能源化学工程范文第1篇
关键词：新工科;化学专业;能源科学与工程;能源化学;教学内容
能源与环境是决定人类生存与发展的两个关键制约因素。能源科学与技术的发展事关国家經济社会发展的能力和水平，是国家高度关注的战略领域[1-2]。建设和完善能源化学专业和应用化学专业的能源特色方向(以下统称能源相关化学专业)，培养一大批具有扎实的化学基础，能够从事高层次能源科学与技术研究的人才，对保障国家安全和发展至关重要。调研发现，当前的能源相关化学专业普遍存在教学内容和人才培养的理科化倾向以及过分关注物理能源的问题，使得专业的化学特色不够突出，学生综合运用化学和能源知识分析和解决能源相关复杂问题的能力和素养不足，难以适应新工科快速发展的需要[3]。为了更好地按照新工科理念对现有的能源相关化学专业进行改造，使其人才培养更加突出化学特色、应用特色和交叉特色，促进能源化学研究的最新成果尽快转化为新技术、新业态、新产业，服务于国家创新发展，我们对能源开发、转化和高效利用等领域所涉及的重要化学原理与过程进行了分析，在此基础上提出了改革能源相关化学专业教学内容的建议。
一、能源科学与技术中的化学
能源科学是研究能源的开发、生产、转换、存储、传输、分配及综合利用的科学[4]。在能源开发和利用的过程中，化学发挥着决定性作用，决定着能源科学发展的速度和水平。在能源开发方面，传统能源如石油、煤炭、天然气不可再生、储量有限，可供开采的储量正日益枯竭。与此同时，这些化石能源的使用，还会带来严重的环境问题[5];新兴能源如页岩油、页岩气、泥炭、可燃冰的开发正方兴未艾，但这些资源也不可再生，无法长期支撑人类的可持续发展;其他一次能源包括水能、核能、太阳能、风能、地热能、生物质能等，很多都属于可再生的清洁能源，其开发与利用正成为人们最为关注的领域[6]。表1给出了重要的能源类型和开发利用的方式。
表1中所列能源(严格说应该是能源载体)基本都属于一次能源，即来自自然界、没有经过加工转换的能源[7]，这些能源往往不能直接利用。人们需要通过多种手段，将一次能源中所蕴含的能量转化为便于利用的形式，即二次能源[8]。二次能源主要包括电能、热能和机械能。将一次能源转化为二次能源的过程即能源的转化与利用过程。能源的高效利用、低排放、低污染转化是能源转化利用所追求的目标[9]，化学原理在能源的转化和利用中使用广泛。能源转化的主要方式列于表2中。
表2显示，从一次能源向二次能源转化通常需要经历多个步骤，而步骤越多、每一步的转化效率越低，则总的能量转化效率就越低。以火电为例，从燃料燃烧到发电需要经过“化学能→热能→机械能→电能”四步，其能源利用率一般只有35%～38%，最高为42%[10]。而使用燃料电池可以直接完成“化学能→电能”的转化，其能源利用率通常在70%以上，远高于火电[11]。因此，能源的高效转化是能源化学研究的重要方向。当然，所谓能源转化是指将能源转化为可以直接利用或者更加便于储存和运输的形式，简单的分离过程(非化学过程如石油炼制)或者转化为非能源材料(如石油化工生产化工原料)不属于能源转化范畴，也就不属于能源化学的研究领域。
能源的分布与利用往往存在巨大的时空差异。如我国的煤炭、石油和天然气等传统能源主要分布在华北、东北和西北区域，而能源消耗最大的区域则是华北、华东和华南，所以能源的储存和运输对能源的有效利用至关重要。为了解决通过公路、铁路和航运运煤成本高、效率低、污染重等问题，人们试图开发将煤液化后通过管道输送的方法[12]，目前最有效的方法是通过建设坑口电站，将煤直接转化为电，再通过高压输变电系统进行输送。此时，如何提高坑口电站煤的燃烧效率，降低SO2和NOx的排放量就成为重点。显然，基于坑口电站集中发电的处理，比原来分散发电的处理更加集中，具有效率高、成本更低的显著优势。另外，以氢能开发为例也可以说明转变输运方式的重要性。氢能是未来能源，但其常温常压下呈气态，储存和运输过程不仅效率低、不方便而且非常危险[13]。因此，人们通常采用压缩、液化甚至固化的方式储存和使用氢气。但这些物理储存方式效率仍然不高且风险很大。人们试图开发储氢合金解决这一问题，这属于能源化学中能源材料开发范畴，但迄今储氢合金的研究和应用还不成熟[14]。将氢气与二氧化碳、一氧化碳、氮气等反应，生成甲酸、甲醇、氨等储氢介质，在需要氢气时催化这些储氢介质分解释放氢气不失为一种便捷、高效、安全的方法，因此，相关研究成为近20年的热点，构成能源化学的重要研究领域[15-16]。
另外，对太阳能发电、风力发电、潮汐发电等新型发电形式而言，虽然其符合环保、绿色、可持续的要求，但发电的质量不高、不稳定，电的生产和使用匹配困难，还会给电网的安全平稳运行带来潜在危险[17]。因此，对电能的储存和调节就变得非常重要。将能源转化为易于储存和运输的形式以实现对能源利用的有效调节是能源有效利用的关键之一。表3给出了能源储存的主要方式。
由表3可见，物理储能的方法相对单一，而化学储能的方式则形式多样，研究和应用的前景广大，这恰恰是能源化学研究的最重要领域。其中，“化学能1→化学能2”是指采用化学方法将能源从一种形式转化为另一种便于储存运输且安全便捷的形式的过程。电化学储能是目前技术成熟、应用广泛的技术，在能源化学研究中具有特殊的重要性[18-19]。无论是化学还是电化学、光化学的储能和转化过程，为了实现高效转化，催化剂(包括电催化剂、光催化剂)的研究都具有举足轻重的地位。
二、能源相关化学专业新工科改造建议
通过上面的讨论可以发现，石油化工的重点在于生产化工原料而石油炼制属于物理过程，不宜作为能源相关化学专业教学的重点。将现有能源转化为高效储能介质，如通过转化将石油、煤炭、天然气变为氢气、乙醇、甲醇等才属于能源化学范畴;化石能源的绿色应用，如煤的脱硫、脱硝以及高效燃烧、燃烧产物的处理等，也应纳入能源化学的教学范畴;而新型能源材料、能源载体、新型储能装置的开发和高效制备、现有能源的高效转化和有效利用则是能源化学的最重要内容。
因此，能源相关化学专业新工科改造，在教学上应该使学生对能源的开发、生产、转换、存储、传输、分配及综合利用进行全面的了解，重点应介绍以下几个方面。
1.能源化学理论基础
(1)能源化學基础
热化学，燃料性能及其评价，热功转化方式及转化效率，电化学基础，电化学能量转化效率，光化学基础，光化学量子效率和能量效率，速率与速率方程，速率的测量，反应速率影响因素，反应机理，催化剂性能及其评价。
(2)能源催化
催化化学基础：重要能源催化反应，催化研究方法。
电催化基础：多孔电极，气体扩散电极，电催化研究方法，电化学反应装置，重要电催化反应。
光催化基础：光催化剂，光催化研究方法，重要光催化转化反应。
(3)能源材料基础
能源材料的制备、结构与性能。
2.重要能源转化过程
煤炭的转化：煤炭的加工处理，煤的液化/气化，水煤气转化，煤的脱硫脱硝，煤炭的高效燃烧技术。
原油的开采与转化：原油的催化裂化，原油的加氢裂化，燃油添加剂，高效燃烧，尾气处理。
甲烷的转化：天然气水合物开发，甲烷转化制甲醇，甲烷燃料电池。
合成气及其转化：合成气的制备，合成气制甲醇和碳氢化合物。
氢气的转化：工业制氢，含氢化合物重整，水的电解，水的光解，储氢介质(储氢合金、甲醇、甲酸)的合成与制备，储氢介质制氢，氢氧燃料电池。
二氧化碳转化：二氧化碳的化学转化，(光)电化学转化，光化学转化。
甲醇转化：甲醇的制备，甲醇重整制氢，甲醇燃料，甲醇制油，直接/间接甲醇燃料电池。
乙醇转化：乙醇的制备，乙醇汽油，直接/间接乙醇电池。
甲酸转化：甲酸的制备，甲酸分解制氢，直接/间接甲酸燃料电池。
生物质转化：常见生物质，淀粉和纤维素的转化，植物油脂转化，生物柴油，生物质储氢和制氢。
其他新型转化过程。
3.能源材料
催化材料：重要催化剂及其制备方法。
储能材料：重要金属储能材料及其加工，重要无机非金属储能材料及其制备，重要有机能源材料及其制备。
辅助材料：电解质，溶剂，隔膜，离子交换
膜，其他辅助材料。
添加剂：燃油添加剂，电极添加剂，电解液添加剂。
4.电化学储能装置(包括电池及其制造工艺，电池生产设备)
电池：一次电池，二次电池，金属空气电池，燃料电池，液流电池。
电化学电容器。
电解池：电解装置设计与制造。
5.光能利用
光热转换，光伏发电，光电化学，化学发光。
区别于现有能源相关化学专业，上述内容更多地强调了工程与工艺的内容。在人才培养过程中，除了要求在形成整体性、系统性的科学思维、工程思维和管理思维之外，还要强化实验和实习教学，加大校企协同育人，强化学生的研究能力、方案设计能力、方案的评价判断能力与生产过程管理能力的培养，使学生真正体现理工复合或者理科向工程延伸的新工科特点，能够成为引领能源技术和能源产业发展的创新性复合人才。
三、小结
本文对各类能源的开发、转化和利用的过程进行了分析，对能源的形式、能源的转化和能源的利用进行了归类整理，明确了能源研究中化学的地位和作用，进一步明确了能源化学专业和应用化学专业能源方向的新工科改造方向，并给出了能源化学相关教学内容的建议。
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[责任编辑：余大品]
能源化学工程范文第2篇
关键词：仿真教学; 案例建设; 能源与动力工程
伴随着信息技术的飞速发展，虚拟仿真教学受到高等教育工作者的广泛关注和应用。虚拟仿真贯通了课程及对象的认识、选择、建模、运算、整理和分析的整个过程，在认识对象、手段及结果上与传统的实验教学存在着显著差异[1]。能源与动力工程这一普通高等学校本科专业，是以工程热物理相关理论为基础，面向能源转化利用及动力系统领域的专业[2]。能源与动力工程专业教学重点面向各种能源的基础理论及应用技术，而动量传递、传热、传质以及导电过程几乎是每一种能源应用所必然涉及的物理过程。值得注意的是，虚拟仿真过程中可以综合考虑现实世界存在的多方面的影响因素，多物理场耦合通过仿真工具也更容易实现，有助于学生对于多物理场的认识和学习。为了使学生系统掌握使用工程软件针对学习和应用过程中遇到的各种工程问题进行数值建模和分析优化设计的技能，采用典型案例分析，将理论与实际相结合，对于学生从事能源学科领域的操作和分析工作具有重要的意义。目前高校的教学方式主要是多媒体课件结合板书教学，另外辅以实验教学进行授课。大量实践证明，采用案例进行授课能有效提高学生对知识理论的理解，提高和培养学生的创造思维能力[3-5]。采用案例法不仅能够建立起理论与实际的桥梁，还能加强学生动手能力，帮助学生树立牢固的工程意识。另外，通过案例教学加深了学生对知识点的印象，提高学生分析和解决问题的能力，最终提高整个课程的教学效果[6]。为了能在能源与动力工程专业学生中开展案例教学，前期的仿真教学案例构建和建设工作显得尤为必要，构建案例和实施案例教学是两个相辅相成的过程。因此，构建多物理场仿真教学案例就是为了进一步满足《工程热力学》《传热学》《工程流体力学》《燃烧学》等能源与动力工程专业课程的教学需求。
一、能源动力类案例建设与教学意义
建设面向能源与动力工程专业的多物理场仿真教学案例，既能满足能源动力类专业学生教学需要，又能满足当代大学生教育过程中工程实践的要求。使能源动力类课程教学内容体系与实际系统联系更加密切，使学生学习目的更为明确，更有系统针对性;教学过程循序渐进，不断深入实际，提高学生参与热情和积极性;以实践为导向、学生为主体，培养创新型人才，提升学生沟通能力、批判性思维、创新能力、团队合作能力。
1.满足能源与动力工程专业学生案例教学的需要
案例教学法比传统教学方法具有诸多优势，有利于激发学生学习的兴趣与热情，有利于培养学生的实践能力，有利于培养学生的创新意识，有利于培养学生的团队协作精神。在能源与动力工程专业课程教学过程中，教师要开展案例教学活动必须储备一定数量和质量的案例素材，实施案例教学离不开优秀案例的建设。而且案例的选择必须紧密结合专业课程。
2.提高能源与动力工程专业学生的职业技能
能源与动力工程专业有很多实践性的课程，目的在于缩短人才培养时间，提高人才培养效率，促进学生在校期间学习和掌握能源与动力工程领域的职业技能，增强学生在人才市场中的岗位竞争力。案例教学正是实现该目标的最主要和最有效的途径。
3.开发能源与动力工程专业学生的创新思维
构建面向能源与动力工程专业的多物理场仿真教学案例，不仅能训练学生职业技能，培养具有熟练职业技能的合格人才，而且還能帮助学生理解专业知识，提高学生应用所学基础理论知识去发现问题、分析问题和解决问题的能力。另外，构建体现能源与动力工程特色的案例，不仅能为学生提供大量的具有特色的仿真分析资料，促进学生计算方法和手段的改进，而且还有利于开发学生的创新思维和创新能力。
二、案例建设方案与组成
通过案例资料收集、技术交流、理论分析和设计优化等，提炼和总结案例所涉及的工程问题，设计并建立动力工程与先进能源技术多物理场仿真过程中解决问题的思路，用于能源与动力工程专业学生实践能力的培养。选择具有代表性的课程案例，对涉及动力工程与先进能源技术的多物理场仿真教学内容进行重组，采取知识点—单一课程案例—综合案例的顺序，内容重点包括面向仿真基础的几何结构编辑、网格技术、离散方法、方程求解等，也包括与能源与动力工程专业紧密结合的内容，主要是传质仿真、传热仿真、导电仿真及多物理场综合仿真等部分。经过总结能源动力类专业课程的内容和特点，其中具有代表性的知识点案例、单一课程案例和综合案例需要具备以下特点。
1.案例素材具有代表性且覆盖面广。所有案例都是基于多年仿真研究精心挑选出来的，所选实例基本覆盖了能源与动力工程专业涉及的物理场的耦合。案例素材均考虑多个物理场之间的相互作用，能使学生更好地理解多物理场的耦合，涵盖流动、传质、传热、导电、声场等多个物理场，实现学科交叉。
2.所选案例结合重庆大学能源与动力工程专业在该领域的突出特色，不仅注重动力工程专业知识的掌握，也注重基础物理理论及计算方法的应用，使任课教师在课程教学时能够根据案例素材简单准确地达到教学目的。同时，案例建设与教学强调学习的实践性，让学生在实践中体验提高获取信息、加工信息、处理信息的能力。
对于知识点案例，以三维综合建模及网格的划分实例为例，为学生讲解几何结构的编辑，这也是仿真教学的基础。对于单一课程案例，比如可以设置针对《传热学》的热交换器中的热传导和热对流模拟、水杯中的自然对流等具体案例，促进学生了解单个物理场仿真问题。针对综合案例，需综合考虑能源与动力工程专业学生的大多数课程知识点，可设置包括管壳式换热器、燃料电池仿真等极具能源特色的案例。
三、案例教学内容及实践
案例教学重视理论与实践相结合，采用课堂参与、小组研讨、案例教学、合作学习、模拟教学等方式。在案例教学各个环节，教师需要结合课程知识、学生兴趣与案例亟需解决的问题;以学生的需求和兴趣为出发点，发展学生的自主学习素养，发挥学生的创造思维;让学生主动收集信息，筛选信息，提出问题，教他们如何研究，如何获得一些必要的解决问题的技能;教师一般不给学生结论性的东西，而是要求学生充分利用手中的资源自主学习;教会他们如何管理好自己的时间;在遇到问题时，鼓励学生努力寻找解决问题的办法，为自己的研究提出下一步的决策;鼓励和支持团队合作。案例教学采用理论结合实例的方式，案例实现结构模块化，引导学生根据具体案例分析、掌握建模的思路、步骤、要点，培养学生发现问题、提出问题、分析问题与解决问题的能力;案例讲解采用文字结合插图的方式，提供大量的操作插图，大大降低了操作失误率，节约了学习时间，提高学生学习效率。动力工程与先进能源技术多物理场仿真案例教学涵盖的主题主要包括以下6个部分：(1)物理问题的数学模型：包括连续介质、流体动力学、固体动力学、声波、电磁、状态方程及定解条件等。(2)几何建模与网格生成技术：结合案例分析结构化网格、非结构化网格、动网格、复杂计算区域的处理方法等。(3)常见数值算法：以具体案例，讲述有限差分、有限体积、有限元等常见数值方法。(4)动力工程领域单物理场仿真：以热传导、热对流、热辐射为例，结合综合案例实现单物理场仿真。(5)弱耦合的多物理场问题：实际科研或者工程问题多表现为多个物理场相互影响、共同作用，部分情况下物理场间的联系较为松散。针对该情况，以微电阻梁等案例实现弱耦合多物理场问题的仿真求解。(6)强耦合的多物理场问题：以综合案例为基础，讨论多物理场强耦合问题的共同点和挑战，多物理场的相互作用，有的通过材料属性变化体现，有的通过求解域几何变化体现，有的通过自适应性质的边界条件的变化而体现，结合案例学习多物理场强耦合的仿真及计算。
动力工程与先进能源技术多物理场仿真教学结合理论和实践，通过课程案例分析与工程科学相结合。通过案例学习，让学生理解数值仿真技术的真谛，明白这些理论知识应该如何与实际相结合。进一步，使学生能够领悟经验丰富的数值仿真工程师会如何思考问题，慢慢吸收这些经验为自己所用。
四、结论
案例建设是一项复杂的系统工程，它由一系列紧密衔接的工作环节组成。建设面向能源与动力工程专业的多物理场仿真教学案例，既能满足能源动力类专业学生教学需要，又能满足当代大学生教育过程中工程实践的要求。案例素材具有代表性且覆盖面广，突出能源与动力工程专业特色，注重动力工程专业知识的掌握的同时，也注重基础理论及计算方法的应用。通过案例教学，使能源动力类课程教学内容体系与实际系统联系更加密切，学生学习目的更为明确，培养创新型人才，提升学生沟通能力、创新能力和团队合作能力，最终提高整个课程的教学效果。
基金项目：重庆市教育教学改革项目(No.yjg183009)
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能源化学工程范文第3篇
摘要 针对建筑构造课程教学中存在的3个问题，从选用教材+图纸+图集教学资源、构建PBL+CBL教学方式、采用阶段式课程设计模式3个方面对建筑构造课程教学改革进行探讨，旨在提高教学质量，培养出创新型、应用型人才。
关键词 建筑构造;教学方式;课程设计
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.068
Key words Construction;Teaching methods;Curriculum design
农业建筑环境与能源工程专业是工学门类农业工程类本科专业。农业建筑环境与能源工程专业主要培养具备现代设施农业工程、农村能源工程、农村城镇（社区）建设与规划等方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在可再生能源工程、设施农业工程、工厂化高效农业系统、节能、环境工程开发利用等领域从事规划设计、装备开发与集成、经营与管理、教学与科研等方面工作的高级工程技术人才，使其受到建筑工程师、农业生物环境和可再生能源工程师的基本训练，具有本专业工程项目建设可行性论证、工程規划设计、施工与运行管理等基本能力[1]。目前，我国农业发展处于关键时期，现代设施农业、生态农业、观光农业等各类高效农业示范园区发展迅速，农业的可再生资源开发、农村的节能、环境保护等问题逐渐成为关注的热点[2]。为了建立合理的农村能源系统，优化农村生态环境，农业建筑环境与能源工程专业教育涉及的范围越来越广，已逐步成为适应和促进农业现代化发展的有生命力的专业[3]。
课程是人才培养的关键，课程质量直接关系到人才培养质量。核心课程是整个课程体系的精粹和升华，是奠定学生职业生涯发展和就业竞争力基础的主要途径[4]。建筑构造是农业建筑环境与能源工程专业的一门核心课程，是研究房屋各组成部分的组合原理和构造方法的一门综合性技术课程。通过该课程的学习使学生系统掌握房屋构造设计的基本原理，完整掌握结构、施工与建筑之间的密切关系，辨证地理解构成建筑的基本要素之间的关系和建筑发展的基本规律[5]。该课程的教学质量影响着未来学生的职业素养和能力培养。建筑构造作为一门专业核心课，也应与时俱进，不断深化教学改革，提高教学质量，培养出创新型、应用型人才。
1 目前课程教学中存在的问题
建筑构造课程一般包括理论课和课程设计2个环节;理论课主要是讲授书本内容，课程设计一般是在理论课结束后集中7 d进行。这种教学方式虽然便于教学组织，但难以激发学生的学习兴趣，教学效果不理想，主要存在以下问题。
1.1 传统纸质教材内容有局限性
传统纸质教材存在三大不足之处：一是由于教材编写与出版有一定的周期性，建筑行业的技术规范和条例与时俱进，不断出台，教材内容与当今建筑业的快速发展相比有些滞后，难以全面反映新材料、新技术、新工艺在构造上的应用[6]，比如断桥铝合金等新型门窗教材鲜有详细介绍。二是构造部分的知识点覆盖面过窄。我国幅员辽阔，各地气候条件差异较大。《民用建筑热工设计规范》将我国气候特征划分为温和地区、夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、寒冷地区、严寒地区5个气候区。不同地区气候差异较大，建筑墙体、屋面、门窗等外围护构件构造设计、构造方式存在一定差异。教材内容覆盖面过窄，内容不全面，难以系统介绍各区域建筑物的构造组成。三是构造示例图分散在各个章节中，系统性和整体性不强。教材各章节示例图虽然具有典型代表性，但通常是就某一知识点配备相应示例图，这些示例图不是同一工程项目，各章节图形的衔接性与连贯性不强，不利于学生工程整体性思维的培养[7]。
1.2 课堂教学方式单一化
建筑构造课程以教师课堂讲解、学生被动听讲方式为主，教师缺乏与学生的交流互动。课堂教学基本采用填鸭式教学，形成课堂上教师忙着讲授书本内容，学生忙着记笔记，课后学生考完就忘的局面。建筑构造课程的特点之一就是实践性很强，强调理论指导下的实践活动。但是，目前这种教学方式下培养的学生普遍存在“重理论，轻实践”的问题[8]。若要改变这种状况，必须对教学方法和手段进行改革，打破教学中教师唱主角、学生被动接受的模式，让学生带着兴趣学习，能运用理论知识指导生产实践，然后将实践中发现的问题带到课堂上来寻求答案，让学生真正成为课堂上的主角，让理论知识与生产实践有机结合起来。
1.3 课程设计组织不合理
建筑构造课程设计一般采用传统的集中式课程设计模式，即在理论课程结束后集中布置并完成课程设计。这种模式的缺点是学生接受任务迟，查资料、做方案、多方案比较、定方案、绘制图纸、答辩等环节要在7 d内完成。学生一边要忙于多门课程的期末复习备考，一边要独立完成教师布置的课程设计;学生与教师、学生与学生之间没有充足的时间交流和沟通探讨[9]。学生对设计所参考的规范了解与查阅不够，更有甚者因为时间紧迫，干脆直接抄袭其他资料上的案例。在这种学生对课程设计应付了事、流于形式的状况下，课程设计质量普遍不高，难以达到课程设计的教学目的。上述问题的存在使得建筑构造的教学效果不尽如人意，难以满足创新型和应用性人才培养目标，亟需进行教学改革。
2 课程教学改革
针对目前建筑构造教学中存在的问题，笔者对2015—2016级农业建筑环境与能源工程专业的建筑构造课程进行了教学改革。
2.1 选用教材+图纸+图集教学资源
在教材选用上，尽量选用新编写、新版本的教材，教材内容能反映工程技术的现状。建筑构造课程中需讲解大量的构造详图，学生难以读懂这些二维构造详图。教师将在施工现场拍摄的实物照片和施工过程照片制作成多媒体课件，能帮助学生将难以理解的复杂构造形象化，在调动学生学习兴趣的同时也提高了课堂教学效率。为了使理论知识与实践工程紧密结合，笔者将现行的构造规范、标准、图集整理成册（电子档），同时选择一套合适的施工图纸（电子档）一并发给每个同学。构造规范、标准、图集拓展了教材中有限的构造知识点，教材中分散的构造知识点能在这套施工图纸中统一讲解。同一工程中的构造设计图例衔接性与连贯性很强，能训练学生形成工程整体概念的思维[10]。这些资料作为教材的有益补充，学生人手一份，在课堂教学中随时应用。学生普遍反映一些抽象、复杂的内容变得形象、直观和便于理解，理论和实践结合更加紧密，使学生的学习效率大大提高。
2.2 构建PBL+CBL教学方式
PBL是指“基于问题式学习”或“问题导向学习”，它是以问题为基础，在指导教师参与下，以学生为主体，围绕某一专题问题进行研究的学习过程。PBL教学中，主动学习贯穿其全过程，学生成为一个自主或自我调节的学习者，学生获得知识主要靠自己。CBL是以案例为基础的教学模式，它以学习案例形式开展小组讨论式教学，紧密联系实践。CBL教学模式是在 PBL教学的基础上加以改进，并集合PBL教学的优势，教师运用精选出来的案例材料，让学生通过资料查阅及独立分析解决问题的过程，培养学生的思维能力。最后，由讲授教师对范例进行讲解，适当加入该领域的最新研究进展，极大地培养学生的工程实践能力。PBL+CBL教学方式的基本教学流程包括选择典型案例、问题设计、引导学生自学、组织讨论和总结、统计分析、形成总结反思[11]。在楼梯构造、屋顶构造等章节教学中采用该教学方式，首先布置学生课前应预习的内容和应收集的资料，课堂上再引导学生思考，将构造设计变为可探讨的教学内容，通过个体思考和小组讨论得到的知识会深刻印在学生脑海中。该教学方式既能明显提高学生的学习兴趣和积极性，又达到了举一反三的学习效果，使枯燥的课堂理论学习变得生动活泼、直观有趣[12]。
2.3 采用阶段式课程设计模式
阶段式课程设计教学模式是将课程设计与理论教学同步进行，根据理论教学进程对课程设计内容进行合理分解[13]。在这种模式下，在建筑构造课程第1周就将课程设计布置下去，课程设计根据理论课进程分解成几个阶段同步进行，比如在讲解墙体构造时，学生依据课程设计任务书的要求进行墙体构造设计;讲解到楼梯时，学生即可进行楼梯部分的设计等。平时教师应加强监督，分阶段检查课程设计成果;理论课程结束后，学生整理和上交课程设计成果，集中进行答辩。这种阶段式课程设计模式能激发学生的积极性和主动性，发挥学生的潜力，培养学生独立思考和独立工作的能力，使理论和实践及早结合起来，在阶段式课程设计模式下学生的思维能力、创造能力、运用理论知识解决实际问题的能力都会得到充分挖掘和发挥。
3 结语
建筑构造课程的教学改革是一项长期的教学任务，需要不断探索、创新和与时俱进[14]。通过2年來的改革实践，已取得一定成效，为培养创新型、应用型人才发挥了重要作用。但在探索过程中也发现一些问题，比如目前单一的闭卷课程考核方式难以准确反映学生的实践能力、在学校现有教学管理模式下理论教学与实践教学在时间安排上有脱节等。因此，今后改革的方法和措施还需要在教学实践中不断检验，不断提高与完善，以取得更好的教学效果[15]。
参考文献
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能源化学工程范文第4篇
航空推进系以航空发动机为工程背景，承担着航空宇航推进理论与工程国家重点学科的建设，承担着载运工具运用工程学科的建设任务，承担着本科生“飞行器动力工程”和“交通运输”教学和人才培养任务。主要从事航空发动机总体性能、总体结构、强度、振动、控制、可靠性、测试试车等学科研究方向的教学和科研任务，还负责航空发动机陈列室的建设。
航空推进系是由以前的405教研室、406教研室、401研究室、404教研室中总体性能组组成。
航空推进系重视教学环节的各项工作，把人才培养作为己任，产生了一项全国百篇优秀博士论文等教学研究成果。并与航空、航天、船舶、民航、石油化工、能源等行业部门建立了密切联系，开展了广阔的科研合作及人才培养工作，并积极开展国际间的合作与交流，向着国际知名的目标迈进。
流体机械系简介
该系主要涉及叶轮机械气体动力学、计算流体力学、湍流及旋涡流动、叶轮机气动弹性力学、气动声学、水声工程、叶轮机分离流动机理与控制、流体机械综合气动扩稳技术、民用叶轮机械技术开发等诸学科的教学与研究。
下设实验包括：低速大尺寸压气机实验台、中速压气机实验台、高速跨音压气机实验台、低速轴流压气机尾流撞击实验台、环形叶栅实验台及民用风机多功能实验台、流体声学实验室等。
曾荣获多项国家及省部级各类科技奖。具有工程院院士、“国家安全重大基础研究”项目首席科学家、长江学者特聘教授等多名国内外知名的专家学者。
工程热物理系简介
工程热物理系以航空航天为背景，瞄准世界科技发展的前沿，面向国民经济主战场，从事发动机传热、燃烧、热防护及热能释放、转换、传递和合理利用方面的高级工程设计及研究型人才培养和科学研究工作。工程热物理系的前身是热工教研室(含实验室)，为我校成立最早的教研室之一。曾承担了全校的工程热力学、传热学、热机学和热工测量学的教学任务。长期以来以重视教学而著称，一直保持较高的教学质量，为我国的航空航天事业和民用热工领域培养了大批的相关专业人才。为适应国民经济发展的需要，1985年开始招收热能与动力工程专业本科生。2003年1月经并成立现在的工程热物理系。
工程热物理系以其崭新的面貌正在朝着北航争创“国内一流，世界知名”的目标进军。在工程热物理、航空宇航推进理论与工程、热能工程和动力机械及工程四个二级学科上具有硕士、博士学位授予权，并设有国家博士后流动站。同时工程热物理系也是航空发动机气动热力国防科技重点实验室的重要组成部分。在科学研究上，坚持“应用基础研究”及“工程应用”两个平台融合发展，注重学科交叉，承担和完成了大量的国家自然科学基金、航空科学基金、航天科学基金、“国防973”和预研、型号及民用热工领域等科研项目50余项。
工程热物理系具有国家发明一等奖获得者、国家突出贡献专家、跨世纪人才和“国家安全重大基础研究”即“国防973”首席科学家等中外著名学者。
热能工程系简介
北京航空航天大学动力系热动力工程研究所(简称二所)是以航空和民用动力研究为主的研究所，该所成立于1983年，科研教学并重。2002年建立能源与动力工程学院时更名为热能工程系。目前，国防科技航空发动机气动热力重点实验室的液雾燃烧研究方向设立在本研究所。
主要科研方向包括两大类，一类是国防科研，如动力装置燃烧研究，气体动力学研究，涡轮研究，现代测试与控制研究;另一类是军转民技术研究，为民品开发，如民用燃烧技术开发，超音速气流粉碎、气流输送，涡轮制冷等。多年来，北航热动力工程研究所坚持为国防工业建设、为我国航空航天技术发展、为国家经济建设服务的建所方针，承担了多项国家级重点攻关项目和民用经济建设项目，涉及航空航天、防化装备、环境保护、石油化工、地矿、冶金及建材等多种领域。为国家、学校作出了重要贡献。该所承担的科研项目多年来位于动力系之首，为动力系的教学、科研发展水平的提高，作出了应有的贡献。近十年来在学术专著、国内外各种刊物及各种会议上发表论文数十篇。获得各种奖励十余项，专利十余项。
能源化学工程范文第5篇
2、能源与动力工程专业“电子技术”课程的教学研究与改革
3、一带一路背景下能源与动力工程专业人才培养国际化路径探索
4、节能技术在能源与动力工程中的应用研究
5、跨学科宽口径节能环保型人才的培养与实践
6、“烧锅炉”的专业，给生活带来无限动力
7、适合地区电力发展特色的专业建设探讨研究
8、试论能源与动力工程的节能技术
9、能源与动力工程的节能技术分析
10、浅谈能源与动力工程的节能技术
11、空调制冷节能技术在能源与动力工程中的探讨
12、浅谈能源与动力工程专业大学生科技创新能力的培养
13、基于社会需求的能源动力专业人才培养探索与实践
14、矿业工程和能源与动力工程学科新型交叉培育模式探索
15、能源与动力工程学院举行“１１１引智计划”首场报告会
16、“卓越工程师培养计划”背景下能源与动力工程专业的实践教学体系改革研究
17、能源与动力工程专业实验教学改革研究
18、课程思政融入能源与动力工程专业的培养方案
19、能源与动力工程专业学位课程的案例教学设计与实践
20、能源与动力工程专业基础课程国际化教学模式的研究
21、能源与动力专业多层次创新实践教学体系的设计
22、能源与动力工程的节能技术分析
23、新工科背景下能源与动力工程专业实践教学的探索与研究
24、我国能源动力工程及能源可持续发展研究
25、新能源技术课程建设研究与实践
26、新工科背景下能源与动力工程专业人才培养模式探究
27、应用型本科院校“能源与动力工程专业”生产实习教学改革探索
28、海洋工程与船舶装备系列课程的教学改革探讨
29、热能动力工程与传统锅炉能源间结合要素分析
30、节能减排形势下能源与环境系统工程专业教学改革的探讨
31、浅谈“翻转课堂”在能源与动力工程专业英语教学中的应用
32、能源与动力工程 未来就业面最宽的专业之一
33、节能技术在能源与动力工程中的应用分析
34、能源与动力工程专业项目动态导向型实践教学体系改革研究
35、对比教学法在工程流体力学课程中的应用与实践
36、新工科背景下能源与动力工程专业实践教学的探索与研究
37、能源与动力工程在电力行业节能减排中的应用研究
38、新时代背景下能源与动力工程的发展分析
39、能源类专业“清洁燃烧技术”课程内容设计和教学方法探讨
40、能源动力工程专业实验课程思政建设探索
41、新建地方本科院校应用型创新人才培养的探索与实践
42、浅谈能源与动力工程在锅炉领域的实践研究
43、虚实结合的能源与动力工程专业实践教学模式探讨
44、分析能源与动力工程的节能技术
45、“能源与动力工程控制基础”课程教学改革探讨
46、能源动力类虚拟仿真综合实践平台建设
47、应用型人才培养模式下能源与环境专业教学改革的探索
48、“卓越计划”背景下能源与动力工程专业实践教学模式研究
49、多元化专业课程设计考核评价模式研究
能源化学工程范文第6篇
郑州轻工业学院电化学工程专业创办于1985年, 以化学电源、电镀、表面处理为主要研究方向, 是继哈尔滨工业大学和天津大学之后全国第三个工科本科电化学专业, 同时也是河南省唯一的本科电化学专业, 具有较强的师资和实验条件。为了适应国家产业结构调整和科学技术发展战略需要, 郑州轻工业学院在现有的电化学工程的基础上设立新能源材料与器件本科专业。该专业从2015 年开始招生, 因学科建设处于起步阶段, 专业课程体系与结构处于探索之中, 需要在实践中不断优化与总结。
1 明确培养目标
郑州轻工业学院电化学工程专业主要开展化学电源、电解、电镀、金属腐蚀与防护等领域的研究, 培养的学生具备电化学工程方面的基本理论、专业知识和实践技能, 能在能源、化工、表面处理等领域从事科学研究、技术开发、生产经营管理、质量分析与测试等工作的应用型高级工程技术人才。在此基础上成立的新能源材料与器件专业拓宽和优化了原有的研究领域, 以化学电源、太阳能电池、新能源材料为主要专业方向, 设定了培养目标:培养适合我国新能源、新材料、新能源汽车等国家战略性新兴产业发展需要, 同时具有较强的外语和计算机应用能力, 具备化学电源、新能源材料、新能源器件的设计、制造、应用以及材料表面加工与改性工艺设计能力的高素质复合型人才。学生毕业后能自主的发挥自己的专业特长, 可在化学能源、表面处理、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事新产品、新技术及新工艺的研究、技术开发及相关管理工作。学生也可以选择进一步深造, 攻读材料学、化学工程、新能源相关技术及交叉学科的研究生。
2 构建合理课程体系
新能源材料与器件专业是一门新兴的交叉学科, 涉及物理学、化学、材料科学、能源技术等多学科基础, 涵盖动力电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料、超级电容器材料、生物质能材料、核能材料、风能材料等。知识体系强调数理基础, 理化结合, 材料、器件、系统的结合。课程设置应充分体现“厚基础、宽口径”的培养模式, 教学体系主要分为理论教学和实践教学。新能源材料与器件专业相对于郑州轻工业学院传统的电化学工程专业有其自身鲜明的特点, 特别是如何处理和平衡材料与器件关系成为课程体系设置的难点。因此, 在培养方案中需要打破传统的专业界限, 合理搭配专业基础课、专业必修课和专业任选课的总学时、开设时间和时长2。专业任选课可适量增加学科门类, 突出课程重点, 以利于学生对不同学科门类的融会贯通。目前我校按照本科人文社会科学基础、公共基础、学科基础、专业课程和集中实践教学五个技能教育层面设置课程。
人文社科基础课程:主要包括中国近代史纲要、思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、军事理论、大学生就业指导和大学生健康教育等课程。
公共基础课程:主要包括大学英语、高等数学、线性代数与空间解析几何、概率与数理统计、大学物理、物理实验、计算机应用基础、VB程序设计技术等课程, 使学生掌握必要的数学和物理基础。
专业基础课程:主要包括机械设计基础、无机化学、有机化学、物理化学、化工原理、理论电化学、材料科学基础、固体物理学、电子电工技术、工程材料与热处理、画法几何与工程制图、仪器分析等课程, 使学生掌握化学类、物理类和材料类的基础知识。
专业课程:依据化学电源、太阳能电池和新能源材料三个方向开设了电化学测量、新能源材料与器件导论、化学电源、太阳能电池系统设计等专业课程, 同时开设了与之相关的专业选修课, 意在开拓学生的知识面, 增加学生对专业知识的了解。
集中实践教学:包括实验教学和实践教学两大主要环节, 增加了实验教学的比重, 同时化学类、物理类和材料类专业课程均配有相应的实验课程, 意在增加学生的动手能力和创新性。实践教学方面, 除了原有的课程设计、生产实习、认识实习外, 还开设了素质教育, 创新、创业教育平台。
3 改革现有教学手段
新能源材料与器件专业涉及专业课程范围宽且庞杂, 并且有些课程较为抽象, 学生首次接触常会遇到知识过于抽象不便于理解的问题, 因此的传统的教学模式已不再适应当前培养高素质新能源材料与器件人才的需要, 必须对传统教学模式进行改进。例如可将现代化教学手段应用于新能源材料与器件专业课程3。针对一些抽象知识, 利用多媒体数字化资源像动画、图片等可进一步加深学生对知识点的理解和掌握, 可明显提高课堂教学效果。例如, 化学电源中各种电池的工作原理, 如锂离子二次电池工作原理, 锂离子充电时Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极, 负极处于富锂态, 正极处于贫锂态, 同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极, 保证负极电荷平衡。放电时Li+从负极脱嵌, 经过电解质嵌入正极, 正极处于富锂态, 同时电子从负极经外电路到正极提供电流。若将该原理做成动画, 将有助于学生对该原理更直观、轻松的理解和掌握, 能更进一步的培养学生的学习兴趣。另外, 利用网络为辅助手段的教学, 可增强师生间相互联系, 及时反馈教学效果, 扩展学生的学习空间。因课堂教学时间有限, 学生学习程度参差不齐, 教师可通过网络手段如邮件、QQ、微信等将教学资料提供给学生, 同时又可以对学生在学习过程中存在的问题进行及时答疑。学生可通过网络对所学知识进行扩充, 增强学生自主学习能力, 扩大知识面, 提高学习效果。例如, 学生从课本上学习到了各种储能器件的基本机构和原理, 可通过网络资源直观认识到其生产过程和应用领域。如锂离子电池、燃料电池和太阳能电池等在新能源汽车中的应用。通过该方法的学习, 可以使学生及时了解最新科技动态, 提高创造性思维, 充分发挥好学生的主体地位。总之, 在新能源材料与器件专业课程教学中引入现代化教学方法充分发挥学生主体地位, 对培养综合性高素质人才具有重要意义。
4 结语
新能源材料与器件作为一门新兴、高新技术专业, 在21 世纪将越来越受到关注, 发展的速度也必将越来越快。为了培养出国家和地方急需的新能源材料与器件专业技术人才, 实现该专业人才培养目标, 郑州轻工业学院将根据其专业特点, 以传统优势专业电化学工程为依托, 探索新能源材料与器件专业的课程教学体系, 形成科学的人才培养方案, 从而有效地保证人才培养质量, 为社会培养高素质综合型新能源材料与器件专业人才。
摘要：新能源材料与器件的发展与技术水平不仅在国民经济和科技发展中具有重要战略地位, 而且对国家安全具有重要影响力。本文依据郑州轻工业学院材料与化学工程学院电化学工程的教学经验, 从新能源材料与器件专业培养目标出发, 对新能源材料与器件专业的课程教学进行了探讨。
关键词：新能源材料与器件专业,教学模式,实践教学
参考文献
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