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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:热电厂;热能动力工程;性能;合理运用
【分类号】TM621
随着我国城市化进程的不断加快,能源紧缺情况越来越严重,为了缓解紧张局势,热电厂应运而生。热电厂和传统的电厂相比较更具有优势,主要是因为其中的热能动力工程可以将热量和电能区分开来,但在实际应用的过程中,热电厂中存在的问题也日益突出,如何解决其中存在的问题,合理的应用热电厂热能动力工程中的性能已经成为当前人们关注的焦点。
一、热电厂热能动力工程性能运用中存在的问题
(一)损耗湿汽的原因
热电厂热能动力工程性能在应用的过程中,会损耗湿气,产生此种情况的主要原因有以下几点:第一,当湿润的气体能够产生膨胀之后,若是气温低于正常温度,气体就会产生液化,进而变成水,这样就会导致性能应用不成功;第二,液态水流动的速度和正常的气流速度相比是较小的,所以会产生动能损耗;第三,当液态水和管壁接触之后,水会被消耗,而且性能运行所做的功是没有用处的,这样就会使得叶轮做功被消减[1];第四,当水蒸气和比较冷的空气相接触的时候,汽量会逐渐变少,而且叶轮的边沿还会受到损害。
(二)防止湿汽损耗的要点
相关人员针对湿汽损耗进行了深入地研究,找出了几点防止要点,具体有以下几点:第一,对使用中的热能进行二次利用;第二,在进行喷灌选择的时候,应该选择含有对液态水进行收集功能的喷灌设备;第三,采取有效的措施提高抗腐蚀的能力;第四,注重各部件之间的[2]。
(三)各级间变工况的变化要点
在各级变工况进行变化的时候,相关人员应该对其临界点进行计算,在计算的过程中,应该联系实际情况,对不同临界值状态下变工况的变化情况进行深入地分析。若是变工况的变化和临界值不吻合,就应该改变计算比例,从而确保计算和实际情况。
二、热电厂热能动力工程性能的合理运用
(一)对各类工况进行调和
热能动力工程性能在运行的过程中,应该对不同的工况进行调和,对工况产生的变化进行及时掌握。处于并网运行态势下的机组,若是其外部衔接的电网更换频率较高,那么机组就会采用自身所具有的差异动态,对负荷进行适当的增加或者是减少,从而确保电网周波可以保持在平衡状态下。这样完整的改变,可以被当做是跳频[3]。机组运行中产生的跳频,对调解速率的要求比较高。但是,已经设置好的调整量会和实际情况产生差异,当此种情况发生之后,调控的难度就会增加。
当电力系统中已有的负荷增加的时候,若是采用一次调频(如图一),那么频率的状态想要恢复正常就会非常的困难。当此情况出现之后,工作人员应该进行二次调频,这样就可以将其恢复正常。就一般情况进行分析后可以发现,二次调频可以是手动进行的,也可以是智能进行的,不同途径的调和更适用。
(二)缩减调压的损耗
调节机组之间的压差、运行中产生的负荷,都能够增加适应特性,提高可靠性。还有一部分的负荷在特殊的状态下可以提高经济效益。此种性能的提升,可以为热能动力工程的调节明确思路。但是,不同的调节途径中也存在着一定的问题,比如说,在对高负荷特性的区段进行调解的时候,若是采用滑动态势调节方法,就会损耗大量的成本。在调节中产生的损失,就是热能动力工程性能在运行中产生的损耗[4]。这些损失的产生并不是因为人为故障,还有多种因素的影响,所以想要缩减调压的损耗,就应该坚持不懈的研究新技术,开发新产品,只有从能量上减少损耗,才能提高其先进性。
(三)对重热进行有序的运用
在热能动力范畴中,重热现象的出现是不可避免的,是多层级的汽轮机,较小部分以内的热能损耗。此种重热,在进行后续运转的过程中,还可以进行再次利用。已经拟定好的重热系数,是在与最好的状态进行对比后确定的,理想状态下的焓降,其余留出的部分,就是此种类型的比值。
对重热进行充分地利用,可以提高原有的平均效率,但在应用的过程中,需要注意的是,对重热进行利用只能将一部分的损耗进行回收,对其预设的系数变更应该在0.05以内,要知道,重热的系数越大就越有利。鉴于此种情况,相关人员应该将热能动力工程中的重热进行有效的利用,在利用中应结合实际情况,找出最优的比值,只有这样才能保证机组的正常运行[5]。
(四)应用节流调节
在热电厂架构中的节流调节,并不具备调节级。在已经确定好的层级中,应该对进汽进行完整的确定,如果在这一过程中工况出现变化,各层级已经预设好的初始温度已经随之而发生改变。初始温度只有在负荷符合规定的情况下才适用,而且初始温度对于不同规模架构中的容量机组也是相适应的。
在实际运行的过程中,相关人员应该对各层级之间所产生的比焓降以及压差进行对比。然后在此基础上对各个零配件所承受的压力情况以及状态进行分析,正处于运转态势下的汽轮机,还应对其预设的流通是不是符合规定进行检查,当掌握具体流量和压力的时候,可以计算出变更的面积[6]。
结束语:
综上所述,在我国城市化进程不断加快的过程中,我国对能源的需求量越来越大,能源紧缺问题越来越严重,为了改善此种情况,相关研究人员应该对能源技术进行深入地研究,并对热电厂热能动力工程性能的运用进行不断的探索,找出其中存在的问题,提出有效的解决对策,从而缓解能源紧缺局势,为我国的快速发展奠定良好的基础。
参考文献:
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关键词:课程群;能源动力类专业;课程建设;卓越工程师计划
中图分类号:G642.3 ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ; ; ; ;文章编号:1007-0079(2014)17-0079-03
近年来,关于高校课程建设与改革的话题受到持续关注,因为“课程”是大学整个教学活动的基础和核心,同时高校的课程建设也是一个相当复杂的系统工程,如课程内容的选择与界定、课程之间的合理组合等,都会直接受到培养目标、教育目的、教育观以及认识论等因素制约。此外,高校课程的结构是否合理、教学内容是否适当,反过来又会影响到高校人才培养质量和水平的高低。“课程群”的概念正是在这样的背景下被提出来的,它既是世界范围内科学和教育的发展之需,也是我国高等教育改革的现实要求。
一、课程群及课程群建设的发展现状
关于“课程群”是什么,教育界有着不同的看法,概括起来主要有四种。第一种认为“课程群”是由在内容上紧密相承、相互渗透、互补性较强的几门同系列课程组合而成的有机整体,各自配有相应的课程大纲,并按照大课程框架组织课程建设,以获得课程体系的整体优化,是具有学科优势的课程。第二种认为“课程群”是某一学科内多门课程的集合,通过学科来划分群与群间的界限。第三种认为“课程群”是指多门彼此互相独立但是又密切联系的课程,课程群建设的目的是为使各门课程能协调发展、齐头并进,追求整体效益,以达到最佳的效果。第四种认为“课程群”是由承担不同的任务,在课程内容上各有不同特点,但为完成同一个教育目标而形成的多个子课程组成的有机系统。
目前,一般高校倾向于第一种观点,因为它首先是将“课程群”看成是相互联系,相互渗透的有机整体,其次认为“课程群”是一个具有整体优化效果并且有一定学科优势的课程群体。总体来说,“课程群”是本学科或与之相近的学科的几门联系紧密的课程间进行有机的整合,以达到预定的教学目标和适应社会发展的需要为标准,建设出的使整体效果最大化的课程群体,是一种与单门课程相对应的课程建设方式。因此,“课程群建设”实际上就是根据高校人才培养目标及培养模式的要求,研究分析课程与课程体系间在逻辑和结构上的相互关系,通过破除课程间的壁垒,优化整个课程体系,进一步融合和更新教学内容、教学方法等的过程。随着高校专业课课程门类与学时数的压缩,“课程群”的建设显得尤为必要,它顺应了网络时代教育和人才培养的发展趋势。
“课程群建设”是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发思路,其基本思想是把内容联系紧密、内在逻辑性强、属同―个培养能力范畴的同一类课程作为―个课程群组进行建设,打破课程内容原有的归属性,从学生培养目标与层次把握课程内容的分配、实施、保障和技能的实现。
我国高校以多门课程组合的方式进行课程建设, 至今已有近二十年的历史。北京理工大学1990年开始,在课程建设中应以教学计划的整体优化为目标的方针指导下,首先提出要注重“课群”(课程群的早期称谓)的研究与建设。随后,一批高校相继开展了一系列虽名称相同或相似但差异较大的课程群建设和改革实践。[1-4]
二、课程群相对于“独立课程”的优势比较分析
相对于“独立式”的课程观,“课程群”在教学设计上独具特色和优势。主要体现在以下三个方面:第一,“课程群建设”与学科建设相结合,充分发挥相关学科建设力量强、基础好的优势,将学科建设与课程群建设有机结合。一些高校还把科研能力强、学术水平高的教师集中到教学一线具体参加课程群的建设工作,以“教学团队”的形式进行攻关,锻炼了高校教师教学和科研的整体协作能力。第二,以系统科学为指导,注重整体效果,将内在联系紧密的相关课程纳入“课程群”中统筹考虑,注重相互间的有机结合与互相促进,达到了整体优化的目的,同时提高了课程建设的效率和效益。第三,区别于过去的“独立式课程”,“课程群”把理论教学与相关实践环节通盘考虑,不仅对理论教学开展系统研究,对实践教学环节也进行了相应的改革,实现了全方位、多途径提高教学效果。[5,6]
三、课程群与课程体系的对比分析
国内有关学者高校课程群及课程体系进行了比较,研究指出:高校课程体系的建设主要是针对课程结构、所占比例、模块设置等进行宏观指导,明确课程的教材、大纲以及教学计划等,虽然能够较好地促进教学质量的提高、达到国家的教育目的、高校的人才培养目标, 对于指导课程建设的原则、方法、目标具有重要意义, 但是难以实现不同学校的办学特色、专业建设与特色课程建设。近些年来实施的重点课程建设主要是针对某一门课程的教学内容、体系结构、教学方法、评价方法等来开展的,体现在对某门课程的“点”――教学大纲、教学计划、内容结构等的建设,有力地保障了课程教学目标的实现,但高校的人才培养目标不是由一门课程就能实现的,各门课程在学生的知识传授、能力培养中只占一小部分。此外,由于每一门课程都强调其系统性和完整性,在教学实践过程中容易产生内容多与课时少的矛盾。
“课程群建设”属于中、宏观层面意义上的课程建设,主要针对某一受教育群体,将相关的课程进行整合,删减其中重复和过时内容,增加提高人才培养素质和提高竞争力的新内容,以提高教学效率及教学质量;通过对原课程群的进一步整合,可产生新的课程群,具有更新的人才培养目标,实现课程建设的规模效益,具有很强的可操作性及实用性。
通过对比分析可知,课程体系建设以整个人才培养计划中的课程体系为对象,其主要工作是调整各课程模块的比例。课程群建设则是以课程群为对象,对课程群内的有关课程教学内容进行有机融合,是对课程的重新设计,并将课程群的宏观设计与课程教学实践有效地结合起来,以提高整体教学效果。[7,8]
四、优秀课程群的建设方法及启示
课程群内相关课程的选择与设置,是当前课程群建设中的关注焦点和建设难点,同时也存在诸多争议。从专业教学角度看,目前课程群主要有两种界定方法:一是“以专业方向划分的专业课程模块组成的课程群”,对于该种模式,国内高校已有相关专业达成了共识,并已在学生专业知识、创新能力及综合素质培养等方面发挥了重要作用;另一种是综合考虑多学科的交叉与融合,培养宽口径人才,即“依托学科组建的课程群”,这种模式有助于增强学科实力,提高学科的建设水平。
对于优秀课程群的建设,方法是关键。建设过程中,要充分发挥课程群的特点与优势,一要注重群内课程内容的整合与新知识的更新。在充分融合孤立课程的内容、挖掘相关学科和领域最新知识的基础上,将相关学科的最新研究成果融入教学和科学研究过程,优化教学资源,注重学生的能力与素质培养。二是要分清群内课程建设的主次。从专业人才培养目标出发,根据专业知识在人才素质培养中的不同要求,可紧密依托专业办学特色和创新人才培养目标,在课程群内以专业主干课程为突破,抓住主要矛盾,分主次进行建设,避免因精力的均分而影响课程群的整体建设效果的提高。三是要充分考虑课程群内课程的关联性及在支撑专业人才培养上的协同作用,应在课程群建设实践中注重群内课程要彼此依托、相互促进、共同提高。这样的课程群组织建设,有利于群内教师间的交流沟通、课程与课程间的交叉融合,可及时反馈教学信息与教学效果,建立起有效的专业教学调控与响应机制,同时也可以通过对课程群规范的过程管理和质量评估,进一步促进群内课程教学质量的共同提高。[9]
五、卓越工程师培养背景下“热能与动力工程”专业的课程建设与发展
截止2010年,我国开设工科专业的本科院校有1003所,占本科院校总数的90%,高等工程教育的本科在校生达371万,研究生47万。[10,11]而目前工科专业毕业生还存在诸多问题,主要有:缺乏工程实践能力和工程创新意识、专业面狭窄、动手能力差、综合素质低下、所学知识陈旧等。[11]提高工科专业人才培养质量,对实现国家走新型工业化道路,建设创新型国家和建设人力资源强国三大战略有着十分重要的意义。
“卓越工程师教育培养计划”是高等教育针对《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》实施的重大改革项目,是提高我国高等工程教育质量、促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的战略举措。传统的课程体系、教学内容和教学环节已经不能适应“卓越计划”对工程人才培养的要求,必须通过重新设计课程体系、更新教学内容和重新组织教学活动来实现卓越工程师的培养。教育部日前的教高[2011]1号《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》文中明确要求:大力改革课程体系和教学形式。依据本校卓越计划培养标准,遵循工程的集成与创新特征,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,重构课程体系和教学内容。
能源动力广泛应用于各行各业,是国民经济的基础产业,也是国家科技发展的重要基础方向之一,关系到国家的根本利益和经济社会的健康持续发展。
我国能源动力类的热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。由于受当时的历史条件限制,专业分割很细,形成了以工业产品生产引导高等学校能源动力类专业人才培养目标的基本格局,也在一定程度上适应于我国当时的经济社会发展。随着改革开放及经济社会发展,社会对能源动力类专业人才的培养提出了新的要求。为了适应社会的要求,能源动力类专业历经多次教育部的多次调整,已由原来的几十个小专业,逐步合并为一个大专业热能与动力工程专业。2003年,随着能源动力科学技术的飞速发展和能源动力领域新问题的提出,浙江大学率先将“热能与动力工程专业”改造成“能源与环境系统工程专业”,得到广大青年学子和社会各界的认同;2004年,清华大学将“热能与动力工程专业”改造成“能源动力系统及自动化专业”。国内还有一些高校也陆续地根据专业办学特色,进行了热能与动力工程专业名称的调整。在教育部新颁布的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》中已将能源动力类专业统一整合为能源与动力工程专业。
经过一系列的专业教育改革,本专业的人才培养口径大大拓宽,体现在学生的基本知识面得到拓展,对市场需求的适应性大大加强,就业市场更为广阔。但是因各高校的专业定位、地域分布、历史继承及国家和社会需求等的不同,形成了开设本专业的高校间课程设置、专业重点及特色、培养模式多样化的态势。
由教育部启动的“卓越工程师培养计划”,旨在为我国各行各业培养优秀工程师的后备军。它要求高校转变办学理念、调整人才培养目标定位以及改革人才培养模式等。国内开设了热能与动力工程专业(现能源与动力工程专业)的相关高校,也相继加入热能与动力工程专业的“卓越工程师培养计划”行列。相关高校结合自身专业重点和办学特色,在专业课程建设及课程群建设方面进行了一些有意的探索和实践,主要体现在:面向学生综合素质的培养,开展了“能源清洁利用技术”课程群建设;[12]针对专业方向的培养特点,构建了“热能与动力工程”大专业多方向课程体系;[13]进行了热能与动力工程专业课程设计教学改革的探索与实践;[14]进行了基于精品课程建设为平台的汽轮机系列课程改革与实践;[15]进行了高职高专热能动力装置专业课程体系的改革与创新[16]等工作。这些课程改革与研究实践,尚未涉及到能源动力类专业卓越工程师培养的课程群建设,相关研究需要开展。
六、结论
第一,作为一种新形式的课程建设模式,当前开展的课程群建设不同于单门课程改革以及课程体系建设,既适应高校教学改革和人才培养的要求,也反映了课程教学改革的新趋势。
第二,热能与动力工程专业按照传统的以产品为导向的课程设置和体系建设,不太适合当前卓越工程师培养目标及要求,特别是存在一些课程的教学大纲和教材内容明显老化,课程内容呈现较多重复,导致培养出来的学生存在知识面狭窄、知识内容陈旧、动手及实践能力不强等弊端,制约了能源动力类专业卓越人才的培养。
第三,在已开展的能源动力类专业的课程建设与改革中,尚未在卓越工程师培养视角下组织实施能源与动力工程新专业的专业核心课程群的建设与改革。需要结合新专业的调整以及专业卓越人才培养要求,修订新专业人才培养计划,改革现有课程体系及结构,研究并构建适合新形势下能源动力类专业卓越人才培养要求的课程群。
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一、培养方案的优化与应用型人才培养特色的体现
在2010年新一轮人才培养方案调整前,我们首先在调研全国类同我校开设的热能与动力工程专业及方向的高校教学计划的基础上,根据我们自身专业的办学实践以及国家在西南地区对“热能与动力工程专业”人才的社会需求,结合学校新的本科人才培养计划的调整,对原有的培养方案进行大胆的改革优化,将本科人才4年的培养计划分为五大人才培养模块,即:人格与素养课程群、表达与理解课程群、发展基础课程群、专业与服务课程群、研讨与探究课程群,将原来的课程教学计划按照这五大模块进行归类优化,并科学地分配各个模块的学分比例。我校该专业主要侧重于水轮机、水泵设计、制造、水电站机电设备运行维护与管理人才的培养,在人才培养方案中自始至终贯穿水力机械的设计与制造技术为主线,注重水力机械及工程、水利水电动力工程两个专业方向的课程在人才培养中课程的互选与知识的融合,建立水力机械及工程设计制造以及水利水电动力工程设计、运行、维护与管理合二为一的人才培养体系特色,从机组的选型设计、结构设计、生产制造、安装检修、运行维护与管理等各个方面理论联系实际,同时还注重相关专业知识的融合,如水文、地质、水工建筑、施工以及电站监测等。因此,毕业的学生主要集中在水轮机、水泵设计制造企业、水电工程设计院、工程局、各大中小型水电站。在课程内容设置上,着重强化两个专业方向的理论教学与实践教学的相辅相成、相互渗透,进一步突出对专业知识综合运用的能力、系统工程设计的能力、创新能力与工程实践能力的培养。其中,理论教学环节的五个课程群中分别设置了必修、选修课,在专业与服务课程群中又分别设置了核心课程以及各专业方向的选修课程,两个专业方向上的可相互替换课程供学生选择,能较好地满足学生个性的培养。
二、专业实践性教学环节改革实践与应用型人才培养特色的体现
国家级特色专业“热能与动力工程”的主要专业性实践教学环节有:专业认识实习、专业课程的实验、专业课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等,专业实践性教学环节主要是充分利用该专业较好的校内实验室条件和校外实习基地,在实践性教学环节内容和实践教学模式方面进行如下大胆的优化改革与实践。
1.充分利用校内资源,建设专业校内实习基地,全天候向学生开放。该专业的学科基础好,该专业所在的学科是四川省重点学科,该专业的实验室始建于1974年的学校水力机械实验室。历经三十余年的发展和历史积淀,经过几代人的艰苦创业和辛勤工作,创立了今天实验室建设与发展的坚实基础,该专业的水力机械实验室依托于教育部与四川省共建的流体动力机械实验室、流体机械及工程四川省重点实验室、流体机械四川省高校重点实验室、四川省水电工程示范中心、学院实验中心等,拥有较好的教学科研条件,装备有大型流体机械试验台、B级泵阀试验台、多相流动试验台、三维PIV测试系统、三维激光多普勒测速及粒子动态分析仪系统、三维热线/热膜风速计、高速摄影机、频谱分析仪系统、水利水电工程仿真系统、智能建筑仿真系统、流体机械虚拟产品开发平台、Fluent流动计算分析软件等国内外先进水平的教学和科研设备,本专业的学生可全天候到实验室开展现场参观教学、专业课程实验、专业课程的设计、毕业设计。专业实验室为学生的校内实习、实践提供了有力的保障。
2.充分利用校外资源,建设专业校外实习基地群,并聘请校外兼职教师指导生产、毕业实习和毕业设计。该专业充分利用办学历史较长、有较好的校友资源的优势,在校外建立了二十余个专业实习基地群,并在实习基地聘请了一批实践经验丰富、理论水平较高的本专业的老大哥或老大姐。如在重庆水轮机厂我们聘请的邱江维副总、高工,宜宾富源水电设备制造有限公司的赵爱民副总、高工,东电集团东风电机股份有限公司的胡江鸿总经理、高工,东电集团东方电机股份有限公司的石清华副总、教授级高工、四川华电瓦屋山水电开发有限公司的赵勇副总、厂长等等,有了他们的帮助与指导较好地解决了该专业两个方向的生产、毕业实习和毕业设计。
3.探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。由于实习基地单位的生产任务普遍较重,很多实习单位均把接待实习变成了一定形式上的参观学习,根本不让学生在现场动手。于是,我们利用聘请校外实习指导教师的办法,在实习基地聘请具有专业技术特长的专家、具有丰富管理经验的领导作为学生生产、毕业实习、毕业设计的指导教师,成功探索将“生产、毕业实习”转变成“生产、毕业实践”的实习模式。同时,校内指导教师和校外指导教师相互密切配合,有效提升了校外现场实践性教学环节的质量。如我们在实习现场进行水泵(叶轮)的木模制作工艺教学时,就邀请企业具有丰富木模制作经验的工人师傅为指导教师,现场给同学们进行制作讲解,同学们再自己动手现场制作,通过这一学习过程,不仅同学们掌握了有些书本上根本找不到的技能,而且锻炼了同学们的实际动手能力。在水电站的实习中,如果没有校外指导教师的现场指导,光有校内指导教师,同学们根本就不可能完成水电站机组的开停机操作,以及日常维护检修跟班操作等实习项目。
4.积极倡导学生参与到教师的科研项目中,教师将科研项目引入到学生的毕业设计题目中。在热能与动力工程专业的学生中,已基本形成了一股好的学风,同学们积极与专业课程教师联系,积极参与到教师们的科研课题组中去,教师们也非常愿意本科生同学参与研究工作。如同学们参与宋文武老师的红岩子水电站协联关系曲线的现场测试工作项目,参与符杰、曾永忠老师的水轮机水泵CFD分析计算等课题,近年来学生毕业设计的题目中,教师的科研真实题目多了,结合毕业生就业需求课题的题目也多了。
5.积极鼓励本科生与本学科专业的研究生共同学习。学院为每一位本专业的研究生配有研究学习室,这些研究室均是开放的,同时也对本专业的本科生开放,本科生可以进研究室与研究生一道共同学习。我们还为西华大学西华学院的热能与动力工程专业的学生在研究室提供学习的地方,直接参与到研究生的科研项目研究中去,共同学习与讨论。
关键词 能源与动力工程专业;实践能力;在线学习
中图分类号:G642.44 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)03-0159-02
1 引言
本科工程教育作为高等教育体系的一部分,为推动我国经济建设快速发展和社会进步培养一大批高素质人才。随着我国高等素质教育发展、经济结构不断调整以及科学技术的发展,工程科技人才的就业形势发生巨大转变,传统的人才培养模式和人才培养结构难以适应社会发展对专业人才的需求。在新的历史环境中,必须对我国工程教育进行改革,这样才能适应社会的发展需求。传统的人才培养模式下,学生的实践能力、可持续发展能力以及跨学科解决实际问题的能力明显不足。实践教学是工程教学的有机组成部分,但是在传统教学过程中,实践教学并没有引起应有的关注,构成传统教学中的薄弱环节,成为制约人才培养质量的主要因素之一。在高等院校进行工程教育过程中强化实践教学环节,可以提高学生解决实际问题能力。
2 教学现状分析
在人才培养目标上,加强高校各专业学生的专业实践能力培养是我国现阶段人才培养目标的一个重要改革方向。随着我国素质教育的不断发展以及现代教育技术手段在工程技术教学中的广泛应用,高校教学环境和教学条件得到很大改善,改变着大学生的学习方式,运用信息化教育手段强化学生的学习效果更加受到重视,传统的课堂教学和在线学习等结合更为紧密。但相对而言,教学理念和教学模式、方法与手段都偏重于对知识型人才的培养,对工科高校学生的专业实践能力培养有所忽视。因此,加强学生专业实践能力培养,迫切需要教学环境和教学手段的革新,以发挥新的技术手段对学生专业实践能力培养的支持作用。
学生的实践能力培养一般开始于大学三年级接触专业基础知识阶段。此时学生也逐渐开始专业基础课和专业课的教学,在该阶段开始着手培养与其专业相关的系统的初步认知能力和专业兴趣,主要体现在强化学生的专业学习兴趣,从而也强化其专业理论知识的学习效果。在理论知识与专业实践能力培养方面,目前的信息化教学较为普及,在线学习具有教学资源多样化、集成度高、交互性强、强调学习的自主性、能够激发学生学习的动机等优势,同时学生可以在网上进行更为透彻的专业学习。相比枯燥的文字性的理论知识,学生更喜欢数字化的教学模式,应增强这方面的资源建设与教学应用。
北京建筑大学能源与动力工程专业已经开设多年,在教学设备和师资力量配置上也日趋完善,现有的教学资源包括中法实践基地在内也相当丰富,目前应着力于在提高学生专业实践能力方面下功夫,尤其是在学生的专业课学习阶段,适时加强实践能力的培养。
3 措施分析
提升专业认识能力 在专业课教学过程中,如果学生对所学的专业知识缺乏,包括感官上对专业现场的设备及系统缺乏专业认识,学习思路上就会相对混乱,学习过程了解不够、不清晰,因而也不利于专业课的课堂讲授学习。因此应在专业课开始前,让学生进入施工现场或既有的工程系统,对本专业初步了解,形成初步认知。目前,对于能源与动力工程专业的认识类实习,中法平台是学生认识实习的一个选择。该平台中包含有供热锅炉、供热管网、散热器系统、制冷机组、空调末端系统、冰蓄冷系统、冷却塔系统等,并且该系统不是模型展示,而是可以进行实际运行的,是可以实际操作的系统,学生进行认识实习能够起到与在工程现场同样的实习效果。该实习基地就在校内,学生实习的时间相对灵活,同时可以保证充足的时间对系统进行认真学习。另外,校内大兴校区的供暖用锅炉房、西城本部小区的换热站等都可以接纳学生进行参观实习。校外的一些企业,比如燃气集团的燃气门站,热力集团的供热热源、换热站、管网等,太阳能生产企业、空调加工基地、地源热泵系统等,都是提高学生对本专业认识的很好的实践锻炼基地。
注重在线学习和工程案例学习 在线学习可以为学生提供更多的学习资源,交互性也很强,集成度高,可以激发学生的学习兴趣。通过多媒体在线演示,可以让学生对设备的运行及系统的整体构成有生动形象的认识。通过在线学习,锻炼学生自学能力,提升学生网上学习的基本技能,更好完成学习过程中的预习、讨论、提交作品等,引发深度思考,增强学习效果。工程案例环节可以让学生了解更多的实际工程,感受到学习基础知识的应用目的,从而更深层次地理解本专业的发展方向及对社会的价值,提高学习动力。对所学知识融会贯通,增强系统性,强化学习的目的性。
注重专业课学习过程的实验教学 实验教学可以提高学生实践能动性,在实验过程中加强学生的参与度,更好地加入实验环节,发现实验现象,激发学习兴趣和对实验的探究。实验环节是对教学过程的有效补充,有些内容仅凭课堂教学无法实现教学目的,尤其是关于一些实验现象的了解及现象产生机理的研究等,必须通过实验环节才能让学生真正明白个中原理。因此,实验教学在课程教学中占有重要位置。优化安排实验教学,组织学生探讨开展实验的方式、步骤、达到的效果等。
注重专业课末期的实践环节 在专业课授课结束后,应该安排至少2个学时让学生到现场进行本门课程的针对性实践,参观实践对知识的梳理和深度认识尤为重要。基于某个专业课开设的实践环节,其实是该门课程在实践中的一个总体应用,通过实践课程,学生会把课堂教学中那些已经分解的教学内容全部汇集起来,重新整理,形成总体框架。针对课堂中讲授的难点知识,也可以有针对性地在实践现场进行解决。为增强学习效果,应该避免将实践课移到学期末的总的实践周中进行。
针对专业课的课程设计应强化工程特性 课程设计的学时数应适时延长,实现工程设计的精细化,提高工程图纸的专业性。工程设计培养了学生运用所学知识的能力,也给将来更好地工作打下很好的基础。
参考文献
[1]刘全忠,王洪杰.能源与动力工程专业卓越工程师培养模式研究与实践[J].黑龙江教育学院学报,2013(12).
关键词:地方产业;创新;实验教学体系
高校工科专业的实验教学是重要的实践教学环节,承担着培养学生兴趣、锻炼学生思维能力、加深学生理论理解、熟练学生设备操作等使命。对地方高校的工科专业来讲,实验教学体系的构建和地方行业相结合更是提高学生实践技能的有力措施之一,德州学院坐落在中国太阳城和新能源之都,在专业建设中和当地企业紧密结合走出了一条特色之路,特别是在热能与动力工程专业的实验教学中心建设中,结合当地行业和企业优势,大胆进行实验教学改革和探索,形成了一整套较为完整的创新实验教学体系。
一、实验教学定位及规划
(一)实验教学理念
新能源产业,作为国家和山东省重点学科专业领域,近几年迅猛发展,新能源人才普遍匮乏现象也越来越突出。德州学院能源与动力工程实验教学中心以新能源产业的发展为需求,形成了为区域经济建设服务的实验教学理念:按照“厚基础、强实践、求创新、高素养、重责任”的人才培养目标,采用“校企共建,资源共享”的模式,以培养学生工程实践能力、综合应用能力、系统设计能力和创新实践能力等“四个能力”为着力点,通过“构思-设计-实施-运行(CDIO)”的工程教育模式,将工程实践环境作为工程教育环境,培养学生的职业道德、工程实践能力、学术知识和运用知识解决问题能力、终身学习能力、团队工作能力、交流能力和大系统掌控能力等,并通过校企合作的形式开展联合教育培训,开展科学研究活动,不断提高教学质量。
(二)实验教学定位及发展规划
实验中心教学定位:中心按照“以人才培养为中心,通过基本实践技能的培养、综合实 践能力和工程应用能力的训练、科技创新精神的养成,实现知识、能力和素质的全面协调发展” 的指导思想,开展实践教学工作。重视学生“应知应会”的基础性实验,培养学生的基本实验技能;通过改革教学实践内容和方法,强化综合性、设计性、创新性等实验教学环节;将工程 训练系列课程贯穿于本科教育全过程,突出工程能力的养成和工程素质的培养;开展各类科技竞赛活动,培养学生的创新精神和能力。
实验教学规划:结合中心承担的实践教学课程的特点,根据高等工程教育、能源与动力工程学科发展的要求,不断改革现有的课程体系,优化理论教学和实验教学的内容,构建更为合理的实践教学体系;采取可行且有效的措施,提高教师的实践教学能力和水平;以实验室设备为基础,争取多方支持,进一步改善实验教学条件,提高实践教学水平;整合资源、优化配置、提高设备的使用效率,建设开放服务的实验教学环境。
二、实验教学改革思路及方案
(一)实验教学改革思路:坚持“实践教学是提高教学质量的关键”的理念,以“传授知识、培养能力、注重创新,提高素质” 的为宗旨,积极开展教学改革与实践;根据人才培养和技术进步的要求,统筹协调理 论教学与实验教学,构建科学、合理、多层次的实践教学体系。
(二)具体方案:
1.整合教学内容,建立符合创新性应用型人才培养的实验教学体系,能源与动力工程是综合性学科,除了传热学等课程的课内实验外,还包含各种实习及设计环节,因此中心把这些内容全都纳入其中。在与校外实践基地的共同研讨下,优化实验教学内容,构建了“基础理论与实践技能平台设计应用能力平台综合实践能力和工程应用能力平台科技与创新能力平台”的“渐进式四平台”实验教学体系。
2.改革实验教学模式,加大综合设计型及研究创新型实验比例
中心坚持以实验—理论—再实验的原则进行教学和教学指导,可以以工程实际问题为牵引,开展实验和课程设计,在理论教学引导的基础上,让学生在实验中学习和掌握,实现了以学生为主体的转变。加大实验室开放力度,以全国大学生节能减排科技作品竞赛等各级各类大赛为平台,加强对学生的指导,学生自主设计制作作品参赛,并根据获奖级别给予相应的学分。
3.加强实验教师队伍建设,提高教育教学水平
“中心”实行基础实验课程负责人制和项目负责人制,具有高级职称同时兼有科研课题和设计项目的教授、副教授、高级工程师作为实验室主任和课程、项目负责人,中青年骨干教师及企业单位技术骨干人员担任实践环节主讲教师,专职实验人员负责实验室的日常维护管理。鼓励教师在新的教学理念指导下编写图文并茂的纸质实验教材和生动的声响立体教材并实行互动式教学,以问题为中心,在教师引导和启发下,学生自主提出问题、设计问题、解决问题,加强教师技能的培养,积极开展实验教学改革和实验技术研究,鼓励教师走进企业,让老师在实际工程实践和研究中拓展教师的技能水平。
4.完善实验教学考核制度
进行实验教学质量考核,是强化实验教学过程管理,进行实验教学质量监控的必要手段,是完善和加强实验教学的重要措施。中心根据实验项目的层次,设定了行之有效的多层面,立体化的实验教学考核体系,主要强调实验教学环节的考核和创新创业能力的培养。对于综合设计型及研究创新型实验考核时,由校内外专家组成考核小组,对产品的性能、社会价值、应用前景等做出综合评价,评价结果也作为指导教师教学水平评定的依据,提高了师生的综合能力。同时校外专家的介入,也增加了学生与企业的联系,增强了就业竞争能力及学校知名度。
5.完善实验室管理制度,健全运行机制
为了保障实验教学质量,在学校一系列管理制度的基础上,“中心”根据自身实际,制定了《实验室管理条例》、《学生实验课成绩考核办法》、《实验室人员岗位职责》、《仪器设备维护及使用管理办法》、《实验室安全制度》、《学生实验守则》等规章制度,为规范实验中心管理、保证实验教学改革的有效推进提供了制度保障。同时,建立了实验教学管理部门的监督和评价机制。通过评价结果与课时津贴和年终分配挂钩、奖励和惩罚并举等措施,建立实验教学质量监督与评价体制、完善实验实践教学质量评价标准。
6.立足地方,实验教学为地方经济服务,加强校企共建
关键词:实践教学体系;卓越工程师;多层次
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0075-03
一、前言
近二十年来,世界发达国家的工程教育逐渐融合了技术取向和科学取向,一些大学提出了“回归工程实践”的改革理念,不断改革各自的工程教育,开始重视工程教育的实践性和创新性,以适应现代大工程的要求。迄今为止,美国实行工程教育的高校已有900多所,约占全美高校的1/3;以德国和法国为代表的欧洲也有一大批知名高校实施了工程教育模式。由于我国工程教育所处的历史阶段与西方发达国家完全不同,面临的国家使命与西方发达国家完全不同,因此我国的工程教育只能创新,走建设中国模式工程教育之路[1-3]。
为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》精神,树立全面发展和多样化的人才观念,树立主动服务国家战略要求、主动服务行业企业需求的观念,2010年教育部牵头实施了“卓越工程师教育培养计划”。该计划旨在改革和创新工程教育人才培养模式,创立高校与行业企业联合培养人才的新机制,着力提高学生服务国家和人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。2013年,山东省开始实施“省级卓越工程师教育培养计划试点专业”建设,我校能源与动力工程专业成功入选。
“卓越工程师教育”的核心与关键是培养学生的工程实践能力和创新能力。实践能力的培养主要依赖于实践教学体系,构架优良的实践教学体系是保障高质量卓越工程师人才培养的关键,而实践教学体系是否科学、合理、切合实际,将直接影响大学生工程实践与创新能力的高低。现有的实践教学体系普遍存在实践内容与工程应用结合程度不足、各实践环节相互关联较差、职业思想意识教育欠缺、合作培养企业缺乏积极性等共性问题,无法适应卓越工程师人才培养的要求[4,5],因此必须构建以培养学生工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心的能源与动力工程实践教学新体系,才能培养出具有“宽厚、复合、开放、创新”特征的高层次、高水平、高素质的应用型高级专门人才。
二、现有培养体系存在的问题
1.缺乏“实践教育是培养体系的关键组成部分”的基本理念。一方面,部分学校职能部门或教师将课程设计、毕业设计、生产实习、毕业实习作为课堂教学之外的“辅”工作,且缺乏具备丰富工程经验的双师型导师的参与,缺乏实践教学环节的总体设计,缺乏综合性、设计性实验的指导与设计。另一方面,学生对实践环节的重视程度不够,参与过程中缺乏主动性和积极性。
2.校外实践教学基地缺乏建设。校外实践教学基地本应为学生在实习、毕业设计、社会实践等环节创造工程实践环境,是工程实践教学必不可少的前提条件。校外实践教学基地一般为具有一定专业背景和影响力的大中型企业,由于缺乏相应的支持政策和经济效益刺激,企业在安排学生实习时缺乏积极性,甚至借故推脱,不愿意学生去实习,即使能够到达现场,也很难保证实习质量。
3.实践教学师资队伍缺乏建设。能源与动力工程专业是工程实践能力要求较强的专业,该专业在对卓越工程师培养的环节中对实践能力的要求更甚。实践教学应与理论教学、科学研究工作同步发展,这就要求高校教师能够既熟悉理论知识又要有丰富的工程实践、科研经历。然而,高校教师虽然具有较高的学历,但具有丰富工程实践经验的教师越来越少,同时教师数量不足,师生比大幅提高,教师负担较重,无法适应卓越工程师教育培养的需求。
三、实践教学体系构建与支持资源建设
1.构建多层次实践教学体系。
以培养学生具备优秀的工程实践能力和创新能力为目标,构建了“一个核心、两个基础、四个层次”的卓越工程师培养多层次实践教学体系,体系结构如图1所示。
(1)一个核心是以工程实践能力和创新能力为培养核心。
(2)两个基础为实践平台和指导团队,是支撑培养体系正常运转的软件和硬件条件,实践平台包括在合作培养企业建立的校外实践教学基地和校内各种实验、实训实验室。
(3)四个层次是指整个体系由基础实践层、专业实践层、创新实践层和企业综合实践层组成,各层次采用逐层递进的方式完成。①基础实践层,包括基本素质模块和实验模块,基本素质模块主要由思想政治理论实践课、入学教育及军训、公益劳动、学科导论、创新创业通识教育课等组成,实验模块由学校通识教育课、专业基础课、专业核心课、专业方向选修课的课内实验环节组成。一方面培养学生树立“工程实践能力和创新能力是生存根本”的基本理念和具备良好的职业道德、职业精神、吃苦耐劳精神等;另一方面培养学生掌握基本专业实验操作能力和动手能力,加深对专业理论的认识和理解,锻炼分析问题和解决问题的基本能力。②专业实践层,包括工程训练模块和综合实习模块。工程训练模块包括工程训练、机械设计课程设计和机械制图测绘等实践课程,该模块主要依托于大学生实训中心开展,主要培养学生对技术工具及加工方法的掌握和图纸的基本绘制能力。综合实习模块包括驾驶实习、认识实习、内燃机构造拆装实习和内燃机制造工艺生产实习,主要为了强化学生对专业综合知识和工程技能的认识,培养学生的专业实践能力和解决实际问题的能力。③创新实践层,包括社会实践模块和科技创新模块。社会实践模块依托社会实践环节开展,主要为了使学生加深对本专业和相关行业的了解,确认适合的职业定位,为向职场过渡做准备,可增强其就业竞争优势,等等。科技创新模块依托专业设计与制作实践课、大学生科技创新项目和大学生科技创新比赛开展,主要为了发挥学生的创新思维和创新精神,使学生的理论知识得到巩固和升华,突出学生个性发展,提高学生的创新能力。④企业综合实践层,包括企业学习模块和工程研发模块。企业学习模块依托企业学习实践环节开展,包括标准化学习、质量管理体系学习、观摩生产线、参与工艺制定及设计等内容,主要培养学生对技术规范的认知与实践,让学生现场体会设计及生产的主要工艺流程及所依据的技术规范及企业文化,等等。工程研发模块依托毕业实践与毕业设计和毕业鉴定实践环节开展,企业根据研发部门需要和学生自身的特点,依托现有研发项目,为学生设计毕业设计题目和内容,使学生在参与工程研发的过程中完成毕业设计环节,从而使学生真正融入到企业中,通过真实项目的操作达到提升工程设计创新能力的目的。
2.制定了实践体系课程标准和质量评价标准。在充分吸收企业对工程人才要求的前提下,针对多层次实践教学体系制定了各个组成环节详尽的课程标准(标准中突出企业的主导和引领地位)。为了保障人才培养质量,各课程制定相应的评价标准,建立以素质、实践、学校导师、企业导师多位一体的质量评价体系。评价标准以学生工程能力评价为主体,评价标准包括详尽的考核评价方案和细则,依据不同环节的性质差异确定针对性的评价指标,并进行量化,以求评价的科学性、公正性和可操作性。
3.加强了指导团队建设。指导团队的建设着重于提高工程教育师资队伍的工程实践能力和设计创造能力,能够有效地将工程实践经验转化为优质的教学资源。
(1)提高了学校专业教师的工程实践创新能力。一方面,加强了学校与企业间的研究和开发合作。一是使已经有企业工作经历的教师具备更加丰富的企业工作经验和工程实践经历;二是使已经具备一定工程实践经历的教师具有企业工程工作的经历,采取了与企业进行工程项目合作、共同完成技术开发、技术服务等方式,教师可直接参与企业日常生产和企业的技术升级、改造。另一方面,对教师队伍中工程实践经历不足或是没有工程经历的教师,采取了集中训练和长期培训相结合的方法。一是通过与企业的技术项目合作、专题训练等方式派遣到相关企业进行每年至少累积3~6月的工程实践,熟悉生产过程、工程技术和管理;二是在校内聘请具有丰富工程实践经历的教师,实行“一对一”的互相帮、带的长期培训方式。
(2)聘用了企业导师。在卓越工程师实践培养过程中,企业导师具有举足轻重的地位,实施了“企业导师核心化”的指导思想。一是聘请企业专家为学校兼职教师参与全部校内实践环节,在培养中采用“企业导师、校内实践中心专业指导教师和专业教师”复合式团队指导模式,采用案例教学、现场教学、专题讲座、工程实践技术指导等方式开展工作,使工程元素提前融入校内教学,使学生进入企业前具备一定的工程设计知识和基本能力。二是在企业综合实践层的培养中采用“企业导师为主、专业教师辅助”的双导师模式,企业导师根据企业的实际情况为学生的生产学习、毕业设计选题及其实施等环节提供指导或现场咨询,负责对学生进行工程师专业培养的全面基本训练。
4.强化实践平台建设。实践平台是保障实践教学顺利开展的基础,本专业在校内实践平台和企业实践平台两方面开展了系统建设。在校内实践平台建设方面,依托学院车辆工程与交通国家级虚拟仿真实验教学中心、能源与动力工程省级高等学校骨干学科教学实验中心、山东理工大学工程实训中心、学院大学生创新创业实验室等,加强了仪器设备投入、实验实训规范化管理、综合性创新性实验项目等建设,划拨了专门经费资助大学生创新创业活动,加强了创新创业活动的管理和指导。在企业实践平台建设方面,以企业研发中心为依托,建立了“卓越工程师培养”专用实践教育中心,设置了专门人员进行管理和运作,建设了实训、实习的专用场所与设备,聘请了企业高级职称以上的技术人员和高级管理人员担任企业导师,充分利用了企业工程设计资源和导师队伍,使企业综合实践层的教学任务落到了实处。
四、多层次实践教学体系优势与特色
1.构建的“一个核心、两个基础、四个层次”实践教学体系,可有效提升学生的工程素养、工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。在本体系中,各校内实践层次中均高度融合了工程实践内容,既可以使学生充分理解专业知识,还可以提前掌握丰富的工程应用知识,实现了理论知识和实践应用的有机结合,为企业综合实践层的快速深入开展奠定了良好基础。在企业实践层次中,充分发挥企业的主导作用,以项目引导培养,学生通过深入参与项目研发,可充分提升其工程素质和创新能力。
2.与企业紧密结合建立“卓越工程师培养”专用实践教育中心,形成了校企合作培养的双赢模式。以企业研发中心为依托,建立了“卓越工程师培养”专用实践教育中心,充分发挥企业在工程人才培养中的核心作用和主导地位。在实践过程中,使学生真正成为了企业的一份子,既可以使实践教学完全融入工程研发过程中,保障了学生工程设计创新能力的培养,又可以使学生成为企业研发的鲜活有生力量,促进了企业整体研发能力提升和人才队伍建设,学生取得的有效成果与企业共享,互惠互利,达到学校和企业双赢的效果。
3.建立了多位一体的卓越工程师培养质量评价体系,有效保障了培养质量。质量评价体系以学生工程能力评价为主体,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、国际视野等方面的综合评价,是提升培养质量的有效保障。
五、结论
在“卓越工程师教育”核心培养理念下,构建了适用于能源与动力工程专业的“一个核心、两个基础、四个层次”的多层次实践教学体系,建立了相应的课程标准体系和培养质量评价体系,同时强化了指导团队和实践平台的建设,可实现学生的高质量培养。
参考文献:
[1]杨弋涛,朱丽慧.“金属材料工程专业”卓越工程师培养课程体系的构建与实践[J].教育教学论坛,2016,(16):22-24.
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[3]周永,夏玉英.基于卓越工程师培养的土木工程专业实践教学改革研究[J].教育教学论坛,2016,(17):77-78.
航空航天类包括哪些专业 1、飞行器设计与工程专业
飞行器设计与工程是一门普通高等学校本科专业,属于航空航天类专业,基本修业年限为4年,授予工学学士学位。
飞行器设计与工程专业培养掌握航空航天飞行器设计相关专业知识,具有一定技术创新、工程实践能力和管理能力的高级工程技术人才和管理人才。
2、航空航天工程专业
航空航天工程专业是一个专门化学科,培养具有扎实的数学、物理、力学、计算机等基础理论,掌握航空航天领域的多学科知识,具有良好的综合能力和创新意识的高级人才。
该专业的学生应掌握数学、物理、动力学与控制、空气动力学、材料与结构、工程热力学、控制系统原理、飞行器总体设计、航空电子系统、飞行器制造工艺及设计、实验等方面的基础理论和专业知识,具有飞行器总体、结构与系统设计分析的能力。
3、飞行器动力工程专业
飞行器动力工程专业培养具备飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识,能在航空、航天、交通、能源、环境等部门从事飞行器动力装置及其它热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。
4、飞行器制造工程
飞行器制造工程专业旨在培养从事飞行器制造领域内的设计、制造、研究、开发与管理的高级工程技术和管理人才,需要研读4年,毕业后授予学位工学学士。
航空航天专业的就业前景 随着我国航空航天事业的迅猛发展,国家在航空航天人才培养方面的投入也越来越大,这个专业从曾经的“小众神秘”,到现在让许多理工类人才都怀揣起了“航天梦”,其就业前景宽广无限。
摘要:1978年恢复研究生教育以来,我国研究生培养单位为社会培养了大批高层次人才,促进了经济和社会的发展。但由于研究生的扩招和社会对研究生的需求多元化,研究生培养模式的弊端逐渐显露。如课程设置欠佳,教学形式单一,研究生培养模式单一等。本文结合工科院校特别是笔者所在学校特点,提出了多种形式并举,利用校企两种资源等研究生培养模式并进行了论述。
关键词 :研究生培养质量;创新人才培养;校企合作;培养模式
经过改革开放30多年的建设和社会进步,我国研究生教育取得长足发展。特别是近几年,研究生教育规模呈现出发展的高峰期。但是,我国研究生教育长期以来以单一学术性、科研型研究生培养为主导的模式,已远远不能满足当前的产业结构和就业结构。在经济日益增长的今天,研究生在科研高层次专门人才中的地位逐渐削弱,各行各业对不同类型高层次专门人才的需求变得多样化。高校沿袭的这种研究生培养模式已经越来越不能适应和满足社会对不同层次专门人才的需求。因此,研究生教育改革越来越迫切,特别是加强工科院校这类行业性强的院校的研究生培养,比如能源动力类研究生培养,更是迫在眉睫。
研究生教育是培养高层次人才的主要途径,是国家创新体系的重要组成部分,需要深化综合改革,创新人才培养模式,健全质量保障体系,促进研究生教育质量提升和内涵发展,为实现中国梦提供高端人才支撑。其中,加强课程建设是基础,我们须重视发挥课程教学在研究生培养中的作用。增强学术学位研究生课程内容前沿性,通过高质量课程学习强化研究生的科学方法训练和学术素养培养。构建符合专业学位特点的课程体系,改革教学内容和方式,加强案例教学,探索不同形式的实践教学。
一、充分挖潜的研究生培养模式
为了更好地使研究生在学习阶段获得更加全面的训练,成为复合型人才,适应社会对高层次人才的要求,需要采用多方位交叉的形式,构建多种平台促进研究生对外交流。使他们得以不断提升自我,更加适应社会的需求。
1.理工学科充分交叉
交叉学科实质上指的是一个学科群,即交叉性的科学。“交叉”二字是对学科性质的形象化描述,实际上可以看做普遍联系的,每一个学科在整个连续认识过程中占一个具体的位置。发展交叉学科正是为了填补人类认识上的空白,使这个科学认识过程更加完善。我国的交叉学科研究始于1950 年代,而后蓬勃发展,并随着时代的进步日趋成熟。对于高等学校教育,交叉学科的发展有着重要的意义。交叉学科是培养高素质、高层次创新人才的摇篮。探索与发展交叉学科及其人才培养模式,对高等院校学科齐全、人才集聚、科研水平和教育质量提升,有能力承接重大的科研课题,易形成新的学科及学科群,具有重要意义。提高高校交叉学科教学和科研水平是促进交叉学科发展的直接动力。
能源与动力工程学科群主要研究能量的转换、传输和利用的理论、技术和设备,需要应用到动力工程、工程热物理、应用物理等多门学科的知识,具有很高的学科交叉特性。交叉学科的综合性、跨学科性及交融性要求交叉学科人才的知识结构应兼具整体性、层次性及应变性等多元特点。整体性或综合性知识有助于交叉学科研究者把其它学科的成果、方法引入自己的专业,从而将自身的专业知识和其它学科知识联系起来,产生新的见解,创造新的知识。层次性知识有利于交叉学科研究者正确组织各种学科知识之间的有机联系,并结合自己所从事的专业领域及选择的目标,处理好广博与精深的关系。交叉学科的应变性有助于交叉学科研究者不断自觉吸取新知识,进行知识的自我调节,不断调整自身的知识结构。
动力工程及工程热物理学科的研究生教育需要新的学科交叉,以加强研究生解决各类复杂问题的能力。而现有的研究生教育模式尚不能完全满足该要求,探索新的人才培养模式尤为重要。
本校数理学院应用物理专业与能源与机械工程学院一起,承担着动力工程及工程热物理一级学科下的可再生能源二级学科的研究生培养,为学科交叉打下了天然的基础。针对能源与动力学科和应用物理学科的特点,组建学科群,搭建各种跨学科的平台,整合师资队伍、仪器设备、科研场所和科技资料等,避免重复建设和浪费以及学科间的不良竞争,充分实现学科资源的优化配置。使各个学科的人力资源、物力资源、专业资源能够产生强大的合力,并以此为支撑探索培养创新型综合性人才。
2.充分利用校企两种资源
研究生教育要紧密围绕企业发展需求,学校对研究生实行双导师制,充分发挥校企双方导师在理论研究、生产实践方面的优势互补。企业实践基地可以为研究生提供非常广泛的选题内容,很多研究课题都是企业发展中面临的“急、重、难、新”问题。这为研究生提供大量前沿性、实用性、系统性的论文选题方向,使研究生科研创新能力的培养有了保证。企业研究生实践基地使接受校企两种资源的研究生的理论联系实际、技术创新能力得到很好的锻炼和提高。同时,研究生将在学校学到的新理论、新技术及时引入企业科研及生产实践中,可在一定程度上推动企业科研水平的提升。企业研究生实践基地所在企业也可以在培养过程中尽早发现人才、选择人才,避免了人才招聘的盲目性。校企合作是高校与企业在资源、技术、师资培养、岗位培训、学生就业、科研活动等方面的合作,利用学校与企业不同的教育资源和教育环境,培养适应市场经济发展、适合企业需要的应用型人才为目的的培养模式。利用学校与企业在人才培养方面各自的优势,把以课堂传授间接知识为主的教育环境,与直接获取实际经验与能力为主的生产现场环境有机结合起来,最终实现校企双赢的研究生培养模式。
本校和多家知名企业合作,经常组织研究生到电厂参观学习,更多的还包括导师承担企业横向课题。研究生到电厂现场进行实验,不但对企业生产过程、企业难题有了了解,并在解决这些问题时,与企业技术人员进行面对面的交流,有了更多不断学习和提高的机会。在企业实践基地参观学习,了解生产流程,有利于研究生更好了解电厂的具体参数和目前存在的问题,使他们在学生期间研究也更具有针对性和实际性,提高了学习的效率和主动性,避免了闭门造车。
同时,学校还聘请实践基地所在企业理论水平较高、实践经验丰富、具有高级专业技术职称的人员担任研究生导师,由学校颁发研究生导师聘书。企业导师主要负责研究生的学位论文选题、研究工作安排、现场学术指导、学位论文初审等。学校导师与企业导师密切合作,根据培养方案共同制定和实施培养计划,在研究生的实践环节、论文和实际工作等方面进行指导。
3.挖掘国内外两个资源
研究生教育是在本科教育基础上的专业化、个性化的创新教育。导师的学术水平和科研能力直接影响着学生,导师的人格魅力潜移默化地熏陶着学生。柔性引进高端师资,我院聘请了一大批国外的教授作为海外名师,指导学科发展、合作科研,指导研究生也作为其任务之一。他们为研究生做学术讲座、全程指导研究生论文等。校内配备副导师,实行双导师联合培养的模式。海外名师定期来我校进行讲座、面对面交流指导,同时,定期进行视频交流,研究生汇报,导师点评,还包括样品制备后送到国外研究机构进行测试等多种形式,充分挖掘国内外资源。
本校还十分注重对外交流,积极组织研究生对外交流,在学术切磋实践中提高自己。通过承办的上海市研究生学术论坛,搭建平台使研究生与外校专家、研究生交流,拓宽研究生的视野。组织并支持研究生积极参加全国性学术会议,训练他们阐述学术观点的能力。让研究生们听取校外专家、学者、研究生的学术演讲时,在对比中明白自己的不足,产生压力和动力。在国际工业博览会、高技术交易会等大型展览会上,也会组织研究生积极参与,研究生带着自己的学术成果,面对面和企业交流,大大增进了科学研究最终要为社会服务的意识。
二、研究生培养模式实施的成效
经过一系列探索形成的能源动力类研究生培养模式,立足于自身实际,大力推进学科交叉,充分利用校企两种资源,挖潜国内外资源,大力推动研究生多与学术界交流,逐步形成了具有特色的能源动力类研究生培养方式,取得了一系列成效。导师队伍学术水平不断提升,研究生培养基地不断完善,海外高端人才引智于研究生教育,大大提高了研究生的创新实践能力和综合素质。
研究生的主动性、创新性、实践能力获得了很大的提高。在上海市研究生创新创业训练计划中,每年有十个左右的研究生团队拿到项目,在全国大学生“挑战杯”、全国研究生数模大赛、全国大学生节能减排等国家级赛事及上海市各类赛事中,研究生成绩斐然。每年研究生发表sci、EI 收录的文章,发明专利申请和授权,蔚然成风,给学校研究生教育带了新的气象。更重要的是,就业竞争力大大提升,不少同学已经有了创业意向。在就业方面,研究生就业的平台更高,满意程度也在不断地提升。
高校肩负着向社会输送符合社会经济发展需要的高素质人才的重任,培养复合型、创新型人才逐步成为高等教育的发展必需。充分运用校内外资源,特别是行业企业的实践基地资源、具有丰富实践经验的工程技术人员的资源,以及柔性引进的海外高端人才,进行多学科交叉创新型人才的培养,可以作为一条经验。本文正是论述了笔者这些年的做法,总结出能源动力类研究生培养模式,构建理工学科交叉,充分利用校企两种资源,挖掘海外名师与国内知名专家的资源,注重研究生创新能力和综合素质的提高,希望对高校研究生培养有一定的借鉴意义。
参考文献
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