呂雪飛,甘樹坤

(吉林化工學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院,吉林 吉林 132022)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界各國為提升新興工業(yè)競爭力，尤其各發(fā)達(dá)國家針對工程教育改革相繼制訂了前瞻性的戰(zhàn)略，如德國的“工業(yè)4.0戰(zhàn)略實(shí)施建議”[1]。我國中長期發(fā)展戰(zhàn)略中也提出實(shí)現(xiàn)建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略，因此高等教育對應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)尤為重要。同時(shí)結(jié)合2017年國家提出的“新工科”建設(shè)理念，也為地方院校的人才培養(yǎng)提出了新的具有前瞻性和戰(zhàn)略性指導(dǎo)[2]。近年來如大連理工大學(xué)等很多高校對能源動力類應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)行了探索與實(shí)踐[3-4]，構(gòu)建了“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)專業(yè)、重實(shí)踐”的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，并已取得了一定的成效[5-7]。結(jié)合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會及地方發(fā)展需求，各地方院校仍需加強(qiáng)“新工科”專業(yè)建設(shè)，對傳統(tǒng)的能源動力類老專業(yè)進(jìn)行升級改造，以培養(yǎng)更加全面的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

一、傳統(tǒng)專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀分析

對于應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的兩個(gè)重點(diǎn)一直是創(chuàng)新和應(yīng)用，但當(dāng)前許多高校對于傳統(tǒng)工程專業(yè)人才的自主創(chuàng)新意識與實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，尤其是在“新工科”背景下，很難達(dá)成創(chuàng)新與應(yīng)用二者的有效協(xié)調(diào)發(fā)展[8]。有的大學(xué)過分傾向培養(yǎng)創(chuàng)新能力，有的過分傾向培養(yǎng)應(yīng)用實(shí)踐能力，二者的關(guān)系很難均衡。因此，應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中如何達(dá)到在應(yīng)用中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中應(yīng)用，進(jìn)行二者的有機(jī)結(jié)合，是新時(shí)期應(yīng)用型本科院校應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要課題。

二、“新工科”背景下的能源與動力工程專業(yè)的升級改造

(一)明確專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

結(jié)合吉林化工學(xué)院高水平應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)的整體目標(biāo)，將側(cè)重于掌握基礎(chǔ)知識與培養(yǎng)應(yīng)用能力人才培養(yǎng)目標(biāo)提升為掌握學(xué)科知識為支撐、培養(yǎng)專業(yè)能力為核心、提升綜合素質(zhì)為目的，從而將學(xué)生培養(yǎng)成為具有終身學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)變化能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力，并且具備解決專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程實(shí)際問題能力的應(yīng)用型創(chuàng)新人才，不斷提升學(xué)生的實(shí)踐技能、適應(yīng)能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)精神、社會責(zé)任、領(lǐng)導(dǎo)能力、國際視野等核心競爭能力和素質(zhì)，從而適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有效地實(shí)現(xiàn)與國際接軌，滿足社會與市場經(jīng)濟(jì)的需求[1，8]。

我校能源與動力工程專業(yè)以“新工科”為背景，能夠始終將行業(yè)和社會需求貫穿于整個(gè)專業(yè)辦學(xué)過程，同時(shí)結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，成果為導(dǎo)向，不斷對專業(yè)人才培養(yǎng)模式及課程體系進(jìn)行優(yōu)化與完善，注重加強(qiáng)學(xué)科交叉融合，為實(shí)現(xiàn)將學(xué)生培養(yǎng)成更加適合社會需求的應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生能夠具有較強(qiáng)的人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)，能夠獨(dú)立承擔(dān)較綜合的工作任務(wù)，從而滿足社會行業(yè)需求[7]。

(二)優(yōu)化專業(yè)課程體系

我校能源與動力工程專業(yè)在專業(yè)建設(shè)過程中，以培養(yǎng)“新工科”人才為目標(biāo)，不斷革新人才培養(yǎng)模式，并通過優(yōu)化課程體系，以適應(yīng)“新工科”專業(yè)建設(shè)與社會人才需求。將產(chǎn)教融合及校企協(xié)同育人兩條主線有機(jī)結(jié)合，形成相互交融，相互融會貫通，實(shí)現(xiàn)良好辦學(xué)效果，同時(shí)還應(yīng)具有新型學(xué)科思維、通過學(xué)科交叉融合及結(jié)合傳統(tǒng)學(xué)科三個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)，滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，即“一二三模式”[9]。根據(jù)我校的人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì)，能源與動力工程專業(yè)重點(diǎn)通過完善和優(yōu)化學(xué)科基礎(chǔ)教育課程、專業(yè)教育課程、實(shí)踐教育課程模塊，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

1.學(xué)科基礎(chǔ)教育課程

能源與動力工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中工程流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)及燃燒學(xué)是主要的學(xué)科基礎(chǔ)教育課程，也是學(xué)生未來專業(yè)學(xué)習(xí)的核心基礎(chǔ)課程。這些課程中包含大量的基本概念、基本原理、嚴(yán)格而復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，根據(jù)課程的具體特點(diǎn)，兼顧課程難度和知識的前后合理銜接，通過對這四門課程授課內(nèi)容的更新與融合，教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新，將有效提高專業(yè)的教育教學(xué)水平和質(zhì)量，提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力[10-11]。將工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)兩門課程設(shè)置在第4學(xué)期，將傳熱學(xué)、燃燒學(xué)兩門課程設(shè)置在第5學(xué)期。在教學(xué)過程中，授課教師既要重視課程基本內(nèi)容的講解，也要注重教學(xué)方法和手段的不斷改革和創(chuàng)新，同時(shí)關(guān)注學(xué)生實(shí)際接受知識的能力和具體感受，做到以學(xué)生為中心，對課程進(jìn)行不斷的持續(xù)改進(jìn)。所進(jìn)行的相應(yīng)課程優(yōu)化及教學(xué)方法改革詳見表1。

表1 課程優(yōu)化

另外，通過引入線上開放式教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，采用多種教學(xué)手段，將重點(diǎn)、難點(diǎn)錄制小視頻，定期上傳至線上學(xué)習(xí)平臺，供學(xué)生在線學(xué)習(xí)，提升課程教學(xué)的總體效果[12-13]，通過有效激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的工程創(chuàng)新實(shí)踐能力以及國際視野[14]。注重平時(shí)學(xué)習(xí)的過程，部分課程的平時(shí)學(xué)習(xí)過程在學(xué)習(xí)通等學(xué)習(xí)平臺上直接體現(xiàn)，通過課堂互動、在線學(xué)習(xí)時(shí)長、課堂測試、討論等進(jìn)行過程化學(xué)習(xí)與考核，線下課程也同樣加強(qiáng)過程化學(xué)習(xí)與考核的比重。期末試卷不再局限于基礎(chǔ)知識的考核，側(cè)重于分析、解決工程實(shí)際問題的能力，以滿足新工科人才培養(yǎng)的需求，通過重視學(xué)習(xí)過程，完善考核機(jī)制，每門課程都要進(jìn)行課程質(zhì)量評價(jià)報(bào)告及試卷分析，并用于課程的持續(xù)改進(jìn)。

2.專業(yè)教育課程

專業(yè)教育課程除開設(shè)能源動力測試技術(shù)、換熱器原理與設(shè)計(jì)等專業(yè)共性的課程外，還結(jié)合三個(gè)專業(yè)方向的開設(shè)相應(yīng)特色課程，以適應(yīng)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和社會需求，每個(gè)專業(yè)方向設(shè)置四門課程，以熱能工程方向?yàn)槔?，該方向主要開設(shè)鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、發(fā)電廠電氣系統(tǒng)、熱力發(fā)電廠四門課程，通過這些課程體現(xiàn)專業(yè)方向及知識的精專性。為了拓展學(xué)生的專業(yè)知識領(lǐng)域和知識結(jié)構(gòu)，提升專業(yè)綜合能力和素質(zhì)，通過增設(shè)十多門專業(yè)選修課，如供熱工程、空氣調(diào)節(jié)、熱力設(shè)備腐蝕與防護(hù)等課程，進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)和專業(yè)素質(zhì)，能夠更好地適應(yīng)社會發(fā)展和專業(yè)人才需求。

3.實(shí)踐教育課程

結(jié)合應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，以“新工科”思想為核心，在現(xiàn)有專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心的基礎(chǔ)上，吸取能源與動力工程專業(yè)相關(guān)的企業(yè)單位專家的意見和建議，通過對現(xiàn)有專業(yè)實(shí)踐課程體系進(jìn)行重新建構(gòu)為重點(diǎn)，著力加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比重，以加強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過對專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中涉及的專業(yè)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)和專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)等五個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)入手，構(gòu)建“專業(yè)基礎(chǔ)工程認(rèn)知→專業(yè)基礎(chǔ)能力訓(xùn)練→專業(yè)綜合能力應(yīng)用→專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)”四個(gè)層次的教學(xué)目標(biāo)，形成五環(huán)節(jié)四層次實(shí)踐教學(xué)體系[3]。搭建素質(zhì)拓展教育平臺，包括勞動教育專題、人文素質(zhì)教育、工程素質(zhì)教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育及第二課堂活動項(xiàng)目等課程和項(xiàng)目。通過持續(xù)改進(jìn)，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課程內(nèi)容和課程設(shè)置，使專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系形成個(gè)性化、多元化發(fā)展格局，從而能夠更好地對接社會需求與行業(yè)發(fā)展。

(1)專業(yè)基礎(chǔ)工程認(rèn)知

結(jié)合校企合作、產(chǎn)教融合等措施，對能源與動力工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行整合與優(yōu)化，如在“熱能工程方向”獨(dú)立設(shè)置換熱器原理課程設(shè)計(jì)、鍋爐原理課程設(shè)計(jì)和汽輪機(jī)原理課程設(shè)計(jì)，各課程設(shè)計(jì)的題目可以來源于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)類、科研專業(yè)類、校企合作類等多種形式，設(shè)計(jì)內(nèi)容和形式豐富，學(xué)生可以自由選擇感興趣的設(shè)計(jì)題目，為了提高設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量，有效提升學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)，各課程設(shè)計(jì)學(xué)分由原來的2學(xué)分調(diào)整為3學(xué)分。增加能源動力裝置拆裝測繪實(shí)訓(xùn)類課程比例，由原來的1學(xué)分調(diào)整為2學(xué)分提高學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐認(rèn)知和應(yīng)用能力。通過開放專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生能夠盡快了解相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，參與專業(yè)教師的科研實(shí)踐，提升學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)認(rèn)知和實(shí)踐能力。

(2)專業(yè)基礎(chǔ)能力訓(xùn)練

針對能源與動力工程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)和專業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，加大現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)與投入，通過虛實(shí)結(jié)合，充分運(yùn)用騰訊會議、釘釘會議、微信視頻等網(wǎng)絡(luò)媒體信息化技術(shù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)等教學(xué)手段，借助于實(shí)時(shí)的音頻、視頻及電腦軟件交互，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真，營造工程現(xiàn)場的“企業(yè)教師”授課的親臨其境的效果，從而增強(qiáng)學(xué)生親身體驗(yàn)感，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，通過先進(jìn)的現(xiàn)代化教學(xué)方法，提高學(xué)生對本專業(yè)工程領(lǐng)域前沿知識和熱門課題的認(rèn)知探索的欲望。通過構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，對換熱器實(shí)驗(yàn)進(jìn)行升級，通過虛實(shí)結(jié)合，完成換熱器的拆裝實(shí)訓(xùn)，構(gòu)建換熱器綜合性能實(shí)驗(yàn)臺等，進(jìn)行傳熱過程的數(shù)據(jù)測量與采集。加強(qiáng)學(xué)科專業(yè)知識的交叉與融合。

(3)專業(yè)綜合能力應(yīng)用

通過校企合作，構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)踐基地，實(shí)現(xiàn)校企協(xié)同育人。通過校企合作共同研究和開設(shè)具有企業(yè)背景的相關(guān)課程和工程講座，提升工程應(yīng)用能力培養(yǎng)質(zhì)量。目前我校能源與動力工程專業(yè)已經(jīng)與熱電廠及吉化公司等多家能源動力領(lǐng)域的企業(yè)和車間建立了長期的合作關(guān)系。通過提升校企合作課程質(zhì)量，在現(xiàn)有吉化動力廠、國電江南(北)熱電廠、鍋爐修造廠等校企合作課程基礎(chǔ)上，不斷深化教學(xué)改革和創(chuàng)新，進(jìn)一步結(jié)合虛擬仿真等現(xiàn)代化教學(xué)手段，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的操作和訓(xùn)練，從而提高學(xué)生對專業(yè)知識工程實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)認(rèn)識。同時(shí)，通過邀請行業(yè)企業(yè)導(dǎo)師講座，校企合作課程，聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生專業(yè)實(shí)習(xí)等形式，加強(qiáng)校企協(xié)同育人，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升與工程實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)。

(4)專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

通過校企合作協(xié)同育人，使學(xué)生在企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)校專業(yè)教師的共同指導(dǎo)下完成教學(xué)計(jì)劃中安排的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程等任務(wù)，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育必修2學(xué)分，開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合訓(xùn)練實(shí)踐課程1周。同時(shí)，在專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過設(shè)置與專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的開放式畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，如企業(yè)指導(dǎo)教師結(jié)合工程生產(chǎn)實(shí)際，以及校內(nèi)指導(dǎo)教師結(jié)合自身科研項(xiàng)目制定的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，同時(shí)積極探索跨專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類畢業(yè)設(shè)計(jì)，例如能源+材料、“互聯(lián)網(wǎng)”+能源等課題，開展多層次、跨專業(yè)、跨學(xué)科的畢業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科專業(yè)的交叉融合，提升學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。

為了更好地達(dá)成應(yīng)用型創(chuàng)新人才的專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)，組建“理論和實(shí)踐兼修”的多元化師資隊(duì)伍是非常必要的，可以通過重點(diǎn)引進(jìn)和培養(yǎng)“高校-企業(yè)-高?！毙偷慕處?，提高教師的工程素養(yǎng)，進(jìn)一步為學(xué)生的綜合應(yīng)用及創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(三)加強(qiáng)專業(yè)知識的學(xué)科交叉融合

在“新工科”背景下，應(yīng)用型本科院校的專業(yè)課程設(shè)置必須要實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉融合。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在能源相關(guān)領(lǐng)域中是必不可少的，學(xué)生需在專業(yè)學(xué)習(xí)和未來的發(fā)展過程中，必須要具備較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，并能有效運(yùn)計(jì)算機(jī)技術(shù)解決本專業(yè)領(lǐng)域中的復(fù)雜工程實(shí)際問題；隨著新技術(shù)革命對新經(jīng)濟(jì)的引領(lǐng)與社會的發(fā)展，信息化能力和素質(zhì)已成為人才培養(yǎng)的重要指標(biāo)，為了更好地了解和掌握能源與動力工程專業(yè)前沿與發(fā)展趨勢，信息檢索技術(shù)將起到非常重要的作用。因此，能源與動力工程專業(yè)在制訂人才培養(yǎng)方案時(shí)重視學(xué)科的交叉融合，通過不同的課程設(shè)置進(jìn)一步完善跨學(xué)科交叉融合[14]。如現(xiàn)代信息與文獻(xiàn)檢索技術(shù)、CAD、CAE、CFD等工程軟件訓(xùn)練課程。

(四)課程模塊優(yōu)化成效

從表2人才培養(yǎng)方案各課程模塊修訂的結(jié)果可以看出，通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)教育課程等理論課程占比有所降低，專業(yè)教育課程、實(shí)踐教育課程和素質(zhì)拓展教育課程總占比均有所提高；通過人才培養(yǎng)方案課程體系及課程內(nèi)容的調(diào)整，將部分理論課程學(xué)分減少，通過增加實(shí)踐環(huán)節(jié)加強(qiáng)這部分理論知識的學(xué)習(xí)和領(lǐng)會，同時(shí)通過適當(dāng)增加和調(diào)整專業(yè)課程和實(shí)踐課程的學(xué)分，實(shí)現(xiàn)部分課程內(nèi)容和知識的學(xué)科交叉融合，從而加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)知識和創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)，在素質(zhì)拓展教育課程中增加勞動教育適應(yīng)當(dāng)前國家高校人才培養(yǎng)的指導(dǎo)性方針政策?？傊瞬排囵B(yǎng)方案調(diào)整后能夠充分體現(xiàn)通識教育課程的扎實(shí)性、學(xué)科基礎(chǔ)教育課程的寬厚性、專業(yè)教育課程的精專性、實(shí)踐教育課程的強(qiáng)化性和素質(zhì)拓展教育課程的豐富性，為實(shí)現(xiàn)“新工科”背景下應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)提供了有效的課程體系保障。

表2 人才培養(yǎng)方案各課程模塊修訂對比

三、結(jié) 語

依據(jù)我校高水平應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)的總體要求，結(jié)合“新工科”專業(yè)建設(shè)理念，對傳統(tǒng)的能源與動力工程專業(yè)進(jìn)行升級改造，合理優(yōu)化課程體系，加強(qiáng)能源與動力工程專業(yè)工程能力素質(zhì)的培養(yǎng)。注重以學(xué)生為中心，構(gòu)建校企合作平臺，加強(qiáng)學(xué)科交叉與融合，強(qiáng)化應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生工程理念和意識，從而有效達(dá)成高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，為地方新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有效輸送合格的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。