時間:2023-04-06 18:52:27
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許多院校已經意識到實踐教學對培養應用型人才的重要性,但是在實踐教學體系設置上過多采用照搬國外或者國內名校的模式和標準,沒有結合本校育人目標、專業特點以及畢業生就業行業特性等因素,實踐教學體系追求完整性,缺乏針對性,結果帶來實踐教學的盲目性,也一定程度上造成結構性就業難的通病。
1.2實踐教學流于表面性,缺乏體系性
教育部對實踐教學的學分、學時均有具體規定,但許多院校教務部門及教學單位缺乏針對實踐教學體系的研究,實踐教學安排不具科學性。在教學內容安排上,理論教學、實踐教學與就業需求不能有機銜接,實踐教學各環節間不能很好的形成科學的梯級體系,內容單調、不深入,流于表面,最終影響人才的培養質量和就業質量。例如校外實踐教學,多是由教師組織學生去企業進行參觀,學生在實踐中走馬觀花,缺乏深入細致地思考和分析的機會,實踐后對實踐過程印象浮淺,實踐效果不理想。
1.3積極性不對等,校外實踐教學平臺建設困難
校外實踐教學平臺不僅能夠彌補校內教學資源不足,也是培養應用性、創新性人才的重要依托,且有利于促進高校培養人才質量更好的適應社會就業需求。但校外實踐教學會對企業正常的工作秩序產生影響而導致的工作效率降低,甚至會導致企業商業機密泄露而對企業造成的潛在損失。因此,校外實踐平臺建設過程中呈現出積極性不對等的狀況,企業反應冷淡缺乏積極性,高校方面表現熱情,但難有作為。
1.4師資隊伍少有工程實踐經驗,缺乏實踐性
隨著近年的擴招,教師規模迅速增加,尤其是青年教師大多是剛畢業的研究生,具有博士、碩士學位的高校青年教師越來越多,雖然學歷較高,但他們大多是從校門到校門,自身教育經歷主要集中于理論知識學習和學術研究,非常缺乏工程實踐歷練,難以勝任工程實踐教育。當今高校針對教師考核體系引導大部分教師將精力集中于申請課題、、提升職稱,不利于教師個人工程實踐能力再提升,這就造成理論知識、實踐教學能力強的“雙師型”教師嚴重不足。
2就業導向視角下實踐教學體系優化的嘗試
2.1就業行業分布
廣東海洋大學能源與動力工程專業近5年畢業生643人,其中升學深造24人,申請暫緩就業6人,18人不納入就業方案,就業率為97.2%。具體就業行業分布情況如表1所示。近年來,依據就業實際需求,進一步強化實踐教學,對實踐教學內容體系、創新創業教育、校外教學平臺、以及實踐教學過程質量監控進行了一些的改革與探索。
2.2基于就業需求,優化實踐教學系統
為了實現市場對能源與動力工程專業本科學生的就業需求和職業要求的目標,近年我校在長期重視實踐教學建設的基礎上,對實踐教學內容進行了調整和完善,建立了分層次、分階段和系統性強的實踐教學內容體系,如圖1所示。通過優化實踐教學體系,達到理論教學與實踐教學有機銜接,實踐教學各環節間形成梯級體系。實踐教學在幫助、加深學生對理論課程掌握的基礎上,提高學生的專業技能、工程實踐能力、工程意識以及創新創業能力,以滿足就業需求。
2.3基于就業主要方向,細分實踐教學內容
應用型本科院校能源與動力工程專業畢業生就業常常具有一定的區域性和方向性。廣東海洋大學立足廣東,培養的畢業生也大都服務地方經濟社會發展。經統計,本專業近5年89.5%的畢業生選擇在珠三角地區就業。根據近年的就業行業情況統計,表1所示,畢業生就業方向大都集中在兩個行業方向,一是船舶、電力及鍋爐、燃氣等行業,二是制冷、空調及工程等行業。為此,我校能源與動力工程專業將部分專業實踐課程細分為熱能和制冷兩個大方向。熱能方向設置鍋爐原理與設計課程設計、船舶動力裝置課程設計等實踐課程,而制冷方向設置制冷與空調工程設計課程設計、空氣調節課程設計以及制冷裝置電氣控制技術課程設計等實踐課程。能源與動力工程專業學生根據個人興趣選修相應方向的專業實踐課程,避免了實踐教學的盲目性,且無需額外增加實踐教學課時,內容滿足主要就業方向需求,也一定程度緩解結構性就業難的通病。
2.4響應就業新形勢,重視創新創業實踐教學
根據社會對能源與動力工程專業畢業生創新、創業能力要求的加強,我校新增綜合素質拓展訓練、創新創業實踐和創業教育實踐課程。同時,為充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性,專門制定《學生創新創業訓練計劃項目管理辦法》,設立大學生創新創業訓練計劃項目,包括創新訓練項目、創業訓練項目、創業實踐項目和學科專業競賽項目四種類型。近4年來,以學生組隊,專業教師指導的形式,組建了20多支創新創業實踐團隊,初步形成學生組隊申報、教師指導、學校經費支持的體系,有效提升學生創新創業綜合實踐素質。
2.5基于就業導向,優化校外實踐教學平臺
為破解校外實踐教學平臺建設困難這一局面,采取了一系列舉措:向合作企業輸送專業人才;通過學校客戶資源的開發,滿足實踐教學合作企業的市場拓展收益;合理安排實踐教學時間,以降低對企業的負面影響,提升企業合作育人的積極性。經過多年的努力拓展,目前已與東風商用車公司、廣州文沖船廠有限責任公司、寶鋼湛江鋼鐵有限公司、武漢新世界制冷工業有限公司、大連冰山集團有限公司等21家企業建立了穩定的校企合作平臺。在此基礎上,企業平臺所涉及的領域相對集中本校能源與動力工程專業的熱能和制冷兩個主要就業方向,企業類型或實踐崗位系統覆蓋設備設計、制造、銷售、工程施工、運營管理整個鏈條。實踐教學環節,學生可以根據個人興趣和就業需求,有針對性的選擇相應的實踐平臺。
2.6基于就業導向,切實提高畢業設計實踐環節質量
畢業設計(論文)是大學期間學生畢業前的最后學習階段,是學習的深化與升華的重要過程。由于某些因素,我校能源與動力工程專業畢業設計(論文)曾出現質量下滑趨勢。近年來,針對畢業設計(論文)實踐環節,我們基于就業導向,合理利用專業針對性強的合作企業平臺,依托眾多工程實踐經驗豐富的教師隊伍,做出系列舉措,有效提升了該實踐環節教學質量。時間上,為了更好地解決找工作與研究生復試對畢業設計的沖突,將畢業設計時間前移半個學期。選題上,指導老師下達候選的任務書緊密結合本專業的培養目標及就業需求,避免盲目性。畢業設計(論文)實踐過程中,加強過程管理,將指導過程細分為初期任務布置、中期檢查和答辯驗收三個階段,在此期間要求學生每周至少與指導教師詳細交流一次,強化管控。通過近3年來系列探索性的實踐,明顯感覺近幾屆畢業生能夠較好的對大學期間所學的基本理論、基本知識和專業知識進行結構框架梳理,使知識系統化,也提高了調查研究、查閱文獻、收集資料、制訂設計(試驗)方案等綜合能力,畢業答辯環節所展示成果的質量也明顯提高。
3結語
基于就業導向視角下,通過對能源與動力工程專業實踐教學體系探索和實踐,有利于推進本專業學生綜合素質的提高,也有利于本專業學生的成功就業。近年來,我校能源與動力工程專業學生參與實踐創新活動的熱情高漲,每年參加“大學生創新創業訓練計劃”(校級)、“創業設計大賽”(校級)、“挑戰杯”大學生創業計劃(校級)等各類學生科研項目的學生人數逐年增多,學生實踐創新能力也得到明顯提高,各類課外科技競賽中也取得了優秀成績。2015年,獲得“中國制冷空調行業大學生競賽”一等獎,“全國大學生節能減排科技競賽”一等獎等多個獎項。根據對近3年畢業生的跟蹤調查,本專業畢業生就業率一直保持在98%左右,82%左右的畢業生反映實踐教學對其成功就業有很好的促進作用。
作者:張乾熙 賈明生 徐青 單位:廣東海洋大學
參考文獻:
[1]李培根,許曉東,陳國松.我國本科工程教育實踐教學問題與原因探析[J].高等工程教育研究,2012,03:1-6.
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)06-0262-02
“熱能與動力工程”專業在1998年教育部專業調整前包含了水力機械及工程、水利水電動力工程、熱能工程、熱電廠工程、熱力發動機、化工過程機械、制冷與低溫技術、能源工程等多個學科專業方向的大專業,是我國高等教育工科門類中的一個重要專業,長期以來為我國的經濟建設特別是能源工業培養了大量的熱能動力工程高級人才。我校熱能與動力工程專業早在上世紀70年代開始招生和培養“水力機械”本科人才,1986年該專業開始招生碩士研究生,2003年“熱能與動力工程”被批準為四川省品牌專業,在2008年被批準為國家級特色專業。西華大學在五十余年的人才培養生涯中始終秉承“求是、明德、卓越”的校訓,堅持培養“具有高尚的人格素養,具有強烈的責任意識,具有扎實的實際能力,具有奮進的改革精神的優秀人才”的人才培養目標。學校面向西南地區,特別是四川省的水電能源開發,培養“熱能與動力工程”應用型人才,經過長期的教學和人才培養方案優化與實踐、大量的專業教學改革和試點,已基本固化形成了目前具有我校特色的熱能與動力工程專業人才培養方案,體現了國家級特色專業人才培養方案的優化與特色的培育。
一、特色專業建設目標與專業建設思路
四川是我國能源大省,水力資源十分豐富,是國家重大水電能源建設基地。大力培養現代水電能源建設的熱能與動力工程專業高級專門技術人才,是大力發展水電支柱產業,實現四川水電事業跨越式發展、實施“工業強省”戰略的需要。為了適應國民經濟發展以及四川能源建設和西部大開發的形勢,作為省屬綜合性大學,專業人才的培養目標應緊密結合四川省的經濟建設、社會發展及學校的實際情況來確定專業的建設目標和發展思路。“熱能與動力工程”國家級特色專業建設的整體目標是:秉承“寬口徑、厚基礎、重實踐、適應企業需求”的辦學思想,堅持以為四川、西部地區乃至全國的地方經濟、科技、社會發展服務為宗旨,立足于用新技術、新思路、新模式等改造和提升專業,培養新世紀水電能源建設所需的高級工程技術和管理人才。力爭把本專業建設成為四川省地方高校中有影響力的特色專業,在水電能源建設領域內達到省內領先、國內先進,形成較明顯的專業特色和優勢。特色專業建設思路:以提供四川省“大力發展水電支柱產業”人才支持為思路,以實施四川省“工業強省”戰略為指南,以教學團隊建設為根本,建設一支具有改革創新意識、熱愛熱能與動力工程專業教學、理論與生產實踐知識相結合、教學經驗豐富、師德高尚、既能開展高水平的科學研究又能從事專業教學的教師團隊;以課程建設為基礎,以課程教學改革為動力,以學科建設和科學研究為龍頭,優化構建熱能與動力工程專業的人才培養方案和課程體系結構;在師資隊伍團隊建設、課程教學改革的同時,根據本學科專業發展的新動向和行業所提出的新要求,更新教學內容,建設具有本校特色的專業課程教材;以建設教育部流體動力機械重點實驗室和四川省流體機械省級重點實驗室為契機,強化實踐性教學環節,積極建設校內外的生產實習基地,探索并建立學校和企業共同參與的學生實踐能力培養模式、考核評價機制,全面提高人才培養的質量是特色專業建設的核心。
二、培養方案的優化與應用型人才培養特色的體現
在2010年新一輪人才培養方案調整前,我們首先在調研全國類同我校開設的熱能與動力工程專業及方向的高校教學計劃的基礎上,根據我們自身專業的辦學實踐以及國家在西南地區對“熱能與動力工程專業”人才的社會需求,結合學校新的本科人才培養計劃的調整,對原有的培養方案進行大膽的改革優化,將本科人才4年的培養計劃分為五大人才培養模塊,即:人格與素養課程群、表達與理解課程群、發展基礎課程群、專業與服務課程群、研討與探究課程群,將原來的課程教學計劃按照這五大模塊進行歸類優化,并科學地分配各個模塊的學分比例,見表1所示。
我校該專業主要側重于水輪機、水泵設計、制造、水電站機電設備運行維護與管理人才的培養,在人才培養方案中自始至終貫穿水力機械的設計與制造技術為主線,注重水力機械及工程、水利水電動力工程兩個專業方向的課程在人才培養中課程的互選與知識的融合,建立水力機械及工程設計制造以及水利水電動力工程設計、運行、維護與管理合二為一的人才培養體系特色,從機組的選型設計、結構設計、生產制造、安裝檢修、運行維護與管理等各個方面理論聯系實際,同時還注重相關專業知識的融合,如水文、地質、水工建筑、施工以及電站監測等。因此,畢業的學生主要集中在水輪機、水泵設計制造企業、水電工程設計院、工程局、各大中小型水電站。在課程內容設置上,著重強化兩個專業方向的理論教學與實踐教學的相輔相成、相互滲透,進一步突出對專業知識綜合運用的能力、系統工程設計的能力、創新能力與工程實踐能力的培養。其中,理論教學環節的五個課程群中分別設置了必修、選修課,在專業與服務課程群中又分別設置了核心課程以及各專業方向的選修課程,兩個專業方向上的可相互替換課程供學生選擇,能較好地滿足學生個性的培養。
三、專業實踐性教學環節改革實踐與應用型人才培養特色的體現
國家級特色專業“熱能與動力工程”的主要專業性實踐教學環節有:專業認識實習、專業課程的實驗、專業課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計等,專業實踐性教學環節主要是充分利用該專業較好的校內實驗室條件和校外實習基地,在實踐性教學環節內容和實踐教學模式方面進行如下大膽的優化改革與實踐。
1.充分利用校內資源,建設專業校內實習基地,全天候向學生開放。該專業的學科基礎好,該專業所在的學科是四川省重點學科,該專業的實驗室始建于1974年的學校水力機械實驗室。歷經三十余年的發展和歷史積淀,經過幾代人的艱苦創業和辛勤工作,創立了今天實驗室建設與發展的堅實基礎,該專業的水力機械實驗室依托于教育部與四川省共建的流體動力機械實驗室、流體機械及工程四川省重點實驗室、流體機械四川省高校重點實驗室、四川省水電工程示范中心、學院實驗中心等,擁有較好的教學科研條件,裝備有大型流體機械試驗臺、B級泵閥試驗臺、多相流動試驗臺、三維PIV測試系統、三維激光多普勒測速及粒子動態分析儀系統、三維熱線/熱膜風速計、高速攝影機、頻譜分析儀系統、水利水電工程仿真系統、智能建筑仿真系統、流體機械虛擬產品開發平臺、Fluent流動計算分析軟件等國內外先進水平的教學和科研設備,本專業的學生可全天候到實驗室開展現場參觀教學、專業課程實驗、專業課程的設計、畢業設計。專業實驗室為學生的校內實習、實踐提供了有力的保障。
2.充分利用校外資源,建設專業校外實習基地群,并聘請校外兼職教師指導生產、畢業實習和畢業設計。該專業充分利用辦學歷史較長、有較好的校友資源的優勢,在校外建立了二十余個專業實習基地群,并在實習基地聘請了一批實踐經驗豐富、理論水平較高的本專業的老大哥或老大姐。如在重慶水輪機廠我們聘請的邱江維副總、高工,宜賓富源水電設備制造有限公司的趙愛民副總、高工,東電集團東風電機股份有限公司的胡江鴻總經理、高工,東電集團東方電機股份有限公司的石清華副總、教授級高工、四川華電瓦屋山水電開發有限公司的趙勇副總、廠長等等,有了他們的幫助與指導較好地解決了該專業兩個方向的生產、畢業實習和畢業設計。
3.探索將“生產、畢業實習”轉變成“生產、畢業實踐”的實習模式。由于實習基地單位的生產任務普遍較重,很多實習單位均把接待實習變成了一定形式上的參觀學習,根本不讓學生在現場動手。于是,我們利用聘請校外實習指導教師的辦法,在實習基地聘請具有專業技術特長的專家、具有豐富管理經驗的領導作為學生生產、畢業實習、畢業設計的指導教師,成功探索將“生產、畢業實習”轉變成“生產、畢業實踐”的實習模式。同時,校內指導教師和校外指導教師相互密切配合,有效提升了校外現場實踐性教學環節的質量。如我們在實習現場進行水泵(葉輪)的木模制作工藝教學時,就邀請企業具有豐富木模制作經驗的工人師傅為指導教師,現場給同學們進行制作講解,同學們再自己動手現場制作,通過這一學習過程,不僅同學們掌握了有些書本上根本找不到的技能,而且鍛煉了同學們的實際動手能力。在水電站的實習中,如果沒有校外指導教師的現場指導,光有校內指導教師,同學們根本就不可能完成水電站機組的開停機操作,以及日常維護檢修跟班操作等實習項目。
4.積極倡導學生參與到教師的科研項目中,教師將科研項目引入到學生的畢業設計題目中。在熱能與動力工程專業的學生中,已基本形成了一股好的學風,同學們積極與專業課程教師聯系,積極參與到教師們的科研課題組中去,教師們也非常愿意本科生同學參與研究工作。如同學們參與宋文武老師的紅巖子水電站協聯關系曲線的現場測試工作項目,參與符杰、曾永忠老師的水輪機水泵CFD分析計算等課題,近年來學生畢業設計的題目中,教師的科研真實題目多了,結合畢業生就業需求課題的題目也多了。
5.積極鼓勵本科生與本學科專業的研究生共同學習。學院為每一位本專業的研究生配有研究學習室,這些研究室均是開放的,同時也對本專業的本科生開放,本科生可以進研究室與研究生一道共同學習。我們還為西華大學西華學院的熱能與動力工程專業的學生在研究室提供學習的地方,直接參與到研究生的科研項目研究中去,共同學習與討論。
6.豐富學生第二課堂,培養學生的創新能力。在豐富學生第二課堂,培養學生的創新能力方面,我們積極鼓勵學生參加國家、四川省、學校的各種科技競賽活動,如大學生“挑戰杯”、“西華杯”、“科技創新月”等競賽,學院制定了相關的鼓勵政策,已經取得十分可喜的成績。
在熱能與動力工程國家級特色專業人才培養方案優化構建和專業實踐性教學環節改革實踐的過程中,我們首先考慮了國家對熱能與動力工程培養應用型人才知識結構的需要,同時在人才培養方案中盡量體現和彰顯我們自身學科專業的優勢,合理定位該專業的辦學目標和辦學思路,力求辦出自身的專業特色,避免該專業與其他學校同樣專業的同質化,有利于我們培養出來的該專業學生在激烈的市場競爭中有用武之地,提高社會對該專業學生的認可度和接收度,實現國家級特色專業建設的初衷和出發點。
參考文獻:
[1]余燕,李慶剛.加強實踐教學環節培養學生創新能力的探討[D].西華大學2012教研教改論文集,北京:高等教育出版社,2012.
作者簡介:曹麗華(1973-),女,黑龍江齊齊哈爾人,東北電力大學能源與動力工程學院,教授;李勇(1964-),男,遼寧本溪人,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2010年吉林省高等教育省級教學研究課題——能源動力類專業本科生研究性學習和創新能力培養的研究與實踐的研究成果。
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0133-02
研究性學習,即改變原有的“填鴨式”教學方式,變學生“被動”學習為“主動”學習,教師根據學科知識的特點,引導學生主動學習的過程。從廣義理解,它是一種學習的理念、策略、方法,適用于學生對所有學科的學習。[1]開展研究性學習可以激發學生的好奇心,讓其思維發生變化,對所學內容產生興趣。同時,還能培養學生發現問題、研究問題和解決問題的創新意識。研究性學習的核心是要改變學生的學習方式,強調一種主動探究式的學習,是培養學生創新精神和實踐能力,推行素質教育的一種新的嘗試和實踐。[2,3]
熱能與動力工程專業的畢業設計要求理論和實踐相結合,既有已學專業知識的使用過程,又有對專業知識的創新過程,非常適合以這種“研究性學習”的方式開展教學工作。該學習方法能通過讓學生自主學習來不斷激勵學生,并為教師提供了與學生建立相互關系的獨特機會。
一、熱能與動力工程專業畢業設計的目的與要求
熱能與動力工程專業畢業設計的目的是培養學生利用所學知識分析與解決實際問題(或工程實踐問題)的能力或理論推理能力;培養學生調查研究、查閱中外文獻和收集資料的能力;培養學生理論分析、制定設計或試驗方案的能力;培養學生設計、計算和繪圖的能力;培養學生實驗研究和數據處理的能力;培養學生綜合分析、總結提高、編制設計說明書及撰寫科技論文的能力;培養學生外語、計算機應用能力等,使學生在創新和實踐方面得到一次系統的基本訓練,達到從事科學研究的初步能力和實踐性人才的培養目標。
研究性學習強調基于問題、面向實際,凸顯自主探究、合作互動,重點體現在“提出問題、自主研究、討論互動、批判改進”等核心環節。[4]研究性學習是一種學習方法體系,按照學習專題的內容的性質和學習方式劃分,其主要形式有基于問題的探究式學習、基于案例的討論式學習和基于項目的參與式學習。[4]因此,在畢業設計中進行研究性學習,可以很好地實現畢業設計的目的和要求,充分調動學生學習的積極性、主動性和獨立性,實現畢業生的培養目標和培養標準,以培養高素質、創新型人才。
二、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。
三、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。畢業設計具體的研究性學習過程見圖1。
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。
四、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。
五、結論
在畢業設計中開展研究性學習不但能培養學生綜合應用所學知識的能力,還能培養學生質疑、解疑、創新、總結和交流的能力,真正實現畢業設計的預期目標,同時也是進行教學方法改革創新的一個體現。本文的研究內容為在畢業設計中開展研究性教學提供了參考和借鑒。
參考文獻:
[1]閆守發.開展研究性學習 培養創新能力[J].遼寧師專學報,2005,7(1).
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(b)-0080-02
為了適應社會和行業對能源動力類人才的發展要求,培養具有實踐能力和創新精神的卓越精英人才,并且讓學生能夠接受符合自身特性的個性化實踐教育,我們重新構造符合經濟、社會、科技發展和人才培養規律的、結合國家實踐基地的立體化實踐課程體系,探索實踐課程授課方法,把社會需求和人的全面發展需要結合起來,促進學生自主學習和個性發展。
華中科技大學能源與動力工程學院作為首批入選實施“卓越工程師教育培養計劃”的院系之一,通過依托學科和專業優勢,積極利用現有資源條件,充分挖掘專業潛力,對“卓越工程師教育培養計劃”的進行系統的探索與實踐,致力于培養具備能源動力素質的卓越工程師,在卓越班教學計劃中突出具有專業優勢和特色的基礎上,特別加強工程實踐課程和實踐教學環節的改革。
本文圍繞卓越工程師人才培養目標,依托卓越工程師培養計劃,探討能源動力類實踐教學環節培養的改革,通過加強校企的緊密合作,立足國家工程實踐中心,校企合作進行實踐教學,推進卓越工程師的教育改革,為滿足適應社會發展需要的能源工程領域的卓越人才培養需求進行有益探索。
1 課內教學與課外實踐相結合,提高學生動手能力
學院在專業基礎課程建設中積極將課內教學與課外實踐結合起來構建專業基礎知識結構。在組織《能源與動力裝置基礎》課程教學時,主動以“認知+實證”為突破口,因為該門課程涵蓋了以往熱能與動力工程專業所有專業方向的專業主干課程基本內容的能源類綜合課程,課程內容涉及到能源動力工業中幾乎所有裝置、設備的工作原理和基本結構。為了使課程學習生動形象,該課程不僅在課件中加入了大量動畫等多媒體素材,而且因課制宜,與課程同步進行現場課外實踐,使學生的感性知識與理性知識相互交融,加深了對理論的理解認知和對機器的實證。學生通過理論知識的學習,然后通過課外現場的實踐再學習,有利地提高了學生動手能力。
能源動力類本科專業是一個寬口徑專業,涵蓋了多個不同的專業方向,由此,近幾年,在建設能源動力類各專業方向課程同時積極共建實驗課程。結合能源動力類碩士二級學科平臺與本科專業方向對接共建實驗課程,更新實驗教學體系,將涵蓋以往的十余門課程二十余個單項實驗,改造成四門獨立實驗課程(見表1),各16學時。四個專業方向的模塊課程對應著四門獨立實驗課程,四個專業方向的模塊課程的課內教學與課外實踐的獨立實驗課程同步進行,有效地做到了課內教學與課外實踐有機結合。其中每一個綜合實驗可實現多個相關的實驗聯系,可使學生對實驗內容有較完整更全面的認識,以得到綜合性的訓練。
在具備能源動力類專業設備的宏觀框架知識結構后,結合學院各專業方向的細化課程相繼開設。創建的“認知+實證”的特色專業平臺課程,由于課堂教學與課外實踐同步進行,化復雜為具體、化抽象為形象,使理論與實踐密切結合,培養了學生的創新意識,提升了學生的動手能力。
2 校內實習與校外實習相結合,提高學生實踐能力
實習環節安排在大學期間的二、三年級,在整個本科生培養的課程體系中起著承上啟下的作用。校內實習體現了對先修的一些基礎課程知識的綜合應用,校外實了知識的綜合應用外還為后續相關專業課程的學習乃至未來的技術工作奠定基礎。由此,校內外實習的有機結合,學生的感性知識與理性知識進一步得到相互交融,加深了對理論的理解和對機器的認知。校內實習實行隨時開放自己動手實踐的模式。在教師的指導下,讓學生自己動手拆裝各種機器,觀察結構,研究其工作原理,討論其操作與控制系統,而且可以多次反復進行,學生在實習過程中還可以進行一些創造性的設計,利用開放式的試驗裝置,如冰箱、空調綜合實驗臺等,自行試驗,不僅提高了動手能力,而且培養了學生的獨立工作能力和創造性的思維。校內實習有一定的優越性,但與校外實習的在線生產實際有一定的區別。校外實習可以彌補校內實習的不足,通過企業調研,和工程技術人員交流,了解行業前沿的學科動態及產品發展趨勢,尋找工程實踐中的技術難題,去自主學習、研究性學習、探索解決方案。企業技術人員結合生產現狀,對學生進行講解,進一步加深對產品和生產過程的了解,加深對專業工程實際的認識,同時擴大視野,樹立工程、系統、設備裝置、現代化生產的概念,并提高到理論上來理解,觸發理論到產品的思維。
學院在校內外實習交替安排在三、四、五、六學期的四個學期(見表2),前三個實習環節由學院統一安排,第四個環節根據學生選定的專業方向分散到相應的一到兩個廠家進行實習。
通過校內外的實習,使學生很好地掌握本專業的一些實驗的理論方法和步驟,并對實驗和生產流程具有實際的動手運行操作能力及處理突發故障的能力提升。同時,為學生充分展示了專業廣闊的前景,營造濃郁的氣氛激發各類學生的興趣。讓學生有深入實際的時間,有消化理論,對實踐有延續深入洞察,有可能進入創造思維的機遇。校內、校外相結合,開拓了學生由理論到產品的視野與思維,提高了實踐能力。
3 設計性環節與課外科技相結合,提高學生創新能力
設計性教學環節在培養課程體系中是非常重要的環節,高校的設計性教學環節占學生在校4年時間的25%左右。傳統設計環節的內容、方法、要求已經不適應現代教學形式與環境的變化,設計性教學環節的改革也嚴峻的提到教學日程上來。通過設計性教學環節與課外科技創新結合,結合學科優勢及科研成果,利用學生課外科技活動,共建實踐創新的設計課程,有效地實現了“設計課程+課外科技”的結合。
設計環節是學生綜合運用所學知識解決實際問題,培養創新能力的最好階段。熱能與動力工程專業的設計實踐環節有三個:機械零件課程設計,專業課程設計和畢業設計。為了使學生能長期不間斷地受到理論與實際應用相結合的訓練,培養學生工程設計和科學研究的能力,改變過去三個設計各自孤立進行,互不相干的作法,將三個設計在時間安排上結合起來進行,相繼覆蓋兩年。
在設計環節改革中,強調結合教師科研、課外競賽進行專業理論、技術和基本工程設計規范的訓練,并注重培養學生綜合運用各學科知識,進行產品、工程設計。在畢業設計選題時,指導教師結合學生的科技活動中的課題設下創新點,有計劃地在設計環節指導過程中啟發誘導學生來攻闖創新關。通過引導、學習、實踐的項目周期訓練,使學生能夠將理論知識靈活應用,激發和創造學生的潛能。學院學生在近幾年的科技活動和全國節能減排大賽中成績喜人。在設計環節的管理上,把課外實踐活動納入學分管理,調動了學生進行課外實踐活動的積極性。以上措施有效地實現了“課程設計+課外科技”的結合。
在本專業的設計性教學環節中,要求能運用已掌握的科學技術知識去分析問題,在能源動力類的機器設計制造、工程的計算與設計過程中,針對設備的結構尺寸公差的配合、工藝中的規程和精度配合、復雜系統的控制過程問題、復雜程序計算過程等,均能及時作出準確的判斷、正確的結論,提出可行的辦法,使問題得到解決。設計性環節與課外科技相結合,為學生知識水平、能力與素質同步提升,落實人才的多樣化和個性培養,促進學生自主學習和個性發展,為促進人才培養質量的提高起到了重要作用。
4 畢業設計與企業實踐相結合,提高學生綜合能力
畢業設計環節為學生未來的技術工作和發展起著重要的作用,為推進“卓越工程師教育培養計劃”的實施,進一步提高學生的工程素養,培養學生的工程實踐能力,工程設計和創新能力,提高企業在人才培養中的作用,根據社會對能源領域人才的需求類型,經過深入調研,學院將在共建工程訓練教學實踐平臺和與企業共同指導畢業設計和學位論文等方面進行合作建設,將主流技術和工程方法引入教學實踐中,將企業成功實施的項目實踐引入課堂教學,并鼓勵學生將最新的科學研究成果進行技術化、工程化。
高年級學生跟隨導師結合工程項目和課題進行科研訓練,部分保研生可提前修讀碩士階段課程。畢業設計和研究生階段實行學校和企業雙導師制,根據產業界需求,結合研究課題,加強項目流程等工程訓練,進行個性化培養。實踐畢業設計雙導師制和考核方式改革等措施,在學校配套政策的大力支持下,結合國家級實踐基地,探討畢業設計實踐研究,在四年級學生的畢業論文階段,請企業相關人員作為指導老師,獨立或結合校內教師對學生進行畢業論文的指導。
在大約一年的畢業設計環節中,首先明確學生的校內指導老師和企業指導老師,由指導老師對本科階段的企業培養計劃進行整體規劃和指導。本科階段畢業設計論文題目由學校導師和企業導師共同商討后確定,可結合碩士階段的方向設置企業實踐的重點和應達到的具體指標。學生下企業的具體時間根據課題研究的需要靈活確定,為課題研究提供現場運行數據和資料,以及進行試驗或驗證的機會。要求導師嚴格把關,以解決工程實際問題為出發點,確定研究課題。注重培養實踐研究和創新能力,為企業培養“留得住,用得上”的高端人才為主要目標。
近幾年,學院在實踐環節的培養上以實際應用為導向,以職業需求為目標。教學內容強調理論性和應用性課程的有機結合,突出案例分析和實踐研究;教學過程重視運用團隊學習、案例分析、現場研究、模擬訓練等方法。建立健全校內外雙導師制,以校內導師指導為主,校外導師參與實踐過程、項目研究、課程與論文等多個環節的指導工作。同時,加大實踐環節的學時數和學分比例,學生提交實踐學習計劃,撰寫實踐學結報告。學位論文選題側重來源于應用課題或現實問題,體現研究生綜合運用科學理論、方法和技術解決實際問題的能力,以培養碩士工程型的后備卓越工程師為目標。
以上針對能源動力類卓越人才實踐環節培養方面進行的一系列建設和改革,有益的推進了卓越工程師教育改革發展。
關鍵詞:傳熱傳質;創新;拔尖創新人才
Key words: heat and mass transfer;innovation;top-notch innovative talent
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)11-0254-02
0 引言
①研究現狀。
在我國能源的生產量已居世界前列的大背景下,工業生產中能源的利用率依然較低。2006年2月9日,國務院發文《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》,并將能源作為第一個重點領域列入其中,而工業節能作為能源重點領域的第一個優先主題也被寫入該規劃。可見,工業節能是我國能源領域的重中之重。以工業生產為例,換熱設備已經廣泛地應用在石油、化工、冶金、動力、材料等相關領域,且換熱設備占總投資比重約為30%~45%。另外,換熱設備的自身結構和其換熱效率在很大程度上與能源的高效利用息息相關。由此可見傳熱傳質在換熱設備的重要性。
魅卻質學科隸屬動力工程及工程熱物理一級學科。動力工程及工程熱物理一級學科每年舉行年會,包括傳熱傳質、多相流、燃燒學、熱力學分會。其中傳熱傳質分會規模最大,每年的年會人數均超過1000人。而多相流、燃燒學、熱力學都會涉及到傳熱問題,離不開傳熱傳質,而傳熱傳質又離不開拔尖創新人才,傳熱傳質領域的拔尖創新人才培養已經迫在眉睫。
目前,國內相關領域的研究學者已對拔尖創新人才的培養機制進行了一定程度地研究。薛永武[1]從人才成長規律和人才培養模式兩方面出發,對拔尖創新人才的發展和培養進行了一定程度地研究。張秀萍[2]以目前國內的大學教育創新作為切入點,對拔尖創新人才的培養進行了探討。徐曉媛等人[3]將影響拔尖創新人才的因素作為突破口,通過調研和思考結合的方式,系統地講解了拔尖人才培養的途徑及影響因素。王勇等[4]對材料專業拔尖創新人才培養的現狀進行了分析,并對培養模式進行了深入地探究。康重慶等[5]研究了電氣工程學科領域的本科拔尖創新人才的培養模式。史明等[6]分析了工科高校生物工程專業拔尖創新人才培養模式。王牧華等[7]研究了交叉學科領域本科拔尖創新人才的變革方式進行了相關方面的探索。康若t等[8]通過實踐探索了生物學領域拔尖創新人才培養模式。包水梅等[8]分析了目前我國相關單位和高校在拔尖創新人才培養中遇到的瓶頸,并對瓶頸產生的原因以及解決瓶頸的辦法進行了研究。
從目前拔尖創新人才的研究現狀來看,傳熱傳質領域創新人才的培養機制的研究還未見報道,傳熱傳質領域創新人才的培養模式的建立亟待解決。
中國礦業大學的前身是1909年創辦的焦作路礦學堂,是礦業學府中辦學規模最大、辦學實力最強、學科體系最全的高校。能源與動力工程專業作為學校中的重要學科,拔尖人才培養不容忽視。
目前,能源與動力工程專業擁有能源與動力工程實驗中心及省級學科綜合訓練中心,所以實驗教學及實驗課堂的內容豐富充實,實驗類型多樣化,例如:驗證型、設計型、綜合型及自主創新型等。此外,目前學院的實驗室采用開放式管理,只要網上預約就可以快速進入實驗,力爭全方位地為學生提供快速優質的實驗教學服務。近兩年來,投入1000多萬元全面更新、補充了實驗設備,為自主創新型實驗提供了充分的保障。
依托于學院的實驗室,由于受到場地和人數的限制,本科生對實驗的了解還是處在表面上,屬于高等大眾教育,沒有激發起學生的創新能力,也沒有起到培養拔尖人才的作用。所以依托現有資源,建立健全傳熱傳質學科領域拔尖創新人才的培養機制是一個亟待解決的難題。針對這一問題,擬依托教師個人的科研項目,將其與培養拔尖創新人才的過程結合起來,建立一套傳熱傳質領域拔尖創新人才培養機制。
②研究意義。
中國礦業大學能源與動力工程專業的招生規模達到了8個自然班級,人數超過了200人。以高等大眾教育為基礎,實施傳熱傳質領域拔尖創新人才培養機制,使一些傳熱傳質領域的拔尖人才得到培養。這個模式可以在高校中因地適宜地推廣,為我國傳熱傳質領域培養更多的拔尖創新性人才。
1 拔尖創新人才培養模式
目前,根據中國礦業大學電氣與動力工程學院的傳熱傳質領域的現狀,以電氣與動力工程學院的本科生作為培養對象,研究且探索了傳熱傳質領域拔尖創新人才培養機制。重點開展以下內容:
1.1 以教學為手段,引導學生查閱和追蹤最新文獻的能力
查閱和追蹤最新文獻是拔尖創新人才必備的科研技能之一,始終站在巨人的肩膀上前行是學生在科研道路上所要堅持的,做到時刻不落伍。在筆者一些教改項目(教育部高等學校能源動力類專業教育教學改革項目、中國礦業大學教育教學改革與建設項目)的支撐下,讓學生參與到課件PPT的制作中去,讓學生自己學會查閱最新知識,并添加到課件的PPT中去。
1.2 以科研項目為驅動,末位淘汰制的拔尖創新人才培養
以本人的科研項目(包括國家自然科學基金、中國博士后科學基金、中央高校基本科研業務費專項資金等項目)為支撐,引導學生參與到科研中,發掘W生的創新能力,對創新能力差的學生實行末位淘汰制度,對表現突出的學生實行獎勵制度,從而激發學生的最大潛能,進而培養一些拔尖創新人才,再逐漸引導這些能力出眾的學生在本人的指導下進行畢業設計,進入研究生階段之后,在本人的指導下,學生也從事的與本人科研課題及創新項目相關的內容,這樣就能使學生能能夠在某一方向進行連續的研究,具有一定的延續性,這樣更有利于培養出優秀的拔尖創新人才。
1.3 啟發學生自主創新人才模式的研究
在指導教師大方向的指引下,充分給予學生在科研的主動權,允許學生在科研中犯錯,充分尊重學生的一些奇思妙想。通過自己的建議激發學生的奇思妙想,并鼓勵他們積極涉及新鮮的領域,對學生自己的一些創意應給予大力支持,進而使學生的自主創新能力得到充分發揮,力爭具備拔尖創新人才應該具備的科研素質和科研思維。
2 實施方案
以中國礦業大學電氣與動力工程學院的能源與動力工程專業為背景,通過教學和科研項目兩方面,對傳熱傳質領域拔尖創新人才培養機制進行研究。具體實施方案如下:
2.1 教學
①傳熱傳質領域的主干課程《傳熱學》教案的重新編排、課件PPT的制作。引導學生參與到其中,鍛煉學生的查閱和追蹤最新文獻的能力和制作PPT的能力。②讓學生參與到教改項目中。對傳統的教學方法進行改革,讓學生參與到其中,這樣就能真真實實地從學生的角度來進行改革。③課題教學方式的靈活性。改善老師主動授課、學生被動學習的現狀。增加課堂的分組討論環節及學生授課環節,培養學生的團隊合作能力和作科研匯報的能力。④課后作業形式的多樣化。增加科研性質的題目,例如數值模擬和小實驗之類的題目,鍛煉學生的動手能力和創新能力。
2.2 科研
①提煉與傳熱傳質有關的子項目,撰寫項目指導書;②安排相關的實驗項目,指導學生開展相關的的傳熱實驗或流動與傳熱相關的數值模擬和計算,培養學生的動手和創新能力;③處理實驗數據,作圖,利用專業理論知識分析,鍛煉學生利用專業知識來分析實際問題的能力;④通過撰寫實驗報告或外文科研論文的方式,鍛煉學生的科研寫作能力。
2.3 總結
①總結教學與科研的經驗,以便進一步改進;②跟蹤學生的成長軌跡,及時糾正一些不合時宜的做法。
3 結束語
本文基于中國礦業大學電氣與動力工程學院能源與動力工程專業本科生的培養模式,對傳熱傳質領域拔尖創新人才培養機制進行了研究,這將對高校其它領域建立拔尖創新人才的培養機制提供一定的借鑒和參考。
參考文獻:
[1]薛永武.拔尖創新人才成長規律與培養模式研究[J].山東高等教育,2014(9):54-63.
[2]張秀萍.拔尖創新人才的培養與大學教育創新[J].大連理工大學學報(社會科學版),2005,26(1):9-15.
[3]徐曉媛,史代敏.拔尖創新人才培養模式的調研與思考[J].國家教育行政學院學報,2011(4):81-84.
[4]王勇,孫麗麗,婁燕敏,陳桂娟,畢鳳琴,張旭昀.材料專業拔尖創新人才培養現狀及模式探索[J].中國校外教育:下旬,2014(11):122-122.
[5]康重慶,董嘉佳,董鴻,孫勁松.電氣工程學科本科拔尖創新人才培養的探索[J].高等工程教育研究,2010(5):132-137.
[6]史明,韓放,李鈺.工科高校生物工程專業拔尖創新人才培養模式的探索[J].深化教學改革?提升高等教育質量(上冊),2015.
作者簡介:任永峰(1971-),男,山西懷仁人,內蒙古工業大學電力學院,教授;彭偉(1970-),男,內蒙古赤峰人,內蒙古工業大學電力學院,講師。(內蒙古 呼和浩特 010080)
基金項目:本文系教育部新世紀優秀人才支持計劃(項目編號:NCET-11-1018)、內蒙古工業大學教改項目(項目編號:2011073)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)17-0036-02
風能與動力工程專業是近幾年來隨著風力發電技術迅速發展而設置的實踐性強且有地域特色的新專業。由于該專業涉及電氣、機械、自動化、空氣動力學等多學科,目前國內開設此專業的高校為數不多,各高校的辦學基礎和定位也各不相同,不同學校制訂的培養方案和教學計劃存在差別,需要不斷進行探索和實踐。本文在綜合分析國內幾所設置本專業兄弟院校相關材料的基礎上,對風能與動力工程專業人才培養模式與課程體系設置進行了細致深入的分析研究,提出適用于內蒙古工業大學風能與動力工程專業的人才培養模式與課程體系設置方案。
一、國內外風電產業發展現狀及人才需求
風能作為一種清潔、永不枯竭、環境友好的可替代能源,風能資源開發利用的綜合社會效益較高。風力發電是目前新能源發電技術中技術最成熟、開發規模最大、商業化發展最好的發電方式,隨著化石能源的日益短缺,發展風電越來越受到各國的重視,風電已成為電力系統增長最快的綠色能源和全球發展最快的可再生能源。
截止到2011年底,已有100多個國家開始發展風電,累計裝機超過1GW的國家有20個,有五個國家累計裝機容量超過了10GW,4個國家超過了5GW,中國和美國均超過40GW。2011年總裝機容量與新增裝機容量前十位國家見表1。
中國風電裝機容量從2006至2009年連續4年翻倍成長后,2010年底我國風電首次超過美國,躍居世界第一,新增裝機容量為1600萬千瓦,累計裝機容量達到4473萬千瓦。到2011年新增裝機容量分別為1800萬千瓦,累計裝機容量達到6273萬千瓦。預計從2012年開始風電發發展速度進入穩定增長期。表2是中國歷年新增裝機以及累計裝機容量表。
隨著風電產業的快速發展,我國培養出一批世界級的風電設備制造企業,在世界風電設備企業十強中我國的華銳風電、金風科技、東方電氣三家企業名列其中。雖然中國風電從產業規模到市場規模都居于世界前列,但是風力發電產業技術創新和人才匱乏依然是長期制約我國風電產業發展、核心競爭力的關鍵,風電從業人員中掌握裝備制造、變頻器開發、控制理論應用、風能資源評估、風電場規劃、標準體系檢測認證等風電領域核心技術的人才匱乏,掌握風電裝備系統設計、集成技術、控制系統研發和設計的專業技術人才不是短時間能夠解決的。我國風電人才的培育和儲備也遠遠不能適應風電商業快速發展的要求。如何應對我國風能產業從初期發展到實現自主創新和消化吸收引進技術,這對風能行業人才培養方式和高等教育銜接提出了更高的要求。
二、風能與動力工程專業人才培養現狀
由于風電產業的飛速發展,高等學校的專業設置顯得相對滯后,導致風電相關技術人才匱乏,同時這方面的專業教育資源和專業的高級人才也相當缺乏。風電產業的可持續發展、風電領域核心技術的突破很大程度上依賴我國風電本科人才培養。伴隨著產業規模的日益擴大、風力機組單機容量的進一步增加以及風電科技的快速發展,人才短缺的問題日益凸顯。
風電本科教育始于2006年,教育部相繼批準華北電力大學、河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內蒙古工業大學、東北電力大學和沈陽工業大學等少數高等院校開辦“風能與動力工程”本科專業。國內設置風能與動力工程專業的院校,如蘭州理工大學主要依托能源與動力工程學院,華北電力大學主要依托可再生能源學院,沈陽工業大學主要依托新能源工程學院,培養計劃偏重于動力機械;專業設置側重于風力發電的只有河海大學,由原電氣工程學院與水利水電工程學院部分學科專業調整合并組建了能源與電氣學院,并設置了新能源系,但是也成立于2009年,其人才培養和課程體系也屬于摸索階段。目前,設置本專業的高校因發展基礎和辦學定位等方面的差別,所制定的培養方案也存在一定差別和側重,對于風電這個新興產業對人才的需求及風電人才培養缺乏系統的、深入的研究。
師資短缺是新辦專業普遍面臨的問題,之前沒有這方面的人才儲備,也缺乏這方面的專業教育資源,現有的少數高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業相關科研項目的骨干教師外,一般都對新專業課程體系缺乏總體掌握,在轉行教師中常出現的問題是教學內容組織缺乏面向新專業的針對性。對于骨干教師應注意的問題是科研成果向教學中的轉化問題,將風能最新技術進展融入到課堂教學中。
結合我國風電行業發展的現狀和趨勢,從人才現實需求和高等教育銜接的角度立足于內蒙古的資源優勢、地域特色及畢業去向,構建以風能與動力工程專業為核心,形成創新型、實踐型為主的風電人才培養體系,不求規模的最大化,但求優勢和特色的互補。在橫向對比其他院校風能與動力工程專業人才培養的基礎上構建創新人才培養體系,將培養創新能力和工程實踐能力視為風能與動力工程專業的主要人才培養模式,同時培養學生具備到邊遠艱苦地區工作的身體素質和意志品質。
三、風能與動力工程專業課程體系設置規劃
風力發電系統是一個綜合電機制造、空氣動力學、電力電子、電力系統、先進控制理論等多學科知識的高度交叉的新技術系統工程,現有風能與動力工程專業的教材缺乏系統性、實用性和時效性,同時復合型師資和教育資源有所欠缺,各學科交叉聯合攻關研究的學術氛圍不濃。在調研其他院校風能與動力工程專業課程體系的基礎上,本著學以致用的思想,立足內蒙古風電大發展的現實,面向風電制造企業和風電場,秉承服務社會的理念,優化整合教學資源,既要保證理論知識的掌握又要提升學生實際動手能力,構建科學合理、特色鮮明的以風力發電為主體專業課程體系。
在完善風電人才教育體系的基礎上構建了內蒙古工業大學風能與動力工程專業選課指導,如圖1所示。
課程體系設置以綜合素質教育為核心,實踐能力和創新精神培養為重點,要求學生具備較寬廣的電氣學科工程技術基礎和風能與動力工程領域專業知識,接受風能開發利用技術的基本科研和工程訓練,具有分析和解決風能利用方面問題的基本能力,能把握電機電器、電力系統、電力電子、自動控制與風力機械和風電場的有機結合,強化多學科交叉融合與實際工程應用能力的緊密聯系。其專業主干課程主要包括:工程力學、機械制圖、電路原理、電子技術基礎、電力電子技術、自動控制理論、電機學、電力拖動自動控制系統、風力機空氣動力學、風資源測量與評估、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、太陽能發電技術、可再生能源。
風能與動力工程專業作為一個工科專業,要求很強的實踐性,需要配備良好的實驗環境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關的教學實驗設備,加之風電機組的安裝條件等因素,高校雖然擁有良好的育人環境,但是教學資源和實踐基地的缺失已經嚴重制約了風電人才的培養。目前國內只有少數單位開發了演示性風電實驗裝置。為彌補實驗設備不足的問題,可以采用建立校企產學研合作的方式,充分利用地區優勢,與內蒙古范圍內的風力發電企業建立實習基地。
目前我國正式出版的風能技術書籍不少,但其中能直接用于本科教學的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類:第一類為技術培訓類教材,理論性和知識的系統性不足;第二類為理論性專著,偏重理論性,有深度,很多內容源自作者的學位論文或技術報告,部分章節的難度遠超本科生的理解能力;第三類是各國風電行業標準和操作規程,可作為教學輔助用書,但同樣不適于課堂教學。由于以上問題,內蒙古工業大學在沒有進行專業師資培訓的前提下,教師們通過自身科研和刻苦自學克服了很多實際困難,采取自編校內講義和其他近似參考教材相結合的方式開出了風能與動力工程專業所有大綱要求的專業課程,如風力發電系統建模與仿真、風電機組測試與維護、無功補償技術等專業課程,計劃在經過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。
四、結語
我國風力發電在大規模非水可再生能源發電中的先行地位已經明確。為適應我國風能產業的快速發展對相關技術人員的迫切需求,在本科階段設立風能與動力工程專業、培養從事風電事業的技術人才是十分必要和及時的。通過分析我國風能產業對專業人才知識技能結構的需求,規劃一套可行的人才培養模式和專業課程體系方案將對這個新型專業的建設和發展起到積極的促進作用,也將對風電產業持續、快速的發展起到一定的推動作用。
參考文獻:
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高校工科專業的實驗教學是重要的實踐教學環節,承擔著培養學生興趣、鍛煉學生思維能力、加深學生理論理解、熟練學生設備操作等使命。對地方高校的工科專業來講,實驗教學體系的構建和地方行業相結合更是提高學生實踐技能的有力措施之一,德州學院坐落在中國太陽城和新能源之都,在專業建設中和當地企業緊密結合走出了一條特色之路,特別是在熱能與動力工程專業的實驗教學中心建設中,結合當地行業和企業優勢,大膽進行實驗教學改革和探索,形成了一整套較為完整的創新實驗教學體系。
一、實驗教學定位及規劃
(一)實驗教學理念
新能源產業,作為國家和山東省重點學科專業領域,近幾年迅猛發展,新能源人才普遍匱乏現象也越來越突出。德州學院能源與動力工程實驗教學中心以新能源產業的發展為需求,形成了為區域經濟建設服務的實驗教學理念:按照“厚基礎、強實踐、求創新、高素養、重責任”的人才培養目標,采用“校企共建,資源共享”的模式,以培養學生工程實踐能力、綜合應用能力、系統設計能力和創新實踐能力等“四個能力”為著力點,通過“構思-設計-實施-運行(CDIO)”的工程教育模式,將工程實踐環境作為工程教育環境,培養學生的職業道德、工程實踐能力、學術知識和運用知識解決問題能力、終身學習能力、團隊工作能力、交流能力和大系統掌控能力等,并通過校企合作的形式開展聯合教育培訓,開展科學研究活動,不斷提高教學質量。
(二)實驗教學定位及發展規劃
實驗中心教學定位:中心按照“以人才培養為中心,通過基本實踐技能的培養、綜合實 踐能力和工程應用能力的訓練、科技創新精神的養成,實現知識、能力和素質的全面協調發展” 的指導思想,開展實踐教學工作。重視學生“應知應會”的基礎性實驗,培養學生的基本實驗技能;通過改革教學實踐內容和方法,強化綜合性、設計性、創新性等實驗教學環節;將工程 訓練系列課程貫穿于本科教育全過程,突出工程能力的養成和工程素質的培養;開展各類科技競賽活動,培養學生的創新精神和能力。
實驗教學規劃:結合中心承擔的實踐教學課程的特點,根據高等工程教育、能源與動力工程學科發展的要求,不斷改革現有的課程體系,優化理論教學和實驗教學的內容,構建更為合理的實踐教學體系;采取可行且有效的措施,提高教師的實踐教學能力和水平;以實驗室設備為基礎,爭取多方支持,進一步改善實驗教學條件,提高實踐教學水平;整合資源、優化配置、提高設備的使用效率,建設開放服務的實驗教學環境。
二、實驗教學改革思路及方案
(一)實驗教學改革思路:堅持“實踐教學是提高教學質量的關鍵”的理念,以“傳授知識、培養能力、注重創新,提高素質” 的為宗旨,積極開展教學改革與實踐;根據人才培養和技術進步的要求,統籌協調理 論教學與實驗教學,構建科學、合理、多層次的實踐教學體系。
(二)具體方案:
1.整合教學內容,建立符合創新性應用型人才培養的實驗教學體系,能源與動力工程是綜合性學科,除了傳熱學等課程的課內實驗外,還包含各種實習及設計環節,因此中心把這些內容全都納入其中。在與校外實踐基地的共同研討下,優化實驗教學內容,構建了“基礎理論與實踐技能平臺設計應用能力平臺綜合實踐能力和工程應用能力平臺科技與創新能力平臺”的“漸進式四平臺”實驗教學體系。
2.改革實驗教學模式,加大綜合設計型及研究創新型實驗比例
中心堅持以實驗—理論—再實驗的原則進行教學和教學指導,可以以工程實際問題為牽引,開展實驗和課程設計,在理論教學引導的基礎上,讓學生在實驗中學習和掌握,實現了以學生為主體的轉變。加大實驗室開放力度,以全國大學生節能減排科技作品競賽等各級各類大賽為平臺,加強對學生的指導,學生自主設計制作作品參賽,并根據獲獎級別給予相應的學分。
3.加強實驗教師隊伍建設,提高教育教學水平
“中心”實行基礎實驗課程負責人制和項目負責人制,具有高級職稱同時兼有科研課題和設計項目的教授、副教授、高級工程師作為實驗室主任和課程、項目負責人,中青年骨干教師及企業單位技術骨干人員擔任實踐環節主講教師,專職實驗人員負責實驗室的日常維護管理。鼓勵教師在新的教學理念指導下編寫圖文并茂的紙質實驗教材和生動的聲響立體教材并實行互動式教學,以問題為中心,在教師引導和啟發下,學生自主提出問題、設計問題、解決問題,加強教師技能的培養,積極開展實驗教學改革和實驗技術研究,鼓勵教師走進企業,讓老師在實際工程實踐和研究中拓展教師的技能水平。
4.完善實驗教學考核制度
進行實驗教學質量考核,是強化實驗教學過程管理,進行實驗教學質量監控的必要手段,是完善和加強實驗教學的重要措施。中心根據實驗項目的層次,設定了行之有效的多層面,立體化的實驗教學考核體系,主要強調實驗教學環節的考核和創新創業能力的培養。對于綜合設計型及研究創新型實驗考核時,由校內外專家組成考核小組,對產品的性能、社會價值、應用前景等做出綜合評價,評價結果也作為指導教師教學水平評定的依據,提高了師生的綜合能力。同時校外專家的介入,也增加了學生與企業的聯系,增強了就業競爭能力及學校知名度。
5.完善實驗室管理制度,健全運行機制
為了保障實驗教學質量,在學校一系列管理制度的基礎上,“中心”根據自身實際,制定了《實驗室管理條例》、《學生實驗課成績考核辦法》、《實驗室人員崗位職責》、《儀器設備維護及使用管理辦法》、《實驗室安全制度》、《學生實驗守則》等規章制度,為規范實驗中心管理、保證實驗教學改革的有效推進提供了制度保障。同時,建立了實驗教學管理部門的監督和評價機制。通過評價結果與課時津貼和年終分配掛鉤、獎勵和懲罰并舉等措施,建立實驗教學質量監督與評價體制、完善實驗實踐教學質量評價標準。
一、實驗區基本情況
新能源裝備制造業卓越工程師人才培養模式創新實驗區依托機電工程學院,以能源與動力工程和機械設計制造及其自動化的校級重點專業為基礎,以“貼近市場、服務社會、自主發展、開放辦學”為理念,通過校企共建,形成 “校企合作,產學研結合、資源共享,互惠雙贏”的人才培養特色。
在校企合作辦學基礎上,運用“三三六”校企合作人才培養模式,積極探索辦學結合行業需求、教學資源結合行業資源、學校培養結合企業培養的“三結合”,課程設置緊跟生產過程、教學設計緊跟崗位能力、教材選配緊跟任務項目的“三緊跟”,校企雙方共同制定專業人才培養方案、共同承擔教學任務、共同研發技術項目、共同編寫特色教材、共同參與教育教學管理、共同監控教育教學質量的“六共同”。由此構建 “強化專業技能、突出創新能力、提升人文素養”為主要內容的三位一體的校企合作人才培養體系,可保證學生綜合素質的不斷提高。
二、指導思想
1、教育理念(人才培養模式改革的思路和定位)
按照“厚基礎、強實踐、求創新、高素養、重責任”的人才培養目標,本實驗區的建設是以培養適應新能源裝備制造業發展的 “創新性應用型人才”,注重德育教育與專業教育協調發展,理論教學與實踐教學優化結合,豐富以學生科技活動項目為主體的課外實踐教學手段,強化與企業產學研密切結合的實踐教學環節,提高學生實際工程應用能力,辦學目標突出應用型、服務面向彰顯區域性、人才培養強化創新性、企業行業合作注重務實性。
2、實驗區人才培養模式改革思路
樹立創新教育教學思想,強化定位意識、區域意識、共建意識、素質意識、職業意識五種意識。建設培養新能源裝備制造業卓越工程師的特色專業群,以能源與動力工程專業(新能源裝備和環保機械等為方向)牽頭的能源動力類、機械類、自動化類相結合的專業群。
不斷深化創新性應用型人才培養模式改革。依托科技服務平臺,進一步完善“學程分段、方向分流、培養分類”的人才培養思路,構建符合建立現代產業體系的專業方向平臺課程體系。實踐并完善“三結合”校企合作辦學模式 “三緊跟”校企合作教學模式、“六共同”校企合作辦學管理運行模式,將其作為培養創新性應用型人才的基本途徑,為培養基礎扎實、吃苦耐勞、適應能力強的具備工程師素質的創新應用型人才創造良好條件。
三、培養方案
1、確定培養目標
(1)綜合培養目標。培養“厚基礎、強實踐、求創新、高素養、重責任”的適應地方特色經濟社會發展的新能源裝備制造業卓越工程師。
(2)業務培養目標。新能源裝備制造卓越工程師人才要求掌握能源、動力及其自動化相關領域的基礎理論和基本知識,經過能源動力工程師的基本訓練和實踐, 并具有創新精神,為我國建設創新型國家提供堅實的人才支撐和智力保障。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力。
(3)卓越工程師培養專業標準。專業培養標準是在國家通用標準的指導下,按照行業專業標準的基本要求,結合各高校能源動力類專業特色、辦學理念、人才培養定位以及制定的能源動力類專業的卓越工程師專業培養標準。
2、方案理念
新能源裝備制造卓越工程師人才培養創新實驗區創新性應用型人才培養方案,根據社會經濟的發展,結合機電工程學院教學、科研和地方新能源產業的特點,在總結近年來教學改革與實踐的基礎上,通過與企業的產學研密切結合,與企業共同設計如:創新教育理念,突出辦學特色;注重學科交叉,構建特色課程;校企密切結合,強化實踐能力;建設教學團隊,倡導雙師教育;有效整合資源,形成科學機制;創新管理體制,完善運行機制。
(1)通過健全規章制度,完善網絡化教學管理系統。以知識性、科學性、趣味性、綜合性、創新性的實驗和訓練內容吸引學生。引導學生自主實踐和創新,提高學生知識綜合應用能力、系統設計與創新能力、組織協調與合作能力。
(2)加強實驗區與企業產學研的密切結合及教學科研良性互動。成立有“新能源研發中心”;與太陽能、光伏的相關企業進行合作,建立實習基地;校企共建太陽能熱利用、新能源中央空調等實驗室。
(3)重視學校實驗區的建設。隨著國家“質量工程”的進一步開展,學校加大對教學研究的投入,增加機電工程學院的教研經費,為實驗區建設的高標準、高水平和高質量提供了保障。
四、校企合作
1、培養計劃
卓越工程師的企業培養安排在合作單位進行,為期1年(第四學年)。學生在企業培養期間主要完成認識實習、課程實踐、專業見習畢業設計(論文)和畢業實習5項任務,企業培養主要聘請合作單位的工程技術人員承擔指導工作,學校教師協助管理,共同保障教學質量。具體安排如下企業階段培養計劃表所示:
培養
環節 職能部門 培養時間 主要內容 責任單位 學期安排
認識
實習 生產部 2天 1. 了解太陽能產業現狀
2.了解生產過程,熟悉生產工藝及生產組織;
3.實地了解設計、測試、試驗流程; 企業
學校
學生 第一學期
技術研發部 2天
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)02C-0177-03
2010年底廣西大學正式啟動“卓越計劃”試點工作。2011年廣西大學能源與動力工程專業入選教育部“卓越計劃”試點專業。根據“卓越計劃”要求,本專業實行本科階段課程“3+1”培養模式,即3年在校學習,累計1年在企業學習。在企業學習的課程和進行的教學環節,包括部分專業課程、實習實踐環節和畢業論文三部分。可見,“卓越計劃”要求的長期“企業學習”不同于原有專業的短期“企業實習”,具有企業深度參與培養過程的特點。它需要學校和企業共同為學生制訂詳細而周全的累計1年的企業學習、生活、經費支出等計劃,是一種全新的教學模式嘗試。為此,筆者以廣西大學能源與動力工程專業為例,結合多年帶學生到企業實習的經驗,探討學生到企業學習過程中有可能面臨的問題,并探討對策,以確保本專業“卓越計劃”的順利實施。
一、與培養企業之間的溝通問題及其對策
企業間的競爭實質上就是人才的競爭。沒有高素質的工程人才,企業會面臨被淘汰的危險。以往的工程教育中存在工程性培養不足的特點,不能滿足現代企業對高素質工程人才需求的矛盾日漸突出。而“卓越計劃”創立了高校與行業企業聯合培養人才的新機制,企業由單純的用人單位變為培養單位,可以根據需要進行人才培養的設計,大大地調動了企業與學校合作的積極性。然而,僅從專業層面與企業開展合作往往事倍功半。廣西大學的具體做法是,首先,學校通過成立“卓越工程師教育培養計劃”校合作指導委員會,將本專業層面的企業合作提升到學校層面展開,由校領導牽頭,學校各部門領導和本專業共同與合作培養企業交流,擬通過組織保障、制度保障和經費支持,解決本專業和企業合作中存在的宏觀層面的問題;其次,本專業負責人、課程責任教授再和企業培訓中心或人力資源部門深入洽談人才培養相關問題,貫穿人才培養目標的設計、人才培養方案的制訂、共同實施培養的整個過程;再次,專業實習帶隊教師與企業教師共同探討包括企業實習期間實習單位與地點時間及日程安排、實習目的與要求、實習模式、實習內容、實習的組織工作、實習考核方式、實習經費預算等具體問題,制訂嚴謹的《實習教學大綱》和《實習教學計劃》。
二、企業參與課程教學的深度問題及其對策
由于熱能動力機械結構復雜,加之新技術不斷涌現,因而相應的專業課程主要采用課堂講授的教學方法已經不能滿足高等工程教育的要求。教師雖然選用PPT教學課件,建立了部分實物圖片庫和視頻資料庫,基本能夠展現板書和掛圖傳統教學無法展現的實物結構、結構和工作過程,但由于多媒體教學具有信息量大的特點,容易造成教學進度過快的現象,學生的學習主體作用不能充分發揮。這就導致部分學生不能跟上教學節奏,對概念性和原理性的內容了解不透徹,只停留在知識的表面,沒有對所學知識進行深入思考。
為激發學生學習的興趣和主動性,“卓越計劃”強化課程實踐性的標準,要求加大實踐課程的比例,確保實踐教學的學時數,要求企業深度參與課程設置,負責實踐教學環節的組織與實施。基于此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”班開設了機械原理、機械設計、內燃機構造、內燃機制造工藝學、熱能與動力機械產品性能測試等專業課程的企業實踐環節,充分利用企業真實的工程環境、豐富的實踐經驗和方法, 將企業的優勢整合到理論課堂的教學中。這些課程主要采取集中時間段到企業學習的方式,并合理地分配一定的理論課時和實踐課時。一般先由學校教師講授某章節理論知識,然后學生到車間在企業教師的指導下親自動手操作,將理論講解和實物演示有機結合,使得理論與實踐同步,教學質量大大提高。
三、學校實習帶隊教師的實踐能力提升問題及其對策
學校實習帶隊教師具有豐富的工程經驗,制訂科學、系統的實習計劃,是完成“卓越計劃”實習教學任務,提高實習教學質量的前提。然而,目前高等工程教育的實習帶隊教師多為年青教師,大多來自非師范類院校優秀研究生, 雖然接受過系統全面的專業知識學習,但是缺乏工程項目的過程化實踐能力,不能滿足學校實習帶隊教師對專業理論知識結構、素質結構、研究與創新能力、實踐能力等高度集成的要求。這導致學校實習帶隊教師不能根據企業特點制訂出周密的實習計劃,目的性缺乏,很難保證實習的有效開展。為此,廣西大學能源與動力工程專業從以下4個方面提升學校實習帶隊教師質量。第一,營造人才成長的環境條件和人才聚集的氛圍,積極引進具有博士學位,并具有在生產第一線3年以上工作經驗的優秀專業技術人員到高校來任教。第二,對于沒有企業工作經歷的教師,本專業選派教師到企業積極開展工程項目研究,或有計劃地送到企業工程崗位進行較長期的工作和交流,以此提升教師的工程實踐能力和水平。為保證教師積極參與企業培訓,教師在企業工作享受工程崗位相應津貼。第三,對于過去具有企業工作經驗的教師,本專業有計劃地定期安排他們到企業進行短期學習,以更新教師的工程知識,將企業生產、技術、工藝、設備等方面的現狀和新科技、新工藝帶到教學中。第四,加強本專業教師與企業教師之間的交流與合作,建立并強大一支高校師資和企業師資聯合團隊,爭取取得較大影響的理論創新成果,同時能在本專業領域的工程實際中提煉科學問題,解決相關工程難題。
四、企業教師的選擇問題及其對策
企業教師隊伍是實踐教學的主導力量之一,是保證“卓越計劃”實踐教學質量的關鍵。因此,企業實習中,應注意企業教師的選擇問題,要選擇業務優秀,又有較好語言表達能力和熱心的專業技術人員作為企業教師,這是完成企業實習教學任務的重要環節。然而,企業缺乏科學、規范的企業教師選聘標準,選擇的隨意性較大,企業教師的水平參差不齊,教學質量波動明顯。首先,置身于激烈的市場經濟競爭環境,企業中每個專業技術人員多以按件計工作量,工作任務飽滿,工作壓力大,沒有多余的時間來給學生做現場講解。其次,多數企業對技術數據的安全性和保密性有一定考慮,不愿意學生接觸到企業的核心技術,多以參觀形式安排實習。再次,學校沒有專門的實習經費給企業,企業對學生實習礙于情面和任務需要,較為隨意地安排2~3個工作人員給學生做生產現場講解,教學質量得不到保證。基于此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”在實踐教學企業教師的選擇方面采取了以下措施。第一,企業與高校共同協商建立兼職教師的聘任制度,以保證能夠在企業選聘出高水平的具有豐富工程實踐經驗的專業技術人員或高層管理人擔任“卓越計劃”的兼職教師。第二,高校制定出企業兼職教師的薪酬政策,以保證企業兼職教師在“卓越工程師”培養方面做出的工作不是義務的,得到相應的報酬,這起到吸引、留住、激勵企業優秀人才擔任兼職教師的重要作用。第三,企業兼職教師需要參與相應的考核,具體做法是,學校實習帶隊教師和實習學生按照考核要求中的各項指標給企業兼職教師打分,每年進行總結,不合格者將被取消企業兼職教師資格,合格者給予相應的獎勵。
五、企業實習崗前培訓的設置問題及其對策
傳統的企業實習模式一般是由學校實習帶隊教師確定實習單位,然后采用集中實習的方式將學生帶到實習地點,邀請有關企業教師現場講解、參觀學習,最后由學生提交實習報告,學校實習帶隊教師根據報告和平時表現評定實習成績。這種傳統的企業實習模式只能給予學生感觀的認識,不能從深層次理解理論和實踐相結合的生產過程,難以發現問題和提出問題,更不能培養學生的創新能力。基于此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”的做法是按照實綱要求,充分發揮學校實習帶隊教師和企業教師的指導作用,在進行車間學習前先進行多媒體講授的崗前培訓。培訓的內容主要按照企業生產工藝分類講解工序流程、主要設備、檢測手段等, 使學生對該企業的生產過程有所了解。在培訓的過程中,注意通過問題的形式來調動學生到企業實習的積極性。如提問學生:蠕墨鑄鐵缸蓋正火處理前為什么用外型砂堵住氣道?并告訴學生,實習中看到的雖然只是一個簡單的動作,但是這對于缸蓋的產品質量卻是很重要的。因為,對于蠕墨鑄鐵缸蓋的正火處理有利于硬度的提高,但也會使氣道產生嚴重的氧化皮,導致無法正常拋丸處理,而正火前用外型砂堵住氣道,可以有效防止氣道氧化,提高鑄件質量。通過問題式講解,學生認識到了每道工序都有其重要作用,到車間實習時必然會更用心去觀察、思考。
六、學生到企業實習的主動性問題及其對策
由于傳統的實習方式是學校實習帶隊教師制訂實習教學計劃并提出實習要求,學生在相同的場所實習,實習過程及內容完全相同,學生只要聽從教師的安排,即可獲得所要求的學分,因此學生到企業實習的主動性不高。加之企業采用數控機床逐年增多,而機床采用全封閉防護罩罩住,學生看不到具體的工序,再加上機器聲音太大聽不到企業教師的講解,導致學生處于“被動實習”的狀態。可見,企業實習中不像學校教師講授學生知識時細致入微地講解,而更多的是需要學生自己觀察、學習。因此,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”班到企業實習過程中,采用先全班集中實習,然后再進行小組分散專題實習的方案。這樣既可使學生了解整個生產過程,又可使學生根據自己的興趣對某一具體問題進行深入了解,充分調動學生的積極性。例如,對于冷加工實習小組,安排學生到冷工車間實地參觀車、鉗、刨、銑、鉆等機械設備和刀具,請企業教師現場演示機器的操作方法,詳細講解生產過程中刀具的選擇、刀具的刃磨、刀具的安裝、切削用量的選擇、加工工藝的制定、工件的裝夾等內容。對于發動機鑄鐵件鑄造專題組的學生,安排企業教師現場講解鑄件的整個鑄造流程,重點講解砂芯的種類,砂芯對尺寸精度的要求,以及鑄件如何避免夾渣、砂眼、氣孔、裂紋類缺陷等工程實際內容。對于熱處理實習小組,安排企業教師現場講解各種熱處理工種(正火、淬火、回火等)的主要設備、基本操作、目的、生產中存在的問題和解決方法。實習結束后,廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”學生的考核采用實習日志和答辯形式加權評分的方式,以個人形式上交的實習日志側重于對整個生產流程的了解,以小組形式進行的答辯環節側重于對實習內容的消化吸收,鞏固實習效果。以上方式充分發揮了學生到企業學習的主動性,有效提高了企業實習的質量。 (下轉第187頁)
(上接第178頁)
七、“卓越計劃”企業實習經費保障問題及其對策
按照“卓越計劃”企業實習要求進行教學,教育成本比傳統教學方式大大提高。不光是學校實習帶隊教師、企業教師、相關企業實習教學改革研究、企業工程實訓平臺搭建等需要資金保障,學生的實習交通費、住宿費、實習費等也是很大一筆開支。特別是隨著國內經濟的快速發展,實習經費仍恪守20世紀90年代計算標準變化不大,即使有所增加,也非常有限。這導致實習經費遠遠滿足不了實際需要,實習專業被迫縮短實習時間、減少實習內容、簡化實習方法,實習質量下降。為保證“卓越計劃”的順利實施,廣西大學能源與動力工程專業不但從教育部、政府、學校申請到專項經費用于卓越人才培養,還從學院和專業層面獲得一定的經費支持。廣西大學能源與動力工程專業“卓越計劃”實施第一年,獲得教育部“卓越計劃”專項經費支持,學校以1∶2比例提供配套建設經費,學院在“卓越計劃”班的實習經費支出上給予一定傾斜,本專業教師團隊與企業開展的橫向項目也為“卓越計劃”提供了一定的經費支持;實施第二年,除得到教育部一定的專項經費支持外,獲得中央財政和地方政府“中西部高校提升綜合實力”經費資助的學校也加大了配套建設經費支持力度。目前,通過以上措施建立的資金保障機制基本滿足了本專業卓越人才企業學習的需要,但如何保障這種機制的長效性仍然是本專業面對的一個難題。
總之,“卓越計劃”創新了高校與企業聯合培養人才的機制,這使得“卓越計劃”班學生在企業實習過程中,碰到了一系列問題,需要高校專業和參與企業不斷地探索、總結經驗和改進完善,為工科院校其他“卓越計劃”專業到企業實習的順利實施提供一定的參考。
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)48-0124-02
一、背景
為建設創新型國家、增強國家的核心競爭力和綜合國力,教育部于2010年6月正式啟動“卓越工程師教育培養方案”(簡稱“卓越計劃”),以培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量國際化工程技術人才[1]。被譽為“工程師的搖籃”的哈爾濱工業大學成為首批61所“卓越計劃”試點實施高校之一。2011年,熱能動力工程等21個工科專業成為“卓越計劃”試點專業。為實現建設與哈爾濱工業大學發展相適應的大學校區的奮斗目標,保持與校本部一致的人才培養模式,威海校區于2015年正式啟動“卓越工程師培養方案”工作。
哈爾濱工業大學(威海)熱能與動力工程專業原為內燃機專業,創建于1988年,由哈爾濱工業大學與中國第一汽車集團公司聯合辦學,旨在按產學研相結合的模式培養汽車工業領域高級人才。2015年更名為能源與動力工程專業,是目前威海校區的特色專業和主導專業之一。在“卓越計劃”的背景下,如何繼續發揮該專業的特色和優勢,培養新型卓越工程人才,培養方案的改革是非常值得探索與實踐的。
哈爾濱工業大學(威海)能源與動力專業主要致力于內燃機的設計及制造、傳統能源的利用及新能源的開發,是一門工程性較強的專業,學生主要的就業方向為汽車制造廠、發電廠、內燃機廠、鍋爐廠、大型機械廠等。據專業近5年的就業統計數據顯示:本科生畢業后進入汽車企業及電力企業從事產品制造及工程設計等工作的比例約為60%,從事本專業科研工作的比例僅為8%。由此可見,目前社會能夠提供的科研工作崗位非常有限,從而造成了人才培養與社會需求的嚴重脫節。為了加快推進“卓越計劃”的進展,培養新型合格工程技術人才,能動專業培養方案的改革已迫在眉睫。
二、培養目標
本著“卓越計劃”的“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念,同時遵照哈爾濱工業大學“卓越工程師培養方案”的基本思路:弘揚傳統、與時俱進,科研支撐、校企聯合,強化實踐、突出特色,面向世界、培育英才。威海校區能源與動力工程專業結合專業特點,以“夯實基礎,突出特色,注重能力”為基本原則,強化工程意識、工程素質、工程實踐能力、自我獲取知識的能力、創新能力及組織管理能力,培養具備動力機械及系統研發技能和應用技術,能在工業、國防等領域從事動力機械及工程研發、新能源開發利用、系統優化設計、應用管理等工作的高級工程技術人才。
三、培養模式
1.“3+1”嵌入式校企聯合培養。在“卓越計劃”的宏觀指導下,能源與動力工程專業結合目前的實際情況,采取“3+1”嵌入式校企聯合培養模式,不是孤立的3年校內學習和1年企業實踐,而是逐步融合、相互交叉的校企嵌入式聯合培養。前3學年,培養方案將傳統的雙學期制改為三學期制,每學年的最后4~5周為小學期。小學期主要安排卓越專項選修課程、企業認知實習、制造工藝課程設計、生產實習等實踐教學環節,通過總量控制,最終實現校內學習累計3年,校外實踐累計1年。這種多形式、多層次的嵌入式實踐環節,能夠循序漸進地增加學生對專業的感性認識,體驗和感知本專業對知識、能力、素質方面的要求。
在整個實踐環節中,企業學習階段是核心和關鍵的部分。在此,學生主要完成以下三方面的任務:一是生產實習,實習崗位主要在企業的培訓部門和生產車間,了解并分析實習單位主要產品的開發方法和生產流程。二是綜合設計,在生產車間和產品開發部門進行內燃機或鍋爐制造工藝設計及相關課程設計。三是畢業設計,根據企業的具體設計、改造、開發、攻關等任務,學生參與其中,選擇某一子任務為畢業設計題目,嚴格堅持“一人一題”的原則,實現“真題真做”,且同一選題五年內不得重復使用。畢業設計要求由校企雙方共同負責進行過程管理和考核,包括立項、中期檢查、結題和畢業答辯,所有考核環節均在企業中進行,并由校企雙方共同組成考核小組和答辯委員會。
2.雙導師制。“雙導師制”是“卓越計劃”得以順利進行的重要保障。優先聘請具有企業工作經歷的教師擔任專業課的主講教師,同時從企業聘請兼職教師來校任教。大中型企業的工程師具有豐富的工程經歷,并掌握較先進的工程技術,是補充“卓越工程師”培養教師隊伍的主要資源。本專業長期以來一直與國內知名企業進行長期的科研和教學合作,其中包括第一汽車集團公司、沈陽航天三菱汽車發動機制造有限公司、山東濰柴動力股份有限公司、威海華能電廠、上海鍋爐廠等企業,目前已聘請3名具有教學經驗的高級工程師補充“卓越工程師”教師隊伍,擔任相關專業課的教學任務。同時,加大專業教師企業培訓強度,根據課程設置和學科發展規劃,有計劃指派具有碩士以上學位的年輕教師到企業帶薪工作,直接參與企業的科研、生產和管理活動。
四、課程體系
課程體系的改革與重組是落實“卓越計劃”各項改革和創新的基本點。根據能動專業的工程師培養要求,改革傳統的、陳舊的教學內容,增加新興科學技術和工程應用知識,建立適應卓越工程師培養的知識體系,為此增加了卓越專項選修課程,融合學科基礎課程,減少專業基礎課數量,增設專業選修課。具體課程學分、學時學分分配見表1。
五、評價考核
考核評價體系的缺乏和不科學會使卓越工程師培養質量難有科學標準和保障,會導致人才培養質量的參差不齊[2]。因此,考核與評價機制的建立必須以學生實踐能力評價為主體,注重對學生的工程能力、組織能力、團隊合作能力、人際交往能力、國際視野等方面的達成度的評價,這需要學校、企業及社會多方面共同參與完成。
實踐環節的評價是考核評價體系的重中之重。實踐環節總成績由四部分組成:生產實習、工藝設計、專業課程設計和畢業設計,各部分的成績由學校和企業指導教師的綜合評價。企業指導教師對學生的綜合評價由企業指導教師組織企業技術人員對學生在企業實踐培養期間的平時工作表現、工作能力、解決生產實際問題的能力,該項成績占各部分成績的30%;報告(包括圖紙、畢業論文)占各部分的40%;答辯成績(答辯委員會由校企聯合組成)占30%。最終實踐總成績按百分制計。
六、結語
為培養符合“卓越計劃”要求的合格工程技術人才,本文針對哈爾濱工業大學(威海)能源與動力工程專業的培養方案提出了一些改革措施和探索。實際上,培養計劃的改革是一個循序漸進的過程,需要學校、企業和社會的共同努力才能完成。目前,由于該專業“卓越計劃”剛開始實施,還需要在實踐中逐步探索、檢驗并完善。