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【关键词】能源动力;人才培养;改革
能源是国民经济的命脉,是国家可持续发展的重要物质基础和根本保证。能源与动力工程类专业正是致力于培养能从事能源开发与利用的技术与管理人才。目前,全国有200余所高校开设了能动相关本科专业,其中大部分已经建设较为成熟,部分985和211高校的能动专业在国内已具备一定的影响力且具备鲜明特色[1]。而三峡大学的能动专业于2011年才开始立项建设,并同年开始招生。作为地方高校新开设的能动专业,在人才培养方面必须适应社会和行业需求,符合我校 “高素质、强能力、应用型”的人才培养的目标,因而,在专业建设伊始,就不能完全照搬其他高校能动专业人才培养模式,需要结合实际情况,大胆改革和创新,才能在国内同类专业中快速占领一席之地,并以高起点快速稳健发展。
1 国内外研究现状
欧洲和美国的大学将能动类专业设置在机械工程系中,且不以专业来单列,而只是机械类的一个方向,称为热流科学(Thermal and Fluid Science)或能量系统(Energy system),而核工程与核技术则一般单独设立,或者设在化工系中,例如美国麻省理工学院、佛罗里达大学等,机械工程的教学与研究范围覆盖了目前国内本科生专业目录中的机械类、能源动力类的范围,这样就大大扩展了能动专业的学科基础和专业领域,以此来适应“应用型”人才培养的需求,使学生获得坚实的专业理论和宽广的专业知识。
我国能源动力类专业形成于20世纪50年代[2],当时在苏联教育体制的影响下的分为10个三级专业,经1993、1998、2012年三次修订最终合并为1个专业:能源与动力工程,使得专业覆盖面被大幅度拓展,要求本专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术,受到现代动力工程师的基本训练;具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。要实现以上人才培养目标,关键在于如何紧跟行业需求并结合高校自身情况,制定科学的人才培养方案并认真执行。然而,经前期大量调研结果表明,目前国内高校尤其是地方院校在能动专业人才培养上存在以下特点或不足:
(1)专业划分过细,口径太窄。大部分高校在能动专业中设置了多个专业方向,如水力发电、火力发电、清洁燃烧、供暖、制冷等,并将专业课分方向模块进行教学,这极大地限制了学生的选择空间,不利于学生专业知识拓展,使学生在择业时被固定在某个方向上,缺乏竞争力。
(2)人才定位不尽合理。经前期广泛调研发现,随着我国现阶段加快能源建设的力度,国内目前需要更多的是能源动力行业运行、维护与管理方面的技术人才[3],对于高端人才如设计研究类人才虽然稀缺,但由于能动专业实践性强的特性,一般难以由高校直接培养此类人才,即高端技术人才亦需要从工程实践中磨砺而出。所以作为地方院校,尤其新开设能动专业的地方高校,不能一味照搬985、211高校以及部分经过几十年专业建设已经具备自己鲜明特色和专业实力的高校的人才培养模式,必须紧跟行业需求,以培养应用型人才为主线,并充分利用和发挥高校自身的特色和优势。
2 三峡大学能动专业人才培养模式改革
三峡大学的能动专业于2010年底才开始立项建设,并于当年从我校2010级机械设计制造及其自动化专业中分流出53位学生按照能源与动力专业人才进行培养,2011年开始以能源与动力工程专业独立招生,故截至目前实际上已有一届学生毕业(2010级),且2015年度即将毕业的学生目前绝大部分已经签订了就业协议。近五年来,学校在专业本专业建设过程中积极探索,对兄弟高校及能动相关的企事业单位进行了广泛调研,并紧密结合我校能动专业“新开设、新起点”的现实情况,培养和提炼自己的专业特色,并对本专业的人才定位和培养进行了以下改革:
(1)在人才培养与定位方面,以培养“高素质、强能力、应用型”人才为指导,制定了专业人才培养方案,着重提炼专业所覆盖知识体系的共性,拓宽专业口径、增厚专业基础、突出方向共性、弱化专业方向、提升就业能力,扩大就业口径。具体为:1)以流体机械动力学为基础,设置适用于水力发电、热力发电、风力发电中能量转换动力装备的动力学相关系列必修基础课程,突出水力发电专业课,并辅以风力发电等专业课程;2)以热-力转换原理为基础,设置适用于火力发电、生物质能发电、核电等热动力学、热交换、热传输相关的系列必修基础课程,专业课设置方面突出火电、核电,辅以生物质能相关课程。即将动力工程专业分为流体机械和热力机械两个方向,但在培养过程中,大大拓宽了专业基础必修课的范围,增加学生后续就业时行业选择的范围。
(2)在实验/时间教学方面,以厚基础、宽口径、应用型人才培养为指导,建设和整合实验、实践教学条件。取消零散的课程实验/实践,开设系列综合实验/实践课程,使实验/实践教学具有层次性、连贯性、交叉性、系统性和良好的可操作性。避免以课程为单位开设实验时的连续性差、重复度高、综合性不强、效果差的缺点,同时在一定程度上降低建设成本。此外,学校还积极开发校外实践基地,挖掘学校所在地区及周边区域广泛的能源动力行业/企业资源,作为本专业有效的实践基地。
(3)以校外实践基地建设为抓手,开发专业初期就业资源。任何一个高校新专业就业时其情况都或多或少存在不确定性,其原因主要在于社会和行业对于特定高校新专业的认识度不高。因而打开就业工作局面难度大,故无论从短期还是长远来看,都需要充分利用所建立的校外实践基地作为就业渠道,使基地发挥更大作用,这需要在基地建设过程中同时做好基地管理制度建设,以协议的形式为本新专业向基地输送人才提供保证。
3 改革效果
近五年来,学校在建设能动专业过程中不断探索,最终形成以上建设意见和改革措施,并取得了显著成效:
(1)制定了科学合理的能动专业人才培养方案,确定以掌握能源转换装备运行及转换机理为基础,在传统的专业基础课程中,将《流体机械原理》、《水轮机及调节器》、《汽轮机》等增设为专业公共基础课,在专业拓展模块课程中按水电、热电、流体机械、新能源发电等设置小学分模块供学生选修,但不限制选择模块数量。目前学生就业反馈情况表明,在弱化专业方向、增厚专业基础课程后,学生在择业过程中即使不在个人专业方向上就业,只要未跨出能动行业,就能很快适应新领域的工作。
(2)整合实验/实践教学计划和条件。如将以往随理论课程开设的《流体机械原理》、《流体力学》、《液压传动与控制》、《泵站工程》、《水轮机及调节器》等的课程实验进行专门设计,整合成32学时的《流体综合实验》课程;将《热力学》、《传热学》、《汽轮机》、《热电厂动力工程》、《锅炉原理》等课程的实验内容整合成32学时的《热工综合实验》;将《测试技术》、《控制工程》、《电厂自动化》等课程实验整合成16学时的《测控综合实验》等,并根据相关理论课开设时间将综合实验课内容分为两个学期开设。这样学生能够得到更为系统的、连贯的实践训练,相比随理论课程开设的零散实验,综合实验教学效果更好随
(3)目前已在学校所在地区及周边能动企业建立本专业的实践/实习基地,且已经有效运行,如安能(宜昌)热电(生物质能发电)、长江电力(葛洲坝)、安能(襄阳)火电、三峡电厂、清江的隔河岩电站、高坝洲电站、向家坝电站、黄龙滩(十堰)电站、湖北宜化集团、宜昌安琪酵母、黑旋风工程机械等20多家能源企业和流体机械设计制造企业,可完全满足学生毕业实习、生产实习及其他培训的接待需求,极大地缓解了专业实践条件建设需要大投入的困难。
(4)专业就业情况良好,第一届毕业生(2010级,共53人)就业率达100%,其中除4人继续攻读硕士研究生外,15人进入水力发电厂,17人进入火电、生物质能电厂,6人进入电力部门事业单位,11人进入与流体机械及能源装备设计、制造相关企业。其中17人(32.1%)在本专业校外实践基地相关企业就职。截止2015年3月中旬,第二届毕业生(2011级,共81人)已签就业协议的达72人,已确定攻读硕士研究生5人。学校以专业调研、毕业生就业企业回访等多种形式,进一步拓宽和加深了与行业内相关企事业单位的联系,并就用人单位对我校毕业生在生产实践过程中的综合素质和表现进行跟踪回访,结果表明学生的综合能力水平总体较高。
4 结语
能源动力类专业是实践性、技术性很强的专业,且专业覆盖的技术领域非常广泛,针对具体的应用领域其技术专业性又较强,而高校在该专业人才培养的过程中一方面不可能面面俱到,设置过多的专业方向,另一方面又不能过于集中,而使得学生的专业知识领域过窄,导致就业方向没有选择余地。因而,在人才培养过程中要更多地考虑专业领域的共性,增厚专业基础,拓宽专业口径,使学生获得尽量宽广的专业综合知识,才能具备一定的竞争力,以适应现代能源动力领域对专业人才的需求。
【参考文献】
[1]徐翔,余万,陈从平,方子帆,李响,赵美云.三峡大学“能源与动力工程”专业培养方案的制订与完善[J].科教文汇:上旬刊,2014(6):60-61.
1.1构建符合新能源(太阳能)行业应用型人才培养的课程体系我校能源与动力工程专业设有制冷与空调技术、制冷测试技术与自动化、太阳能利用三个专业方向。理论课程体系采用模块化设置,分为公共基础课模块、专业基础课模块、专业课模块和专业选修课模块。前三个模块构成了能源与动力工程专业的基础知识体系,为学生继续深造和进行能源动力方面的研究应用奠定了理论基础。专业选修课模块根据2014年3月德州及其周边地区对新能源类特别是太阳能应用方向的人才需求设置了相关课程[2]。结合行业企业用人对毕业生实践能力的要求,实践环节穿插于整个教学过程,着重培养学生实践动手能力。前三年,学生的实践环节主要有包括认识实习、金工实习、制图测绘在内的基本技能训练,以及把课堂教学和工程实践相结合的课内实验、课程设计等专项技能训练。学生在掌握了扎实宽厚的能源与动力工程专业基础知识后,第四年有计划地到校外实习基地进行为期一年的实习,包括专业方向实习和毕业设计、毕业实习,以提高学生综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。2012年,能源与动力工程专业获批国家级“专业综合改革试点”项目,聘请中科院物理所孟庆波为教授,聘山东大学可再生能源研究中心主任韩吉田教授、天津大学“中低温热能高效利用”教育部重点实验室负责人赵军教授、国家太阳能热利用研发中心主任赵玉磊为专业建设专家委员会成员,完成了德州学院能源与动力工程专业专业规范的撰写、培养方案的修订、基础课和专业基础课课程规范的撰写工作。同时,德州学院机电工程学院与中国太阳能产业联盟联合成立能源与动力工程(太阳能热利用方向)专业卓越工程师试点班,2012年9月首届招生50人,2013级招生正在进行中。鉴于太阳能专业高校教材紧缺的现状,机电工程学院编写了7本太阳能系列高校教材,其中孙如军教授编写的《太阳能热水系统施工管理》(清华大学出版社)已于2012年11月出版,其余几本已经完稿,等待出版。
1.2培养适应新能源(太阳能)行业应用型人才培养的师资队伍能源与动力工程专业现有专职教师19人,其中教授3人,副教授12人,具有博士学位教师2人,均拥有丰富的教学经验和实践经验,是一支年龄、职称、学历结构合理、发展趋势良好的师资队伍。近三年来,专业教师共近120篇,其中在核心期刊发表20余篇,在外文期刊15篇,被SCI收录9篇;承担或参与国家、省科技厅、市科技局项目20余项,院级科研课题30余项,承担国家教研立项课题5项,出版专著2部,参编教材28部,获得实用新型专利20余项。
1.3能源类创新性、应用型人才培养成效显著学生实践创新能力强。近几年在大学生科技文化创新大赛中,能源与动力工程专业学生在全国大学生节能减排课外科技作品竞赛、全国大学生数学建模竞赛、全国三维数字化创新设计大赛、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛、全国大学生计算机仿真竞赛、大学生物联网创新创业大赛、山东省机电产品创新设计竞赛等各类国家级和省级比赛中都获得了优异成绩,获得国家级奖励20余项,省部级以上奖励200余项,教师指导学生在公开发行的杂志上发表学术论文10余篇,获得实用型新专利20余项,获奖层次和数量均居全国同类院校和省属高校前列。特别值得一提的是在教育部主办的全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中,参赛作品《太阳能电动车》、《太阳能服饰》、《绿色压力环保鞋》、《自切换高效太阳能干燥装置》连续四届分获国家级一等奖,尤其是在2011年8月的竞赛中,学生的参赛作品《害虫自杀式太阳能灭虫器》,在全国182所参赛高校中,荣获国家特等奖,现场总决赛全国成绩排名第一,同时我校荣获优秀组织奖。学生就业率高。能源与动力工程专业2006年开始招收本科生以来,一次性就业率在95%以上,主要就业行业为省内制冷、空调、汽车、太阳能等行业,许多同学现已成为企业设计主管或现场主管。到目前为止,与皇明太阳能集团联合培养的太阳能专业的学生中已有160名进入了相应的岗位,得到了企业的一致好评。
1.4构建协同创新的新能源(太阳能)行业应用型人才培养校企合作模式2007年至今,德州学院机电工程学院先后在国家太阳能热利用工程技术研究中心、皇明太阳能集团有限公司等建立实习实践基地5个;2006年12月,机电工程学院与山东奇威特人工环境有限公司投入了30万元,校企合作共建了“太阳能中央空调实验室”。2007年3月与皇明太阳能股份有限公司合作共建,成立了“太阳能热利用工程技术实验中心”,面向全校相关专业师生、皇明太阳能股份有限公司及地方新能源企业开放。该专业分阶段安排学生到各公司进行见习和实习,并聘请高级工程师进行专业知识和专业技能的讲座和兼课,带来了大量的课程设计、毕业设计以及科研课题,并进行卓有成效的指导,开阔了学生视野,实现了理论到实践的结合,让学生了解和掌握本学科的发展动态和社会需求状况,为今后走向社会奠定了基础。自2007年与皇明联合办学以来,相继已经开设了五届“太阳能班”,实验室教学配置都相应固定且配备齐全。所用教材都是德州学院和皇明集团合作编写,共20余部。集团派相应的各部门高级技术人员到校指导教学工作,联合办学借助皇明集团国际领先的检测与研发设备,组织学生进行相关的研究与开发。借鉴与皇明太阳能集团联合培养人才的经验,2010年又先后与德州旭光太阳能集团、东营光伏太阳能有限公司等太阳能应用企业成立了相应的企业冠名班。2012年,德州学院与皇明太阳能股份有限公司联合建设“本科教学工程”大学生校外实践教育基地,已获教育部批准。在合作办学基础上,总结出了“三三六”校企合作人才培养模式,这一校企合作人才培养模式的办学经验,在2010年山东省校企合作培养人才工作电视会议上做了大会典型发言。由此构建的“强化专业技能、突出创新能力、提升人文素养”为主要内容的三位一体的校企合作人才培养体系,保证了学生综合素质的不断提高。2009年至2011年,德州学院连续三年被评为“山东省校企合作先进单位”,2011年德州学院列入首批“山东省企业专业技术人员继续教育基地”。
2建设规划
能源与动力工程专业人才培养以服务区域经济和社会发展为宗旨、以就业为导向,走产学研结合的发展道路,培养新能源行业创新性、应用型人才,建成在省内有一定影响力的能源与动力工程专业引领的能源类专业群和能源类卓越工程师培养基地,为德州及周边地区新能源行业发展起到引领和推进作用。
2.1打造能源与动力工程专业引领的“特色突出、优势显著”的能源类、机械类、自动化类专业群目前,我校已确定重点打造能源与动力工程专业(暨新能源、节能环保装备方向的机械设计制造及其自动化专业)引领的能源类、机械类、自动化类专业群,为德州市新能源产业共涉及的太阳能利用、风电装备、生物质能、热泵应用、新能源汽车和节能环保六大领域做好智力支撑。根据德州市及周边地区对新能源装备与环保机械领域人才的需求,对三个专业群教学计划及教学内容进行调整,能源类专业群主要侧重于新能源(太阳能利用、新能源汽车)技术的研究与应用,机械类专业群主要侧重于新能源装备与环保机械的设计制造,自动化类专业群主要侧重于新能源装备与环保机械的自动控制。在现有基础上,完善理论———实验———实践人才培养路径,培养满足社会需要的能源类、机械类、自动化类创新性、应用型人才。同时加强师资队伍建设,造就一支教学水平高,科研能力强、实践经验丰富的教学团队。同时对现有实验室进行升级改造,同时购进必需的教学、科研仪器设备,积极打造群内共享的公共实验教学大平台,建成山东省能源与动力工程实验教学示范中心。
2.2深化能源与动力工程专业人才培养模式改革能源与动力工程专业将围绕德州市及周边地区新能源产业,特别是太阳能利用和新能源汽车行业的发展建设,根据教育部“卓越工程师培养计划”,进一步完善“3+1”的人才培养模式,深化能源与动力工程专业人才培养模式改革。以满足专业人才培养目标为核心,修订教学计划,将创新精神、实践能力和创业能力纳入课程体系和教学内容,参照职业岗位任职要求,校企共同制订专业人才培养方案;将学校的教学活动和企业的生产过程紧密结合,灵活调整教学周期,学校和企业共同完成教学任务,突出人才培养的针对性、灵活性和开放性。
2.3打造一支满足新能源(太阳能)行业创新性、应用型人才培养的“双师型”师资队伍依据德州学院的柔性人才引进制度,引进教授、博士、企业技术骨干为学科带头人和骨干教师。聘任(聘用)一批具有行业影响力的专家学者作为专业带头人,一批新能源行业专业人才和能工巧匠作为兼职教师,建立兼职教师资源库,使专业建设紧跟产业发展,学生实践能力培养符合职业岗位要求。同时结合实际需要,兼职教师对学生的课程设计,毕业设计等实践环节进行指导。另一方面,加大在职教师培养培训力度。通过下企业、做访问学者、进修多种方式,在新能源行业造就出一批有一定影响力的专业人才,使专职教师下企业制度化,将教师参与企业技术应用、新产品开发、社会服务等作为专业技术职务和岗位聘用的重要内容。完善专业教师到对口企事业单位定期实习制度,提高专业教学水平和实践能力,提升双师素质。
2.4改革实践教学体系,加强实践基地建设在培养创新性、应用型人才,打造新能源行业卓越工程师的教学目标指导下,与校外实践基地的共同研讨,优化实验教学内容,构建“基础理论与实践技能平台设计应用能力平台综合实践能力和工程应用能力平台科技与创新能力平台”的“渐进式四平台”实验教学体系按照校企联合、共建共享、边建边用的原则,充分发挥校企合作的优势,依托皇明太阳能股份有限公司和山东奇威特人工环境有限公司等校外实验教学中心(研究所),以及东营光伏太阳能有限公司等5家实践教学科研基地,建成集研究创新、基础实训、生产实训、学工一体的综合性实训基地,创建山东省人才培养模式创新实验区、山东省实验实习示范中心、山东省工程技术研究中心,将学生的课堂教学、课程实习、专业实践及毕业设计、论文等环节与企业实际、教学研究与企业产品开发结合起来,以提高学生的培养质量和就业能力。
3结束语
摘要:采用正交组合回归设计试验方法研究了亚温淬火条件下,淬火温度和回火温度对45钢强度及硬度的影响规律,并分析了该钢亚温淬火后的组织与性能。结果表明,在740~800 ℃范围内,随淬火温度升高, 45钢的强度及硬度升高,淬火组织中铁素体量逐步减少,其分布形态也发生明显变化, 800 ℃淬火后的力学性能接近于常规的840 ℃淬火。在试验的基础上,提出了45钢活塞(780 ±10) ℃淬火+ (550 ±10) ℃回火的调质处理新工艺。
关键词:调质处理 抗拉强度 显微组织
1 金属热处理的实在意义
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺。金属热处理是材料生产中的最重要的工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体化学成分,而是通过改变工件的内部的显微组织,或改变工件的表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能观察到的。金属热处理中的“四把火”指退火、正火、淬火(固溶)和回火(时效)。
退火是指将工件加热到适当温度,根据材料的和工件的尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,其目的主要是降低材料的硬度,提高塑性,以利于后续加工,减少残余应力,提高组织和成分的均匀化。退火根据目的不同分为再结晶退火、去应力退火球化退火、完全退火等。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,有时也用于对一些要求不高的零件的最终热处理。淬火是将工件加热保温后,在水、油或其他无机盐、有机水溶液淬冷介质中快速冷却。淬火后材料为不平衡组织,通常很硬很脆,需要在高于室温的某一温度进行长时间的保温,再进行冷 却,这种工艺叫回火(时效)。
2 成型处理方法的研究
从以上定义可以看出,不论是退火、正火、淬火还是回火,热处理过程中都要对工件进行加热、保温和冷却。所以金属热处理中,加热速度,保温时间和冷却速度成为热处理工艺中最重要的工艺参数。
“四把火”中,淬火和回火(时效)关系最为密切,常常配合使用,二者缺一不可。但在实际生产中,为了节约成本,提高生产效率,对于性能要求低的产品,往往用在线淬火代替淬火炉淬火,用自然时效代替回火。
3 热处理和材料成型结合验证
在微观设计活动的语境下,材料、成型、形态三者有着相互作用的关系,不仅仅是选择和被选择或是选择和接受的一般关系。材料和成型——材料是微观设计活动中所涉及到的材料(包括天然材料和人造材料),成型是材料基于其物理和化学特性上的成型 ;成型是材料在物理上和化学上变化后的结果或以化学变化为手段产生的物理上的形态结果。如 :铝材在铸造的过程中,利用其化学特性使之在特定条件下改变材料特性,又因特定外部条件的作用恢复铸造之前的特性,但此时的物理形态已经发生了较大的变化,达到设计师的设计需求。材料决定成型,也就是说,在材料既定的前提下,成型是材料的特性(物理、化学特性)规定的;超出材料特性(物理、化学特性)的成型方式,在现实的微观设计活动中存在的几率很小,或只能通过材料和材料的复合使用才能达到 ;即使在CAD软体中可以近似模拟,在微观设计活动中可能成本很高失去实用价值或存在本身并不合理。如:一个由塑料制成的箱子和一个由木材制成的箱子,由于他们应用的材料不同,使得在实践加工之后产生的形态结果迥然不同。在为广大受众服务的批量化生产条件下,塑料的箱子以注塑成型的方式制成,材料的物理和化学特性,如上文所介绍的,其转角和过度的部位应呈现r半径转角的形态,以方便液态的塑料在模腔中的均匀流动和分布,减少生产缺陷 ;而换一种加工方式,塑料箱子的形态也可能是清棱清角的形态,但其结果理想程度不如前者。
4 热能动力工程的研究方向
热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。目前我国有120多所院校开设有该专业,它由旧本科的九个相关专业合并而成,包括了原来的热力发动机(080311)、热能工程(080501)、流体机械及流体工程(080313)、热能工程与动力机械(080319W)、制冷与低温技术(080502)、能源工程(080506W)、工程热物理(080507W)、水利水电动力工程(080903)、冷冻冷藏工程(081409)专业。
热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。专业通过理论力学、材料力学、工程制图、机械设计、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、热工测试技术以及专业方向课程的学习,使我们具备工程热力学、流体力学、传热学和热工测试技术等热能与动力工程领域的基础理论、实验技能和基本专业知识,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。在此基础上,它是一个宽口径的专业,拓展空间很大,就业方向很广,有电厂热能工程及其自动化方向、工程热物理过程及其自动控制方向、流体机械及其自动控制方向、空调制冷方向等。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代动力工程的基础。
5 金属热处理在成型技术中的应用
由于材料的特性决定这样的缺陷明显——应力的分布没有注塑成型的形态分布均匀,在粘接处应力集中,容易变形或损坏。并且,从生产的角度考虑,由于粘接成型加工特点的限制,这样的成型方式在大多情况下要由手工完成,很难适应服务广义大众的批量化生产。成型和形态不一定是一一对应的方式,相同的成型方式由于所应用的材料不同而产生不同的加工形态 ;不同材料之间的相似性决定了不同材料,在不同的外部环境下(如温度不同、压力不同、应用于材料中的添加剂不同等),可以应用同一种或是原理相同的成型方式 ;而材料之间的差异性使材料在应用了相同的成型工艺之后产生的形态不尽相同。两种材料在工艺成型上,采用了相似的方式,却产生了不尽相同的形态和外观 ;导致在微观设计活动中,设计师在最终形态上的要求改变。相同的形态可以由不同的成型方式来实现 ;相同的形态在结构上不一定相同,即同样的产品形态可以由不同的结构方式结合而成,不同的材料在实现同一个形态时采用的方式不尽相同。
参考文献:
关键词:能源动力;人才培养模式;应用型本科;创新
作者简介:徐有宁(1962-),男,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院院长,教授;关多娇(1978-),女,锡伯族,辽宁沈阳人,沈阳工程学院能源与动力学院,副教授。(辽宁 沈阳 110136)
基金项目:本文系辽宁省高等教育教学改革研究项目资助的阶段性研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0015-03
在我国,许多地方本科高校是由高职高专层次的院校升级来的,此类高校应是以培养应用型人才为主,它不同于学术型(或基础型)人才,也不同于技能型人才。办学层次的提高要求高校人才培养的目标也随之提高,更注重培养学生在生产或工作实践中具体应用专业理论知识解决实际问题的能力,强调理论、知识、方法、能力的协调发展。同时,这类高校原来“按专业培养”的模式使专业口径小,学生知识面狭窄,不能满足企业对多元化人才的要求,也越来越不适应教育部对国内本科教育提出的培养目标“知识面宽、基础扎实、能力强、素质高”。沈阳工程学院是应用型本科院校,能源与动力工程学院在为地方经济服务的办学实践中,根据地方和行业人才的需求,在人才培养目标与模式、人才培养模式的实现方面进行了探索和改革。
一、明确人才培养目标
人才培养必须先明确人才培养目标、人才培养模式。能源与动力工程学院能源动力类专业优势突出,其培养目标定位于面向市场,以职业为取向,与国际接轨,为能源电力行业、装备制造业培养应用型工程技术人才。综合我院目前已经形成的热能与动力工程专业、建筑环境与设备工程专业、风能与动力工程专业和核工程与核技术专业(以下称“专业群”),培养的能源动力类工程应用型人才未来都要从事专业技术领域以及相关专业领域的与系统、设备紧密相连的设计、制造、安装、调试、运行、检修、管理和服务等工作,因此我们必须把“具备全面系统的工程意识,务实求是的工程素质,综合的工程知识结构,较强的工程实践能力,自主获取知识的能力的高素质应用型专门人才”作为四个专业共同的人才培养目标。
二、改革人才培养模式
对于人才培养模式的改革主要集中在以下几个方面:
一是基于人才培养的基本要求,构建模块化的教学体系,进行各专业方向的理论教学体系和实践教学体系的深层融合与优化。
二是对理论知识体系下的课程设置进行调整。立足于专业基本知识,适度拓宽学生的专业知识面,满足学生的未来发展需要,特别是满足学生就业后的发展需要,为学生由单一专业型人才转变为复合型专业人才奠定结实的专业理论基础。
三是对实践教学体系下的实践教学内容进行深化和拓宽。整体工程素质的培养,使学生掌握基本实验中的验证性内容,个性化工程素质的培养,努力让学生参与科研训练和科研项目,在实践中开发培养能力的新的实验、实践内容,实现教学层次从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进。
四是对四个专业方向人才培养基本要求相同或相近的部分进行课程内容、教学资源的有机融合和拓展,并构建共同的专业大类的基础课程平台。这种模块式人才培养模式的框架如图1所示。
三、人才培养模式的实现
在应用型创新人才培养的实践中,我院按照能源动力类岗位群和市场经济对人才的需要,确定岗位群的基本要求(能力),明确培养目标,按照教学规律,提出了“一条主线、两个体系、三级平台”这种人才培养模式,如图1所示。这样的框架结构既考虑各专业方向(热能与动力工程、建筑环境、风能、核能)的共同基础,又兼顾各专业方向特色,这是我们搭建模块、设置课程体系的依据,各模块在教学中所占比例根据相关要求和市场对人才的需求动态调整,达到对于人才培养目标的总体最优。一条主线就是将“培养具有创新素质的应用型工程师”这条主线贯穿于整个人才培养过程;两个体系就是实践教学体系和理论教学体系,两大体系相对独立,又相互支撑、相互渗透;三级平台就是通识教育平台、学科大类基础教育平台和专业(方向)技术教育平台。以我院的专业群建设为例,它们同属于能源科学、能源工程的专业背景,可以通过共享前两级平台的资源,淡化专业方向的概念,培养学生的“大工程观”意识,使每个专业的口径都可以在现有基础上有所拓宽。
1.课程体系改革
(1)专业课程内容应能灵敏、动态、开放地反映科技进步和社会发展的现实,把学科发展的最新成果作为课程内容的重要选项,做到灵活、动态地调整模块里课程体系的内容和各模块在教学中所占比例。
(2)在通识课程阶段将专业概论性的课程融入,以渐进式的授课内容安排讲授概述性的专业知识。使学生在学习基础课和专业基础课时,就对专业有较明确的认知,做到学习目标明确。
(3)在课程中及时补充、更新相关的行业标准和工程通用标准,解释标准中条文的原因和意义;以课程设计和主题讨论的形式进行学习,使学生及时学习最新的工程知识和行业专业知识。
2.实践教学体系改革
实践教学内容在设计时既要考虑实践教学的承继性和可持续性,兼顾行业和企业对人才实践技能的要求,确保培养出的人才具有前沿的知识和先进的技能,也要确保实践教学能顺利开展,以系统性观点合理安排各种实践性环节,形成新的实验与工程实践教学体系,如表1所示。
具体的改革措施包括:集中的实践教学平台——建设动力工程实践教学中心;产、学、研互相融合,以科研项目、省市重点实验室平台和工程实践中心为依托,培养专业实践和创新能力;加强基于课程的实验环节的课时和内容,实现实验内容从“验证性”到“综合性”、“设计性”的递进;将各专业获得的多项与专业知识相关的技术发明专利和成果,通过课程和毕业设计传授给学生,增加专业设计性内容和新的科研成果;开展多种形式的工程实践教学,如校内的仿真机培训、安装检修实习以及在电厂的顶岗实习等;组织指导学生参与多种科技活动比赛,锻炼学生的专业实践能力、工程应用能力,培养学生的创新素质。
3.教学方式、教学方法改革
(1)兴趣性引导学习。对低年级学生安排专业教育,在实验室参观、了解专业内容、发展趋势、先进技术和本专业成绩,提供动手操作条件,增加其专业知识学习兴趣。对二年级学生开放实验室,在动手实践中产生兴趣、提出问题,从而引导其进一步学习。
(2)项目教学法的运用促进理论、实践的融合。将理论讲解和主题课程设计等实践环节相融合,以知识的系统性、整体认知性作为教学的主要目标,加强知识的理解和应用能力培养。以现场实际问题作为课程主题教学的题目进行讨论式、问题式教学,也将其作为课程设计的题目,锻炼学生分析解决实际问题的能力。
(3)专业技能课程使用“分层教学”方法,使基本理论和新技术有机融合。“一层”的知识包括基本概念、理论、主要设备结构、系统和设备运行常识,此层次内容所有学生必须掌握;“二层”的知识主要是设备的故障原因分析、排除手段,设备运行的主要规律,训练学生在工作岗位所需的技能;“三层”知识更加注重定量计算与问题分析方法、前沿技术等内容,训练学生分析、解决问题的能力,拓展专业视野。
4.课程考核方式改革
在学习效果评价方式上,计划合理运用网络教学平台,融合实践考核手段,采取有助于学生掌握、运用基本理论与基本技能,综合考核学生素质能力的“全方位过程考核”方式。在考核中,强调理论结合实践能力的考核,注重实际能力和素质的考核,突出过程考核,以促进学生对知识的理解和应用。根据课程特点,不同的课程采取不同的考核方式。以热能与动力工程专业下的课程体系为例,机械基础类课程在以往的基础上增加工程标准专题讨论内容,热力设备类和电气设备类课程增加了网络教学平台测试、工程标准专题讨论等环节,等等。
能源与动力工程专业课程体系的设置情况如表2所示。
5.教学团队建设
近年来,通过每年选派2-3名教师到电力企业进行工程实践,利用现有的省、市级重点实验室与我专业有良好合作关系的国内外知名院校进行合作科研,引进实践能力强的教师或聘请兼职,为年轻教师提供指导学生参加大学生科技竞赛的机会等多项重要举措,已初步建立了一支适合应用型人才培养的,具有较强的实践能力、工程应用能力、工程创新能力,具有较高的专业教学水平、专业素养,适应专业技术发展、适应创新型专业特色人才培养需求的专职和兼职教师队伍。
四、结论
沈阳工程学院能源与动力学院能源动力类专业是以能源与动力工程专业为核心的专业群,经过几十年的建设和发展,教学条件、师资队伍、实验条件都上了一个新台阶,为东北乃至全国的电力行业的人才培养和技术服务作出了重大贡献,得到了发电行业的充分肯定,2012年被国家电网公司确立为全国6所电力本科院校之一。创新应用型本科院校能源动力类专业人才培养模式,可以系统化知识体系,多元化就业渠道;可以实现学生的递进式能力培养,理论与实践的统一;可以整合教学资源,提高教学质量和办学水平;可以加强专业群建设,提高专业建设水平和质量。随着国家经济建设的高速发展,对电力高校提出了越来越高的要求,我们将通过构建全新的、具有能源动力类专业特色的人才培养模式,逐步探索应用型本科院校实现培养目标的最优化、最合理的途径。
参考文献:
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[4]刘明久,李友勇,常景玲,等.校企合作培养创新型人才的实践与思考[J].河南科技学院学报,2010,(4).
[5]郭磊.卓越工程师培养计划下的热能与动力工程专业实践教学改革[J].湖南农机,2011,(11).
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[8]阮谢永,蒋胜永,朱敏杰.地方高校工科专业应用型人才培养模式探讨[J].实验室研究与探索,2012,(2).
第四桶金:交通运输
交通运输类专业
重点大学推荐:上海交大、西安交大、北京交大、西南交大、同济大学、清华大学、华中科技大学、天津大学、大连理工大学、华南理工大学、东南大学、武汉理工大学、河海大学、长安大学等。
二本院校推荐:重庆交通大学、河南理工大学、辽宁工业大学、山东建筑大学、石家庄铁道大学、山东理工大学、西安建筑科技大学、上海海事大学等。
打开谷歌地球。在我国辽阔的版图上依稀可见无数公路、铁路及航海线路的痕迹,它们贯穿于每座城市之间,是连接你我、沟通彼此的桥梁与纽带。“十二五”规划纲要指出,到2015年末。基本建成国家快速铁路网和国家高速公路网,完善环渤海、长江三角洲、东南沿海、珠江三角洲和西南沿海港口群布局,加快内河航道网、民用机场、油气管道和城市交通设施建设,推进综合交通枢纽发展,形成以“五纵五横”为主骨架的综合交通运输网络,总里程达489万公里,不愧是大手笔。
如果让你列举几种交通运输工具,相信每个人都能毫不费力地说出N多种,汽车、火车、飞机、轮船等都是信口拈来。确实,近年来我国交通运输事业就像坐上了“和谐号”动车组一样――日行千里,现已初步形成了以铁路、公路、水运、空运和管道五种形式有序结合的交通运输系统,交通运输业正以“神八”速度向前奔跑着,这也给交通运输类专业带来了千载难逢的发展机遇。
【金牌专业】交通运输类
谈及交通运输,旗下“艺人”不仅众多,且星光璀璨,不乏交通工程、交通运输这些每年都炙手可热的“大牌”专业,也有航海技术、轮机工程、物流工程、飞行技术、交通设备与控制工程、救助与打捞工程等深藏不漏的实力派专业。交通运输类专业口径宽、内容涵盖广等。也就是说。无论是天上飞的、地上跑的,还是海里游的,统统都在它的麾下。
“大牌”最有范儿,先说“大牌”吧。交通运输专业是一门研究旅客货物运输线路、站港土木建筑及相关技术设备组成,交通运输发生、构成和运动规律的理论及其应用的综合性学科。在课程设置上,各个学校略有不同,但一般都会开设交通运筹学、交通工程学、交通管理与控制、路基路面工程、交通工程设施设计、交通环境污染与控制、交通运输组织学等主干课程。打住,别嫌累,之所以这么做,为的就是同学们将来到交通运输管理部门、交通运输企事业单位等从事交通运输工作时能够游刃有余,挣足面子。
“大牌”固然耀眼,“小牌”也可圈可点。随着我国经济一体化和计算机通讯技术的迅猛发展,极大地促进了物流业的发展,使物流业迅速成为拥有巨大市场潜力和发展空间的新兴产业。物流工程专业每年的报考热度也跟着水涨船高,该专业以物流系统为研究对象,研究物流系统的规划设计与资源优化配置、物流运作过程的计划与控制以及经营管理的工程领域。它与交通工程、管理科学与工程、工业工程、计算机技术、机械工程、环境工程、建筑与土木工程等领域关系密切。现代物流被企业界称之为“尚未开发的新大陆”和“促进经济增长的加速器”,有“第三利润源泉”之说。目前,该类专业人才已被列为我国12类紧缺人才之一。特别是物流规划咨询、物流外向型国际、物流科研这三种人才在业内最为缺乏。可以预见,随着“十二五”时期物流相关产业发展逐步进入快车道,该专业的毕业生们一定会“钱”途远大的。
【金刊提示】
交通运输类对学生有着严格的要求,如数学、物理成绩要好,处理繁琐的计算、复杂的图纸时要有足够的耐心,还要具备一定的绘画基础及较强的形象思维能力和图形表达能力等。同学们选择院校时应注意,行业院校如石家庄铁道大学、大连海事大学等主要面向行业内就业,就业很有优势;综合通大学和理工科院校,由于学校的历史背景不同,培养方向和就业定位有一定的行业取向,报考时要注意区分。
第五桶金:能源产业
能源类专业
重点院校推荐:清华大学、北京科技大学、北京交通大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中国农业大学等。
二本院校推荐:天津理工大学、天津商学院、天津城市建设学院、北京工业大学、河北工业大学、沈阳航空工业学院、大连水产学院、辽宁科技大学、河北工业大学、沈阳工业大学、哈尔滨理工大学、佳木斯大学、西安理工大学、兰州交通大学等。
“非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%”作为一项约束性指标已被列入国家“十二五”规划,这表明未来几年国家将更加重视资源节约和环境保护,在清洁能源产业方面定会加大力度。新能源研发之路其修远兮,高校们并没有“袖手旁观”,在今年新增专业中,能源类专业成为一大亮点,浙江大学、西安交通大学、东北大学、河海大学、重庆大学、江苏大学等高校纷纷开设了新能源科学与工程专业,“节能”“新能源”等俨然成了时下的“热词”。在国际油价持续上涨的大背景下,太阳能、风能、生物质能等新能源的横空出世正引领世人进入一个崭新而辉煌的时代,冲破能源枯竭的桎梏,能源动力类、核工程类专业毕业生的金光大道已经悄然铺就。
【金牌专业】能源动力类、核工程类
动画片《怪物电力公司》讲述了一个变收集人类世界小孩的惊叫声来为怪物世界提供能源,化解能源危机的有趣故事。事实上,人类也正经历着与怪物世界同样的能源变革,而为这场变革提供人才支撑的正是能源动力类旗下的能源与动力工程、风能与动力工程、新能源科学与工程等专业,以及核工程类旗下的核工程与核技术、核安全工程、工程物理、核化工与核燃料工程等专业。
先侃侃能源与动力工程这个专业吧,它最早是由动力机械衍生而来的,目前拥有热能工程、流体工程、低温与制冷工程、热动力工程、汽车工程、热能动力及控制工程等多个研究方向,大学阶段主要接受热能工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等方面课程的学习。对于这个专业可能有些人存在不少误解,以前有个讽刺的说法是说能源系培养出来的毕业生都是烧锅炉的,又脏又累。事实上能源与动力工程专业有一个重要的研究方向确实是锅炉,但这个方向的真正目的是设计、制造出更加完美的锅炉。这些锅炉主要用于大型炼钢厂炼钢或者作为大型核电站的核燃料发生器。
提起核能,可能很多人谈“核”色变,会立刻联想到前苏联切尔诺贝利核电站、日本福岛核电站发生核泄漏所造成的灾难性后果。其实,核并没有人们想象中的那般恐怖,人类完全可以安全有效地利用核能,为人类造福。当然,前提必须是
“有艺在身”,核工程与核技术就是这样一门由基础学科、技术科学及工程科学组成的综合性学科,它涵盖的知识面宽、知识密集、技术超前,自动化程度也比较高。选择该专业的同学除了需要具备扎实的物理、数学基础以外,还要有敏锐的逻辑思维能力。此外,计算机作为现代科学的一门辅工具,也是必须掌握的。大学期间,同学们不仅要学习核工程、核技术的理论知识,还要具备工程实践的技能和本领。据不完全统计,当今世界几乎16%的电能是由441座核反应堆生产的,而其中有9个国家的40%多的能源生产来自核能。可以说,在当今能源稀缺的情况下,作为一种清洁无污染的高效能源,核能是人类最具希望的未来能源。
【金刊提示】
能源与动力工程、核工程与核技术等都属于工学类专业,录取时有的院校会参考考生的物理和数学成绩。
第六桶金:海洋经济
海洋类专业
重点院校推荐:中国海洋大学、厦门大学、河海大学、大连海事大学、同济大学、南京大学、海南大学、上海海洋大学等。
二本院校推荐:青岛海洋大学、河北工业大学、淮海工学院、盐城工学院、浙江海洋学院、广东海洋大学、天津科技大学等。
21世纪是海洋的世纪。海洋占全球总面积的71%,实施海洋战略是强国的必由之路。国家“十二五”规划提出:要制定和实施海洋发展战略,提高海洋开发、控制、综合管理能力。从辽宁的“五点一线”沿海经济带、天津滨海新区、山东半岛蓝色经济区,到江苏的沿海开发战略、浙江的海洋经济发展示范区,再到福建的海西经济区、广西的北部湾经济区,沿海省份虚位以待,它们或借海洋经济实现转型,或发展科技进行产业升级,在保护海洋生态的同时实现经济增长,共同拼接海洋经济的蓝色版图。
海洋经济因海而生,目前主要包括海洋运输业、海洋工程装备制造业、海洋造船业、海洋新材料业、海洋石油化工业、海水综合利用业、海洋矿业、海洋生物医药业、海洋渔业、海水养殖与农业、滨海旅游业、海洋服务业等产业。中肯地说,海洋经济蓬勃发展正当时,不断拓展的经济发展空间正日渐成为国家新的经济增长极。
【金牌专业】海洋工程类、海洋科学类
瓦良格号航母的改造点燃了中国的航母梦,加之,近来愈炒愈热的,相信很多同学心中都有一个梦,那就是强我国防,壮我国威,而海洋工程类专业,特别是船舶与海洋工程专业将是你实现梦想的阶梯。船舶与海洋工程专业侧重于船舶与海洋结构物的设计,强调制图和建造。大学期间,要学习物理、数学、力学、船舶及海洋工程原理的知识,掌握船舶与海洋结构物的设计及船体制图方法,熟知船舶与海洋结构物的建造法规。开设该专业的高校大多位于沿海、沿江地区,为学生们提供了较为便利的实践机会。
海洋科学类专业主要包括海洋科学、海洋技术、海洋管理、军事海洋学等专业。这些专业主要研究海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及如何开发利用海洋。研究主要分为对海洋中的物理、化学、生物和地质过程的基础研究,海洋资源的开发利用以及海上军事活动等应用研究。现代海洋科学的研究体系大体可分为基础性学科研究和应用性技术研究两部分。四个基础分支学科有海洋物理学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学。应用性的学科有海洋工程、海洋水文气象预报、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学等。近年来,随着海洋事业的发展,海洋科学类专业的毕业生就业状况较好。报考此类专业的同学除了数学、物理基础知识需要较扎实外,还要有良好的身体素质。
毋庸置疑,海洋是国家发展战略中不可忽略的重要资源,是国家“十二五”时期的一个重要命题。海洋经济发展之船已经抛锚起航,唯缺舵手远航,亲爱的同学们,你们愿意成为一名肩负光荣与使命的神圣舵手吗?