能源与动力工程

更新时间:2024-09-16 15:01

能源与动力工程(Energy and Power Engineering)是一门普通高等学校本科专业,属于能源动力类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。

设置背景

能源是人类赖以生存的物质基础,动力是维系现代工业运行的基本条件,节能环保是社会可持续发展的可靠保障。能源动力领域及相关的工业部门是关系国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安的国际前沿科技领域和国民经济支柱产业;能源动力领域的人才培养对推动中国能源供给革命、能源消费革命和能源技术革命具有重要意义。

随着社会进步和科学技术的快速发展,能源动力类专业的传统内涵正在不断拓展和延伸,与环境科学、材料科学、生物科学、化学科学、信息科学、经济与管理科学等学科不断交叉与融合。对能源转化利用规律探索的不断深化,在拓宽和突破传统专业界限的同时,持续促进新理论、新方法、新技术的产生和应用,这对能源动力类专业教育知识体系的构建及专业人才的培养质量提出了更高的要求。

发展历程

20世纪50年代,热能与动力工程专业初步形成,热能与动力工程专业中包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业,形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局。

1993年7月,国家教委颁布《普通高等学校本科专业目录》,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程、冷冻与冷藏。

1998年,教育部颁布新的《普通高等学校本科专业目录》,将以上9个专业合并,设置热能与动力工程专业。

2012年9月,教育部将新的能源与动力工程(专业代码080501)专业取代旧的热能与动力工程(专业代码0080501)、能源工程及自动化(专业代码080505S)、能源动力系统及自动化(专业代码080506S)和能源与资源工程(部分)(专业代码080110S)四个专业。

2020年2月21日,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录(2020年版)》,能源与动力工程专业为工学门类专业,专业代码为080501,属于能源动力类专业,授予工学学士学位,学制为四年。

培养目标

能源与动力工程专业培养具备动力工程及工程热物理学科宽厚基础理论,系统掌握能源(包括新能源)高效洁净转化与利用、能源动力装备与系统、能源与环境系统工程等方面专业知识,能从事能源、动力、环保等领域的科学研究、技术开发、设计制造、运行控制、教学、管理等工作,富有社会责任感,具有国际视野、创新创业精神、工程实践能力和竞争意识的高素质专门人才。

培养规格

4年。

工学学士。

参考总学分为140~180学分,各高校可根据具体情况做适当调整。

1.思想政治和德育方面:按照教育部统一要求执行。

2.业务方面

(1)掌握专业所需的数学、物理学、化学等基础学科及工程力学、机械工程、材料科学与工程、电气工程、电子科学与技术、控制科学与工程、环境工程、计算机科学与技术等相关学科的基础理论和基本知识。

(2)掌握能源系统中的热力学、流体力学、传热学、燃烧学、能源转换与利用、污染物排放与控制等方面的基础理论和基本知识;掌握能源动力系统与装备设计制造、运行控制、故障诊断、可靠性分析等方面的基本原理和专业知识。

(3)具备运用计算机与现代信息技术获取和处理最新科学技术信息、了解专业前沿发展现状及趋势的能力;具备运用计算机进行辅助设计、数值计算及工程分析的能力。

(4)具有安全意识、环保意识和可持续发展理念;具备考虑经济、环境、社会、伦理等制约因素进行工程设计、运行控制、工程实践与管理的能力。

(5)具有良好的人文社会科学和自然科学素养、较强的社会责任感、良好的职业道德和学术道德。

(6)至少掌握1门外语,具有一定的国际视野和跨文化交流与合作能力。

(7)具有良好的心理素质和学习生活习惯,具备不断学习和适应发展的终身学习能力。

3.体育方面:按照教育部统一要求执行。

课程体系

总体框架

课程体系是实现专业人才培养目标有效达成的可靠保证,是学校办学特色的集中体现。专业课程体系的构建应参照以下原则。

1.适应基于通识教育基础的宽口径专业教育人才培养模式,坚持科学教育、工程教育与人文教育相结合,实现学生知识、能力、素质协调发展的综合目标。

2.满足国家和地区、行业经济建设的人才需求,适应科技进步和社会发展的需要。结合学校的基本定位、培养层次和办学特色,形成多样化的人才培养和质量评估体系。

3.有利于因材施教,分层次教学,给学生提供在更大空间范围内选择学习内容和构建自身知识结构的条件与机会,为学生自主学习、探究式学习创造条件和空间。

4.体现以能力培养为核心的实践育人理念,构建与理论教学有机结合的实践教学体系,强化实践教学,提高学生的实践能力和创新创业意识。

5.适应人才培养的国际化趋势,建立与国际认证接轨的课程体系,为学生创造了解、掌握多元文化的机会,拓宽学生的国际视野,提高其跨文化交流、合作与竞争的能力。

1.能源动力类是一个综合性强、涉及面广、与国民经济密切相关的专业类,社会发展与科技进步对专业人才有着不同层次和类型的需求。鼓励各高校根据自身的办学条件和专业特色准确定位人才培养类型,并选择与之相适应的人才培养模式。以研究型人才培养为主的高校,学分分配应适当向基础课程、专业基础课程倾斜,实践教育环节要注重学生创新能力的培养;以应用型人才培养为主的高校,学分分配应适当向传授专门应用技术的专业课程倾斜,实践教育环节应注重学生对所学专业知识综合应用能力的培养。

2.能源与动力工程专业为宽口径大类专业,囊括了专业合并之前的锅炉、涡轮机、电厂热能、风机、压缩机、制冷、低温、内燃机、工程热物理、水力机械、冶金炉、工业热工等十余个专业。虽然市场经济的发展及人才的加速流动要求学生具有较宽的知识面、较强的适应性,但受中国企业培训制度仍不完善的影响,能源动力行业大部分企业对人才专门化要求还十分强烈,具有鲜明工程教育背景、能迅速进入专业领域的人才仍大受欢迎。因此,鼓励各高校就如何解决宽口径大类专业培养方式与中国能源动力类骨干企业对人才专门化要求强烈的矛盾进行探索和实践,鼓励各高校根据自己的办学历史、行业背景,在宽基础的前提下有侧重地进行人才培养,以适应能源动力领域不同行业对专门人才的需求。

3.能源动力领域的发展除了具有明显的多学科交叉与融合趋势,也呈现出多领域渗透与综合的鲜明特征。因此,专业人才的培养不应局限于传统的专业领域,应着眼于能源、社会、经济、环境的协调发展,将专业置于更大的系统中进行前瞻性的规划。鼓励各高校在进行传统专业建设的同时,重视领域交叉融合的综合专业(如能源规划、能源经济、能源管理、能源环境)的培育和发展;鼓励各高校在进行课程设置时重视交叉学科知识的传授和学生专业视野的拓展。

理论课程

包括思想政治教育、人文社会科学、数学和自然科学、经济管理、外语、计算机信息技术、体育、社会实践训练、创新创业实训等。除国家规定的思想政治教育内容外,各高校应根据自身办学定位、专业特色,在符合教育部相关课程教学指导委员会制定的基本要求的基础上,选择本部分知识内容的覆盖面和深度。

学科基础知识是专业知识学习的基础,应体现专业类知识体系的共性。各高校应根据自身专业特点对本部分知识有所侧重。

学科基础知识应覆盖以下内容:力学、机械、工程材料、电工电子、测控技术、计算机语言及程序设计、热流科学等。

在讲授相应专业基本知识领域和专业方向知识的同时,必须讲授相关的专业发展历史和现状。

能源与动力工程专业知识应包括:能源高效洁净转化与利用原理与技术,能源动力机械与装置原理、结构与设计,能源动力系统与设备运行,新能源与可再生能源的开发、存储与利用,能源领域的环境保护与污染物防治等。各专业应根据自身特点进行调整。

示例(能源与动力工程专业)

理论力学(48)、材料力学(48)、工程制图(48)、机械设计基础(64)、工程材料基础(48)、电工电子技术(80)、电工电子技术实验(32)、自动控制原理(48)、能源动力测试技术(48)、计算机程序设计(48)、工程热力学(56)、传热学(56)、流体力学(56)、燃烧学(48)、热与流体课程实验(48)、模块课程【例如热模块:锅炉原理(48)、汽轮机原理(48)、热力发电厂(48)】。

实践教学

包括课程实验、金工实习、认知实习、生产实习、课程设计、科研训练、毕业设计(论文)等。

教学条件

教师队伍

专任教师数量和结构满足专业教学需要,生师比应不高于20:1。

新开办专业专任教师应不少于10人。

专任教师中具有硕士、博士学位的比例不低于80%。

专任教师中具有高级职称的比例不低于40%。

承担专业基础课程与专业课程教学的专任教师应具有相关专业教育背景,具有5年以上教龄的专业教师比例应不低于60%,具有工程经历的专业教师(含企业或行业专家兼职教师)比例应不低于10%。教师队伍中应有一定数量的教师具有海外留学、进修经历或跨文化跨学科教育背景。

教师应具备高尚的师德、强烈的责任感和事业心;应系统掌握相关学科的基本理论和专业基础知识清晰了解学科前沿和行业发展趋势;应积极参加科学研究,并将学科前沿知识和科研成果融入教学实践中;应掌握教育教学基本原理,不断更新教育理念,自觉运用教育理论指导教学实践;应掌握和熟练运用现代教育技术,具备较高水平的教学设计、教学实施和教学效果评价能力。

各高校应为教师提供良好的工作条件,以及使教师主动承担教学任务、积极参加教学研究、教学改革的政策和制度保障;重视学科建设,为教师从事科学研究和工程实践创造良好的氛围;有合理可行的师资队伍建设规划和青年教师培养计划,为教师进修、交流和发展提供支持。

设备资源

1.各高校应提供在数量、功能上满足课堂教学需要的教室和相关教学设备,满足实验教学的实验室及数量充足、性能优良的实验设备和仪器,并有良好的管理、维护和更新机制。

2.应具备保证学生课内外学习的相关软硬件条件。

3.应有与企业合作共建的、相对稳定的实习或实训基地,为学生提供参与工程实践的便利条件。

4.应开放与专业相关的国家级、省部级重点实验室等科研基地,为学生提供创新能力培养的实践平台。

1.各高校应具备满足专业教学所必需的网络条件以及图书、期刊和音像资料等,应有一定数量的中国国内外交流资料及有保留价值的图纸、资料和文件,满足学生学习以及教师日常教学所需,资源应管理规范、更新及时、共享程度高。

2.各高校应提供满足专业教学需要的中文和外文电子资源数据库,满足师生开展文献检索、科技查新、代检代查、馆际互借、文献传递等的需求,应建设专门的教学信息资源平台和数字化教育资源。

教学经费

教学经费投入应满足人才培养基本需要,与学校所在地区社会经济发展的水平相适应,并随着教育事业经费的增加而稳步增加。

已建专业每年正常的教学经费应包含师资培训、课程与教材建设、实验室维护更新、专业实践、图书资料、实习基地建设等经费;新建专业除上述经费外,还应保证一定数额的、不包括固定资产投资在内的专业开办经费,并应有专项实验室建设经费。

质量保障

各高校应对主要教学环节(包括理论课程、实验课程等)建立质量监控机制,使主要教学环节的实施过程处于有效监控状态;各主要教学环节应有明确的质量要求;应建立对课程体系设置和主要教学环节教学质量的定期评价机制,评价时应重视学生与校内外专家的意见。

各高校应建立毕业生跟踪反馈机制,及时掌握毕业生就业去向和就业质量、毕业生职业满意度和工作成就感、用人单位对毕业生的满意度等;应采用科学的方法对毕业生跟踪反馈信息进行统计分析,并形成分析报告,作为改进质量的主要依据。

各高校应建立持续改进机制,针对教学质量存在的问题和薄弱环节,采取有效的纠正与预防措施,进行持续改进,不断提升教学质量。

培养模式

一、心理素质教育与专业引导

对于能源与动力工程专业的学生来说,除要注重其逻辑思维能力的培养外,还要注重其心理素质的培养。从地方高校来看,自信心是影响心理素质水平的重要因素之一。很多学生直到大一下学期还对地方高校存在这样或那样的看法,这些学生在情感的倾向性、思维的独立性、意志的坚定性三个方面的表现得不尽如人意,这在一定程度上限制了他们的知识消化和能力培养。另外,消极被动的学习是工程专业学生的另一个突出问题,具体表现为对新的技术与工程问题的兴趣不足,主动进行探究性学习的积极性不高。

学生的心理辅导是工程人才培养工作的重要环节。对于在学生中出现的新现象,如学生对手机和网络的迷恋、集体意识淡漠等管理者需要引起足够的重视。能源与动力工程专业在学生管理中开展了三个层次的工作:引导、激发和激励。通过点对点的帮助,引导学生消除自卑等负面情绪,让其积极投身于心理素质训练和集体活动中;通过专业讲座、行业论坛等激发学生的专业兴趣、专业渴望和专业责任感;通过多样化的社会实践活动激励学生主动开展自我能力提升和社会服务。学生管理工作由辅导员、学业导师和科研导师三方共同开展:辅导员主要负责学生的日常事务与心理咨询工作;学业导师担当学业解惑人的角色,每个学业导师负责1个班的学生;科研导师则根据个人能力指导2~5名学生的科研创新工作。工程专业的学生尤其应当提倡适应性学习。适应是对外界环境做出的一种响应,是一种能力,也是一种素质。能否迅速适应学习和发展环境是反映当代大学生成长质量的重要指标之一。只有迅速适应外部环境,才能适时地调整个人的情绪与行为,制订合理高效的学习和发展计划,提升个人能力。调查表明,适应能力强的学生在知识学习、人际交往、社会实践、团队合作等各个方面表现自如,且主动意识明显。更为重要的是,适应能力强的学生不但在校内表现良好,毕业后无论是参加工作还是继续深造,都能够迅速融入新的环境,很快找到发挥自身价值的切入点。能源与动力工程专业在学生入学后的一年内,通过专业介绍、工程实例解析、专业实验室参观、各类讲座等方式,对学生进行专业教育,更为重要的是,通过每个学生的学业规划书,分析各个学生的特点与对教学工作的意见,可以使学生在适应环境的前提下提高学习效率,同时为学生个人能力的提升进行设计。

二、人才培养的特色

地方高校的人才培养要有自己的特色,并且人才培养的特色需要坚实的基础和有效的手段进行支撑。特色并不是窄口径、轻基础,而是结合了社会需求和专业积累的一种提炼。这就需要每个专业制订一份符合自己培养特色的人才培养方案,一份注重内涵与层次的培养方案。社会需求是专业特色是否成立的重要依据,以能源与动力工程专业为例,中国开设能源与动力工程专业的学校超过200所(包括民办和独立学院),而能源与动力工程专业近5年的一次就业率保持在97%以上,这与能源与动力工程专业的人才培养定位和培养特色相关。能源与动力工程专业的人才培养特色在于工程设计能力,这既是专业发展紧扣社会需求的表现,也是专业人才适应社会需求的反映。

三、分类培养

地方高校学生的考研比例上升,为研究型人才培养提供了储备,但这也从给企业招收本科毕业生带来了困难。随着中国战略转型和工业技术进步的持续推进,很多企业迎来了新的发展机遇,很多企业及时把握市场信息,进行产品的更新换代或新产品的研发,这些都增加了对本科毕业生的需求。然而,考研人数的增加直接导致高校对企业的人力供给下降。在2013年以前,第7学期末为用单位到校招聘本科毕业生的高峰期;之后,这一高峰期逐渐提前,并且随之出现的一个新的现象是企业直接与学校、学院或专业对接,直接以单个企业的名义到学校进行分散宣讲,这反映了企业之间在聘本科生时出现的竞争。人才培养既要兼顾研究型人才的培养,也要充分考虑到社会对工程人才的需求。对学生的培养应该进行分类,并加强引导。以能源与动力工程专业为例,能源与动力工程专业将每年招收的学生的一半作为实施教育部“卓越工程师教育培养计划”的对象,另一半划入非卓越班进行培养。在大学一年级到二年级,对两类学生实施动态管理,即卓越班的学生可以转入非卓越班,而非卓越班的学生可以转入卓越班。到大学三年级,卓越班的学生就开始到企业去实践和锻炼,由企业的指导教师传授工程知识,并对工程问题进行讲解,重点加强学生的工程训练。到大学四年级,则要求这部分学生全面掌握专业产品的设计和一般性工程问题的解决方法。在非卓越班的学生中,在不影响专业知识学习和专业能力培养的前提下,鼓励有研究潜质的学生报考研究生。能源与动力工程专业通过3种途径提高这一部分学生的研究能力:一是设立本科生助研岗位,让承担科研项目的教师指导本科生开展科研创新活动,并根据本科生的表现给予一定的助研津贴;二是通过预备生制度,选择具有科研潜质的本科生在大学三年级进入指导教师的课题组,进行针对性学习及开展前期研究工作;三是设立创新性实验,鼓励这些学生以团队合作的形式开展科研创新。

代表院校:江苏大学

能源与动力工程专业的人才培养模式应该突出因材施教。在本科教育教学过程中,教师会安排一定难度的专业知识供大学生学习与思考,使之体会专业学习的紧迫感,不再是混混度日,使大学生真正明白、实际做到“知而有识,学而善用”。与此同时,专业教师根据每位大学生综合成绩表现,择优选择优秀的本科生提前接触、参与教师的科研活动,培养本科生动手做实验的主动性和能动性。这样能够培养本科生的科研兴趣、创新思维和创新能力,促进优秀本科生之间的良性竞争。目前拔尖创新人才培养班实行“3+3”培养模式,将传统的本科四年课程学习集中安排在前三年内学习,大学四年级通过导师的引导和前阶段掌握的实验基础,开展研究生阶段的专业学习,激发拔尖创新人才的学习能力。同时,拔尖创新人才培养班实行小班授课,采用“双师”制度和“引导式”为主的互动教学方式。例如,在工程热力学、传热学授课的同时,结合生物质能源创新团队提出的光合生物制氢热效应理论,引导大学生进行光合生物制氢过程微生物代谢热测试与分析。在太阳能工程课程教学的同时,结合生物制氢光谱耦合理论,引导大学生设计太阳光高效聚集与传输系统,以提高生物制氢的光能效率。教学将专业基础课和专业课有机结合,围绕研究方向和学科前沿进行热工综合设计,将最新研究成果融入课堂教学实践中,着力培养大学生科研创新能力和解决实际问题能力。例如,结合河南农业大学开发的10立方米厌氧-光合联合制氢中试装置,引导大学生逐步具备太阳能、生物质能和氢能相结合的可再生能源工程系统研究和集成开发的实践能力,使大学生掌握工程热力学、传热学和流体力学等基础课程理论,将生物质能工程、太阳能工程等专业课程知识应用于实际工程,进而提高大学生的综合能力,实现一流人才的培养。

代表院校:河南农业大学

数据统计

截至2022年12月31日,能源与动力工程专业全国普通高校毕业生规模:18000-20000人。

发展前景

考研方向

动力工程及工程热物理、动力工程、热能工程、工程热物理。

就业方向

能源与动力工程专业毕业生面向电力、新能源汽车、机械制造、暖通、建筑、船舶动力等行业,可在相关科研院所、学校、设计院、国有大中型企业以及政府机构从事能源、动力等方面的研究与设计、产品开发制造、能源管理、政策规划等工作。

开设院校

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