時間:2023-02-16 09:20:54
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇熱能動力工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:卓越計劃;實踐能力;師資隊伍;人才培養
作者簡介:胡鵬飛(1985-),男,河北邯鄲人,東北電力大學能源與動力工程學院,助教;曹麗華(1973-),女,山東單縣人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授。(吉林 吉林 132012)
基金項目:本文系東北電力大學教學改革基金項目“研究性學習在卓越工程師人才培養中的應用”、東北電力大學教學改革基金項目“研究性學習和創新能力培養在《單元機組集控運行》課程中的研究與實踐”、東北電力大學教學改革基金項目“《汽輪機原理》實驗自主學習網絡教學平臺建設”的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)14-0028-02
東北電力大學熱能與動力工程專業已經有60多年的辦學歷史,該專業于2010年入選教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業,2013年入選教育部“本科教學工程”地方高校第一批本科專業綜合改革試點專業。畢業生主要分布在五大發電集團,通過調研用人單位對畢業生就業后發展的反饋,發現東北電力大學熱能動力工程專業的畢業生在電廠工程實踐中存在一些問題,不能很好地適應現場環境,不能解決現場出現的一些簡單問題。這反映出現有的教學體系已經不能滿足電廠工程生產的需要,與教育部“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)的要求預期有一定差距。
“卓越計劃”是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》實施的高等教育重大計劃。“卓越計劃”對高等教育面向社會需求培養人才、調整人才培養結構、提高人才培養質量、推動教育教學改革、增強畢業生就業能力具有十分重要的示范和引導作用。“卓越計劃”的宗旨是培養具有較強工程實踐技能、創新精神的國際化工程技術和管理人才,為國家走新型工業化發展道路和建設創新型國家提供保障。[1,2]東北電力大學熱能與動力工程專業是“卓越計劃”試點專業,結合筆者在該專業任教的經歷對熱能動力工程專業卓越工程師教育培養進行了探討。
一、熱能動力工程專業教學存在的問題
1.師資隊伍存在的問題
電廠熱能動力工程專業卓越工程師培養的關鍵在于擁有一支具有電廠現場經驗的教師。由于學生人數越來越多,師生比例嚴重失衡,很多青年教師沒有進行電廠實踐就開始給學生講授專業課的知識。[3]這樣學生只能從書本上學習到電廠系統和電力生產的流程,從圖片上看到現場的重要設備,所學知識太過書本化、理論化,而對現場設備沒有概念,不知道設備的內部構造和實際作用,甚至到現場都不知道該設備的位置,這樣的畢業生不能勝任電廠工程實際的要求。
由于現在大學對教師的考核重心從教學向科研傾斜,造成現在青年教師的精力也都放在了科研上,本科生的教學質量嚴重下降,目前的師資隊伍已不能滿足“卓越計劃”對教師的要求。
2.學生培養方案存在的問題
目前學生培養方案只是注重書本知識,而對今后工作中起重要作用的工程實踐技能、科研與工程創新及管理能力的培養卻是少之又少,學生只是考試的機器、應試教育的犧牲品。這種只注重傳授學生顯性知識,而對學生隱性知識置之不理的培養方案是不健全的。[4]只有增加實踐能力、創新能力等綜合能力在學生培養方案中所占的比重,才能使學生在學習電力生產理論知識的同時,培養和訓練觀察分析能力、解決工程實際問題的能力,最終使學生既具有良好的素質和專業的基礎知識又能夠解決電廠生產過程中簡單的事故,從而全面提高學生在電力領域的綜合素質。
二、熱能動力工程專業師資隊伍建設
1.提高學校專業教師的工程實踐能力
一方面可以通過加強學校和電廠之間的研究合作,比如工程項目合作、共同完成技術開發、技術服務等,讓青年教師到電廠進行中長期培訓,熟悉電力生產過程、機組的運行方式、了解電廠主要生產設備的結構和電廠運行管理制度,提高學校青年教師的電廠工程實踐能力。
另一方面可以在校內聘請具有豐富電廠生產經驗的老教師,對青年教師進行“一對一”的傳、幫、帶培訓指導。老教師可以帶領青年教師到生產現場進行指導,幫助青年教師盡快成長,提高青年教師的工程實踐能力,使教師隊伍的整體水平有顯著提高。
2.企業教師的聘用
根據“卓越計劃”的需要,可以從電廠聘用技術人員參加本科生的教學。
(1)聘請電廠顧問。聘請電廠技術人員擔任教學顧問。電廠顧問可以和校方共同制定熱能動力工程專業的培養計劃,對學生現場實習進行指導;還可以參與汽輪機、鍋爐、熱力發電廠和單元機組集控運行等專業課的大綱和教材的編寫。
(2)聘請電廠兼職教師。對實踐性和應用性較強的專業課,可以從電廠聘請技術人員作為兼職教師,以現場的實際運行情況為主體給學生授課;也可以聘請相關電廠技術人員進行專題講座,對電廠某一生產環節進行專題授課。
3.制定各項配套政策
制定各項激勵政策,提高教師參與工作實踐能力培訓的熱情。對于去現場進行工程實踐能力培訓的教師給予一定的工程量補貼。對于參與“一對一”傳、幫、帶培訓指導的老教師,當青年教師通過培訓考核后,給予一定的獎勵。
三、熱能動力工程專業學生培養方案改革
1.培養目標
東北電力大學熱能動力工程專業主要學習發電廠生產過程,發電廠主要設備運行和維護。著重培養學生的電廠運行實踐能力、解決電廠突發事故的能力和進行電廠運行節能降耗研究的能力,使學生成為具有一定的觀察分析能力、解決現場實際問題的能力,能夠從事電廠生產過程的設計、生產過程的控制以及生產過程技術改革,并且有較強的工程實踐能力和創新精神的新一代電力行業人才。
2.培養標準
(1)掌握電力生產過程的操作技能,能夠對國內主力機型進行啟停操作,對生產過程中出現的簡單故障能夠進行調試和處理。這樣,學生到今后的工作崗位上就可以很快上手,通過考核。
(2)具有分析和解決現有電力生產過程中問題的能力。由于能源和環境問題已經成為制約我國發展的主要瓶頸,節能減排尤為重要。如果學生能夠對電力生產過程中存在的問題進行分析和解決,就能夠在今后的工作中對現有電力生產提出自己的看法和方案,這對學生的發展是十分有利的。
(3)具備有效的溝通和交流能力,具備一定的外語交流能力,具有強大的人際交流及工程表達能力;具備協調、管理、競爭和合作的能力,領導團隊運行、成長的基本能力;具有良好的社會適應性,自我調整能力強,能快速適應社會環境的復雜變化;具有應對危機與突發事故的基本能力。
(4)具有良好的職業道德,掌握一定的職業健康安全的法律法規、標準知識,以及應遵守的職業道德規范;掌握自我提升身體素質的基本技能。
3.培養標準的實現
(1)校內實踐教學。校內實踐教學由兩個部分構成:一部分是在課內教學統一安排的集中實踐教學;另一部分是學生在課外通過自主性學習與實踐。
課內實踐教學包括以下幾個環節:一是英語聽說訓練,包括聽力理解能力、口語表達能力和交談中使用基本的會話策略,通過此訓練能使學生具備一定的外語交流能力。二是課程設計,包括汽輪機課程設計、鍋爐課程設計、熱力發電廠課程設計和單元機組集控運行課程設計。通過課程設計可以使學生了解電廠最基本的設備和流程,為以后的工作學習奠定基礎。三是畢業設計。通過給學生布置研究性課題,讓學生具有一定的創新能力和科研能力,使學生具備終身學習的能力。四是仿真學習。學習300MW、600MW國內主力機型啟停和故障消除等操作,考核合格后,頒發相應證書。
課外實踐包括以下幾個環節:一是參與科研課題。學生在教師的指導下利用課余時間參與科研課題的研究,驗收時提供相應的報告和論文,通過后給予獎勵。二是能力拓展訓練。學生自主選擇設計能力、表達能力和管理能力等方面的訓練項目,并通過相應考核。三是參加全國大學生創新競賽、大學生節能減排競賽、大學生數學建模競賽等競賽活動。
(2)校外實踐教學。主要是電廠生產實習,學生通過實習教學環節,可以在一定程度上融入電廠生產活動,要求學生帶著問題進現場,使學生在短時間內盡量貼近生產、貼近技術、貼近工藝,激發學生的主觀能動性,使學生變成學習的“主體”。通過校外實習的教學環節,使學生能加深理論知識的理解,提高自身的工程實踐能力,達到“卓越計劃”的培養要求。
四、結束語
卓越工程師培養計劃是我國提出的重大教育改革項目,是進一步完善我國工程教育質量的重要舉措。建設具有工程實踐能力的師資隊伍是卓越工程師計劃順利實施的保證,而健全良好的學生培養方案是卓越工程師計劃的基石。本文針對東北電力大學熱能與動力工程專業在卓越工程師計劃培養中存在的問題,提出了一些改革措施和方案,目的在于把學生培養成符合“卓越計劃”要求的合格畢業生,但學生的工程實踐能力和創新能力的培養是一個循序漸進的過程,需要學校、企業和社會的共同努力才能完成。因此,培養造就一大批創新能力強、適應我國電力工業發展需要的高質量工程技術人才任重而道遠。
參考文獻:
[1]吳江,鄭莆燕,任建興,等.關于熱能與動力工程專業卓越工程師培養的探索與實踐[J].中國電力教育,2011,(24):3-4.
[2]吳江,何平,任建興,等.能源動力卓越計劃學生工程實踐能力評價體系研究[J].中國電力教育,2012,(36):43-44.
關鍵詞:高職教育 教學過程 探討
一、引言
“鍋爐設備及檢修”是熱能動力設備與檢修工程專業的主干課程。該課程以大型電站煤粉鍋爐為教學對象,全面系統地闡述了電站鍋爐結構、功能、主要系統及工作原理。主要內容包括:鍋爐的構成及工作過程,燃料、煤粉制備工藝及檢修,燃燒基本理論及燃燒設備檢修,各受熱面的主要運行問題、檢修內容、工藝流程、驗收標準,蒸汽凈化及水質工況,鍋爐機組的布置及熱力計算方法等內容。
根據高等職業學校對工程類應用型核心課程教學的要求,高職教育就是以就業為導向、以突出學生的職業能力為核心的特色教育,其核心就是要培養學生職業崗位技能的操作性和專業性。熱能動力類學生其核心課程之一中的鍋爐設備及檢修課程針對熱動專業學生已經縮短到72個教學課時,而且包括8個學時的實驗。鑒于該課程對于熱能動力類學生的重要性,且教學內容多、課時少、授課及學習難度大、綜合性強的特點,本文結合教師在“鍋爐設備及檢修”課程中的教學實踐,結合本人在電廠工作的實踐經驗,本著培養動力類高職院校學生的核心崗位能力,分析了該課程的教學難點,有針對性地談了一些解決方案,希望對提高該課程的授課及學習有所裨益。
二、統籌兼顧構建教學體系
針對“鍋爐設備及檢修”課程的特點,要求授課教師在該課程授課之前做教學計劃時,就要精選教學內容,要求授課教師在結合教學大綱要求的同時,能根據高職學生的教學特色,一方面照顧知識面的廣度,另一方面注重基本概念和基本原理的深度,同時兼顧任務驅動式教學方法中的師生互動,培養學生對該課程的興趣。“鍋爐設備及檢修”的重點和難點是制粉系統和燃燒系統,教學計劃中應該相應增加學時數量。當學生首次接觸到熱力系統,由于熱力系統中各種設備較多,結構復雜,功能多樣,管線連接密如織網,不容易記憶,教師在上課時一定要借助相關的教學軟件,采用多媒體課件教學,針對各種設備結構及功能比較以及對系統和系統之間比較進行講解,從而加深學生的理解。為了合理利用多媒體手段輔助教學,教師在備課時一定要把收集到的和在電廠拍攝到的許多圖片反映到課件里,收集大量的圖片、動漫和視頻,制做內容豐富、通俗易懂、重點突出、詳略得當的多媒體課件,這樣就可以很形象地講解電廠鍋爐原理和關鍵設備結構,在教學中取得很好的效果。課件的另一個優點是可以很方便地及時進行更新,我們可以不斷地把從電廠得到的最新技術動態和設備圖片添加到課件中,或針對不同電廠的鍋爐設備特點進行有針對性的內容調整,從而使教學更有針對性。
雖然多媒體教學能夠有效擴充和豐富教學內容,但仍然有“站在鍋爐旁不知道鍋爐在哪里的現象”。其原因在于電廠鍋爐設備龐大,教學過程中學生很難把握住整體與局部的關系。模型教學的直觀性則可以有效地提高學生的感性認識,增強教學效果,是提高該課程教學的有效途徑。熱能動力實驗室陳列的典型的教學模型有:
200MW熱電聯產全廠模型、300MW鍋爐模型、全廠模型和600MW鍋爐模型等。因此,為了讓學生能從不同角度、不同層次了解和掌握鍋爐的結構、功能,教師上課不一定要局限于教室,有時可以選擇在模型室。在授課時間和實驗室開放時間,學生可隨時參觀模型。還有很重要的一點,要盡量多提供讓學生到電廠實踐學習的機會。
比如,我們學院前后安排了本專業學生的電廠認識實習和生產實習,并安排上該課程的專業老師帶領。這樣,在學生實習過程中,可隨時解答學生的提問,幫助學生及時理解和掌握相關知識,這對于學生來講是一個很寶貴的機會。這樣實質性的實習,不僅可以讓課本理論與實踐相結合,使學生能夠感受到具體東西、實實在在的鍋爐,及其他輔助設備等等,還可以增強學生的認知能力,同時也為未來的工作打下一定的崗位基礎。有了這樣的經歷,學生就不再感到老師在講“天書”——天馬行空、不著邊際。紙質教材、多媒體課件、模型教學和電廠實踐學習構成了較為完整的教學體系,充分保證了這門課程的教學質量和學習效果。
三、動手動腦注意知識點的聯系和鞏固
作為專業課程,“鍋爐設備及檢修”課程的教材各章節后一般不附思考題和計算題,學生在課后的練習機會很少。如果課后學生不主動復習,課前又缺少預習,則容易出現授課及學習效果都比較差的情況,講授內容難以鞏固成為學生掌握知識的瓶頸,更別說學以致用、理論聯系實際了。針對這種情況,教師可以在每次課后把下一次課的主要內容以思考題的形式發給學生,要求學生自學,這是督促學生課前預習、提高學生自學能力的重要手段。為了增強預習效果,可在課堂講授前針對上次課預留的思考題進行探討,必要時可以采用提問檢查等手段。由于有思考題做引導,學生的自學積極性一般都比較高,自學方向也比較明確。講授時,教師可根據思考題,配合教科書,結合工程實際,有選擇、有重點地作一些講解,從而加深學生對基本概念的理解和掌握。如果應用得當,學生配合積極,則可以起到花費課時少而講授內容多、課堂容量大的效果。針對課后練習少的情況,應由授課教師適當增加課后計算題。
例如在講授完第二章“燃料及燃料燃燒計算”,針對不同基準的換算關系、煤的高低位發熱量的關系、折算水分、折算灰分、折算硫分、理論空氣量、過量空氣系數、鍋爐漏風系數、理論煙氣量、實際煙氣量、煙氣焓計算等知識點,可安排一次2學時的習題課,習題課結束后,針對習題課的內容,留一部分課后作業,批改完之后,針對典型的錯誤進行講解,鞏固學生們所學的知識。
在各個章節應盡量多地給出前沿研究方向,并與階段性的小論文或讀書報告相結合。階段性的小論文或讀書報告是教學活動的實際體現,它要求既要有教學理論知識又要有工程實際應用的例證,并提出自己的觀點與修正意見。在保證完成基本教學任務與作業后,期中與期末可布置兩篇階段性的小論文或讀書報告,階段性的小論文或讀書報告體裁不限,可以是階段性的學習心得、總結、綜述、專題等,然后把有代表性、有特色的文章在課堂上宣讀,以小論文或讀書報告的形式來反映學生知識的掌握程度與擴展情況以及創新思維的發展,并以此作為期終考試成績的一部分。這種方法既考察了學生的學習情況,增加了練習,同時為畢業設計和實踐教學打下了堅實的基礎。
在全課程預定內容講授完后,全面進行系統的復習,可以使學生對電廠鍋爐有一總體概念,這樣可以鞏固所學知識,并為隨后的課程設計和畢業設計打下堅實的基礎。“鍋爐設備及檢修”課程基本概念多,涉及到的知識面廣,學生難免會出現邊學邊忘的現象,抓好期末復習,是保證教學效果的重要一環。 轉貼于
四、嚴格要求,定理定義務必要牢記
對于工程類教材,“鍋爐設備及檢修”課程的教材和規范中條文描述抽象,學生學習時易感覺枯燥,難以理解、記憶。針對這種情況,教師應改變傳統的在黑板上板書講授的方式,多用多媒體及電子教案,從而節省出板書時間,用于解釋條文和規定的背景及相關知識,使學生理解條文的來龍去脈,加深記憶。可用圖形、動畫、照片或者視頻資料等多媒體手段來表達條文的具體內容,這樣更直觀,便于學生理解。在開課之初的緒論部分,要講清楚電力工業在我國國民經濟中的重要作用。電力工業從一個側面反映了國家經濟實力的強弱,可由此作為切入點激發學生的學習熱情,提高學生的敬業精神和愛國熱情。鑒于本課程在電廠中所處的地位與作用,教學工作者必須具有嚴謹的工作態度、扎實的基礎理論知識和實際應用能力。
因該課程涉及以前所學的各門專業課程,如“熱工基礎”、“泵與風機”,因些,教師上課時應該注意在與學生的互動中了解學生對以前所學知識的掌握程度,授課方式也應相對靈活,要幫助學生復習和回憶已學專業知識,否則沒有相對堅實的專業基礎,要掌握該課程的內容也很困難。
五、任重道遠,授課效果對學生的影響深遠
對于三年制高職學生,必須有半年的頂崗實習,因此,核心專業課程“鍋爐設備及檢修”一般在第四學期開設,經過一個學期的講授后,學生將在本學期的鍋爐原理課程設計和第五學期的畢業設計中將大多數知識學以致用。
鍋爐課程設計的任務是對鍋爐進行額定工況或變工況校核的熱力計算。設計目的是通過課程設計加深對鍋爐課程的總體理解,熟練掌握燃料的燃燒計算、熱平衡計算、爐膛校核計算、前屏、后屏、對流過熱器再熱器及尾部受熱面校核計算方法,為畢業設計和走上工作崗位打下良好的基礎。畢業設計是熱能與動力工程專業教學計劃中的最后一個實踐教學環節,也是對學生所學專業理論知識和實踐技能的一次綜合性檢驗,是培養學生創新能力和創新意識、提高綜合素質的重要階段。
通過畢業設計可以鍛煉學生將所學的知識全面有機地結合起來,并應用這些知識,綜合地、創造性地分析、研究乃至解決本專業某些方面的科學技術問題,從而培養學生具備現代工程技術工作所必備的全局觀點、安全觀點和經濟觀點,樹立正確的設計思想和嚴謹的工作作風,為今后走向工作崗位打下良好的基礎。可見該課程授課的效果將直接影響到畢業設計的質量。授課教師一般都具有多年的畢業設計輔導經驗,應緊密結合畢業設計的具體內容,有針對性地強調這方面的知識,在完成正常授課的同時,結合畢業設計中遇到的具體問題,聯系實際進行講解。
六、結語
在“鍋爐設備及檢修”課程的教學中,根據“鍋爐設備及檢修”課程的現狀和特點,根據高職教育的特殊性,突出學生的職業能力,培養學生職業崗位技能的操作性和專業性,從高職院校學生的實際情況出發,結合往屆畢業生在電廠工作的經歷及部分正在學習該課程的同學反饋回來的情況來看,筆者根據上述思路,認真處理該課程教學中存在的難點重點問題,教學效果良好。
參考文獻
[1]何雅玲 陶文銓 何茂剛 能源動力類人才培養方案改革研究與實踐[M].西安:西安交通大學出版社,2003。
[2]葉江明 潘效軍 陳廣利 電廠鍋爐原理及設備[M].北京:中國電力出版社, 2006。
1.1實習教學模式單一
我校的實習主要分為見習和實習。見習比較流于形式。認識實習以見習參觀為主。在工廠的實習主要是分散自主式的實習形式。很多學生在實習過程中只是跟隨技術人員上班,以觀察為主,缺少實踐機會。
1.2實習經費緊張
沒有充足的實習經費,實習時間和質量難以保證。但是學校實習經費標準是按多年前的下撥,難以滿足不斷增長的實習交通費和繳給企業的實習費用支出,這也是制約生產實習工作順利開展的“瓶頸”問題。
1.3實習教師的業務水平
參差不齊本校派出的年輕實習指導教師的理論水平較高,但是實踐能力欠缺。很難全面了解實習企業的情況,難以給學生提供充分的講解,而廠里的一些一線技師實踐經驗豐富,動手能力強,但不知如何用理論解答學生的疑難問題。
2引入新型實習教學模式
2.1引入新型實習教學模式
多年來,熱能與動力工程專業已經依托企業建立了具有一定規模的產學研合作基地及實習實訓基地。鑒于學生的生產實習確實給企業帶來了一系列困難,應多渠道開發生產實習基地。大力開展“產學研”合作教育模式,進一步提升熱能工程專業學生分散自助式實習質量。熱能工程專業利用陶瓷產業梯度轉移的機會,積極尋求與樂華、特地、金意陶等企業的合作。聘請一線技師為學生的實習導師,把在窯爐設計、制造與使用的一線高級技術人才引入實踐教學體系,多管齊下研究提升大學生實踐能力的方法和途徑。安排學生深入企業一線真正實習三個月以上。構建三位一體的“高校———企業———學生”新型實習教學模式。這種實習模式收益甚大:第一,可以使企業在招聘時獲得學生的第一手資料,真正了解學生,避免投遞簡歷的“片面化”,可以為企業發現優秀人力資源;第二,企業可以借用高校科研技術解決生產中的實際問題,并在與高校的聯合辦學提高自身的知名度,獲得免費的廣告效益;第三,對于學生群體來講,在生產實習過程中,將自己所學理論知識運用在實踐當中,獲取直接實踐經驗,加深對于理論知識的理解和掌握。同時,學生可以在生產實習的同時了解相關企業,拓寬對就業渠道的了解和認識。這種合作模式可以獲得“一舉三得”的效果。
2.2加強高校的校內實習實訓內容
主要包括以下幾個方面:第一,加強實驗教學,在生產實習前需學習的實驗項目嚴格按照程序完成實驗操作,提高動手能力。有科研項目的老師,可以讓一些學生參與到課題研究中來,提升學生的探究能力。第二,通過競賽活動提升學生實習實訓的能力和創新能力。結合熱工專業學生在實習中可能需要提升的能力,讓學生參加節能減排競賽、SRTP(大學生科研訓練計劃)、“挑戰杯”全國大學生系列科學技術學術競賽等,增強學生操作能力和創新思維能力。第三,畢業設計與生產實習相結合。一般情況下,畢業論文的撰寫工作一般是安排在大四的第二學期,而生產實習一般是在大四的第一學期,因此,完全可以讓畢業設計的選題與生產實習相結合。學生可以在企業的實習過程中,發現生產中的疑難問題,使之作為自己畢業論文選題的“雛形”。這樣既可以給學生的論文畢業設計提供第一手資料,提高了實習的質量保障,同時也可以為企業解決技術難題創造機會。
原來熱能工程專業采取的實習模式表現為:指導教師提供實習計劃,上報教務處,教務處聯系實習企業,下實習通知單。整個實習先是按:安全教育———一線技師講解生產流程———學生自由參觀———學生返校撰寫實習報告———學校教師給出考核成績這種流程。或者學生自己在大四時找實習單位,實習管理存在真空狀態。在這種實習過程中,學生完全處于被動地位,雖然便于組織和管理,但完全忽視學生的主觀能動性,扼殺學生的創新思維能力。我們可以依據學生的特長、專業方向、就業方向,嘗試建立一種“以學生為主體”的新型實習模式。由學生自己或者實習教師協助選擇適合于自己的實習單位,而對于暫時沒有找到實習單位的學生,由學校教務處或者學院負責安排、推薦。這種模式的缺點在于存在安全隱患,管理難度大。但是如果計劃周密,實習的質量可以得到保障。
3拓寬經費來源,提高實習經費標準
充足的實習經費是保證實習任務保質保量完成的必要條件。現行的經費標準是多年前制定的。現在由于物價上漲較快,因此建議從這幾方面著手解決經費問題:一是學院與企業開展的“產學研”橫向項目合作的課題,從中拿出一部分經費補貼到生產實習,做到“取之于企業,用之于技術革新,服務于提升學生能力”。提高企業接待實習生的積極性和學生對于生產實習的積極性。二是學校重新進行市場考證、論證,提高生產實習的經費標準,同時經費下撥以后,做到專款專用。三是發揮高校自身的資源優勢和科研能力,以技術轉讓、幫助企業培訓的形式,讓優秀學生下廠跟班工作,在為企業創造價值的同時降低生產實習成本。
4加強生產實習指導教師隊伍建設
指導教師是生產實習過程的領導者、組織者、策劃者。我們應該堅持“專兼結合,長短相輔”的原則,優先聘請有工程實踐背景的專兼職教師進行授課或指導學生進行各類工程實踐。實習指導教師只有自身不斷提升自己的專業能力才能在現場幫助學生答疑解惑。為提升實習質量,對于實習指導教師要配備合理,注重教師的梯隊建設。要給學生一杯水,教師自身要成為自來水龍頭,樹立終身教育理念,同時要適時地給實習教師開展“蓄水工程”,堅持“請進來、走出去”的原則。請在一線的優秀技工指導學生,同時制定年輕教師進廠培訓制度,深入企業一線參觀學習,豐富現場知識。
5結語
自學考試時間
遼寧丹東2020年上半年理論課考試時間為4月11日星期六、12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00),各專業考試課程和時間安排詳見(附表四、五)。2020年上半年實踐環節考核和論文答辯的時間由各主考學校確定,各專業實踐環節考核課程及時間安排詳見(附表六、七)。
停考專業和遺留問題處理
(一)停考專業
1.能源管理(專科和獨立本科段)專業自2017年下半年起停止接納新生報名,2020年下半年起不再安排課程考試。
2.會計、會計(會計電算化方向)、護理學、船舶與海洋工程(航海技術方向)、船舶與海洋工程(輪機工程方向)、法律、日語、機械制造及自動化(數控加工方向)、焊接、視覺傳達設計、廣告、環境藝術設計、飯店管理和信息管理與信息系統等14個專科專業和電廠熱能動力工程(應用本科)、數控技術(應用本科)、園林(應用本科)、計算機器件及設備(應用本科)、英語、物流管理、日語、石油工程、機電一體化工程、采礦工程、珠寶及材料工藝學、模具設計與制造、廣告學、旅游管理、工業工程和新聞學等16個本科專業自2018年上半年起停止接納新生報名,2021年上半年起不再安排課程考試。
3.藝術設計(人物形象設計方向)1個專科專業和服裝設計與工程(應用本科)、營養、食品與健康、應用化學、機電設備與管理(礦山方向)、電子信息工程和教育技術等6個本科專業自2018年下半年起停止接納新生報名,2021年下半年起不再安排課程考試。
以上停止接納新生報名的39個專業的專業代碼和專業名稱不進行調整,仍按照原專業名稱和專業代碼報名考試及辦理轉考、免考和畢業,2021年下半年起停止頒發畢業證書。
(二)停考專業遺留問題處理
停考專業停止安排課程考試后,該專業的考生可按下述辦法選擇遺留問題處理方式:
1、停考專業中未合格的課程,可選擇其它專業中名稱和課程代碼相同的課程進行考試。
2、停考專業中,尚有二門以下(含二門)理論課沒有合格成績不能畢業的,可自主選擇自學考試其它原則上相近專業的相關課程參加考試,取得原專業考試計劃規定的課程門數和學分即可按原專業申請畢業,最后辦理畢業時間為2021年6月30日。
3、停考專業中,尚有二門以上理論課沒有合格成績不能畢業的,可按自學考試相關規定轉入其它專業參加考試,取得專業考試計劃規定的合格成績后,按照轉入專業申請畢業。
開考專業
專科專業:漢語言文學、英語、連鎖經營管理、汽車檢測與維修技術、數控技術、機電設備維修與管理、文秘、學前教育、計算機應用技術和物聯網應用技術等10個專業。
專升本專業:漢語言文學、旅游管理、電子商務、計算機科學與技術、動物醫學、電氣工程及其自動化、軟件工程、視覺傳達設計、機械設計制造及其自動化、市場營銷、動畫、土木工程、護理學、藥學、中藥學、眼視光學、公安管理學、社會工作、化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、自動化、交通運輸、人力資源管理、汽車服務工程、學前教育、環境設計、數字媒體藝術、小學教育、國際經濟與貿易、金融學、船舶與海洋工程、會計學、工商管理、工程管理、法學和物聯網工程等36個專業。
根據《教育部辦公廳關于印發〈高等教育自學考試專業設置實施細則〉和〈高等教育自學考試開考專業清單〉的通知》(教職成廳〔2018〕1號)文件精神,我省制定了《2018年遼寧省高等教育自學考試專業調整工作實施方案》,從2018年下半年起,開考的專業全部調整為《高等教育自學考試開考專業清單》(已下簡稱《專業清單》)內專業,原開考專業不在《專業清單》內的,專業調整后全部取消,并停止接納新生報考,2021年下半年起停止頒發畢業證書。專業調整對照情況詳見(附表一、二、三)。專業調整后,原本科專業“第二學歷”專業計劃文件已不適用,2018年下半年起停止接納新生報考“第二學歷”,不再按照“第二學歷”專業計劃給新生辦理課程免考。
旅游管理、電子商務、市場營銷、人力資源管理、金融學、會計學(AB計劃)和工商管理(AB計劃)等九個專業,按照教育部文件要求,計劃中增加公共政治課“基本原理概論”(課程代碼:03709)。2019年下半年起報考該九個專業的新生,須考“基本原理概論”(課程代碼:03709)。符合《遼寧省高等教育自學考試學歷認定和課程免考實施細則》(遼招考委字〔2009〕21號)要求的考生,可以申請課程免考。
附表四:遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表(開考專業)(點擊鏈接查看)
附表五:遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表(停考專業)(點擊鏈接查看)
自學考試時間
遼寧阜新2020年上半年理論課考試時間為4月11日星期六、12日星期日(上午9:00-11:30;下午14:30-17:00),各專業考試課程和時間安排詳見(附表四、五)。2020年上半年實踐環節考核和論文答辯的時間由各主考學校確定,各專業實踐環節考核課程及時間安排詳見(附表六、七)。
停考專業和遺留問題處理
(一)停考專業
1.能源管理(專科和獨立本科段)專業自2017年下半年起停止接納新生報名,2020年下半年起不再安排課程考試。
2.會計、會計(會計電算化方向)、護理學、船舶與海洋工程(航海技術方向)、船舶與海洋工程(輪機工程方向)、法律、日語、機械制造及自動化(數控加工方向)、焊接、視覺傳達設計、廣告、環境藝術設計、飯店管理和信息管理與信息系統等14個專科專業和電廠熱能動力工程(應用本科)、數控技術(應用本科)、園林(應用本科)、計算機器件及設備(應用本科)、英語、物流管理、日語、石油工程、機電一體化工程、采礦工程、珠寶及材料工藝學、模具設計與制造、廣告學、旅游管理、工業工程和新聞學等16個本科專業自2018年上半年起停止接納新生報名,2021年上半年起不再安排課程考試。
3.藝術設計(人物形象設計方向)1個專科專業和服裝設計與工程(應用本科)、營養、食品與健康、應用化學、機電設備與管理(礦山方向)、電子信息工程和教育技術等6個本科專業自2018年下半年起停止接納新生報名,2021年下半年起不再安排課程考試。
以上停止接納新生報名的39個專業的專業代碼和專業名稱不進行調整,仍按照原專業名稱和專業代碼報名考試及辦理轉考、免考和畢業,2021年下半年起停止頒發畢業證書。
(二)停考專業遺留問題處理
停考專業停止安排課程考試后,該專業的考生可按下述辦法選擇遺留問題處理方式:
1、停考專業中未合格的課程,可選擇其它專業中名稱和課程代碼相同的課程進行考試。
2、停考專業中,尚有二門以下(含二門)理論課沒有合格成績不能畢業的,可自主選擇自學考試其它原則上相近專業的相關課程參加考試,取得原專業考試計劃規定的課程門數和學分即可按原專業申請畢業,最后辦理畢業時間為2021年6月30日。
3、停考專業中,尚有二門以上理論課沒有合格成績不能畢業的,可按自學考試相關規定轉入其它專業參加考試,取得專業考試計劃規定的合格成績后,按照轉入專業申請畢業。
開考專業
專科專業:漢語言文學、英語、連鎖經營管理、汽車檢測與維修技術、數控技術、機電設備維修與管理、文秘、學前教育、計算機應用技術和物聯網應用技術等10個專業。
專升本專業:漢語言文學、旅游管理、電子商務、計算機科學與技術、動物醫學、電氣工程及其自動化、軟件工程、視覺傳達設計、機械設計制造及其自動化、市場營銷、動畫、土木工程、護理學、藥學、中藥學、眼視光學、公安管理學、社會工作、化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、自動化、交通運輸、人力資源管理、汽車服務工程、學前教育、環境設計、數字媒體藝術、小學教育、國際經濟與貿易、金融學、船舶與海洋工程、會計學、工商管理、工程管理、法學和物聯網工程等36個專業。
根據《教育部辦公廳關于印發〈高等教育自學考試專業設置實施細則〉和〈高等教育自學考試開考專業清單〉的通知》(教職成廳〔2018〕1號)文件精神,我省制定了《2018年遼寧省高等教育自學考試專業調整工作實施方案》,從2018年下半年起,開考的專業全部調整為《高等教育自學考試開考專業清單》(已下簡稱《專業清單》)內專業,原開考專業不在《專業清單》內的,專業調整后全部取消,并停止接納新生報考,2021年下半年起停止頒發畢業證書。專業調整對照情況詳見(附表一、二、三)。專業調整后,原本科專業“第二學歷”專業計劃文件已不適用,2018年下半年起停止接納新生報考“第二學歷”,不再按照“第二學歷”專業計劃給新生辦理課程免考。
旅游管理、電子商務、市場營銷、人力資源管理、金融學、會計學(AB計劃)和工商管理(AB計劃)等九個專業,按照教育部文件要求,計劃中增加公共政治課“基本原理概論”(課程代碼:03709)。2019年下半年起報考該九個專業的新生,須考“基本原理概論”(課程代碼:03709)。符合《遼寧省高等教育自學考試學歷認定和課程免考實施細則》(遼招考委字〔2009〕21號)要求的考生,可以申請課程免考。
附表四:遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表(開考專業)(點擊鏈接查看)
附表五:遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表(停考專業)(點擊鏈接查看)
針對在超臨界水環境下進行煤氣化過程所使用的管殼式換熱器,建立了在管程和殼程內同時存在物料流動和換熱的三維管殼式換熱器模型,利用CFX軟件(計算流體力學分析軟件)對管程和殼程中物料的換熱和相變過程進行了模擬研究,成功應用IAPWSIF97(國際通用工業用水和水蒸氣熱力性質計算公式)數據庫模擬了超臨界水的物性狀態,闡述了管程內物料從亞臨界相到超臨界相的轉變過程。利用已有的實驗結果對模型進行了驗證。模擬結果表明,隨著殼程內物料流量增大,殼程壓降和傳熱系數隨之增大;殼程出口溫度增大的速率漸趨平緩;當換熱器板間距從117mm增大到150mm時強化傳熱效果并不明顯,同時大大增加了殼程的流動阻力;在壓力為23MPa,溫度達400-600℃的操作條件下,換熱器中輻射傳熱影響較大,進行數值模擬時不應忽略這部分的影響。研究指出:換熱器結構設計時需要綜合考慮傳熱和煤顆粒沉積的影響。
關鍵詞:
管殼式換熱器;數值模擬;超臨界水;煤氣化
近些年來,在超臨界水環境下進行低溫催化煤氣化反應過程,用來制造清潔能源(氫氣和天然氣),引起了國內外大量學者的關注和研究[1-2]。其中換熱器是超臨界水煤氣化過程中必不可少的熱交換設備,通常用來作為加熱反應器進口冷物料的預熱器,同時也用作反應器出口熱產物的冷卻換熱器。鑒于實驗條件下不能直觀地得到超臨界相態的過程,利用CFD(計算流體力學方法)預測其內部流場和相變十分必要。國內外研究者利用計算流體力學對換熱器進行了廣泛的數值模擬研究,包括對其壓降、傳熱、傳熱效率、傳熱系數、湍流混合以及停留時間分布的研究等[3-9]。對于換熱器中相變的研究,一般只針對常壓下液態水到氣態水的相變[10],對于從亞臨界水到超臨界水狀態轉變的過程研究較少,而這一過程卻是超臨界水煤氣化反應前預熱必經的過程,對超臨界水煤氣化工藝過程的研究起著至關重要的作用。本研究針對煤氣化中的超臨界水的相態轉變過程,建立了在管程和殼程內同時存在物料流動和換熱的三維管殼式換熱器CFD模型,模擬了在不同超臨界水流量條件下換熱器殼程和管程的壓力分布、溫度場和傳熱系數,指出了超臨界水相變的過程,以及輻射傳熱的影響。
1換熱器幾何模型
本研究對管殼式換熱器進行模擬研究,其基本結構如圖1所示,為一單殼程雙管程換熱器。總長1050mm,管程為16×2根管,管程出口入口如圖1所示,管程管徑15mm,管程容積為0.0082m3。殼程入口管直徑50mm,殼程公稱直徑為150mm,容積為0.0122m3,殼程采用上進下出式,壁面絕熱。
2數學模型與計算方法
網格劃分使用Gambit軟件(網格劃分軟件),劃分非結構化四面體網格,殼程網格數為118萬,管程網格為102萬,在管程和殼程傳熱壁面的兩側分別劃分了邊界層,保證了傳熱計算的準確性。超臨界水獨特的物性是最難把握的一點,只有準確定義超臨界水的物性,才能更可信地模擬超臨界態的煤氣化反應。本研究采用IAPWSIF97數據庫數據來模擬計算超臨界水的狀態[11]。應用ANSYSCFX13.0軟件進行模擬,采用穩態計算,流體采用氣液混合物模型,超臨界水物性采用IAPWS物性數據庫數據,傳熱模型采用thermalenergy模型(熱能模型),湍流封閉模型應用k-ε,輻射傳熱模型應用P1模型,當考慮顆粒相時曳力應用gidaspow模型,顆粒間應用顆粒碰撞模型。由于本研究的換熱器仍處于設計階段,研究中簡化為物料中僅含超臨界水,并對其換熱和相變進行模擬研究。亞臨界的液態水為平衡限制組份,超臨界態水為平衡自由組份。殼程和管程分別為兩個域,之間的管程管壁和殼程折流擋板為可傳熱的壁面,接觸熱阻為0.0002m2•K/W。殼程的外壁面為絕熱。殼程為上進下出,進料溫度570℃,壓力23MPa,處于超臨界狀態,折流擋板8塊,板間距117mm,出口相對壓力為0Pa(參考壓力為23MPa)。管程為下進上出,為減小網格數簡化模型,未模擬管程左側的管箱段。如圖1所示,靠下部的16根管為管程入口,上部的16根管為管程出口,壓力23MPa,溫度370℃,處于亞臨界狀態。管路采用三角形排列。時間步長采用自由時間步長,收斂標準為10-4,觀測點出口溫度、兩側傳熱系數在迭代時間步300步左右達到穩定值,在迭代時間步600步時結束計算,單個算例所需時間18h。結果顯示收斂性良好,RMS殘差已達到收斂標準。
3結果分析與討論
3.1模型驗證由于換熱器處于設計階段,本研究采用實驗中的盤管對模型進行驗證。盤管全長20m,管徑12mm,直管段3m,彎管段2m,共兩圈,容積為0.00226m3,水平放置。水與物料混合后進入盤管,出口壓力值24.1MPa,實驗條件下的進出口壓差值列于下表中,以實驗溫度500℃為例,水煤漿濃度為水煤質量比6.27,盤管進出口壓差為0.139MPa,模擬同實驗條件下的盤管壓降為0.14MPa,相對誤差小于1%,由此驗證了CFD模型模擬的可靠性。
3.2相變及溫度場/壓力場超臨界水管程走冷流體,即需要被加熱的反應物料,入口溫度370℃,處于亞臨界狀態,將被加熱到超臨界狀態。殼程走熱流體,即從反應器反應完成后循環回來的熱流體,入口溫度570℃,處于超臨界狀態。在殼程流量保持不變的條件下,比較管程流量不同的條件下流場和溫度場的變化。在0.3kg/s和0.15kg/s的管程流量下管程超臨界相水的質量分數分布如圖2所示。入口均為亞臨界狀態下的液體,被加熱后出口均變為超臨界態。從模擬結果很好地給出了管程冷流體從亞臨界到超臨界狀態的變化以及相變發生的位置。當管程流量從0.3kg/s減小一半時,由于管程流體流速降低,停留時間增大,相變的位置離入口更近。為減小誤差,模擬設定參考壓強為23MPa,則出口處相對壓強為0Pa,如此得到相對壓強的管程分布圖3。結果可見,當管程流量從0.3kg/s減小到0.15kg/s時,管程壓降明顯降低。管程冷流體被逐步加熱,流量較小的管程流體停留時間長,被加熱到的溫度較高。管程流量在0.3kg/h時,出口溫度為650.76K,加熱溫升為7.6℃。管程的溫度分布如圖4所示。
3.3殼程不同熱流體流量的影響殼程流量從0.075kg/s到1.0kg/s變化時,殼程內壓降、出口溫度和殼程傳熱系數的變化如圖5所示。由圖可見,在保持管程流量不變的情況下,將殼程流量從0.075kg/s逐步增大到1.0kg/s時,超臨界水流速增大,整體壓降顯著增大;同時,流動強化了傳熱,殼側的傳熱系數也隨之增大。殼程出口溫度開始迅速增加。繼續加大流量,溫度增加趨勢逐漸平緩。說明過大的流量增量對傳熱溫差的影響將變得不明顯,因此,為了保證降低能耗同時保持強化傳熱,有必要對殼程流量進行優化。
3.4擋板間距的影響對于雙管程單殼程的換熱器,嘗試采用更大的擋板間距,以此來減小在大流量操作條件下的殼程壓降。模擬對比了殼程和管程流量都為0.15kg/h時,且在同樣換熱器長度下,具有8塊折流擋板、擋板間距為117mm的換熱器和具有6塊折流擋板、板間距為150mm換熱器的流動和傳熱結果。由圖6壓力云圖可見,當降低折流擋板的數目時,壓降從586Pa降到405Pa,殼程的壓降顯著降低。溫度分布圖7可見,板間距雖然有所改變,但殼程的出口溫度都在790K左右,差別不大。可知,在此換熱器操作條件下,增加折流板數,減小板間距,強化傳熱效果并不明顯,同時卻大大增加了殼程的流體流動阻力,使得殼程壓降增大明顯。因此在此操作條件下,僅出于傳熱考慮可以使用150mm的板間距,即6塊折流擋板。與此同時,由速度矢量圖8可以看出,在兩種板間距的結構條件下,都會出現“流動死區”,這些區域不僅會因為流速很小導致局部結垢以及煤顆粒沉積,同時也會影響總體傳熱效果。因此,實際換熱器結構設計時需要綜合考慮傳熱和沉積的影響。
3.5輻射傳熱的影響對比同條件下加輻射傳熱模型和不加輻射傳熱模型的情況如表2所示。結果可見,在不考慮輻射傳熱的情況下,超臨界態的換熱器的殼程的出口溫度同考慮輻射傳熱的結果相差較大,僅考慮對流傳熱的殼程溫差明顯較小,只有21K,僅為考慮輻射傳熱情況下的一半,也即輻射傳熱在超臨界態水總傳熱中占有一定比例,由此可見輻射傳熱在此操作條件下不可忽略,模擬應考慮輻射傳熱的影響。
4結論
建立了超臨界水環境下進行煤氣化過程所使用的換熱器模型,應用CFX并采用IAPWS物性數據庫準確地計算了超臨界水環境的物性,并成功地模擬了水從亞臨界態到超臨界態的轉變,直觀地闡述了管程內超臨界水相變的過程,并得出以下結論:(1)殼程流量增大,殼程壓降隨之增大,同時傳熱系數也隨之增大;殼程出口溫度先增大后隨之趨于平緩。因此,為了保證降低能耗同時保持強化傳熱,有必要對殼程流量進行優化。(2)增大擋板間距(此換熱器板間距從117mm增大到150mm)對強化傳熱效果并不明顯,也大大增加了殼程的流動阻力。出于傳熱效果的考慮此換熱器選用150mm板間距即可。在實際設計中還應綜合考慮傳熱和沉積的影響。(3)在壓力為23MPa,溫度為400-600℃的操作條件下換熱器的輻射傳熱所占比例較大,模擬時應更多考慮輻射傳熱的影響。
參考文獻:
[1]VostrikovAA,PsarovSA,DubovDY,etal.Kineticsofcoalcon-versioninsupercriticalwater[J].Energy&Fuels,2007,21(5):2840-2845.
[2]WangS,GuoY,WangL,etal.Supercriticalwateroxidationofcoal:Investigationofoperatingparameters'effects,reactionkineticsandmechanism[J].FuelProcessingTechnology,2011,92(3):291-297.
[3]徐志明,王月明,張仲彬.板式換熱器單邊流動與對角流動數值模擬[J].熱能動力工程,2011,26(6):675-680.XUZhi-ming,WANGYue-ming,ZHANGZhong-bin.NumericalsimulationoftheunilateralanddiagonalFlowintheplate-typeheatexchangers[J].Journalofengineeringforthermalenergyandpow-er,2011,26(6):675-680.
[4]古新,董其伍,劉敏珊.周期性模型在管殼式換熱器數值模擬中的應用[J].熱能動力工程,2008,23(1):64-68.GUXin,DONGQi-wu,LIUMei-shan.Applicationofaperiodicmodelinthenumericalsimulationofshell-and-tubeheatexchang-ers[J].Journalofengineeringforthermalenergyandpower,2008,23(1):64-68.
[5]TsaiYC,LiuFB,andShenPT.Investigationsofthepressuredropandflowdistributioninachevron-typeplateheatexchanger[J].Internationalcommunicationsinheatandmasstransfer,2009,36(6):574-578.
[6]JayakumarJ,MahajaniS,MandalJ,etal.ExperimentalandCFDestimationofheattransferinhelicallycoiledheatexchangers[J].Chemicalengineeringresearchanddesign,2008.86(3):221-232.
[7]Kritikos,K,AlbanakisC,MissirlisD,etal.Investigationofthethermalefficiencyofastaggeredelliptic-tubeheatexchangerforaeroengineapplications[J].AppliedThermalEngineering,2010,30(2):134-142.
[8]FreundSandKabelacS.Investigationoflocalheattransfercoeffi-cientsinplateheatexchangerswithtemperatureoscillationIRther-mographyandCFD[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2010,53(19):3764-3781.
[9]HabchiC,LemenandT,ValleDD,etal.Turbulentmixingandres-idencetimedistributioninnovelmultifunctionalheatexchangers-reactors[J].Chemicalengineeringandprocessing:processintensi-fication,2010,49(10):1066-1075.
[10]胡瓊.管殼式換熱器冷凝傳熱研究與數值模擬[碩士學位論文].湖北;華中科技大學,2011.HUQing.Researchandnumericalsimulationofcondensationandheattransferinshellandtubeheatexchanger[master'sdegreepa-per].Hubei:HuazhongUniversityofScienceandTechnology,2011.
關鍵詞:天然氣點火;燃煤電廠;鍋爐房;防爆區域
引言
天然氣是一種清潔能源,其環保效益十分明顯,用作點火燃料其費用低、燃燒效率及穩定性均高于燃油[1]。而天然氣點火裝置具有點火可靠,操作方便,應急能力強,經濟效益高,污染小等優點[2],在我國燃煤電廠中具有一定的應用。
某2×50MW熱電新建項目計劃配備3臺350t/h燃煤鍋爐,擬采用天然氣作為鍋爐點火和助燃燃料,而天然氣作為一種可燃氣體,具有一般燃氣易燃、易爆等共同特點[3],其濃度達到爆炸極限范圍時,遇火源即發生燃燒或爆炸[4],因此,明確防爆區域劃分,相關專業在防爆區域內協調一致按防爆要求開展設計,是保障項目建成后安全運行的根本措施。
1 相關研究現狀
燃氣鍋爐房在應用過程中的防爆安全問題與天然氣點火燃煤電廠頗具相似之處,可為天然氣點火燃煤電廠的防爆問題提供參考:
有寬泛的闡述防爆設計安全措施的研究:李清[5]闡述了在電氣設計中提高防爆安全的三方面措施:規劃設備選型避免成為點燃源,加強通風降低有燃燒爆炸危險氣體的濃度,注意爆炸性氣體環境電氣線路設計和溝道封堵;徐偉光[6]等闡述了在電氣設計中提高防爆安全的基本措施;丁山[7]建議抓好天然氣鍋爐防火、防爆工作,從根本上消除燃氣設備中的不安全因素。
有主張劃定鍋爐房為防爆區的建議:姜慶勝[3]提出對于使用天然氣為能源的鍋爐房,電氣專業首先應確定為防爆區域,然后各個專業才能協調一致,按照防爆要求設計,并建議北方寒冷地區天然氣鍋爐房采用全防爆或大空間部分防爆劃定防爆區域。
還有研究認為不必采用防爆電器的結論:劉強[8]對燃氣鍋爐房不需要按照爆炸性氣體危險場所進行電氣設計進行了探討;曾彥[9]等認為在燃氣鍋爐房電氣設計中,照明選用防爆燈具,其它部分采用非防爆型;郁文紅[10]等分析了燃氣鍋爐房和直燃機房是否采用防爆電器的兩種觀點,認為根據相關設計規范在上述機房采用非防爆電器是可行的。
2 相關規范要求
2.1 鍋爐房設計規范要求
《鍋爐房設計規范》[11]第11.2.14條規定:燃用煤粉、油或氣體的鍋爐,應設置電氣連鎖裝置,包括室內空氣中可燃氣體濃度高于規定值時,自動切斷燃氣供應和開啟事故排氣扇。
第15.1.2條規定:鍋爐房的外墻、樓地面或屋面,應有相應的防爆措施,并應有相當于鍋爐間占地面積10%的泄壓面積,泄壓方向不得朝向人員聚集的場所、房間和人行通道,泄壓處也不得與這些地方相鄰。
第15.2.2條規定:電動機、啟動控制設備、燈具和導線形式的選擇,應與鍋爐房各個不同的建筑物和構筑物的環境分類相適應。燃油、燃氣鍋爐房的鍋爐間、燃氣調壓間、燃油泵房、煤粉制備間、碎煤機間和運煤走廊等有爆炸和火災危險場所的等級劃分,必須符合現行國家標準《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB 50058的有關規定。
第15.3.8條規定:燃氣調壓間等有爆炸危險的房間,應有每小時不少于3次的換氣量。當自然通風不能滿足要求時,應設置機械通風裝置,并應設每小時換氣不少于12次的事故通風裝置。通風裝置應防爆。
2.2 爆炸危險環境電力裝置設計規范要求
《爆炸危險環境電力裝置設計規范》[12]第3.2.1條規定:爆炸性氣體環境應根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間分為0區、1區、2區,并在條文說明中指出:在生產中0區是極個別的,大多數情況屬于2區,在設計時應采取合理措施盡量減少1區。
然而,該規范在3.2.2條又規定:在生產過程中使用明火的設備附近,或熾熱部件的表面溫度超過區域內可燃物質引燃溫度的設備附近可劃為非爆炸危險區域。且在條文說明中明確:明火設備如鍋爐采用平衡通風,可燃性物質不能擴散至設備附近與空氣形成爆炸性混合物,因此明火設備附近按照非危險區考慮,包括鍋爐本體所含有的儀表等設備。
在3.2.2條的條文說明中接下來又提出了建議:與鍋爐設備相連接的管線上的閥門等可能有可燃性物質存在處按照獨立的釋放源考慮危險區域。
2.3 建筑設計防火規范要求
《建筑設計防火規范》[13]在強制條文第3.6.2條規定:有爆炸危險的廠房或廠房內有爆炸危險的部位應設置泄壓設施。
2.4 其他規范要求
《小型火力發電廠設計規范》[14]第17.13.1條規定:發電廠爆炸火災危險環境的電氣裝置設計應符合現行國家標準《爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規范》GB 5008和《火力發電廠與變電站設計防火規范》GB 50229[15]的有關規定。所以,雖然在《鍋爐房設計規范》第15.2.2條規定中沒有強調燃煤鍋爐房,但在此處有了相應要求。
3 綜合分析
前文所列《鍋爐房設計規范》第11.2.14條、第15.1.2條規定分別是防止引起爆炸事故和減少爆炸危害的安全措施,《建筑設計防火規范》對泄壓設施設置也進行了要求。《鍋爐房設計規范》第15.2.2條規定僅強調了燃油、燃氣鍋爐房劃分危險場所等級劃分問題,對燃煤鍋爐房沒有涉及,但在《小型火力發電廠設計規范》第17.13.1條對此有所要求。《鍋爐房設計規范》第15.3.8條單獨對燃氣調壓間等有爆炸危險的房間規范了通風要求并強調通風裝置應防爆。
根據《爆炸危險環境電力裝置設計規范》第3.2.1條及其條文說明可以將鍋爐房及有天然氣管線進出的房間劃分為2區,即在正常運行時不太可能出現爆炸性氣體混合物,或即使出現也僅是短時存在的。根據第3.2.2條及其條文說明應僅能判定鍋爐附近為非危險區,而非整個鍋爐房。并應該將天然氣管線上的閥門等有可能聚集泄漏天然氣的位置作為獨立的釋放源劃分防爆區域。
結束語
綜合上述分析,應將天然氣點火燃煤鍋爐房中可能聚集泄漏天然氣的位置作為獨立的釋放源劃分防爆區域,不包括鍋爐本體及其所含儀表等設備。并在防爆區域內選擇適當保護級別的電器設備,合理設置泄壓設施,滿足土建防爆措施要求。
參考文獻
[1]何縣宇,劉應山,姜云剛.310MW機組W型火焰鍋爐天然氣點火改造與應用[J].湖南電力,2012,32(3):57-59.
[2]劉圣勇,張百良,劉志剛等.電站鍋爐天然氣點火裝置的設計與研究[J].熱能動力工程,2002,17(2):180-182.
[3]姜慶勝.天然氣鍋爐房的電氣防爆設計誤區[J].電氣防爆,2011,(3):20-22.
[4]春干.天然氣的防火防爆安全[A].中國工業氣體工業協會2004年年會論文集[C].貴陽:中國工業氣體工業協會,2004.157-162.
[5]GB 50041-2008,鍋爐房設計規范[S].
[6]GB 50058-2014,爆炸危險環境電力裝置設計規范[S].
[7]GB 50016-2014,建筑設計防火規范[S].
[8]GB 50049-2011,小型火力發電廠設計規范[S].
“泵與風機”是熱能動力工程專業的核心專業課程。泵與風機也稱為流體機械,是將原動機的機械能轉換成流體的壓力能和動能從而實現流體定向輸送的動力設備。泵與風機作為通用流體機械廣泛的應用于工業、農業、建筑業、醫學界等國民經濟的各個部門。[1]因此,如何讓學生對這門課程感興趣,在主動學習的前提下積極掌握本課程內容,從學生感興趣的問題入手,讓學生對這些問題產生興趣,為興趣去學習,去找到解決問題的答案,為解決將來在工作中遇到的實際問題提供理論基礎成為教學研究的主要內容。
以問題為基礎的學習(problem-based learning,PBL)方式是一種教學方法,歸結為三方面的內容:認知學習、合作學習和學習內容。[2]以學生為中心,以問題為導向,鼓勵學生為解決問題、找到正確答案而學習。[3]教師設計復雜的有現實意義的問題情境,學生對問題產生興趣,在興趣的激發下以小組為單位查閱相關資料,團隊協作解決現實問題[5]。
在整個的學習過程中學生學習并掌握了需要掌握的相關知識點,同時,也通過學習過程掌握了解決問題的技能,在這個過程中逐漸養成一定的主動學習能力。
一、把PBL教學模式應用到“泵與風機”教學中思路形成
“泵與風機”課程要求掌握葉片式泵與風機的基本理論、性能曲線、相似理論、泵內汽蝕現象、運行與調節等基本內容;理解泵與風機的結構及平衡、密封問題,以及泵與風機的選擇;重點掌握速度三角形、能量方程式、葉片出口安裝角對理論能頭的影響、泵與風機性能曲線與管路性能曲線、運行工況點及影響因素、相似三定律、比轉速、允許吸上真空高度或允許汽蝕余量與允許幾何安裝高度間的關系、提高泵抗汽蝕性能的措施、串并聯運行特性、變速調節和非變速調節方式及其經濟性等核心。[1]多年來,我們采用傳統教學模式(LBL,Lecture Based leaning),這種教學方法從基礎理論出發,完整系統循序漸進的將“泵與風機”的內容體現出來。學生系統的學習完本課程可以掌握較強的專業技術知識。在本課程的專業基礎上能夠具備深入的自學能力且能夠掌握基本的專業技能在將來的工作中能夠運用學到的基礎知識來解決實際問題。但是,教師以講授“泵與風機”的基礎知識為中心在教學方法上若干年來大多采用灌輸式教學,學生被動聽講被動學習,在被動的情況下學生的學習往往是機械的,完成老師所布置的作業也是機械的,因此對于學生學習能力的全方面培養缺乏應有重視。由于學生被動學習,學習興趣不高,學習效果并不突出。因此我們從改善傳統的教學模式方面入手,著重解決學生上課積極性的問題。通過部分內容以學生自主學習為中心,提出學生感興趣的問題,這些問題恰恰是教學大綱所要求掌握的知識點,以這些學生感興趣的問題為出發點,鼓勵引導學生從通過復習舊的知識體系入手打開解決各種問題的基本思路,分析各種基本問題,達到PBL和LBL的完美結合。
二、把PBL教學模式應用到“泵與風機”教學中實施手段
教師在傳統教學的基礎上,部分重點章節如在流體力學的基礎上能夠通過深入學習學生可以自己獨立完成的一些內容,采用PBL教學。教師對問題的提出要讓學生感興趣,在對自己感興趣的問題的激發下,按照老師指導的思路逐漸解決問題,并把解決問題的方法應用到相關的知識中去,來解決實際生活中的問題。教師通過引導、激勵、以及必要的督促形式來實現學生的教學內容。研究如何提出學生感興趣的問題是實現教學觀念轉變的基礎條件,這些問題是來自真實的現實生活中的實際問題,以學生經驗為基礎,依托本門課程內容,問題沒有唯一的正確答案。參與教學的教師應該掌握PBL教學方法的相關內容,掌握PBL指導技藝。從原來的多說多講到少說精講。通過引導技巧來實現提高學生教學興趣,達到學生對學習感興趣,真正做到自主學習掌握相關知識點。
學生方面,首先PBL教學方法和“泵與風機”結合的教學過程中要求學生帶著感興趣的問題主動學習。對問題感興趣才能激發學生去解決問題的能動性。在能動學習過程中的去解決專業問題從而學到了相關的專業知識,掌握了相關的知識點。其次,在使用PBL教學方法和“泵與風機”相結合的教學過程中,學生不是獨立的學習個體而是以學習小組的形式進行學習,形成一個小團隊,在這個團隊中大家分配任務,協作完成相關知識體系。在這樣的學習方法中學生不僅學習了專業技術知識,同時在潛移默化的協作過程中形成了團隊合作精神。大家以共同感興趣的問題為目標,分配不同的知識學習內容,這些內容是相互關聯緊密聯系的,通過小組每人對相關知識的掌握組合在一起才能夠完成對整個問題的系統認知過程,掌握相關問題的實質,從而達到自主學習的目的。
學校的輔助設施要求具備學生自主學習所需的圖書資源保障條件。學校圖書館是學生自學和資料查詢的基本保障,同時學生要學會使用數字資源。現在學校都開設了相關的科技文獻檢索課程,為學生學會使用強大的數據圖書館提供了基礎技術支撐。學生在學習使用學校圖書館和數據資源的同時還應該學會利用各種專業網站,為查詢專業技術知識奠定良好的基礎。從學校方面也要提供更多的選修課和相關課程發展方向前沿講座,為學生拓展知識面提供必要保障。使得學生對本專業的發展和專業前沿有著很深刻的理解。這些對學生的學習興趣培養起著至關重要的作用。
對于LBL教學方法而言,學生的學習成績是檢驗學習的基本方法。在使用PBL教學方法和“泵與風機”學習相結合的教學過程中,這樣檢驗的方法略顯單一。我們通過小組討論體現大家對相關專業知識體系的掌握,以及某個方向發展前沿以論文的形式表現出來。這樣學習評定就要以多種考核形式來表現。其中學生在學習過程中的能動性也應該算入考核內容當中來。同時學生在學習過程中小組協作過程的好與壞也應該是考核因素。這些考核內容不僅激發了學生的學習興趣,同時激勵了學生解決專業問題,進而促進更多相關的專業問題提出,有利于本門課程的掌握。
三、PBL教學方式應用到“泵與風機”教學中現狀分析
雖然PBL教學模式在我國的一些高校已被采用 ,但只限于少部分課程,占整個學習課程的比重較輕,有的院校基本未涉及。在我們學校PBL教學模式與“泵與風機”課程相結合的模式,尚未實踐于學生。因此,該方法在對學生學習的能動性的促進與提高很難量化體現。教師未經過對PBL教學方式系統專門訓練,問題的提出與設計完全依賴于教師平時經驗積累。學生的課程設置過于繁重,從小學到高中的習慣性思維導致學生過于依賴教師的講述,這個轉變過程需要一個階段來適應。所有這些都將會對PBL教學模式與“泵與風機”課程相結合產生影響。采取PBL教學與“泵與風機”相結合應循序漸近、調整好心態。做好相應的理論及實踐儲備,將會促進教師教學水平提高、增強學生自學能力以及擴展學生思維,學生進一步明確學習目的,為在將來的工作中發現問題解決問題的能力的提高奠定堅實的理論基礎。
四、PBL教學方式應用到“泵與風機”教學中前景分析
通過教學實踐過程我們發現在“泵與風機”的教學過程中學生主動學習在很多方面都優于其它學習方式,如:在提出問題和假設將來工作情景中遇到問題解決問題、分析問題產生原因總結問題關鍵所在方面,以及以小組的形式想結合團隊工作角色適應方面學生的學習都顯示出了一定的積極性,主動性。
通過PBL的教學方法與傳統的“泵與風機”教學方法相結合,強化基礎知識,緊跟學科前沿,將新的技術、新的研究成果,最新的知識引入到本課教學中。對學院教育教學改革將起重大的推動作用。
通過PBL的教學方法與傳統的“泵與風機”教學方法相結合,進一步強化學生綜合素質培養,拓寬學生知識面,培養綜合素質高,對學生的發展、成才將起重要的推動作用。
關鍵詞:建筑環境與設備工程;人才培養模式;課程建設;特色專業建設
引言
根據教育部1998年頒布的全國高等學校本科專業目錄,將原供熱通風與空調工程和燃氣工程兩個專業合并、調整、拓寬組建而成建筑環境與設備工程專業。新專業建設既要考慮原專業的課程體系和教學內容,又要考慮社會經濟發展的需要,拓展專業面。全國專業指導委員會對專業培養方案作了大調整,主要遵循三個原則。第一,特色原則。本專業核心基礎是建筑環境科學,代表課程是“建筑環境學”,它反映了本專業與熱能動力工程專業的根本區別。第二,學科原則。學科為主、兼顧專業的原則是本科培養方案“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的具體體現。第三,共性原則。建立專業培養方案的總體框架,使之在課程設置和教學內容上,將共有的基本理論、技術原理從專業課中提取出來,形成了一個專業技術基礎平臺,如建筑環境學、熱質交換原理與設備、流體輸配管網[1,2]。經過十多年的改革和完善,全國各高校的建筑環境與設備工程專業辦學日趨成熟。本文結合我校建筑環境與設備工程專業的辦學實際情況,在凸顯特色方面,進行了一系列的改革和建設。
一、我校建筑環境與設備工程專業的歷史演進
湖南科技大學建筑環境與設備工程專業籌建于1992年,并在采礦工程和礦山通風與安全工程兩專業中組織部分學生開辦暖通專業課程輔修班,1994年在原礦山通風與安全工程專業設置供熱通風與空調工程專業方向。1997年成功申報了供熱通風與空調工程專業并正式招生。1998年,國家教委調整專業目錄,本專業更名為建筑環境與設備工程專業。自1994年來,我校建環專業已招收學生17屆,為企業培養了1000余名專業技術人才。2006年,我校獲得供熱、供燃氣、通風及空調工程碩士學位授予權,并于2007年開始招收碩士研究生。2008年,我校建筑環境與設備工程專業成功申請為湖南省特色建設專業。
二、我校建筑環境與設備工程專業的特色建設成效
通過近五年的特色建設,我校建筑環境與設備工程專業的師資力量得到了加強。現在共有教師16人。職稱結構:教授4人,副教授3人,講師9人;學歷結構:博士學位8人,碩士學位8人;學緣結構:分別畢業于10所高校,大部分有兩個專業以上的學習經歷和工作經驗。在課程和教材建設方面,老師們整合了課程內容,制訂了富有特色(礦業、新能源技術和應用型)的本科人才培養方案,先后主編或參編了全國性專業教材7部,正在主編建筑環境與設備工程特的色教材《地下空間環境控制技術》和《建筑節能技術及工程》。在實踐教學方面,加大實驗室建設力度,用“三平臺雙路徑”實驗室建設模式[3]新建成了較完整的專業實驗室,結合特色,新建了地下空間環境控制實驗室。2006年“實驗室建設與科學研究互動培養創新人才的研究與實踐”獲湖南省教學成果三等獎。同時加強校外實習基地的建設,我校建筑環境與設備工程專業實習基地湖南凌天科技有限公司被評為湖南省優秀實驗室;與湘潭平安電氣集團有限公司共同成功地申報了“湖南省礦山通風除塵裝備工程技術研究中心”。通過參與工程技術研究中心的建設和實驗室建設,專業建設與科學研究互動相長,教師的實踐能力和工程能力得到了加強,教師的科研項目質量和數量大幅提升,近年來教師獲得了一批具有地下空間特色的縱、橫向科研項目,繼而提升了培養學生應用能力的平臺,拓寬了學生的知識面和專業面,提高了學生就業率,專業發展態勢良好。
三、特色專業思路與原則
3.1 用已所長,培育礦業特色
各高校中各專業辦學的背景、條件、歷史不盡相同,只有深刻領會各地區各行業該專業的內涵和外延,才能培育出行業特色。我校建筑環境與設備工程專業與許多高校不同,它隸屬能源與安全工程學院,與礦業工程有著緊密的聯系,這就為本專業形成行業特色打下了基礎。
從辦學歷史看,我校建筑環境與設備工程專業的前身為礦山通風與安全工程專業,該專業完全是為煤礦開采服務的,其主要目的是為煤礦開采提供一個安全、健康、舒適的生產環境。我校建筑環境與設備工程專業服務對象從過去的單純為礦業服務,轉變為同時為礦業與建筑兩大行業服務,拓寬了學生的知識面,增強了學生的就業能力。建環專業和原礦山通風與安全專業的基礎非常相近,均以流體力學、工程熱力學和傳熱學等為專業基礎課,而建筑環境與設備工程專業側重于為建筑空間的使用者提供安全、健康、舒適的工作和生活環境。隨著礦山開采逐漸向深部深入,井下工作環境高溫、高濕愈來愈突出,工作面溫度超過35℃、相對濕度接近100%,工人中暑現象頻有發生,井下高溫已成為了礦山安全生產的災害。在這種情況下,為礦山井下空間創造舒適的氣候條件,將是建筑環境與設備工程專業拓展的一個重要方向。
從專業教學內容看,我校建環專業具有地下工程特色[4,5]。建環專業主要是針對地面建筑的,為地面建筑提供舒適的室內環境。我校建筑環境與設備工程專業在強調為地面建筑服務的同時,強調為地下工程服務,要求學生將所學的建筑環境控制理論,靈活地、創造性地應用于地下空間的環境控制與維護。然而由于地下空間的特殊性,地面建筑的室內環境控制與地下空間的環境控制不盡相同,地下建筑工程有著更大的特殊性和更高的安全性。因此,在教學中,在教授學生基本的室內環境控制理論的同時,突出強調普通的環境控制理論在應用于地下空間時的特殊性。在強調環境控制理論的地下應用時,要求學生不要將地下空間僅局限于礦山,城市地下空間和其它的地下空間利用(如地鐵、隧道、地下倉庫等)同樣是室內環境控制研究對象的范疇。正是在教學與科研過程中,同時兼顧了地面與地下,強調了建筑環境控制理論在地下空間的應用,拓寬了學生的知識面,強化了學生對所學知識的靈活應用能力,使得學生的就業更有了發展的空間,同時也進一步增強了專業的地下空間環境控制特色。#p#分頁標題#e#
3.2 體現前瞻性,發展再生能源技術
人才培養只有跟上時展的步伐,才會被社會接納。能源與環境是當今社會發展的兩大主題,如何安全、高效地開采和使用不可再生能源,以及合理開發和利用可再生能源,是實現我國能源環境可持續發展所必需解決的重要課題之一。我校建環專業與能源產業聯系緊密。一方面是由于我校建環專業具有濃厚礦業特色(地下空間環境控制),主要體現在該專業與能源開發的關系,促進煤礦安全、高效生產,更好地服務煤礦企業,是該專業目標之一。另一方面,建筑能源在國家的總能耗中占有相當大的比例(約占30%左右),有效節約建筑能耗,創造安全、舒適、健康的工作環境,更是該專業追求的目標,這體現了該專業與能源節約的關系。然而,無論如何節約,不可再生能源資源也總有消耗殆盡的一天,開發和利用可再生能源,才是實現能源、環境可持續發展的最終途徑。如何合理地開發和利用太陽能、風能、地熱能、生物質能等可再生能源,是該專業下一步的追求目標。因此在課程設置中,開設了建筑節能方向選修課,在專業課程的教學中,向學生灌輸能源的重要性,樹立學生節約能源的思想,開闊學生開發和利用可再生能源的視野。在培養方案和課程設置中,加強了能源節約和可再生能源利用方面的教學,更好地為我國經濟和社會朝著科學、可持續、協調的方向發展而服務。
3.3 科學定位,突顯應用性
我國高校的建筑環境與設備工程專業,多數是為民用建筑服務,主要是從事民用建筑的通風、空調、采暖等相關工作。然而,從專業建設的開始,我校該專業就將其專業定位為“工業與民用相結合”的建筑環境與設備工程專業。一方面是由于我校具有濃厚的工科背景,與煤炭工業有著緊密的聯系;另一方面,也是看到了工業發展的勢頭和工業對環境與安全人才的需求。特別是工礦一線企業需要大量的應用型人才,這就為我們這類高校畢業生提供了機會。因此,在制訂培養方案和進行課程設置時,特別強調了專業的實際應用性、針對性、適應性。如加強了工業通風與除塵課程的教學,尤其是地下空間的通風與除塵。近年來,電子、醫療、食品、精密機械等一些特殊行業發展迅速,這些行業往往需要高度潔凈的生產環境,急需要從事潔凈空調的設計、安裝與維護的專業人才。為了滿足這一需要,我們在國內較早地開設了《空氣潔凈技術》專業選修課,并編寫了我國第一部《空氣潔凈技術》國家級規劃教材。
四、特色專業建設實踐
4.1 人才培養模式
我校建筑環境與設備工程專業的人才培養目標是:堅持全面體現“教育要面向現代化,面向世界,面向未來”以及要全面推進素質教育的時代精神,培養能適應21世紀社會主義現代化建設需要,德、智、體全面發展具有基礎扎實、知識面寬、素質高、能力強、有創新意識和一定創新能力,掌握建筑環境與設備工程管理的基本理論和方法,具備建筑環境與設備工程師的基本能力,能從事室內建筑環境設計和管理的應用型復合人才。
為了實現以上人才培養目標,我校建環專業本著“加強文化素質教育、基礎教育、拓寬專業面為基礎;以礦業為特色;以工程實踐為根本;創造較好的工程實踐環境”的思想,制訂了富有特色的培養方案。為了大力加強實踐環節和工程訓練,我們先后在四家單位建立了實習基地。并將工程能力培養貫徹到教學大綱、實驗大綱、設計大綱、實綱當中。
在體制模式上,努力為學生提供因材施教的環境和教育發展的空間,實行學年學分制,即按課程課時來計算學分,學分作為學籍處理和評優評獎的依據,保留按學年升留級和退學制度,采取主輔修制。在過程模式上,采取分段培養模式,即“2+2”的培養模式,這種模式將教學全過程分為基礎學習和專業學習兩個階段,前階段注重基礎和人文知識的培養,后階段加強專業知識和工程能力的培養。
4.2 調整課程體系
從培養目標出發,按建筑環境與設備工程專業能力的要求,結合我國經濟建設和社會發展對專業人才的需求,制定和調整建筑環境與設備工程專業課程體系。設立三個平臺的課程體系:基礎平臺、專業基礎平臺和專業方向平臺[6]。整個課程體系在基礎課和專業基礎課的設置上,貫徹了寬基礎的原則。基礎課和專業基礎課涉及數學、物理、化學、機械、力學、電學、計算機應用、管理科學等學科,還包括了建筑環境與設備工程專業所必需掌握的專業基礎知識如工程熱力學、傳熱學、流體力學和建筑環境學等。
在專業課設置上,強調了專業知識的全面融合,對建筑環境與設備工程專業的原有課程進行了徹底的刪、拆、并、增等處理,將供熱工程、通風工程、空氣調節課程知識有機地結合在一起,成為一門新的課程《暖通空調》。在充分研究學科知識的基礎上,對原專業課程進行全面的精煉和整合,建立新課程體系的框架,設置《流體輸配管網》、《熱質交換原理與設備》等課程,將原來的《鍋爐與鍋爐房設備》調整為《空調冷熱源工程》。率先開設專業選修課《空氣潔凈技術》,并編寫國內第一部《空氣潔凈技術》本科教材。為了形成自己的特色,開設了《礦井通風與安全》、《地下空間環境控制》等相關專業課,將建筑室內環境延伸到“地下空間”,尤其是將地下空間降溫、通風除塵、噪聲治理等內容融入到課堂教學中,拓寬了學生的知識面,使我校建筑環境與設備工程專業的學生能成為各大中城市所迫切需要的人才[7,8]。
4.3 加強實驗室建設
建筑環境與設備工程專業實驗室建設卓有成效,創造性地提出了“三平臺雙路徑”實驗室建設模式。經過近20年的建設,現已逐步建立起通風、空調、制冷、供熱、傳熱傳質和熱工等六個專業實驗室,擁有粒子圖像測速儀、高速攝像儀、空調機組性能綜合實驗系統、風洞、色譜儀等大型儀器設備,以及常規的溫度、濕度、風速、流量、壓力、有害氣體濃度、粉塵粒徑和濃度等參數的測試儀器和儀表,完全滿足專業實驗的要求。另外,專業還設有數值仿真實驗室,擁有FLUENT、PHEONICS、ANSYS等數值仿真軟件。實驗教學用房面積達1000余平方米,設備總值800余萬元。#p#分頁標題#e#
4.4 改革實踐教學模式
改變實驗教學模式,培養學生主體意識。本專業在完善現有實驗的基礎上,開發設計型綜合性實驗,要求學生獨立設計實驗方案,自擬測試方案和實驗報告,掌握大型暖通空調設備性能的測試方法,并分析各設備性能的影響因素,充分發揮學生的思維能力和學習能動性,為開展本專業的實踐教學創造良好的實驗環境。
改革課程設計模式。主要是改變設計選題,將課程設計進行深化和拓寬。改變過去由教師指定內容,由學生按一定要求、一定形式進行設計的模式,由教師提供基本設計條件,而具體設計方案由學生自由選擇,要求學生提出自己的設計思路和方法,使學生在設計過程中能主動尋找問題、發現問題、解決問題。為了提高學生對本專業知識的綜合運用能力,將制冷課程設計與空氣調節課程設計結合起來,將空調設計對象作為制冷站的一個用戶,制冷站將為其提供冷源[9]。將供熱工程和流體輸配管網課程設計結合起來,將熱源、熱用戶、管網輸配系統作為一個整體進行考慮,有效地提高了學生綜合分析問題和運用所學知識解決實際問題的能力[10]。
改革實習模式。專業實習主要有認識實習、生產實習和畢業實習。過去認識實習安排在專業課授課之前,生產實習一般安排在第三學年末。這種實習安排存在兩個不足,一方面,實習模式老化。現在的畢業生自主擇業,有相當大比例的學生畢業后只是從事相關專業的工作,實習內容與學生今后的工作內容缺乏緊密聯系;另一方面,實習經費短缺、實習場地有限。因此,我校建環專業積極進行校外實習基地建設,選擇具有專業先進水平的企業作為校外實習基地,并于2009年我校建環專業的實習基地被列為湖南省優秀實習基地。校外優秀實習基地建設為學生提供了方便的工程現場和實習平臺,使學生的實踐能力與主體意識得到了進一步的提高。
4.5 強化科研,以科研促教學
在實驗室建設與科學研究相結合的10年中,我們取得了較好的成績。近年來承擔了省級和校級教研教改課題10余項,制作了專業基礎課和專業課的多媒體課件。在科研方面,承擔了國家自然科學基金、國家發改委項目、湖南省自然科學基金、湖南省教育廳重點項目和優秀青年基金、湖南省科技計劃項目及橫向課題等共計80余項;其中利用實驗室完成了科研項目近20項,獲得省市科技進步獎5項;在實驗室實驗的基礎上發表的研究論文30多篇;科研為實驗室開發研制了實驗設備10臺。共申報專利6項,其中發明專利2項,獲實用新型專利授權4項。在國際刊物、國內重要刊物上近200篇,其中被三大檢索收錄40余篇。這些成果的獲得不僅提高了老師的科研興趣,同時也極大地鼓舞了學生參與科研活動的愿望;在科研中促進了教學,在教學活動中提高了科研水平,師生雙方都獲得到了不同程度的進步。
4.6 彰顯辦學特色,全面提高學生綜合素質
隨著我國改革開放的不斷深入,國民經濟的快速增長,人們物質生活水平不斷提高,建筑環境與設備工程專業在近年來有了長足的發展。到目前為止,全國共有140所高校設有該專業,年招生人數1萬余人,每年畢業生的就業壓力很大。我校建筑環境與設備工程專業雖然辦學歷史不長,但在以下兩方面有較強的優勢,形成鮮明的行業特色:
其一,我校原是礦業類高校,主要為礦山服務,為煤礦開采提供一個安全、健康、舒適的生產環境是我校建環專業的任務之一。上世紀90年代初,隨著改革開放的縱深發展,社會對人才需求發生了一定的變化,我校及時調整了專業服務對象,從單純為礦業服務,轉變為同時為礦業與建筑兩大行業服務,拓寬了學生的知識面,增強了學生的就業能力。我校建環專業的專業基礎沒有發生根本轉變,都是為建筑空間的使用者提供安全、健康、舒適的工作和生活環境,只是研究對象由原來的單純地下空間轉變為了同時研究地上、地下空間。因此,我校建筑環境與設備工程專業是在原礦山通風與安全專業基礎上的拓寬,具有明顯的礦業特色(地下空間環境控制)。
其二,我校原礦山通風與安全工程專業為建筑環境與設備工程專業具備礦業特色(地下空間環境控制)奠定了人才基礎。大部分老師具有采礦工程及建筑環境與設備工程兩個專業的學習經歷,原礦山通風與安全專業的大部分儀器設備(如風洞、風網、粉塵、噪聲及有害氣體的檢測裝置、風壓、風速、流量等測量儀表等)和圖書資料都可為建筑環境與設備工程專業共享。此外,教師的許多科研項目涉及礦井瓦斯、粉塵等有毒有害物質的控制、礦井高溫、高濕環境的調節、噪聲的治理以及通風網絡分析與調節等,均與礦業工程相關,煤礦企業是我校建環專業畢業生就業的途徑之一,拓寬了學生的就業渠道。
五、結 語
高校間的競爭,很大程度上是辦學特色的競爭,只有重視和加強專業特色的建設,才能增強學校的核心競爭力。我校建筑環境與設備工程專業經過十幾年的建設與發展,在辦學基本條件、師資隊伍、課程體系與內容等方面進行了有益的探索和建設,形成了具有我校特色的建環專業人才培養模式與培養方案,培養出了一大批寬口徑、強基礎、有特色的綜合性高素質人才,該專業的畢業生普遍受到用人單位的一致好評。
參考文獻:
[1] 肖勇全.深入進行建筑環境與設備工程專業教學改革[J].暖通空調,2003,33(3):49-51.
[2] 張振迎,劉勝君,陳艷華.建筑環境與設備工程專業課程建設的探討[J].制冷與空調,2009,23(4):119-120.
[3] 鄒聲華,李孔清,成劍林,等.“三平臺雙途經”建設模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索,2005,24(5):99-102.
[4] 郝小禮,王海橋,鄒聲華,等.論我校建筑環境與設備工程專業的辦學特色.當代教育理論與實踐,2010,2(5):27-29.
[5] 郝小禮,王海橋,鄒聲華,等.建筑環境與設備工程地下空間特色的定位與思考[J].高等建筑教育,2010,19(5):40-44.#p#分頁標題#e#
[6] 王 榮,梁才航,魏德強,等.建筑環境與設備工程專業本科課程體系的探討[J].北京大學學報(哲學社會科學版),2007,5:172-175.
[7] 陳 光,錢付平,黃志甲.建筑環境與設備工程特色專業建設研究[J].安徽工業大學學報(社會科學版),2009,26(4):116-118.
[8] 楊吉民,李清清,張照輝.建筑環境與設備工程專業應用型人才培養體系構建[J].高等建筑教育,2009,18(6):18-21.