传热学与新能源的联系
【摘要】 传热学是新能源科学与工程专业的基础核心课程,旨在介绍传热学在常规能源与新能源典型工程技术领域的应用,为学生专业课学习打下基础。针对新能源专业的传热学教学痛点,探讨新工科背景下培养路径。以应用型本科院校人才培养计划为主体、以用人单位对应用型人才的需求为核心、以传热学在新能源领域中的广泛应用为目标,建立“三阶+三化+一中心”线上线下混合教学模式,为新能源专业的人才培养和课程教学提供参考。
【关键词】 新工科 新能源 传热学 教学模式
引言:
能源安全是关系国家经济社会发展的全局性问题,能源战略的成败,关乎国家民族命运。随着全球能源格局由传统化石能源向清洁高效能源的深刻转变,我国能源结构也正经历着前所未有的深层次变革,新能源在能源供给侧占有越来越重要的战略地位。新能源技术的加快建设将成为我国构建更加清洁低碳、安全高效的现代能源产业体系、实现“双碳”目标的重要基础。
数字技术为实现碳中和的目标开辟了新路径,它能够融合能源与环境实现创新,解决资源紧缺与需求不匹配的矛盾。数字通讯技术发展迅猛,能源系统的互联与优化依赖于人工智能、大数据等技术的创新。能源行业的数字化监控可以提高能源利用效率,转变能源消费理念,协调供给侧和需求侧。新兴数字技术的普及能够助力清洁能源利用,带动全球能源格局革命性、颠覆性调整。因此,加快建立与发展新能源科学与工程专业及学科,加快培养急需紧缺人才,破解新能源技术的共性和瓶颈技术难题,是推动我国能源产业高质量发展的迫切需要和战略选择。传热学作为新能源发展的基础学科,在能源生产消费、开放共享、灵活交易、协同发展等方面起到促进作用。
一、新能源专业人才培养
新能源科学与工程专业是一个多学科高度交叉融合的新兴专业,人才培养具有一定的挑战性,其课程体系必须充分考虑以学科交叉为指导思想。结合我国新工科建设和国际工程教育发展趋势,形成了一套完整的新能源科学与工程本科专业的培养模式。它具有多样化的应用背景、多维度的知识体系、多层次的专业构架等特征,涉及化学、物理学、动力工程、材料科学与工程、电气工程及其自动化、机械工程等众多学科。在多学科交叉融合的基础上,目前形成了自然科学基础课程群、工程基础课程群、专业基础课程群、风光能源课程群、其他新能源与储能课程群、能源互联网课程群、前沿讲座课程群、实践环节课程群、素质拓展及个性化培养课程群等九大课程群,后续我们将努力加强完善产教融合支撑体系,进一步优化课程群体系,使之更完备、更科学、更加适应能源战略的需要。
通过课程体系引领新能源专业人才培养,使学生具备整合思维、工程推理和解决复杂工程问题的能力,适应社会经济发展需要,掌握新能源及可再生能源转换与应用的理论和知识,受到能源动力工程师的训练,具备较强的实践和创新能力,在风光互补等新能源领域从事设备制造与组装、发电系统运行监控、设备维护及技术管理等工作的应用型人才。千秋基业,人才为先。通过对新能源科学与工程专业需要掌握的基础知识、理论、方法进行科学的规划设计,汇聚学术声望高、专业理论水平扎实、实践教学经验丰富的精英师资队伍,努力培养新能源领域具有全球化视野的复合型人才。
从实践中来,到实践中去。新能源科学与工程这个新兴专业顺应能源革命的实践而生,也将在实践中不断丰富和发展,相应的人才培养模式也应该是开放式的、启发式的,需要在实践中不断发展和完善。科学思维的培养,创新火花的点燃,尤胜于具体知识点的传授。让学生发自内心地热爱新能源,是我们的初心和使命。
二、新能源专业传热学教学现状
宇宙中一切物质,无论是人、树木等生物体,还是尘土、冰川等非生物体,都具有一定的热能。物质具有热能多少的宏观表现就是其温度的高低。传热学研究在温差作用下热量传递规律及其应用,重点研究不同状态下传热模式和热量传递速率。[1]在能源动力、建筑环境、材料冶金、石油化工、机械制造、航空航天等工业中传热学发挥着重要作用生物医学、电气电子、食品加工、轻工纺织、农业生产等领域也都涉及传热研究。
传热学主要研究两类问题:一是为了确定物体内部或空间区域中的温度分布,控制温度保证运行稳定,例如太阳能热发电系统的温度控制二是为了确定传热过程中热量传递的速率,以及强化或削弱传热的技术途径,例如生物质气化炉的强化传热。学习传热学能使学生初步了解传热学在常规能源与新能源典型工程技术领域的应用,正确理解热传导、热对流、热辐射三种热量传递方式,采用能量守恒法分析传热问题,为以后专业课程的学习打下基础。
结合新能源专业培养目标,目前传热学教学痛点如下:第一,照搬或微调能动、建环等能源类专业的传热学教学大纲,甚至与不同专业的学生合班上课,教师讲授内容毫无变化,没有起到新能源专业基础课该有的作用第二,由于新能源专业开设时间短,大多数传热学授课教师由其他专业教师代替,上课时较少融入新能源专业知识,没有搭建专业课学习的桥梁第三,借鉴其他专业培养目标设置教学内容、学时和学分,缺乏经验指导,创新性不足,教学进程不合理。
三、新工科背景下新能源专业传热学教学的要求
“四新”建设是建设高等教育“质量中国”的战略一招、关键一招、创新一招,是高等教育人才培养的“中国方案”,是高等教育高质量发展的战略布局。新工科以“新的工科专业、工科的新要求”为内涵,注重深度交叉融合再出新,培养工科类专业紧缺人才。系统地开展以新能源专业为代表的新工科研究和实践,对于未来新能源产业和智慧能源经济需要的新工科人才培养具有重要意义。[2]
传热学课程需要新能源专业学生获得热量传递规律的基础知识,具备分析新能源工程中传热问题的基本能力,掌握计算新能源工程中传热问题的基本方法,具备解决热能产生、传递、转换、储存与利用中传热问题的能力,能够建立物理模型,提炼数学模型并进行数值计算。
传热学课程应以“四有”典型案例为载体。有人:教师自身为人师表和专业过硬有料:工程实例复杂多样与时代接轨有情:师生配合默契及分析过程有趣有果:研究结果有用且解决问题有效。
传热学课程应以“四求”教学理念为目标。求真:引导学生追求真理和客观公正求新:激发学生创新意识和善于探究求深:鼓励学生深层思考和举一反三求用:培养学生学以致用和实践能力。
传热学课程应以“三教育”为思政元素。科学精神教育:追求真理、批判质疑、探究创新工程伦理教育:行为规范、公正客观、责任担当实践能力教育:动手能力、团队协作、人际交往。
四、新能源专业传热学线上线下混合教学模式
以应用型本科院校人才培养计划为主体,以用人单位对应用型人才的需求为核心,以传热学在新能源领域中的广泛应用为目标,建立全周期学习支持、讨论互动与信息反馈的“三阶+三化+一中心”线上线下混合教学模式。
(一)三阶
学习追求由浅入深,由易到难。将不同维度的三个阶段融入新能源专业传热学教学。兴趣唤醒,激发求知欲,构建知识体系,提升能力,养成学习思维,实现阶梯式进步。
初阶,重在兴趣唤醒与知识体系构建。课前,通过线上资源展示一些生活中的传热现象以及工程实际中的例子引导学生预习,带动学生自主探索其中隐藏的传热学知识课中,利用数字化资源展示传热学相关资料及视频,让传热学学习生动化、形象化课后,线上布置一些延伸性、发散性的思考题,深化传热学习,完善思维体系。
中阶,强调自主学习与同伴互助交流。课中,通过线下分组讨论、互问互答、多媒体实例研讨等形式丰富传热学习过程,让每一个学生参与进来。采用同伴学习与互评、课堂互动任务点达成、思维导图绘制等形式进行评价。实施“翻转课堂”,以“学生分享为主,教师总结为辅”的教学模式,培养应用型“一材多用”的综合性人才。
高阶,实现技能实操与团队协作,进行思维延展。学生通过线下传热学课程设计和团队协作展示的形式完成创新实验与实践协作,再通过线上的方式提交文献检索与综述、任务核查与反思。[3]教师将传热学与新能源利用建立起纽带,为学生专业课的深度学习打好根基,如图1所示。
(二)三化
1. 互动参与化
课前:问题导向,教师针对传热知识点设置线上问题,要求学生带着问题进行学习,找出答案回到线下课堂讨论,鼓励学生提问,并完成线上前测。
课中:实例分析,唤醒兴趣,构建知识体系线下生讲生评,创造互辩学习环境,促进深度学习团队展示,培养学生协作、实践能力。
课后:发布线上后测、章节测试、作业与讨论,通过互评完成同伴学习课后作业注重巩固反思,并回溯学习过程提升学生的推理能力、互助学习能力和创新思维能力。
2.课程思政化
挖掘传热学与新能源联系中的思政元素。例如:将热能融合于新能源利用,培养可持续发展思想和节能意识利用传热学理论知识解释生产生活中的传热现象正确对待和处理实验数据,保证学术诚信对余热废热的处理,要考虑环境、生态、安全等因素。
3.评价多元化
目前各高校传热学课程的考核方式多为期末考试占总成绩的70%-80%,实验、出勤、作业等占总成绩的20%-30%,这不利于全能型人才的培养。应用型人才有别于研究型人才,注重的是会应用,淡化理论性的推演过程,针对这样的人才需求,应打破传统的成绩考核方式,全方位多角度评价,[4]建立如图2的多元化评价机制。
(三)一中心
教育的主体是学生,新工科背景下新能源专业传热学教学模式应以学生为中心。
五、结束语
通过分析新能源专业传热学教学现状,深挖教学改革痛点。结合“四新”建设对高等教育的要求,对新能源专业传热学课程教学模式进行探索,形成了“三阶+三化+一中心”线上线下混合教学模式,符合当前疫情常态化的大背景。无论是理论教学还是实践教学,如何将新能源利用与传热学课程有机融合,是新时代高校师生需要深入探索和研究的重点
决定国家高端制造及国防安全的关键材料非新材料莫属是国际竞争的重点领域之一,近几年新兴产业(如新能源、半导体、军工等)又一路高歌猛进,新材料相关企业的股价更是傲视群雄。就说它的业务领域就覆盖了军工新材料和基础材料这两大新产业的兴起,在某些领域打破了国外的垄断格局,在价值方面的有利因素非常独特,接下来我们一起研究一下这家企业。
在正式研究楚江新材之前,这里我安排了一份新材料行业龙头股名单,动动小手点一点就可以获取了: 宝藏资料!新材料行业龙头股一栏表
一、公司角度
公司介绍:公司致力于精密铜带、铜导体材料、铜合金线材、精密钢带、碳纤维和热工设备六大类产品线,为下游消费电子、5G、LED、新能源汽车、信息技术、智能制造和国防军工等行业提供优质的工业材料和服务。
在简单了解公司的基础概况后,我们具体分析公司独特的价值优势。
亮点一:既做第一,又做唯一
公司这些年硕果累累,青海华鼎是国内重要先进铜基材料研发和制造基地、国家技术创新示范企业,遵循中国有色金属加工工业协会综合排名,公司在在中国铜板带材"十强企业"里名列第一。
另外,在超高温热工装备领域也是翘楚,公司是国内唯一具有碳陶热工装备、真空热处理装备、新型环保装备、粉末冶金装备等系列产品且均保持领先的高端热工装备企业。
亮点二:旗下双雄,披荆斩棘
公司2015年启动外延收购,与顶立科技合并,顶立科技的业务范围主要包括军工新材料及高端热工装备研制、生产和销售,2021年获得国家工信部第三批专精特新"小巨人"企业的荣誉。
如今楚江新材料已经是国家航天航空、国防军工等领域特种大型热工装备的主要研制单位,为国家解决多项"卡脖子"难题做出贡献。该公司的产品冲破国外禁运限制、为国内空白填补,为中国的大卫星、大飞机、高铁事业提供技术支持。
2018年公司接手天鸟高新,核心产品的运用扩大到航空航天、国防军工、高铁、无人机、汽车、光伏、风电等领域。它是我国仅有的一家产业化生产飞机碳刹车预制体的企业,并且被认为是国内最大的碳/碳复合材料用预制体科研生产基地,于2020年入选了国家工信部第二批专精特新“小巨人”企业。
国外在飞机碳刹车的领域被国产飞机碳刹车盘打破了垄断和封锁,填补我国这一领域的空白,在这之后我国就此成为继美、英、法之后第四个能生产高性能碳刹车盘的国家。
公司还有许多其他强大优势,由于篇章不够,谈到楚江新材的深度报告和风险提示的相关内容,我都放在这篇研报当中,点击就能看到:【深度研报】楚江新材点评,建议收藏!
二、行业角度
公司产品多数应用于5G、新能源、先进轨道交通、新一代信息技术、国家智能电网、机器人智能制造和国防军工等领域,无论是国内还是国外,这些领域,都是真正的战略性新兴产业及高成长性行业,未来的成长空间和想象力那可是不小。
由此可见,公司完全就是在各个热门赛道行业当中,且在技术和研发能力上,是拥有多项“唯一”和“第一”的优秀企业,将会率先并充分享受行业高速发展带来的巨大机会。但是文章具有一定的滞后性,假设想更准确地知道楚江新材未来行情如何,直接打开下方链接,有专业的投顾替你诊股,看看楚江新材的估值是高估还是低估了:【免费】测一测楚江新材现在是高估还是低估?
应答时间:2021-12-09,最新业务变化以文中链接内展示的数据为准,请点击查看
新材料能称得上是一国高端制造及国防安全的核心材料,在国际竞争中非常重要的一个领域,近几年新兴产业(如新能源、半导体、军工等)又一路高歌猛进,新材料相关企业的股价更是傲视群雄。而业务覆盖先进的军工新材料和先进基础材料这两大产业的楚江新材,在某些领域把国外的垄断格局打破了,有着非常独一无二的价值上的优势,下面我们一起把这家企业分析一下。
在进一步了解楚江新材前,我认真总结了一份新材料行业龙头股名单,动动小指戳一下就能获得了: 宝藏资料!新材料行业龙头股一栏表
一、公司角度
公司介绍:公司致力于精密铜带、铜导体材料、铜合金线材、精密钢带、碳纤维和热工设备六大类产品线,为下游消费电子、5G、LED、新能源汽车、信息技术、智能制造和国防军工等行业提供优质的工业材料和服务。
在大致认识了公司的基础情况后,我们来详细分析公司独特的价值优势。
亮点一:既做第一,又做唯一
公司在领域内很有建树,不仅是国家技术创新示范企业,还是国内重要先进铜基材料研发和制造基地,遵循中国有色金属加工工业协会综合排名,公司在中国铜板带材"十强企业"里占首位。
同时,在超高温热工装备领域绝对领先,公司是国内唯一具有碳陶热工装备、真空热处理装备、新型环保装备、粉末冶金装备等系列产品且均保持领先的高端热工装备企业。
亮点二:旗下双雄,披荆斩棘
公司2015年开启外延收购,完成了与顶立科技合并,顶立科技主营军工新材料及高端热工装备研制、生产和销售,2021年被国家工信部批准为第三批专精特新"小巨人"企业。
就目前来讲楚江新材已经成为了国家航天航空、国防军工等大型领域特种热工装备的核心研发单位,为国家解决多项"卡脖子"难题出谋划策。其产品打破国外禁运这一规定、实现国内空白的填补,助推中国的大卫星、大飞机、高铁事业向前发展。
2018年公司把天鸟高新收于旗下,核心产品的运用扩大到航空航天、国防军工、高铁、无人机、汽车、光伏、风电等领域。天鸟高新作为国内仅有的一家可以实现飞机碳刹车预制体产业化生产的公司的同时,还被看做是国内最大的碳/碳复合材料用预制体科研生产基地,在2020年国家工信部开展的第二批专精特新"小巨人"企业认定时,该公司成功入选。
国产飞机碳刹车盘打破了国外在飞机碳刹车领域对我国的垄断和封锁,更是填补了我国这一领域的国内空白,标志着我国是个能够生产高性能碳刹车盘的国家,更是继美、英、法之后第四个这样的国家。
公司其他强大的优势也很多,因为篇幅不够,更多关于楚江新材的深度报告和风险提示,这篇研报中有所有要点,点击便能看到:【深度研报】楚江新材点评,建议收藏!
二、行业角度
公司产品多数应用于5G、新能源、先进轨道交通、新一代信息技术、国家智能电网、机器人智能制造和国防军工等领域,这些领域,不管是国内还是国外,均是战略性新兴产业及高成长性行业,未来的成长空间和想象力巨大。
所以,公司的各项业务都在各大热门行业赛道内,并且公司在技术和研发上有多项第一名和多项唯一,将会首先并且充分地享受到行业高速发展带来的巨大机会。但是文章会有一点延时,要是想更准确地知道楚江新材未来行情怎么样,直接点击下文,有专业的投顾会给你提供一些诊股意见,看下楚江新材估值是高估还是低估:【免费】测一测楚江新材现在是高估还是低估?
应答时间:2021-10-07,最新业务变化以文中链接内展示的数据为准,请点击查看
汽车及家电粉末冶金“小巨人”,拟布局新能源车永磁材料领域;目前我国平均每辆汽车使用的粉末冶金零件重量只有6.3kg,远低于发达国家水平,国内汽车行业在制造技术向国际接轨的过程中,粉末冶金零件的使用量预期有较大上涨空间;估值低于行业可比公司均值。
申购代码:889990
申购上限:53.2万股
申购价格:11.72元
发行市盈率 :17.35倍
公司主营:主要从事粉末冶金、永磁材料制品的研发、生产和销售,产品涉及汽车零件、家电零件两个领域,用于汽车起动机、雨刮电机、变速箱同步器、制冷压缩机、洗衣机离合器、减速器等。
招商银行、浦发银行、民生银行、深发展A、工商银行、中国银行、中信证券、宏源证券、陕国投A、建设银行、华夏银行、中国平安、中国人寿
(3).地产:
万科A、金地集团、招商地产、保利地产、泛海建设、华侨城A、金融街、中华企业
(4).航空:
中国国航、南方航空、上海航空
(5).钢铁:
宝钢股份、武钢股份、鞍钢股份
(6).煤炭:
中国神华、兰花科创、开滦股份、兖州煤业、潞安环能、恒源煤电、国阳新能、西山煤电、大同煤业
(7).重工机械:
江南重工、中国船舶、三一重工、安徽合力、中联重科、晋西车轴、柳工、振华港机、广船国际、山推股份、太原重工
(8).电力能源:
长江电力、华能国际、国电电力、漳泽电力、大唐发电、国投电力
(9).汽车:
长安汽车、中国重汽、一汽夏利、一汽轿车、上海汽车、江铃汽车
(10).有色金属:
中国铝业、山东黄金、中金黄金、驰宏锌锗、宝钛股份、宏达股份、厦门钨业、吉恩镍业、包头铝业、中金岭南、云南铜业、江西铜业、株冶火炬
(11).石油化工:
中国石油、中国石化、中海油服、海油工程、金发科技、上海石化
(12).农林牧渔:
北大荒、通威股份、中牧股份、新希望、中粮屯河、丰乐种业、新赛股份、敦煌种业、新农开发、冠农股份、登海种业
(13).环保:
龙净环保、菲达环保
(14).航天军工:
中国卫星、火箭股份、西飞国际、航天信息、航天通信、哈飞股份、成发科技、洪都航空
(15).港口运输:
中国远洋、中海海盛、中远航运、上港集团、中集集团
(16).新能源:
天威保变、丰原生化
(17).中小板:
苏宁电器、思源电器、丽江旅游、华星化工、科华生物、大族激光、中捷股份、华帝股份、苏泊尔、七匹狼、航天电器、华邦制药
(18).电力设备:
东方电机、东方锅炉、特变电工、平高电气、国电南自、华光股份、湘电股份
(19).科技类:
歌华有线、东方明珠、综艺股份、中信国安、方正科技、清华同方
(20).高速类:
赣粤高速、山东高速、福建高速、中原高速、粤高速、宁沪高速、皖通高速
(21).机场类:
深圳机场、上海机场、白云机场
(22).建筑用品:
中国玻纤、长江精工、海螺型材
(23).水务:
首创股份、南海发展、原水股份
(24).仓储物流运输:
中化国际、铁龙物流、外运发展、中储股份
(25).水泥:
海螺水泥、华新水泥、冀东水泥
(26).电子类:
晶源电子、生益科技、法拉电子、华微电子、彩虹股份、广电电子、深天马A、东信和平
(27).软件:
用友软件、东软股份、恒生电子、中国软件、金证股份、宝信软件
(28).超市:
大商股份、华联综超、友谊股份、上海家化、武汉中百、北京城乡、大连友谊、新华传媒
(29).零售:
王府井、广州友谊、新华百货、重庆百货、银座股份、益民百货、中兴商业、东百集团、百联股份、武汉中商、西单商场、上海九百
(30).材料:
星新材料、中材国际
(31).酒店旅游:
华天酒店、黄山旅游、峨眉山、丽江旅游、锦江股份、桂林旅游、北京旅游、西安旅游、中青旅游、首旅股份
(32).奥运:
北京城建、中体产业
(33).酒类:
贵州茅台、五粮液、张裕A、古越龙山、水井坊、泸州老窖
(34).造纸:
岳阳纸业、华泰股份、晨鸣纸业
(35).啤酒:
青岛啤酒、燕京啤酒
(36).家电:
佛山照明、青岛海尔、四川长虹、海信电器、格力电器、美的电器、苏泊尔
(37).特种化工:
烟台万华、金发科技、三爱富、华鲁恒升
(38).化肥:
盐湖钾肥、华鲁恒升、沙隆达A、柳化股份、湖北宜化、昌九生化、沧州大化、鲁西化工、沈阳化工
(39).3G:
中兴通讯、大唐电信、中国联通、亿阳信通、高鸿股份
(40).食品加工:
双汇发展、华冠科技、伊利、第一食品、承德露露、安琪酵母、恒顺醋业、上海梅林、维维股份、赣南果业、南宁糖业
(41).中药:
马应龙、吉林敖东、片仔癀、同仁堂、天士力、云南白药、千金药业、江中药业、康缘药业、康恩贝、东阿阿胶、九芝堂、中汇医药
(42).服装:
雅格尔、伟星股份、七匹狼、豫园商城
(43).通信光缆类:
长江通信、浙大网新、特发信息、中创信测、东方通信、夏新电子、波导股份、中电广通
(44).建筑与工程:
宝新能源、中材国际、上海建工、中工国际、浦东建设、中色股份、空港股份、安徽水利、隧道股份、腾达建设、新疆城建、路桥建设、中铁二局
(45).玻璃:
福耀玻璃、南玻A、山东药玻