能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心建設(shè)

韓東太， 李意民， 郭楚文， 宋正昶， 王利軍， 晁 陽

(中國礦業(yè)大學(xué) 電力工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

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能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心建設(shè)

韓東太， 李意民， 郭楚文， 宋正昶， 王利軍， 晁 陽

(中國礦業(yè)大學(xué) 電力工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

以創(chuàng)建省級實驗教學(xué)與實踐教育中心為契機，結(jié)合中國礦業(yè)大學(xué)能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心建設(shè)的具體實踐，集中討論了具有鮮明礦業(yè)特色的煤炭高校學(xué)科綜合訓(xùn)練中心建設(shè)目標(biāo)、思路及建設(shè)內(nèi)容。提出沿著突出特色性、強化實踐性、強調(diào)一體性的建設(shè)思路，創(chuàng)建“兩級管理，一個平臺，兩支隊伍”管理模式；構(gòu)建能源與動力工程實驗教學(xué)與實踐教育創(chuàng)新體系；建立差異化的實驗教學(xué)考核機制；組建專題研究團隊、開展實驗教學(xué)改革研究；加強學(xué)科交叉融合，提高學(xué)生集成實踐、協(xié)同創(chuàng)新能力；重視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，豐富和完善網(wǎng)站內(nèi)涵。

學(xué)科綜合訓(xùn)練中心； 實驗教學(xué)與實踐教育； 考核機制； 教學(xué)改革； 學(xué)科交叉； 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

0 引 言

能源問題是本世紀(jì)的首要問題，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出：我國目前能源結(jié)構(gòu)不合理，能源利用效率低，石化能源的大量消費造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，在能源結(jié)構(gòu)中煤炭占一次能源的68%，此格局在今后50年不會發(fā)生實質(zhì)性改變[1]。我校作為一所能源科技大學(xué)，在煤炭勘探、開采、安全、洗選、環(huán)境保護等領(lǐng)域具備學(xué)科優(yōu)勢，今后10年學(xué)校的發(fā)展目標(biāo)是：“經(jīng)過10年努力，完成從‘研教型’大學(xué)向‘研究型’大學(xué)的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)以能源資源領(lǐng)域為主的多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展，力爭建成特色鮮明、國際一流的高水平礦業(yè)大學(xué)”[2]。目前，學(xué)校設(shè)有60個本科專業(yè)，其中60%都與煤炭能源的開采與利用有關(guān)。因此，圍繞學(xué)校的戰(zhàn)略目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)劃，建設(shè)能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心，突破現(xiàn)有學(xué)科、專業(yè)格局，完善學(xué)校“大能源”學(xué)科鏈條，實現(xiàn)全校資源共享，降低實驗成本，提高效率，形成集約、開放、研究型的示范實驗?zāi)Ｊ剑欣趶?fù)合型人才的培養(yǎng)。

能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心(實驗教學(xué)中心)成立于2010年，2013年申請獲得省級實驗教學(xué)與實踐教育中心建設(shè)單位。中心以國家、省級實驗教學(xué)與實踐教育中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，努力建設(shè)成具有鮮明礦業(yè)特色、先進教學(xué)理念、扎實的工程實踐經(jīng)驗和超強科研能力的教學(xué)科研實體。

1 概 況

能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心依托電力工程學(xué)院，實行校、院兩級管理。中心依托動力工程及工程熱物理、礦業(yè)工程、安全工程等一級學(xué)科，面向能源與動力工程、機械工程及自動化、安全工程、采礦工程、選礦工程、建筑設(shè)備與環(huán)境工程等16個專業(yè)，承擔(dān)全校流體力學(xué)課程群、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、測試技術(shù)及儀表、熱力發(fā)電廠、熱工自動化等26門課程的實驗教學(xué)任務(wù)，年平均承擔(dān)13.8萬實驗人時。除本科實驗教學(xué)外，實驗室還承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、國家攻關(guān)項目、省部委計劃項目和大量的橫向課題以及研究生的科研實驗任務(wù)。

中心擁有一支知識結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)氣氛活躍、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)且以中青年骨干為主體的實驗教學(xué)和研究隊伍。教師年齡、職稱、學(xué)歷、學(xué)緣(國外進修一年及以上)結(jié)構(gòu)合理。在專職教師隊伍41人中，教授8人，副高職稱13人，45歲以下具有博士學(xué)位的中青年教師32人，占總?cè)藬?shù)的78%；隊伍學(xué)歷層次高，研究特色突出，發(fā)展?jié)摿妱牛瑸橹行牡目沙掷m(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

中心依靠世界銀行貸款、“211工程”、“985科技創(chuàng)新平臺”、國家財政修購專項基金資助，先后共投入2000萬元，購置儀器設(shè)備。中心下設(shè)6個熱工基礎(chǔ)實驗室、8個專業(yè)實驗室， 7個具有鮮明行業(yè)特色的高標(biāo)準(zhǔn)開放創(chuàng)新實驗室，包括煤基可燃?xì)怏w發(fā)電、節(jié)能減排、新能源、熱物理性質(zhì)實驗室、CFD(流體力學(xué)數(shù)值模擬)中心、電廠仿真中心、大學(xué)生創(chuàng)新實驗室，在國內(nèi)同類型高校實驗室中具有特色和比較優(yōu)勢。

2 建設(shè)目標(biāo)與思路

2.1 建設(shè)目標(biāo)

構(gòu)建以實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，理論與實踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合的能源動力類學(xué)科綜合訓(xùn)練體系，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才[3]；建設(shè)1支具有創(chuàng)新實踐精神、先進教學(xué)思想和現(xiàn)代教學(xué)方法、年齡和職稱結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)實驗教學(xué)與實踐教育師資隊伍；建立適應(yīng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展的管理機制，形成一個能夠滿足能源與動力工程、采礦工程、安全工程、煤化工等7個學(xué)院16 個本科專業(yè)的實驗教學(xué)需求，具有很強示范作用和輻射作用的實驗教學(xué)示范體系；建成輻射煤炭行業(yè)，多學(xué)科交叉具有鮮明行業(yè)特色的“大能源”學(xué)科綜合訓(xùn)練中心。

2.2 建設(shè)思路

(1) 突出特色。依托學(xué)校學(xué)科布局，立足徐州能源產(chǎn)業(yè)基地，在課程體系設(shè)置、師資隊伍組成、基地建設(shè)中突出煤炭為主的能源專業(yè)特色和區(qū)位優(yōu)勢。

(2) 強化實踐性。構(gòu)建由“課程實驗-特色實驗-自主創(chuàng)新實驗-崗位實踐”組成的四層次實驗教學(xué)與實踐教育體系，強化學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)由基礎(chǔ)知識傳授向?qū)嵺`創(chuàng)新能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變、由單純學(xué)習(xí)模式向“學(xué)習(xí)-應(yīng)用-創(chuàng)新-崗位”模式的轉(zhuǎn)變[4]。

(3) 強調(diào)一體性。強調(diào)教學(xué)和科研的一體性，課程實驗、特色實驗、自主創(chuàng)新實驗、崗位實踐等教學(xué)體系的一體性，教師、專職實驗技術(shù)人員等師資隊伍的一體性，淡化教學(xué)與科研、理論教學(xué)與實驗教學(xué)、專業(yè)教師與校外導(dǎo)師、學(xué)校實驗教學(xué)中心與校外實踐基地界限，形成一體化的綜合性、多層次、多渠道實驗教學(xué)與實踐教育系統(tǒng)[5]。

3 建設(shè)內(nèi)容

3.1 創(chuàng)建新的管理模式

(1) 兩級管理。中心由學(xué)校教務(wù)部主管副部長和學(xué)院主管院長直接進行管理，中心日常教學(xué)管理實行主任負(fù)責(zé)制，保證中心教育教學(xué)資源的自主統(tǒng)籌調(diào)配。中心主任由學(xué)校從能源與動力相關(guān)專業(yè)的教師中直接選聘，全面負(fù)責(zé)實驗室業(yè)務(wù)和行政工作。

(2) 一個平臺。構(gòu)建教學(xué)和科研融為一體的公共平臺。教學(xué)平臺以本科生實驗教學(xué)為主，為全校本科生服務(wù)；科研平臺以培養(yǎng)研究生及高層次人才為主，面向校內(nèi)外開放。“一個平臺”將二者整合共享，實現(xiàn)科研反哺教學(xué)，教學(xué)與科研互動的良性循環(huán)模式[6]。

(3) 兩支隊伍。組建專職和兼職實驗教師兩支隊伍。專職實驗教師隊伍主要由各實驗室的實驗技術(shù)人員組成，其職責(zé)是：管理和維護各類實驗設(shè)備， 負(fù)責(zé)公共實驗教學(xué)課程，為科研提供技術(shù)支持和保障；兼職實驗教師主要由參加工作未滿2年的青年教師擔(dān)任，參與實驗教學(xué)和儀器設(shè)備的再開發(fā)、再利用。對于一些貴重的精密儀器設(shè)備實行教授負(fù)責(zé)制，由專門的教授、副教授一對一管理和維護，并負(fù)責(zé)指導(dǎo)使用。通過兩支隊伍的建設(shè), 有效地促進了儀器設(shè)備的開發(fā)和利用，促進了理論和實踐的結(jié)合。

3.2 構(gòu)建實驗教學(xué)與實踐教育新體系

科學(xué)的實驗教學(xué)體系既有利于學(xué)生掌握相關(guān)知識、技能和方法，又有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和科學(xué)思維的培養(yǎng)及綜合素質(zhì)的提高[7]。能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心基于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐能力的復(fù)合型人才的社會責(zé)任感，參照國內(nèi)一流大學(xué)工程實踐教學(xué)體系[8]，根據(jù)能源動力類專業(yè)的課程設(shè)置與教學(xué)特點，建成課程實驗、特色實驗、自主創(chuàng)新實驗、崗位實踐四層次、漸進性的實驗教學(xué)體系。

(1) 課程實驗。依托熱工基礎(chǔ)實驗室和各專業(yè)實驗室，根據(jù)各本科相關(guān)專業(yè)教學(xué)大平臺課程設(shè)置的模塊化和系列化的需要，將分散的動力機械基礎(chǔ)和熱工類基礎(chǔ)實驗以及專業(yè)課程實驗集中設(shè)置，為傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)等26門課程開設(shè)實驗項目81個，其中綜合設(shè)計型45個。如圖1所示，課程實驗數(shù)占各層次實驗項目總數(shù)的48.5%。

圖1 各層次實驗項目分布圖

(2) 特色實驗。依托煤基可燃?xì)怏w發(fā)電實驗室、節(jié)能減排實驗室、新能源實驗室、熱物理性質(zhì)實驗室，在能源與動力工程專業(yè)實踐性環(huán)節(jié)—熱能工程綜合訓(xùn)練(32學(xué)時)、流體工程綜合訓(xùn)練(16學(xué)時)，圍繞低品質(zhì)燃料的高效清潔燃燒和低碳排放技術(shù)開設(shè)特色實驗。如低濃度礦井瓦斯燃燒發(fā)電實驗，風(fēng)電互補與太陽能斯特林機發(fā)電實驗，煙氣脫硫脫硝實驗，含能材料熱物理性質(zhì)性能測定、毛細(xì)管網(wǎng)末端空調(diào)制冷制熱實驗等41項，占實驗項目總數(shù)的24.5%。

(3) 自主創(chuàng)新實驗。依托大學(xué)生創(chuàng)新開放實驗室(大學(xué)生“新能源與節(jié)能減排創(chuàng)新實踐”基地)，在大學(xué)生科研創(chuàng)新(2學(xué)分)、畢業(yè)設(shè)計(15周)以及大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目等實踐環(huán)節(jié)，選拔一些有能力、有興趣的學(xué)生自帶課題，或加入到教師的科研團隊中去，進行科技開發(fā)、新技術(shù)應(yīng)用研究，強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主研究，合作研究，讓他們得到深層次的鍛煉和提高。目前已開發(fā)的自主創(chuàng)新實驗有流量測量優(yōu)化實驗、鍋爐爐膛燃燒虛擬實驗、礦用風(fēng)機節(jié)能型前導(dǎo)葉片的實驗、空調(diào)熱水器設(shè)計等20項。

(4) 崗位實踐。圍繞“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，創(chuàng)立校企聯(lián)合培養(yǎng)新機制。依托2個校內(nèi)實踐基地(電廠仿真中心、CFD計算中心)，4類校外實踐基地：燃燒工程實踐基地(徐州燃控科技)，火電廠生產(chǎn)實踐基地(華潤電力、國華電力、徐礦熱電)，新能源實踐基地(徐州協(xié)鑫光伏)，動力流體機械實踐基地(南汽集團、徐州浩通水射流科技，徐州風(fēng)機廠)，在認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、社會實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與生產(chǎn)過程，熟悉現(xiàn)場各種生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，提高崗位實踐能力和創(chuàng)業(yè)能力。

3.3 建立差異化的實驗考核機制

以培養(yǎng)學(xué)生動手能力、提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力為基本出發(fā)點，積極探索新的實驗教學(xué)考核體系[9]。對于不同的實驗和實踐項目，逐步建立差異化的實驗考核機制。

課程類實驗成績考核實驗預(yù)習(xí)、操作過程、實驗效果和實驗報告4 部分，成績結(jié)構(gòu)比例為1∶3∶3∶3，其中，實驗報告重點考察學(xué)生對實驗結(jié)果的分析處理能力、對指導(dǎo)書中思考題的解答、實驗體會及對現(xiàn)有實驗裝置的性能分析與改進建議等[11]；自主創(chuàng)新實驗成績包括方案設(shè)計、實驗系統(tǒng)搭建、實驗效果、合作能力、設(shè)計報告、回答問題等方面，成績結(jié)構(gòu)比例對不同的實驗項目有不同的側(cè)重，其中合作能力的成績?yōu)橥M同學(xué)間的互相打分結(jié)果；崗位實踐成績包括考勤、自我評價、實踐單位評分、校內(nèi)指導(dǎo)教師評價四部分，成績結(jié)構(gòu)比例為1∶3∶3∶3。

為鼓勵學(xué)生參加科研創(chuàng)新訓(xùn)練計劃和各類科學(xué)競賽，中心不僅提供場地和經(jīng)費支持，完成項目的學(xué)生還可獲得相應(yīng)的學(xué)分。

3.4 組建專題研究團隊

中心堅持建設(shè)一支具有創(chuàng)新精神、先進教學(xué)理念的高素質(zhì)實驗教學(xué)團隊。中心實驗教師積極參與精品課程建設(shè)，開展實驗教學(xué)改革研究。自成立以來，共承擔(dān)10項教學(xué)研究項目，發(fā)表教學(xué)研究論文12篇，教學(xué)科研成果15項。針對省級以上教學(xué)改革項目和教學(xué)成果偏少的突出問題，中心決定組織專題研究團隊：中心負(fù)責(zé)人主持專業(yè)實驗教學(xué)體系研究團隊，課程負(fù)責(zé)人組建精品課程團隊，教授主持大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”發(fā)明創(chuàng)造比賽、“節(jié)能減排大賽”創(chuàng)新團隊。努力實現(xiàn)3年建設(shè)周期內(nèi)省級以上研究成果倍增，實施“1234”工程，即實現(xiàn)省級重點教改項目1個，省級以上精品課程(流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué))2個以上，省級以上各類教學(xué)成果獎3個，參加全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”或“節(jié)能減排大賽”一等獎4個。

3.5 加強學(xué)科交叉融合

我校采礦、安全以及煤化工等學(xué)科在全國處于領(lǐng)先地位，擁有豐富的科研資源和人才儲備。能源與動力工程學(xué)科綜合訓(xùn)練中心面向的16個本科專業(yè)，雖然培養(yǎng)方向及課程設(shè)置不同，但都是以能源為主線貫穿始終。因此，可以將各專業(yè)學(xué)科交叉融合，資源整合，建成“大能源”實驗教學(xué)中心，充分實現(xiàn)資源共享，從而提高學(xué)生的集成創(chuàng)新能力。中心作為校大學(xué)生“新能源與節(jié)能減排實踐創(chuàng)新基地”和全國大學(xué)生“節(jié)能減排”與社會實踐科技競賽參賽作品校內(nèi)選拔的承辦單位，積極提供場地和技術(shù)指導(dǎo)，鼓勵各專業(yè)學(xué)生跨學(xué)院成立合作科研創(chuàng)新團隊，孵化參賽作品，在技術(shù)集成、技術(shù)移植和技術(shù)實施過程中培養(yǎng)大學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新能力，進而使學(xué)生通過科研實踐形成系統(tǒng)的概念，提高學(xué)生能源系統(tǒng)集成和系統(tǒng)設(shè)計的能力[12]。

3.6 豐富和完善網(wǎng)站建設(shè)

中心網(wǎng)站提供了教學(xué)大綱、實驗項目、教學(xué)進度、實驗要求、儀器使用、實驗課件、實驗視頻等實驗教學(xué)資源。今后中心網(wǎng)站的功能要實現(xiàn)由單向轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向，即由簡單靜態(tài)瀏覽，信息發(fā)布轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向互動，由靜態(tài)圖片展示轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M現(xiàn)實[13]。具體實施分為兩步走戰(zhàn)略：①開通實驗教學(xué)綜合管理系統(tǒng)、實踐教學(xué)管理系統(tǒng)、實驗室安全學(xué)習(xí)平臺，全校學(xué)生都可以在校園網(wǎng)上自主選課，實驗預(yù)約、網(wǎng)上答疑、查看成績和進行教學(xué)效果評價，實現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理[14]；②開發(fā)虛擬實驗室，學(xué)生在網(wǎng)上不僅可瀏覽實驗視頻，教學(xué)課件，還可模擬實驗過程。虛擬實驗室不僅能仿真實驗結(jié)果，而且能仿真實驗儀器和實驗操作過程，是對常規(guī)實驗教學(xué)的一種重要補充[15]。

4 建設(shè)效果

3年以來，中心每年組織學(xué)生參加各類、各層次的科技競賽活動超過300 人次。學(xué)生申請獲得國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃12項、省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃18項、校級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃54項。學(xué)生參加省級以上科技競賽碩果累累：獲得“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎1項，全國大學(xué)生“節(jié)能減排”社會實踐與科技競賽一等獎1項、二等獎2項、三等獎5項，全國周培源大學(xué)生力學(xué)競賽三等獎1項，中國機器人大賽中二等獎1項，全國大學(xué)生基礎(chǔ)力學(xué)實驗競賽三等獎1項，其他各類競賽中二等獎4項、三等獎2項。本科生申請發(fā)明專利2項，實用新型16項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20篇。

通過廣泛的校內(nèi)外工程實踐訓(xùn)練，我校能源與動力工程專業(yè)學(xué)生以“能吃苦，動手能力強、基礎(chǔ)扎實”受到用人單位的好評。本科生就業(yè)率自2011年起連續(xù)三年在全校率先實現(xiàn)畢業(yè)生協(xié)議就業(yè)率100%。在就業(yè)質(zhì)量、就業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)層次方面也實現(xiàn)逐年改善。

5 結(jié) 語

學(xué)科綜合訓(xùn)練中心建設(shè)是一個系統(tǒng)性工程，為保證能可持續(xù)發(fā)展，必須要有超前意識，要與時俱進，做好頂層設(shè)計[16]。與綜合性大學(xué)相比，行業(yè)性高校的學(xué)科綜合訓(xùn)練中心建設(shè)不能面面俱到，但可以發(fā)揮其行業(yè)優(yōu)勢，突出其特色性。

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Disciplinary Training Center Construction of Energy and Power Engineering

HANDong-tai,LIYi-min,GUOChu-wen,SONGZheng-chang,WANGLi-jun,CHAOYang

(School of Electric Power Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China)

To create a center of provincial experimental teaching and practice of education as an opportunity, combining with the concrete practice in the development of disciplinary training center of Energy and Power Engineering in CUMT this paper focuses on the goals and ideas, construction content and construction effects in the coal universities with distinct characteristics of the coal mining industry. We propose the ideas with characteristics of prominent features, strengthening practice and emphasizing the integration. We create a management mode which has two-stage of management, a platform and two teams, and build an innovation system of experimental teaching and practice of education of energy and power engineering. We also establish different evaluation mechanism of experimental teaching. What’s more, we form the thematic research teams to reform experimental teaching and to strengthen interdisciplinary integration, It can improve students’ abilities of integrated practice and collaborative innovation. In addition, we value the construction of network, and enrich the websites.

center of disciplinary training; experimental teaching and practice of education; evaluation mechanism; reform; Interdisciplinary; construction of network

2014-03-25

江蘇省2013省級實驗教學(xué)與實踐教育中心建設(shè)項目；中國礦業(yè)大學(xué)“大學(xué)生新能源與節(jié)能減排創(chuàng)新實踐基地建設(shè)”項目

韓東太(1972-)，男，河南平頂山人，博士，副教授，能源與動力工程實驗教學(xué)中心主任，能源與動力工程本科專業(yè)負(fù)責(zé)人，長期從事能源與動力工程領(lǐng)域科研與教學(xué)管理工作。

Tel.：15852498680；E-mail：handongtai@cumt.edu.cn

TM 611;G 642.0

A

1006-7167(2015)01-0157-04