能源與動力工程的認識范例6篇

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能源與動力工程的認識

能源與動力工程的認識范文1

[關鍵詞]能源動力工程 自動控制 實踐教學 探討

[中圖分類號] G423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)12-0157-02

2012年教育部新版高校本科專業目錄中將“熱能與動力工程”調整為“能源與動力工程”?!澳茉磁c動力工程”致力于傳統能源的利用及新能源的開發,以及如何更高效地利用能源?!澳茉磁c動力工程”專業主要培養在能源轉換與利用和熱力環境保護領域具有扎實的理論基礎,較強的實踐、適應和創新能力,較高的道德素質和文化素質的高級人才,以滿足社會對該能源動力學科領域的科研、設計、教學、工程技術、經營管理等各方面的人才需求?!澳茉磁c動力工程”專業的學生應具備寬廣的自然科學、人文和社會科學知識,熱學、力學、電學、機械、自動控制、系統工程等寬厚理論基礎,以及熱能動力工程專業知識和實踐能力,并掌握計算機應用與自動控制技術方面的知識。

“能源與動力工程”專業中無論是傳統專業方向(如水利水電動力工程方向)還是新興專業方向(如新能源開發和研究方向),都對自動控制技術和實踐能力要求頗高。因此,如何針對“能源與動力工程”專業特點改革自動控制類實踐課程的教學方法、教學內容和教學模式,對學生掌握自動控制技術基本理論和提高學生專業實踐能力具有重要的指導意義,并能達到一舉兩得、融會貫通的教學效果。

在辦學過程中,多家就業單位提出需要具有測控基礎的能源與動力工程人才,社會需求提示我們,依托國家級特色專業和能源動力工程的行業背景,針對能源動力工程領域的不同測控對象,應該改革自動控制實踐課程的內容,使自動控制實踐課程成為一門有針對性的務實課程,其中的改革方法和改革經驗也會為其他的交叉學科的實踐教學提供重要的借鑒意義。

一、實踐教學與理論教學相結合――自動控制實踐課程要與自動控制理論課程緊密融合

大多數高校的能源與動力工程專業均開設自動控制原理課程,根據專業方向要求不同在學時內容上也稍有差別。如該課程分別可設置為64學時和48學時,其課程內容主要以經典控制理論為主,重點講述線性系統的時域分析和頻域分析等內容。自動控制原理實踐課程是在理論課程的基礎上開設的,旨在使學生對經典控制理論有更直觀、更深刻的認識和理解,同時結合自己的專業課程背景將這門實用學科應用到自己的專業領域。

結合理論教學內容,實踐課程的其中一部分重要內容應是對理論教學內容的驗證、分析和再理解。根據自動控制的基本理論,實踐課程的基礎內容可以根據需要由以下一些內容組成:

1.在實驗室用電路元件搭建常用的典型控制環節――讓學生直觀認識理論課中講述的各種形式傳遞函數所對應的實物模型;

2.觀察典型系統的動態特性并測試穩定性,同時分析系統特征參數對系統性能的影響――讓學生利用示波器這種最常用的電子測量儀器,在時域中分析系統響應隨著時間的變化規律,并分析幾個重要的響應參數的物理意義,以及它們與理論計算公式之間的對應關系;

3.觀察系統零極點對系統性能的影響――與理論課程中的根軌跡內容相對應并加深理解;

4.對典型系統的頻率特性進行仿真――理論課程中,頻域分析方法是學生掌握起來感覺最為吃力的部分,通過實驗方法測量系統的幅頻和相頻曲線,能使學生對抽象的理論知識有更直接的了解;

5.對線性系統進行校正――系統校正是理論課程中非常重要的一部分,實驗中驗證不同校正方式對系統性能的影響,使學生對校正方法的掌握更加牢固;

6.引入被控對象構建簡單的控制系統,讓學生了解控制系統的工程應用、工作機理和調節方法等。

通過基礎理論的實踐教學,實現真正的理論課程指導實踐課程,實踐課程反饋理論課程的效果,使學生的知識體系形成一種雙向反饋的、理論與實踐緊密互動的認知模式。

二、針對專業特色――結合“能源與動力工程”專業特色,實踐課程中應設計與專業相關的實踐內容

能源與動力工程專業要求學生掌握現代能源科學技術,信息科學技術和管理技術,能夠從事熱能動力設備及系統的設計、運行、自動控制、信息處理、計算機應用、環境保護、制冷空調、能源高效清潔利用和新能源開發等工作。自動控制原理有別于“能源與動力工程”專業的其他基礎課程,如流體力學、工程熱力學等,是一門跨專業的基礎課程,但它是學生日后工作和繼續研究的必要科目之一。

如何根據專業方向特色在實踐課程中適當加入與專業內容密切相關的實驗內容,是使學生認識并學好這門跨專業基礎課程的關鍵,同時,這一實踐環節也能使學生將自動控制原理應用于自己的專業知識中,對不同專業課程的融合掌握具有一定的啟發作用。

根據“能源與動力工程”專業的不同方向,結合各專業方向有的被控對象,在實踐環節中增加對這些特殊被控對象的控制和調節作用。如對流體傳動與控制方向的學生,增加利用液壓閥作為執行元件的控制系統實驗,推導液壓閥的數學模型,觀察它的響應特性等;對流體機械及工程方向的學生,增加水輪機轉速調節的實驗,觀察控制器參數改變對系統性能的影響;對風能與動力工程方向的學生,增加風力機變槳控制實驗,使學生掌握通過測量風向變化控制風力機葉片方向改變的基本方法等。通過上述實驗,一方面讓學生復習了自動控制原理的理論知識,另一方面,使學生將控制理論直接運用到自己所學的專業知識當中,對基礎知識有了針對性的認識。

實踐課程的一個小變革,實際體現的是一種教學的新思路和新方法,實踐教學可以作為理論教學的點睛之筆,這種知識體系結構猶如一座金字塔,我們可以把它稱為“金三角體系”,整個構造的知識體系如圖1所示。雖然實踐課程在整個知識體系中所占的比重有限,但合理有效地設置實踐課程的形式和內容可以使學生的整個知識體系更加牢固。

圖1 “金三角體系”知識結構

三、實踐課程深度拓展――整合專業內課程資源,結合校內外豐富的實踐資源,鼓勵學生自我思考、自我創新

隨著學校的日益發展,學校實驗資源日益豐富,學生使用實驗資源的自由度逐步提高?,F在很多高等學校實行實驗室開放制度,鼓勵學生在自我思考的基礎上開展開放性實驗。對于自動控制原理的實踐課程教學,也可以逐步對學生開放實驗室,鼓勵學生自我學習。

同時,國家對高??蒲许椖康闹С种鹉昙哟?,很多國家項目(如“973計劃”、“國家自然科學基金”等)在項目實施的過程中都在國家基金的資助下建設了很多的實驗基地,如果能在項目完成后將這些實驗基地和實驗設備用于學校的教學環節,實際上是提高了這些實驗基地和實驗設備的利用率,同時也使國家的扶持投資資金得到了更大的回報。以我校的具體情況為例,2006年我校承擔了國家“973計劃”――大型風力機的空氣動力學基礎研究,并建立了風力機外場實驗基地。在自動控制的實踐教學中,針對“風能與動力工程”專業學生,我們利用該項目的實驗風力機進行拓展性實驗,學生可在外場環境中對風力機的偏航和變槳控制等有很直觀的認識,而且我們的控制程序是開放的,可以鼓勵學生自我創新,通過編程實現更好的控制策略。拓展性實驗不僅使學生將理論知識和自己的專業方向很好地結合在一起,同時也是增加學生學習興趣的一種很好的途徑。

另外,校外實習基地是學生參與實踐,實現創新的重要平臺。不只是對于自動控制原理這一門實踐課程,專業的大多數實踐課程內容都可以在實習過程中體現出來。加強特色實習基地建設,不僅能使學生加深對學校理論課程和實踐課程的認識,同時豐富學生的思維方式,對學生的自我創新具有推進作用。

綜上所述,如果能將自動控制原理實踐課程很好地結合自動控制原理理論課程,并有專業方向針對性地開展學科交叉實驗,同時在校內開放實驗和校外的實習過程中有所體現,就能夠使學生的知識結構形成網狀構造,有利于學生融會貫通,學以致用。通過對這一門跨專業實踐課程教學內容和教學方法的探討,其得到的具體教學效果和教學經驗也可應用于其他跨專業實踐課程的教學中,從而使實踐課程在整個本科教學過程中發揮最大的教學作用,并實現更好的教學效果。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 田思慶,吳桂云.“自動控制原理”課程的教學研究與實踐[J].電子電氣教學學報,2008(2).

[2] 袁安富,張偉.《自動控制原理》課程教學改革與創新的探討[J].中國電力教育,2008(6).

能源與動力工程的認識范文2

關鍵詞:能源與動力工程;實驗教材;節能環保

一、引言

《能源與動力工程實驗》作為能源與動力工程專業學生的實驗參考用書,其既與本專業的基礎理論緊密相關,又是一本獨立的實驗教材,其是本專業學生實驗和工程實踐能力培養的基礎,在本專業的教學過程中占有重要的地位。

目前,能源與動力工程實驗教材使用非常廣泛。全國有上百所學校開設了能源與動力工程實驗課程,每年有幾萬名大學生及相關工程技術人員都使用能源與動力工程實驗教材,大部分學校只有臨時內部講義,并未有正式出版發行的教材,能源與動力工程實驗教材的出版發行將受到很多高校及企業的青睞。武漢科技大學能源與動力工程專業自成立以來,三個班級共一百余名學生一直在使用本校教師編寫的內部講義,他們亦急需正式出版的教材。同時,此教材將涵蓋冶金工程、材料學、礦物加工專業開設的冶金傳輸原理、熱工基礎、冶金爐原理等課程相對應的實驗課。此教材的編寫出版既能解決本校師生的燃眉之急,又能在其他高校及企業發揮重要作用。

目前,國內能源與動力工程專業的實驗教材比較單一分散,如流體力學實驗、傳熱學實驗等,沒有全面綜合的實驗教材。本教材涵蓋了傳熱學、流體力學、工程熱力學、燃料及燃燒、制冷原理與裝置等專業基礎課程,以及鍋爐原理、火焰爐等專業課的實驗內容,同時增加了編者科研團隊的科研成果。其主要目的是通過完成對一些理論的驗證,增強學生的動手能力,讓學生學會對實驗數據的處理方法,鞏固理論課程知識,培養學生辯證思維能力和邏輯推理能力,為今后其他專業課程的學習打好基礎,也為畢業生今后從事與能源動力有關的工作提供一定的基礎知識。

二、教材編寫

1.工作基礎

本教材的依托單位是武漢科技大學材料與冶金學院能源與動力工程系。該專業從2008年起開始招收本科生,目前該校的能源與動力工程專業畢業生就業前景良好,得到用人單位的一致好評。其下屬的能源與動力工程實驗室自成立以來,經過校、院、系教師的努力,已經成為集科研、教學于一體的實驗室。目前實驗室專職管理教師四名,實驗室面積超過500平方米,擁有一百余臺科研與教學設備,可進行熱工檢測、流體、熱工、燃燒、爐窯等相關專業的實驗。目前編者團隊已經為本校能源與動力工程本科生、冶金工程本科生、礦物加工本科生的熱工基礎實驗、熱工綜合實驗、冶金基礎實驗、冶金爐原理實驗、CAD技術等課程,共計56學時編寫了教材,此教材也是在這些實驗課的基礎上編寫的。

編寫團隊就實驗教學問題先后承擔了“熱能與動力工程專業實驗教學體系改革研究與實踐”“跨學科寬口徑節能環保型人才培養的改革與實踐”等教學研究項目,對實驗室及實驗教學進行了系統的研究與建設。其已與國內知名大學取得緊密合作,此教材即是與東北大學共同編寫完成的。

2.教材特色

目前國內能源與動力工程實驗教材多偏重于汽輪機、鍋爐、流體機械、空調制冷實驗,適用于火力發電、發動機及汽車工程、流體機械及低溫制冷專業方向。而我校設置的能源與動力工程專業是以冶金為背景的學科,偏重于冶金熱能方向,其對專業實驗有自己特殊的要求。本教材結合本校專業特色,同時注重與其他高校本專業的相同與相近,增加了編者科研團隊的科研成果,使整合后的教材既能滿足本校師生的需求,又可適用于其他高校及企業人員。

(1)結合專業特色,優化知識結構

在教學實踐中,整合教學內容,拓寬專業口徑,不僅可以作為能源與動力工程專業學生的重要專業基礎課程應用教材,也可以作為其他冶金、流體、C械和暖通工程類專業本科生必修的專業基礎課教材。本教材是在武漢科技大學《能源與動力工程實驗》講義的基礎上重新編寫出版的,其已在能源與動力工程專業以講義形式試用了七年,從該校畢業的本專業及相關專業畢業生,都具備了熱工、能源相關實驗技能,在社會就業崗位上發揮了重要作用。

(2)簡明、易讀和突出實用性

本教材按照簡明、易讀和突出實用性的原則,歸納總結了能源動力類專業實驗課程的內容,編寫過程中注重對基本概念、基本理論的描述,始終貫徹理論聯系實際、學以致用的原則;注重實踐創新,結合開放實驗的特點,力求教材內容符合學生的認識規律,便于學生獨立操作。教材內容精練,符合教學特點,文字簡明,深入淺出。為適應教學改革需要,教材針對部分教學內容進行整合,尤其適用于不同專業和不同教學內容的選擇,便于教師的取舍。

(3)理論聯系實際,體現學術價值

教材要有自主知識產權的內容,努力做到把本領域的最新科研成果引入實驗教學中,不僅包括國內外知名學者的研究成果,也要體現編著者的科研成果。

3.編寫方案

本書主要設置工程熱力學實驗、流體力學實驗、傳熱學實驗、燃料與燃燒實驗、制冷原理實驗、熱工綜合實驗、流體綜合實驗等七章。每個章節包括2~8個不等的實驗,涵蓋了傳熱學、流體力學、工程熱力學、燃料及燃燒、制冷原理與裝置等專業基礎課程,以及鍋爐原理、火焰爐等專業課的實驗內容,還增加了編者科研團隊的科研成果。每個實驗下設實驗目的、實驗原理、實驗裝置、實驗方法與步驟、實驗數據及處理、實驗分析與討論、注意事項等部分,每個實驗會略有調整。

三、結束語

能源與動力工程實驗教材的編寫是在武漢科技大學內部實驗講義的基礎上編寫的,已經得到七屆師生的驗證試用,培養的畢業生均得到用人單位的認可。本教材結合本校專業特色,同時注重與其他高校本專業的相同與相近,增加了編者科研團隊的科研成果,使整合后的教材既能滿足本校師生的需求又適用于其他高校及企業人員。

參考文獻:

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[10]丁祖榮等.流體力學(上冊)[M].北京:高等教育出版社,2013.

能源與動力工程的認識范文3

關鍵詞:熱能動力工程;鍋爐;發展;應用

中圖分類號: TK223 文獻標識碼: A

鍋爐在燃燒的過程中,會產生大量的空氣污染元素,嚴重影響著空氣環境質量,長久以往還將威脅到人們的生命安全。對此,要加強其重視,不斷引進外國的先進除塵技術以及各種施工工藝,在進行機械設備購置的同時,要以最優的價格進行產品質量性能對比,選擇適合本工廠的鍋爐燃燒設備,真正做到節能環保的目的。

一、熱能動力工程和鍋爐構成的概述

1、熱能動力工程概述

從字面上看熱能動力工程就是研究熱能和動力間的相互轉化,其中包括熱力發動機、熱能工程、流體機械及流體工程,熱能工程與動力機械、制冷與低溫技術、能源工程、工程熱物理、水利電動力工程、冷凍冷藏工程等九個方面,其中鍋爐的運行方面主要運用熱力發動機、熱能工程、動力機械、能源工程以及工程熱物理等部分專業技術。熱能動力工程主要研究方面為熱能與動力之間的轉換問題,其研究方面橫跨機械工程、工程熱物理等多種科學領域。熱能動力工程的發展方向也是多方面的,主要用于電廠的熱能工程,另一方面,我們應該加強對熱能動力工程的自動化方向的研究,尤其是工程物理方面,由于我國很缺乏這方面的人才,所以,國家應該加強對流體機械及其自動控制方向、空調制冷方向、鍋爐熱能轉換方向等的專業人才培養,事實上,熱能動力工程是現代動力工程的基礎,熱能動力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題,其作為熱能源的主要利用工程,應該起到環境保護的作用,熱能動力工程在我國的國民經濟的發展中具有很高的地位,我們應該給予高度的重視。

2、鍋爐的構成概述

鍋爐的組成由外殼部分以及燃氣鍋爐電器控制部分組成,其外殼部分主要分為底殼以及面殼兩個部分,鍋爐的底殼用于固定鍋爐的燃燒部分,也就是燃燒器,同時底殼上也安裝膨脹水箱、輪回水泵、燃氣閥、三通閥、主熱交換器以及辦事熱交換器、電控盒等部件,通過底殼的連接使其作為一個整體存在,并且底殼可以做到與固定墻體連接,二鍋爐的面殼則是起到防風防灰塵等各種保護作用。燃氣鍋爐電器控制部分對于鍋爐來說是最主要的硬件部分,其作用主要是用來控制燃料的燃燒、輪回水泵、風機、風雅開關、燃氣閥以及輪回水流、地暖溫度探測器等裝置的運行,當今社會逐漸流行于是用電腦自動控制的方式來運行,有利于精確的操控溫度,保持燃燒溫度的均衡。鍋爐的構造應該滿足熱能動力工程中的理論,這樣才能夠保證鍋爐的正常工作和溫度的控制。

二、熱能動力工程中鍋爐存在的問題及技術應用

1、熱能動力工程在鍋爐風機方面存在的問題

鍋爐的風機用于氣體的輸送和壓縮,也就是把機械能轉化為動能,在鍋爐工作的過程中,風機能夠把氣體運送到指定的機械內,其作用是非常重要的,然而,隨著人們對于能源的需求不斷增多,一些生產企業為了獲得更多的利潤就不斷地增大鍋爐的工作量,這就容易導致鍋爐內的風機由于長時間運轉而燒壞,從而影響鍋爐的正常工作。所以,我們一定要改進風機的工作狀態,正確的將熱能動力工程技術應用到鍋爐的改進中,然而,鍋爐內部葉輪機械的結構是很復雜的,在測量溫度的過程中會受到很多不確定因素的影響,雖然我國還沒有研究出理想的解決辦法,但是,應用熱能動力工程所研發的軟件可以從不同的方向來測定流入風機葉片的燃料速度,并通過創建數值模擬的二維模型來進行網格的劃分,最后利用求解器求出所需結果和網格的輸出,從而得到模擬的結果,也就是鍋爐風機的翼型邊界層分離和攻角的關系。

2、熱能動力工程爐內燃燒控制技術運用

以前,爐內燃燒的控制主要是通過手動完成,而隨著時代的發展,這種手動過控制方式已經不能適應其發展,逐漸被自動控制所取代。就目前狀況而言,大規格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式主要有兩種,分別是雙交叉限幅控制系統控制以及空燃比例連續控制系統控制。

2.1、雙交叉限幅控制系統

雙交叉限幅控制系統的組成與空燃比例連續控制系統存在相似之處,其組成部件主要有燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣流量閥、空氣/燃氣流量計、熱電偶等。其操作原理主要如下:首先,檢測出相關的溫度,然后對溫度傳感器熱電偶進行一定程度上的使用,以此來對溫度進行轉化,使其成為一個電信號,那么這一信號就表示了測量點的實際溫度,該測量點的溫度期望給定值是由預存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的。然后在此基礎之上對兩個溫度值的偏差進行一定程度上的分析,PLC對燃氣/空氣流量閥的開度進行自動校準,這一流量閥的定位主要是通過電動執行機構來完成的。通過對孔板和差壓變送器進行一定程度的使用,以此來對空氣流量進行有效的測量,而燃氣的流量是借助于一臺安裝在燃氣支管上的質量流量計來測量,這樣一來,就能夠對溫度進行精確而有效的控制。

2.2、空燃比例連續控制系統

空燃比例連續控制系統是由多個部分共同組成的,其部件主要有燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃氣比例閥、空氣/燃氣電動蝶閥、空氣燃氣流量計、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等。這一控制系統的操作原理如下:首先由熱電偶或氣體分析裝置進行一定程度上的檢測,然后再將檢測到的數據向PLC進行有效的傳送,在這一操作完成之后,將檢測到的數據與設定值進行一定程度上的對比分析,然后再將偏差值按照比例積分以及微分進行一定程度上的運算,并在此基礎之上輸出4-20mA的電信號分別對空氣/燃氣比例閥和空氣/燃氣電動蝶閥的開度進行調節,這樣一來,就可以對空氣/燃氣比例以及爐內的溫度進行有效的控制。

2.3、流化床鍋爐的應用和脫硫技術的改進

我國流化床鍋爐的應用從九十年代開始,國家有關部門組織了完善化的75t/h示范工程,此后相繼成功開發了130t/h、220t/h、410t/h、440t/h、480t/h、670t/h、1025t/h循環流化床鍋爐。國內技術的循環流化床鍋爐的可用率、可靠性、效率已經達到國際先進水平,普遍優于引進技術。積累了大量的經驗,使我國成為世界上擁有循環流化床鍋爐最多、技術示范最多的國家。

要想改進脫硫技術,首先要改變石灰石輸入方式及輸入部位。將石粉通過氣力輸送方式加入爐膛密相區上部煙氣側。此輸入方式不僅可以保證了石粉的均勻輸入,便于脫硫系統的調節控制,還可以保證石粉與煙氣充分混合以達到較高的脫硫效率。根據爐膛內溫度場的分布,石粉輸入點設在鍋爐前后墻二次風支管部位最為合適,此點溫度一般在900 ℃左右, 處于石灰石與SO2 最佳反應溫度區域,且從二次風口氣力輸入的石粉,進入爐膛后能與煙氣充分混合, 并有充足的反應時間。此外,還可以減小脫硫劑粒徑,有效增大脫硫氣固反應的表面積,提高脫硫效率。

三、熱能動力工程在鍋爐方面的發展

在工業生產之中,工業爐是十分重要的設備,它主要是通過對燃料燃燒以及電能轉化的熱量進行一定程度上的利用,并以此來對物料以及工件進行有效的加熱。中國的爐煉技術具有較為悠久的歷史,最早出現于商代,當時的煉銅爐較為完善。而在春秋戰國時期,又在原先的基礎之上進一步發展的爐溫提高的技術。到了近現代,法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理,建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。而在目前狀況下,隨著經濟的發展以及科學技術水平的不斷提高,再加之現代化管理水平的提高,逐漸出現了連續加熱爐。就連續加熱爐而言,目前狀況下主要有兩大類,分別是推鋼式爐以及步進式爐。推鋼式爐以及步進式爐最大的差異主要表現在爐內的輸料方式存在著一定程度的差異。

結束語

綜上所述,本文對熱能動力工程在鍋爐方面的應用及發展做出了研究和闡述,還通過實際的調查和實驗更加深入的研究熱能動力工程中的技術應用,尤其是在鍋爐燃燒的控制方面,不管是鍋爐的燃燒方式,還是風機的旋轉問題都涉及到燃燒系統的控制,應該合理的應用熱能動力技術來促進鍋爐的運轉和燃料的利用率。總而言之,熱能動力工程無論在鍋爐的發展方面還是實際的生產生活中都起著非常關鍵的作用,希望可以繼續挖掘熱能動力工程在鍋爐運作和能源生產中的應用,促進我國能源的利用率和經濟的不斷發展。

參考文獻

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能源與動力工程的認識范文4

關鍵詞:熱能與動力工程、鍋爐應用、分析

熱能與動力工程是一種對熱能源以及動力工程進行研究的有關學科,在其專業領域當中有很大一部分研究都和能源資源方面的利用有關,憑借熱能與動力工程方面的有關技術來提高能源的整體利用效率,同時其在諸多工程領域當中也合理發揮了很大的功能作用。

一、熱能與動力工程方面以及鍋爐構成方面的概述

熱能與動力工程有關研究領域方面包括熱力發動機、熱能工程、流體工程、流體機械、制冷技術、能源工程、冷藏冷凍工程以及工程熱物理等相關方面,總體上來說就是對熱能和動力之間的互相轉化進行研究。在鍋爐方面所應用的關鍵技術就是熱力發動機、熱能工程、工程熱物理、動力機械、以及能源工程等有關技術。對于熱能與動力工程來說,其作為一種有效利用能源的工程,首要一點就是必須要科學的處理能源以及環保等方面的技術應用問題。

我國公司(濟南鍋爐集團有限公司)制造的鍋爐是一種高效,低污染的新型鍋爐。該鍋爐是一種高壓、單汽包、自然循環的水管鍋爐。采用由膜式壁、高溫旋風分離器、返料器、流化床組成的循環燃燒系統,爐膛為膜式水冷壁結構,過熱器分Ⅲ級布置,中間設Ⅱ級噴水減溫器,尾部設三級省煤器和一、二次風預熱器。

鍋爐為室外露天布置,爐頂布置遮雨棚。運轉層標高為8米,鍋爐標高從零米層算起,鍋爐的構架全部為金屬結構,當使用于地震烈度≥7度的地區,應對鍋爐鋼結構進行加固。

二、在鍋爐領域當中有關熱能與動力工程方面的應用

(一)熱能與動力工程有關鍋爐風機監控方面的應用

鍋爐在實際運行的過程當中一定要有一個性能優越的風機,風機的運行能夠把外界夾雜大量氧氣的氣體送入鍋爐之中,從而確保鍋爐實際的燃燒質量。隨著社會經濟的整體進步,人們在能源方面的要求也越來越高,所以要想合理的提高鍋爐的使用效率,進而緩解能源危機,就需要應用高效的手段與措施延長風機運行的具體時間。需要注意的是,在這一過程當中必須要把握好相關的方式和方法,由于風機經過長時間的運行能夠產生大量的熱,如不能及時利用有效的措施使其降溫,很可能導致風機的某些部件被燒毀,嚴重影響到整個風機的工作質量以及水平。而將熱能與動力工程方面的有關理論合理的應用在風機當中能夠有效的解決這一問題。

風機內部結構非常的復雜,運用一些常規的相關測量方式無法獲得準確的溫度數據。由于受到技術發展方面的限制,如今還沒有妥善可行的相關電氣技術方案可以實時的對風機具體的運行溫度進行監控。目前一種有效的解決措施就是憑借熱能與動力工程相關的研發軟件,通過不同的方向對流入風機葉片實際的燃燒速度進行測定,并且利用創建數值模擬出來的二維模型,對網格進行劃分,最后憑借求解器得出需要的結果,即鍋爐風機有關翼型邊界層分離以及攻角之間的關系。這樣的方式盡管具有很好的效果,但是依然會出現一定溫度誤差,這需要相關的工作者通過不斷的研究與努力對其逐漸進行完善。

(二) 熱能與動力工程有關鍋爐燃燒控制方面的應用

鍋爐燃燒相關控制技術是對實際的能量轉換幅度做出合理調整的非常關鍵的技術。如今對于鍋爐燃燒方面來說,已經由傳統上的人工填料方式逐漸轉變成了相關的自動填料方式,同時還出現了一種全自動鍋爐相關控制系統,根據其實際應用有關自控技術我們能夠把鍋爐燃燒控制合理的分成兩種類型。

1、利用熱電偶、流量計、比例閥、電動蝶閥、燒嘴、氣體分析裝置、燃燒控制器以及PLC等有關部件組成的一種空燃比例進行連續控制的有關系統。這種燃燒控制相關系統是利用熱電偶檢測出有關數據,之后再傳送到PLC,和氣本身所設定的具體數值做出比較,將偏差值利用比例積分以及微分運算進行電信號輸出,與此同時還要對比例閥以及電動蝶閥具體的開合程度做出調節,進而實現控制空氣以及燃料比例,并對鍋爐內溫度進行調節的目的。而這種方式實際的溫度控制并不是非常的準確,還需要對額定數值進行仔細確認。

2、利用熱電偶、流量計、流量閥、燒嘴以及燃燒控制器等構成的一種雙叉限幅相關控制系統。這種系統的工作原理就是憑借溫度傳感器以及熱電偶將需要實施精確測量的相關溫度轉變成電信號,而測量點具體的溫度就是這個電信號。測量點相關的溫度期望值是利用預先存貯到上位機當中的有關工藝曲線自動機進行給定的,依照這兩個數據間存在的偏差值具體大小,憑借PLC自動調整燃料以及空氣流量閥門實際的開合程度。運用電動運行機構方面的定位,還有空氣與燃料之間的比例控制,并利用孔板以及差壓變送器對于空氣具體的流量進行測量,使用一個專用的相關質量控制裝置對燃料量進行控制,進而將溫度準確的控制到要求的數值上。

三、鍋爐在安全運行、節能減排以及環保方面的措施

(一)強化鍋爐在安全運行方面的管理

首先,依照鍋爐的設計以及安全運行方面的規范制定出合理的管理體系,同時妥善做好鍋爐有關安全運行管理具體體系方面的落實,利用對管理體系以及管理活動方面的強化,完成在鍋爐安全運行方面的有效維護。其次,嚴格執行有關鍋爐安全運行方面的管理制度,鍋爐相關管理人員以及運行人員依照管理方面的規范進行合理的操作,在制度層面上使鍋爐完成安全運行。最后,應該認真做好鍋爐有關日常運行以及維護工作方面的記錄,并且形成一定的規范,從而方便鍋爐技術人員可以快速的、準確的找到鍋爐運行當中的問題以及隱患,進而將安全事故有效的扼殺在萌芽階段。

(二) 鍋爐的節能減排以及環保

我國公司制造的鍋爐是一種高效,低污染的新型鍋爐。該爐采用了循環流化床燃燒方式,其煤種的適應性好,可以燃用煙煤、無煙煤、貧煤,也可以褐煤、煤泥、煤矸石等較低熱值燃料,燃燒效率達95-99%,由于采用分段燃燒方式、可大幅度降低NOx的排放,尤其可燃用含硫較高的燃料,通過向爐內添加石灰石,能顯著降低SO2的排放,可降低硫對設備的腐蝕和煙氣對環境的污染。另外,灰渣活性好可以做水泥等材料的摻合料。

除此之外,該鍋爐采用平衡通風的形式,其用風主要由一臺一次風機,一臺二次風機供給,一、二次風經送風機升壓后進入兩級管式空氣預熱器。上面一級為二次風預熱器,下面一級為一次風預熱器,煙氣在管內自上而下流動,空氣在管外橫向沖刷,二次風經過兩個行程進入二次風管,通過布置在燃燒室四周分層布置的二次風噴嘴進入爐膛,為分段燃燒提供空氣。一次風經過三個行程預熱后進入爐膛底部水冷風室,一部分通過布風板上的風帽使床料流化,另一部分作為播煤風。一、二次風量比約為6:4(根據煤種稍有區別)。

煙氣及攜帶的固體顆粒離開爐膛,從切向進入爐后兩側旋風分離器,粗顆粒由于離心力作用從煙氣中分離出來,落入物料回料裝置,由返料風送入爐膛再燃燒,而煙氣攜帶細顆粒則通過旋風筒從頂部引出,進入尾部豎井,從上至下流動,經過各級對流受熱面,進入布袋除塵器,除去飛灰后,再由兩臺引風機,經過濕法脫硫系統,從而,實現煙氣達標排放。

結束語:

熱能與動力工程對于工業動力能源方面的應用非常重要,作為一門現代工程學科,其可以極大地促進工業鍋爐實際性能方面的提高,在最大限度上提升能源利用效率。所以我們一定要對熱能與動力工程方面的技術在鍋爐領域應用上的不足進行充分分析與認識,并勇于創新,對其進行妥善的解決,同時還要不斷的進行實踐以及學習,從而挖掘出熱能與動力工程方面的技術在相關領域當中更大的潛力,能夠更加合理有序的確保鍋爐的實際運轉,提升燃料方面的利用效率。

參考文獻:

[1]張曉杭.新形勢下電廠鍋爐應用在熱能與動力工程中的應用[J].中國高新技術企業,2015,(13);106.

[2]孫長遠.熱能與動力工程在鍋爐和能源方面的發展狀況分析[J].科技傳播,2014,(18);145.

能源與動力工程的認識范文5

關鍵詞 船舶動力裝置設計 海洋工程與船舶裝備 教學改革

中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.08.046

Abstract Based on the training objectives of energy and power engineering in Dalian Ocean University, the 2013 edition of the training program is set up in the direction of ocean engineering and ship equipment. Proposed series curriculum system of ocean engineering and ship equipment direction, respectively from the aspects of reforming the teaching contents, reform the teaching methods and means, practice teaching reform research, and summarizes the teaching reform of the preliminary results.

Key words ship power plant design; Marine Engineering and Ship Equipment; teaching reform

能源與動力工程專業(原名熱能與動力工程專業),作為我國高等教育工科門類中的一個重要專業,全國上百所大學均有設置,只是不同院校的熱能與動力工程專業各有特色,表現在不同專業方向服務于不同的工程技術領域。①我校的能源與動力工程專業,面向地方經濟和船舶及動力行業發展趨勢,經過多年的積淀,特別是近些年的就業走向,已初步形成了具有船舶和動力特色的、體現第一線工程師思想的應用型人才培養的辦學模式。

結合2012版《普通高等學校本科專業目錄》的專業調整,我校制定了2013版能源與動力工程專業的培養方案。為了適應海洋開發步伐的加快和造船工業的產品結構調整升級,將本專業方向由2012版的“船舶動力裝置”方向修訂為“海洋工程與船舶裝備”方向。因此,有必要按照新的人才培養模式、知識及能力結構的要求,進行海洋工程與船舶裝備系列課程的教學改革。

1 構建海洋工程與船舶裝備系列課程體系

海洋工程與船舶裝備方向課程包括:海洋工程原理(2.0學分)、船舶動力裝置設計(2.0學分)、船舶輔機(3.0學分)、輪機建造工藝(2.0學分)和船舶管系(2.0學分)以及與這些課程相關的實踐教學環節(包括船舶動力裝置課程設計、專業認識實習、畢業實習和畢業設計)。

根據系列課程的內容差別,我們構建了海洋工程與船舶裝備系列課程系統,該課程體系知識結構如圖1所示。將海洋工程與船舶裝備系列課程分為:

設計類課程和工藝類課程。設計類課程包括海洋工程原理、船舶動力裝置設計和船舶輔機。工藝類課程包括輪機建造工藝和船舶管系。本系列課程體系改革就是要適應船舶和動力特色應用型人才培養模式的需要,建立以船舶動力裝置相關的理論及方法為基礎,以設計和工藝為主線,側重學生的工程素質、綜合應用和創新能力培養的系列課程新體系。

2 海洋工程與船舶裝備系列課程的教學內容改革

長期以來,各門課程始終“自成系統、自我完善與發展”,有些內容門門都講,有些內容哪門課都不涉及。②課程內容較為陳舊,與先修課程在內容上存在不必要的重復,課程之間的分工與接口不明確,與工程實際聯系不夠等。尤其,我校的能源與動力工程專業,學生的就業方向主要是各大船廠,而由于造船工業技術的發展,新材料的采用和新型船舶的出現,課程內容遠遠落后于船廠的實際,學生就業后很難在短時間內適應船廠的工作。因而,根據海洋工程與船舶裝備系列課程體系,進行課程之間教學內容的整合、協調和優化,使課程內容體現出既加強船舶和動力方面基礎理論、知識、方法及基本技能的掌握,又拓寬專業知識面,注重工程實踐能力和創新能力的培養。

船舶動力裝置設計是本課程體系中的重點,在掌握船舶動力裝置原理的基礎上,注重學生“船舶設計規范”觀念的培養和設計方法的掌握;船舶輔機以各種船舶輔助機械的工作原理和性能特點為主線,精選典型船用泵的原理、結構及維護,與船舶動力裝置和船舶管系在內容上相互滲透;海洋工程原理則以拓寬學生專業知識面的目的,加強學生對海洋平臺設計原理和方法的了解。輪機建造工藝是以機械制造工藝為基礎,以船舶動力裝置制造和安裝工藝為主線,注重學生對“船舶建造規范”的熟悉和掌握;船舶管系則是以管系的加工制作和安裝工藝為主線,強調學生的動手能力培養和船廠工作環境的了解。

結合教師的教研和科研成果,以及船廠的工程實際,及時更新授課內容。例如,在船舶管系介紹過程中引入“船舶壓載水帶來的生物入侵問題”、“節能環保和低碳經濟問題”等等,學生都非常感興趣。同時,迫切需要編寫一套海洋工程與船舶裝備方向系列課程新教材,目前已經出版了教材《船舶管系》。

3 海洋工程與船舶裝備系列課程的教學方法和手段改革

采用傳統的教學方法――黑板和掛圖,學生很難從靜態的平面圖上真正理解立體運動的主機、輔機、軸系和管系等的結構和工作情況。多媒體教學將文本、圖形、聲音、動畫和視頻等媒體有機結合,擬補了傳統教學方式的直觀性、立體感和動態感等方面的不足。但是,多媒體課件也有一些負面影響,課件的容量多,播放速度快,導致學生思維跟不上;缺少師生間的教學互動,難以發揮教師在課堂上的主導作用和學生的主體作用。③因此,根據授課內容的不同,選擇性使用多媒體課件,輔以黑板教學,以啟發式教學與案例式教學為主,并輔以討論式教學,條件與時間允許適當安排實驗室現場教學。設計類課程,適合多媒體課件和黑板教學相結合;工藝類課程,則盡可能多安排實驗師現場教學。

根據我校的本科教學大綱,專業方向課均為考試課,平時成績和期末成績分別占一定的比例,這種評價方式顯然比較死板,學生只需臨近考試時突擊復習應付,便可以取得好成績。因此,為了真正注重學生能力的培養以及對所學知識的掌握和運用,應該采用靈活多變的考核方式。設計類課程,重點考核學生對原理、設計方法的掌握和運用,編寫程序、撰寫文獻綜述以及案例分析等等都是很好的考核方式;工藝類課程,重點是實際動手能力的測試,而不是對書本上公式的記憶。

4 海洋工程與船舶裝備系列課程的教學實踐環節改革

通過對本學院的動力工程實驗室和機械工程實驗室以及十九個功能室進行重組和資源整合,進一步加大校內實習基地的建設力度;聘請相關行業的技術人員參與學生的畢業設計環節,使學生和教師能盡早地了解企業的實際工作流程;在維護好現有專業實習基地的基礎上,積極與企業、科研院所進行廣泛的合作,進一步加大校外實習基地的建設力度。

增設船舶動力裝置拆裝實驗室。由于我校的辦學理念是培養具有第一線工程師思想的應用型人才,實踐性教學環節顯得尤為重要。通過船舶動力裝置的拆裝實驗,學生才能夠將教科書上零部件的原理剖面圖與實物相對應起來,了解其內部構造,才能勝任未來的船舶動力裝置制造、維修、裝配調試及操作等工作崗位。

組建船舶動力裝置仿真實驗室。實踐證明,采用仿真實驗的方法可以較好地解決實驗設備不足的問題。通過對船舶動力裝置多種運行工況下的模擬仿真,使學生對主機、軸系和管系等的工作原理、工作狀態有更直觀的了解,提高學生對船舶動力裝置設計的興趣和效果。仿真實驗與傳統實驗的配合使用可以保證實驗教學的靈活性和有效性。合理地運用多媒體設施,在多媒體課件的基礎上開發模擬實驗軟件,通過多媒體手段將實驗教學和課堂教學有機地結合起來,部分地取代實驗教學,是目前比較有效的解決辦法。

5 總結

為了適應我校能源與動力工程專業的人才培養目標,分別從教學內容、教學方法和手段、教學實踐環節等幾個方面,探討了海洋工程與船舶裝備方向系列課程的教學改革與實踐。依托我校機械與動力工程學院在船舶設計與建造、漁業機械和船舶輔機等方面的經驗積累和技術儲備,本專業已經形成了具有船舶和動力特色的應用型人才培養模式。通過教學改革,進一步探索具有本專業特色的教學模式和教學體系,并結合本校實際情況予以實施。

注釋

① 宋文武,符杰,李慶剛等.關于構建“熱能與動力工程”大專業多方向課程體系的思考.高等教育研究,2011.28(4):44-48.

能源與動力工程的認識范文6

關鍵詞:實踐教學;卓越工程師;教學體系

中圖分類號:G642.423      文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2014)17-0103-03

卓越工程師教育培養計劃是教育部著力實施的高等工程教育改革措施之一,旨在為未來工程領域培養面向工業、面向未來、面向世界的優秀工程技術人才。熱能與動力工程專業涵蓋的產業領域十分廣泛,能源動力產業既是國民經濟的基礎產業,又在各行各業中有特殊的應用,也是國家科技發展基礎方向之一;熱能與動力工程專業的學生畢業后,可以在事業單位和企業單位從事能源利用的教學、研究、設計、生產及管理工作,涉及的行業有能源、建筑、機械、電力、鋼鐵、化工、航空航天、環保等。隨著國家工業化進程的發展,在能源與動力方面的人才需求將會急劇增加;目前國家對能源利用、環保等工作十分重視,能源方面的人才也是供不應求。南昌大學熱能與動力工程專業一直堅持采用應用型人才培養模式,近幾年在教學改革和特色專業建設方面做了大量工作與改革嘗試,根據熱能與動力工程專業卓越人才培養目標及針對應用型人才應該具有的素質和能力,構建了“校企深度融合”分層次熱能與動力工程專業實踐教學體系。在教學實踐中強化學生動手能力培養與學生創新素質訓練,逐步提高學生的實踐動手能力及創新意識等綜合素質,在“江鈴卓越工程師實驗班”及“吉利汽車卓越工程師實驗班”試點實踐工作中,取得了良好的教學效果。

一、卓越工程師應具備的素質與能力

工程實踐能力就是能夠理論聯系實際,將所學知識應用于設計、制造、試驗、運行、管理、營銷或其他工程實踐環節,并且綜合考慮技術、經濟、文化、法律、環境等諸多因素,為社會創造和提供目的在于使用的系統、產品、工藝流程或技術服務或其他解決現實工程問題的能力。

1.動手操作能力

所謂的動手操作能力,是指通過用手而且按照一定的程序和技術要求進行活動的能力。動手操作能力又可分為三種:一是操縱使用工具的能力;二是加工制作產品的能力;三是科學實驗研究能力。

2.綜合運用知識能力

學習知識的目的在于運用。大學教育的核心目標就是使學生將四年所學到的知識應用于工作實際中,為經濟社會的發展作出貢獻。在工程實踐中,無論是設計水平的高低,還是施工質量的好壞,反映出來的都是綜合運用知識能力的強弱。

3.工程設計能力

工程設計能力是指對工程實踐活動進行組織謀劃的能力。任何工程實踐活動都包括實踐目的、實踐條件和手段、實踐過程、實踐結果等因素,只有把這些因素組織謀劃好,才能使實踐活動順利進行且有成效,這就需要工程設計能力。

4.分析和解決問題的能力

由于工程實踐活動中充滿著許多可預測和不可預測的問題,要把工程實踐活動做好,必須具備善于分析和解決問題的能力。

5.人際交往實踐能力

現代工程就像一個大的舞臺,需要許多人的參與才能完成一臺大戲的演出。從一定程度上說反映的是與他人的溝通、交流和合作能力。進入21世紀以來,工程的相關利益者隊伍將擴大到許多學科的團隊、全球范圍內的多樣化成員、世界性顧客群等,這就進一步提高了對工程技術人員人際交往能力的要求。人際交往中的實踐能力包括表達能力、合作能力、溝通能力、組織管理能力等。[1]

為實現上述能力的培養,切實提高學生的工程實踐能力,必須在重視理論基礎教育的同時,拓展學生的知識面,面向社會,面向工程實際,實行開放式辦學。同時,要注重教學內容和方法的改革,強化實驗和實踐教學環節,加強實踐能力培養。

二、面向企業需求、構建“校企深度融合”分層次培養實踐教學體系

自南昌大學熱能與動力工程專業實施“卓越計劃”試點以來,加強對應用型卓越工程師培養規格和培養標準的研究,進一步明確人才培養目標,深入實施學生工程實踐能力培養的工程文化教育,營造培養卓越工程師的良好氛圍;圍繞卓越計劃展開實踐教學改革,使整個實踐教學貫穿大學四年,極大地提高了學生的實踐動手能力,有力地保證了培養目標的實現。

南昌大學熱能與動力工程專業一直是以大專業、小方向、模塊化培養學生為主,開設了三個專業方向:內燃機、制冷與空調、能源工程。根據三個方向的培養計劃,面向企業構建了以創新人才培養為目標的“校企深度融合”分層次培養實踐教學體系。整個實踐教學體系是在一個基本目標下,根據認知性訓練、基本技能訓練、專業綜合能力訓練、創新能力訓練四個層面開展基礎型、專業型、綜合型、創新型和應用型五個層次的實踐內容。訓練內容由淺入深,能力培養逐級提高,保證學生在掌握扎實的理論基礎上,強化對學生實踐能力和創新能力的培養,構建漸進式、貫通式的實踐能力培養體系。

1.專業認知實踐層

在新生入學階段或是即將進入專業課學習的前期,利用校內外實習專業認識實習,可開展各類參觀實習和體驗實習。校內外實習基地能較直觀、形象、生動地展示各種專業技術,能增強學生的感性認識,使他們了解專業發展的現狀,培養學生對專業的興趣,為今后的專業課學習奠定一定的基礎。

2.專業實踐層

學生進入專業課學習階段,可結合專業課的需要,開設校內外實踐項目,如某課程的課程設計、專業實習、生產實習等。進一步培養學生的專業技能和工程實踐能力,使學生在掌握理論知識的同時,鍛煉動手能力,學會運用理論知識解決實際生產中的問題。

3.綜合實踐層

在學生專業課學習的后期,可設計難度較大、過程較復雜的實踐項目,綜合多門專業課的知識,通過實踐把所學知識串聯起來,培養學生的綜合運用能力。另外,綜合型實踐可訓練學生的邏輯思維能力,提高學生的系統分析能力。綜合型實踐的形式有綜合性專業實驗、綜合性課程設計等。

4.創新實踐層

在學生的課外活動中,可利用校內實習基地開展各類科技競賽和課外科研實踐,組織學生參加各類專業競賽活動,有利于培養學生獨立思考問題的能力與創新精神。

5.應用實踐層

學生在企業實習培養階段,綜合應用學校所學知識,從而提高學生理論和實踐相結合以及應用知識的能力。表現形式是做企業真題的畢業設計、定崗實習或參與產品開發研究。

這五個層次互為補充,實現學生在大學四年每一個階段綜合實踐能力和創新實踐能力培養不斷線。

三、實踐教學體系實施運行的教學實踐

“校企深度融合”分層次培養實踐教學體系成功實施必須依靠相應教學改革、實踐教學條件的配套提升,其中實踐基地建設是必要的硬件條件,是實踐教學的保證。根據熱能與動力工程專業特點和資源配置條件,進一步加強了校內、校外實踐基地建設。校外實踐基地的開拓是以校企合作為途徑,在已有和企業合作的基礎上通過建立有效的產學研合作模式,提高企業與高校合作的積極性,完善校外實踐基地建設;校內實踐基地的建設重點是加強實驗室基礎教學實驗訓練平臺和教學實習基地的建設,通過雙管齊下共同確保五個實踐層面的工程實踐能力的培養。

1.調整和優化課程體系,使理論教學與實踐教學相互融合

由于教育部2012年對本專業名稱變更,由熱能與動力工程變更為能源與動力工程,為體現新專業學科特色,刪減部分機械類課程,如“公差”“控制工程基礎”等;增加能源類課程,如“能源工程概論”“節能原理與技術”“合同能源管理”等。融合專業方向課程,減少專業方向選修課數量,開設“能源與動力裝置基礎”課程,該課程包括內燃機、壓縮機、空調與制冷機、鍋爐、汽輪機、熱力發電廠、換熱器等的構造及工作原理。

整合不同專業方向課程的實驗項目,組成綜合性實驗課程:“內燃機實驗”“制冷空調實驗”“熱與流體綜合實驗”等。為了配合實驗課程的整合,學校加大對實驗設備購買經費的投入,完善綜合性實驗設備的建設,力爭盡量多的實驗項目對學生開出。

2.創新實踐教學模式,改革實踐教學內容和教學手段

為了構建重在強化學生實踐動手能力的“3+1”人才培養模式,在原有培養計劃的基礎上,加大力度培養學生的工程實踐能力,增加專業實訓和實踐課程,提高實踐學分比例,授予學位要求總學分為164分,實踐環節學分為50分,實踐環節學分占總學分的比例為31%。在實踐教學內容上,以創新能力培養為核心和目的,對熱能與動力工程專業實踐內容進行改造和優化,改變傳統的演示性、單一性的實踐訓練內容,創新實踐項目;積極融入大熱能學科的新知識、新技術,凸現教學內容的先進性、科學性;用綜合性實驗、設計性實驗取代傳統的驗證性實驗,以培養學生的專業綜合能力;同時,不斷將教師最新的科研成果應用到教學中,豐富了教學內容。在教學手段上,采用案例教學法來改變傳統的實踐教學方式,最大限度發掘學生的學習主動性和學習興趣,培養學生綜合運用知識和解決工程項目的創新能力;通過大量的實踐項目,每個專業方向都增加了一個綜合性的大型課程設計,使學生直接進行詳細的實際操作訓練,從而在較短的時間內掌握專業技能;進一步加大實踐教學考核力度,改革考核方式,從而客觀評價實踐教學效果和學生實踐操作能力與水平。

3.以學生科技競賽為基礎,推動學生創新能力的培養

制定學生科技訓練計劃,組織學生組隊參與校級、省級、國家級的科技競賽,參與教師科研課題研究,主持各類本科生科技創新項目,培養學生的應用能力和創新意識;扶持學生創新團隊,孵化創新項目,培養學生的創新能力和提高學生的綜合素質。

三年來,先后建立了校內學生開放實驗室和校外實習基地,為大學生構筑了良好的科技創新硬件平臺;進行“開放式”實踐創新改革,鼓勵學生申請各級各類大學生科技創新項目,參加各種創新和專業科技與設計大賽,由專業教師組成創新能力培養指導小組,并且給予學生科技創新經費上的支持。低年級的學生以參加各種大學生創新大賽及學校組織的各種學科競賽為主,高年級學生以參加省級及國家級的專業競賽為主。對學生開放專業的實訓技能操作實驗室,學生課余時間可以到實驗室完成各種實訓訓練及創新項目的模型制作,如學生可以在制冷空調實訓實驗室完成切割銅管、彎管、焊接、抽真空、充制冷劑等制冷空調專業的基本操作,也可以在實驗室內完成各種參賽的實際模型制作。

有些全國性的專業科技比賽只允許每所學校派一個參賽隊參加,為了提高學生參與科技競賽的積極性,首先在學校本專業開展校級比賽,在初選賽的基礎上選出幾個小組,經過一個學期的培育,再進行學校的決賽,從而選出參加國家比賽的團隊,代表學校參加國家比賽。經過該過程,只要參加了比賽的學生都能得到全面的鍛煉。正是基于這樣的選拔和培育,南昌大學于2012年、2013年連續兩年派隊參加了由國家制冷工業協會組織開展的“全國大學生制冷空調科技大賽”,南昌大學代表隊在華中賽區比賽中成績突出:2012年獲二等獎,2013年獲一等獎。為了讓學生參加全國性的設計大賽,在畢業設計中積極組織學生參加,認真指導學生按照比賽要求完成設計,用畢業設計作品直接送去參賽。2012年,南昌大學有二位學生獲中國制冷學會主辦的“美的杯空調設計大賽”優秀設計獎;該舉措極大地提高了學生做畢業設計的積極性,使學生努力了解企業的產品,把企業新型的節能產品應用到畢業設計實際項目中去。如“空調調節”課程就是在課程開始就把課程設計的題目布置給學生,讓學生帶著問題學習,極大地提高了學生學習的主動性,歷年都有大三學生參加各種空調設計大賽。

4.校企深度融合是推動卓越計劃成功實施的關鍵

學校教育實質上是把教與學對象的知識與技能從工作現場中剝離,從實際運用的情景中抽象出來,以教材、教科書等形式獨立存在,由此造成了理論與實踐的明顯脫節。在教育部卓越工程師計劃中,“3+1”培養模式中的“1”是要求在企業完成的,這就需要企業積極參與。南昌大學以實施“卓越工程師教育培養計劃”為契機,以社會需求為導向,大力加強校企合作,南昌大學與江鈴汽車股份有限公司本著優勢互補、互相支持、平等互利、共同發展的原則,于2011年6月簽署戰略合作協議,共建教育部“卓越工程師”培養計劃“江鈴實驗班”,旨在培養適應汽車產業發展需要、系統掌握工程基礎理論及應用知識、具有創新能力和國際競爭力的高素質、實用型、復合型高級工程人才。同時,江鈴汽車股份有限公司將每年出資16萬設立“南昌大學江鈴汽車獎學獎教金”,用于獎勵南昌大學品學兼優的優秀學生和優秀教師;企業作為實施“卓越計劃”的主體之一,擔負著至少一年的“卓越工程師”培養任務,并直接參與全部專業培養方案的制定,重點是負責企業階段培養方案的制定、管理和實施,保證企業階段教學任務的完成。南昌大學與江鈴股份有限公司聯合成立江鈴實驗班教學指導委員會,構建學校與企業共同負責與管理的教學管理機制。在委員會指導下以強化實踐動手能力和創新能力為突破口,依據培養卓越工程師的目標制定新的培養方案。根據行業發展要求及發展趨勢,積極開發反映社會需求和學科發展的新課程,將行業與產業發展形成的新知識、新成果、新技術引入教學內容,制定出了南昌大學合作“3+1”培訓方案,實驗班按照制定的培養方案對學生進行培養實習。

“江鈴實驗班”至今已經開辦三期,正是基于校企良好的合作,南昌大學與江鈴股份有限公司合作于2012年共同申報成功教育部“國家級工程實踐教育中心”,該國家級工程實踐教育中心將為南昌大學“卓越計劃”的全面實施提供強有利的實踐條件保障。另外,還積極開展大學生校外實踐教育基地的建設工作,南昌大學與浙江吉利控股集團有限公司的子公司浙江吉利動力總成有限公司合作聯合建立了大學生校外實踐教育基地,每年有15名學生到浙江吉利動力總成有限公司進行卓越工程師培養,2014年已經是第二年進行“吉利卓越工程師”試點工作。學生在企業為期一年實習,分別進行了崗位知識培訓、制圖軟件培訓、下線實習、拆裝實習、定崗實習等。下線實習讓學生分別在公司的模具廠、合資總廠、全順廠的生產線上跟隨生產一線的工人師傅學習不同崗位的技能,從而達到能夠頂崗的要求。與此同時,學生還在企業完成了畢業設計任務。除此之外,學生還要學會如何與線上工人師傅溝通交流,如何認真做好自己分內的工作,如何進行團隊之間的配合,理解團隊的重要性。

四、結束語

工程教育必須回歸工程,實踐教學是工程教育的重要組成部分,是培養學生理論聯系實際、充分運用所學基本知識進行工程設計、加強能力培養的重要環節,也是培養學生創造能力、開發能力、獨立分析問題和解決問題能力,全面提高學生綜合素質的重要教學環節,實踐教學的效果如何,對提高教學質量、實現培養目標有著至關重要的作用。因此構建有利于學生卓越工程師能力培養的實踐教學體系十分必要,且要在實踐探索過程中不斷加以完善。

參考文獻:

[1]林健.卓越工程師創新能力的培養[J].高等工程教育研究,

2012,(5).

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