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能源與動力工程研究前沿范文1
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）01-0052-03
伴隨著人類社會對可持續發展日益加強的關注，能源與環境的矛盾成為每個國家的核心關注點，其迫切要求中國的能源動力工程高等教育建立與國家經濟發展相適應的工程教育體系與結構，提高能源動力工程技術人才的培養質量。
中國能源動力類專業形成于20世紀50年代，初期為滿足動力、發電應用等國民生計的迫切需求，而成立了鍋爐、汽輪機、內燃機等專業，后續隨國家需求而成立了制冷、核電等專業。國內高校設立工程熱物理專業的高峰期為20世紀七八十年代，其后專業發展迅速。2012年，教育部頒布實施了《普通高等學校本科專業目錄（第四版）》，能源動力類二級學科門類下列的專業僅為能源與動力工程專業，使得本專業本科成為一個“大能源”范疇內的專業。這種專業上的調整體現了一種需求的調整，在面向全球化的能源發展與挑戰時，具備更加廣闊視野、全面知識體系的人才更加符合社會需求。邱潔對這種調整對能源與動力工程專業課程體系的影響進行了簡要論述，并總結了相關挑戰與機遇。
一、專業現狀概述
（一）專業內涵的拓展
原有的熱能與動力工程專業關注熱能與動力的轉化及效率問題，核心關注熱量這種能源形式。隨著可再生能源及新的能源利用形式的迅猛發展，專業內涵愈發深厚。各種能源形式彼此的轉換及過程中伴生的能質交換規律等都成為本專業覆蓋范圍，這對于原有的學科體系產生了一定的影響。故專業內涵的拓展迫切要求學科進行相應的調整，在培養計劃方面進行適當更新。
（二）培養目標的調整
近年來，隨著可再生能源、能源與環境等主題的發展，對相關新興領域人才的需求日益加大。社會作為人才的接收市場，對急需人才的類型釋放了大量信號。然而，作為人才輸送主力的高校，往往并沒有及時對培養方案做出適當調整，課程更新方面也相對較慢。事實上，在課程數和學時有限的條件下，在各高校學科內特色研究方向和優勢方向沿襲下，相關調整的余地很小。
（三）差異化需求的影響
傳統教學模式在面對日漸差異化的學生需求時，不能“豐盈”學生的個性化發展。事實上，隨著高等教育進程的不斷推進，個性化教育的呼聲漸起。重視人才發展的差異性，探索個性化教育理論與實踐，在很多高校的人才培養模式改革文件中有所體現。具體到能源與動力工程這個“大能源”專業，有些學生傾向于傳統專業好就業，有些學生傾向于新型產業想創業，有些學生格外看重前沿科研想出國、考研，這一方面來源于個人認識和喜好，另一方面也來源于自身經濟等不同方面的壓力。這種差異化的需求在現階段傳統培養模式下，很難被滿足。這不僅是課程設置方面存在局限，在課堂教學、實驗和實踐等方面也同樣存在很多局限。
二、本專業學生存在的問題
（一） 本科生對本專業背景了解不深
其表現為學生不知道專業與國計民生有何關系，故無法在其中定位自己。沒有定位，便沒有思想原點，不知從何出發開展職業規劃、人生規劃，故往往感到茫然，無所適從。
（二） 本科生對個人發展路徑了解不深
其表現為學生不知道本科所學有什么具體應用，個體的學習如何與群體、行業、社會和國家的發展相關聯，想認真發力卻不知道如何操作、朝哪里發力，缺乏方法的引導。在被動學習模式下積累的經驗，在本科主動學習的情境下不能很好適應，往往造成心理困境。
（三） 本科生對國內外科技發展態勢了解不深
其表現為學生無法將自己對未知的探索與國內外快速發展的科技態勢相關聯。在面對能源與動力工程這種涵蓋學科多、支撐面廣、國內外發展快速的專業時，一方面渴望求知，另一方面又被繁雜的關系牽扯，造成精力分散，無法突破。
（四） 本科生參與競爭的意愿不大、程度不深
盡管目前在能源領域，國內外針對本科生的科研競賽紛紛設立及開展，但仍無法發動所有學生參與，造成部分積極的學生參與多個項目，而大多數學生只局限于自己生活的小圈子，缺乏參與競爭的意愿和動力。
三、教學模式的創新實踐
（一）“熔煉互激”教學模式
針對上述問題，近年來，天津大學能源與動力工程專業教學團隊通過反復實踐與研討總結，以激發學生學習與創新熱情為出發點，提出了“熔煉互激”這一新的教育模式。
能源與動力工程研究前沿范文2
關鍵詞：燃燒；燃燒技術；教學內容；熱能與動力工程
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0055-02
目前，化石燃料在世界各國能源中占有主導地位，約占全球能源消費的87%，而且在未來可以預見的時期內，全球能源結構仍是以化石燃料為主，其他新型能源為輔的格局。隨著社會和科技的發展，對能源的需求越來越多，能源短缺已成為一個全球各國共同面臨的現實問題。由于化石燃料的大規模使用，其所帶來的環境污染問題也日趨嚴重。目前，節能減排已成為世界各國當前和未來的重要發展目標。研究和開發高效、低污染燃燒裝置，提高燃料燃燒能量利用率，減少對環境的污染，是目前世界各國迫切需要解決的重大關鍵技術。
哈爾濱工程大學基于當前對節能減排的迫切需求，自2006年起，在動力與能源工程學院熱機專業本科教學計劃中，開設了“燃料與燃燒”課程；自2007年起，分別在碩士研究生和博士研究生相關專業培養計劃中開設了“高等燃燒學”和“燃燒學的理論方法及應用”等課程。
一、“燃料與燃燒”課程定位
哈爾濱工程大學作為工業和信息化部直屬學校，其動力與能源工程學院熱能與動力工程專業是國家級特色專業，同時擁有工信部教學中心和黑龍江省級教學示范中心。作為燃燒機械的基礎，“燃料與燃燒”與大學普通物理、工程熱力學和流體力學等多門基礎課程密切銜接，課程在科學理論指導下，密切聯系實際工程應用。通過課程學習，可以拓寬學生專業眼界，了解燃燒學科發展前沿和發展重點，培養學生綜合運用知識的能力和動手能力?！叭剂吓c燃燒”課程對于培養學生的獨立思考能力、創新能力和團隊合作能力具有重要作用[1，2]。自2006年設課以來，“燃料與燃燒”一直作為本科熱能與動力工程專業的骨干基礎課程。
“燃料與燃燒”課程的教學水平直接影響我校熱機各專業方向的學生素質和教學質量。對“燃料與燃燒”課程進行教學內容改革，提高其教學質量，對于提升哈爾濱工程大學熱能與動力工程專業在國內的影響和地位具有重要意義。
二、“燃料與燃燒”課程教學內容設計
除基礎理論部分外，“燃料與燃燒”課程中工程應用部分教學內容更新很快。隨著科學技術的不斷發展，燃燒技術不斷進步，燃料及燃燒裝置不斷推陳出新，相應教學內容也需不斷隨時更新，要求授課教師有堅實和廣闊的理論基礎，掌握國內外燃燒理論和技術的最新發展。
哈爾濱工程大學是我國進行船舶動力裝置研究和培養該領域高層次創新人才的重要基地，近年來對高性能船舶動力裝置進行了大量深入的研究，承擔完成了包括工信部高技術船舶項目、省市部委項目和各級基金項目等多項課題研究，對發動機預混燃燒、擴散燃燒、均質燃燒、稀薄燃燒和低溫燃燒等燃燒模式均有深入的研究，取得了多項具有國內外先進水平的研究成果，發表了大量的相關論文和專利。這些科研成果為“燃料與燃燒”課程教學和師資平臺搭建提供了豐富的資源，對“燃料與燃燒”的教學改革起到了很大的推動作用。
隨著燃料技術、燃燒技術和燃燒裝置的不斷發展和進步，為滿足教學需求，及時反映燃燒技術的最新進展，我校教學團隊編寫了《燃料與燃燒》本科教材。該教材是根據船舶動力裝置燃燒的特點，基于我?！叭Ｒ缓恕苯虒W和學科的研究特色編寫的?！度剂吓c燃燒》教材系統闡述了燃燒的基本原理和理論；詳細講述了燃料動力學燃燒的計算方法，詳細論述了燃燒熱力學和燃燒化學反應動力學，著重介紹了船舶動力裝置涉及的預混燃燒和油滴蒸發控制的擴散燃燒；最后，為及時反映燃燒技術的研究進展，增添了新型船舶動力裝置所采用的高效低排放燃燒技術[3]。在教材的編撰過程中，大量引用了我校燃燒理論和燃燒裝置研究領域相關教師及碩博研究生的研究成果和國內外最新研究進展。教材內容豐富新穎、專業針對性強，可為我校及其他院校熱能與動力工程專業各研究方向本科生奠定系統的專業理論知識。通過課程學習，使學生在掌握扎實理論知識的同時，獲取燃料與燃燒相關工程應用知識。教材強調了“燃料與燃燒”課程教學內容的系統性、理論性以及工程應用性，編寫過程中注重了教學內容的易懂性，和培養學生應用所學知識、實際動手實驗以及團隊合作的能力。
通過“燃料與燃燒”課程的教學，使學生對燃料性質、燃燒現象的本質以及燃燒基本理論有一定的認識，進而掌握燃燒技術中所必須的熱化學、燃燒動力學及燃燒過程的基本知識與基本理論。掌握動力機械中氣態、液態和固態燃料的相互關系和區別，以及它們的特性、燃燒特點和規律，包括閃點、著火點和自燃點，不同燃料閃點、著火點和自燃點的變化規律，以及著火的形式和條件、火焰的傳播、燃燒產物的生成機理等。課程側重預混氣的爆震、層流預混燃燒、氣體擴散燃燒和燃料液滴燃燒等與動力機械密切相關的燃燒理論[3]。
國內外對動力裝置節能減排的要求實質上推動了燃料、燃燒理論及燃燒裝置的快速發展，為確?！叭剂吓c燃燒”課程教學內容能充分反映相關理論和技術的發展，最新國內外燃料技術、新型燃燒技術及燃燒裝置應作為課程教學的重點更新內容。“燃料與燃燒”課程先后介紹了燃料及燃料特性、化學反應動力學、燃燒理論和燃燒裝置等，涵蓋了燃料、燃料的燃燒計算、燃燒化學動力學、燃燒反應系統的守恒方程、著火理論和燃燒界限、預混燃燒、擴散燃燒、液體燃料的燃燒、固體燃料燃燒、燃燒排放控制和燃燒裝置等方面的教學內容。課程各教學模塊內容主要包括：（1）燃料，主要包括燃料的來源、種類、組成，燃料性質、參數及變化規律，燃料物性計算方法；（2）燃燒過程的物質平衡與熱平衡，包括生成焓、反應焓、燃燒焓，固體燃料、液體燃料和氣體燃料的理論空氣需求量，實際空氣供給量和空氣過量系數，完全燃燒產物生成量、成分和密度，不完全燃燒產物及燃燒過程的質量檢測，燃燒溫度和熱離解對燃燒溫度的影響；（3）燃燒與化學平衡，重點為化學反應速度及化學平衡，反應度與平衡常數的關系；（4）化學反應動力學，內容包括基元反應、質量作用定律、反應級數，化學反應速率及其影響因素、各種級的單步化學反應，鏈鎖反應；（5）燃燒系統守恒方程，分子傳輸方程，基本守恒方程，流動邊界與熱邊界層；（6）著火和燃燒界限，熱自燃理論、強迫著火、熄火、著火爆炸與熄火現象為化學動力學控制的燃燒問題，燃燒界限的影響因素；（7）預混氣的燃燒，重點為燃燒波及其區別、瑞利公式、雨果尼奧曲線、雨果尼奧曲線上熵的分布、爆震波后已燃氣的速度與當地聲速的比較、查普曼-焦格特爆震波速度的確定、爆震波的速度、開爆震性和化學反應動力學決定的爆震極限；（8）層流預混火焰，主要包括熱理論，參數對火焰傳播速度的影響，火焰駐定原理，火焰淬熄；（9）層流擴散燃燒，主要內容為伯克和舒曼理論的基本假定和求解方法、燃料射流的唯象分析（層流火焰高度和湍流火焰高度）和層流擴散火焰射流（層流射流的混合和有化學反應的層流射流）；（10）氣體湍流燃燒，重點為湍流火焰的唯象方法；（11）液體燃料的擴散燃燒，主要包括單油滴的蒸發及質量燃燒速度，氣流中的燃料液滴，火焰的位置、燃料蒸汽、氧氣、產物及溫度的分布、噴霧燃燒及油滴群燃燒；（12）固體燃料的燃燒，內容包括固體燃料的燃燒過程、固體碳粒的燃燒（擴散燃燒、動力燃燒和過渡燃燒）、碳粒燃燒的化學反應（碳和氧的反應、碳和二氧化碳的反應、碳和水蒸汽的反應、一氧化碳的分解反應）、多孔性碳粒的燃燒、二次反應對碳粒燃燒的影響、碳粒燃燒速率及燃盡時間、灰分對碳燃燒的影響、固體燃料的燃燒方式和燃燒裝置；（13）燃燒排放控制，包括燃燒過程中NOx、SOx和顆粒等污染物的生成機理，影響污染物生成的因素，控制污染物排放的技術措施（改變燃燒途徑的措施和后處理措施）；（14）液體和氣體燃燒技術及燃燒裝置，主要包括船舶動力裝置（船舶柴油機、船用鍋爐和船用燃氣輪機等）的燃燒技術。
三、結論
“燃料與燃燒”是當今國內能源動力類本科專業前沿課程之一。作為哈爾濱工程大學動力與能源工程學院熱機專業方向的一門核心基礎課程，“燃料與燃燒”在我校熱能與動力工程本科教學體系中扮演著重要角色。通過對““燃料與燃燒”課程教學內容設計的探討，確定了以船舶動力裝置共性燃燒理論作為基本的教學內容，用國內外最新燃料與燃燒技術的發展更新課程教學內容，以期夯實學生的專業理論知識、擴展學生的眼界、提高學生的綜合素質。根據燃料和燃燒應用技術的發展，尤其是船舶發動機行業燃燒技術的發展，及時更新、豐富和優化課程教學內容，是實現課程教學目標、培養創新型人才的關鍵。通過教學內容的設計和改革，我校近幾年的教學實踐表明，“燃料與燃燒”課程教學取得了良好的效果。
參考文獻：
[1]蘇磊.《燃燒學》教學有感[J].中國科教創新導刊，2009，（34）：134.
能源與動力工程研究前沿范文3
為了落實執行“2011計劃”，并適應國家對核電建設專業人才的需要，大連理工大學與中國廣東核電集團有限公司（下稱中廣核集團），以能源動力類學科為主體，以培育新能源、可再生能源新興產業和改造能源動力傳統產業為重點，結合雙方2007年簽署的核電人才聯合培養合作協議，在雙方共建的中廣核集團核電學院基礎上，共建面向核電產業的協同創新中心，作為大連理工大學能源與動力學院的二級學院。同時，大連理工大學在能源與動力學院開展遼寧省校企協同創新工程人才培養體制機制研究與實踐工作，中廣核集團每年從我校三年級學生中預先招聘20～30名學生作為培養對象，學生四年級時在核電學院完成學習任務，讓企業從人才的接收者向人才的培養者轉變。
這樣既解決了企業抱怨本科畢業生崗前培訓耗時多、無法快速融入企業的問題，同時也避免了部分學生在大四階段無所事事或是忙于找工作的兩種極端狀態。事實證明，在企業完成第四年學業的學生基本上都會得到企業的認可并留在企業工作。在這種人才培養模式中，企業、學校需要在制度、管理、實踐教學等多個方面協同創新，在摸索中不斷完善相關制度，涉及的重點工作主要包括：
（1）共同制訂并逐步完善學生第四學年的培養方案與教學計劃，主要是根據學生所在專業的培養計劃和中廣核電集團的專業培養要求，共同制訂培養目標、共同建設課程體系和教學內容，特別是完善修訂企業學習階段培養方案的制訂；
（2）通過人力資源培訓，推動雙方教師和科技人才的聯合培養和交流互動，確立工程教育的課程體系和內容，并制訂校內和企業教師的聘任辦法和開課計劃，不斷提升學校教師實踐教學水平；
（3）建立完善的學生考評機制，由學校與企業共同制訂企業學習階段的培養標準和考核要求，共同對學生在企業學習階段的培養質量進行評價，并對學生的畢業設計加以考核；
（4）建立學生在企業學習生活期間的管理制度，采用導師制管理，大連理工大學和中廣核集團公司分別為學生配備一位導師，共同負責教學、生活管理及畢業設計指導等工作。雙方希望通過校企的深入合作、協同創新，建立工程人才培養的體制機制，探索并實踐學校、學院同企業共同舉辦二級學院的體制機制，實現企業與高校的共贏，為其他高校的工程教育改革提供經驗，同時為卓越工程師培養的落實執行提供保證。
2熱能與動力工程專業卓越工程師培養的探索與實踐
2010年6月啟動的“卓越工程師教育培養計劃”是教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。大連理工大學是首批進入“卓越工程師培養計劃”的高校之一，能源與動力學院的熱能與動力工程專業有幸成為首批卓越工程師培養的試點專業。熱能與動力工程專業以基于通識教育的寬口徑專業教育為特色，通過校企協同創新，構建了與研究型大學精英人才培養相適應的能源動力類卓越工程師培養模式。該專業的培養計劃對原有課程進行整合，將專業標準落實到具體課程，對主干課程教學大綱進行了修改和完善，并通過與中廣核集團、沈陽鼓風機集團有限公司（下稱沈鼓集團）等大型企業的校企合作，采用“3＋1”訂單培養模式，進行能源動力類卓越工程師培養的實踐。培養方案包括學校階段與企業階段2個層面的培養計劃。雙方共同制定4年的教學計劃，同時互認學分，畢業設計采用雙導師制，以企業導師為主。實行“工程教育不斷線、創新實踐不斷線、企業合作不斷線”的課程配置體系。企業階段培養方案加大實踐環節和企業學習的內容，注重工程系統的思維訓練、注重學生工程實踐能力的培養，其中包括學歷課程24．5學分、400學時，以及290學時的實踐、實訓環節，表1給出了核電學院的企業階段部分理論與實踐課程。學校階段培養方案面向工程人才培養的需要，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，同時針對核電工業的需求，補充了一部分與核電相關的理論課程，如表2所示，總學分175學分，其中實踐環節學分不少于25％。
3校內、外的實踐教學平臺的建設與運行
工程型人才培養的一個重要內容是實踐教學，如何建立與卓越工程師培養相融合的實踐教學體系，構建優質的實踐教學平臺對工程實踐教育改革是至關重要的。我學院從校內教學實驗中心與校外創新實踐基地建設2個方面豐富實踐教學內容、提升實踐教學水平，取得了較好的效果。在校內實踐教學平臺建設方面，我學院于2008年成立了教學實驗中心。成立之初，中心專門成立調研小組，對國內能源動力類實驗教學成績突出的清華大學、浙江大學、西安交通大學、上海交通大學等重點高校進行調研，吸取其建設經驗，在原有2個實驗室的基礎上，整合了學院全部6個專業方向的實驗資源，以既保證各專業方向之間互相依存，又體現各自不同優勢與特色的原則，組建了能源與動力學院本科教學實驗中心，并于同年獲批學校的實驗室重點建設項目，累計獲得資助374萬元。
在設備方面，實驗中心將學科最新科研成果應用到實驗教學之中，將其轉化為優質教學資源，建設儀器設備先進、資源共享、開放服務的實驗教學環境。例如：能源動力學院能源與環境專業方向將科研重點設備NMRI核磁共振成像儀應用到教學實驗中，開闊了學生的學術視野，讓學生接觸到了學科的前沿技術。在實驗內容上，實驗中心新增12個實驗項目和擴組7個實驗。新建實驗項目內容多為國內領先水平，并在培養計劃上把各專業方向的實驗學時由12學時增加為24學時，還增加投資，改善部分實驗條件落后的局面，為低溫及制冷工程、能源與環境工程2個新建本科專業方向填補了實驗教學的空白。不僅如此，在人員方面，實驗中心新引入3位博士畢業生作為實驗專職人員負責實驗教學，大大提升了專職實驗教師隊伍的水平，同時針對新增實驗組織編寫實驗指導書5本，出版實驗教材1部，為本科實踐教學創造良好的軟、硬件條件。
在校外實踐基地建設方面，我學院已建立了多處長期穩定的校外實習基地，與沈鼓集團、哈爾濱汽輪機廠有限責任公司、大連三洋制冷有限公司等多家企業簽訂了校企合作協議，合作內容包括企業為學校提供實習場地與環境，同時提供進廠教育、生活安排、實習講課和現場指導等。學院適時聘請企業知名人士和技術骨干為兼職教師，參與專業改革工作和實踐課程教學活動。以沈鼓集團實踐教育中心為例，2006年，我校與沈鼓集團組建了沈鼓集團－大連理工大學研究院，開創了一種校企合作的新模式，即允許企業的研發機構入駐校園建立研究特區，雙方共同投入，采用企業化研發管理模式，企業投入科研經費，決定研發方向，研發技術歸屬企業并直接產業化，通過雙方優勢互補增強企業的核心競爭力。2012年雙方啟動了遼寧省大學生實踐教育基地建設項目：沈鼓集團－大連理工大學工程實踐教育中心建設。中心設在沈鼓集團基地內，利用集團培訓中心的教學軟、硬件資源，邀請集團的技術人員對學生進行實踐指導。目前該實踐教學中心每年開展生產實習、畢業設計、大學生寒暑期社會實踐等教學實踐工作，接待學生約90人次／年，為卓越工程師培養的校外實踐提供了保證。
4構建適應工程教育的本科教學體系
結合大連理工大學能源動力類本科培養方案制定工作，我學院根據專業特點和工程人才培養要求，通過優化課程體系、更新教學內容、改進教學方法等措施，建立了教學與實踐相結合、通識與專業教育相融合，理論與工程教育相銜接的校內本科教學新體系，具體工作包括如下幾個方面：
（1）在課程體系建設方面，我學院結合學校2012年本科培養方案制定工作，根據核電專業的特點和對人才培養要求，重構了學生在學校階段的課程體系；改革實踐教學內容，保證實踐教學在培養方案中的比重達到25％，注重了科研與教學緊密結合；設置了學科前沿課程，如能源動力導論、能源環境基礎等。
（2）在教學內容更新方面，在學校階段增設核能相關的專業選修課程，如熱力發電廠與核電系統、供熱工程及核反應堆原理、核電與火電熱力系統等，為企業階段的學習創造知識條件；同時鼓勵教師將科研成果及時納入課堂教學中，使教學相長，培養學生的創新能力。
（3）在教學方法方面，改變傳統的知識傳授型模式，推行研究型教學模式，在課堂上創設一種類似于科學研究的教學環境，增強互動式的討論和雙向式的交流，引導學生主動學習、主動思考和實踐。同時注重學生的個性發展，引導和教授學生如何查閱大量信息，滿足學生拓展知識視野、解決問題、協同學習和個別學習的需要。
（4）在實踐教學方面，校內實驗教學實行嚴格管理，鼓勵學生做設計性、創造性的實驗，通過理論、實驗、校外實習、科研和工程的緊密結合。
（5）在師資隊伍建設方面，學校有計劃地從企業聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員擔任兼職教師，承擔部分專業課程教學任務；在支持企業工程技術人員到高校進行學習和進修的同時，學校選送青年教師到企業工程崗位工作，通過主持或參與企業的工程項目，參與相關產品設計、研發課題，通過這種方法提升教師的工程實踐能力，提高培養工程人才的師資隊伍水平。
5結束語
能源與動力工程研究前沿范文4
我國科學技術發展的總體目標是自主創新能力顯著增強，科技促進經濟社會發展和保障國家安全的能力顯著增強，為全面建設小康社會提供強有力的支撐;基礎科學和前沿技術研究綜合實力顯著增強，取得一批在世界具有重大影響的科學技術成果，進入創新型國家行列，為在本世紀中葉成為世界科技強國奠定基礎[1]。
廣大高校教師對當前科技研究及發展方向有深刻理解，在整個國家人才類型需求與人才培養之間扮演著紐帶角色，不但有科研能力還有教書育人的能力，因此在國家科技發展過程中的地位舉足輕重。國家需要的人才是由高校教師來培養，教師對學生的培養應以國家需要為依據，而學校應以國家對人才的需求而制定相應的教學大綱和教學內容，以保證國家需要的人才與學校及教育機構培養的人才一致。國家、科技項目、教師和學生這4個環節只有保持協調一致，才能使國家科技穩步快速的向前發展。
智能科學技術是信息科學技術的核心和現代科學技術的前沿和制高點，涉及自然科學的深層奧秘，觸及哲學的基本命題。智能科學技術的研究將對國民經濟、社會進步、國家安全生產產生深刻而巨大的影響，并將為智力革命、知識革命和信息革命建立理論基礎，為智能系統的研制提供新概念、新思想、新途徑。
1國家科技項目中與智能相關的內容
國家每年會頒布一些科研項目指南，如863、973、國家科技重大專項、國家科技支撐計劃和國家重大科學研究計劃等。這些項目指南中均包含大量與智能相關的內容。下面以國家科技重大專項和973計劃為例加以說明：
1) 國家科技重大專項。
2011年國家科技重大專項中包含2項有關智能方面的項目，其中“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品”重大專項中包含一個“智能海量數據資源中心”課題;“新一代寬帶無線移動通信網”重大專項中包含2個有關智能的課題：“移動互聯網及業務應用研發”和“物聯網及泛在網”。
2)973計劃。
據不完全統計，在2008年到2011年的973計劃指南中關于“智能”一詞的出現頻率如表1所示。
從上述統計數字可以看出，“智能”一詞的出現次數由1次增加到12次;出現在一級標題的次數由1個增加到3個，出現在二級標題的次數由空白增加到4個。由此不難分析出，智能科學技術在973計劃中的比例逐年增加，其重要性不言而喻。
這些項目的前期研究以及后續成果的產業化，不可避免地需要更多的智能方面的專業人才。在設立智能科學與技術一級學科的建議書中提到，智能科技人才的社會需求占整個信息領域人才需求的1/6左右，而且將不斷增長。高校需要培養這方面的人才，滿足國家和社會的需要。
2河北省和天津市科技項目與智能相關內容
河北工業大學隸屬于河北省，坐落于天津市，形成了立足天津面向河北的發展戰略，為河北省和天津市提供有力的技術支撐。
河北省當前正在實施轉變經濟發展方式的戰略部署，充分發揮科技創新在推進傳統產業技術進步和培育戰略性新興產業中的重要作用，并于2010年3月啟動了光伏、風電裝備、鋼鐵節能減排等8個支柱產業的技術路線圖的編制工作，河北工業大學承擔了其中“河北省風電裝備產業技術路線圖”的繪制工作，該路線圖為全國首個關于風電的路線圖，對我國風電產業的健康發展將起到積極的推動作用。
以2011年天津市科技支撐計劃重點項目指南為例，該計劃以促進產業技術升級和結構調整為主攻方向，以提高原始創新、集成創新和消化吸收再創新為目標，通過關鍵技術的突破、引進技術的消化吸收再創新、高新技術的應用及產業化，為天津市產業結構調整、社會可持續發展和提高人民生活質量提供技術支撐。2011年共安排25個專項，與“智能”相關的內容有軟件專項中的創意產業關鍵技術和數據挖掘與信息檢索技術;數字技術專項中的智能檢測、監控技術研發及應用;可再生能源及能源存儲轉換專項中的智能電網等。
由上面的分析，可以看出智能科學技術在河北省和天津市的科技項目布局中占有重要的地位，這也對高校提出了培養高素質人才的要求。
3河北工業大學智能科學與技術專業現狀
據教育部統計，自2004年北京大學自主設置“智能科學與技術”本科專業通過備案以來，先后有北京郵電大學、南開大學、西安電子科技大學、北京信息科技大學、首都師范大學、武漢工程大學、西安郵電學院、北京科技大學、湖南大學、廈門大學、河北工業大學、桂林電子科技大學、重慶郵電大學、大連海事大學、中南大學和上海理工大學共17所高校建立了智能科學技術本科專業。
河北工業大學在結合自身優勢和借鑒兄弟院校辦學經驗的基礎上，智能科學與技術專業的教學體系和課程內容逐步合理化;緊跟科技發展新趨勢，突出智能科學與技術專業的特色，注重學生實踐能力的培養，在智能化電器、智能化樓宇、智能機器人、智能化機器、智能化物流等方面培養社會急需的特色人才;在控制科學與工程一級學科碩士點下設立“智能科學與技術”的相關研究方向，加強該專業的學術梯隊建設和人才培養，促進控制科學與工程學院整體教學科研的和諧發展。
我們努力使學生德、智、體、美全面發展，具有堅實的數學、電子、計算機、自動控制和信息處理的基礎知識，系統地掌握智能科學的基礎理論、基礎知識和基本技能與方法，受到良好的科學思維、科學實驗及初步科學研究的訓練，使其具有分析問題和解決問題的能力，知識自我更新和不斷創新的能力。在個人素質方面，要求學生具有全面的文化素質、良好的知識結構和較強的適應新環境、新群體的能力，并具有良好的語言和計算機運用能力。
4教學內容的思考
目前智能科學與技術專業隸屬于控制科學與工程學院，本學院包括自動化、風能與動力工程和智能科學與技術3個本科專業。自動化專業作為一個成熟專業，有穩定的社會認可度，其近年的發展受到了無行業背景的限制;風能與動力工程專業是一個新興專業，為了滿足國家風力發電的強勢發展需求而設立的，具有顯著的行業背景，從目前情況看，學生就業前景很好;智能科學與技術專業作為新興專業，沒有固定的行業背景，因此有必要根據學校的實際情況確定1～2個背景，體現個1～2個特色，以使學生的學習落在實處。
我校的智能科學與技術專業擬將智能網絡和風力發電機組控制系統作為本科生的學習指向，在相關課程的講授中以它們作為實例講解，籌建智能網絡的平臺，以及利用風能與動力工程專業的實驗平臺進行相關內容的操作和演示，在課外科技活動中以它們作為選題方向，激發學生的學習興趣。
我校作為地方工科院校，結合自身特點和優勢，對智能科學與技術專業的特色定位于工業過程和實際工程中的智能控制與智能決策，相對應的核心課程包括智能控制、智能信息處理、復雜系統建模、智能系統、智能機器人和智能工程。我們希望通過這些課程教學內容的規劃，使培養的學生“考研考得上，分配分得出”。
1) 智能控制課程在介紹控制理論的同時，通過課內實驗和單獨學時的課程設計使學生對智能網絡、風力發電機組等在內的實際系統先進控制方案/方法的實現有較深入了解，并側重于硬件實現。
2) 智能信息處理課程主要介紹經典人工智能、計算智能和其他智能理論，通過方法的介紹和推導，培養學生理論素養，并通過將具體方法代碼化提高學生的編程能力，其中可以將風電場數據作為研究對象。
3) 復雜系統建模課程在介紹復雜系統基本概念、理論基礎以及與建模相關問題的同時，著重以復雜網絡和風力發電機組為著力點，對這兩大類系統的模型進行建立和分析。
4) 智能系統課程在介紹人工智能技術如何具體應用于某些領域的同時，側重分析如何應用于智能網絡特別是物聯網領域，以及如何應用于風力發電領域。
5) 智能機器人課程在介紹機器人基本工作原理以及控制方法的同時，加強與實際工程的結合，如自動化倉庫等領域。
6) 智能工程課程在介紹人工智能技術如何具體應用于某個實際工程的同時，著重考慮目前國家急待發展的工程方向。
通過上述課程的學習，并基于軟硬件的結合與課內課外的配合，學生可對目前體現前沿科技的行業有所熟悉，為進一步的深造和就業打下堅實基礎。
5結語
前沿性、時代性是大學課程的一大特點。20世紀以來，現代科學技術的快速發展，使知識的更新周期越來越短，大大豐富了大學的課程及其內容，也改變了課程設置的技術與方法。
通過對前沿科技和人才培養的需求進行分析，可以總結出學校的教學應針對國家對人才類型的需求而制定，使人才得到相應的供應，保持供求平衡。
能源與動力工程研究前沿范文5
關鍵詞：課程建設；知識庫；工程實例；專業基礎課
作者簡介：朱群志（1972-），男，浙江臺州人，上海電力學院能源與環境工程學院，教授；沈坤全（1963-），男，浙江桐鄉人，上海電力學院教務處，副教授。（上海?200090）
基金項目：本文系上海市教育委員會重點課程建設項目（項目編號：20105302）的研究成果。
中圖分類號：G642.42?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）23-0045-02
近年來，高等教育學校的規模連續擴大，在校學生人數增長較快。在這個背景下，高校師資隊伍不斷壯大，很多有志于教育事業的具有博士學位的研究生成為高校教師的一員。但是，步入高校的青年教師一般缺乏教學經驗，與生產實際的聯系也不太緊密；另一方面，高校教師在學校內部以及與其他單位之間的流動機會較多，富有教學經驗的教師流失之后，會影響相關課程和專業的教學質量。因此，提高青年教師的教學水平以及傳承優秀教師的教學經驗成為專業建設的重要內容之一。為了培養青年教師的教學和科研能力，有些高校采取了“傳幫帶”或“結對子”這類的言傳身教的模式，取得了一定的效果。但是，除了傳統的“傳幫帶”形式以外，還可以用載體把教學經驗、教學資源等固化下來，使優質的教學資源和經驗得到傳承和發展。本文在工科專業基礎課程中使用知識庫來固化教學資源進行了探索。
一、在工科專業基礎課中建設知識庫的必要性
專業基礎課程在一個專業的培養計劃占重要地位。課程一般可分為公共基礎課、專業基礎課和專業課三大類。專業基礎課是銜接公共基礎課和專業課的橋梁，專業課中涉及的基本概念和原理很多已包含在專業基礎課的教學內容中。同時，專業基礎課也是學生最早接觸的與專業緊密相關的課程。專業基礎課的教學效果對學生學習后續課程以及激發學生對專業的興趣都有較大的影響。因此，加強專業基礎課程的建設對提高教學質量是非常必要的。
課程知識庫是以教學為目的、主要面向授課教師和學生、通過因特網將各種教學資源整合在一起形成的一個共享系統。知識庫中包括教學大綱、教案、多媒體課件、習題講解、教學經驗以及音像資料等。課程知識庫對課程建設和專業建設可以起到促進作用，該知識庫是一個共享的課程教學資源系統，獨立于任何單個教師，避免了知識和資源高度集中在某個個體上。該知識庫是開放的，所有任課教師都可以使用。青年教師可以通過該知識庫盡快熟悉教學資源，借鑒其他教師的教學經驗，在保持本課程的特色上形成自己的教學風格。同時，知識庫固化了本校教師的音像資料和教學經驗等資源，這些資源不會由于教師的流失而丟失，可以削弱教師流失對課程教學的影響。
二、在“工程熱力學”課程中建設知識庫的探索
專業基礎課有著與專業課不同的特點。例如，“工程熱力學”是熱能與動力工程專業的三大基礎課程之一，在公共基礎課程和專業課之間起到承前啟后的作用。該課程研究熱能與其他形式能量的轉換規律及其工程應用。“工程熱力學”課程的特點之一是概念抽象且繁多，因此，對概念及原理的清晰認識有助于學生對課程內容的理解和掌握。為了在專業基礎課程中取得良好的教學效果，教學別要注重理論與實踐相結合。在講授理論知識后，需要結合知識點列舉一些生活以及工程實際中的例子；也可以先從學生熟悉的例子出發，引出要學習的知識?？偟膩碚f，是使學生能夠建立知識點與工程實際對象的關聯，將學到的知識用于分析和解決實際的工程問題。通過這樣的教學方式，學生可以達到“學以致用”，對課程甚至專業凝聚起強烈的學習興趣。
本文在熱能動力工程專業的基礎課程“工程熱力學”中開展了知識庫的建設。如前所述，課程知識庫的建設是一項比較龐大的工程，涉及的內容很多。作為知識庫建設的第一步工作，可以先從收集和整理生活實例和工程實例入手，建立起一個以實例為主的知識庫。
1.知識庫的建設主體
為了使知識庫的實例既能體現出理論和實際相結合、又能反映出本課程的前沿發展、同時也能被學生所接受，知識庫的建設需要有廣大教師和學生的共同參與。老教師在長期的教學實踐中積累了豐富的教學經驗，能夠舉出恰當的生活實例和工程實例來幫助學生理解教學內容；新教師由于從事教學的時間不長，教學經驗不夠豐富，備課時間大部分用于理解教材和熟悉教學內容，給出生動形象的實例有一定難度。但是新教師一般學歷較高，在本學科的某一方面有比較深入的了解，掌握了相關的學科前沿知識。這些前沿知識在課堂的引入可以拓展學生的知識面，并且有利于學生創新能力的培養。新老教師的優勢可以互補，在建設知識庫的過程中充分發揮新老教師各自的優勢，將教學實例和學科前沿知識等融入到一起，建成一個針對某門課程甚至是某專業的知識庫供各位教師共享。另外，教師提供的例子是教師認為比較恰當和形象的，在課堂教學中學生大多是被動地接受。有些學生在理解相關知識點的基礎上，能夠提出更貼切其認知水平和生活環境的例子。教師將學生提出的例子也收集起來，反饋到課堂教學中，學生可能更容易接受；同時，學生的學習方式由被動變為主動，學習興趣得到了提高。
能源與動力工程研究前沿范文6
關鍵詞：《鍋爐原理與設備》；教學方式；多樣化
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）20-0173-02
《鍋爐原理與設備》是能源與動力工程專業的主干課程，同時還是過程控制及裝備、建筑環境與設備工程等眾多專業重要的專業基礎課程或選修課，擁有極其廣泛的受益專業面和學生群體。隨著社會的發展，各種特種鍋爐不斷涌現，電站鍋爐也朝高參數、大容量方向發展[1，2]。該課程教學對我國培養能源生產及轉換利用等方面的高級專業人才有重要意義。
中國礦業大學能源與動力工程專業是火電廠為主的傳統專業。課程是以電站鍋爐為背景而設立的，授課內容圍繞電站煤粉鍋爐進行，不但涉及鍋爐結構、燃燒供給、傳熱、水循環等基礎知識，還涉及輔助系統的工作原理和組成，以及鍋爐總體設計和計算。課程知識面廣、內容豐富、綜合性強，如何在短時間內讓學生深入了解該課程是目前存在的主要難點[3，4]。
一、教學中存在的問題
《鍋爐原理與設備》課程在2012版教學大綱中定為80學時，在課程的教學與實踐中，雖然我們不斷地借鑒其他院校的教學方式，有了一定的進展和成果，但仍存在以下不足。
1.教學內容增多與學時分配減少之間的矛盾。電站鍋爐的種類較多，不同鍋爐在構造與工作運行方面有著很大差異，鍋爐知識技術的傳授與學習需花費大量時間。隨著教學改革的推進，該課程已縮減到64學時，讓學生在如此短的學時里學習掌握各種不同鍋爐的工作原理和設計方法變得十分困難。
2.鍋爐技術發展迅速與教材更新滯后之間的矛盾。近十年來，鍋爐技術快速變革，課程教材的內容大多根據前幾年或者更早之前的技術編撰的，相對滯后。同時，人們對于知識產權的維護意識也越來越高，這樣使得很多先進技術與知識都以專利的形式保護起來，讓課本知識與行業尖端內容技術有了差距。
3.課程教學難度大與教學手段單一之間的矛盾?，F代鍋爐設施是一個內部復雜而又龐大的裝置，包括制粉系統、燃燒系統、煙風系統、工質流動系統、除塵設備、脫硫脫硝設備、風機、水泵和管道支吊架等部件，單純地以授課的方式很難使學生理解實際鍋爐的樣子，更別說掌握鍋爐中各部件的具體結構。
4.學生綜合能力較低與企業要求逐年提高之間的矛盾。《鍋爐原理與設備》與鍋爐課程設計、認識實習以及相關的選修課構成了密切相關的課程群，但是每種教材之間的內容互相聯系不緊密，這樣就讓學生們在知識點上難以總結，并不能提高在實際工程運用中解決問題的能力。而近年來，用人單位對熱能動力工程專業應屆本科生的技能、技術的要求逐年提高，這對專業課教師提出了新的挑戰。
二、教學模式改革
通過在上述描述中的若干點和我校內部教學中出現的問題，我們提出了把多樣化教學方式聯系到課本中：將課程目標以層層遞進的方式把所要學習的內容分為四個步驟（內容龐雜的理論知識，復雜的系統設備，發展中的前沿性課題，專業實踐），分別用與之相匹配的四種教學手段（問題導向式的課堂講授，多媒體圖片、動畫演示、模型教具等結合集中實習，探究式的科研創新訓練，專業課程設計與電廠仿真訓練）授課，構建基于過程考核的多元評價體系（閉卷考試、實習報告、現場考核、課程設計與上機成績），從而形成一個目標―內容―方式―評價的有機整體，形成互動機制，相互促進，增強成效。
以多樣化的教學方式來講授《鍋爐原理與設備》課程的內容，基本研究包括以下幾方面：（1）教學目標的設計。教學總體目標是通過對課程的了解和深入，能讓學生把鍋爐設施的理論掌握得更扎實，不僅要鍛煉和提高學生的學習積極性，能夠主動地去了解相關的知識內容，而且能夠以科學的方法去分析并解決在鍋爐設計、制造、運行和管理過程中發現的技術問題。（2）合理的分配教學內容。根據教學目標，對課程的內容進行合理的劃分，以@樣的形式既可以保證教學內容的完整性，也能夠將教師授課教學、學生集中實習、科研創新訓練、課程設計與電廠仿真訓練等活動有機的結合起來。（3）問題導向式的課堂講授。著重于對問題知識點的引導和對學生啟發式提問的方式，將板書和電腦教學設施交互使用，把復雜多元的理論知識概念化、形象化。（4）多媒體圖片、動畫演示、模型教具等結合集中教學。讓學生們對鍋爐的構造和運行流程有一個深入的了解。（5）進行探索式的創新訓練。在授課教學期間舉辦學術前沿講座，使學生們對科學發展的最新動態有一定了解，同時讓學生們去做些實用性強的教材訓練題，提高學生在學科探索中的積極性和創造性。（6）專業課程設計與電廠仿真訓練。電廠仿真軟件操作界面完全和實際電廠相同，集中在學院機房進行電廠仿真訓練，讓學生有身臨其境的感覺。（7）構造多元化的成績評定體系。在進行了不同的教學方式后，最終學生的成績就不會只定為考試成績，而是著重于過程的多項綜合成績，并用這種過程性和多元性使成績變得更加準確。
以備課、課堂教學、課下和成績評定四個階段貫徹整個教學過程。（1）備課階段中以課程內容為根據來進行調整，并對實習的內容、課程設計和科研仿真訓練內容進行規劃。教學的內容分為四部分：①以掌握課程的主要內容，即鍋爐的原理及基礎知識點為前提來進行講述；②復雜的鍋爐設備，包括：燃燒設備、換熱設備等，讓學生對鍋爐工作過程的基本情況有形象的認知；③利用合適的科研創新訓練來鼓勵學生進行探究式科研活動；④設計課程設計題目，每人一題（類型一致，但每人的參數不同），并合理選擇上機培訓內容。（2）在課堂教學階段：①在傳授課程知識點時利用視頻圖片和表格等多種形式來啟發學生；②將本來在鍋爐實習的一周時間加以利用，分別安排學生在校內電廠設備模型實驗室、火力發電廠和鍋爐制造廠學習，合理有效的把這些資源綜合起來，以動畫、圖片和模型教具等結合實際的電廠設施，讓學生對鍋爐有一個全面、系統的認識，而不是之前的走馬觀花式的“認識”；③基于前言課題讓學生們了解流化床鍋爐、新型燃燒設備以及火電廠中環境污染控制方面的最新技術；④在課程初期學習時就將課程設計題目下發給學生，在理論學習的同時一步一步把課程設計分為課后作業讓學生完成，讓理論學習與課程設計的進展同步進行，以此方法針對提高學生課題設計的目的性，保證課題設計能夠準時完成；理論學習后，安排學生到機房進行上機訓練，鞏固基礎知識，提高實踐能力。（3）在課下階段，根據不同教學方式，采用不同的考核方式，即課堂講授內容采用傳統閉卷考試，集中實習采用現場考核方式，前言課題采用提交科研論文的形式，實踐部分采用提交課程設計及上機成績的方式。（4）在最終評定學生成績階段采用基于過程的多元評價體系。以平時點名成績、論文報告成績、閉卷考試成績等因素來綜合評判，著重于過程而不是以最終考試來評判成績的多元體系。
綜上所述，《鍋爐原理與設備》課程需要開展多樣化的教學改革。本課程對學生在未來研究和工作中有很大作用，擁有良好的應用前景：（1）本課題有利于調動學生的學習積極性，培養學生自主學習習慣，使學生學習觀念從“要我學”向“我要學”轉變，加深對理論知識的理解。（2）增強學生的應用和動手能力，擴充思想和知識面，提高團隊合作和自主創新多方面的素養。（3）有利于發揮對同類課程的帶動與輻射作用。本課程可以擴展成為我校礦業、材料、化工、建筑等領域相關專業的素養課程，研究成果也可為其他專業類似課程的建設和改革提供借鑒。
參考文獻：
[1]李偉，張旭.鍋爐原理及設備教學研究探索[J].教育教學論壇，2016，（35）.
[2]王波.淺談“鍋爐原理”課程教學中的若干問題[J].中國電力教育，2011，（24）.
