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篇(1)

關鍵詞：熱能與動力工程；科技創新；策略

隨著市場化經濟的不斷發展，創新已經成了社會對各領域的主要要求，同時也成了各領域競爭力提高的關鍵。對于熱能與動力工程而言同樣如此，加強科技創新能夠使工程整體技術水平得到提高，這對于其功能的發揮以及人民生活質量的提高能夠起到十分積極的促進作用。

一、熱能與動力工程概述

將熱能轉化為動能，從環境保護以及資源節約的角度實現動力供給，即所謂的熱能與動力工程。根據可持續發展理念的要求，各行業的發展都必須本質環境保護以及資源節約的理念來實現，以此促進人與自然的和諧發展。動能與熱力工程與上述理念的要求相符合，因此得到了國家以及全社會的重視。就目前的情況看，熱力發電是熱能與動力工程的主要代表，除此之外，社會其他行業都與這一工程存在著千絲萬縷的聯系。如何將熱能最大程度的轉化為動能是當前社會研究的主要方向，同時也是該工程發展的主要趨勢，從長遠的角度看，這對于我國環保以及生態問題的解決具有重要價值，同時也能夠達到提高產業經濟發展速度與合理性的目的。

二、熱能與動力工程科技創新的重要性

熱能與動力工程科技創新的重要性主要體現在以下方面：

（一）是市場化經濟的主要要求

經濟全球化的深入使得市場化經濟成了我國經濟的主要類型，隨著市場化經濟的發展，各行業開始將綜合實力以及競爭力的提高作為了發展中的重點，在當今時代，創新性已經成了人們評價企業實力以及未來發展方向的關鍵因素，因此，熱能與動力工程必須加大力度實施科技創新，這樣才能使工程本身在市場中立足。

（二）是工程水平提高的重要保證

加強科技創新能夠使熱能與動力工程本身的技術水平得到提高，隨著而來的便是生產效率的提高以及經濟利潤的增加，這對于熱能與動力工程水平的提高十分有利。除此之外，創新還能夠達到競爭力以及對于資源的吸引力，以此為基礎，工程規模的擴大必定成為可能，這同樣是工程水平提高的主要體現。

三、熱能與動力工程科技創新策略

熱能與動力工程的科技創新可以從能源轉換各環節入手，提出相應的優化措施來實現。

（一）調節節流技術創新

熱能與動力工程本身屬于環保工程，而調節節流技術的應用同樣是生態與環境保護的主要措施，因此，在科技創新過程中，有必要將調節節流技術的創新作為重點。以火電廠為例，其發電過程需要依靠汽輪機來實現，因此，這一設備的工作效率以及技術創新性便成了決定火電廠的能源是否可以得到有效節約的關鍵因素。如何減少溫度的變化對生產的影響是改善汽輪機運行狀態的主要措施，而上述措施的實施則與調節節流的實現存在聯系。為使調節節流能夠有效地實現，將計算機以及自動控制技術應用到汽輪機的運行過程中十分重要，如此，在其運行過程出現突發狀況時，自動調節則能夠成為可能，這能夠有效地保證調節節流的實現。

（二）燃燒方式創新

同樣以火電廠為例，作為其火力發電的主要燃料，煤是否能夠充分燃燒決定著火電廠的經濟效益能否得到最大程度的提高，根據煤種的不同，其質量也有所不同，這會對燃燒的充分程度造成影響，除此之外，對燃燒方式的選擇也會影響到燃燒效果。為了使煤能夠得到更加充分的燃燒，必須對燃燒方式進行創新。根據不同的煤種，要選擇不同的燃燒方式，以提高其合理性，同時不同質量的煤能夠得到最大程度的燃燒。另外，燃燒過程中的氧氣含量也會影響燃燒效果。對此，加強對氧氣含量的優化控制能夠起到一定的效果。總的來說，燃燒方式的創新要從不同的角度出發來實現，要綜合考慮燃燒過程中面臨的種種因素，合理選擇燃燒方式，以使其能夠更加符合火電廠鍋爐的燃燒特點與需求，最終達到提高燃燒效率以及充分程度的目的。上述措施的實施不僅能夠使煤資源得到有效的節約，同時也能夠減少火電廠的運行成本，從使其經濟效益得到提高。

（三）濕氣損失的減少汽輪機

在工作過程中會出現蒸汽膨脹，這是到這濕氣損失問題存在的主要原因。無論從理論或實際的角度看，濕氣損失問題都無法被完全解決或避免，只能通過一定手段，使其得到最大程度的減少，進而使火電廠的成本得到控制。為達到這一目的，做好技術創新工作十分重要，軸流動式汽輪機的應用是減少濕氣損失的關鍵手段，而這一類型的汽輪機的運行原理則以熱能與動力工程為主。由此可見，在火電廠中引入這一類型的汽輪機不僅能夠達到減少濕氣損失的目的，同時還能夠使火電廠的運行更加符合環境保護與資源節約的要求，這是與可持續發展理念相適應的一種措施，對于熱能與動力工程整體科技水平的提高能夠起到較大的促進作用。

四、結語

熱能與動力工程是基于可持續發展理念而提出的一項工程，以火電廠為主要代表，這一工程技術水平的提升對于各領域環保水平的提高以及資源的實現意義重大。調節節流技術創新、燃燒方式創新與濕氣損失的減少是以火電廠為主的熱能與動力工程科技創新的關鍵內容，對此，必須將上述技術的提升作為重點加以重視，以使工程的整體發展水平能夠得到有效提升。

參考文獻：

[1]張紅光,馬國遠,劉忠寶,吳斌,葉芳,郭航.注重培養創新精神的熱能與動力工程實驗教學示范中心建設[J].實驗技術與管理,2011,03:11-14+19.

[2]宋文武,符杰,李慶剛,王桃.關于構建“熱能與動力工程”大專業多方向課程體系的思考——基于培養復合型應用人才的視角[J].高等教育研究(成都),2011,04:44-48+71.

[3]張璟,吳小華,李愛琴,俞接成,鄒玉.熱能與動力工程專業實驗教學方式改革探討[J].中國電力教育,2013,20:90-91.

篇(2)

關鍵詞：熱能系統分析；最優化；課程建設；教學改革

作者簡介：張艾萍（1968-），男，內蒙古興和人，東北電力大學能源與動力工程學院，教授；張炳文（1953-），男，天津人，東北電力大學能源與動力工程學院，教授。（吉林 吉林 132012）

基金項目：本文系東北電力大學教學改革研究項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0083-02

教育部2003年發出了《關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》，力圖通過精品課程建設，推進高校課程建設，提高整體教學水平。[1]具有較高綜合素質基礎的應用型、復合型人才的培養，體現了東北電力大學（以下簡稱“我校”）辦學的基本特色，這是我校課程建設工作的出發點。我校根據社會人才需求，依托學校原有優勢著力在相關學科的交叉結合部開拓新專業方向，培養社會急需的復合型人才。[2]

當前我國火電廠每年煙塵排放量約360萬噸，占全國工業煙塵排放量的35%，火力發電廠又是二氧化硫等有害氣體的主要排放源，排放的有害氣體進入大氣，形成酸雨等有害物質，造成大氣污染，使大氣環境日益惡化。熱能與動力工程專業作為火電廠生產的主要專業，深知自己的使命“在滿足供電供熱的前提下，盡量減少煤炭消耗、降低環境污染”，選擇了自己的發展方向“應用基礎研究不斷深化，描述愈來愈定量化、精確化，節能減排成為電力規劃建設和電站運行的努力目標”。基于此并為滿足“一實兩創”人才培養的需要，我校從2002年開始，為熱能與動力工程專業本科生開設了“熱能系統分析與優化”課程。該課程的設置主要為了使學生掌握火力發電廠節能減排的理論基礎，同時也為具有綜合素質的復合型技術人才的培養提供理論支撐。本文針對“熱能系統分析與優化”課程的建設和教學改革進行了初步探索。

一、“熱能系統分析與優化”課程建設和教學方法改革的必要性

“熱能系統分析與優化”課程綜合了熱能與動力工程專業多門專業課程（工程流體力學、工程熱力學、傳熱學、汽輪機原理、鍋爐原理、泵與風機、熱力發電廠）的知識點，以及現代運籌學理論和微機編程技巧，以火力發電廠節能減排、減少消耗的若干決策問題為訓練科目，培養本科生解決本專業決策問題的實際動手能力。

“熱能系統分析與優化”課程的內容和人才培養目標符合國家節能減排、減少消耗的總方針，符合熱力發電廠“以安全發電供熱為條件，以降低消耗減少污染為目標”的設計、運行基本原則。所以，將“熱能系統分析與優化”課程建設成為精品課程，對該課程的教學方法和手段進行改革，使其更適合學生對知識的掌握，有利于學生深入認識本專業各門課程相互關聯的實質內涵，有利于學生早日完成從理論學習到實際應用的跨越，有利于學生上崗后早日成為節能減排工程師，是培養“一實兩創”人才的需要，是國家節能減排事業的需要。

人才培養目標主要是通過課程教學實現的。課程建設水平的高低及課程體系的合理性、科學性是實現人才培養目標的基本保證。[3]為了更好地實現人才培養目標，達到課程設置的目的，對“熱能系統分析與優化”課程進行精品化建設和進行必要的教學方法、手段改革是非常必要的。

二、“熱能系統分析與優化”課程建設

課程是由一個或幾個學科的若干內容按一定的體系與結構組成的教學基本單位。課程建設包括形成和決定課程質量的各種條件和內涵建沒：教學文件建設、教材建設、實驗室建設及師資隊伍建設等。精品課程是具有一流師資隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程。[4，5]

1.切實加強教師隊伍建設

教師在課程建設中起著關鍵的作用，學生獲取知識的主要來源是教師。從長遠來看，教學團隊在未來的課程建設中將扮演極其重要的角色，隨著遠程網絡技術、多媒體技術的發展以及教學聯合體、學分互認的發展，學生選課時可選擇各學校精品課程，通過網絡學習最適合他的課程，因此各學校教學團隊的激烈競爭將不可避免。

有了明確的教學目標和良好的教學條件，能否實現教學目標，教師起著決定性的作用，這是課程建設的關鍵。因此要建設一支結構合理、水平高、素質好，團結合作，并有學術帶頭人的師資隊伍。這支隊伍應該是由治學嚴謹、知識淵博、德高望重的老教師把關，由經驗豐富、思想成熟、學有專長、教有成效的中年教師作中流砥柱，由年輕力壯具有教學科研良好素質的青年教師沖鋒陷陣的合理匹配的有機整體。其職稱和年齡結構，主講教師的高、中職比和任課率，教學和科研工作量比，科研成果率等均能達到結構合理，既能滿足教學的要求，又具有相當的科研能力和水平。

2.重視教學內容和課程體系改革

融合多門課程知識，提高綜合應用能力，關聯節能減排。在熱力發電領域，無論是設備制造、工程設計還是電站運行，到處存在著“以安全發電供熱為條件，以降低能耗為目標”的決策問題，直接關聯著國家的節能減排目標。在多年的教學過程中，本課程組一直為將“熱能系統分析與優化”課程建設成為培養節能減排工程師的培養平臺而努力。結合火電廠在節能減排中的基本任務，精心編排了教學內容，融合了包括汽輪機原理、鍋爐原理、泵與風機、集控運行、工程流體力學、工程熱力學、傳熱學、高等數學、運籌學在內的多門課程的知識點，引導學生對熱能系統或設備進行深入分析，指導學生針對火電工程實際決策問題建立數學優化模型，并編制微機程序求解，提高學生解決實際決策問題的能力。

3.重視教材建設

國內已經有一些關于火電廠熱能系統綜合分析與節能減排技術方面的教材，但是，都存在著某方面的不足：主要介紹其他行業的熱能系統，火電廠的內容很少；主要針對小機組介紹，不能滿足當前超臨界600MW及1000MW機組的需要；原則多，應用少，只能作為一般的概念了解，不便于使用操作；由于峰谷差別日益加大，600MW機組也參加調峰調頻，給定功率是多數機組的運行方式，例如有些教材中假設“余下的排擠抽汽（1-α1-2）將直達凝汽器”，在給定功率的運行方式下，必然引起發電功率的變化，調節汽門將關小，以改變蒸汽量，維持給定的功率。

本課程組編寫的教材將克服上述同類教材的不足和缺點，達到教材建設目標。本教材的特色是“融合多門課程知識，提高學生綜合應用能力”，創新點是“學生作業內容關聯節能減排”。

本教材建成后，將成為：融合了汽輪機原理、鍋爐原理、泵與風機、集控運行、熱力發電廠、工程流體力學、工程熱力學、傳熱學、高等數學、運籌學、微機編程等多門知識點的綜合性教材用書；火電廠熱能系統分析工具書和節能減排工作手冊，其內容包括火電廠和熱電廠的各種裝機方案。

本教材將在人才培養中起到如下作用：各門課程知識點得到多次強化和應用訓練；提高學生對復雜系統的綜合分析能力和建立數學優化模型的能力；提高學生使用電腦編程求解的水平；提高學生參加熱力發電節能減排工作的技能和意識。

4.理論教學與實踐教學并重

采用的練習題都是每個火電工程實際存在的優化決策問題，以下舉兩個編程練習的例子：

編程練習一：以優化運行減少消耗為題材，與學生林志峰共同發表了論文《給定出力660MW機組最佳真空確定方法》（《汽輪機技術》2008年第5期）。該論文介紹了功率控制方式下單元機組最佳循環水量的尋找方法。傳統的最佳循環水量尋找方法，也是目前教材中介紹的方法，是在汽輪機入口參數和調節門開度不變的前提下，尋找使供電功率達到最大的循環水量。這種方法不適合于功率控制方式下的單元機組。為此，本練習建立了全面的單元機組資源消耗數學模型，其C程序可以在1～2秒鐘內求解得出給定發電功率下使資源消耗最低的最佳循環水量，能夠為機組的在線優化運行提出合理建議。這里，資源消耗包括燃料費、水費和排污費。編程練習一的資源消耗數學模型符合汽輪機原理的有關定性結論，其微機程序給出的優化結果符合運行常識，學生得到了達到或接近實用水平的訓練。

編程練：考慮更多因素的單元機組冷端優化設計參數。《火力發電廠水工設計技術規定》指出，新建火力發電機組，要根據當地氣象條件變化規律和循環水管道系統布置方案，對于冷端設計參數（凝汽器換熱面積、循環水量、冷卻塔淋水面積、凝汽器管材規格、凝汽器管長度、循環水管道規格、循環水泵揚程、循環水溫度）在一定的變化范圍內進行多方案的優化計算。但是，目前火力發電設計單位沒有包含上述多變化因素的優化計算方法和微機程序，手工進行優化計算又難以達到要求。為此，本練習建立了全面的單元機組冷端優化設計數學模型，考慮到有離散變量，采用枚舉法求解，編制調試了Auto Lisp實用程序，計算結果符合正常規律，優化計算時間為1.5～2小時，為火力發電設計單位提出一個合理可行的優化設計工具。

三、“熱能系統分析與優化”課程教學改革

教學方法和教學手段是實現教學目標，落實人才培養模式，提高教學質量的直接、具體實施環節，也是“熱能系統分析與優化”課程教學改革的重頭戲。

第一，開展研究性學習，提高工科學生素質。課程組在指導學生完成編程作業的教學過程中，鼓勵學生探究解決實際問題的思維過程，鼓勵學生進行研究性學習，提高學生獨立深入思考的能力和習慣。

第二，建設課程教學網站。在“熱能系統分析與優化”課程現有QQ群的窗口內擴建成課程教學網站，內容包括教學大綱、授課計劃、教案、推薦教材、參考教材、參考文獻、動態習題集、QQ在線答疑。教學網站內容與課程組教師授課內容一致，課程組教師也使用相同的授課計劃和教案，于是，教學網站的投入使用，不但方便了學生，也擴大了課程組的教學容量。

第三，將培養學生思維能力和應用能力放在教學目標的第一位。對主要方法，要講清思維本質、應用原則與其他方法的聯系，要強調方法的科學性和靈活性等。教學中要特別注意引導學生抓住對所學知識的閱讀、理解、分析和總結環節，勤于動腦和動手，提高計算的準確性，推理的邏輯性和表達的數學性。

第四，開發應用CAI課件，邁出教學手段現代化的步伐。

第五，通過教學改革，使學生受益。根據個體學生的不同類型，學生受益可以從以下兩個方面分析：其一，綜合性實用性的規劃教材、隨時可用的教學網站、老師實時在線的親切感覺，為積極向上、勤奮好學的學生創建了良好的、溫馨的自主學習環境；其二，對于死記硬背、不習慣于研究學習的學生，動態習題集是通過考試的捷徑。

四、結論

通過對“熱能系統分析與優化”課程設置的目的、師資隊伍的建設、教學內容和教材的改革和建設以及教學方法和手段的改革等進行分析，得到如下結論：

“熱能系統分析與優化”課程的設置主要為了使學生掌握火力發電廠節能減排的理論基礎，同時也為具有綜合素質的復合型技術人才的培養提供理論支撐，對該課程建設和教學改革是非常必要的。

“熱能系統分析與優化”課程建設的內容包括師資隊伍建設、教材建設、理論教學與實踐訓練并重，注重理論聯系實際，培養學生的實踐能力。

在教學方法改革方面采取了研究性教學、網絡輔助教學等方法，并引進了多媒體、QQ群答疑等現代化教學手段，取得了良好的效果。

“熱能系統分析與優化”課程的建設和改革為熱能與動力工程專業的發展和其他類似課程的建設提供了思路。

參考文獻：

[1]黃德群.高校精品課程建設研究特點、問題與趨勢[J].中國電化教育，2010，（5）：64-68.

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[4]夏曉燁，段相林.課程建設的內涵、目標及相互關聯[J].中國大學教學，2007，（9）：59-60.

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論文關鍵詞：鍋爐原理 實踐訓練 教學

論文摘要：為適應創新型國家發展戰略，教育創新應貫穿大學課堂理論教學和課程實踐訓練教學。針對“鍋爐原理”課程實踐訓練教學，重點探討了華北水利水電學院“鍋爐原理”課程實踐訓練的目標定位、教學內容的設計和實施方法，以期對電廠熱能與動力工程專業實踐能力訓練方面起到一定的推動作用。

鍋爐是用以生產熱水或蒸汽的設備，在國民經濟中具有異乎尋常的重要作用，電站鍋爐是火力發電系統三大主機之一，對火電的高效、潔凈和安全生產及其重要，因此，“鍋爐原理”是熱能與動力工程專業最核心專業課程之一。“鍋爐原理”課程主要講授鍋爐的基本工作原理，包括鍋爐的爐內燃燒原理及燃燒設備、鍋爐的傳熱過程、鍋內水動力、受熱面外部工作過程和先進鍋爐技術的發展等內容，要求學生掌握鍋爐工作過程的基本理論及鍋爐設備的相關知識，并培養學生分析工程問題、鍋爐設計計算和鍋爐試驗的實踐能力。

為適應創新型國家發展戰略，高等教育要實現從知識型向創新型培養目標轉變，具體到“鍋爐原理”的課程教學中，創新應貫穿課堂理論教學和課程實踐訓練教學。對“鍋爐原理”課程的理論教學內容設計、教學手段、教學方法等方面已有較多的探討和實踐研究，[1-4]本文從“鍋爐原理”課程實踐能力的培養出發，重點討論華北水利水電學院（以下簡稱“我校”）“鍋爐原理”課程實踐訓練的目標定位、教學內容的設計和實施方法。

一、“鍋爐原理”課程實踐訓練教學的定位

“鍋爐原理”課程實踐訓練教學的定位必須符合我校熱能與動力工程專業定位，應全面貫徹黨的教育方針，遵循大學教育教學規律，秉承我校辦學理念，實施“基礎、實踐、創新”三位一體的培養模式，在教育教學中，堅持夯實基礎、強化實踐、注重創新的思想，培養吃得苦、下得去和用得上的專業技術人才。應以“寬基礎、強能力、高素質”為培養人才的宗旨，注重學生的動手能力、創新意識與能力的培養，加強實踐性教學環節，優化教學方法與教學手段。專業實踐能力培養始終圍繞“強化實踐教學、提高學生素質、培養創新意識、重在實際應用”的教學指導思想，從人才培養目標、實驗教學體系、實驗教學內容和方法、實驗教學隊伍、實驗環境條件和實驗室管理體制等方面進行了全方位的改革與建設，探索實現基礎性驗證實驗、測定試驗、創新性科研訓練實驗和拓寬知識面的演示實驗的“四級實驗”教學體系，實現教育創新。“鍋爐原理”課程實踐訓練教學應實施從理論到實際、從傳統到創新、從課堂到工程項目的工程化實踐教學思想，圍繞動腦想方案、動手做試驗、動嘴講成果、動筆寫報告等“四動”能力，達到加深理論知識的掌握和應用，在實踐訓練中切實培養學生處理工程問題，進行鍋爐設計計算和鍋爐試驗的實踐能力。

二、“鍋爐原理”課程實踐訓練教學內容的設計

“鍋爐原理”課程實踐訓練教學內容尚無可參考材料，根據我校熱能與動力工程專業人才培養和“鍋爐原理”課程大綱的要求，基于我校的專業師資、實驗室和實習資源以及用人單位和歷屆畢業生的建議，科學制定“鍋爐原理”課程實踐訓練教學內容。

1.“鍋爐原理”課程實踐訓練教學內容設計原則

對我校“鍋爐原理”課程實踐訓練教學內容進行設計時，實行“工程化”設計思路，并遵循四個原則，即實踐訓練內容以“鍋爐原理”為中心、內容進程科學有序化、內容設計層次化和實施方式多元化。

（1）以“鍋爐原理”為中心，多課程之間緊密聯系化。鑒于“鍋爐原理”是熱能與動力工程專業的最重要專業課，處于前期的專業基礎課程以及后續課程之間的中心地位，因此在設計“鍋爐原理”課程實踐訓練教學內容之前，先對我校“流體力學”、“工程熱力學”、“傳熱學”和“燃燒學”等基礎課以及后續專業選修課程比如“大型鍋爐運行”、“單元機組集控運行”和“循環流化床燃燒技術”等課程的教學大綱、實驗大綱、知識點講授情況以及實踐實驗訓練情況進行詳細調查、分析和總結，做到了然于胸，確保“鍋爐原理”課程實踐訓練教學內容設計與前期專業基礎課程及后續專業選修課程的緊密聯系，力求通過該課程實踐訓練，既可以鞏固和加深學生對前期專業基礎課的理解，加強對所學基礎知識的實踐應用，將所學的熱工學知識、燃燒學知識在電站鍋爐中加以應用，達到學生對鍋爐原理中爐內燃燒、鍋內傳熱及水動力和煙風阻力知識融會貫通、舉一反三，為靈活應用打下堅實基礎，又能激發學生學習后續專業選修課程的欲望和熱情，培養學生學習后續課程的好奇心、主動性和積極性。

（2）實踐訓練課程內容進程科學有序化。“鍋爐原理”課程本身知識點之間的順序決定了課程實踐訓練教學內容的設計次序，要由淺入深、層層推進、由易到難，脈絡清晰。因此，訓練內容應嚴格按照鍋爐原理本身的發展進行設計。內容主要包括客觀認識實踐、原理性演示驗證實踐和工程實踐訓練三大內容。

客觀認識實踐主要是對鍋爐實物、鍋爐機組整體模型、鍋爐重要設備的直觀認識，如在開設“鍋爐原理”課程前進行電廠認識實習，對鍋爐的實物直觀認識，在“鍋爐原理”課程第一節緒論課和鍋爐組成課講解后進行模型實驗，通過模型參加實驗、拆裝模型和動畫模型模擬鞏固加深鍋爐機組系統及組成知識。

原理性演示驗證實踐。筆者通過幾年的“鍋爐原理”教學發現，鍋爐的水循環內容是該課程的難點之一，學生往往難以理解和掌握，通過課程原理性演示和實踐可以幫助學生理解和掌握水循環等難點。該部分主要是對自然循環原理、直流鍋爐原理等的演示驗證實踐內容。

工程實踐試驗主要是對鍋爐的三大計算能力的訓練實踐，包括鍋爐輔助計算、熱力計算、水動力計算、煙風阻力計算和強度計算的實踐訓練、鍋爐熱平衡的實驗和鍋爐機組運行仿真實驗訓練。

（3）實踐訓練課程內容設計層次化。內容設計要貫穿層次化的思路，內容的難易程度要進行層次化設計，對訓練中的每一個內容根據其在課程中的總體地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同層次進行分級定位；同時，根據學生個體水平的差異，對同一內容也要進行層次化設計，在滿足分級定位要求和大部分學生學習基礎上，對那些學有余力的學生進行進一步的拓寬設計。比如鍋爐的計算，對于普通的學生則只要會進行鍋爐的輔助計算、各受熱面熱力計算和簡單的水循環計算即可，而對于部分學有余力的學生，則可更進一步進行較復雜的水動力計算、強度計算和煙風阻力計算，并完成一些計算程序的編制。 轉貼于 　（4）實施方式多元化。課程實踐訓練教學是實踐性課程，因教學學時、實驗室資源等多方面的因素，決定教學實施的方式必須多元化，即課堂、實驗室和企業生產三位一體，課堂演示、實驗室參觀驗證實踐和電廠實踐構成全方位多層次的實踐訓練。傳統與現代先進技術結合，實踐訓練中采用比如計算機程序模擬、動畫設計模擬實踐、鍋爐事故仿真模擬等先進技術手段實施實踐訓練。

2.“鍋爐原理”課程實踐訓練教學具體內容設計

我校“鍋爐原理”課程計劃學時64學時，其中實驗6學時。其前期基礎課程包括“流體力學”、“工程熱力學”、“傳熱學和燃燒學”，還開設了后續課程“鍋爐運行”和“單元機組集控運行”。“鍋爐原理”課程內容多、難點多、實踐性強，“鍋爐原理”課程通常設置有鍋爐原理課程設計，我校“鍋爐原理”課程設計時間為1.5周。實際上，僅靠課程設計和6學時的實踐訓練難以達到學生牢固掌握鍋爐原理理論知識、靈活運用所學解決實際問題的目標。“鍋爐原理”課程實踐訓練教學包括鍋爐原理6學時實驗課、1.5周課程設計、16學時單元機組集控運行實驗，但主要利用學生的課余時間進行。教學過程貫穿第5至第8學期，延續2年時間，實踐訓練教學包括13個內容，90小時。具體內容和建議學時如下。

電站鍋爐機組實物模型和虛擬模型實踐，2學時。標準煤樣工業分析驗證性實驗，4學時。混合煤工業分析測試實驗，4學時。煤的發熱量測定實驗，2學時。自然循環鍋爐工作原理實驗，1學時。多管水循環驗證實驗，1學時。直流鍋爐工作原理實驗，1學時。鍋爐綜合測試項目設計實驗，13學時。鍋爐原理課程設計訓練，32學時。鍋爐水循環計算訓練，10學時。鍋爐煙風阻力計算訓練，6學時。鍋爐啟停仿真訓練，8學時。鍋爐運行仿真訓練，8學時。

三、“鍋爐原理”課程實踐訓練教學實踐

我校“鍋爐原理”課程實踐訓練教學課題在2008提出，在2006、2007和2008年級開始實施，實踐證明，通過“鍋爐原理”課程實踐訓練教學，激發了學生學習專業知識的熱情，鞏固和加深了鍋爐原理知識的理解，提高了學生的專業素質，培養了學生動腦想方案、動手做試驗、動嘴講成果、動筆寫報告等“四動”能力。我們對2006和2007年級的學生進行鍋爐實踐能力的調查分析發現，無論是研究生復試（鍋爐及鍋爐相關知識的筆試和面試），還是就業面試（熱工學和鍋爐等口試）過程中，學生對鍋爐相關考題從容自如，安之若素。當然，在教學內容設計方面還需進一步改進，實施的方式還需更科學合理。

參考文獻

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一、畢業設計題目的設定和學生的選題

第一，畢業設計題目設定的基本要求是遵循畢業設計教學大綱，符合熱能與動力工程專業的培養目標。

第二，畢業設計題目的設定要理論聯系實踐，既有理論研究又有工程實際，體現出教學和科研相結合的原則，用以增強學生的興趣和知識的實際應用。讓學生能夠學以致用，從而調動學生的積極性，增強學生對生產實際、理論學習和科學研究相輔相成的認識。

第三，畢業設計題目的設定要因學生個體的差異難易結合，因材施教，使所有學生都能感到所學知識的有用之處，又能在原有基礎上有所提高、有所創新。

第四，畢業設計題目的設定范圍和深度應符合學生及本專業的實際情況，但又不失對本專業知識的實際應用。

第五，畢業設計題目的設定一般可分為理論研究、實驗研究、工程設計（實踐）和綜合等類型。本專業學生結合工程實踐類課題的比例應不少于80％，首先保證基本工程訓練，并在此基礎上做一些提高性的、拓展性的研究專題；其次結合實際任務進行的畢業設計，應選擇那些能滿足教學要求，并有實際意義的課題。

第六，畢業設計題目設定后，學生可根據自己的興趣愛好選取課題，然后根據自選與分配相結合的辦法進行最后的確定。在指導教師的指導下，學生可根據選取的畢業設計課題進行研究性的畢業設計，但目標要明確、工作量要適當。

第七，學生除了選擇指導教師設定的畢業設計題目外，也可根據本專業特點和自己的興趣，選擇學習和生活中遇到的與專業相關的實際問題，然后請指導教師審定后確定畢業論文的題目。

二、在畢業設計中開展研究性學習的目標、組織與實施

1.研究性學習的目標

熱能與動力工程專業畢業設計的目的是為了培養學生學以致用的能力。其學習目的非常明確，就是利用大學所學的知識去解決導師所設計的問題，不但要學會查找資料、歸納總結，還要選取恰當的方法、手段，學會和導師交流，學會思考和創新。在畢業設計中開展研究性學習的目的就是根據學生個體的特點，有目的、有差異、有選擇的設定畢業設計題目，既做到理論聯系實際，又能使學生在研究中有所創新，培養其獨立思考和解決問題的能力。

2.畢業設計的研究性學習過程

畢業設計采取個人獨立研究的方式。指導教師根據畢業設計題目的設定要求，注重理論聯系實際的設定若干個題目，由學生自由選擇感興趣的題目。然后指導教師給出題目具體的研究目標和要求，指導學生相對獨立的開展研究，用17周的時間完成整個畢業設計，撰寫畢業設計論文一本。

3.畢業設計的具體實施過程

（1）對畢業設計題目的理解。指導教師應幫助學生就研究題目的意義、所涉及的知識及存在的爭議去理解畢業設計題目。鼓勵學生從多種角度認識、分析該畢業設計題目所涉及的問題，有批判的去思考，大膽的去創新。（2）搜集、分析、整理資料。查找與畢業設計題目設定的任務相關的國內外資料，深入理解畢業設計的任務，掌握國內外的發展現狀和研究手段。（3）開展調查研究和擬定研究方法。學生可根據個人理解對課題進行初步的研究，提出主要要解決的問題和思路，以及擬采用的方法和手段，撰寫開題報告。（4）討論與修正。學生將初步研究的結果，在指導檢查時或課余時間，與指導教師和同學進行討論，汲取他人意見和建議，及時修正部分畢業設計內容的研究方法，體驗研究性學習的快樂與收獲。（5）開展深入研究。學生根據之前對課題的理解和擬定的初步思路，對畢業設計內容進行深入研究，利用以往所學的知識去解決實際的問題。在此過程中，還可能遇到新的問題，或提出新的問題，教師應鼓勵其進行獨立研究，開展研究性學習，培養學生發現問題、解決問題和開拓創新的能力，客觀地、辯證地去分析和思考，以達到畢業設計的目的。（6）撰寫畢業論文。讓學生按照畢業設計的撰寫規范來匯報自己的結論，甚至可以鼓勵學生在學術刊物上發表自己的研究成果以擴大影響。撰寫畢業設計大論文可以培養學生歸納、總結、概括、推理和論述能力，學會展示自己的工作和成果，總結和反思自己的研究工作，不斷提高自己的科研水平。將自己所研究的感興趣的課題，通過查資料、鉆研、質疑、解決的過程，最后以畢業論文的形式總結出來，對他們以后參加工作進行專業性的總結有很大的幫助。

三、在畢業設計中開展研究性學習時對教師的要求

研究性學習的過程應該是教師與學生平等對話、相互合作、共同探索真理的過程。[4]因此，教師應轉變觀念，平等地與學生進行交流互動，平等地參與畢業設計題目的研究，啟發引導、鼓勵和支持學生在畢業設計中開展研究性學習，做學生的啟發者、引導者、激勵者、支持者和合作者。尤其要注意在與學生相處時應尊重學生的人格和自由；與學生交換和分享各自對知識、生活的認識時，應尊重、理解和包容學生的不同看法，甚至允許學生對教師的思想和觀點進行批評。

1.寬廣的知識面和較強的知識交叉應用能力

研究性學習的性質使得學生在畢業設計中開展研究性學習時，所涉及的知識遠遠超過某些固定的范圍，學生需要教師指導和幫助的問題也與傳統的畢業設計不同。這就要求教師具有寬廣的知識面和知識的交叉應用能力，才能解答學生的質疑和困惑。

2.豐富的研究成果和工程實踐經驗

這是在畢業設計中開展研究性學習的重要基礎。指導教師在對學生的指導過程中，要剖析題目的研究思路、比較研究的方法，以及相關的工程實踐。如果自身沒有相關的研究成果，沒有這個領域的工程實踐，對學生的指導就缺少了說服力，也就不能激起學生進行研究性學習的興趣，培養其解決問題能力、創新能力及啟發式思維。

3.工作的熱情和教學的投入

在畢業設計中開展研究性學習具有針對性和啟發性。這就要求指導教師要做好研究性學習的教學，要熱愛教學和投入教學，要研究學生的需求、思維的方式和個體的差異，要有針對性的進行指導，要注重學生獲取、應用和創造知識的過程，而不是最后的結果。

4.畢業論文撰寫指導

撰寫畢業論文是學生對整個畢業設計題目研究情況的歸納與總結。教師要使學生了解畢業設計論文的撰寫格式，引導學生了解研究成果的表現形式和交流形式。同時，指導學生總結在畢業設計中開展研究性學習所得到的收獲，包括心理上的成長。在畢業設計的答辯中去展示成果，讓學生的創新才智在進一步的思辯爭論中得以發展。

四、結論

篇(5)

關鍵詞：拼接復原；二值化處理；Matlab；邊緣矩陣

中圖分類號：TP391.41

將破碎的文件拼接復原一般需要提取每一個破碎文件的關鍵信息，然后根據信息相似度來確定破碎文件之間的聯系。這里的關鍵信息指能反映文件大部分信息的數據文件。傳統上，拼接復原工作需由人工完成，準確率較高，但效率很低。特別是當碎片數量巨大，人工拼接很難在短時間內完成任務。為了提高拼接的效率，需要應用計算機技術開發出碎紙片的自動拼接技術以提高拼接復原效率。目前有許多學者研究圖片碎片的拼接技術[1-2]，給出了許多思想與算法。

為此本文中的方法為首先從每一個破碎紙片中提取相關信息，然后根據信息的相似度排出順序。即基于紙張碎片的邊緣性狀等特征，搜尋到最可能匹配的紙張碎片對。

1 圖像二值化處理

將k條規則矩形碎片復原。k條碎紙片對應k個圖片，為了獲取每一個圖片的信息需要將圖片轉化為數值矩陣Akm×n。aijk是數值矩陣Akm×n的元素，對于黑白像素點像素值aijk介于0-255之間。

數值矩陣Akm×n的階數是由分辨率決定的。論文針對分辨率為m×n的碎圖片研究，即每一條水平線上包含有m個像素點，共有n條線。

假設我們處理的為灰度數字圖像，則每個像素只有一個采樣顏色的圖像，只含亮度信息，不含色彩信息的圖像。純白代表了該色光在此處為最高亮度，亮度級別是255；純黑代表亮度級別為0，其余亮度級別介于該兩值之間。

為了易于計算機處理灰度圖片，將其二值化處理。黑色的區域（像素值為“0”）與白色的區域（像素值為“1”）由封閉的邊界相區分。

3 結束語

本論文提出了依次通過數值化、二值化和邊緣信息提取將圖片處理成二值圖像矩陣的方法，其中對于規則破碎文件在二值化處理中應用全局閾值法。

具體方法：首先找出矩陣最上、最下二值矩陣，根據元素矩陣為1矩陣放置在首和尾。然后根據列矩陣分類。接著取出第一個行某個矩陣的最右邊列向量依次與其他該行的矩陣最左邊列向量兩兩比較，得到相似度最高的矩陣連在一起。用同樣方法依次比較，左右相連，上下相連，必要時人工干預，最終獲得排列好的矩陣順序，進而獲得整張紙的圖像。

參考文獻：

[1]侯舒維.一種圖像自動拼接的快速算法[J].基金項目論文，2005（15）：70-72.

[2]Hei Wang Chan，Evan Gillespie，Delfino Leong，Design and Implementation of a Paper De-shredder[J].ECE 412 Term Project Report，2010.

[3]張慶英.基于邊界特征的圖像二值化方法應用研究[J].武漢理工大學學報，2005（02）：56-57.

[4]馮杰.數學建模原理與案例[M].北京：科學出版社，2007.

篇(6)

機械工程學院在學校的領導下，全院教職工幾代人堅持不懈地努力，深化教學改革，勇于教學探索，在本科教育的專業建設、師資隊伍建設、教學專項建設、實驗室建設等方面，都取得了一定成績。

在專業改造、專業建設方面，我院的“機械工程及自動化”、“熱能與動力”兩大專業日趨成熟，并具有特色。從2002年開始，這兩個專業又各自形成兩個方向。機械工程及自動化系在“機械電子工程”方向的基礎上，形成了“機械制造”方向，為我院今年申辦“數控技術與裝備”本科莫定了基礎。熱能與動力工程系在“熱能與動力工程”方向的基礎上，派生了“建筑環境與設備工程”方向，并且正在做明年申辦本科的準備。我院參加了“熱能工程”、“材料加工工程”、“載運工具(汽車)運用工程”三個碩士點的申報工作，而且已經做了“機械電子工程”碩士點申報的全部前期工作。

在教師隊伍建設方面，機械學院與能源所實現了互相支撐、緊密結合，使我院教職工總數達到48人。幾年來，我院不斷引進人才，吸收新教師。教師中現有教授6名、副教授(高工)16名、講師12名;博士3名、碩士19名;40歲以下高級職稱5名。這使教師隊伍年齡、職稱、學歷結構都較為合理。

在教學建設方面，結合修訂本2002級培養計劃工作，我院對各專業教學內容進行了整合提升，完成了教學大綱、課程簡介的制定，現正在制定2003級本科學分制指導性培養計劃。2002年《機械設計》經復評后繼續保留校一類課程，《機械原理》也評為校一類課程。2002年我院承擔了市教委.、校課程建設項目共8項，2003年又承擔了4項。

在實驗室建設方面，我院現有總額約60萬元的實驗裝備固定資產。機械基礎實驗室通過了上海高校基礎課程實驗室地區評估。機電一體化技術實驗一直具有特色，屢次獲得同行好評，使我們培養合格的專業人才有了扎實的硬件基礎。體現在學生培養質量提高上，可以由兩個數據得到反映。一個是畢業生獲獎數，自1997年舉辦上海市大學生機電一體化畢業設計大獎賽以來，我院連續六年獲獎(累計14人次)，獲一等獎1名，二等獎3名，三等獎2名。此外，2002年我院畢業生還榮獲上海市的Sohdworks，ERP獎。另一個是畢業就業率(見表D，據近幾年的統計，我院本科畢業生就業率始終占據校內前三名位置。

1.我院認真貫徹教育部(2001)4號文件(教育部關于印發《關于加強高等學校本科教育工作提高教育質量的若干意見》的通知)和市教委(2。02)4。號文件(上海市教育委員會關于印發《關于加強上海高校本科教學質量管理工作的若干意見》的通知)。根據學校“十五”發展綱要，以及我院2002年首次民主管理大會通過的“學院行政工作報告”和“機械工程學院2001一2005年發展綱要”所規定的目標，踏踏實實開展了工作，加強學科建設，加強學術梯隊建設，并始終把本科教學質量放在全院工作第一位，才使我院教學工作不斷取得進步。

2.我院有一支優良的教師隊伍，教師們非常敬業。在教學、科研任務相當繁重的情況下，全身心地投人教學而無怨無悔。我院教師、思政老師的教學經驗豐富，對待教學工作認真負責，并且始終站在教學第一線。可以說，即使與上海一些著名高校相比，我們有些給本科生上課的第一線老師的學術水平、教學水平，并不比他們遜色，而我們付出的努力可能就更多。

3.重視教學工作。我院重視開展教學研究活動，學院、各系(室)都有學期教研活動預安排，按計劃有效地開展教研活動。我院重視教學工作的“五大建設”，在教學內容、教學方法、教材、實驗室建設，都下了很多功夫，有‘套辦法，逐漸形成特色。我院重視日常教學管理，比如畢業設計，近幾年每屆都有160多名畢業生，各系在第七學期末就布置題目，確定指導教師，組織畢業設計小組。在畢業設計中，從開題、前期檢查、中期檢查到預答辯、答辯(評比優秀畢業設計還要進行全院集中答辯)，細抓了過程管理，所以畢業設計環節教學效果一直較好。

二、我院在本科教學工作中存在的主要問題

1.教師隊伍結構還需改進。按照學校對我院的要求，碩士以上教師比例、博士比例、40歲以下高級職稱教師比例，都有待提高。特別是考慮到碩士點建設，能擔任學科帶頭人的正高職教師非常缺。教師的學術水平、教學水平也有待進一步提高。

2.在落實教育部“高等學校教育質量和教學改革工程”方面，還有很多工作要做，比如專業設置的改造，教學內容的整合，教學方法的更新等。在使用近三年出版新教材、多媒體教學、雙語教學方面，都有一定的差距。

3.實驗教學方面，教育部要求改革實驗教學的形式和內容，鼓勵開設綜合性、創新性和研究性試驗，鼓勵本科生參加科研活動。我院在這方面也有相當的差距。

4.教學是教師和學生的雙向活動。現代教育理論尤其強調學生是教學過程的主體。由于我院新生人學報考第一志愿比率與人學最低分數較低，學生的確存在對專業不了解、不熱愛、學風不踏實等問題。表現在四級英語水平考試通過率、學士學位獲得率都不是很理想(見表2)。

三、全面提高我院辦學水平與教學質量的思路

我院專業教學系、室將于2005年3月(2003級第二學年下學期)進人松江大學校區。需要面對三種變化:(l)學分制教學管理制度的實行;(2)我院在校生人數預計由840人增至1350人，班級由現在的27個班增至36個，每年招生數由250人增到330人;(3)由于松江大學城校區可以跨校選課，大學城內各校、各專業，乃至教師之間的競爭日益凸現。面對這些新情況，機械工程學院全面提高辦學水平和教學質量的思路是:

1.師資隊伍建設是根本除了引進人才外，現有的中青年教師的迅速成長具有重大意義。學院通過在崗培訓，攻讀學位，堅持新進青年教師的導師制，以及鼓勵教師參加學術梯隊的教學、科研實踐，使中青年教師較快成長為學術骨干。對于實行學分制后開設的專業特色課、專業選修課、學科基礎課的教師崗位，以及2003年、2004年開設新專業急需的教師崗位，學院要提前做好人才儲備，定向培養。為了2005年申報“機械電子工程”碩士點，還要引進教授。學院鼓勵教師參加國際或國內高水平的學術、科研會議。定期組織學院的學術、教學報告會。各系室要按計劃有效地開展教研活動。每個老師要確立自己的學術方向，積極組建學術團隊，不斷更新知識結構，保證教給學生先進的科學知識。學院要求專任教師每學年能講授兩門以上課程，也希望每門主干課有兩名以上教師能夠講授。

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關鍵詞：研究生；高水平；課程建設；實踐

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）43-0140-04

研究生的培養質量是衡量一個國家經濟和科技發展水平的重要標志。華中科技大學是教育部直屬重點大學，是首批列入國家“211工程”和國家“985工程”重點建設的高校之一，因此，一直肩負著培養高質量研究型人才的光榮使命。研究生的培養主要體現在教學和科研兩個方面，在持續提高研究生科研素質的同時，我校還在研究生課程建設方面進行了一系列創新性探索。為進一步提高研究生課程教學質量，全面提升研究生課程體系的國際化程度，我校從2010年開始啟動了高水平研究生課程的建設工作。根據《關于開展研究生課程體系建設和高水平課程建設的通知》，課程建設的主要目標是，按照各學科研究生培養的目標要求，借鑒國際國內一流同類學科的研究生課程設置，形成適應國家科技、教育、經濟、社會發展對高層次人才要求的課程體系。課程體系建設“要對本學科或專業原來的課程體系進行評估和再設計，綜合考慮本科的課程，體現本、碩、博不同層次課程的區別與銜接，優化整合部分內容陳舊或重復的課程”。工作方式的突出特點是將研究生高水平課程建設自下放各研究生培養單位，要求各單位將高水平國際化課程建設納入本單位研究生課程體系建設與優化中統籌考慮，全面建設，分步實施。全英文課程和國際一流水平課程是學校研究生高水平課程的建設重點，“各院（系、所）應根據本學科或專業的特點，結合學生的實際情況，開展高水平課程建設”。能源與動力工程學院積極響應學校全面建設研究生高水平國際化課程的號召，通過廣泛調研，并結合學科、專業特點，承建了一批具有鮮明特色的高水平國際化課程。經過近四年的教學實踐，獲得學生的廣泛好評，取得了良好的效果。本文重點介紹了熱能工程專業高水平全英文課程《Carbon Capture，Utilization and Storage》（碳捕集、利用與封存，以下簡稱CCUS課程）的建設規劃及教學實踐，以期為國內同行提供參考。

一、課程建設規劃

華中科技大學是國內最早形成熱能工程學科的高校之一，本學科從20世紀50年代初開始培養本科生，60年代初開始培養研究生，70年代至80年代逐漸建立了完整的學科體系。自1981年以來，本學科先后被批準為首批博士、碩士點，首批國家重點學科，1988年獲準建設煤燃燒國家重點實驗室，是“211”工程重點建設學科。經過長期發展，已經形成以煤燃燒國家重點實驗室、熱能工程學科平臺、熱能與動力工程實踐教學基地等為支撐的創新性學科體系。對于這樣一個傳統優勢學科，如何從教學上進一步提高研究生的培養質量，是進行高水平課程建設首先要考慮的問題。根據學校通知精神，高水平課程建設可從兩方面入手，一方面可對原有的課程體系進行優化整合，另一方面可根據學科發展需要設置新的研究生課程。筆者根據當前國際能源與環境技術的發展趨勢，并結合自身的知識結構、研究領域以及依托單位的資源優勢，提出圍繞二氧化碳的排放控制建設一門新的全英文研究生課程，即CCUS課程。眾所周知，二氧化碳是引起全球氣候變化的罪魁禍首，而化石能源（尤其是煤炭）的利用是重要的二氧化碳排放源，因此，為控制二氧化碳排放而提出的各種碳捕集、利用與封存（簡稱CCUS）技術成為國際上一個新興而前沿的研究領域。我國已經超過美國，成為世界上最大的二氧化碳排放國，迫于嚴峻的國際政治形勢，我國正承受著前所未有的二氧化碳減排壓力，因此，CCUS成為應對全球氣候變化的重要技術選擇，已經被列入“十二五”國家碳捕集利用與封存科技發展專項規劃。在此形勢下，開設CCUS課程具有十分重要的現實意義，可為培養從事CCUS技術研究及應用的專門人才做出積極貢獻。筆者所在的煤燃燒國家重點實驗室是國內最早開展相關研究的科研機構，從20世紀90年代開始碳捕集技術研究至今，已經建成國內第一臺0.3MW中試規模富氧燃燒綜合試驗臺、中國首套具有世界先進水平的3MW富氧燃燒碳捕集試驗系統，目前，10萬噸級別的富氧燃燒二氧化碳捕集示范工程正在積極建設中。實驗室還制定了從0.3MWt，3MWt，35MWt，到100MWe的富氧燃燒二氧化碳規模捕集技術的發展規劃和放大路線，在國內富氧燃燒碳捕集技術領域起著十分重要的引領作用，被能源領域頂級期刊《Progress in Energy and Combustion Science》評為“世界上最具影響力的15個低碳富氧燃燒研究團隊”。與此同時，實驗室還大力發展二氧化碳的利用技術，并對二氧化碳封存過程中關鍵科學問題開展了創新性研究。總之，煤燃燒國家重點實驗室在CCUS技術前沿領域開展了長期而富有重要國際影響的科學研究，無論是在知識儲備還是在科研平臺上均可為CCUS課程的建設提供強有力的資源支持。CCUS課程的教學方案設計緊緊圍繞二氧化碳的捕集技術、利用技術及封存技術，通過介紹技術的源起、各自的優勢及不足、國際發展趨勢，使學生重點了解CCUS技術的特點及發展中存在的前沿科學問題，培養興趣以吸引優秀學生投身相關研究。同時，通過本課程，使學生對二氧化碳的環境影響有更深刻的認識，從而增強學生的碳減排意識。基于研究生培養經驗，我們發現學生的專業英語水平普遍較低，在與國際同行交流中往往詞不達意，不能獲得很好的溝通效果，從而影響到前沿知識及創新思維的獲取，因此有必要采用全英文教學，以提高學生的英語聽說水平。教學團隊由煤燃燒國家重點實驗室的3名骨干青年教師組成，團隊成員分別在二氧化碳的捕集技術、利用技術及封存技術方面具有學術專長，并長期工作于科研一線，對于相關技術的最新發展趨勢能夠很好地把握，從而保證了知識傳播的及時性和前沿性。此外，團隊成員全部擁有博士學位、副教授以上職稱，并具有國外學習或工作的經歷，具備較高的專業英語水平，能夠保證全英文教學的效果。考慮到CCUS課程主要面向熱能工程專業碩士研究生，以對國際前沿技術的通識教育為核心目標，預期課堂規模不會很大，因此設定32學時，共計2個學分。由于9月份是新生入學的時間，為兼顧其選課需求并及時傳遞最新知識，決定每年秋季開課。CCUS涵蓋了較多的技術領域，目前尚未發現合適的英文教材，因此主要采用專題講座的形式，同時輔以具有較高評價的國外英文參考書，這樣既保證了知識的全面性、前沿性，又兼顧了知識的系統性。

二、教學實踐

教學實踐是實現人才培養目標的重要環節，也是對高水平課程建設思想及舉措的科學性、合理性的主要檢驗手段之一。CCUS課程設置以傳授前沿知識為目標，因此，傳統的課堂教學仍然是教學實踐活動的重點。不僅如此，我們還根據本課程的特點及學生的課堂反饋，在具體實踐中及時調整教學形式，實施了一些創新性舉措，具體包括：（1）采用教師講授與課堂研討相結合的教學形式；（2）邀請國際學術權威或著名學者開展專題講座；（3）安排學生開展課外參觀學習。研究生雖然屬于廣義的“學生”范疇，但與本科生存在本質的不同。一般來講，本科生仍然以學習新知識為主，而研究生則是研究新知識的人，因此在課堂教學形式上理應做出相應的調整。當研究生進入學習階段，對自身定位已有清晰的認識，即所有的學習活動都應該圍繞著具體的研究課題而開展，借此以獲得專門的知識以及培養獲得專門知識的能力。教師課堂講授是獲取知識的主要途徑，但在有限的教學時間內很難就某些主題進行深入闡述。我們的做法是，首先由教師根據教學大綱對主體內容進行系統綜述，逐步介紹技術的源起、現狀、國際發展趨勢以及亟待解決的關鍵科學問題，隨后，安排時間就學生感興趣的主題開展深入的課堂研討。課堂研討主要圍繞教學內容，主題源于學生對教師授課內容、參考材料學習及其在具體科研活動中的疑問、心得或體會，采用教師引導、學生演講與課堂討論相結合的形式。具體過程是，遴選感興趣的主題，安排學生就主題內容進行較系統的學習與調研，準備課件并進行課堂演講，隨后進行課堂討論。采用這種教師講授與課堂研討相結合的教學形式，取得了較好的效果：（1）主講教師對相關技術的國際發展趨勢具有較全面的了解，通過課堂集中教學，保證了知識傳授的系統性；（2）課堂演講促使學生進行廣泛的自主學習，使其對感興趣的特定主題具有更深入、全面的理解；（3）學生通過課堂演講和討論既增強了交流溝通能力，又提高了專業英語聽說水平；（4）課堂研討降低了傳統“填鴨式”教學所帶來的疲勞感，對學生研究性學習能力、創新精神的培養具有重要促進作用。與國際同行的學術交流是學生獲取前沿知識的另一個重要途徑，但是由于操作上的困難（如教學時間固定、國外學者費用等問題），在教學過程中卻常常被忽略。為進一步提升CCUS課程的國際化水平，我們充分利用煤燃燒國家重點實驗室的國際合作資源，邀請國際著名學者結合自身研究優勢開展專題講座，為學生介紹CCUS技術的最新知識及國際發展動態。例如，在美國猶他大學化工系主席教授Jost Wendt博士訪問實驗室之際，邀請他給學生做了關于富氧燃燒二氧化碳捕集技術的專題講座。Jost Wendt博士是2004年度AIChE環境領域“Lawrence K. Cecil”獎的獲得者、美國化工學會Fellow，曾任美國環保局EPA高級訪問科學家，迄今在Nature等權威期刊上發表有重要影響的學術論文200多篇，曾擔任國際燃燒學會固體燃燒分會主席。Jost Wendt博士是富氧燃燒技術研究領域的國際權威，他為學生介紹了該技術的起源、前景及其在二氧化碳控制應用中所面臨的挑戰，同時，還結合其科研興趣介紹了階段性研究成果，為學生提供了既宏觀又具體的前沿知識。又如，我們還邀請澳大利亞昆士蘭大學Bo Feng博士為學生做了關于二氧化碳利用技術的專題講座。Bo Feng博士是2004年Pergamon Carbon Prize獲得者，是國際著名期刊Energy & Fuels，Bioresource Technology，Fuel，Chemical Engineering Science，Chemical Engineering Journal，AIChE Journal等的評委，還是澳大利亞和挪威研究委員會的評委，迄今發表重要期刊論文近90篇。Bo Feng博士為學生介紹了國際上正在興起的各種二氧化碳利用技術，重點介紹了他對于這些技術應用前景的思考和評價，極大地開拓了學生的視野。這些國際著名學者的專題講座不僅傳授了關于CCUS技術的最新知識，同時也為學生了解國際同行的科學思維及科研方法提供了很好的媒介。除課堂教學之外，我們還增設了課外實踐環節，主要采用參觀學習的方式。煤燃燒國家重點實驗室自20世紀90年代中期開始進行CCUS技術的相關研究，已經建成一批具有國際水平的實驗系統及裝備。我們在教學的過程中，及時安排部分學時，用于學生對相關系統及裝備的參觀學習。例如在介紹富氧燃燒二氧化碳捕集技術時，帶領學生參觀了位于實驗室的0.3MW中試規模富氧燃燒綜合試驗臺，使學生對于富氧燃燒技術的原理及工藝過程有了更直觀的了解。同時，還安排學生參觀了中國首套具有世界先進水平的3MW富氧燃燒碳捕集試驗系統，使其不僅對富氧燃燒技術的規模化應用，還對氧氣分離、二氧化碳凈化和壓縮等工藝過程，都有了更為感性的認識。為加深對二氧化碳光催化還原制取甲醇技術的理解，還帶領學生對實驗室規模試驗系統進行了參觀學習，取得了預期效果。所有這些課外實踐活動極大地提升了學生的認知水平，并加深了其對課堂知識的理解與掌握。

三、教學效果

由于CCUS課程采用了一系列創新性舉措，如采用教師講授與課堂研討相結合的教學形式、邀請國際著名學者開展專題講座、安排課外參觀學習等，學生普遍反映教學方式靈活、互動性強，學習興趣明顯高于一般課程；通過理論結合實踐、與國際學者的直接對話，獲得了最新知識及創新思維；同時，自主學習能力、英文聽說水平等都得到相當程度的提高，從課堂參與度的提高也可以看出學生具有較高的積極性。迄今，CCUS課程開課兩次，學生人數從25人增加到31人，課程考試平均成績從80.28分提升到88.97分，充分說明課程設置及教學方式為學生所廣泛認同。對學生的跟蹤調查發現，課程結束后有約1/2的研究生選擇了從事CCUS相關研究，他們均表示通過CCUS課程的學習培養了研究興趣，對于后續研究方向的選擇具有重要引導作用。