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關(guān)鍵詞:熱能;動(dòng)力;鍋爐
中圖分類號(hào): R151 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、熱能動(dòng)力工程
熱能動(dòng)力工程顧名思義主要研究熱能與動(dòng)力方面,其包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī),熱能工程,流體機(jī)械及流體工程,熱能工程與動(dòng)力機(jī)械,制冷與低溫技術(shù),能源工程,工程熱物理,水利電動(dòng)力工程,冷凍冷藏工程等九個(gè)方面,其中鍋爐的運(yùn)行方面主要運(yùn)用熱力發(fā)動(dòng)機(jī),熱能工程,動(dòng)力機(jī)械,能源工程以及工程熱物理等部分專業(yè)技術(shù)。熱能動(dòng)力工程主要研究方面為熱能與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)換問題,其研究方面橫跨機(jī)械工程、工程熱物理等多種科學(xué)領(lǐng)域。其發(fā)展方向多為電廠熱能工程以及自動(dòng)化方向、工程物理過程以及其自動(dòng)控制方向、流體機(jī)械及其自動(dòng)控制方向、空調(diào)制冷方向、鍋爐熱能轉(zhuǎn)換方向等,熱能動(dòng)力工程是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。熱能動(dòng)力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題,作為熱能源的主要利用工程,熱能動(dòng)力工程對(duì)于我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有很高的地位。
二、我國(guó)的熱能動(dòng)力工程發(fā)展情況
隨著改革開放,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體制發(fā)生很大的變化。社會(huì)對(duì)人的培養(yǎng)提出了新的要求。為了適應(yīng)這種要求, 1993年7月國(guó)家教委頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄,將幾十個(gè)小專業(yè)壓縮為9個(gè)專業(yè),即熱能工程、熱能工程與動(dòng)力機(jī)械、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷及低溫工程、流體機(jī)械與流體工程、水利水電動(dòng)力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏。1998年教育部頒布的新專業(yè)目錄進(jìn)一步將以上9個(gè)專業(yè)合并為1個(gè),即熱能與動(dòng)力工程專業(yè)。從原來的幾十個(gè)專業(yè)合并為1個(gè)專業(yè),全國(guó)現(xiàn)在有120多所高校設(shè)有熱能與動(dòng)力工程專業(yè)。熱動(dòng)主要研究熱能與動(dòng)力方面,是跨熱能與動(dòng)力工程、機(jī)械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。熱動(dòng)主要學(xué)習(xí)機(jī)械工程、熱能動(dòng)力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。本專業(yè)涵蓋的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域十分廣泛。能源動(dòng)力產(chǎn)業(yè)既是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),又在各行各業(yè)中有特殊的應(yīng)用,也是國(guó)家科技發(fā)展基礎(chǔ)方向之一。能源動(dòng)力領(lǐng)域人才教育的成敗關(guān)系到國(guó)家的根本利益。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的建立,社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)分配狀態(tài)的變化、科技發(fā)展的趨勢(shì)、對(duì)本專業(yè)的生源、就業(yè)等形成了挑戰(zhàn),更是熱能動(dòng)力專業(yè)教育的關(guān)鍵。同時(shí),熱動(dòng)還是現(xiàn)代動(dòng)力工程師的基本訓(xùn)練,可見熱動(dòng)是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。
三、熱能動(dòng)力工程在鍋爐風(fēng)機(jī)方面需要解決的問題
風(fēng)機(jī)主要作用為氣體的壓縮和氣體的輸送,其原理是吧旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能和動(dòng)能,將氣體輸送到特定的地點(diǎn)的機(jī)械,風(fēng)機(jī)經(jīng)常用于鍋爐中,隨著對(duì)于能源的需求越來越大,鍋爐中的風(fēng)機(jī)在工作中經(jīng)常會(huì)燒壞電機(jī)的事故,對(duì)于工廠的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大損失,嚴(yán)重危害工作人員的人身安全,因此,正確運(yùn)用熱能動(dòng)力工程技術(shù)不斷改進(jìn)風(fēng)機(jī),對(duì)于風(fēng)機(jī)和鍋爐的安全性提出更高的要求勢(shì)在必行。
四、熱能動(dòng)力工程中鍋爐及工業(yè)爐的發(fā)展
1872 年第一臺(tái)鍋爐在英國(guó)被制造,隨著鍋爐的產(chǎn)生,蒸汽機(jī)時(shí)代出現(xiàn),1796 年瓦特發(fā)明了分離冷凝器,代表著鍋爐的完整運(yùn)作體系的初步確立,工業(yè)爐和鍋爐原理類似,從某些方面來講,鍋爐也是工業(yè)爐的一種,工業(yè)爐是指在工廠的工業(yè)生產(chǎn)過程中通過燃料的燃燒進(jìn)行熱量的轉(zhuǎn)換,對(duì)材料進(jìn)行加熱的設(shè)備,工業(yè)爐產(chǎn)生于中國(guó)商代,主要的工作方式是通過加熱提煉銅器,春秋時(shí)期產(chǎn)生了鑄鐵技術(shù),這證明著工業(yè)爐的溫度控制正在進(jìn)步。1794 年熔煉鑄鐵的高爐出現(xiàn),1864 年馬丁建造了氣體燃料加熱的平爐,隨著現(xiàn)代化科技的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)逐漸代替了人工進(jìn)行對(duì)鍋爐系統(tǒng)的控制,推鋼式爐和步進(jìn)式爐成為吸納帶連續(xù)加熱爐的兩種基本類型,兩者只有運(yùn)輸燃料的方式有所不同而已。
五、熱能動(dòng)力工程爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)運(yùn)用
鍋爐的燃燒控制是調(diào)整能量轉(zhuǎn)換幅度的核心技術(shù),在當(dāng)今社會(huì),鍋爐由人力向鍋爐內(nèi)填充燃料逐漸轉(zhuǎn)型為步進(jìn)式的自動(dòng)控制填充燃料所代替,更加先進(jìn)的鍋爐甚至使用全自動(dòng)燃燒控制,根據(jù)其運(yùn)用熱能動(dòng)力自動(dòng)控制技術(shù)的不同,鍋爐的燃燒控制分為以下幾種:
1、以燒嘴、燃燒控制器、電動(dòng)蝶閥、熱電偶、比例閥、流量計(jì)、氣體分析裝置以及PLC 等部件組成的空燃比里連續(xù)控制系統(tǒng)。這種燃燒控制系統(tǒng)是由熱電偶檢測(cè)出數(shù)據(jù)傳送至PLC 與其本身設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較,偏差值通過使用比例積分及微分運(yùn)算輸出電信號(hào)同時(shí)分別對(duì)比例閥門以及電動(dòng)蝶閥的開放程度進(jìn)行調(diào)節(jié),從而達(dá)到控制空氣與燃料比例調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)溫度的目的,此種方式溫度控制并不十分精確,需要仔細(xì)確認(rèn)額定數(shù)值。
2、由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計(jì)、熱電偶幾個(gè)部分組成的雙交叉先付控制系統(tǒng),其工作原理主要是通過溫度傳感器熱電偶吧需要進(jìn)行精確測(cè)量的溫度變成電信號(hào),這個(gè)電信號(hào)即是用來代表測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度,此測(cè)量點(diǎn)溫度期望給定值是由預(yù)先存貯在上位機(jī)中的工藝曲線自動(dòng)給定的,并根據(jù)兩者數(shù)據(jù)之間的偏差值的大小,由PLC 自動(dòng)調(diào)整燃料與空氣流量閥門的開合程度,通過電動(dòng)的方式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的定位以及空氣和燃料的控制比例,并接住孔板和差壓變送器測(cè)量空氣的流量,燃料的控制也通過一個(gè)專用的質(zhì)量控制裝置來測(cè)量,是溫度精確的控制在必要的數(shù)值上。這種燃燒控制優(yōu)點(diǎn)在于方式節(jié)省部件,并且溫度控制精確。
六、仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片
鍋爐的內(nèi)部的葉輪機(jī)械內(nèi)部流暢需要帶有十分強(qiáng)烈的非定常特征,并且其內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜,不容易進(jìn)行十分細(xì)致的測(cè)量實(shí)驗(yàn),并且到目前為止,仍然沒有可以解釋流動(dòng)分離、失速和喘振等流動(dòng)現(xiàn)象的完善的流體力學(xué)原理,因此要了解機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)的本質(zhì)需要更加可靠詳細(xì)的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn),通過使用軟件二維數(shù)值模擬鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片,對(duì)空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動(dòng)分離進(jìn)行模擬,并根據(jù)模擬的數(shù)值創(chuàng)建而未模型,進(jìn)行網(wǎng)格的劃分,設(shè)定邊界條件和區(qū)域,最后輸出網(wǎng)格,在使用求解器求解,這樣才可以對(duì)不同的氣流攻角的流動(dòng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬,,達(dá)到模擬的目的,同時(shí)可以根據(jù)模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進(jìn)行比較和分析,最后得出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。
七、熱能動(dòng)力工程的發(fā)展方向
1、熱能動(dòng)力及控制工程方向(含能源環(huán)境工程方向)主要掌握熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、燃燒污染與環(huán)境、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠、熱工自動(dòng)控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算、流體機(jī)械等知識(shí)。
2、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車工程方向掌握內(nèi)燃機(jī)(或透平機(jī))原理、結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì),測(cè)試,燃料和燃燒,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放與環(huán)境工程,能源工程概論,內(nèi)燃機(jī)電子控制,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷,汽車工程概論等方面的知識(shí)。
3、制冷低溫工程與流體機(jī)械方向掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動(dòng)化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過程自動(dòng)化、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識(shí)。使學(xué)生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng),制冷空調(diào)與低溫各種設(shè)備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機(jī)和各種容積式壓縮機(jī)的基本理論和知識(shí)。
4、水利水電動(dòng)力工程方向掌握水輪機(jī)、水輪機(jī)安裝檢修與運(yùn)行、水力機(jī)組輔助設(shè)備、水輪機(jī)調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動(dòng)化、電機(jī)學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、繼電保護(hù)原理等方面的知識(shí),以及水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)方面的知識(shí)。
結(jié)束語(yǔ)
熱能動(dòng)力工程的迅速發(fā)展使得熱力發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)方向,其中包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī)主要研究高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置,包括蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、渦噴與渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)等的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、故障監(jiān)測(cè)與診斷以及自動(dòng)控制等行業(yè)的發(fā)展都到了提速。熱動(dòng)能的發(fā)展為航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、鐵路及輕工等部門培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才,若能將這些理論知識(shí)轉(zhuǎn)換成實(shí)際的運(yùn)用,我國(guó)的能源壓力將大大降低。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:實(shí)踐教學(xué);卓越工程師;教學(xué)體系
中圖分類號(hào):G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)17-0103-03
卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃是教育部著力實(shí)施的高等工程教育改革措施之一,旨在為未來工程領(lǐng)域培養(yǎng)面向工業(yè)、面向未來、面向世界的優(yōu)秀工程技術(shù)人才。熱能與動(dòng)力工程專業(yè)涵蓋的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域十分廣泛,能源動(dòng)力產(chǎn)業(yè)既是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),又在各行各業(yè)中有特殊的應(yīng)用,也是國(guó)家科技發(fā)展基礎(chǔ)方向之一;熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后,可以在事業(yè)單位和企業(yè)單位從事能源利用的教學(xué)、研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及管理工作,涉及的行業(yè)有能源、建筑、機(jī)械、電力、鋼鐵、化工、航空航天、環(huán)保等。隨著國(guó)家工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展,在能源與動(dòng)力方面的人才需求將會(huì)急劇增加;目前國(guó)家對(duì)能源利用、環(huán)保等工作十分重視,能源方面的人才也是供不應(yīng)求。南昌大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)一直堅(jiān)持采用應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,近幾年在教學(xué)改革和特色專業(yè)建設(shè)方面做了大量工作與改革嘗試,根據(jù)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)目標(biāo)及針對(duì)應(yīng)用型人才應(yīng)該具有的素質(zhì)和能力,構(gòu)建了“校企深度融合”分層次熱能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。在教學(xué)實(shí)踐中強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)與學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)訓(xùn)練,逐步提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí)等綜合素質(zhì),在“江鈴卓越工程師實(shí)驗(yàn)班”及“吉利汽車卓越工程師實(shí)驗(yàn)班”試點(diǎn)實(shí)踐工作中,取得了良好的教學(xué)效果。
一、卓越工程師應(yīng)具備的素質(zhì)與能力
工程實(shí)踐能力就是能夠理論聯(lián)系實(shí)際,將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、運(yùn)行、管理、營(yíng)銷或其他工程實(shí)踐環(huán)節(jié),并且綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、文化、法律、環(huán)境等諸多因素,為社會(huì)創(chuàng)造和提供目的在于使用的系統(tǒng)、產(chǎn)品、工藝流程或技術(shù)服務(wù)或其他解決現(xiàn)實(shí)工程問題的能力。
1.動(dòng)手操作能力
所謂的動(dòng)手操作能力,是指通過用手而且按照一定的程序和技術(shù)要求進(jìn)行活動(dòng)的能力。動(dòng)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(chǎn)品的能力;三是科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究能力。
2.綜合運(yùn)用知識(shí)能力
學(xué)習(xí)知識(shí)的目的在于運(yùn)用。大學(xué)教育的核心目標(biāo)就是使學(xué)生將四年所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于工作實(shí)際中,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。在工程實(shí)踐中,無(wú)論是設(shè)計(jì)水平的高低,還是施工質(zhì)量的好壞,反映出來的都是綜合運(yùn)用知識(shí)能力的強(qiáng)弱。
3.工程設(shè)計(jì)能力
工程設(shè)計(jì)能力是指對(duì)工程實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行組織謀劃的能力。任何工程實(shí)踐活動(dòng)都包括實(shí)踐目的、實(shí)踐條件和手段、實(shí)踐過程、實(shí)踐結(jié)果等因素,只有把這些因素組織謀劃好,才能使實(shí)踐活動(dòng)順利進(jìn)行且有成效,這就需要工程設(shè)計(jì)能力。
4.分析和解決問題的能力
由于工程實(shí)踐活動(dòng)中充滿著許多可預(yù)測(cè)和不可預(yù)測(cè)的問題,要把工程實(shí)踐活動(dòng)做好,必須具備善于分析和解決問題的能力。
5.人際交往實(shí)踐能力
現(xiàn)代工程就像一個(gè)大的舞臺(tái),需要許多人的參與才能完成一臺(tái)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(jìn)入21世紀(jì)以來,工程的相關(guān)利益者隊(duì)伍將擴(kuò)大到許多學(xué)科的團(tuán)隊(duì)、全球范圍內(nèi)的多樣化成員、世界性顧客群等,這就進(jìn)一步提高了對(duì)工程技術(shù)人員人際交往能力的要求。人際交往中的實(shí)踐能力包括表達(dá)能力、合作能力、溝通能力、組織管理能力等。[1]
為實(shí)現(xiàn)上述能力的培養(yǎng),切實(shí)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力,必須在重視理論基礎(chǔ)教育的同時(shí),拓展學(xué)生的知識(shí)面,面向社會(huì),面向工程實(shí)際,實(shí)行開放式辦學(xué)。同時(shí),要注重教學(xué)內(nèi)容和方法的改革,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)。
二、面向企業(yè)需求、構(gòu)建“校企深度融合”分層次培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系
自南昌大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)施“卓越計(jì)劃”試點(diǎn)以來,加強(qiáng)對(duì)應(yīng)用型卓越工程師培養(yǎng)規(guī)格和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的研究,進(jìn)一步明確人才培養(yǎng)目標(biāo),深入實(shí)施學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的工程文化教育,營(yíng)造培養(yǎng)卓越工程師的良好氛圍;圍繞卓越計(jì)劃展開實(shí)踐教學(xué)改革,使整個(gè)實(shí)踐教學(xué)貫穿大學(xué)四年,極大地提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,有力地保證了培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
南昌大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)一直是以大專業(yè)、小方向、模塊化培養(yǎng)學(xué)生為主,開設(shè)了三個(gè)專業(yè)方向:內(nèi)燃機(jī)、制冷與空調(diào)、能源工程。根據(jù)三個(gè)方向的培養(yǎng)計(jì)劃,面向企業(yè)構(gòu)建了以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)的“校企深度融合”分層次培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系。整個(gè)實(shí)踐教學(xué)體系是在一個(gè)基本目標(biāo)下,根據(jù)認(rèn)知性訓(xùn)練、基本技能訓(xùn)練、專業(yè)綜合能力訓(xùn)練、創(chuàng)新能力訓(xùn)練四個(gè)層面開展基礎(chǔ)型、專業(yè)型、綜合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型五個(gè)層次的實(shí)踐內(nèi)容。訓(xùn)練內(nèi)容由淺入深,能力培養(yǎng)逐級(jí)提高,保證學(xué)生在掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)上,強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),構(gòu)建漸進(jìn)式、貫通式的實(shí)踐能力培養(yǎng)體系。
1.專業(yè)認(rèn)知實(shí)踐層
在新生入學(xué)階段或是即將進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)的前期,利用校內(nèi)外實(shí)習(xí)專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),可開展各類參觀實(shí)習(xí)和體驗(yàn)實(shí)習(xí)。校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地能較直觀、形象、生動(dòng)地展示各種專業(yè)技術(shù),能增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),使他們了解專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣,為今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ)。
2.專業(yè)實(shí)踐層
學(xué)生進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段,可結(jié)合專業(yè)課的需要,開設(shè)校內(nèi)外實(shí)踐項(xiàng)目,如某課程的課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和工程實(shí)踐能力,使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí),鍛煉動(dòng)手能力,學(xué)會(huì)運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題。
3.綜合實(shí)踐層
在學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)的后期,可設(shè)計(jì)難度較大、過程較復(fù)雜的實(shí)踐項(xiàng)目,綜合多門專業(yè)課的知識(shí),通過實(shí)踐把所學(xué)知識(shí)串聯(lián)起來,培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。另外,綜合型實(shí)踐可訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力,提高學(xué)生的系統(tǒng)分析能力。綜合型實(shí)踐的形式有綜合性專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合性課程設(shè)計(jì)等。
4.創(chuàng)新實(shí)踐層
在學(xué)生的課外活動(dòng)中,可利用校內(nèi)實(shí)習(xí)基地開展各類科技競(jìng)賽和課外科研實(shí)踐,組織學(xué)生參加各類專業(yè)競(jìng)賽活動(dòng),有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力與創(chuàng)新精神。
5.應(yīng)用實(shí)踐層
學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)培養(yǎng)階段,綜合應(yīng)用學(xué)校所學(xué)知識(shí),從而提高學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合以及應(yīng)用知識(shí)的能力。表現(xiàn)形式是做企業(yè)真題的畢業(yè)設(shè)計(jì)、定崗實(shí)習(xí)或參與產(chǎn)品開發(fā)研究。
這五個(gè)層次互為補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)學(xué)生在大學(xué)四年每一個(gè)階段綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)不斷線。
三、實(shí)踐教學(xué)體系實(shí)施運(yùn)行的教學(xué)實(shí)踐
“校企深度融合”分層次培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系成功實(shí)施必須依靠相應(yīng)教學(xué)改革、實(shí)踐教學(xué)條件的配套提升,其中實(shí)踐基地建設(shè)是必要的硬件條件,是實(shí)踐教學(xué)的保證。根據(jù)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)特點(diǎn)和資源配置條件,進(jìn)一步加強(qiáng)了校內(nèi)、校外實(shí)踐基地建設(shè)。校外實(shí)踐基地的開拓是以校企合作為途徑,在已有和企業(yè)合作的基礎(chǔ)上通過建立有效的產(chǎn)學(xué)研合作模式,提高企業(yè)與高校合作的積極性,完善校外實(shí)踐基地建設(shè);校內(nèi)實(shí)踐基地的建設(shè)重點(diǎn)是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練平臺(tái)和教學(xué)實(shí)習(xí)基地的建設(shè),通過雙管齊下共同確保五個(gè)實(shí)踐層面的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
1.調(diào)整和優(yōu)化課程體系,使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互融合
由于教育部2012年對(duì)本專業(yè)名稱變更,由熱能與動(dòng)力工程變更為能源與動(dòng)力工程,為體現(xiàn)新專業(yè)學(xué)科特色,刪減部分機(jī)械類課程,如“公差”“控制工程基礎(chǔ)”等;增加能源類課程,如“能源工程概論”“節(jié)能原理與技術(shù)”“合同能源管理”等。融合專業(yè)方向課程,減少專業(yè)方向選修課數(shù)量,開設(shè)“能源與動(dòng)力裝置基礎(chǔ)”課程,該課程包括內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、空調(diào)與制冷機(jī)、鍋爐、汽輪機(jī)、熱力發(fā)電廠、換熱器等的構(gòu)造及工作原理。
整合不同專業(yè)方向課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,組成綜合性實(shí)驗(yàn)課程:“內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)”“制冷空調(diào)實(shí)驗(yàn)”“熱與流體綜合實(shí)驗(yàn)”等。為了配合實(shí)驗(yàn)課程的整合,學(xué)校加大對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備購(gòu)買經(jīng)費(fèi)的投入,完善綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)備的建設(shè),力爭(zhēng)盡量多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)學(xué)生開出。
2.創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式,改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段
為了構(gòu)建重在強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的“3+1”人才培養(yǎng)模式,在原有培養(yǎng)計(jì)劃的基礎(chǔ)上,加大力度培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,增加專業(yè)實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐課程,提高實(shí)踐學(xué)分比例,授予學(xué)位要求總學(xué)分為164分,實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分為50分,實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分占總學(xué)分的比例為31%。在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心和目的,對(duì)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行改造和優(yōu)化,改變傳統(tǒng)的演示性、單一性的實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容,創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目;積極融入大熱能學(xué)科的新知識(shí)、新技術(shù),凸現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、科學(xué)性;用綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)取代傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合能力;同時(shí),不斷將教師最新的科研成果應(yīng)用到教學(xué)中,豐富了教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)手段上,采用案例教學(xué)法來改變傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方式,最大限度發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和解決工程項(xiàng)目的創(chuàng)新能力;通過大量的實(shí)踐項(xiàng)目,每個(gè)專業(yè)方向都增加了一個(gè)綜合性的大型課程設(shè)計(jì),使學(xué)生直接進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)際操作訓(xùn)練,從而在較短的時(shí)間內(nèi)掌握專業(yè)技能;進(jìn)一步加大實(shí)踐教學(xué)考核力度,改革考核方式,從而客觀評(píng)價(jià)實(shí)踐教學(xué)效果和學(xué)生實(shí)踐操作能力與水平。
3.以學(xué)生科技競(jìng)賽為基礎(chǔ),推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
制定學(xué)生科技訓(xùn)練計(jì)劃,組織學(xué)生組隊(duì)參與校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)的科技競(jìng)賽,參與教師科研課題研究,主持各類本科生科技創(chuàng)新項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí);扶持學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),孵化創(chuàng)新項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
三年來,先后建立了校內(nèi)學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室和校外實(shí)習(xí)基地,為大學(xué)生構(gòu)筑了良好的科技創(chuàng)新硬件平臺(tái);進(jìn)行“開放式”實(shí)踐創(chuàng)新改革,鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)各級(jí)各類大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目,參加各種創(chuàng)新和專業(yè)科技與設(shè)計(jì)大賽,由專業(yè)教師組成創(chuàng)新能力培養(yǎng)指導(dǎo)小組,并且給予學(xué)生科技創(chuàng)新經(jīng)費(fèi)上的支持。低年級(jí)的學(xué)生以參加各種大學(xué)生創(chuàng)新大賽及學(xué)校組織的各種學(xué)科競(jìng)賽為主,高年級(jí)學(xué)生以參加省級(jí)及國(guó)家級(jí)的專業(yè)競(jìng)賽為主。對(duì)學(xué)生開放專業(yè)的實(shí)訓(xùn)技能操作實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生課余時(shí)間可以到實(shí)驗(yàn)室完成各種實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練及創(chuàng)新項(xiàng)目的模型制作,如學(xué)生可以在制冷空調(diào)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室完成切割銅管、彎管、焊接、抽真空、充制冷劑等制冷空調(diào)專業(yè)的基本操作,也可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成各種參賽的實(shí)際模型制作。
有些全國(guó)性的專業(yè)科技比賽只允許每所學(xué)校派一個(gè)參賽隊(duì)參加,為了提高學(xué)生參與科技競(jìng)賽的積極性,首先在學(xué)校本專業(yè)開展校級(jí)比賽,在初選賽的基礎(chǔ)上選出幾個(gè)小組,經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的培育,再進(jìn)行學(xué)校的決賽,從而選出參加國(guó)家比賽的團(tuán)隊(duì),代表學(xué)校參加國(guó)家比賽。經(jīng)過該過程,只要參加了比賽的學(xué)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(xué)于2012年、2013年連續(xù)兩年派隊(duì)參加了由國(guó)家制冷工業(yè)協(xié)會(huì)組織開展的“全國(guó)大學(xué)生制冷空調(diào)科技大賽”,南昌大學(xué)代表隊(duì)在華中賽區(qū)比賽中成績(jī)突出:2012年獲二等獎(jiǎng),2013年獲一等獎(jiǎng)。為了讓學(xué)生參加全國(guó)性的設(shè)計(jì)大賽,在畢業(yè)設(shè)計(jì)中積極組織學(xué)生參加,認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生按照比賽要求完成設(shè)計(jì),用畢業(yè)設(shè)計(jì)作品直接送去參賽。2012年,南昌大學(xué)有二位學(xué)生獲中國(guó)制冷學(xué)會(huì)主辦的“美的杯空調(diào)設(shè)計(jì)大賽”優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng);該舉措極大地提高了學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性,使學(xué)生努力了解企業(yè)的產(chǎn)品,把企業(yè)新型的節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)際項(xiàng)目中去。如“空調(diào)調(diào)節(jié)”課程就是在課程開始就把課程設(shè)計(jì)的題目布置給學(xué)生,讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,歷年都有大三學(xué)生參加各種空調(diào)設(shè)計(jì)大賽。
4.校企深度融合是推動(dòng)卓越計(jì)劃成功實(shí)施的關(guān)鍵
學(xué)校教育實(shí)質(zhì)上是把教與學(xué)對(duì)象的知識(shí)與技能從工作現(xiàn)場(chǎng)中剝離,從實(shí)際運(yùn)用的情景中抽象出來,以教材、教科書等形式獨(dú)立存在,由此造成了理論與實(shí)踐的明顯脫節(jié)。在教育部卓越工程師計(jì)劃中,“3+1”培養(yǎng)模式中的“1”是要求在企業(yè)完成的,這就需要企業(yè)積極參與。南昌大學(xué)以實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”為契機(jī),以社會(huì)需求為導(dǎo)向,大力加強(qiáng)校企合作,南昌大學(xué)與江鈴汽車股份有限公司本著優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互相支持、平等互利、共同發(fā)展的原則,于2011年6月簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,共建教育部“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃“江鈴實(shí)驗(yàn)班”,旨在培養(yǎng)適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要、系統(tǒng)掌握工程基礎(chǔ)理論及應(yīng)用知識(shí)、具有創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)、實(shí)用型、復(fù)合型高級(jí)工程人才。同時(shí),江鈴汽車股份有限公司將每年出資16萬(wàn)設(shè)立“南昌大學(xué)江鈴汽車獎(jiǎng)學(xué)獎(jiǎng)教金”,用于獎(jiǎng)勵(lì)南昌大學(xué)品學(xué)兼優(yōu)的優(yōu)秀學(xué)生和優(yōu)秀教師;企業(yè)作為實(shí)施“卓越計(jì)劃”的主體之一,擔(dān)負(fù)著至少一年的“卓越工程師”培養(yǎng)任務(wù),并直接參與全部專業(yè)培養(yǎng)方案的制定,重點(diǎn)是負(fù)責(zé)企業(yè)階段培養(yǎng)方案的制定、管理和實(shí)施,保證企業(yè)階段教學(xué)任務(wù)的完成。南昌大學(xué)與江鈴股份有限公司聯(lián)合成立江鈴實(shí)驗(yàn)班教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì),構(gòu)建學(xué)校與企業(yè)共同負(fù)責(zé)與管理的教學(xué)管理機(jī)制。在委員會(huì)指導(dǎo)下以強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為突破口,依據(jù)培養(yǎng)卓越工程師的目標(biāo)制定新的培養(yǎng)方案。根據(jù)行業(yè)發(fā)展要求及發(fā)展趨勢(shì),積極開發(fā)反映社會(huì)需求和學(xué)科發(fā)展的新課程,將行業(yè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成的新知識(shí)、新成果、新技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容,制定出了南昌大學(xué)合作“3+1”培訓(xùn)方案,實(shí)驗(yàn)班按照制定的培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)實(shí)習(xí)。
“江鈴實(shí)驗(yàn)班”至今已經(jīng)開辦三期,正是基于校企良好的合作,南昌大學(xué)與江鈴股份有限公司合作于2012年共同申報(bào)成功教育部“國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心”,該國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心將為南昌大學(xué)“卓越計(jì)劃”的全面實(shí)施提供強(qiáng)有利的實(shí)踐條件保障。另外,還積極開展大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地的建設(shè)工作,南昌大學(xué)與浙江吉利控股集團(tuán)有限公司的子公司浙江吉利動(dòng)力總成有限公司合作聯(lián)合建立了大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地,每年有15名學(xué)生到浙江吉利動(dòng)力總成有限公司進(jìn)行卓越工程師培養(yǎng),2014年已經(jīng)是第二年進(jìn)行“吉利卓越工程師”試點(diǎn)工作。學(xué)生在企業(yè)為期一年實(shí)習(xí),分別進(jìn)行了崗位知識(shí)培訓(xùn)、制圖軟件培訓(xùn)、下線實(shí)習(xí)、拆裝實(shí)習(xí)、定崗實(shí)習(xí)等。下線實(shí)習(xí)讓學(xué)生分別在公司的模具廠、合資總廠、全順廠的生產(chǎn)線上跟隨生產(chǎn)一線的工人師傅學(xué)習(xí)不同崗位的技能,從而達(dá)到能夠頂崗的要求。與此同時(shí),學(xué)生還在企業(yè)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。除此之外,學(xué)生還要學(xué)會(huì)如何與線上工人師傅溝通交流,如何認(rèn)真做好自己分內(nèi)的工作,如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)之間的配合,理解團(tuán)隊(duì)的重要性。
四、結(jié)束語(yǔ)
工程教育必須回歸工程,實(shí)踐教學(xué)是工程教育的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、充分運(yùn)用所學(xué)基本知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、加強(qiáng)能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力、開發(fā)能力、獨(dú)立分析問題和解決問題能力,全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要教學(xué)環(huán)節(jié),實(shí)踐教學(xué)的效果如何,對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)有著至關(guān)重要的作用。因此構(gòu)建有利于學(xué)生卓越工程師能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系十分必要,且要在實(shí)踐探索過程中不斷加以完善。
參考文獻(xiàn):
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2012,(5).
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