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论文关键词:特色专业;热能与动力工程;能源动力;质量工程
为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求,引导不同类型高校根据自己办学定位和发展目标,发挥自身优势,办出专业特色,“十一五”期间教育部、财政部将择优重点建设一批高等学校特色专业,通过优化专业结构,提高人才培养质量,办出专业水平和特色,为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。
华北电力大学热能与动力工程专业创办于1958年,原名为电厂热能专业,历经五十多年的建设和发展,现已成为本校师资力量最强、就业形势较好、招生人数较多和学生成才率较高的专业之一,本专业累计毕业生人数已达10616人,在校生人数2647人。尤其最近几年,在两大电网公司和五大发电集团共同组成的校理事会的支持和帮助下,学科实力得到了质的飞跃,毕业生就业形势一直保持在全国各专业的前列。华北电力大学能源与动力工程学院已经成为我国发电领域最重要的人才培养基地,得到了发电行业的充分肯定,在我国发电领域具有重要的影响。
华北电力大学热能与动力工程专业紧密结合国家经济和社会发展需求,以培养“厚基础、重实践、强能力”的热动专业技术人才和管理人才为目标,改革人才培养方案,加强课程体系和教材建设,优化师资队伍,强化实践教学,具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色,取得了一系列显著效果。
一、建设思路与改革措施
1.建立并形成热动专业人才培养调研机制
通过校理事会定期开展能源动力、发电(火电、气电、风电和核电等)、环保等相关行业的人才需求形势调研和毕业生就业状况研讨与分析,根据国家的人才需求,制定适应不同专业方向的模块化、层次化人才培养方案。
2.以本科教学水平评估所形成的规范性课堂教学、实践教学和教学管理模式为建设起点,加强精品教材的培育和建设
课程教学体现相关领域的最新发展,普遍采用国内外高水平的新版教材,继续组织编写高质量的适用教材,形成深入开展教学研究的有效机制。
3.加强师资队伍建设,改革教师培养和使用机制
有计划地选派青年教师到企业进行锻炼,到国内外高水平大学或研究机构做访问学者或短期合作研究;鼓励和支持教师参加企业的短期高级技术培训、生产一线观摩、调研和相关会议;聘请一定数量的具有企业生产和管理经验的人员兼职授课,形成学校和企业、学校和国内外大学及研究机构的定期人员交流机制。
4.改革实践教学,推进人才培养与生产实践相结合
为了适应我国能源与电力发展对全新实践型、创新型人才的需求,热能与动力工程实验教学中心整合相关实验室资源,依托电站设备状态监测与控制教育部重点实验室为本科生设立的“能动之光”科技创新项目,建成了包含电厂实践教学模块、动力工程基础实验模块、热能动力工程实验模块、创新实验模块的集知识学习、技能拓展、工程训练、创新能力培养为一体的实验教学示范中心。涵盖专业基础实验、专业实验、综合实验、创新实验,能够满足不同专业、不同层次学生的需要,实现理论与实践、校内与校外的无缝链接,体现“厚基础、重实践、强能力”的人才培养特色。
二、建设成果
热能与动力工程专业是一门跨学科、综合性强、重实践的学科,着重培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,德、智、体全面发展的,集现代信息技术与热能动力工程知识为一体的高级专门技术人才和管理人才,要求学生通过四年的学习不仅要掌握全面的理论知识,而且必须具备较强的实际操作能力,以适应现代能源、电力行业相关领域对高级人才的需求。华北电力大学热能与动力工程专业以国家能源电力需求为建设导向,从方向凝练、人才培养、教学体系构建、师资建设、教材建设、实验室建设等方面进行全方位探索和实践,取得了丰硕的成果。
1.专业建设别具特色,人才培养模式灵活多样
为适应国家能源电力行业发展的需要,热能与动力工程专业依托一级学科“动力工程及工程热物理”博士点,在热能与动力工程和电厂集控运行方向的基础上,拓展专业方向,开设燃气轮机联合循环、核工程与核技术、制冷与空调工程、新能源等专业方向,覆盖主要发电形式,具有鲜明的电力特色。通过与国家大型企业合作,采用“订单+联合”的培养模式,使专业教育符合社会的发展需求,满足了国家对社会紧缺的复合型拔尖创新人才和应用人才的需要,进一步提高高等教育教学质量,推进人才培养模式改革。
2.加强基础、突出能力、注重创新,构建高质量人才培养体系
按照“夯实基础、突出能力、注重创新、全面发展”的指导思想制定热能与动力工程专业人才培养方案,既加强培养学生厚重的基础,又注重培养学生的创新精神和实践能力。近年来热能与动力工程及相关专业方向毕业生的一次签约率超过98%,毕业生因“作风扎实、动手能力强、有较强的创新精神”深得能源电力行业及其他用人单位的广泛赞誉。
3.优化师资队伍结构、积极打造优秀教学团队
高水平教师队伍是专业建设的有力保障。近年来,热能与动力工程专业按“博士化、工程化、国际化”要求进行师资队伍建设,引进急需人才、培养未来人才、用好现有人才,新引进的教师均为名牌高校的博士或博士后,有数名教师在华北电力科学研究院进行为期半年的工程化训练,有计划、分年度派教师赴美国、法国、英国、丹麦、日本等能源和电力较发达国家的高校或研究机构做访问学者。目前热能与动力工程专业教学团队教师队伍职称结构、年龄结构、学位结构合理,2007年被评为北京市优秀教学团队。
4.以精品课程建设为核心打造课程体系,带动教材建设
根据热能与动力工程专业课程建设计划,以创建精品课程为课程体系建设重点,核心课程全部建成精品课程,同时带动热能与动力工程专业的教材建设,有力推动了热能与动力工程专业的建设水平。到目前为止,已建成1门国家级精品课程、7门省市级精品课程、3门学校精品课程;国家“十一五”规划教材3门及其他教材12门。
5.建设特色实验中心,构建分层次、模块化的实验教学体系
热能与动力工程实验教学中心构建了“专业基础-专业-综合-创新”分层次、模块化的实验教学体系,进一步丰富了华北电力大学“四模块”(基础实验模块、校内实践模块、仿真实验模块、校外实践模块)实践教学体系的内涵。2007年8月热能与动力实验教学中心顺利通过北京市教委组织的专家组评审,荣获北京市高等学校实验教学示范中心称号。
三、鲜明特色
华北电力大学热能与动力工程特色专业时刻以国家能源电力需求为建设导向,以其包容并蓄、均衡有道的精神,不断派生出一批新专业和学科方向,并将继续不断强化内涵、扩展外延,满足国家对能源电力不断发展的新需求,具有鲜明的专业特色。
1.突出专业特色和行业特色
华北电力大学热能与动力工程专业以为国家能源与电力工业培养热动专业技术人才和管理人才为主要目标,专业建设紧密结合国家经济和社会发展需求,具有鲜明的“热能与动力工程”专业特色和“电力行业”特色。
2.支撑学校的大电力学科体系
近年来,热能与动力工程专业针对国家能源结构调整和节能减排工作所形成的新的人才需求,调整和优化了专业方向的设置,从热能与动力工程专业孵化出来的风能与动力工程、核科学与核技术等专业成为华北电力大学大电力学科体系的重要组成部分,进一步提升学校服务于我国能源电力发展的能力和水平。
3.理论与实践教学体系完备,特色鲜明
从复合型人才培养角度出发,建立了以能力培养为主线,分层次、多模块相互衔接的理论与实验教学体系,课程设置实现了系列化、层次化、模块化、厚基础、宽口径,增加学生学习的选择性、自主性,体现“重实践、强能力”的人才培养特色。
4.探索创新人才培养的新模式
积极进行人才培养模式、课程体系、教学内容和教学方法的改革,通过设立“创新人才培养实验班”,采用校企联合“订单式”人才培养模式,为全校本科创新人才培养起到推动和示范作用。
热能与动力工程专业创新人才培养实验班从2007年开始试办,选派优秀博士生导师做班主任,因材施教,2007级实验班学生在大一第二学期末一次性全部顺利通过国家四级英语考试。实践证明创新人才培养实验班是成功的。
关键词:风能与动力工程专业;教学改革;人才培养模式;课程体系设置
作者简介:任永峰(1971-),男,山西怀仁人,内蒙古工业大学电力学院,教授;彭伟(1970-),男,内蒙古赤峰人,内蒙古工业大学电力学院,讲师。(内蒙古 呼和浩特 010080)
基金项目:本文系教育部新世纪优秀人才支持计划(项目编号:NCET-11-1018)、内蒙古工业大学教改项目(项目编号:2011073)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0036-02
风能与动力工程专业是近几年来随着风力发电技术迅速发展而设置的实践性强且有地域特色的新专业。由于该专业涉及电气、机械、自动化、空气动力学等多学科,目前国内开设此专业的高校为数不多,各高校的办学基础和定位也各不相同,不同学校制订的培养方案和教学计划存在差别,需要不断进行探索和实践。本文在综合分析国内几所设置本专业兄弟院校相关材料的基础上,对风能与动力工程专业人才培养模式与课程体系设置进行了细致深入的分析研究,提出适用于内蒙古工业大学风能与动力工程专业的人才培养模式与课程体系设置方案。
一、国内外风电产业发展现状及人才需求
风能作为一种清洁、永不枯竭、环境友好的可替代能源,风能资源开发利用的综合社会效益较高。风力发电是目前新能源发电技术中技术最成熟、开发规模最大、商业化发展最好的发电方式,随着化石能源的日益短缺,发展风电越来越受到各国的重视,风电已成为电力系统增长最快的绿色能源和全球发展最快的可再生能源。
截止到2011年底,已有100多个国家开始发展风电,累计装机超过1GW的国家有20个,有五个国家累计装机容量超过了10GW,4个国家超过了5GW,中国和美国均超过40GW。2011年总装机容量与新增装机容量前十位国家见表1。
中国风电装机容量从2006至2009年连续4年翻倍成长后,2010年底我国风电首次超过美国,跃居世界第一,新增装机容量为1600万千瓦,累计装机容量达到4473万千瓦。到2011年新增装机容量分别为1800万千瓦,累计装机容量达到6273万千瓦。预计从2012年开始风电发发展速度进入稳定增长期。表2是中国历年新增装机以及累计装机容量表。
随着风电产业的快速发展,我国培养出一批世界级的风电设备制造企业,在世界风电设备企业十强中我国的华锐风电、金风科技、东方电气三家企业名列其中。虽然中国风电从产业规模到市场规模都居于世界前列,但是风力发电产业技术创新和人才匮乏依然是长期制约我国风电产业发展、核心竞争力的关键,风电从业人员中掌握装备制造、变频器开发、控制理论应用、风能资源评估、风电场规划、标准体系检测认证等风电领域核心技术的人才匮乏,掌握风电装备系统设计、集成技术、控制系统研发和设计的专业技术人才不是短时间能够解决的。我国风电人才的培育和储备也远远不能适应风电商业快速发展的要求。如何应对我国风能产业从初期发展到实现自主创新和消化吸收引进技术,这对风能行业人才培养方式和高等教育衔接提出了更高的要求。
二、风能与动力工程专业人才培养现状
由于风电产业的飞速发展,高等学校的专业设置显得相对滞后,导致风电相关技术人才匮乏,同时这方面的专业教育资源和专业的高级人才也相当缺乏。风电产业的可持续发展、风电领域核心技术的突破很大程度上依赖我国风电本科人才培养。伴随着产业规模的日益扩大、风力机组单机容量的进一步增加以及风电科技的快速发展,人才短缺的问题日益凸显。
风电本科教育始于2006年,教育部相继批准华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、兰州理工大学、内蒙古工业大学、东北电力大学和沈阳工业大学等少数高等院校开办“风能与动力工程”本科专业。国内设置风能与动力工程专业的院校,如兰州理工大学主要依托能源与动力工程学院,华北电力大学主要依托可再生能源学院,沈阳工业大学主要依托新能源工程学院,培养计划偏重于动力机械;专业设置侧重于风力发电的只有河海大学,由原电气工程学院与水利水电工程学院部分学科专业调整合并组建了能源与电气学院,并设置了新能源系,但是也成立于2009年,其人才培养和课程体系也属于摸索阶段。目前,设置本专业的高校因发展基础和办学定位等方面的差别,所制定的培养方案也存在一定差别和侧重,对于风电这个新兴产业对人才的需求及风电人才培养缺乏系统的、深入的研究。
师资短缺是新办专业普遍面临的问题,之前没有这方面的人才储备,也缺乏这方面的专业教育资源,现有的少数高级人才相对集中在一些科研单位。教师除部分从事过与新专业相关科研项目的骨干教师外,一般都对新专业课程体系缺乏总体掌握,在转行教师中常出现的问题是教学内容组织缺乏面向新专业的针对性。对于骨干教师应注意的问题是科研成果向教学中的转化问题,将风能最新技术进展融入到课堂教学中。
结合我国风电行业发展的现状和趋势,从人才现实需求和高等教育衔接的角度立足于内蒙古的资源优势、地域特色及毕业去向,构建以风能与动力工程专业为核心,形成创新型、实践型为主的风电人才培养体系,不求规模的最大化,但求优势和特色的互补。在横向对比其他院校风能与动力工程专业人才培养的基础上构建创新人才培养体系,将培养创新能力和工程实践能力视为风能与动力工程专业的主要人才培养模式,同时培养学生具备到边远艰苦地区工作的身体素质和意志品质。
三、风能与动力工程专业课程体系设置规划
风力发电系统是一个综合电机制造、空气动力学、电力电子、电力系统、先进控制理论等多学科知识的高度交叉的新技术系统工程,现有风能与动力工程专业的教材缺乏系统性、实用性和时效性,同时复合型师资和教育资源有所欠缺,各学科交叉联合攻关研究的学术氛围不浓。在调研其他院校风能与动力工程专业课程体系的基础上,本着学以致用的思想,立足内蒙古风电大发展的现实,面向风电制造企业和风电场,秉承服务社会的理念,优化整合教学资源,既要保证理论知识的掌握又要提升学生实际动手能力,构建科学合理、特色鲜明的以风力发电为主体专业课程体系。
在完善风电人才教育体系的基础上构建了内蒙古工业大学风能与动力工程专业选课指导,如图1所示。
课程体系设置以综合素质教育为核心,实践能力和创新精神培养为重点,要求学生具备较宽广的电气学科工程技术基础和风能与动力工程领域专业知识,接受风能开发利用技术的基本科研和工程训练,具有分析和解决风能利用方面问题的基本能力,能把握电机电器、电力系统、电力电子、自动控制与风力机械和风电场的有机结合,强化多学科交叉融合与实际工程应用能力的紧密联系。其专业主干课程主要包括:工程力学、机械制图、电路原理、电子技术基础、电力电子技术、自动控制理论、电机学、电力拖动自动控制系统、风力机空气动力学、风资源测量与评估、风电机组控制技术、风电场电气工程、风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、太阳能发电技术、可再生能源。
风能与动力工程专业作为一个工科专业,要求很强的实践性,需要配备良好的实验环境和实践基地。由于开办时间短、缺少相关的教学实验设备,加之风电机组的安装条件等因素,高校虽然拥有良好的育人环境,但是教学资源和实践基地的缺失已经严重制约了风电人才的培养。目前国内只有少数单位开发了演示性风电实验装置。为弥补实验设备不足的问题,可以采用建立校企产学研合作的方式,充分利用地区优势,与内蒙古范围内的风力发电企业建立实习基地。
目前我国正式出版的风能技术书籍不少,但其中能直接用于本科教学的书籍较少。主要是由于这些书籍集中于以下三类:第一类为技术培训类教材,理论性和知识的系统性不足;第二类为理论性专著,偏重理论性,有深度,很多内容源自作者的学位论文或技术报告,部分章节的难度远超本科生的理解能力;第三类是各国风电行业标准和操作规程,可作为教学辅助用书,但同样不适于课堂教学。由于以上问题,内蒙古工业大学在没有进行专业师资培训的前提下,教师们通过自身科研和刻苦自学克服了很多实际困难,采取自编校内讲义和其他近似参考教材相结合的方式开出了风能与动力工程专业所有大纲要求的专业课程,如风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、无功补偿技术等专业课程,计划在经过两到三届的试用和修改补充后正式出版一些教材。
四、结语
我国风力发电在大规模非水可再生能源发电中的先行地位已经明确。为适应我国风能产业的快速发展对相关技术人员的迫切需求,在本科阶段设立风能与动力工程专业、培养从事风电事业的技术人才是十分必要和及时的。通过分析我国风能产业对专业人才知识技能结构的需求,规划一套可行的人才培养模式和专业课程体系方案将对这个新型专业的建设和发展起到积极的促进作用,也将对风电产业持续、快速的发展起到一定的推动作用。
参考文献:
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关键词:卓越计划;能源与动力工程专业;培养方案改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)48-0124-02
一、背景
为建设创新型国家、增强国家的核心竞争力和综合国力,教育部于2010年6月正式启动“卓越工程师教育培养方案”(简称“卓越计划”),以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量国际化工程技术人才[1]。被誉为“工程师的摇篮”的哈尔滨工业大学成为首批61所“卓越计划”试点实施高校之一。2011年,热能动力工程等21个工科专业成为“卓越计划”试点专业。为实现建设与哈尔滨工业大学发展相适应的大学校区的奋斗目标,保持与校本部一致的人才培养模式,威海校区于2015年正式启动“卓越工程师培养方案”工作。
哈尔滨工业大学(威海)热能与动力工程专业原为内燃机专业,创建于1988年,由哈尔滨工业大学与中国第一汽车集团公司联合办学,旨在按产学研相结合的模式培养汽车工业领域高级人才。2015年更名为能源与动力工程专业,是目前威海校区的特色专业和主导专业之一。在“卓越计划”的背景下,如何继续发挥该专业的特色和优势,培养新型卓越工程人才,培养方案的改革是非常值得探索与实践的。
哈尔滨工业大学(威海)能源与动力专业主要致力于内燃机的设计及制造、传统能源的利用及新能源的开发,是一门工程性较强的专业,学生主要的就业方向为汽车制造厂、发电厂、内燃机厂、锅炉厂、大型机械厂等。据专业近5年的就业统计数据显示:本科生毕业后进入汽车企业及电力企业从事产品制造及工程设计等工作的比例约为60%,从事本专业科研工作的比例仅为8%。由此可见,目前社会能够提供的科研工作岗位非常有限,从而造成了人才培养与社会需求的严重脱节。为了加快推进“卓越计划”的进展,培养新型合格工程技术人才,能动专业培养方案的改革已迫在眉睫。
二、培养目标
本着“卓越计划”的“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,同时遵照哈尔滨工业大学“卓越工程师培养方案”的基本思路:弘扬传统、与时俱进,科研支撑、校企联合,强化实践、突出特色,面向世界、培育英才。威海校区能源与动力工程专业结合专业特点,以“夯实基础,突出特色,注重能力”为基本原则,强化工程意识、工程素质、工程实践能力、自我获取知识的能力、创新能力及组织管理能力,培养具备动力机械及系统研发技能和应用技术,能在工业、国防等领域从事动力机械及工程研发、新能源开发利用、系统优化设计、应用管理等工作的高级工程技术人才。
三、培养模式
1.“3+1”嵌入式校企联合培养。在“卓越计划”的宏观指导下,能源与动力工程专业结合目前的实际情况,采取“3+1”嵌入式校企联合培养模式,不是孤立的3年校内学习和1年企业实践,而是逐步融合、相互交叉的校企嵌入式联合培养。前3学年,培养方案将传统的双学期制改为三学期制,每学年的最后4~5周为小学期。小学期主要安排卓越专项选修课程、企业认知实习、制造工艺课程设计、生产实习等实践教学环节,通过总量控制,最终实现校内学习累计3年,校外实践累计1年。这种多形式、多层次的嵌入式实践环节,能够循序渐进地增加学生对专业的感性认识,体验和感知本专业对知识、能力、素质方面的要求。
在整个实践环节中,企业学习阶段是核心和关键的部分。在此,学生主要完成以下三方面的任务:一是生产实习,实习岗位主要在企业的培训部门和生产车间,了解并分析实习单位主要产品的开发方法和生产流程。二是综合设计,在生产车间和产品开发部门进行内燃机或锅炉制造工艺设计及相关课程设计。三是毕业设计,根据企业的具体设计、改造、开发、攻关等任务,学生参与其中,选择某一子任务为毕业设计题目,严格坚持“一人一题”的原则,实现“真题真做”,且同一选题五年内不得重复使用。毕业设计要求由校企双方共同负责进行过程管理和考核,包括立项、中期检查、结题和毕业答辩,所有考核环节均在企业中进行,并由校企双方共同组成考核小组和答辩委员会。
2.双导师制。“双导师制”是“卓越计划”得以顺利进行的重要保障。优先聘请具有企业工作经历的教师担任专业课的主讲教师,同时从企业聘请兼职教师来校任教。大中型企业的工程师具有丰富的工程经历,并掌握较先进的工程技术,是补充“卓越工程师”培养教师队伍的主要资源。本专业长期以来一直与国内知名企业进行长期的科研和教学合作,其中包括第一汽车集团公司、沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司、山东潍柴动力股份有限公司、威海华能电厂、上海锅炉厂等企业,目前已聘请3名具有教学经验的高级工程师补充“卓越工程师”教师队伍,担任相关专业课的教学任务。同时,加大专业教师企业培训强度,根据课程设置和学科发展规划,有计划指派具有硕士以上学位的年轻教师到企业带薪工作,直接参与企业的科研、生产和管理活动。
四、课程体系
课程体系的改革与重组是落实“卓越计划”各项改革和创新的基本点。根据能动专业的工程师培养要求,改革传统的、陈旧的教学内容,增加新兴科学技术和工程应用知识,建立适应卓越工程师培养的知识体系,为此增加了卓越专项选修课程,融合学科基础课程,减少专业基础课数量,增设专业选修课。具体课程学分、学时学分分配见表1。
五、评价考核
考核评价体系的缺乏和不科学会使卓越工程师培养质量难有科学标准和保障,会导致人才培养质量的参差不齐[2]。因此,考核与评价机制的建立必须以学生实践能力评价为主体,注重对学生的工程能力、组织能力、团队合作能力、人际交往能力、国际视野等方面的达成度的评价,这需要学校、企业及社会多方面共同参与完成。
实践环节的评价是考核评价体系的重中之重。实践环节总成绩由四部分组成:生产实习、工艺设计、专业课程设计和毕业设计,各部分的成绩由学校和企业指导教师的综合评价。企业指导教师对学生的综合评价由企业指导教师组织企业技术人员对学生在企业实践培养期间的平时工作表现、工作能力、解决生产实际问题的能力,该项成绩占各部分成绩的30%;报告(包括图纸、毕业论文)占各部分的40%;答辩成绩(答辩委员会由校企联合组成)占30%。最终实践总成绩按百分制计。
六、结语
为培养符合“卓越计划”要求的合格工程技术人才,本文针对哈尔滨工业大学(威海)能源与动力工程专业的培养方案提出了一些改革措施和探索。实际上,培养计划的改革是一个循序渐进的过程,需要学校、企业和社会的共同努力才能完成。目前,由于该专业“卓越计划”刚开始实施,还需要在实践中逐步探索、检验并完善。
参考文献:
[关键词]能源与动力工程;教学模式;工程热力学;传热学
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)01-0052-03
伴随着人类社会对可持续发展日益加强的关注,能源与环境的矛盾成为每个国家的核心关注点,其迫切要求中国的能源动力工程高等教育建立与国家经济发展相适应的工程教育体系与结构,提高能源动力工程技术人才的培养质量。
中国能源动力类专业形成于20世纪50年代,初期为满足动力、发电应用等国民生计的迫切需求,而成立了锅炉、汽轮机、内燃机等专业,后续随国家需求而成立了制冷、核电等专业。国内高校设立工程热物理专业的高峰期为20世纪七八十年代,其后专业发展迅速。2012年,教育部颁布实施了《普通高等学校本科专业目录(第四版)》,能源动力类二级学科门类下列的专业仅为能源与动力工程专业,使得本专业本科成为一个“大能源”范畴内的专业。这种专业上的调整体现了一种需求的调整,在面向全球化的能源发展与挑战时,具备更加广阔视野、全面知识体系的人才更加符合社会需求。邱洁对这种调整对能源与动力工程专业课程体系的影响进行了简要论述,并总结了相关挑战与机遇。
一、专业现状概述
(一)专业内涵的拓展
原有的热能与动力工程专业关注热能与动力的转化及效率问题,核心关注热量这种能源形式。随着可再生能源及新的能源利用形式的迅猛发展,专业内涵愈发深厚。各种能源形式彼此的转换及过程中伴生的能质交换规律等都成为本专业覆盖范围,这对于原有的学科体系产生了一定的影响。故专业内涵的拓展迫切要求学科进行相应的调整,在培养计划方面进行适当更新。
(二)培养目标的调整
近年来,随着可再生能源、能源与环境等主题的发展,对相关新兴领域人才的需求日益加大。社会作为人才的接收市场,对急需人才的类型释放了大量信号。然而,作为人才输送主力的高校,往往并没有及时对培养方案做出适当调整,课程更新方面也相对较慢。事实上,在课程数和学时有限的条件下,在各高校学科内特色研究方向和优势方向沿袭下,相关调整的余地很小。
(三)差异化需求的影响
传统教学模式在面对日渐差异化的学生需求时,不能“丰盈”学生的个性化发展。事实上,随着高等教育进程的不断推进,个性化教育的呼声渐起。重视人才发展的差异性,探索个性化教育理论与实践,在很多高校的人才培养模式改革文件中有所体现。具体到能源与动力工程这个“大能源”专业,有些学生倾向于传统专业好就业,有些学生倾向于新型产业想创业,有些学生格外看重前沿科研想出国、考研,这一方面来源于个人认识和喜好,另一方面也来源于自身经济等不同方面的压力。这种差异化的需求在现阶段传统培养模式下,很难被满足。这不仅是课程设置方面存在局限,在课堂教学、实验和实践等方面也同样存在很多局限。
二、本专业学生存在的问题
(一) 本科生对本专业背景了解不深
其表现为学生不知道专业与国计民生有何关系,故无法在其中定位自己。没有定位,便没有思想原点,不知从何出发开展职业规划、人生规划,故往往感到茫然,无所适从。
(二) 本科生对个人发展路径了解不深
其表现为学生不知道本科所学有什么具体应用,个体的学习如何与群体、行业、社会和国家的发展相关联,想认真发力却不知道如何操作、朝哪里发力,缺乏方法的引导。在被动学习模式下积累的经验,在本科主动学习的情境下不能很好适应,往往造成心理困境。
(三) 本科生对国内外科技发展态势了解不深
其表现为学生无法将自己对未知的探索与国内外快速发展的科技态势相关联。在面对能源与动力工程这种涵盖学科多、支撑面广、国内外发展快速的专业时,一方面渴望求知,另一方面又被繁杂的关系牵扯,造成精力分散,无法突破。
(四) 本科生参与竞争的意愿不大、程度不深
尽管目前在能源领域,国内外针对本科生的科研竞赛纷纷设立及开展,但仍无法发动所有学生参与,造成部分积极的学生参与多个项目,而大多数学生只局限于自己生活的小圈子,缺乏参与竞争的意愿和动力。
三、教学模式的创新实践
(一)“熔炼互激”教学模式
针对上述问题,近年来,天津大学能源与动力工程专业教学团队通过反复实践与研讨总结,以激发学生学习与创新热情为出发点,提出了“熔炼互激”这一新的教育模式。
【关键词】 新能源;装备制造;卓越工程师;人才培养模式
一、实验区基本情况
新能源装备制造业卓越工程师人才培养模式创新实验区依托机电工程学院,以能源与动力工程和机械设计制造及其自动化的校级重点专业为基础,以“贴近市场、服务社会、自主发展、开放办学”为理念,通过校企共建,形成 “校企合作,产学研结合、资源共享,互惠双赢”的人才培养特色。
在校企合作办学基础上,运用“三三六”校企合作人才培养模式,积极探索办学结合行业需求、教学资源结合行业资源、学校培养结合企业培养的“三结合”,课程设置紧跟生产过程、教学设计紧跟岗位能力、教材选配紧跟任务项目的“三紧跟”,校企双方共同制定专业人才培养方案、共同承担教学任务、共同研发技术项目、共同编写特色教材、共同参与教育教学管理、共同监控教育教学质量的“六共同”。由此构建 “强化专业技能、突出创新能力、提升人文素养”为主要内容的三位一体的校企合作人才培养体系,可保证学生综合素质的不断提高。
二、指导思想
1、教育理念(人才培养模式改革的思路和定位)
按照“厚基础、强实践、求创新、高素养、重责任”的人才培养目标,本实验区的建设是以培养适应新能源装备制造业发展的 “创新性应用型人才”,注重德育教育与专业教育协调发展,理论教学与实践教学优化结合,丰富以学生科技活动项目为主体的课外实践教学手段,强化与企业产学研密切结合的实践教学环节,提高学生实际工程应用能力,办学目标突出应用型、服务面向彰显区域性、人才培养强化创新性、企业行业合作注重务实性。
2、实验区人才培养模式改革思路
树立创新教育教学思想,强化定位意识、区域意识、共建意识、素质意识、职业意识五种意识。建设培养新能源装备制造业卓越工程师的特色专业群,以能源与动力工程专业(新能源装备和环保机械等为方向)牵头的能源动力类、机械类、自动化类相结合的专业群。
不断深化创新性应用型人才培养模式改革。依托科技服务平台,进一步完善“学程分段、方向分流、培养分类”的人才培养思路,构建符合建立现代产业体系的专业方向平台课程体系。实践并完善“三结合”校企合作办学模式 “三紧跟”校企合作教学模式、“六共同”校企合作办学管理运行模式,将其作为培养创新性应用型人才的基本途径,为培养基础扎实、吃苦耐劳、适应能力强的具备工程师素质的创新应用型人才创造良好条件。
三、培养方案
1、确定培养目标
(1)综合培养目标。培养“厚基础、强实践、求创新、高素养、重责任”的适应地方特色经济社会发展的新能源装备制造业卓越工程师。
(2)业务培养目标。新能源装备制造卓越工程师人才要求掌握能源、动力及其自动化相关领域的基础理论和基本知识,经过能源动力工程师的基本训练和实践, 并具有创新精神,为我国建设创新型国家提供坚实的人才支撑和智力保障。毕业生应获得以下几方面的知识和能力。
(3)卓越工程师培养专业标准。专业培养标准是在国家通用标准的指导下,按照行业专业标准的基本要求,结合各高校能源动力类专业特色、办学理念、人才培养定位以及制定的能源动力类专业的卓越工程师专业培养标准。
2、方案理念
新能源装备制造卓越工程师人才培养创新实验区创新性应用型人才培养方案,根据社会经济的发展,结合机电工程学院教学、科研和地方新能源产业的特点,在总结近年来教学改革与实践的基础上,通过与企业的产学研密切结合,与企业共同设计如:创新教育理念,突出办学特色;注重学科交叉,构建特色课程;校企密切结合,强化实践能力;建设教学团队,倡导双师教育;有效整合资源,形成科学机制;创新管理体制,完善运行机制。
(1)通过健全规章制度,完善网络化教学管理系统。以知识性、科学性、趣味性、综合性、创新性的实验和训练内容吸引学生。引导学生自主实践和创新,提高学生知识综合应用能力、系统设计与创新能力、组织协调与合作能力。
(2)加强实验区与企业产学研的密切结合及教学科研良性互动。成立有“新能源研发中心”;与太阳能、光伏的相关企业进行合作,建立实习基地;校企共建太阳能热利用、新能源中央空调等实验室。
(3)重视学校实验区的建设。随着国家“质量工程”的进一步开展,学校加大对教学研究的投入,增加机电工程学院的教研经费,为实验区建设的高标准、高水平和高质量提供了保障。
四、校企合作
1、培养计划
卓越工程师的企业培养安排在合作单位进行,为期1年(第四学年)。学生在企业培养期间主要完成认识实习、课程实践、专业见习毕业设计(论文)和毕业实习5项任务,企业培养主要聘请合作单位的工程技术人员承担指导工作,学校教师协助管理,共同保障教学质量。具体安排如下企业阶段培养计划表所示:
培养
环节 职能部门 培养时间 主要内容 责任单位 学期安排
认识
实习 生产部 2天 1. 了解太阳能产业现状
2.了解生产过程,熟悉生产工艺及生产组织;
3.实地了解设计、测试、试验流程; 企业
学校
学生 第一学期
技术研发部 2天
听取讲座 1天