時(shí)代背景下熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革與創(chuàng )新

　　時(shí)代背景下熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革與創(chuàng )新是小編為大家帶來(lái)的論文范文，歡迎閱讀。

　　摘要：隨著(zhù)我國對節能減排政策的不斷深化，熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的重要性日益凸現。對當前熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)在教學(xué)過(guò)程中需要改善的方面進(jìn)行了深入的探討，提出了新形勢下的改革方案與教學(xué)策略，其中包括CFD課程的開(kāi)設、污染物制約與節能減排政策的相結合，為不斷提高教學(xué)效果和對本專(zhuān)業(yè)的建設提供參考作用。

　　關(guān)鍵詞：熱能與動(dòng)力工程;節能減排;改革;創(chuàng )新;CFD課程

　　目前，世界能源消耗量巨大，主要耗能方式仍是來(lái)自于煤、石油和天然氣的燃燒，這些化石燃料在利用過(guò)程中產(chǎn)生了大量的污染物，如煙塵、二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物，[1-2]嚴重影響了人們的正常生活，甚至威脅著(zhù)人類(lèi)的存活與發(fā)展。

　　為應對日益嚴重的環(huán)境理由，我國大力推廣節能減排政策。作為高校，為培養適合新形勢下的專(zhuān)業(yè)型技術(shù)人才，在教學(xué)環(huán)節中也要對教學(xué)策略和內容有所調整。

　　現今傳統的能源消耗形式已逐步向清潔能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能、水能等)方向發(fā)展，[3]雖然所占比例還比較低，不過(guò)對于緩解嚴重的環(huán)境壓力而言將發(fā)揮積極性的作用。

　　熱能專(zhuān)業(yè)與能源的綜合利用息息相關(guān)，在教學(xué)環(huán)節中，應對已有的教材內容加以篩選，對于一些落后于時(shí)代發(fā)展的策略與技術(shù)，不再重點(diǎn)講解，而對于一些新技術(shù)與新策略在教學(xué)中要重點(diǎn)闡述。

　　把當前的熱點(diǎn)技術(shù)提升到理論高度，使學(xué)生在未來(lái)的科學(xué)研究或是工作中找準方向。

　　在教學(xué)改革實(shí)施過(guò)程中，我們將新型能源的發(fā)展趨勢及特點(diǎn)加到教學(xué)任務(wù)當中，并對CFD軟件在本專(zhuān)業(yè)的應用價(jià)值及前景進(jìn)行了探討，開(kāi)設了CFD相關(guān)課程。本文中，筆者分析了現行課程教學(xué)中存在的理由，并對教學(xué)改革的經(jīng)驗進(jìn)行總結和系統介紹。

　　一 、現行教學(xué)工作存在的理由

　　1.教材內容與時(shí)代背景互不銜接

　　熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的教材種類(lèi)繁多，且現行教材內容中所涵蓋的策略及技術(shù)大多是已有的陳舊理論，同時(shí)教材中的相關(guān)章節落后于時(shí)代背景，沒(méi)有對當前的新技術(shù)、新策略加以系統性的介紹。這樣的后果是，學(xué)生的思維方式還停留在陳舊的策略體系當中，不能對本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展趨勢有明確的判斷，學(xué)生今后的研究及工作產(chǎn)生知識脫節，進(jìn)而也對本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不利影響。

　　2.缺乏對新型教學(xué)策略的探索

　　目前的教學(xué)方式還基本以課堂講授為主，并結合一定課時(shí)的實(shí)驗內容。實(shí)驗也是以仿真平臺實(shí)現及外加一定的動(dòng)手環(huán)節。但該過(guò)程避開(kāi)不了存在著(zhù)課時(shí)上的沖突，以致課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間不能統調，造成了理論知識與實(shí)踐內容相結合時(shí)的不契合，且教學(xué)過(guò)程中師生間缺乏互動(dòng)。

　　3.教學(xué)內容與節能減排政策相脫離

　　當今環(huán)境保護理由已經(jīng)提上了人們的日事議程，然而在教學(xué)內容上，還是圍繞著(zhù)以如何產(chǎn)能及能效理由為主，雖然在部分章節上對污染物制約策略加以闡述，但內容片面，所涵蓋的信息量有限，也未能把教學(xué)內容與節能減排政策相結合;且教學(xué)時(shí)也沒(méi)有在充分保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，探討如何節約授課成本。

　　4.對新型清潔能源的教學(xué)內容不足

　　現在所教授的熱能專(zhuān)業(yè)課程主要是以煤、石油、天然氣為主的利用方式。而這些燃料在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生了嚴重的環(huán)境污染理由，不符合當前節能減排形勢。授課時(shí)也沒(méi)有對新型清潔能源加以系統的講解。且現今為止，對新型能源課程的側重點(diǎn)不夠，據調查其他很多高校也沒(méi)有開(kāi)設相關(guān)課程。

　　二、教學(xué)工作的改革與創(chuàng )新

　　針對上述存在的教學(xué)理由，筆者從教材內容的選取、實(shí)踐環(huán)節的完善及如何培養學(xué)生自主研究能力等相關(guān)環(huán)節進(jìn)行了以下探索。

　　1.明確教學(xué)目標、優(yōu)化教學(xué)內容

　　為應對當前教材內容的固化，在教學(xué)過(guò)程中，對于一些需要重點(diǎn)掌握的內容不斷深化，不但要讓廣大學(xué)生從根本上了解其基本原理及相應機制，還通過(guò)制作物理模型，或是制作相應的動(dòng)畫(huà)、短片來(lái)模擬其工作進(jìn)程，使學(xué)生從固定形式的書(shū)本內容過(guò)渡到生動(dòng)鮮明的動(dòng)態(tài)模型中，從而加深對理論知識的理解，同時(shí)對這些理論知識的應用范圍進(jìn)行闡述，如卡諾循環(huán)在熱機上應用等。

　　在每課時(shí)后都會(huì )布置相應的課后內容，這其中包括課后習題的計算，對書(shū)本上存在的重點(diǎn)、難點(diǎn)理由，通過(guò)網(wǎng)上搜索、到圖書(shū)館查閱資料等方式進(jìn)行知識的梳理，使學(xué)生的知識體系得到全面的升華。

　　科技是不斷進(jìn)步的，本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展也應與時(shí)俱進(jìn)。為彌補書(shū)本中存在的知識點(diǎn)不完善理由，在其中加入時(shí)代背景下的新技術(shù)。例如，現行的熱能教材中，所講解產(chǎn)能方式都以燃煤、燃氣為主，其中沒(méi)有或是很少涉及到新型能源的相關(guān)方面。

　　然而，隨著(zhù)國家節能減排政策的不斷深化，在建設節約型社會(huì )的引領(lǐng)下，為適應時(shí)代的發(fā)展趨勢，也本著(zhù)更好地建設熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)的發(fā)展要求，教學(xué)時(shí)增加對風(fēng)能及太陽(yáng)能等清潔能源的利用及特點(diǎn)的系統性講解，并結合相關(guān)的應用實(shí)例。

　　2.教學(xué)手段

　　在教學(xué)過(guò)程中，無(wú)論是課堂教學(xué)還是實(shí)踐教學(xué)，在原有的教學(xué)模式上進(jìn)行改善工作。授課過(guò)程不再是教師獨自完成教學(xué)任務(wù)，而是采用啟發(fā)互動(dòng)式的教學(xué)策略。旨在使學(xué)生間、教師與學(xué)生間產(chǎn)生良性互動(dòng)，形成一種探討式的教學(xué)理念，使彼此的觀(guān)點(diǎn)相互碰撞，產(chǎn)生共鳴，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )造性思維。

　　本著(zhù)培養學(xué)生的自我學(xué)習能力，同時(shí)也為了擴寬學(xué)生的知識結構，在“能源與環(huán)境系統工程概論”授課中期，安排學(xué)生對本專(zhuān)業(yè)的相關(guān)理論在工程實(shí)際中的應用進(jìn)行案例介紹，實(shí)施過(guò)程主要是通過(guò)制作PPT的形式，在課堂上每位學(xué)生進(jìn)行10分鐘的講解。講解結束，臺下學(xué)生可根據自己的想法提出相應理由，之后講解者進(jìn)行解答。

　　通過(guò)這樣的方式，每個(gè)學(xué)生都可以參與其中，如此也進(jìn)一步彌補了實(shí)踐課程不足所造成的知識體系不建全面。3.CFD課程的開(kāi)設

　　CFD技術(shù)是建立在經(jīng)典流體動(dòng)力學(xué)與數值計算策略基礎上的一門(mén)新型的獨立學(xué)科，[4]它兼有理論性和實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)，是與計算機技術(shù)的發(fā)展緊密相連的。

　　通過(guò)實(shí)驗的策略所測得的數據真實(shí)可信。然而實(shí)驗時(shí)，往往會(huì )受到模型尺寸、流場(chǎng)擾動(dòng)、人身安全和測量精確度等方面的限制，有時(shí)很難通過(guò)實(shí)驗的策略得到滿(mǎn)意的結果。

　　此外，實(shí)驗時(shí)還會(huì )有經(jīng)費的投入、人力和物力的消耗及實(shí)驗周期長(cháng)的理由，定會(huì )造成能源的浪費現象。而CFD技術(shù)在一臺計算機上完成相關(guān)運算，是用模擬的策略完成相同的實(shí)驗內容，通過(guò)數值模擬再現實(shí)際場(chǎng)景。

　　在教學(xué)改革中，正是考慮到CFD計算精確、能耗小、實(shí)踐性強的特點(diǎn)，在本專(zhuān)業(yè)開(kāi)設了“CFD工程軟件及應用”課程。

　　選取的教材為王福軍編著(zhù)的《計算流體動(dòng)力學(xué)分析—CFD軟件原理與應用》(清華大學(xué)出版社)，該教材實(shí)用性強、重點(diǎn)突出、易學(xué)易懂。本課程在教學(xué)任務(wù)共計32個(gè)學(xué)時(shí)，每講授1個(gè)課時(shí)，預留給學(xué)生1個(gè)計算實(shí)例，培養其動(dòng)手能力。為防止互相抄襲現象，每位學(xué)生的計算案例皆不相同。

　　由于本軟件具有理論性與實(shí)踐性的優(yōu)點(diǎn)，學(xué)生不僅對理論知識進(jìn)行了梳理，實(shí)踐能力也得到了加強，補充了實(shí)驗課程少所帶來(lái)的不利影響。

　　CFD課程的開(kāi)設在一定方面也與我國所提出的節能減排政策相契合，這樣的授課特點(diǎn)既減少了課程開(kāi)支，也保證了教學(xué)質(zhì)量。

　　4.污染物制約教學(xué)與節能減排形勢相結合

　　在世界范圍內，環(huán)境保護已成為熱點(diǎn)話(huà)題，而電站燃煤是造成環(huán)境理由的罪魁禍首。圍繞著(zhù)環(huán)保，產(chǎn)生了各種燃煙型制約技術(shù)，這其中包括煤的凈化技術(shù)、煤的先進(jìn)燃燒技術(shù)、燃煤煙氣凈化技術(shù)及潔凈煤發(fā)電新技術(shù)。

　　在過(guò)去的一段時(shí)間內大氣污染的重點(diǎn)制約對象為硫氧化物及碳氧化物，而現今的重點(diǎn)制約對象已變?yōu)榈�氧化物�?/p>

　　為此，在對學(xué)生授課時(shí)，對污染物制約技術(shù)應深入介紹，同時(shí)也要對我國排放標準與國際排放標準進(jìn)行比較，讓學(xué)生對相關(guān)政策有一定的了解。例如，授課時(shí)對脫硝裝置進(jìn)行系統的介紹，使學(xué)生知道當前的脫硝技術(shù)有哪些、國際上的氮氧化物排放標準如何。

　　5.社會(huì )實(shí)踐環(huán)節

　　熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強的學(xué)科，很多的理論知識都需要通過(guò)實(shí)踐的方式去領(lǐng)會(huì )與消化。因此，實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生對知識全面掌握程度的必備環(huán)節。

　　實(shí)踐環(huán)節主要是以當前污染物制約相關(guān)內容為主，在提前與電廠(chǎng)溝通的前提下，且在電廠(chǎng)檢修期間，帶領(lǐng)學(xué)生現場(chǎng)教學(xué)，同時(shí)要充分注意學(xué)生安全理由。由于時(shí)間限制，主要對除塵系統、煙氣排放系統、脫硫島及脫硝島進(jìn)行參觀(guān)及學(xué)習。在現場(chǎng)時(shí)，學(xué)生對于不懂的理由，由教師或電廠(chǎng)的運轉人員進(jìn)行答疑解惑。

　　同時(shí)，鼓勵學(xué)生參加相關(guān)的節能減排大賽。充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng )造力與想象力，在其過(guò)程中，教師給予一定的指導工作。通過(guò)實(shí)踐環(huán)節，使每個(gè)學(xué)生對本專(zhuān)業(yè)有整體上的認識，為今后的研究與工作打下堅實(shí)的基礎。

　　三、結語(yǔ)

　　在節能減排的時(shí)代背景下，針對熱能專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，對有利于本學(xué)科發(fā)展的教學(xué)工作完善理由進(jìn)行了有益的探討。具體內容包括：教學(xué)內容上對清潔新型能源的重點(diǎn)介紹、理論性與實(shí)踐性完備的CFD課程的開(kāi)設、為應對污染物制約理由的制約策略。

　　通過(guò)這些改革與創(chuàng )新策略的嘗試，在教學(xué)上取得了令人滿(mǎn)意的成績(jì)。學(xué)生的學(xué)習能動(dòng)性有所提高，對知識的理解得以深入，且本專(zhuān)業(yè)就業(yè)趨勢明朗，就業(yè)單位對學(xué)生評價(jià)較高，從而證實(shí)了該教學(xué)改革與創(chuàng )新工作的實(shí)施是成功的，達到了最初的教學(xué)目標。

　　參考文獻：

　　[1]郝吉明，王書(shū)肖.燃煤SO2制約技術(shù)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

　　[2]牛云翥，牛叔文，張馨，趙春升.家庭能源消費與節能減排的政策選擇[J].中國軟科學(xué)，2013，(5).

　　[3]梁彤祥，等.清潔能源[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.

　　[4]王福軍.計算流體動(dòng)力學(xué)分析-CDF軟件原理及應用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

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