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時代背景下熱能與動力工程專業教學改革與創新
時代背景下熱能與動力工程專業教學改革與創新是小編為大家帶來的論文范文，歡迎閱讀。
摘要：隨著我國對節能減排政策的不斷深化，熱能與動力工程專業的重要性日益凸現。對當前熱能與動力工程專業在教學過程中需要改善的方面進行了深入的探討，提出了新形勢下的改革方案與教學策略，其中包括CFD課程的開設、污染物制約與節能減排政策的相結合，為不斷提高教學效果和對本專業的建設提供參考作用。
關鍵詞：熱能與動力工程;節能減排;改革;創新;CFD課程
目前，世界能源消耗量巨大，主要耗能方式仍是來自于煤、石油和天然氣的燃燒，這些化石燃料在利用過程中產生了大量的污染物，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，甚至威脅著人類的存活與發展。
為應對日益嚴重的環境理由，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業型技術人才，在教學環節中也要對教學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(風能、太陽能、潮汐能、水能等)方向發展，[3]雖然所占比例還比較低，不過對于緩解嚴重的環境壓力而言將發揮積極性的作用。
熱能專業與能源的綜合利用息息相關，在教學環節中，應對已有的教材內容加以篩選，對于一些落后于時代發展的策略與技術，不再重點講解，而對于一些新技術與新策略在教學中要重點闡述。
把當前的熱點技術提升到理論高度，使學生在未來的科學研究或是工作中找準方向。
在教學改革實施過程中，我們將新型能源的發展趨勢及特點加到教學任務當中，并對CFD軟件在本專業的應用價值及前景進行了探討，開設了CFD相關課程。本文中，筆者分析了現行課程教學中存在的理由，并對教學改革的經驗進行總結和系統介紹。
一 、現行教學工作存在的理由
1.教材內容與時代背景互不銜接
熱能與動力工程專業的教材種類繁多，且現行教材內容中所涵蓋的策略及技術大多是已有的陳舊理論，同時教材中的相關章節落后于時代背景，沒有對當前的新技術、新策略加以系統性的介紹。這樣的后果是，學生的思維方式還停留在陳舊的策略體系當中，不能對本專業的發展趨勢有明確的判斷，學生今后的研究及工作產生知識脫節，進而也對本專業的發展產生不利影響。
2.缺乏對新型教學策略的探索
目前的教學方式還基本以課堂講授為主，并結合一定課時的實驗內容。實驗也是以仿真平臺實現及外加一定的動手環節。但該過程避開不了存在著課時上的沖突，以致課堂教學與實踐教學之間不能統調，造成了理論知識與實踐內容相結合時的不契合，且教學過程中師生間缺乏互動。
3.教學內容與節能減排政策相脫離
當今環境保護理由已經提上了人們的日事議程，然而在教學內容上，還是圍繞著以如何產能及能效理由為主，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，也未能把教學內容與節能減排政策相結合;且教學時也沒有在充分保證教學質量的前提下，探討如何節約授課成本。
4.對新型清潔能源的教學內容不足
現在所教授的熱能專業課程主要是以煤、石油、天然氣為主的利用方式。而這些燃料在燃燒過程中產生了嚴重的環境污染理由，不符合當前節能減排形勢。授課時也沒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不夠，據調查其他很多高校也沒有開設相關課程。
二、教學工作的改革與創新
針對上述存在的教學理由，筆者從教材內容的選取、實踐環節的完善及如何培養學生自主研究能力等相關環節進行了以下探索。
1.明確教學目標、優化教學內容
為應對當前教材內容的固化，在教學過程中，對于一些需要重點掌握的內容不斷深化，不但要讓廣大學生從根本上了解其基本原理及相應機制，還通過制作物理模型，或是制作相應的動畫、短片來模擬其工作進程，使學生從固定形式的書本內容過渡到生動鮮明的動態模型中，從而加深對理論知識的理解，同時對這些理論知識的應用范圍進行闡述，如卡諾循環在熱機上應用等。
在每課時后都會布置相應的課后內容，這其中包括課后習題的計算，對書本上存在的重點、難點理由，通過網上搜索、到圖書館查閱資料等方式進行知識的梳理，使學生的知識體系得到全面的升華。
科技是不斷進步的，本專業的發展也應與時俱進。為彌補書本中存在的知識點不完善理由，在其中加入時代背景下的新技術。例如，現行的熱能教材中，所講解產能方式都以燃煤、燃氣為主，其中沒有或是很少涉及到新型能源的相關方面。
然而，隨著國家節能減排政策的不斷深化，在建設節約型社會的引領下，為適應時代的發展趨勢，也本著更好地建設熱能與動力工程專業的發展要求，教學時增加對風能及太陽能等清潔能源的利用及特點的系統性講解，并結合相關的應用實例。
2.教學手段
在教學過程中，無論是課堂教學還是實踐教學，在原有的教學模式上進行改善工作。授課過程不再是教師獨自完成教學任務，而是采用啟發互動式的教學策略。旨在使學生間、教師與學生間產生良性互動，形成一種探討式的教學理念，使彼此的觀點相互碰撞，產生共鳴，從而激發學生的創造性思維。
本著培養學生的自我學習能力，同時也為了擴寬學生的知識結構，在“能源與環境系統工程概論”授課中期，安排學生對本專業的相關理論在工程實際中的應用進行案例介紹，實施過程主要是通過制作PPT的形式，在課堂上每位學生進行10分鐘的講解。講解結束，臺下學生可根據自己的想法提出相應理由，之后講解者進行解答。
通過這樣的方式，每個學生都可以參與其中，如此也進一步彌補了實踐課程不足所造成的知識體系不建全面。3.CFD課程的開設
CFD技術是建立在經典流體動力學與數值計算策略基礎上的一門新型的獨立學科，[4]它兼有理論性和實踐性的雙重特點，是與計算機技術的發展緊密相連的。
通過實驗的策略所測得的數據真實可信。然而實驗時，往往會受到模型尺寸、流場擾動、人身安全和測量精確度等方面的限制，有時很難通過實驗的策略得到滿意的結果。
此外，實驗時還會有經費的投入、人力和物力的消耗及實驗周期長的理由，定會造成能源的浪費現象。而CFD技術在一臺計算機上完成相關運算，是用模擬的策略完成相同的實驗內容，通過數值模擬再現實際場景。
在教學改革中，正是考慮到CFD計算精確、能耗小、實踐性強的特點，在本專業開設了“CFD工程軟件及應用”課程。
選取的教材為王福軍編著的《計算流體動力學分析—CFD軟件原理與應用》(清華大學出版社)，該教材實用性強、重點突出、易學易懂。本課程在教學任務共計32個學時，每講授1個課時，預留給學生1個計算實例，培養其動手能力。為防止互相抄襲現象，每位學生的計算案例皆不相同。
由于本軟件具有理論性與實踐性的優點，學生不僅對理論知識進行了梳理，實踐能力也得到了加強，補充了實驗課程少所帶來的不利影響。
CFD課程的開設在一定方面也與我國所提出的節能減排政策相契合，這樣的授課特點既減少了課程開支，也保證了教學質量。
4.污染物制約教學與節能減排形勢相結合
在世界范圍內，環境保護已成為熱點話題，而電站燃煤是造成環境理由的罪魁禍首。圍繞著環保，產生了各種燃煙型制約技術，這其中包括煤的凈化技術、煤的先進燃燒技術、燃煤煙氣凈化技術及潔凈煤發電新技術。
在過去的一段時間內大氣污染的重點制約對象為硫氧化物及碳氧化物，而現今的重點制約對象已變為氮氧化物。
為此，在對學生授課時，對污染物制約技術應深入介紹，同時也要對我國排放標準與國際排放標準進行比較，讓學生對相關政策有一定的了解。例如，授課時對脫硝裝置進行系統的介紹，使學生知道當前的脫硝技術有哪些、國際上的氮氧化物排放標準如何。
5.社會實踐環節
熱能與動力工程專業是一個實踐性很強的學科，很多的理論知識都需要通過實踐的方式去領會與消化。因此，實踐教學是提高學生對知識全面掌握程度的必備環節。
實踐環節主要是以當前污染物制約相關內容為主，在提前與電廠溝通的前提下，且在電廠檢修期間，帶領學生現場教學，同時要充分注意學生安全理由。由于時間限制，主要對除塵系統、煙氣排放系統、脫硫島及脫硝島進行參觀及學習。在現場時，學生對于不懂的理由，由教師或電廠的運轉人員進行答疑解惑。
同時，鼓勵學生參加相關的節能減排大賽。充分發揮學生的創造力與想象力，在其過程中，教師給予一定的指導工作。通過實踐環節，使每個學生對本專業有整體上的認識，為今后的研究與工作打下堅實的基礎。
三、結語
在節能減排的時代背景下，針對熱能專業的特點，對有利于本學科發展的教學工作完善理由進行了有益的探討。具體內容包括：教學內容上對清潔新型能源的重點介紹、理論性與實踐性完備的CFD課程的開設、為應對污染物制約理由的制約策略。
通過這些改革與創新策略的嘗試，在教學上取得了令人滿意的成績。學生的學習能動性有所提高，對知識的理解得以深入，且本專業就業趨勢明朗，就業單位對學生評價較高，從而證實了該教學改革與創新工作的實施是成功的，達到了最初的教學目標。
參考文獻：
[1]郝吉明，王書肖.燃煤SO2制約技術手冊[M].北京：化學工業出版社，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，2013，(5).
[3]梁彤祥，等.清潔能源[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2003.
[4]王福軍.計算流體動力學分析-CDF軟件原理及應用[M].北京：清華大學出版社，2004.
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