能源与动力工程学科综合训练中心建设

韩东太， 李意民， 郭楚文， 宋正昶， 王利军， 晁 阳

(中国矿业大学 电力工程学院，江苏 徐州 221116)



能源与动力工程学科综合训练中心建设

韩东太， 李意民， 郭楚文， 宋正昶， 王利军， 晁 阳

(中国矿业大学 电力工程学院，江苏 徐州 221116)

以创建省级实验教学与实践教育中心为契机，结合中国矿业大学能源与动力工程学科综合训练中心建设的具体实践，集中讨论了具有鲜明矿业特色的煤炭高校学科综合训练中心建设目标、思路及建设内容。提出沿着突出特色性、强化实践性、强调一体性的建设思路，创建“两级管理，一个平台，两支队伍”管理模式；构建能源与动力工程实验教学与实践教育创新体系；建立差异化的实验教学考核机制；组建专题研究团队、开展实验教学改革研究；加强学科交叉融合，提高学生集成实践、协同创新能力；重视网络建设，丰富和完善网站内涵。

学科综合训练中心； 实验教学与实践教育； 考核机制； 教学改革； 学科交叉； 网络建设

0 引 言

能源问题是本世纪的首要问题，《国家中长期科学和技术发展规划纲要》明确指出：我国目前能源结构不合理，能源利用效率低，石化能源的大量消费造成严重的环境污染，在能源结构中煤炭占一次能源的68%，此格局在今后50年不会发生实质性改变[1]。我校作为一所能源科技大学，在煤炭勘探、开采、安全、洗选、环境保护等领域具备学科优势，今后10年学校的发展目标是：“经过10年努力，完成从‘研教型’大学向‘研究型’大学的转变，实现以能源资源领域为主的多学科协调发展，力争建成特色鲜明、国际一流的高水平矿业大学”[2]。目前，学校设有60个本科专业，其中60%都与煤炭能源的开采与利用有关。因此，围绕学校的战略目标和人才培养规划，建设能源与动力工程学科综合训练中心，突破现有学科、专业格局，完善学校“大能源”学科链条，实现全校资源共享，降低实验成本，提高效率，形成集约、开放、研究型的示范实验模式，更有利于复合型人才的培养。

能源与动力工程学科综合训练中心(实验教学中心)成立于2010年，2013年申请获得省级实验教学与实践教育中心建设单位。中心以国家、省级实验教学与实践教育中心建设标准为依据，努力建设成具有鲜明矿业特色、先进教学理念、扎实的工程实践经验和超强科研能力的教学科研实体。

1 概 况

能源与动力工程学科综合训练中心依托电力工程学院，实行校、院两级管理。中心依托动力工程及工程热物理、矿业工程、安全工程等一级学科，面向能源与动力工程、机械工程及自动化、安全工程、采矿工程、选矿工程、建筑设备与环境工程等16个专业，承担全校流体力学课程群、工程热力学、传热学、测试技术及仪表、热力发电厂、热工自动化等26门课程的实验教学任务，年平均承担13.8万实验人时。除本科实验教学外，实验室还承担国家自然科学基金、国家攻关项目、省部委计划项目和大量的横向课题以及研究生的科研实验任务。

中心拥有一支知识结构合理、学术气氛活跃、学风严谨且以中青年骨干为主体的实验教学和研究队伍。教师年龄、职称、学历、学缘(国外进修一年及以上)结构合理。在专职教师队伍41人中，教授8人，副高职称13人，45岁以下具有博士学位的中青年教师32人，占总人数的78%；队伍学历层次高，研究特色突出，发展潜力强劲，为中心的可持续发展奠定了基础。

中心依靠世界银行贷款、“211工程”、“985科技创新平台”、国家财政修购专项基金资助，先后共投入2000万元，购置仪器设备。中心下设6个热工基础实验室、8个专业实验室， 7个具有鲜明行业特色的高标准开放创新实验室，包括煤基可燃气体发电、节能减排、新能源、热物理性质实验室、CFD(流体力学数值模拟)中心、电厂仿真中心、大学生创新实验室，在国内同类型高校实验室中具有特色和比较优势。

2 建设目标与思路

2.1 建设目标

构建以实践与创新能力培养为核心，理论与实践相结合、教学与科研相结合、校内与校外相结合的能源动力类学科综合训练体系，培养具有创新精神和实践能力的高素质人才[3]；建设1支具有创新实践精神、先进教学思想和现代教学方法、年龄和职称结构合理的高素质实验教学与实践教育师资队伍；建立适应学生创新能力培养的可持续发展的管理机制，形成一个能够满足能源与动力工程、采矿工程、安全工程、煤化工等7个学院16 个本科专业的实验教学需求，具有很强示范作用和辐射作用的实验教学示范体系；建成辐射煤炭行业，多学科交叉具有鲜明行业特色的“大能源”学科综合训练中心。

2.2 建设思路

(1) 突出特色。依托学校学科布局，立足徐州能源产业基地，在课程体系设置、师资队伍组成、基地建设中突出煤炭为主的能源专业特色和区位优势。

(2) 强化实践性。构建由“课程实验-特色实验-自主创新实验-岗位实践”组成的四层次实验教学与实践教育体系，强化学生的实践和创新能力，实现由基础知识传授向实践创新能力培养的转变、由单纯学习模式向“学习-应用-创新-岗位”模式的转变[4]。

(3) 强调一体性。强调教学和科研的一体性，课程实验、特色实验、自主创新实验、岗位实践等教学体系的一体性，教师、专职实验技术人员等师资队伍的一体性，淡化教学与科研、理论教学与实验教学、专业教师与校外导师、学校实验教学中心与校外实践基地界限，形成一体化的综合性、多层次、多渠道实验教学与实践教育系统[5]。

3 建设内容

3.1 创建新的管理模式

(1) 两级管理。中心由学校教务部主管副部长和学院主管院长直接进行管理，中心日常教学管理实行主任负责制，保证中心教育教学资源的自主统筹调配。中心主任由学校从能源与动力相关专业的教师中直接选聘，全面负责实验室业务和行政工作。

(2) 一个平台。构建教学和科研融为一体的公共平台。教学平台以本科生实验教学为主，为全校本科生服务；科研平台以培养研究生及高层次人才为主，面向校内外开放。“一个平台”将二者整合共享，实现科研反哺教学，教学与科研互动的良性循环模式[6]。

(3) 两支队伍。组建专职和兼职实验教师两支队伍。专职实验教师队伍主要由各实验室的实验技术人员组成，其职责是：管理和维护各类实验设备， 负责公共实验教学课程，为科研提供技术支持和保障；兼职实验教师主要由参加工作未满2年的青年教师担任，参与实验教学和仪器设备的再开发、再利用。对于一些贵重的精密仪器设备实行教授负责制，由专门的教授、副教授一对一管理和维护，并负责指导使用。通过两支队伍的建设, 有效地促进了仪器设备的开发和利用，促进了理论和实践的结合。

3.2 构建实验教学与实践教育新体系

科学的实验教学体系既有利于学生掌握相关知识、技能和方法，又有利于学生创新精神和科学思维的培养及综合素质的提高[7]。能源与动力工程学科综合训练中心基于培养具有创新精神、实践能力的复合型人才的社会责任感，参照国内一流大学工程实践教学体系[8]，根据能源动力类专业的课程设置与教学特点，建成课程实验、特色实验、自主创新实验、岗位实践四层次、渐进性的实验教学体系。

(1) 课程实验。依托热工基础实验室和各专业实验室，根据各本科相关专业教学大平台课程设置的模块化和系列化的需要，将分散的动力机械基础和热工类基础实验以及专业课程实验集中设置，为传热学、工程热力学、流体力学等26门课程开设实验项目81个，其中综合设计型45个。如图1所示，课程实验数占各层次实验项目总数的48.5%。

图1 各层次实验项目分布图

(2) 特色实验。依托煤基可燃气体发电实验室、节能减排实验室、新能源实验室、热物理性质实验室，在能源与动力工程专业实践性环节—热能工程综合训练(32学时)、流体工程综合训练(16学时)，围绕低品质燃料的高效清洁燃烧和低碳排放技术开设特色实验。如低浓度矿井瓦斯燃烧发电实验，风电互补与太阳能斯特林机发电实验，烟气脱硫脱硝实验，含能材料热物理性质性能测定、毛细管网末端空调制冷制热实验等41项，占实验项目总数的24.5%。

(3) 自主创新实验。依托大学生创新开放实验室(大学生“新能源与节能减排创新实践”基地)，在大学生科研创新(2学分)、毕业设计(15周)以及大学生创新训练计划项目等实践环节，选拔一些有能力、有兴趣的学生自带课题，或加入到教师的科研团队中去，进行科技开发、新技术应用研究，强调学生自主学习，自主研究，合作研究，让他们得到深层次的锻炼和提高。目前已开发的自主创新实验有流量测量优化实验、锅炉炉膛燃烧虚拟实验、矿用风机节能型前导叶片的实验、空调热水器设计等20项。

(4) 岗位实践。围绕“卓越工程师教育培养计划”，创立校企联合培养新机制。依托2个校内实践基地(电厂仿真中心、CFD计算中心)，4类校外实践基地：燃烧工程实践基地(徐州燃控科技)，火电厂生产实践基地(华润电力、国华电力、徐矿热电)，新能源实践基地(徐州协鑫光伏)，动力流体机械实践基地(南汽集团、徐州浩通水射流科技，徐州风机厂)，在认识实习、生产实习、毕业设计、社会实践环节，让学生参与生产过程，熟悉现场各种生产设备和生产工艺，提高岗位实践能力和创业能力。

3.3 建立差异化的实验考核机制

以培养学生动手能力、提高学生的科学实验素质和创新能力为基本出发点，积极探索新的实验教学考核体系[9]。对于不同的实验和实践项目，逐步建立差异化的实验考核机制。

课程类实验成绩考核实验预习、操作过程、实验效果和实验报告4 部分，成绩结构比例为1∶3∶3∶3，其中，实验报告重点考察学生对实验结果的分析处理能力、对指导书中思考题的解答、实验体会及对现有实验装置的性能分析与改进建议等[11]；自主创新实验成绩包括方案设计、实验系统搭建、实验效果、合作能力、设计报告、回答问题等方面，成绩结构比例对不同的实验项目有不同的侧重，其中合作能力的成绩为同组同学间的互相打分结果；岗位实践成绩包括考勤、自我评价、实践单位评分、校内指导教师评价四部分，成绩结构比例为1∶3∶3∶3。

为鼓励学生参加科研创新训练计划和各类科学竞赛，中心不仅提供场地和经费支持，完成项目的学生还可获得相应的学分。

3.4 组建专题研究团队

中心坚持建设一支具有创新精神、先进教学理念的高素质实验教学团队。中心实验教师积极参与精品课程建设，开展实验教学改革研究。自成立以来，共承担10项教学研究项目，发表教学研究论文12篇，教学科研成果15项。针对省级以上教学改革项目和教学成果偏少的突出问题，中心决定组织专题研究团队：中心负责人主持专业实验教学体系研究团队，课程负责人组建精品课程团队，教授主持大学生“挑战杯”发明创造比赛、“节能减排大赛”创新团队。努力实现3年建设周期内省级以上研究成果倍增，实施“1234”工程，即实现省级重点教改项目1个，省级以上精品课程(流体力学、工程热力学、传热学)2个以上，省级以上各类教学成果奖3个，参加全国大学生“挑战杯”或“节能减排大赛”一等奖4个。

3.5 加强学科交叉融合

我校采矿、安全以及煤化工等学科在全国处于领先地位，拥有丰富的科研资源和人才储备。能源与动力工程学科综合训练中心面向的16个本科专业，虽然培养方向及课程设置不同，但都是以能源为主线贯穿始终。因此，可以将各专业学科交叉融合，资源整合，建成“大能源”实验教学中心，充分实现资源共享，从而提高学生的集成创新能力。中心作为校大学生“新能源与节能减排实践创新基地”和全国大学生“节能减排”与社会实践科技竞赛参赛作品校内选拔的承办单位，积极提供场地和技术指导，鼓励各专业学生跨学院成立合作科研创新团队，孵化参赛作品，在技术集成、技术移植和技术实施过程中培养大学生协同创新能力，进而使学生通过科研实践形成系统的概念，提高学生能源系统集成和系统设计的能力[12]。

3.6 丰富和完善网站建设

中心网站提供了教学大纲、实验项目、教学进度、实验要求、仪器使用、实验课件、实验视频等实验教学资源。今后中心网站的功能要实现由单向转变为双向，即由简单静态浏览，信息发布转变为双向互动，由静态图片展示转变为虚拟现实[13]。具体实施分为两步走战略：①开通实验教学综合管理系统、实践教学管理系统、实验室安全学习平台，全校学生都可以在校园网上自主选课，实验预约、网上答疑、查看成绩和进行教学效果评价，实现网上辅助教学和网络化、智能化管理[14]；②开发虚拟实验室，学生在网上不仅可浏览实验视频，教学课件，还可模拟实验过程。虚拟实验室不仅能仿真实验结果，而且能仿真实验仪器和实验操作过程，是对常规实验教学的一种重要补充[15]。

4 建设效果

3年以来，中心每年组织学生参加各类、各层次的科技竞赛活动超过300 人次。学生申请获得国家级大学生创新训练计划12项、省级大学生创新训练计划18项、校级大学生创新训练计划54项。学生参加省级以上科技竞赛硕果累累：获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项，全国大学生“节能减排”社会实践与科技竞赛一等奖1项、二等奖2项、三等奖5项，全国周培源大学生力学竞赛三等奖1项，中国机器人大赛中二等奖1项，全国大学生基础力学实验竞赛三等奖1项，其他各类竞赛中二等奖4项、三等奖2项。本科生申请发明专利2项，实用新型16项，发表学术论文20篇。

通过广泛的校内外工程实践训练，我校能源与动力工程专业学生以“能吃苦，动手能力强、基础扎实”受到用人单位的好评。本科生就业率自2011年起连续三年在全校率先实现毕业生协议就业率100%。在就业质量、就业结构、就业层次方面也实现逐年改善。

5 结 语

学科综合训练中心建设是一个系统性工程，为保证能可持续发展，必须要有超前意识，要与时俱进，做好顶层设计[16]。与综合性大学相比，行业性高校的学科综合训练中心建设不能面面俱到，但可以发挥其行业优势，突出其特色性。

[1] 国务院. 国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)[Z]. 2006.

[2] 中国矿业大学. 《中国矿业大学中长期发展战略规划(2011-2020年)》[Z]. 2010.

[3] 教育部,财政部. 关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[Z]. 教高[2007]1号.

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[16] 教育部. 《关于开展“十二五”高等学校实验教学示范中心建设工作的通知》[Z]. 2012.

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

江苏省2013省级实验教学与实践教育中心建设项目；中国矿业大学“大学生新能源与节能减排创新实践基地建设”项目

韩东太(1972-)，男，河南平顶山人，博士，副教授，能源与动力工程实验教学中心主任，能源与动力工程本科专业负责人，长期从事能源与动力工程领域科研与教学管理工作。

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

TM 611;G 642.0

A

1006-7167(2015)01-0157-04