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【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)09-0253-02
能源動力是國民經濟的支柱產業。進入21世紀,世界經濟迅猛發展,化石能源日趨枯竭,能源短缺以及環境問題日益嚴峻。提高能源利用效率,保護環境,開發新能源和可再生能源,保證能源的可持續供應,對能源科技提出了新的挑戰。能源科技發展需要一大批合格的專門人才。高等學校能源與動力工程專業應不斷進行課程體系改革和教學內容優化,為能源動力行業培養出滿足行業要求的專門人才。根據高等教育教學改革的要求以及行業發展趨勢,中國礦業大學能源與動力工程專業在人才培養模式、課程體系設置和教學內容優化等方面進行了一系列改革,積累了一些經驗,在此成文,與同行交流。
一、能源與動力工程專業課程體系改革面臨的挑戰
1.能源動力學科領域的拓展對人才知識結構提出了新要求
2012年,教育部對本科專業的招生門類、專業目錄進行了調整,熱能與動力工程專業更名為能源與動力工程。從2013年起,全國本科專業將按照2012版教育部新頒布的本科專業目錄招生。專業名稱的改變,并不僅僅是改變了稱謂,而是隨著時代的發展,該專業內涵發生了很大的改變。原來的熱能與動力工程強調的是熱能與動力的轉換,而現在能源與動力工程專業涵蓋的范圍則更寬廣了,由過去傳統的能量轉化與利用領域,發展到今天的能源生產、燃燒污染治理、新能源的開發與利用等多個領域,與化學、環境工程等學科的交叉關系越來越密切。近些年來,新能源與可再生能源的開發利用方興未艾,形成了龐大的研究隊伍和產業,如太陽能、風能、垃圾發電,脫硫脫硝等行業,為畢業生提供了廣闊的就業市場,急需高校能提供這方面的人才?,F有的專業培養方案中課程設置和教學內容已經不能滿足能源動力行業時展的要求,需要做出相應的調整。然而,在目前培養計劃中總學分壓縮、課程門數減少的情況下,增加新領域課程,必將會對原有的課程設置造成沖擊。
2.人才培養的“寬口徑”和“零距離”之間存在矛盾
能源與動力工程專業是一個寬口徑專業,涵蓋了原來的熱能工程、熱能工程與動力機械、熱力發動機、制冷及低溫工程、流體機械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏等,這些專業在內涵上存在很大的差異。“寬口徑”培養模式避免了過去那種專業面過于狹窄的問題,使人才具有寬廣的知識面,增強了就業的適應性,這也直接產生了不利的方面。在目前專業課程門數和學時都有限的情況下,畢業生在哪一方面都不專,不能滿足企業對人才知識結構的要求,在工作現場還要經過很長時間的理論學習和實習過程,很難滿足用人單位的要求。由于缺乏完善的崗前培訓和有效的繼續教育制度,我國國有大中型企業一般不樂意接受“寬口徑”的畢業生,希望畢業生一畢業能盡快勝任工作崗位,甚至是“零距離”對接[1]。
3.課程體系設置模式不能滿足大學生的個性化發展需求
大學生在成長的過程中,形成了不同的人生觀、價值觀,對自己未來所從事的職業有喜好厭惡,如有的喜歡動力機械,有的喜歡制冷空調,還有的喜歡熱力發電;另外,對個人的發展方向也有不同選擇,如有的要考研,有的要就業,還有的要創業。高等教育應該支持大學生個性化發展,在培養方案和課程體系設置上應該提供他們可以自主選擇的空間,使他們能夠按照自己的興趣愛好去選擇發展方向和未來從事的職業。目前課程體系設置模式單一,所有學生四年學習的課程幾乎都一模一樣,教學內容差別不大,學生幾乎都是一個培養模式,不能滿足不同類型學生的需求,限制了學生的個性發展,也不利于創新精神的培養。
4.實踐教育環節與課程教學之間存在沖突
為全面落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》,深入貫徹總書記在清華大學建校100周年上的講話精神,為了培養具有較強實踐能力和創新精神的高素質人才,高校強化了實踐教學環節,內容不斷豐富,形式不斷拓展,在實踐育人工作總體規劃、深化實踐教學方法改革、系統地開展社會實踐活動、加強實踐育人基地建設等方面取得了很大的成績。但是實踐育人特別是實踐教學依然是高校人才培養中的薄弱環節,與培養拔尖創新人才的要求還有差距。在總學分和學時減少的情況下,如果一味地強化實踐教學,增加實踐教學學分,則不得不壓縮理論課程的學分和學時,甚至得減少理論課程門數,這樣培養的人才很難做到“厚基礎”, 違背了人才培養目標。另一方面,實踐教育環節和理論教學環節相脫節,必然影響實踐教育環節的效果。此外,在教學內容方面,也應及時更新。國外高水平大學能及時更新教學內容,反映本學科新的研究領域和前沿技術。如美國佐治亞理工學院將MEMS技術引入了換熱器課程,將先進的能量轉化技術,如燃料電池、生物質能轉換、熱電轉換等引入了熱力學課程。和國外相比,我們教學內容就顯得陳舊,不利于人才培養。
二、課程體系構建與教學內容優化措施
1.增設新領域核心課程,完善人才知識結構
能源與動力工程專業課程體系改革,要根據能源動力學科新的拓展領域,廣泛深入調研,充分了解能源動力專業的發展趨勢以及涉及的主要學科領域,掌握新領域的學科內涵和新興行業對人才培養的需求,以確定未來人才必備的知識結構。在滿足總學分和學時限制的條件下,補充完善培養方案中的課程設置,優化教學內容,將新領域的課程與原專業課程整合,制定適應學科領域擴展、滿足未來人才市場需要的課程體系,使畢業生具有完善的知識結構,增強畢業生就業競爭力。
2.按專業大類統一基礎課程設置,分設專業方向模塊
在課程體系設置中,為了解決學生專業知識結構寬泛而不專的問題,還是要分設專業方向[2]。但為了防止回到以前的老路,防止專業面過于狹窄,不同專業方向的通識教育課和專業大類基礎課程應統一設置。在此基礎上,根據不同的專業方向設置不同的模塊化課程,每個專業模塊化課程的門數不宜過多,設3-4門,10個學分左右即可,同時設置大量應用性強的專業選修課,強化實踐環節,這樣就解決了“寬口徑”和“零距離”之間的矛盾。
3.建立柔性的課程體系,滿足大學生的個性化發展需要
建立柔性的課程體系,使課程體系構建多樣化、課程設置分層次,以滿足不同類型學生的個性發展需求[3]。通過設置不同的專業方向模塊,學生可以按照自己對未來從事行業預期和職業喜好加以選擇。培養計劃分研究型和應用型?!把芯啃汀迸囵B計劃的學時分配適當向基礎課、專業基礎課傾斜,實踐教育環節要注重學生創新能力的培養?!皯眯汀迸囵B計劃的學時分配應適當向傳授專門應用技術的專業課傾斜,實踐教育環節注重培養學生應用所學專業知識的能力。同時,增加選修課程門數,選修課程也分研究型和應用型,滿足畢業生繼續深造和就業的不同需要。
4.優化教學內容和方法,理論教學和實踐環節相結合
在強化實踐環節的同時,一定要保證理論課程有足夠的學分和學時。在總學分減少和實踐學分增加的前提下,可以適當壓縮德育課程學分,保證專業基礎理論課程學分。同時,改革應用性很強的專業技術課程的教學內容和方法,這類課程都設置課程設計環節,學生在課程學習的同時開展課程設計,通過工程設計將理論教學和實踐環節有機結合起來。另外,及時修訂教學大綱,與時俱進,及時將本學科最新的研究領域、前沿技術在教學內容上得到反映。
三、結束語
課程體系改革和教學內容優化是一項長期艱巨的任務,需要在高等教育實踐中不斷探索、完善。能源與動力工程專業人才培養要解決的問題,有和其它專業共性的方面,也有其特殊性。能源與動力工程專業課程體系改革要滿足國家高等教育人才培養目標的總體要求,可以借鑒其它專業成功的改革經驗,還要結合專業自身的特點,探索出更多行之有效的措施。
參考文獻:
[1]張力,楊晨. 能源動力類專業工程教育改革初探,中國電力教育,2011,(21):152-154
[2]于娟, 吳靜怡. 能源動力專業的高等工程教育研究與實踐,中國電力教育,2011,(27):158-160
[3]方文彬. 試論大學課程體系個性化,黑龍江高教研究,2010,(5):131-133
關鍵詞:能源與動力工程;生產實習;教學改革
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)33-0118-02
生產實習是高等院校工科類專業重要的實踐性教學環節,生產實習的質量直接關系到學生的實踐能力、創新能力及綜合素質的培養過程。[1,2]在能源與動力工程專業的教學計劃中,生產實習尤為重要,旨在將專業理論知識與工業現場相結合,使得學生對發電廠設備的啟停、運行以及日常的監控維護方法及程序有一個較為深入的了解。學生通過生產實習,能夠提升學生綜合運用各學科知識的能力,分析和解決實際發電廠運營問題的能力。[3]為了培養獨立從事能源與動力工程行業的應用型工程技術人員,適應21世紀創新型人才、復合型人才的社會需求,結合近年來指導的能源與動力工程專業生產實習的實踐經驗,對該專業生產實習教學模式做了一些新的探索。
一、能源與動力工程專業生產實習教學改革的必要性
目前三峽大學能源與動力工程專業分為熱動和水動兩個專業方向,熱動方向的學生主要在熱力發電廠完成生產實習任務,水動方向的學生則在大型水電站完成生產實習任務,實習時間均為2周?;谀茉磁c動力工程專業的人才培養方案,目前的這種實習模式基本能夠完成培養方案規定的生產實習內容,但也存在一些不足亟待改進。
1.實習基地建設需要加強
三峽大學能源與動力工程專業與大型水力發電廠、熱力發電廠進行合作,建立了穩定的校外實習基地。目前,開設能源與動力工程專業的大部分高校生產實習都集中安排在大三下半學年或大三結束時進行。在這期間,各個電廠除了接待能源與動力工程專業的學生之外,還需接待電力系統及自動化專業、自動化專業、化學專業、管理專業等與電廠運營相關的其他專業的學生進行生產實習任務,這直接導致了短時間內大部分學生集中涌入各個發電廠。而現代的大型發電廠 一般都是大容量、多參數集中控制,接待能力十分有限。同時,各個發電廠受生產任務、安全指標、經濟效益等多種因素的制約,一般也不愿意接待大批學生進行生產實習。這樣,最終使得學生的實習內容受到限制,實習計劃難以實施,實習過程比較草率,實習效果一般,難以達到鍛煉學生,提高學生綜合能力和創新能力的目的。
2.實習形式單一
三峽大學能源與動力工程專業的校外生產實習沿用了其他工科專業普遍采用的實習形式,即由專任教師組織學生去各個發電廠進行參觀式學習,各個發電廠抽調技術骨干對鍋爐、汽輪機、化學與水系統、除硫除塵裝置以及電氣設備等各個系統進行講解。通過這種方式,以期學生對發電廠的整個運營流程有初步的了解,對電廠的日常維護、運營監控以及問題處理方式有一定接觸。然而,在實習過程中,各個發電廠抽調的技術骨干有的善于表達,有的不善表達,并且他們對學生專業知識的掌握情況也不十分了解。實習內容的設置比較有限,實習內容的講解也受限于講解老師的經驗水平,學生在實習過程中很難有機會深入細致地學習,學生的創新能力、綜合能力難以得到有效提高。
3.實習內容不盡合理
由于電力行業管理嚴格,對員工的綜合素質要求極高,而對學生而言,鮮有機會上崗操作,學生的生產實習過程與校園內的課堂學習無異,依舊沿于聽老師講解,看老師操作,很難掌握電廠設備和系統的啟停、運行及事故處理的方法。整個實習的內容也與課堂上的教學內容也有較大的重復性,而這些常規性實習內容很難激發學生的學習興趣和創新意識,不能有效地培養學生的創新精神和工程實踐能力。同時由于實習學生在一家單位的停留時間十分有限,一般為1周時間,實習單位客觀上也難以安排完整、全面的實習內容。此外,電廠在運行過程中,電力事故的發生偶然性太強,學生在短時間內接觸到的幾率很小,對電廠的事故處理及分析方法還是只能聽老師講解。
4.實習考核標準軟化
在現行的生產實習模式中,實習指導教師及發電廠的技術骨干處于主導地位,學生處于被動接受的地位,實習指導教師及發電廠的技術骨干商討確定好相應的實習內容,學生跟隨教師的節奏完成實習任務,該方式很難激發出學生的主觀性和創造性。在實習過程中,發電廠的技術骨干講解分配的實習內容,其他一切問題包括實習紀律和實習安全等,全靠實習指導教師協調解決。在大班實習過程中,實習指導教師一般為1名或2名,精力十分有限,難以兼顧全部學生,對學生實習缺乏有效指導和監督。實習結束之后的成績評定主要取決于平時成績和實習報告成績,由于很難監控學生的整個實習過程,因此平時成績很難把控,而僅僅依靠實習報告給出實習成績,有失公允,沒有真正考核到學生的整個實習過程。
綜上可知,能源與動力工程專業現行的生產實習教學體系在實習基地、實習形式、實習內容以及實習考核標準等方面都還存在一些不足,難以滿足現代企業所需的厚基礎、寬口徑、強能力、高素質的創新型人才、復合型人才的培養需求。
二、創新型生產實習教學模式的改革與探索
1.構建虛實結合的生產實習新模式
所謂虛實結合的生產實習模式,即將原來要求在電力生產現場完成的生產實習任務,分成在校內的虛擬平臺和實際電力生產現場兩方面進行。虛擬平臺主要以仿真支持系統為主,內容全面但感性體驗不夠,實際電力生產現場針對性較強,但內容有限,深度不一。通過虛實結合,既能全面了解電力生產過程,又能有較強的感性體驗。
面對能源與動力工程專業生產實習存在的實際問題,采取計算機及其他信息技術進行虛擬實習是一種新的嘗試,目前也已經有了一些成功案例。[4]在學校的大力支持下,三峽大學(以下簡稱“我?!保┽槍釀臃较驅iT建立了300MW發電機組仿真支持系統,針對水動方向建立了水輪發電機組仿真演示模型,通過調整生產實習的教學模式,加大仿真教學力度,既能保證實習內容的完整性,又能在一定程度激發學生的實習興趣。
指導教師通過引導學生關注一些仿真實習中存在的問題及處理方案,學生帶著這些問題,在現場實習時通過與技術人員討論,加深理解。電力企業員工也非常樂意與學生進行技術交流,不僅調節了單調的工作氣氛,也提高電力企業職工的基本素質。
2.優化實習內容
根據能源與動力工程專業人才培養方案來制訂具體的實習內容,使得學生實習之后,能系統地了解大型水力發電廠、熱力發電廠等從事運行、管理等方面的工作流程。
我校能源與動力工程專業熱動方向的生產實習內容重點是了解鍋爐設備系統、汽輪機設備系統、脫硫除塵設備系統、化學設備系統及其他與之有關的主要輔助設備和系統的運行特性和維護管理。此外,在仿真實習平臺上主要是掌握機組的啟動、停運步驟,設備與系統的故障模擬、故障分析、故障排除等,了解或熟悉故障發生的前因后果。
我校能源與動力工程專業水動方向的生產實習內容重點是了解水電廠的水工建筑物、水電廠的電能生產過程、水輪發電機組及其輔助設備和電氣設備的作業布置及相互關系,220kV開關站的接線方式及主要配置,廠用6kV系統與發電機組的配接方式、接線方式及廠用電相關配置等。在水電站仿真平臺上,要求學生掌握水輪機的工作原理,水輪機運行、管理、檢修、維護、水輪機選型設計以及水輪機調節系統、水輪機控制系統等。
3.增強實習指導
在生產實習過程中,學生能否有所收獲在一定程度上取決教師的指導水平。為了使實習指導教師更好地發揮主導作用,需要聘請專業基礎扎實,實踐經驗豐富,有較強實踐能力的專業教師對實習學生進行跟班指導。
我校能源與動力工程系以青年教師為主,長期深入電力生產一線的機會比較欠缺,工程實踐能力整體情況還不高。為了使青年教師更好地發揮主導作用,一方面要充分發揮老教師的傳、幫、帶作用,另一方面還需定期組織青年教師深入電力企業生產一線,充分準備實習內容以及實習的重難點,增強青年教師的科研能力和工程實踐能力,提高實習指導水平。
此外,采用虛實結合的實習教學模式后,對實習指導教師的任務加重了,要求提高了,責任變大了,為此實習指導教師盡量做到相對穩定、搭配合理,這樣不僅能保證生產實習的長遠發展,還能夠維持生產實習的課程建設質量。
4.規范實習考核標準
在實習過程中,除了需要通過有效的監管機制保證實習順利實施之外,還需采用有效的激勵機制對學生的實習表現進行評判,包括實習紀律以及實習項目的表現情況,隨機抽查學生筆記、對學生進行提問、要求學生講解實習過程等。
實習結束之后,需要提交實習報告,而通常僅依據實習報告給定實習成績是不合理的。為了充分調動學生的實習積極性,并且使學生能夠充分重視實習過程,生產實習的考核評價至少需要反映“平時表現(占40%),實習報告(占40%),答辯成績(占20%)”等幾個方面。
為了生產實習的持續發展,還應廣泛收集學生、教師、實習單位的評價意見,重點反映實習內容是否全面,實習安排是否合理,實習效果如何以及學生的綜合素質和專業技能是否達到實習單位需求,通過總結經驗,發現不足,不斷提高生產實習的教學質量。
三、結語
生產實習是實踐教學的重要環節,能源與動力工程因為專業的特殊性,生產實習范圍相對其他工科專業而言比較有限,在經濟效益驅動下,生產實習面臨著很大挑戰。生產實習基地的建設,實習內容的優化,實習師資隊伍的建設,實習教學質量的提高等均是一個長期積累的過程,需要長期探索,不斷調整。未來還需從更深層次探索生產實習的改革與發展,不斷完善生產實習的教學模式,以期取得更好的實習效果,培養出具有實踐能力強、創新能力高、綜合素質全面的應用型本科人才。
參考文獻:
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[2]孟建,劉永啟,劉瑞祥.能源與動力工程專業實踐教學改革與實踐[J].中國電力教育,2013,(31):155-156.
關鍵詞:能源與動力工程專業;人才培養模式;多元化;創新
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)07-0172-03
隨著我國高等教育的普及,人才培養質量顯得尤為重要?!陡叩仍盒D茉磩恿W科熱能與動力工程專業規范》(以下簡稱《專業規范》)指出:“在不同歷史階段,社會的人才需求不同,對高等教育的要求也不同”,“辦學應當與時俱進,培養人才的模式應當轉型”。因此,根據社會發展需要及時構建新的人才培養模式,已是大勢所趨,各學校應以具體情況為依據,對人才培養機制進行研究。本文將以我校熱能與動力工程專業培養模式為例,秉承“人盡其才,才盡其用”的育人理念,以新觀念、新舉措探索設計多元化的人才培養模式。
一、問題的提出
合理、高效地利用能源對于國家實現跨越式發展有著重要作用,能源與動力工程專業所肩負的使命不言而喻,而現行的能源與動力工程專業培養方案對學生的創新精神和實踐動手能力的訓練較少,不能滿足行業對所需人才培養質量的要求,主要存在以下問題:
一是培養的人才不能滿足國家和社會發展的要求。我們應當以國家和社會發展的需求為導向,立志培養出能夠適應國家和社會發展的高質量人才,國家需要不同層次、不同類型的人才培養機制,各學校應根據具體情況形成自己的特色。但目前人才培養質量現狀表明,一般大學培養的大學生不像一流高水平大學的學生,具有強大的基礎理論與研究能力;又不如高職院校的學生,具有強大的實踐動手能力,處于進退兩難的境地。同時,人才的培養與企業的需求之間存在矛盾,由于能源與動力工程學科專業方向較多,教學培養過程中,缺乏社會需求調研,導致培養的學生與企業之間“脫節”。
二是“通才”培養模式不能滿足學生個性化發展?!耙匀藶楸尽笔强茖W發展觀的核心,“因材施教”是學生個性化發展的內涵。要一切以學生發展為出發點,促進學生個體特長與全面發展的協調。而傳統的培養模式存在很多的弊端,培養模式單一,不能做到“因材施教”,忽視了學生的個體特長與興趣愛好,“灌輸式”教育依然是主要的教學模式。同時,設置的課程體系也存在不合理性,注重課程的具體性和特殊性,缺乏對各主干課程間整體性和關聯性的把握。
三是多元化人才培養模式常常與學科專業多方向培養相混淆。所謂的多元化人才培養,是根據人才培養目標的不同,分別制定研究型、應用型、拔尖型人才培養方案以及“卓越工程師”人才培養方案,同一專業可以培養多類型、多層次的高質量人才,以滿足國家和經濟社會發展的需要。而所謂的專業培養方向,則是各高校綜合自己的辦學特色和教學能力設計的課程培養模塊,是為進一步深造,成為能源與動力學科的專門人才而設置的。盡管目前國內各高校的專業培養方案從學科發展的角度進行了專業方向及其課程體系的設置,但仍然是同一培養人才模式下的知識拓展。
二、能源與動力工程專業多元化人才培養模式探索
為了實現“人盡其才,才盡其用”,本著“以人為本,因材施教”的原則,在綜合考慮學生的個體特長和企業需求的基礎上,中國石油大學(華東)能源與動力工程系開展對適應企業需求和學生個性化的多元化人才培養模式探索,著力培養特色型、工程型和研究型三類拔尖創新人才。
1.多元化人才培養的目標定位。作為一所石油特色鮮明的高水平研究型大學,要以國家和社會發展為導向,不僅要培養具有初步科研能力的研究型人才,還要培養具有實踐能力和管理能力的工程型以及特色型人才;不僅要培養出企業需要的人才,更要致力于培養能夠適應國家,甚至國際需求的高質量人才;不僅要有對專業技能和綜合素質的把握,還要依據學生的個體特長和興趣愛好,因材施教,制定不同的發展目標,提供不同的發展方向。我校熱能與動力工程專業主要培養適應國家和現代化建設的需要,德智體全面發展,知識、能力和素質協調發展,具備熱能與動力工程領域扎實的理論基礎,專業知識寬廣,具有創新精神和實踐能力的高素質人才。以學校培養人才整體目標定位為基石,突出學科優勢與專業特色,著力培養學術研究型、就業創業型和跨學科發展型拔尖創新人才。
2.多元化人才培養的頂層設計。人才培養方案是踐行教育理念、落實人才培養目標的重要教學文件,是人才培養模式設計和培養過程設計的藍圖。根據《專業規范》制定的人才培養規格,充分理解“以人為本,因材施教”教育內涵,極大發揮學生的自主創新能力,科學系統地構建不同層次人才培養需要的多元化人才培養方案。需遵循以下基本原則:(1)人文社會科學素養與自然科學并重原則。工科類大學生不僅要具備扎實的專業知識和嚴密的邏輯思維能力,而且應該積極參加創新項目與學科競賽,在團隊中培養自己的人際交往能力與團隊協作的能力,不斷提高自己的人文素養。(2)學科基礎與專業技能相結合原則。按照學科分類,能源與動力工程專業屬于機械類。依據學科大類進行橫向培養,與國際知名高校機械工程接軌,打造機械類學科基礎平臺,優化力學、電學、材料等平臺課程框架體系與課程內容。不僅要將專業基礎課程和主干課程學扎實,而且要將全部課程進行整合優化,“融會貫通”。通過課程體系框架,夯實專業基礎,熟練掌握本專業領域內1―2個專業方向中的相關系統與設備的設計、運行、研究、開發和技術管理所必需的專業知識,能夠綜合運用所學知識,分析和解決實際問題,并了解學科當前國內外的發展現狀及前沿動態。(3)加強對創新能力、實踐能力和科研能力的培養。通過新生研討課、認識實習、科研實訓、專業實習等課程,循序漸進,不斷提高學生的科研能力和實踐能力;通過大學生創新項目以及高水平的學科競賽等項目,讓學生在實踐中提高創新能力和實踐能力。(4)重視學生的個性化發展的培養。在滿足基本的教學目標和教學任務的前提下,重視學生個性化的培養,“因材施教”,充分尊重學生的個體特長和興趣愛好,鼓勵學生個性發展,全面發展。(5)堅持專業規范與專業特色相結合原則。辦學特色是高校的立校之本,優勢學科要充分發揮學科優勢,關注行業發展動態,強化專業優勢、突出專業特色。
根據以上基本原則,構建了多元化人才培養體系框架,如圖1。
3.多元化人才培養的總體思路。以多元化人才培養目標為核心,遵循學校頂層設計原則,注重學生個性化發展,依托學校優勢與專業特色,著力培養就業創業型、學術研究型和跨學科發展型多元化創新人才。(1)寬口徑,厚基礎,強技能。課程體系由公共基礎課程,學科基礎課程和專業課程組成。首先,需構建一個適用于所有專業方向的公共基礎知識平臺。數學課程是熱能與動力工程專業的靈魂,是進行后續專業課程學習的基礎,必須夯實;英語和計算機應用能力的提升尤為重要,為以后閱讀英文文獻、查閱英文資料打下良好的基礎。其次,重視學科基礎平臺的搭建,基礎課程是在公共課程平臺基礎上向本學科體系的過渡與靠攏,也是進行專業方向課程學習的基礎,包括力學類、機械類、電算及控制類、熱科學類及環境類課程,為后續專業課程的學習打下良好的基礎。再次,構建新一代專業課程體系,加強與本專業緊密聯系的相關知識與能力的訓練與培養,提高學生實踐技能和綜合素質,增強學生社會適應能力,提高知識應用能力。(2)鼓勵創新,加強人才科研創新能力培養。通過新生研討課、認識實習、科研實訓、專業實習等課程,循序漸進,不斷提高學生的科研能力和實踐能力;通過大學生創新項目以及高水平的學科競賽等項目,讓學生在實踐中提高創新能力和實踐能力。新的培養方案中新開設了新生研討課,旨在通過與老師的交流,讓大一新生對所學專業有一個初步的認識,通過了解專業當前的研究動態,找到自己的興趣點。緊接著開設專業實訓課程,目的是讓學生通過查閱資料與閱讀文獻,一方面提高查閱文獻的能力,另一方面進一步了解所感興趣的內容。通過新生導師制的實施,完成某一感興趣問題的調研和分析,并根據學生的情況開展相應的工作,以此為科學研究的起點,通過后續專業課程學習、專業實習、科研實訓、工程實訓,夯實專業基礎,積極參加大學生創新項目和學科競賽,延續4年科研訓練,逐步提升學生的科研創新能力。(3)增加實踐實訓課程,提高實踐能力。新的培養方案大量增加了工程實踐、實訓和實驗課程的學時,以充分培養學生綜合技能及動手能力。①開設專業實驗、實踐能力培養課程,如大學物理實驗、電工電子實驗、傳熱學實驗、熱力學實驗、金工實習、專業認識實習、專業實習、專業拆裝實習和畢業設計等;②開設了培養學生計算機運用和計算能力訓練課程,如數學實驗(Matlab實踐)、計算機應用技術實驗(C語言編程)、機械CAD基礎、流動與傳熱計算實踐等;③開設多門綜合性專業課程設計課程,提高綜合運用知識能力,如機械設計基礎課程設計、熱工測量儀表與自動化課程設計、鍋爐課程設計、計算傳熱學課程設計、供熱工程課程設計、熱力采油工藝課程設計、熱力發電廠熱力系統課程設計。(4)依托學科,強化人才特色培養。各學校根據學校的特色設置專業課,充分發揮學校特色的優勢,并充分考慮學生以后的發展需求。以我校為例,油田中的熱科學技術是我校能源與動力工程專業的特色,畢業生中70%的學生都在油田從事熱相關的工作,也是申報國家特色專業的亮點,課程設置根據稠油生成過程進行,從稠油生產注汽開始,到舉升、集輸再到煉油和化工等環節相關課程:石油工程概論、注汽鍋爐、熱力采油、油氣集輸和化工工藝與設備等,讓學生能結合過程了解其中的熱利用。其次,涉及動力和暖通方向的安全設備工程師資格證考證核心課程基本都具備,為一部分學生畢業后的考證或其他發展需求奠定基礎。(5)多元化培養目標與專業培養方向相協調。以多元化人才培養目標為導向,在專業培養方案中設置不同類型的培訓,包括科研培訓以及企業培訓等,提高學生的科研能力和實踐能力。此外,專業還設置了特色課程,力求達到多元化培養和專業培養方向的統一。首先,構建公共基礎平臺,將多元化培養和專業培養進行統籌協調。目前開設的很多課程(學科、專業基礎課)不僅為專業培養方向提供專業基礎,同樣可以為多元化培養提供專業基礎,從而在新的培養方案的培養下達到多元化培養目標與專業培養方向的統一。
4.多元化培養方案的探索實施。教學培養方案能否得到嚴格實施,是培養能源與動力工程系多元化人才成敗的后期關鍵環節,為達到培養方案的預想結果,應健全組織結構,充分發揮校、院二級領導督促作用,確保工作順利進行。(1)加強培養方案制定、實施的組織保障。為保證多元化人才培養模式的順利實施,學校從上至下成立了培養方案修訂學術委員會,學院專門成立了“能源與動力工程多元化培養方案修訂”領導小組,負責協調、工作部署及監督,監督培養方案的執行過程,跟蹤培養方案的實施效果,通過反饋來進行修訂。(2)全面系統的質量評價體系。目前,學校已經成立了教學質量評價中心,從多個方面對人才培養質量開展評價,并制定了評價標準體系,每年定期本科教學質量報告。(3)教師隊伍建設。教師隊伍是培養方案的落實者,同時也是有力的監督者和維護者,關系到新培養方案的貫徹情況,因此必須重視教師隊伍的構建。教師不僅要精通專業知識,而且具有較強的工程實踐能力和具備豐富的實踐經驗。這就要求廣大教師要加強學習,提高綜合素質,主動融入企業和社會,為培養創新型多元化人才做好充分準備。
三、結論
多元化教育以專業人才培養模式的多樣化為指導思想,以國家現代化建設的需要為導向,既符合人才的發展規律,也滿足人才的社會需求,更符合能源與動力工程專業的特點。在當前教育部大抓教學質量的形勢下,高校應堅持“以人為本”的發展戰略,堅持多元化教育思想,充分發揮各自的優勢與特色,提高學生的科研能力、創新能力和實踐能力,致力于培養出適應我國能源與動力行業發展的設計、管理、研發等高素質專門人才。
武漢大學動力與機械學院是以能源生產和裝備制造為學科背景的工科學院,下設能源與動力、機械工程、材料工程、自動化、水質科學與技術、核能工程等7個本科專業,分屬于5個一級學科。每年我院教師在承擔百余門實驗課的同時,還承接了機器人、智能汽車、機械創新設計和節能減排等4類全國性大學生競賽的訓練和備賽工作,同時還積極申報國家大學生創新計劃(每年獲批3~4項)、“挑戰杯”全國大學生創業計劃等項目。如何充分利用我院學科多的特點,實現各學科間的相互交融,相互促進,注重理論與實踐的結合,如何正確處理實驗、實習與競賽的關系,更好地培養學生的“三創”精神與能力,成為我院實踐教學改革面臨的主要問題。
1改革前我院實踐教學現狀與問題
改革前我院實踐教學是實驗與各類大學生競賽各分一攤,常規實驗項目的設置沒有充分考慮為競賽打下基本技能的基礎,各類競賽中好的實驗方案、實驗成果和自制實驗裝置沒有及時地轉化為常規實驗內容或進行更新。我院實驗與競賽之間的中間層次“以興趣為導向,注重學科融合的選修實踐環節”比較薄弱。由于能參加競賽的學生畢竟是極少數,薄弱的選修實踐環節直接導致接受“三創”教育的學生較少。以前四大賽事各由相關專業組織,教練與學生的學科交融沒有得到重視,導致有些賽事成績一直停滯不前。
2學科交融式創新實踐教學體系建設
為了使我院實踐教學能形成3個層次的實踐體系:必修實驗項目、選修創新實踐環節(全校8門實踐公選課、集中實踐教學的選修學分、大學生業余科研項目和社會科技實踐活動等)、各類競賽與創業活動,并使這3個實踐層次互相支撐,相互促進,我院進行了學科交融式的創新體系建設,在選修創新實踐環節與各類競賽、創業活動中,實現學科交融、資源共享[1-2]。
2.1學科交融式創新實踐平臺建設:組建能源動力工程及裝備綜合實驗室實踐教學是本科教學體系的重要組成部分,實驗室是培養學生理論聯系實際,提高學生實踐能力和創新能力的主要場所[3-4]。動力與機械學院實驗教學中心負責開設院本科教學計劃內的專業基礎課與專業課實驗,因此是這次交融式創新實踐教學體系建設的重點。2011年年初,在武漢大學教務部、實驗室與設備管理處等部門的協助下,學院擬將全院本科教學實驗中屬于公共基礎內容,能以參觀、現場演示、動手拆裝等開放方式進行的實踐項目重新進行資源整合,遷入收回的原機械廠生產車間,組建學院的“能源動力工程及裝備綜合實驗室”(以下簡稱“綜合實驗室”)。綜合實驗室屬于本科教學實驗室,它的建設以融合能源動力、機械、材料、控制、環境與安全等多學科知識的現代能源和制造工程為主線,充分體現學科交叉和資源共享。綜合實驗室擬分“能源及發電技術基礎、通用機電設備及加工制作、車輛構造、裝置及安全應用、機電控制及自動化系統、工程材料認識及加工和能源工程安全、環境監測”等6個實踐教學主題區進行建設。建成后的綜合實驗室將采取各種措施為學生提供相關開放實驗平臺,鼓勵學生進行創新性設計、加強思維方法訓練、鼓勵學生自主學習和學科交叉,努力成為大學生創新實踐的新基地[5-6],并積極擴大教學規模和學生受益面,更好地服務于武漢大學“三創”人才培養目標。
2.2學科交融式創新實踐課程建設
2.2.1學院平臺實踐課程建設學院雖然設有分屬5個一級學科的7個本科專業,但這些專業都服務于“能源動力工程及裝備”領域,因此均設有“自動控制原理、微機原理及接口技術”等公共平臺課。這些學院平臺課不再局限于某個系或某個專業,而由學院牽頭成立了統一的院平臺課課程組,實行課程組負責人制,對這些平臺課進行學和考試,特別是對“自動控制原理實驗、微機原理及接口技術實驗”等平臺實踐課也進行了統一建設。這些平臺實踐課的內容一般包含必修和選修2個環節,必修實踐內容為課程的基本要求,選修實踐內容可由各專業根據各自的應用背景進行選擇。
2.2.2開展社會實踐在我院2010年本科人才培養方案修訂工作中,將一直有名無實的“生產勞動”環節改為“社會實踐”環節。每年暑假都會以學生申請、經學校審核批準后提供資金與技術支持的方式,鼓勵學生走入全國各個行業,調查和研究社會生產現狀和存在的問題,為發明創新提供靈感,指明方向。近年來我院不同專業的學生積極參加了“踐行科學發展,倡導節能減排新方向———寧夏青銅峽市節能減排風能利用情況與賀蘭山電廠風車田結構布局的調查研究”、“聚焦節能減排———中國垃圾發電產業狀況調研”等多項武漢大學重點社會實踐活動項目,這樣學生既加強了課本學習和具體實踐的聯系,又為今后走上工作崗位打下了基礎。
2.2.3首開實踐性全校公選課在本科人才培養方案修訂工作中,增設了“機器人設計與制作、智能汽車設計與制作、機械創新設計與制作和節能減排科技實踐”等相關內容的集中實踐教學選修學分,使全院乃至全校學生都可以了解、學習這方面的知識;打破了專業、院系間的限制,最大限度地為學生實現自主學習、自主創新提供了可能;加強了“以興趣為導向,注重學科融合的選修實踐環節”的建設,擴大了學生接受“三創”教育的受益面。去年我院申報了“創新與實踐”、“光機電一體化技術實訓”和“汽車結構與運用實驗”3門面向全校的實驗公選課,獲教務部批準。這是我校工學部首次開設的面向全校的以實踐教學內容為主的實驗公選課,課程內容設置上充分體現了我院“能源動力工程及裝備”的特色,是踐行“三創”理念的又一新舉措。本學期,這3門實驗公選課在全校學生積極踴躍地報名參加下順利進行。其中“創新與實踐”公選課,除理工科學生外,還有經濟與管理學院、醫學院、藝術系、政治與公共管理學院等21個學院共計150余名學生選修,同時周邊高校也有10多名學生積極參與。這3門實驗公選課注重實踐課程內容的更新、教學方法的改革和考試方式的探索,較好地培養了學生的動手能力和創造熱情,在創新人才培養新模式方面做了積極探索。以“創新與實踐”課為例,它的教學目標是通過發明方法、發明實例解剖,激發學生的創造熱情,并在教師的指導下,提交一份創意作品。因此本課程在“學生成績評定方法”上也有所改革。盡管課程只有36學時(其中理論授課24學時,制作訓練12學時),但課程成績的最終評定時間可延長2~4學期。學生成績由兩部分組成:理論測試占總成績的30%;其余70%的成績由創意報告或者專利證書、專利授理通知書(專利申請號)決定。在教學方法上,課程內容與大學生科技競賽活動(全國大學生CCTV機器人大賽、機械創新大賽、智能汽車大賽、本田汽車節油大賽、節能減排大賽)緊密結合,案例教學始終貫穿其中。通過“課堂提問”、“課后設問”、“QQ、郵箱互動及解答問題”和“電話直通車”等方式進行互動教學,將“滿堂灌”轉變為“啟發式”,激勵和調動學生自主學習的主觀能動性,為學生的創造性發展注入了活力和生命力,并能做到因“人”施教,因“事”利導。學生提交的創意作品與申請的發明專利多來自專業和生活,這表明,只要施教方法正確、激勵機制完善,任何專業的學生都能發揮發明創造的潛能,點燃“三創”的火花[7-11]。以選修這些實驗公選課的學生為基礎,經過校內選拔、精心準備,組成了6支隊伍參加第二屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽湖北省預賽。在賽場上,6支隊伍各展風采,最終取得了1項一等獎、4項二等獎,1項三等獎的好成績。
2.3學科交融式創新實踐隊伍建設
2.3.1實踐教學師資隊伍建設我院把指導創新實踐與教師和學生的切身利益緊密聯系起來,在構建“科研課題組創新實驗室科技社團科研立項重大賽事”的創新人才培養新體系的同時,出臺政策穩定了“班級導師、學生業余科研項目指導教師和競賽教練班子”3支師資隊伍,從而保障了各項制度實施的實效性,為優秀人才的脫穎而出提供了較好的途徑。我院對穩定科技創新教育的3支指導隊伍分別采取的措施是:(1)科研項目指導教師。堅決執行學院制定的獎勵政策,給予教師指導學生科研的工作量,調動廣大教師指導學生國家重點項目和面上科研項目的積極性。(2)競賽教練隊伍。落實待遇,給予競賽指導教練教學工作量,穩定競賽教練指導隊伍。例如,指導學生科研項目獲國家級一、二、三等獎,補償的教學工作量分別為200、150、100個。(3)班級導師。確定職責、明確任務,嚴格執行導師考評制度,繼續將科技創新活動作為考核班級導師的核心內容。我院還不定期地召開大學生科技競賽工作經驗交流和研討會,廣泛聽取一線指導教師的意見和建議,推動各賽事間經驗交流,為今后的工作集思廣益。
2.3.2實踐教學學生隊伍建設為鼓勵學生積極參與創新實踐活動,實現大學生創新可持續性,我院成立了大學生創新活動小組,統籌協調,推動大學生科技創新活動全面深入開展[12]。我院還設立了科技創新基金,制定了“武漢大學動機學院大學生科研基金管理辦法”,以面上項目和重點支持項目分別資助大學生科研和創新性實踐。面上項目每年50項左右,每個項目支持500~1000元,主要資助小型科研項目;重點支持項目每年資助10名拔尖學生(或團隊)開展大學生創新性實踐,每個項目支持5000~10000元(項目周期1~2年)。同時還將科技創新成果納入獎學金評定和推薦免試研究生綜合評分體系中。我院通過積極發展科技社團推動學生科技創新,智能汽車協會、計算機仿真協會、創新設計與制作協會和機器人協會等多個科技社團,為科技創新人才的培養和鍛煉提供了肥沃的土壤。同時還邀請在各項科技創新競賽中獲得優異成績的團隊和個人進行經驗介紹和創新成果展,向學生,尤其是低年級學生進行有意識的創新教育。這些活動充分調動了學生科技創新的積極性,極大地激發了學生的科研熱情,從而在學生群體中形成了一種良好的創新氛圍。
[關鍵詞]人才培養;實踐教學;模式研究
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)02-0037-02
國民經濟的發展和市場經濟的推進,對大學生的培養質量提出了更高的要求,其中進一步提高大學生的實踐能力和創新能力已成為多方的共識。能源與動力工程專業應用性很強,切實加強實踐教學體系的建設,努力提高實踐環節的教學質量,對提升大學生綜合能力、畢業后盡快適應工作環境尤為重要。
一、實踐教學現狀與原因分析
實踐教學包含多方面內容,如實驗課與課程實驗、生產實習、畢業設計等,影響因素也很多,目前存在一些問題,需要解決和改進。
(一)實驗課與課程實驗
實驗課與課程實驗面臨的問題主要是場地、設備、人員還不能很好地適應相關需要。究其原因,涉及學校經費投入、實踐教學管理、新教師實踐能力培養與鍛煉等方面。
(二)生產實習
生產實習是重要的實踐教學環節,但現狀不容樂觀,主要問題是:學生人數多,實習單位聯系難,實習經費少,實習深度不夠,業績考核難等。
實習人數多,組織管理難度加大,需分次進行;從經濟、安全的角度,單位對實習比較謹慎,對參觀實習更歡迎;實習經費少,直接影響實習單位的聯系和實習的深度;目前生產實習以參觀為主,深度不夠,其預期效果受影響;實習業績考核也是影響生產實習的重要因素。
(三)畢業設計
畢業設計是實踐教學環節的重要組成部分。目前主要問題是,學生不夠重視、選題盲目性大、畢業設計有效時間短、管理考核不嚴等。
畢業設計階段,學生很看重求職面試、考研復試、企業崗前實習,再加上部分學生“能過則行”的思想,導致不夠重視;學生選題,有些講究簡單省事,有些學生從眾心理重;去掉端午節、五一節,再有學生外出實習、個人事務多、思想不重視等影響,因而畢業設計有效時間不足;怕影響學生畢業,學校管理考核偏松。
二、實踐教學模式研究
從學生的發展出發,結合本科培養方案修訂,我校能源與動力工程專業構建了比較完善的實踐教學環節,采取了集中實踐為主,分散實踐為輔的新模式。
(一)形成有特色的實踐教學體系
實踐教學環節包括實踐教育平臺(學分39)及創新拓展平臺(學分6),占總學分的26.5%,比例進一步提高,實踐教學環節組成見表1。
表1 實踐教學環節組成
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在集中實踐環節,調整優化了實踐內容,如名稱調整、學分優化,增加了“熱力發電廠/暖通空調工程預算”課程設計等,強化了專業實踐能力訓練。
(二)實踐教學模式研究與探索
前幾年,我們把分散在課程中的部分實驗組合成“能源工程基礎實驗”及“能源工程專業實驗”,專門編寫了實驗課指導書,效果較好,后面將充實、調整實驗內容,強化學生的動手能力。
結合學生、學校情況,在生產實習方面,針對問題,進行了多元化生產實習模式的探索與改革,收到了良好效果;根據形勢發展,將總結經驗,進一步研究多元化生產實習模式,加大應用比例。
工程訓練針對大三學生,時間從2周改為4周,意在讓學生更多地接觸企業技術和管理,受到工程熏陶。畢業實習針對大四W生,通過技術講座、工程圖和生產流程圖閱讀,以增強實際工作能力。
畢業設計更強調應用性和實用性,加強選題的雙選交流,將平時指導、督促與答辯考核相結合,防止走過場。
經過調研,我們已初步擬定本專業卓越工程師培養方案。考慮學生人數、學校經費情況,設想選拔10~15人,采用“卓越計劃”,最后1年全部實行實踐環節,包括企業實踐、畢業實習、畢業設計。
三、多元化生產實習模式的進一步研究
最近幾年,我校能源與動力工程專業努力推行多元化生產實習模式,取得了一定的經驗和較好效果。
(一)建立穩定的集中實習基地
集中實習有專業人員指導、講解,管理方便,是一種較好的實習形式。為了提高效果,我們精心挑選實習單位,并與部分企業建立了穩定的實習基地關系。參觀前,師生要提前了解企業概況;參觀中,學生要分組,老師要隨行,企業人員、教師互相配合,把產品、設備等的有關知識講解到位;參觀后,學生要互相討論,撰寫實習報告。
(二)校內集中實習
學校有制冷機房、鍋爐房、空調機房等設施,與本專業關系密切,充分挖掘校內實習資源,也是一項很好的實習選擇。學生通過企業集中參觀實習后,對產品構造有所了解,再通過校內實習可以加強學生對產品應用方面的知識的掌握。通過這幾年的觀察,校內實習省時省錢,學到的知識容易與專業課聯系起來,學生可以近距離接觸產品,效果很好。
(三)分散模式及其延伸
2010年,我校能源與動力工程專業暖通空調分方向在小范圍內進行了分散實習試驗,學生反應良好。
延伸分散實習,即學生利用暑假,繼續在實習單位實習或重新找單位實習,以學生自找為主,老師聯系為輔。
(四)其他模式補充
利用仿真、教學多媒體資源,拓展學生視野;組織學生觀摩新產品會、新能源展會,增加學生對企業、專業發展動態的了解,多角度促進就業。
四、教學過程提高學生實踐能力的研究
可利用各種教學手段來提高課堂教學效果,也可以充分利用教學過程來提高學生的實踐能力。
(一)“鍋爐”課程提高學生實踐能力的探索
能源與動力工程專業設有“鍋爐與鍋爐房設備”(簡稱鍋爐)課程,在教學計劃之外,我們抽出2節課,帶領學生參觀燃煤、燃油工業鍋爐模型及電廠鍋爐模型,從一般提高教學效果的角度,讓學生了解有關鍋爐基本結構就可以實現預期目標。我們在此基礎上還有拓展,比如對照鍋爐模型,師生討論從鍋爐制造、安裝、運行方面如何保證鍋爐的安全性與經濟性;討論鍋爐本體、附件、儀器儀表配置與安全的關系;翻閱教材,結合鍋爐模型,探究鍋爐有關系統的功能及工作流程的路徑等。
(二)“專業導論”課程提高學生實踐能力的探索
本專業第1學期有“能源動力工程導論”(簡稱專業導論)課程,主要目的是了解、科普專業知識,激發學習興趣,指導學生選課。例如我們圍繞“核電是否可以逐步取代火電”組織班級辯論賽,再結合點評,鍛煉并提高新生能力。同時,讓學生模擬選課并說明理由,教師適當指導評閱。從反饋情況看,新生升至大二、大三,選課盲目性下降,選課更合理規范,效果明顯。
(三)“太陽能利用”課程提高學生實踐能力的探索
能源與動力工程高年級學生設有“太陽能利用”必修課,任課教師在教學過程中還指導部分學生進行太陽能產品概念設計與制作,有效激發學習興趣,大大提高了學生綜合實踐能力。如太陽能涼帽,即遮陽帽、太陽能電池、小風扇組合在一起;太陽能盆栽,即盆景加太陽能電池、彩燈,白天花卉曬太陽,同時充電,晚上彩燈齊開,與盆景組合成新景等。
(四)其他課程提高學生實踐能力的設想
在“鍋爐房設計”課程,讓學生制作紙質鍋爐房內部模型,包括鍋爐本體、水處理設備、泵與風機、分氣缸等;在“空氣調節”課程,在實驗室準備相關物品,一組學生安裝管道、風機盤管等,另一組學生負責拆開;在“生物質現代利用技術”課程,購買或定制小型手搖成型裝置,讓W生動手加工生物質燃料塊。
五、結束語
南京林業大學能源與動力工程專業針對實踐教學進行了研究和探索,在此分享一些體會和經驗。新形勢對大學生的能力尤其實踐能力提出了更高要求,各高校應開拓思路,加強研究,積極探索,擴大交流,這對于提高大學生的實踐能力和創新能力是非常重要的。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 吳衛兵,劉晨,張昊.大學生校外生產實習模式的探索與實踐[J].銅陵學院學報,2012(5).
[2] 王志和等.能源與動力工程專業(2014版)本科人才培養方案[J].南京林業大學,2014(3).