考核方式

考核环节作为教学过程的有机组成部分,对教学质量有重要影响。长期的实践证明,此环节能有效地促进学生复习和巩固所学内容,检查学生对所学知识、方法和技能的理解、掌握及运用情况,既是评定学生学习成绩的有效手段,也是检验教学效果、取得反馈信息、改进和提高教学质量、推进教学改革的主要途径。[6]传统的主要课程考核方式——考试,虽然有其合理性,但是实际上束缚了学生的发散思维,忽视了对学生学习能力和创新能力的考查。对于“可再生能源概论”这样的专业基础课,有必要根据不同的教学内容采用灵活多样的考核方法。笔者采取了平时成绩与期末成绩相结合的方式:平时成绩占总成绩的40%,主要包括平时的考勤、回答教师提问的质量和课上讨论发言的质量;期末考试占60%,避免繁琐的运算与对零碎知识点的机械式记忆,试题以开放的论述题为主,不设标准答案。学生根据对问题的认识和理解进行解答,解答过程中学生可以针对当今能源领域的一些重要或敏感问题提出有参考价值的意见与思考,可充分发挥自身的创新意识。通过这样的考核方式,学生不仅掌握了可再生能源方面的基础知识,而且提高了分析问题、整合资源、文字表达和解决问题的能力。这样的考核方式得到了几届学生的普遍认可。同时,通过这种考核方式,笔者了解到不同学生的不同兴趣所在,从而为第八学期的毕业设计题目设定提供了一定的依据,为教学的连续性和提高毕业设计的质量提供帮助。

四、结语

笔者通过课堂教学的不断摸索,针对“可再生能源概论”课程的特点和“90后”大学生的特性,在提高教学质量方面进行了改革尝试。通过激发学生自学潜力,培养学生的学习兴趣,引导学生养成了独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯,提高了“可再生能源概论”的教学质量和教学效果。然而,“可再生能源概论”的课程教学是一门系统工程,从教学内容的选取到教学主题的把握,从教案的准备到课堂设计,从作业的选取到考核形式的改革,各个环节都会影响教学质量和教学效果,在这些方面,尚有许多值得研究和探讨的空间。另外,本课程与后续专业课程的衔接也是一个值得研究的课题。

参考文献:

[1]左然,施明恒,王希麟.可再生能源概论[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]索伦森.可再生能源的转换、传输与存储[M].北京:机械工业出版社,2011.

[3]S.Singer.Sustainable Energy Sources,Uses and Technologies[M].New York:Webster's Publisher,2011.

[4]保罗·克留格尔.可再生能源开发技术[M].北京:科学出版社,2007.