“能源动力类”专业科研成果的实验教学资源化研究与实践

田红++鄢晓忠++周臻++尹艳山

【摘要】以长沙理工大学“能源动力类”专业本科生培养改革为例，在对学院现有科研成果及实验项目分析基础上，遴选可转化成教学实验项目的科研项目，并确定其转化类型，从实验资料编写、实验方案确定及实验管理制度建立等方面对科研成果转化成实验教学项目的模式进行改革和完善，取得了阶段性结果，实践表明该改革有利于“能源动力类”专业本科生创新精神和实践能力的培养。

【关键词】“能源动力类”专业 科研成果 实验教学资源化 培养模式

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）09-0148-02

近年来，火力发电机组的单机容量由300MW发展到1000MW，自动化控制水平与要求越来越高，锅炉燃烧方式日益多样化，污染物排放环保控制要求愈加苛刻，加之近年风力、太阳能、燃料电池等新能源发电技术的开发力度不断加大，对能源与动力工程类专业学生的专业素质提出了更高的要求。将科研成果转化成实验教学项目不仅是培养创新型人才的基本要求，也是培养适应企业的能源动力类专业学生的迫切需要[1]。

国内外教育工作者开展了关于将科研成果转化成实验教学项目的研究，其研究热点集中在体系改革、管理方法及具体措施等方面[2-4]，还具体针对不同专业提出了改革思路和具体方法[5-7]。在“能源动力类”学生的培养过程中，由于新教材的编写出版、实验仪器的开发具有滞后性，目前大多数教材和实验设备比较陈旧，使学生与现场实践具有一定距离。而科研项目一般都来自于现场实践，是对现场运行中存在问题的提炼和综合。本文在进行能源动力类专业科研成果转化成实验教学项目的改革与实践中，探索其管理模式，建设相应实验体系。

一、现状调研

近5年，学院获得横纵向课题211项，横向项目106项，纵向课题105项，其中国家级项目占30%，省部级项目占50%以上。横向课题来自企业，更贴近现场和实践，纵向课题侧重基础研究。目前，学院现有教学实验项目53项，科研性教学实验仅占19%，剩下81%为基础性教学实验。只有一部分学生在进行毕业设计时，可跟随毕业设计指导老师的课题，进入企业现场或科研实验室从事相关的实验工作。

二、科研项目的遴选和转化类型的确定

学院以“能源动力类”专业教育改革为契机，以“电力生产与控制虚拟仿真实验教学中心”国家级虚拟仿真实验教学中心、“能源系统与动力工程”国家实验教学示范中心等平台为依托，大胆探索能源动力类专业科研成果转化成实验教学项目的新模式。在对学院现有科研成果和教学实验分析基础上，借鉴国内外科研成果转化成实验教学项目的体系和方法，遴选科研项目，确定可转化成教学实验项目的科研项目。首先，按照科研项目研究方向分成动力机械安全可靠性理论与技术、燃烧理论与高效清洁燃烧技术、流动与传热过程的数值模拟及工程应用、能源材料与新能源电力技术4大类，并按照纵向项目和横向项目的特点分为设计型和创新型两大类。然后，组织学术带头人、青年教师代表和实验员代表对筛选出科研成果进行论证，确定项目转化类型。经充分讨论，确定科研项目共转化成教学实验项目69项，其中设计型教学实验28项，创新型教学实验41项，创新型教学实验国家级8项，省级10项，校级17项，院级6项。根据科研成果来源确定实验导师，实验设备放置地点确定實验室老师。

三、管理模式与实验体系的研究

1.《实验指南》和《实验指导书》的编写

紧紧围绕“能源动力类”专业本科生的培养目标，由实验室老师和实验导师进行《实验指南》和《实验指导书》的编写。《实验指南》包括实验背景、实验目的、实验原理、实验台介绍、实验步骤、注意事项、实验内容及实验结果分析等。《实验指导书》包括实验原料、实验过程、数据分析。设计型教学实验项目在实验内容设计多项选择，还预留学生自设计内容。创新型教学实验项目在实验过程中具有参数可择、原料可选、设备可改等可调性。

2.实验实施方案的确定

学生仔细阅读《实验指导书》和《实验指导书》，撰写初步实验方案。设计型教学实验项目需要学生在原有实验内容的基础上进行扩充和设计，根据学生专业方向的不同确定不同的实验内容和测重点。创新型教学实验项目主要考察学生的创新性，可以对实验原料进行选择，对实验参数进行修改，对实验设备进行改造，进行创新型实验。实验室老师和实验导师对学生的初步实验方案进行审批，并就实验细节跟学生进行交流，形成最终实验方案。

如图1所示，该实验为设计型教学实验项目，在实验原料选择上，火电方向学生选择煤或生物质/煤，新能源方向学生可选择生物质；学生还可以选择不同气氛进行热重实验。如图2所示，该实验为创新型教学实验项目，侧重培养学生创新性，学生可以设计并加工新的燃烧器进行实验，也可以将4孔燃烧器改造成2孔的进行实验，还可以选择不同燃料。

3.实验管理制度的建立

实验室制定了全程管理监督模式，分以下步骤：初步方案申报，实验室审核，最终方案确定，实验时间预定，实验仪器使用培训，进行实验，实验结果分析。实验室还新出台了《科研成果转化成实验教学项目的开放管理规则》，扩大了实验教学项目的开放范围，不仅包括课程设计、毕业设计等，也包括第二课堂兴趣活动、创新活动、大学生节能减排竞赛等；拓展了其开发内容，包括设计性、综合性和研究性实验，小发明、小论文等。进一步完善了实验管理制度，建立了科研成果转化成实验教学项目的管理模式与实验体系。

四、“能源动力类”专业学生实践和创新能力培养成效

学院以各平台实验教学条件设施为基础，逐步完善科研成果转化成实验教学项目的管理模式与实验体系，在实验导师队伍、实践实验教学和培养成果方面均取得显著成效。

1.实验导师队伍

根据科研成果来源建立了实验导师队伍，并聘用校外导师来学院进行教学和交流，新聘湘电风能有限公司、武汉钢铁公司等校外导师10余名；为进一步增强导师的专业实践经验，向省住房城乡建设厅、市能源局等外派学院老师8人进行为期半年到1年的挂职锻炼；初步建立了一支专业实践经验丰富的实验导师队伍。

2.实践实验教学

学院构建了7个开放性实验教学平台，优化设置实验项目，成功新设了“新型光伏电池制备实验系统”等28项设计型教学实验，开设了“生物质/低质煤混合气化实验研究”等41项创新型教学实验，开设了“太阳能冷暖空调系统仿真与虚拟实验”等7个虚拟实验。近2年内，以学生实习为契机，带领学生在大唐耒阳电厂、永清环保有限公司等进行实践实习，新建了大唐株洲电厂等5个校外学生培养实践基地，鸿远阀门有限公司等6个横向课题依托单位实践基地。

3.培养成果

学院通过对学生实践能力培养模式的创新和实践，取得了显著培养成果。2016年，学生在全国大学生“挑战杯”及“节能减排大赛”等中获国家级、省级各类奖21项，校级各类奖项30余项；大学生创新性实验项目20余项，其中国家级1项，省级5项；国家专利2项（发明专利1项）。

五、结束语

将科研成果转化成实验教学项目是培养创新型人才的基本要求，也是培养适应企业的能源动力类专业学生的迫切需要。在对学院现有科研成果及教学实验情况分析基础上，遴选科研项目，并确定其转化类型，从实验资料编写、实验方案确定及实验管理制度建立等方面对科研成果转化成实验教学项目的模式进行改革和完善，取得了显著成效。

参考文献：

[1]尚丽平. 浅谈教学与科研的关系[J]. 高教研究：西南科技大學学报，2007，23（1）：15-16.

[2]赵英娜，张艳博. 实验教学与科研相结合的创新人才培养途径[J]. 中国电力教育，2009，（10）：143-144.

[3]于兵川，吴洪特，童金强. 科研成果转化为实验项目初探[J]. 实验室研究与探索，2009，28（1）：133-135.

[4]周权锁，马宗骏，高彦征，等. 科研内容和成果向专业实验教学项目的转化[J]. 教学研究与课程改革，2009，（5）：59-61.

[5]吴伟. 以科研促教学提高人才培养质量[J]. 长江大学学报，2009，6（2）：391-393.

[6]阮波，张向京. 科研成果转化为本科生创新实验的管理模式[J]. 长沙铁道学院学报（社会科学版），2009，10（1）：211，213.

[7]高冬梅，李莉. 以科研促教学开展环境科学综合实验的探索[J]. 实验室科学，2007，（2）：20-22.

基金项目：校教研教改项目（JG2017YB03和JG1336），省教研教改项目（JG2013B038）