生物工程和化學(xué)工程的區(qū)別范文

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生物工程和化學(xué)工程的區(qū)別

篇1

1環(huán)境工程原理課程實驗教學(xué)特點

《環(huán)境工程原理》是基礎(chǔ)理論向工程技術(shù)過渡的課程,它抽象出了環(huán)境工程學(xué)科的基本理論和普遍規(guī)律,其特點決定了教材難以理解,再加上內(nèi)容多,公式推導(dǎo)繁瑣,本人在教學(xué)過程中,發(fā)現(xiàn)多半數(shù)的學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣不高,在學(xué)習(xí)中往往體會不到該課程的樂趣,體會不到重要性,總覺得用處不大,學(xué)習(xí)中也就自然缺乏了主觀能動性[4]。由于我們課時有限(理論教學(xué)50課時,實驗教學(xué)20課時),在理論課的教學(xué)中,我們結(jié)合本學(xué)科的側(cè)重點,對內(nèi)容進(jìn)行了小范圍的適當(dāng)刪節(jié)和調(diào)整,簡化理論推導(dǎo)過程,增強(qiáng)公式的理解和應(yīng)用,注重公式的應(yīng)用條件?!董h(huán)境工程原理》的實踐教學(xué)同樣包括課程實驗和課程設(shè)計兩大部分(課程設(shè)計探索下文再敘),課程的特點決定了實踐教學(xué)與理論教學(xué)占同等重要的地位,因為實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練能使學(xué)生把環(huán)境工程原理的理論來提高工程實踐的思維方式、分析能力和創(chuàng)新能力。這樣讓學(xué)生切身感受到環(huán)境工程原理的實際應(yīng)用價值,激發(fā)學(xué)習(xí)能動性。

2環(huán)境工程原理課程實驗教學(xué)體系

2.1環(huán)境工程原理課程實驗教學(xué)安排

盡管《環(huán)境工程原理》在國內(nèi)高校已開設(shè)多年,但是相關(guān)的課程實驗教材參考資料幾乎沒有。自我系開設(shè)《環(huán)境工程原理》課程以來,一直非常重視實踐環(huán)節(jié)尤其是課程實驗的安排、改革、研討與建設(shè)。因此結(jié)合《環(huán)境工程原理》課程實驗的特點和我系所在的生物與化學(xué)工程學(xué)院的學(xué)科優(yōu)勢(我院具有較強(qiáng)的應(yīng)用化學(xué)、化工、生物技術(shù)和生物工程等7個本科專業(yè)和環(huán)境科學(xué)與工程一級學(xué)科碩士點、應(yīng)用化學(xué)、微生物、發(fā)酵工程等9個二級學(xué)科碩士點),我系《環(huán)境工程原理》安排了20個學(xué)時的課程實驗,幾乎涉及到課程大部分篇章。我們對《環(huán)境工程原理》課程實驗的安排主要考慮原則是《環(huán)境工程原理》實驗要區(qū)別于《環(huán)境工程專業(yè)實驗》,例如沉降是《環(huán)境工程原理》重要的基礎(chǔ)理論,也是《大氣污染控制工程》的重力沉降室、《水污染控制工程》的沉砂池(沉淀池)的重要工程理論,在水處理實驗中,我們也開設(shè)沉降實驗(包括自由沉降和絮凝沉降實驗),因此在《環(huán)境工程原理》課程實驗教學(xué)講授的方式、深度和范圍,及如何有效和后續(xù)專業(yè)課程實驗有所區(qū)別又能巧妙的銜接對《環(huán)境工程原理》課程實驗是非常重要的。最重要的是理論闡述與工程實際相結(jié)合,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能動性。所以我們在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的單元操作的基礎(chǔ)上,運用環(huán)境工程原理基礎(chǔ)理論,提高綜合性、設(shè)計性實驗的比例,既使學(xué)生了解每個單元操作的基本原理,有能使學(xué)生理解這個單元操作在環(huán)境工程中的應(yīng)用,以更寬泛的視覺和更高的高度來看待這些操作,使學(xué)生不拘泥于工業(yè)操作的模式,使學(xué)生可以根據(jù)每個單元操作的原理獨立設(shè)計實驗,以充分調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時,通過“深化”課程實驗內(nèi)容,學(xué)生可以借助理論知識和課程實驗來發(fā)現(xiàn)當(dāng)前應(yīng)用的環(huán)境工程處理單元的原理和優(yōu)缺點,提出改進(jìn)的方向是個重要的課題,也為今后環(huán)境工程設(shè)計打下基礎(chǔ)。

2.2環(huán)境工程原理課程實驗教學(xué)設(shè)計

我系《環(huán)境工程原理》課程實驗以前主要參考和使用《化工原理》實驗教學(xué)設(shè)備,基本上是通過單元設(shè)備和仿真實驗來實際觀察設(shè)備的工作狀況,驗證課堂講授的基本內(nèi)容。我們充分借鑒和吸收《化工原理》、《反應(yīng)工程原理》和《生物工程原理》等課程實驗,在這個基礎(chǔ)上,結(jié)合《環(huán)境工程原理》課程特點重新進(jìn)行了設(shè)計和優(yōu)化。我們擬將《環(huán)境工程原理》實驗分為三個層次:基礎(chǔ)實驗、提高型實驗(設(shè)計型實驗)、研究型實驗[5]。第一層次是基礎(chǔ)實驗,即教學(xué)大綱所要求的實驗項目,包括流體流動阻力系數(shù)的測定、孔板流量計校核實驗和吸附等溫線實驗等必做基礎(chǔ)實驗。第二層次為設(shè)計型實驗,補(bǔ)充基礎(chǔ)實驗中未體現(xiàn)而在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的單元操作,包括恒壓過濾常數(shù)測定實驗、吸附動力學(xué)實驗及超濾膜實驗等選做實驗。第三層次就是是研究型實驗。例如污染物降解菌的間歇培養(yǎng)實驗(CSTR)實驗。在具體的實驗教學(xué)過程中,比如流體流動和流體機(jī)械實驗,過濾實驗和吸收實驗,我們主要充分參考了《化工原理》實驗成熟的實驗設(shè)置。比如吸附實驗,為了有別于《水污染控制工程》的吸附實驗以及抽象出吸附基本理論,我們設(shè)計了吸附等溫線實驗和吸附動力學(xué)實驗,這樣不僅使學(xué)生深入理解吸附的基本理論,比如Langmuir和Freundlich等溫線,看看他們的相關(guān)性系數(shù)R2,得出更符合L或者F的等溫線,又可以很好與第三篇反應(yīng)動力學(xué)結(jié)合起來,通過研究吸附速率,就是吸附量與時間的關(guān)系得出吸附過程是否符合一級或二級吸附動力學(xué)。比如沉降,我們開設(shè)落球自由沉降實驗,通過這個實驗使學(xué)生更能理解流體的Re對自由沉降的影響,熟練掌握Stocks公式的應(yīng)用,并且理解Stocks定律用落球法測定液體粘度的原理和方法,這樣以能顯著區(qū)別于《水污染控制工程》的自由沉降實驗又能使學(xué)生深入理解沉降的基本理論。

3結(jié)語

篇2

我們開展分子生物學(xué)教學(xué)改革遵循兩條基本原則:一是適應(yīng)普通高等教學(xué)需求的基本原則;二是適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要的基本原則。在堅持兩個基本原則基礎(chǔ)之上,我們提出三條改革思路:一是針對生物工程類專業(yè)特點,突出分子生物學(xué)在現(xiàn)代工業(yè)微生物研究和改良中的應(yīng)用趨勢和途徑,加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的理解和本學(xué)科的認(rèn)識;二是遵循高等院校教學(xué)特點,從教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行改革和探索,建立一套能夠培養(yǎng)理論素養(yǎng)與實驗?zāi)芰Σ⒅氐墓こ袒瞬诺姆肿由飳W(xué)教學(xué)體系;三是加強(qiáng)理論知識與實際應(yīng)用實例相結(jié)合的教學(xué)方式,在理論中強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,在應(yīng)用中引出理論,使學(xué)生在有限的教學(xué)課時內(nèi)消化理論知識的同時拓展視野并加強(qiáng)對本學(xué)科的理解。

2教學(xué)改革具體內(nèi)容

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

我們在進(jìn)行分子生物學(xué)課程的授學(xué)時,首先針對生物工程類專業(yè)特點選擇合適的教材并制定教學(xué)大綱。經(jīng)過比較和分析,我們選擇趙亞華編著的《分子生物學(xué)教程》(第三版)(普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材)作為基礎(chǔ)教材,該教材主要闡述的是狹義分子生物學(xué)所涵蓋的范疇,編寫內(nèi)容具有條理清晰,語言簡練,信息量大,實例豐富等特點,并且全書系統(tǒng)地在重要的知識點后附有簡要小結(jié),便于學(xué)生在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)過程中從繁雜的信息中快速的查找和理解重點內(nèi)容,比較適合于普通高校生物工程類專業(yè)教學(xué)使用。分子生物學(xué)課時少而內(nèi)容繁雜,在有限的課時之內(nèi)不可能按教材內(nèi)容全部講授,學(xué)生也不可能全部能夠接受。因此,在實際教學(xué)過程中,我們必須結(jié)合專業(yè)特點,對教科書內(nèi)容進(jìn)行取舍,并根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充,突出專業(yè)領(lǐng)域涉及的重點和難點。因此,選定教材之后,我們根據(jù)生物工程類專業(yè)特點對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化:(1)弱化學(xué)科交叉重復(fù)部分,分子生物學(xué)是在多個學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,也決定了分子生物學(xué)中有很多理論知識與其它學(xué)科具有交叉和重復(fù),如生物化學(xué)、遺傳學(xué)、酶學(xué)和微生物學(xué)等,我們在分子生物學(xué)的實際教學(xué)過程中對已經(jīng)學(xué)習(xí)過的交叉部分的知識點采用復(fù)習(xí)的方式快速進(jìn)行;(2)強(qiáng)化對與專業(yè)相關(guān)的理論知識講解,例如DNA的重組、真核生物與原核生物基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容;(3)引導(dǎo)介紹與本專業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)的知識點,學(xué)生如有興趣可以利用課外時間進(jìn)行學(xué)習(xí),以滿足求知欲望較為強(qiáng)烈的學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,如噬菌體基因的表達(dá)調(diào)控、病毒的分子生物學(xué)等;(4)結(jié)合專業(yè)方向補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,加大應(yīng)用實例講解,促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解,例如講解特異位點重組內(nèi)容時,可以結(jié)合目前研究領(lǐng)域應(yīng)用較多的Xer/dif重組系統(tǒng)進(jìn)行講解,讓學(xué)生理解了特異位點重組概念和過程的同時,又學(xué)習(xí)了該重組理論最新研究進(jìn)展及其在微生物代謝途徑工程中的應(yīng)用,從而實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的理論性、專業(yè)性、實用性、學(xué)術(shù)性和前沿性并舉。

2.2改革教學(xué)方法

對大學(xué)生而言,分子生物學(xué)是一門及其抽象的學(xué)科,其中涉及的理論體系和生物過程復(fù)雜而又晦澀難懂,極其難以掌握,采用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效率有限,因此創(chuàng)新教學(xué)方法,改變授課方式,使抽象化的概念能夠直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提升學(xué)習(xí)效率尤為重要。我們在實際教學(xué)中,對教學(xué)方法做了以下改革:(1)采用多媒體教學(xué),結(jié)合大量精美圖片、動畫和視頻,將抽象的、理論的生物過程或概念中涵蓋的大量信息有效、生動、形象化地展現(xiàn)給學(xué)生,例如,蛋白質(zhì)合成過程中涉及的起始、延生和終止三個過程以及延生過程中涉及的進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和轉(zhuǎn)位三個反應(yīng)實際上是一個連續(xù)的動態(tài)過程,中間涉及的概念和因子很多,通過板書無法有效地進(jìn)行形象化演示和解釋,而在多媒體教學(xué)方式下,借助大量圖片和動畫實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)相結(jié)合的方式講授該生物過程,可使學(xué)生有效地理解并掌握該部分內(nèi)容;(2)大力利用網(wǎng)絡(luò)資源,搜尋與講授內(nèi)容相關(guān)的精美圖片和科教視頻,補(bǔ)充教材內(nèi)容的不足,從不同視角、不同階段對重點內(nèi)容進(jìn)行闡釋,幫助學(xué)生對難點的理解和掌握,例如,RNA干擾技術(shù)是一個比較抽象的概念和過程,課堂調(diào)查中發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難理解雙鏈RNA的產(chǎn)生、水解蛋白的作用過程等概念,在我們的實際教學(xué)過程中選用一段網(wǎng)絡(luò)公開視頻通過三維動畫模擬,使學(xué)生輕松地“看到了”生物體內(nèi)RNA干擾過程,極大地幫助了學(xué)生對相關(guān)過程的認(rèn)識和理解;(3)利用生物學(xué)分析軟件演示促進(jìn)學(xué)生理解,在現(xiàn)代分子生物學(xué)研究領(lǐng)域,無論是簡單基因的比對分析還是復(fù)雜的蛋白質(zhì)定向進(jìn)化模擬都離不開專業(yè)的生物學(xué)分析軟件,在教學(xué)方面利用生物學(xué)分析軟件也可以達(dá)到事半功倍的效果,例如,在講授蛋白質(zhì)的編碼基因序列和開放閱讀框兩個概念的時候,學(xué)生短時間之內(nèi)無法深刻理解,如果使用生物學(xué)分析軟件對一條基因進(jìn)行分析演示,學(xué)生可以一目了然地“看到”CDS與ORF之間的聯(lián)系與區(qū)別;(4)結(jié)合實例對重點理論進(jìn)行剖析,例如基因表達(dá)調(diào)控部分內(nèi)容,在目前的科學(xué)研究領(lǐng)域和實際工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域研究都極為廣泛,但在實際教學(xué)時,由于知識點多,過程復(fù)雜,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往感覺到枯燥而不知所以然,此時即可在教學(xué)過程中結(jié)合某個具體的相關(guān)研究項目(例如碩士研究論文、博士研究論文或科研基金研究項目)的目的、意義和方法等進(jìn)行講解,達(dá)到理論學(xué)習(xí)與實際應(yīng)用相結(jié)合,在實例中引出理論概念和過程。通過大量實例的講解,不僅促進(jìn)了學(xué)生對理論知識的理解和掌握,同時加深了學(xué)生對本學(xué)科的認(rèn)識,拓展了學(xué)生的視野,培養(yǎng)了學(xué)生在實際應(yīng)用中解決問題的思維能力。

2.3強(qiáng)化實驗教學(xué)

分子生物學(xué)是在實驗論證的基礎(chǔ)之上建立并發(fā)展起來的對實驗技能要求很強(qiáng)的一門實驗性學(xué)科,因此,分子生物學(xué)的教學(xué)也必須有實驗教學(xué)作為支撐,只有在理論教學(xué)和實驗教學(xué)相結(jié)合的模式下才能使學(xué)生學(xué)以致用,達(dá)到真正理解并掌握分子生物學(xué)的教學(xué)目的。對工科的生物工程類專業(yè),實驗教學(xué)具有舉足輕重、不可替代的作用,是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。在我們的實驗教學(xué)改革中,將每個班分為10組,每組3~4人,每個學(xué)生可以且必須單獨完成實驗操作,掌握本專業(yè)應(yīng)用最為廣泛的基因工程操作技術(shù)中常用的經(jīng)典方法。實驗教學(xué)時間與課堂教學(xué)時間比例設(shè)置為1∶2,保障有1/3的教學(xué)時間用于實驗教學(xué)。實驗內(nèi)容主要圍繞基因工程操作技術(shù)經(jīng)典的四個步驟進(jìn)行,即目的基因的獲取、重組載體的構(gòu)建(克隆載體)、受體細(xì)胞(大腸桿菌)轉(zhuǎn)化、結(jié)果驗證,在此過程中連續(xù)進(jìn)行染色體提取、連接、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞制備、轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒提取、限制性酶切以及瓊脂糖凝膠電泳檢測等基本操作,使學(xué)生掌握DNA體外重組過程中使用的基本操作方法和技術(shù)原理。在上述實驗過程中,多數(shù)實驗步驟中都是微升級反應(yīng)體系,對學(xué)生的動手能力和分析能力要求極高,因此,通過分子生物學(xué)實驗教學(xué)可以培養(yǎng)并強(qiáng)化學(xué)生的“精細(xì)化”實驗操作能力,為培養(yǎng)動手能力強(qiáng),專業(yè)素質(zhì)過硬,分析能力嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮细翊髮W(xué)畢業(yè)生做出貢獻(xiàn)。

3結(jié)語

篇3

關(guān)鍵詞:新能源;新能源科學(xué)與工程;培養(yǎng)方案;課程體系

作者簡介:韓新月(1982-),女,河南商丘人,江蘇大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,講師;何志霞(1976-),女,甘肅涇川人,江蘇大學(xué)能源與動力工程學(xué)院,副教授。(江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

基金項目:本文系江蘇大學(xué)教學(xué)改革項目(項目編號:JGZD2009025)、江蘇省高等教育教學(xué)改革研究重中之重課題(課題編號:2011JSJG006)的研究成果。

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0009-03

一、我國高校設(shè)立新能源專業(yè)的必要性

能源問題與環(huán)境問題是21世紀(jì)人類面臨的兩大基本問題,發(fā)展新能源是解決這兩大問題的必由之路。新能源是相對于常規(guī)能源而言,以采用新技術(shù)和新材料而獲得,在新技術(shù)基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開發(fā)利用的能源,如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等。由于新能源具有再生、清潔、低碳、可持續(xù)利用等優(yōu)勢,所以越來越多的國家開始重視它。而且新能源可以作為促進(jìn)人類發(fā)展和保護(hù)環(huán)境的重要途徑,所以這些國家在相關(guān)政策中都增加了新能源的元素。新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是未來中國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。但是,和發(fā)達(dá)國家相比,我國新能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起步較晚,技術(shù)相對落后,總體產(chǎn)業(yè)化程度不高。不過,我國天然資源非常豐富,市場需求空間很大,在政府大力發(fā)展新能源及可再生能源政策的帶動下,新能源領(lǐng)域成為大型能源集團(tuán)、民營企業(yè)、國際資本、風(fēng)險投資等諸多投資者的投資熱點,技術(shù)利用水平正逐步提高,具有較大的發(fā)展空間?!笆濉逼陂g將是我國新能源產(chǎn)業(yè)從起步階段進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折時期。我國新能源在這一時期的發(fā)展總目標(biāo)是:建立初步適應(yīng)大規(guī)模新能源發(fā)展的電網(wǎng)等重大基礎(chǔ)設(shè)施體系,推動新能源裝備制造業(yè)的壯大和升級,促進(jìn)新能源市場的不斷擴(kuò)大,爭取在2015年將非化石能源在能源消費中的比重提高到12%左右。[1]

盡管國家已經(jīng)把發(fā)展新能源放在一個重要的戰(zhàn)略位置上,一場新的能源革命已在悄然進(jìn)行,它必將帶來新的經(jīng)濟(jì)繁榮、新的社會理念和新的生活方式。但是,我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的一大難題是缺少成熟先進(jìn)的新能源技術(shù)。我國主要的新能源設(shè)備和技術(shù)完全依賴進(jìn)口,新能源領(lǐng)域的科技創(chuàng)新能力明顯不足。而新能源產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的這些難題有待專業(yè)人士去破解。所以,培養(yǎng)新能源方面的專業(yè)和復(fù)合型人才是重中之重。[2]但是,新能源產(chǎn)業(yè)作為一個錯綜復(fù)雜的資源環(huán)境復(fù)合體,涉及物理學(xué)、化學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電子電工學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)、管理學(xué)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容,是一個典型的多學(xué)科交叉的新興產(chǎn)業(yè)。[3]因此,需要設(shè)立專門的新能源專業(yè)來滿足,新能源產(chǎn)業(yè)對新能源人才要有寬的知識面、自主的學(xué)習(xí)能力、豐富的想象力、敏銳的洞察力以及較強(qiáng)的溝通協(xié)調(diào)能力等要求,進(jìn)而要求高校做好優(yōu)化人才培養(yǎng)層次、改進(jìn)人才培養(yǎng)方案等工作。

國外已有一些著名大學(xué)建立了新能源的本科專業(yè),用于培養(yǎng)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等方面的科技人才,如澳大利亞的新南威爾士大學(xué)設(shè)立了專門的光伏與可再生能源工程學(xué)院,并于2000年開設(shè)了光伏與太陽能本科專業(yè),2003年又開設(shè)了可再生能源工程本科專業(yè);澳大利亞國立大學(xué)依托其可持續(xù)能源系統(tǒng)中心也建立了四年制的可再生能源系統(tǒng)專業(yè)。此外,意大利的都靈理工大學(xué)和米蘭理工大學(xué)都開辦了四年制的可再生能源專業(yè)。美國的俄勒岡州科技學(xué)院于2005年也建立了可再生能源四年大學(xué)本科學(xué)位課程。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的變化,對于新能源方面的人才需求不斷增加,世界上將會有更多的高校開辦有關(guān)新能源的專業(yè)。

我國高校在新能源專業(yè)設(shè)置和新能源產(chǎn)業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)方面還落后于發(fā)達(dá)國家。為順應(yīng)時代的發(fā)展,為國家培養(yǎng)新能源這一新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才,2010年7月經(jīng)教育部審批,浙江大學(xué)、中南大學(xué)、江蘇大學(xué)等11所高校首次設(shè)立新能源科學(xué)與工程專業(yè)。其中江蘇大學(xué)的新能源科學(xué)與工程本科專業(yè)由能源與動力工程學(xué)院承擔(dān)開設(shè)任務(wù),已分別于2011年9月和2012年9月招收第一批和第二批本科生。關(guān)于新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式和培養(yǎng)體系則處于不斷探索和完善中。

二、 新能源科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案

在對國內(nèi)外新能源相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,分析國家社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,基于新能源產(chǎn)業(yè)特點及企業(yè)和社會對新能源專業(yè)人才知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的要求,同時結(jié)合本校自身的學(xué)科特色和優(yōu)勢,確定了新能源專業(yè)人才培養(yǎng)方案,主要包括專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的確立及科學(xué)、合理的課程體系的設(shè)置、可行的教學(xué)計劃的制訂等。

1.培養(yǎng)目標(biāo)

專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是專業(yè)建設(shè)和一切教學(xué)活動的基礎(chǔ)、依據(jù),也是人才培養(yǎng)的最終目的。新能源科學(xué)與工程專業(yè)在國內(nèi)甚至在世界上都是非常新的專業(yè),目前處于初步形成和探索階段,因此,找準(zhǔn)本校專業(yè)人才培養(yǎng)定位和確立該專業(yè)人才培養(yǎng)的長遠(yuǎn)目標(biāo)尤為重要。江蘇大學(xué)能源與動力工程學(xué)院結(jié)合自身實際情況,依托機(jī)械工程、電氣信息工程、材料科學(xué)與工程、化學(xué)化工、土木工程等學(xué)科專業(yè)的支持,并結(jié)合新能源產(chǎn)業(yè)的特點設(shè)立了新能源科學(xué)與工程專業(yè),使培養(yǎng)出來的學(xué)生具有良好的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識,富有社會責(zé)任感,具有國際一流的視野,具備新能源科學(xué)與工程這一強(qiáng)交叉學(xué)科寬厚扎實的物理、化學(xué)及熱流體科學(xué)基礎(chǔ)理論,系統(tǒng)掌握新能源科學(xué)與工程應(yīng)用專業(yè)知識及技能、新能源轉(zhuǎn)換與利用原理、新能源裝置及系統(tǒng)運行技術(shù),能勝任新能源技術(shù)相關(guān)的科學(xué)研究、工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理等工作的高級專門人才。

2.課程體系的構(gòu)建

盡管自2010年以來國內(nèi)陸續(xù)已有許多高校正式獲批新能源科學(xué)與工程專業(yè)在本科階段的招生資格。但總體來看,我國系統(tǒng)培養(yǎng)新能源科學(xué)與工程本科生、研究生的工作才剛剛起步,對于相應(yīng)課程體系的構(gòu)建也處于探索階段。一個專業(yè)所設(shè)置的課程相互間的分工與配合構(gòu)成課程體系。課程體系是否合理、課程內(nèi)容是否先進(jìn)直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。而且,一個專業(yè)要具有區(qū)別于其他專業(yè)的培養(yǎng)方向和業(yè)務(wù)范圍,就應(yīng)有自己獨立的課程體系。[4]新能源科學(xué)與工程專業(yè)是一門內(nèi)容豐富而又廣泛的科學(xué)與工程,屬交叉學(xué)科。它與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)等緊密相關(guān),又強(qiáng)烈地依托于能源與動力工程、材料、機(jī)械、電氣、化工、自控和生物工程技術(shù)的發(fā)展。由于國內(nèi)在這方面的研究幾乎為空白,因此,如何以這些學(xué)科為依托,形成內(nèi)容先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的課程體系是急需解決的一項重大課題。筆者根據(jù)孫根年有關(guān)課程體系優(yōu)化的思路給出了系統(tǒng)思考下新能源科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的總體結(jié)構(gòu),如圖1所示。[5]

由圖1可以看出,在層次上將新能源科學(xué)與工程課程劃分為通識教育平臺課程、學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)(方向)課程、集中實踐環(huán)節(jié)和課外實踐環(huán)節(jié)五個方面。新能源科學(xué)與工程課程體系作為一個系統(tǒng),不同的課程類別在培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的指導(dǎo)下相互作用、相互影響,共同服務(wù)于新能源科學(xué)與工程專門人才培養(yǎng)這一特定的功能。

3.教學(xué)組織與實施

基于新能源科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及課程體系結(jié)構(gòu),考慮到本地區(qū)、本學(xué)校的實際情況,筆者制定的新能源科學(xué)與工程專業(yè)的指導(dǎo)性教學(xué)計劃如圖2所示。

由圖2可以看出,在教學(xué)組織上前五學(xué)期主要進(jìn)行普通文化課和專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課的教學(xué),為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。同時,在第二、三、四、五學(xué)期還安排了金工實習(xí)、專業(yè)認(rèn)知實習(xí)、電工電子實習(xí)和機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計,目的是增加學(xué)生在校期間的動手操作機(jī)會。第六、七學(xué)期組織專業(yè)(方向)課程的教學(xué)和實習(xí)實訓(xùn),核心課程均采用一體化教學(xué)方式。第八學(xué)期開展畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識、結(jié)合實際獨立完成課題的工作能力。

三、 新能源科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的特色

1.以厚基礎(chǔ)、寬平臺、交叉學(xué)科為理念,強(qiáng)調(diào)扎實的物理、化學(xué)和熱流體科學(xué)基礎(chǔ)理論

課程建設(shè)時,首先在物理、化學(xué)基礎(chǔ)理論方面增加了“大學(xué)化學(xué)”、“物理化學(xué)”、“能源與環(huán)境化學(xué)”和“半導(dǎo)體物理”課程。其次,根據(jù)新能源專業(yè)的特點,強(qiáng)調(diào)物理、化學(xué)基礎(chǔ)的同時,通過減少“工程圖學(xué)”、“工程力學(xué)”和“機(jī)械原理與設(shè)計”課程的學(xué)時數(shù)來弱化機(jī)械類課程。再次,為了充分發(fā)揮本校本學(xué)院學(xué)科優(yōu)勢和特點,在熱流體理論方面除了開設(shè)“流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”和“傳熱學(xué)”課程外,還開設(shè)了“熱流體數(shù)值計算基礎(chǔ)”和“新能源利用中的熱流體理論與技術(shù)”兩門專業(yè)特色課程。目的是提升專業(yè)內(nèi)涵,強(qiáng)化特色,確保學(xué)生具備新能源領(lǐng)域相關(guān)的扎實的基礎(chǔ)理論,是學(xué)生今后在本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域是否具備發(fā)展?jié)摿Φ年P(guān)鍵所在。

2.強(qiáng)調(diào)實踐教學(xué)及新能源工程訓(xùn)練

首先,增加了“現(xiàn)代分析測試技術(shù)”課程。其次,增加了實習(xí)環(huán)節(jié)的學(xué)時數(shù),把一般安排在第六學(xué)期的三周生產(chǎn)實習(xí)變?yōu)榈谒膶W(xué)期末的一周認(rèn)知實習(xí)和第六學(xué)期的三周生產(chǎn)實習(xí)。目的是增加實踐教學(xué),先認(rèn)知實習(xí),后生產(chǎn)實習(xí),使實習(xí)環(huán)節(jié)更為科學(xué)和合理。再次,還增加了項目設(shè)計,把一般安排在第七學(xué)期的兩周課程設(shè)計修訂為第六學(xué)期末的兩周課程設(shè)計和第七學(xué)期末的兩周項目設(shè)計。目的是先開展某門課程的課程設(shè)計,后進(jìn)行具體的項目設(shè)計,設(shè)置更為科學(xué)和合理。通過指導(dǎo)學(xué)生開展設(shè)計性、綜合性項目設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的創(chuàng)新能力。此外,還增加了新能源工程訓(xùn)練環(huán)節(jié),在此環(huán)節(jié)中學(xué)生和指導(dǎo)老師雙向選擇后,學(xué)生參與到老師的科研項目中。指導(dǎo)老師在與國內(nèi)外新能源企業(yè)合作中,向?qū)W生提供不同類型的專業(yè)實踐機(jī)會。這個環(huán)節(jié)是在第七學(xué)期前完成,設(shè)置此環(huán)節(jié)的目的是培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新和工程應(yīng)用能力。通過明確的學(xué)分要求保證學(xué)業(yè)導(dǎo)師制的落實。指導(dǎo)老師通過這樣一個環(huán)節(jié)對于特別優(yōu)秀的學(xué)生可向?qū)W院推薦其保研,實現(xiàn)本研貫通培養(yǎng),前后的培養(yǎng)具備一定的連續(xù)性。最后,為了充分利用學(xué)科資源及已有的實驗條件,培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力,更好地滿足新能源專業(yè)對學(xué)生實踐能力和新能源技術(shù)工程應(yīng)用能力的高要求,在課內(nèi)及集中實踐環(huán)節(jié)總學(xué)分要求基礎(chǔ)上還增加大于等于六個學(xué)分的課外實踐要求(社會實踐、競技活動)。

3.體現(xiàn)多學(xué)科交叉特點

在課程設(shè)置時,除開設(shè)“工程圖學(xué)”、“工程力學(xué)”、“電工電子學(xué)”、“機(jī)械原理”、“工程材料”等課程外,還增開了物理、化學(xué)方面的課以及“新能源材料”、“現(xiàn)代生物學(xué)導(dǎo)論”、“能源與環(huán)境”、“新能源系統(tǒng)自動控制原理”課程,這樣充分體現(xiàn)了新能源科學(xué)與工程專業(yè)和動力工程及工程熱物理、應(yīng)用化學(xué)、材料物理、機(jī)械工程、化學(xué)工程與技術(shù)、環(huán)境科學(xué)與工程各學(xué)科的交叉。

4.重視形成寬闊的國際視野

首先,學(xué)校開設(shè)了全英文及雙語課程,比如全英文的“太陽能光伏技術(shù)”以及雙語的“熱流體數(shù)值計算基礎(chǔ)”、“熱泵原理與應(yīng)用”、“生物質(zhì)燃燒及混燃技術(shù)”課程。其次,借鑒國外新能源專業(yè)的課程設(shè)置增設(shè)了反映新能源領(lǐng)域前沿的“生命周期評價”課程。此外,還增設(shè)“新能源前沿及工程應(yīng)用專題”必修課。這門課要求學(xué)生在第七學(xué)期結(jié)束前聽取學(xué)院安排的新能源前沿及工程應(yīng)用專題講座7次以上。專題可以是合作企業(yè)、國內(nèi)外知名專家的講座,也可以是本專業(yè)教師科研最新進(jìn)展的講座,目的是讓學(xué)生了解本專業(yè)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢,拓寬視野,盡快適應(yīng)社會發(fā)展要求,同時提高學(xué)生的專業(yè)興趣。

5.以太陽能為主,兼顧生物質(zhì)能和風(fēng)能,提供其他種類新能源的廣泛選擇的專業(yè)定位

首先,在太陽能方面,學(xué)校設(shè)置有“太陽能熱利用”和“太陽能光伏技術(shù)”專業(yè)課;在生物質(zhì)能方面,開設(shè)有“現(xiàn)代生物學(xué)導(dǎo)論”和“生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)”;而在風(fēng)能方面,設(shè)置有“風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)”和“風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)”專業(yè)課。其次,還提供了廣泛的新能源相關(guān)選修課程來滿足學(xué)生對不同專業(yè)的需求,比如“氫能與新型能源動力系統(tǒng)”、“新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)”、“水力發(fā)電與水電站”、“燃料電池原理與技術(shù)”、“熱泵原理與應(yīng)用”、“生物柴油制備及應(yīng)用”、“生物質(zhì)燃燒與混燃技術(shù)”、“能源工程管理”、和“能源經(jīng)濟(jì)學(xué)概論”等課程。

四、結(jié)束語

新能源科學(xué)與工程專業(yè)的設(shè)置順應(yīng)時代的發(fā)展,是我國可持續(xù)發(fā)展的需要。但是,由于新能源科學(xué)與工程專業(yè)是非常新的專業(yè),與之配套的培養(yǎng)方案、課程安排等還處于起步探索階段。筆者考慮到本地區(qū)、本學(xué)校的實際情況,同時結(jié)合新能源產(chǎn)業(yè)對人才的要求提出了具有鮮明特色的新能源科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,以供參考。筆者相信江蘇大學(xué)有能力、有信心建設(shè)好該專業(yè),為國家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展輸送合格的人才。

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