呂志偉, 楊陽
(1.河北工程大學(xué) 能源與環(huán)境工程學(xué)院,河北 邯鄲 056038;2.河北工程大學(xué) 數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院,河北 邯鄲 056038)
創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)的提出,是我國高等教育發(fā)展的重要里程碑,現(xiàn)已成為國內(nèi)各高校教學(xué)改革的熱點(diǎn)。近年來,教育部在全國范圍內(nèi)穩(wěn)步推進(jìn)新工科建設(shè)工作,逐步形成了“天大行動” “北京指南”和“復(fù)旦共識”等新工科建設(shè)“三步曲”。因此,新工科并不是局部發(fā)展,而是在全國范圍內(nèi)全面普及。與此同時(shí)國內(nèi)外隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及自動控制理論影響力的不斷提升,以工程能力為目標(biāo)的能源生產(chǎn)過程控制已然成為新工科高層次人才應(yīng)具備的基礎(chǔ)技術(shù)之一,各工科專業(yè)對能源生產(chǎn)過程控制技術(shù)的需求均有較大幅度的增長,越來越多的工科專業(yè),尤其是新能源類專業(yè)紛紛設(shè)立能源生產(chǎn)過程控制課程。
能源生產(chǎn)過程控制課程的主要目的是通過能源生產(chǎn)過程控制理論知識的學(xué)習(xí),讓學(xué)生了解控制理論和技術(shù)在現(xiàn)代能源生產(chǎn)企業(yè)中的作用,掌握能源生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的原理,提高學(xué)生的理論素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力。由于該課程應(yīng)用性較強(qiáng),理論與實(shí)際工程應(yīng)用存在較大差距。因此,急需對課程進(jìn)行探索和改革,以滿足企業(yè)對具有較強(qiáng)實(shí)踐技能畢業(yè)生的需求。
能源生產(chǎn)過程控制是以自動控制理論為基礎(chǔ),以測量技術(shù)、通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)仿真為主要技術(shù)手段的工科課程。與傳統(tǒng)的控制類人才培養(yǎng)相比,能源過程控制課程緊跟能源類人才培養(yǎng)要求,同時(shí)使學(xué)生具備更強(qiáng)工程實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的授課模式已不適應(yīng)現(xiàn)代化工程人才培養(yǎng)體系的需求,迫切需要從根本上改變以教師為中心的授課方式。本文以能源生產(chǎn)控制課程為例,系統(tǒng)化論述以工程能力為培養(yǎng)目標(biāo)的能源生產(chǎn)過程控制課程體系建設(shè)的教學(xué)改革思路。
能源生產(chǎn)過程控制課程需要理解的概念較多,課程內(nèi)容聯(lián)系緊密,邏輯關(guān)系復(fù)雜,課堂上教師將大部分時(shí)間用在理論教學(xué),較短時(shí)間講授工程案例[1],單純的課堂教學(xué),學(xué)生難以將理論與工程實(shí)踐相聯(lián)系。通過課堂授課發(fā)現(xiàn),學(xué)生對理論課的重視程度遠(yuǎn)低于實(shí)踐課,課堂上學(xué)生能夠集中注意力的時(shí)間不到授課時(shí)長的一半,同時(shí)師生互動較少,導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下降。針對上述問題及能源生產(chǎn)過程控制課程內(nèi)容,通過對2020年新能源專業(yè)畢業(yè)生無記名問卷調(diào)查,發(fā)現(xiàn)50%的學(xué)生反映課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)未能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,30%的學(xué)生認(rèn)為未能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。通過對相關(guān)企業(yè)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)45%的受訪企業(yè)認(rèn)為,我校畢業(yè)生工程實(shí)踐技能不能滿足企業(yè)的基本要求,進(jìn)而致使畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量不佳。
通過國內(nèi)調(diào)研發(fā)現(xiàn),高校能源類課堂教學(xué)方式相對固定,教學(xué)方式比較單調(diào),教師以自我為中心,仍然采取課前預(yù)習(xí),課堂教師講解,課后習(xí)題作業(yè),教師批改的教學(xué)流程。我校能源生產(chǎn)過程控制課程課堂同樣如此,多數(shù)情況下,教師只按照多媒體課件機(jī)械地講授,未能察覺學(xué)生課堂反應(yīng),講授步調(diào)不夠一致,致使學(xué)生對部分內(nèi)容理解較為膚淺。上述的問題引起學(xué)校教務(wù)部門高度關(guān)注,據(jù)學(xué)校教師互評系統(tǒng)結(jié)果表明,10%左右的教師上課方式單一,照本宣科,只針對PPT內(nèi)容空洞地?cái)⑹?,不能展開闡述,使學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容機(jī)械背誦,不能在理解中記憶,學(xué)生的積極性長期受到抑制,致使部分學(xué)生放棄課堂學(xué)習(xí),只在考試前突擊學(xué)習(xí),應(yīng)對考試。此教學(xué)方式嚴(yán)重阻礙了師生之間的有效交流,根本無法滿足對以學(xué)生為中心,以工程能力為導(dǎo)向的課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求[2]。
任課教師往往具備較強(qiáng)理論知識,而工程能力較弱,但目前諸多本科院校均提倡增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新技能。因此,提高任課教師理論知識層次,補(bǔ)齊現(xiàn)有教師實(shí)踐技能不足的短板,這樣才能促進(jìn)教師能力的提高。當(dāng)前,受多種因素的影響,高校教師的實(shí)踐技能仍不足,教育思想觀念嚴(yán)重落后于實(shí)際需求。首先,從我校實(shí)際來講,博士學(xué)歷人才比例逐年提高,學(xué)校組織博士高層次人才進(jìn)企業(yè)次數(shù)較少,年均人次未達(dá)到1次/人。培養(yǎng)方案往往以科學(xué)理論為中心,實(shí)踐技能課程課時(shí)較少,其由前些年的占總課時(shí)的10%逐漸提高到20%,但仍未達(dá)到教育部要求的25%的比例。師資隊(duì)伍的建設(shè)注重專業(yè)水平尤其是學(xué)術(shù)水準(zhǔn),對提高教師實(shí)踐技能水平不夠重視,投入不足,進(jìn)而導(dǎo)致任課教師對學(xué)生的實(shí)踐技能指導(dǎo)力不從心。再者,從教師個(gè)人來講,隨著高等院校教育教學(xué)改革的進(jìn)行,教師個(gè)人已然認(rèn)識到自身實(shí)踐技能不足,但多數(shù)高校缺乏針對教師實(shí)踐技能系統(tǒng)化培訓(xùn)。目前我校博士學(xué)歷人才已經(jīng)占到總?cè)藬?shù)30%(含在讀人員)左右,理論水平較高,但實(shí)踐技能不夠,深入企業(yè)生產(chǎn)一線的時(shí)間均未達(dá)到要求。高校教師的高學(xué)歷只能代表學(xué)術(shù)水平及科研能力,并不代表具備較強(qiáng)實(shí)踐能力。而大多數(shù)高校針對教師培訓(xùn)沿用傳統(tǒng)的職前短期培訓(xùn),較少專門組織教師進(jìn)入行業(yè)或企業(yè)一線進(jìn)行實(shí)踐技能培訓(xùn)。教師教改工作中,成果轉(zhuǎn)化及社會服務(wù)也較弱。以上均反映了學(xué)校對教師實(shí)踐技能培養(yǎng)較為松散。
以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的課程改革更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐技能提升,然而,當(dāng)前我校工程實(shí)訓(xùn),更多是安排學(xué)生進(jìn)行初級工實(shí)習(xí),簡單訓(xùn)練動手能力,教學(xué)內(nèi)容仍然以軟件設(shè)計(jì)為主,未能考慮企業(yè)實(shí)際需求,使工程實(shí)訓(xùn)成為了校內(nèi)教育,導(dǎo)致學(xué)習(xí)目標(biāo)性不強(qiáng),內(nèi)容陳舊,未能打通校企之間長期存在的壁壘。教學(xué)評價(jià)方式單一,大多以平時(shí)成績、考試成績,實(shí)踐成績的簡單累加作為最終成績,且比例分配不合理??荚嚦煽?、平時(shí)成績及實(shí)踐成績比例分別為70%、20%及10%,此評價(jià)方式未能有效展現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力,未能體現(xiàn)評價(jià)機(jī)制的綜合性[3]。
本文結(jié)合我院承擔(dān)的校級教研課題,認(rèn)真分析新能源專業(yè)中能源生產(chǎn)過程控制課程體系教學(xué)方法、特點(diǎn)等,探討能源生產(chǎn)過程控制課程改革與創(chuàng)新。
能源生產(chǎn)過程控制具有較強(qiáng)工程應(yīng)用背景,在課堂教學(xué)過程中要與工程案例相結(jié)合,充分考慮能源生產(chǎn)過程控制實(shí)際場景,選取適合本專業(yè)教學(xué)案例,確保學(xué)生能聽懂,能掌握,能應(yīng)用。為提高能源生產(chǎn)過程控制課程教學(xué)質(zhì)量,針對教學(xué)方法進(jìn)行了創(chuàng)新性的探索和改革,探尋出一條適合本課程的教學(xué)方法[4]。課程教學(xué)方法的優(yōu)化與工程理念相結(jié)合,將培養(yǎng)重點(diǎn)置于解決問題能力上。課程設(shè)計(jì)亦側(cè)重于理論知識與實(shí)踐技能的銜接。課程教學(xué)方法改革要有意識地運(yùn)用問題引導(dǎo)的方式將學(xué)生帶入課堂,激發(fā)學(xué)生探索新知識的興趣。將計(jì)算機(jī)仿真控制系統(tǒng)引入課堂教學(xué),使抽象概念可視化,增加教學(xué)方式,激起學(xué)生創(chuàng)新探索設(shè)計(jì)方法的興趣[5]。
能源生產(chǎn)過程控制課程與新能源科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展方向聯(lián)系緊密,在光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域尤為突出。首先,以雙軸自動控制光伏電站為例,其包括了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、設(shè)備連接及安裝調(diào)試等。其中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對知識的系統(tǒng)掌握及實(shí)際應(yīng)用有較高要求,并非簡單記憶就能完成,即要將傳感器、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、可編程控制器、觸摸屏編程等相關(guān)知識融會貫通。課堂教學(xué)過程中,要求學(xué)生通過閱讀文獻(xiàn)并結(jié)合課程內(nèi)容完成,將小型光伏發(fā)電搬入課堂,不僅讓學(xué)生自主組裝光伏發(fā)電相關(guān)器件,還可通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光伏組件連續(xù)發(fā)電。其中工程安裝,則更強(qiáng)調(diào)動手能力,具體到控制系統(tǒng)則要求學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi),完成讀圖和設(shè)備連線,要準(zhǔn)確地連接每個(gè)接線端子、輸入量、輸出量、數(shù)字量和模擬量。要使整個(gè)工程長期正常運(yùn)轉(zhuǎn),需要學(xué)生對整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行工程化的調(diào)試,這是非常關(guān)鍵的一步,是系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保證,要求學(xué)生從工程的角度思考問題和解決問題。設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為正確的程序,工程調(diào)試階段也可能會出現(xiàn)問題,此時(shí)需要學(xué)生具有良好工程思維能力,快速判斷問題所在,分析原因,做出相應(yīng)程序設(shè)計(jì)或設(shè)備的調(diào)整方案,進(jìn)而調(diào)試,循序漸進(jìn),直至系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[6],學(xué)生的工程能力才得以質(zhì)的提升。
其次,控制系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電站中同樣占據(jù)重要地位,課堂教學(xué)宜采用案例方式為主,以風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)為主線,將各個(gè)控制單元有機(jī)整合,以期達(dá)到貼近現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程的目的。學(xué)生為達(dá)此目的,必須深入企業(yè),才能真正進(jìn)入實(shí)踐課堂,熟悉風(fēng)機(jī)啟停、正常運(yùn)行、緊急停機(jī)和抱閘等運(yùn)行各階段。工程能力的提升,在于學(xué)生現(xiàn)場伸出雙手擁抱設(shè)備、機(jī)械、線材和工具,熟悉并熟練運(yùn)用,這樣才能領(lǐng)會工程能力的內(nèi)涵,成為一名真正的工程師。
教學(xué)過程中,方式要多樣化,同時(shí)以工程理念為指導(dǎo),進(jìn)行案例設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行,從工程的角度分析及設(shè)計(jì),要求具備較強(qiáng)的綜合設(shè)計(jì)能力;實(shí)施,要求掌握技術(shù)變產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)手法;運(yùn)行,要求具有組織協(xié)調(diào)能力。強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)和工程能力的培養(yǎng),旨在培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的同時(shí),使其具備更加突出的工程思維理念[7]。
在課程教學(xué)活動中,預(yù)設(shè)多種教學(xué)方案,隨時(shí)切換思路,引入工程化理念,給學(xué)生灌輸工程化思維。新能源科學(xué)與工程專業(yè)中能源生產(chǎn)過程控制課程的工程能力實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要內(nèi)容可分為六個(gè)階段,1.工程準(zhǔn)備;2.工程設(shè)備拆解;3.實(shí)測設(shè)備;4.設(shè)備組裝;5.調(diào)試;6.答辯。階段1:工程準(zhǔn)備。該階段主要完成工程能力培養(yǎng)的準(zhǔn)備工作。通過工程化的準(zhǔn)備,學(xué)生要了解工程實(shí)踐的目的、意義和基本要求;掌握操作安全規(guī)定;規(guī)定每組人數(shù),學(xué)生自由組合,認(rèn)真閱讀記憶相關(guān)文獻(xiàn)資料。階段2:工程設(shè)備拆解。確定合理的拆解方案,小組成員有機(jī)配合,有序拆解,拍照記錄部件具體位置。通過科學(xué)訓(xùn)練,要求學(xué)生掌握工具的功能和使用注意事項(xiàng),結(jié)合掛圖和圖集,對照實(shí)物理解、記憶拆解設(shè)備的結(jié)構(gòu)布置和每個(gè)部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相互關(guān)系。制訂合理的拆解方案,經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn)后實(shí)施。階段3:實(shí)測設(shè)備。該階段主要完成設(shè)備材料的機(jī)械性能和設(shè)備之間的電路通斷測量,以及連接線的承載能力等。要求學(xué)生制訂合理的測試方案,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求,測試設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和材料的形變程度,實(shí)測電路中電壓、電流和額定功率等參數(shù)。階段4:設(shè)備組裝。學(xué)生依據(jù)設(shè)備裝配圖,制訂合理裝配方案并經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn),確定合適組裝工具。實(shí)踐教學(xué)要求學(xué)生合理分工,有序組裝,掌握工具使用方式和注意事項(xiàng)。階段5:調(diào)試。調(diào)試階段要求學(xué)生基本掌握設(shè)備運(yùn)行的程序、工作時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、安全規(guī)程、應(yīng)急預(yù)案和操作規(guī)范。調(diào)試是非常重要的一個(gè)階段也是體現(xiàn)學(xué)生對設(shè)備設(shè)計(jì)和操作的掌握程度。階段6:答辯。答辯環(huán)節(jié)考察學(xué)生分析能力和應(yīng)變能力。答辯過程要求學(xué)生對整個(gè)拆解、組裝及調(diào)試過程敘述完整,清晰,表達(dá)準(zhǔn)確,報(bào)告撰寫詳盡。
課堂教學(xué)方式多樣化既包括學(xué)生動手能力培養(yǎng),也囊括了虛擬仿真和教學(xué)方式創(chuàng)新設(shè)計(jì)等輔助教學(xué)方式。教學(xué)利用計(jì)算機(jī)仿真平臺實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場場景仿真,將工程實(shí)例分拆融入課程的相應(yīng)各個(gè)章節(jié),要求學(xué)生經(jīng)過VR等輔助手段學(xué)習(xí),掌握能源生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行過程及案例設(shè)計(jì)目標(biāo)。針對學(xué)生單純地知道書本內(nèi)容“是什么”,但不懂“為什么”的問題,在授課過程中,教師要改變教學(xué)思路,以學(xué)生為中心,精心設(shè)計(jì)課堂內(nèi)容,改變教學(xué)方式,充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新能力。教師通過問題驅(qū)動方式,針對關(guān)鍵問題,使學(xué)生能夠獨(dú)立分析思考,提出自己的思路。例如:在軌跡跟蹤控制設(shè)計(jì)中,教師引入實(shí)際計(jì)算過程,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)太陽軌跡跟蹤所存在的問題,然后在教師的啟發(fā)下,學(xué)生自發(fā)結(jié)合小組進(jìn)行問題討論,提出各自的想法,其中不乏運(yùn)用創(chuàng)新性設(shè)計(jì)思路解決控制系統(tǒng)中的問題。以此,讓學(xué)生順著教師授課思路,緊跟課堂內(nèi)容,將乏味課堂轉(zhuǎn)變得富有生趣。教師在授課過程中向?qū)W生提出問題“為什么”及“如何解決問題”[8]。通過創(chuàng)新教學(xué)方式,教師要始終將學(xué)生作為課堂的中心,建立探究型教學(xué)方式,充分發(fā)揮學(xué)生積極性,提高學(xué)生提出問題、解決問題的能力。課下通過網(wǎng)絡(luò)平臺包括雨課堂、qq群以及微信群等方式實(shí)現(xiàn)師生互動,更高效地促使學(xué)生知識拓展、能力提升,全面發(fā)展。能源生產(chǎn)過程控制課程課上和課下學(xué)習(xí)的有機(jī)融合,改變了傳統(tǒng)的教師授課及學(xué)生學(xué)習(xí)的方式,不僅使學(xué)生成為課堂的中心,而且可以及時(shí)反饋授課效果[8]。
對于以工程化能力為核心的課程培養(yǎng)目標(biāo)而言,增強(qiáng)教師工程實(shí)踐技能已經(jīng)到了刻不容緩的地步。然而,教師實(shí)踐技能的提升并不是教師或?qū)W校某一方的責(zé)任,而是需要學(xué)校、教師及關(guān)聯(lián)企業(yè)共同努力,合作培養(yǎng),相互促進(jìn),形成機(jī)制,共同提升,長遠(yuǎn)發(fā)展[9]。
學(xué)校發(fā)揮自身主導(dǎo)作用,強(qiáng)化機(jī)制建設(shè),激勵(lì)教師主動提高實(shí)踐技能。積極營造工程化工作環(huán)境,增強(qiáng)教師對工程能力的認(rèn)同。轉(zhuǎn)化教師工程化教育理念,學(xué)校應(yīng)設(shè)置專門行政機(jī)構(gòu),以此體現(xiàn)學(xué)校對教師實(shí)踐技能培養(yǎng)工作的重視[10]。組織教師學(xué)習(xí)工程教學(xué)理念及建立工程化育人培養(yǎng)機(jī)制,讓教師充分認(rèn)識到自身應(yīng)具有的工程實(shí)踐技能。提高站位,深入進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐改革,完善制度建設(shè),確定工程化教學(xué)在技能培養(yǎng)中的首要地位。要將工程育人加入人才培養(yǎng)方案及教師守則之中,將工程育人貫穿于人才培養(yǎng)全過程。同時(shí)完善工程育人的檢查及保障機(jī)制,以使教師將工程育人理念逐漸融入教學(xué)過程之中。要不定期及定期舉行教師工程育人經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及交流會議,以使教師在交流過程中獲取靈感,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法及模式的改革。只有這樣才能從根本上改變工程教學(xué)長期落后于理論教學(xué)的現(xiàn)狀。
制訂并完善職業(yè)培訓(xùn)機(jī)制,促進(jìn)教師工程能力培訓(xùn)制度化。工程能力是需要經(jīng)過長期堅(jiān)持并不懈努力才能得以提升,同時(shí)是教師教書育人工作的重要組成部分。職前教育是高校教師工程能力提升的重要階段。教師職前教育工程培養(yǎng)的途徑是多樣的,以我校為例,其規(guī)定教師職稱的晉升之前,教師需要自行聯(lián)系與本專業(yè)相關(guān)且具有良好信譽(yù)的企業(yè),經(jīng)所在學(xué)院批準(zhǔn)后,深入企業(yè)一線進(jìn)行工程能力培養(yǎng)至少一年以上,時(shí)間可以連續(xù),也可以利用寒暑假間斷進(jìn)行培養(yǎng),過程中每三個(gè)月向所在學(xué)院工程實(shí)踐培養(yǎng)指導(dǎo)小組匯報(bào)相關(guān)工作情況以及取得的成果。該教師在得到相關(guān)企業(yè)的認(rèn)可,獲取企業(yè)所在行業(yè)相關(guān)的初級證書后,方可認(rèn)定為工程培訓(xùn)完成。由此可見,一線工程實(shí)踐是高校教師工程能力提升的一條重要途徑。在職培訓(xùn)是除職前培訓(xùn)外的另一項(xiàng)重要工程能力提升途徑,同時(shí)將教師工程能力與專業(yè)發(fā)展、研究創(chuàng)新及服務(wù)社會有機(jī)整合。其主要針對中青年教師工程能力的提升,需要制訂近期、中期以及遠(yuǎn)期規(guī)劃,遵照按需培訓(xùn)及定期培訓(xùn)的原則[11]。教師依據(jù)職稱及崗位職責(zé),進(jìn)入企業(yè)的技術(shù)及研發(fā)崗位工程訓(xùn)練,以提升工程意識及技術(shù)素養(yǎng),與職前培訓(xùn)的要求一致,教師也必須進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)一線,實(shí)踐培訓(xùn)時(shí)間累積達(dá)到一年以上,并通過相應(yīng)企業(yè)的鑒定,取得二級證書。為了使教師不間斷地進(jìn)行工程培訓(xùn),教師除了要進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)外,還必須完成校內(nèi)工程能力提升培訓(xùn)任務(wù)。無論是對企業(yè)還是院校來講,高級技工都是工程培訓(xùn)的緊缺人才,為了留住人才,學(xué)校采取“軟引進(jìn)”的方式解決其待遇及關(guān)系隸屬等問題。例如,學(xué)校設(shè)立專家崗位,吸引企業(yè)中高級技工人才尤其是優(yōu)秀校友回到母校短期授課,要求總時(shí)間但不固定日期的方式對教師進(jìn)行工程訓(xùn)練,分享前沿工程技術(shù),拓展視野,著實(shí)提升工程能力和社會服務(wù)能力。借鑒國外經(jīng)驗(yàn),教師每年有2個(gè)月企業(yè)實(shí)踐休假,休假期間深入企業(yè)調(diào)查研究,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。這樣不僅幫助相關(guān)企業(yè)解決了部分理論問題,提升自身工程能力,也使自己學(xué)習(xí)了企業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),以便在授課過程中真實(shí)做到理論聯(lián)系實(shí)際[12]。
完善激勵(lì)機(jī)制,激發(fā)自身向上動力。學(xué)校制定政策,將針對教師工程能力的考核融入教師教學(xué)考核及職稱評定等考核中,強(qiáng)化教師工作成果與企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用相聯(lián)系??己私Y(jié)果遵循公開、公平及公正的原則。借鑒企業(yè)常規(guī)考評方法,考核組由學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教師同行、部分學(xué)生及企業(yè)行業(yè)高級專業(yè)技術(shù)人員共同組成,背靠背地對相關(guān)教師的工程能力進(jìn)行考評,在規(guī)定時(shí)限內(nèi)公開考評結(jié)果,消除教師疑慮,為教師彌補(bǔ)不足指明方向。設(shè)立教師工程能力培養(yǎng)基金,制定詳細(xì)且可執(zhí)行的評獎(jiǎng)制度,以獎(jiǎng)促改。考核結(jié)果達(dá)到合格者給予基礎(chǔ)績效獎(jiǎng)勵(lì),優(yōu)秀者按規(guī)定給予相應(yīng)等級績效獎(jiǎng)勵(lì),以使教師增強(qiáng)自身工程能力的同時(shí)彌補(bǔ)交通費(fèi)、飲食和自主網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等經(jīng)濟(jì)費(fèi)用[13]。對于工程能力確實(shí)突出的部分教師,在職稱評定過程中給予同等條件下優(yōu)先原則。上述政策的落實(shí),能更有效地起到示范效應(yīng),激勵(lì)教師踴躍報(bào)名,主動提升自身工程能力,定期展示培訓(xùn)成果,以便吸引更多中青年教師投入到工程能力實(shí)訓(xùn)工作當(dāng)中。
雖然各高校自身工程能力的培養(yǎng)目標(biāo)有所差異,但是對畢業(yè)生能力的要求的本質(zhì)是相似的。其特征均包含了基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新實(shí)踐能力、綜合素養(yǎng)等。在培養(yǎng)過程中要體現(xiàn)以工程能力為主要特征的人才培養(yǎng)目標(biāo)。
能源生產(chǎn)過程控制課程旨在培養(yǎng)學(xué)生樹立工程化思想,并系統(tǒng)理解自動控制理論,錘煉解決實(shí)際工程問題的能力。原有的評價(jià)方式未能使學(xué)生全面發(fā)揮自身潛能。為此對課程評價(jià)進(jìn)行了改革,打破傳統(tǒng)的、單一的、主體化及教師化的評價(jià)體制。對于作為被鑒定對象的學(xué)生而言,原有評價(jià)方式無法及時(shí)有效地向任課教師反饋教學(xué)效果。為全面激發(fā)學(xué)生工程學(xué)習(xí)的熱情,綜合考察學(xué)生學(xué)習(xí)成果,最大限度實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)有效工程能力考核,就需要大力加強(qiáng)評價(jià)模式改革,實(shí)施評價(jià)方式綜合化、團(tuán)隊(duì)化及案例化。
將學(xué)生成績分為四個(gè)部分進(jìn)行考核:1.車間和課堂測試綜合部分。在基礎(chǔ)理論教育和企業(yè)實(shí)踐技能培訓(xùn)過程中,指導(dǎo)教師和企業(yè)導(dǎo)師共同制定測試試題,指導(dǎo)教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布理論部分試題,學(xué)生通過應(yīng)用程序完成校內(nèi)理論知識測試,并通過網(wǎng)絡(luò)平臺提交。企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)發(fā)布實(shí)踐測試題目,學(xué)生要在課余時(shí)間集體到企業(yè)完成實(shí)踐測試,測試之前學(xué)生要做好充足的準(zhǔn)備工作,尤其注意相關(guān)安全事項(xiàng),完成相關(guān)企業(yè)實(shí)踐試題。指導(dǎo)教師和企業(yè)導(dǎo)師均可通過網(wǎng)絡(luò)平臺綜合評價(jià)考核學(xué)生創(chuàng)新能力及工程實(shí)踐技能,以便掌握學(xué)生學(xué)習(xí)成效,有針對性增加相關(guān)課程和實(shí)踐訓(xùn)練,解決學(xué)生存在的一些共性問題,保證大部分學(xué)生達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)[9]。2.設(shè)計(jì)案例化:實(shí)踐設(shè)計(jì)案例是本科教學(xué)階段重要組成部分,每名學(xué)生在案例設(shè)計(jì)過程中,要詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)的計(jì)算過程,依據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行參數(shù)的選擇,記錄引用的設(shè)計(jì)規(guī)范條文、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)過程中遇到的問題和解決方法等內(nèi)容。案例的成果一般以圖紙、說明書和實(shí)體的形式呈現(xiàn)。案例設(shè)計(jì)完成后,指導(dǎo)教師和企業(yè)導(dǎo)師共同根據(jù)案例設(shè)計(jì)出設(shè)備實(shí)體(分為外觀和性能兩部分)、運(yùn)行過程和達(dá)到性能,進(jìn)行量化打分,共同給出成績。3.團(tuán)隊(duì)合作:一般3-5名學(xué)生自由組成一個(gè)小組,同學(xué)通過相互討論,開拓思路,以達(dá)到創(chuàng)新的目標(biāo)。每名學(xué)生對其他學(xué)生的貢獻(xiàn)度會存在一定的差異,為體現(xiàn)案例設(shè)計(jì)過程中的不同,團(tuán)隊(duì)成員之間相互評價(jià),量化打分。評分標(biāo)準(zhǔn)分為4檔:1檔,能積極幫助同學(xué),提升成員技能,并取得良好效果,設(shè)計(jì)實(shí)體能夠良好運(yùn)行;2檔,能夠積極相互溝通,積極自我學(xué)習(xí),完成案例設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)實(shí)體能夠穩(wěn)定運(yùn)行;3檔,通過自我學(xué)習(xí),設(shè)計(jì)完成實(shí)體,能夠運(yùn)行;4檔,通過自我學(xué)習(xí),設(shè)計(jì)組裝完成實(shí)體。根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)過程情況,對團(tuán)隊(duì)及同學(xué)的貢獻(xiàn)度,完成實(shí)體的性能。將以上各部分的成績進(jìn)行加權(quán)綜合后,得到學(xué)生的工程案例設(shè)計(jì)總成績。考核完成后最終實(shí)現(xiàn)了修訂培養(yǎng)大綱中已明確提出教學(xué)要以學(xué)生為中心,以工程案例設(shè)計(jì)為手段,有效增強(qiáng)教學(xué)各階段師生互動,改革考核方式,形成以學(xué)生為核心的工程教育模式,通過評價(jià)制度改革,彌補(bǔ)不足,強(qiáng)化優(yōu)勢,促進(jìn)學(xué)生工程化能力不斷提高,以期達(dá)到以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的要求[14]。
教師評價(jià)方式急需改革,轉(zhuǎn)變原有以理論水平為主的評價(jià)方式,引入同行、企業(yè)及授課對象考察教師的工程能力和創(chuàng)新能力。教師的工程能力評價(jià)分為學(xué)校和企業(yè)兩個(gè)部分,由學(xué)生和企業(yè)的相關(guān)人員完成整個(gè)評價(jià)過程,考核過程和分?jǐn)?shù)遵循公開、公平及公正的原則。教師在校內(nèi)的評價(jià)主要在工程訓(xùn)練中心完成,評委成員由部分學(xué)生(包括由其授課的學(xué)生及外專業(yè)學(xué)生,比例分別為60%和40%)和教師(包括同專業(yè)教師、外專業(yè)學(xué)院教師及外校同行教師)組成。試題由評委成員現(xiàn)場擬題,試題在參評教師日常授課知識范圍內(nèi),可適當(dāng)拓展,參評教師以抽簽的方式?jīng)Q定考試試題。評比時(shí)間一般為八個(gè)教學(xué)學(xué)時(shí),在參評時(shí)間內(nèi)教師可以在考場范圍內(nèi)自由活動,但不能使用通信工具,允許查詢規(guī)定范圍的書籍,工具現(xiàn)場已準(zhǔn)備就緒,若需要場外工具需評委陪同使用,說明原因即可,使用完成后及時(shí)返回參評現(xiàn)場,使用時(shí)間計(jì)算在評比時(shí)間之內(nèi)。參評教師開始答題后,開始計(jì)時(shí),在調(diào)試階段可在評委陪同下聯(lián)網(wǎng)調(diào)試。參評教師完成調(diào)試后上交答卷。評委現(xiàn)場觀摩,評估設(shè)備的性能和運(yùn)行情況是否達(dá)到預(yù)期效果以及答題過程中動作操作規(guī)范程度等,綜合評估后給出成績,成績分為四級,即優(yōu)秀,良好,合格及不合格。企業(yè)對教師實(shí)操技能的評價(jià)是教師工程能力測評的另一重要組成部分,該項(xiàng)測評在相關(guān)企業(yè)進(jìn)行,由其高級技術(shù)人員給出測試題目,由企業(yè)相關(guān)人員組成評委會,教師利用自己所學(xué)理論知識及前期實(shí)操培訓(xùn)技能,在企業(yè)車間現(xiàn)場進(jìn)行,與在校內(nèi)不同的是企業(yè)的設(shè)備更加齊全,技術(shù)應(yīng)用范圍更廣、更深。參評教師可更好發(fā)揮自己的設(shè)計(jì)能力,設(shè)計(jì)出更加實(shí)用且具有創(chuàng)新性的作品,更好地服務(wù)社會,踐行大學(xué)服務(wù)社會的責(zé)任。
隨著現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的教育理念及方式已經(jīng)嚴(yán)重不能滿足企業(yè)事業(yè)單位對人才的需求,這就要求各高校及時(shí)調(diào)整相關(guān)專業(yè)和重點(diǎn)課程的培養(yǎng)方案。本文以我校新能源科學(xué)與工程專業(yè)的能源生產(chǎn)過程控制課程為研究對象,建立了以工程能力為目標(biāo)的課程改革及創(chuàng)新機(jī)制,打破了傳統(tǒng)的以教師為中心的局限性,整合利用學(xué)生、教師、學(xué)校及企業(yè)等多方教育資源,突出企業(yè)工程化培養(yǎng)人才的優(yōu)勢,教師工程培訓(xùn)制度化、長期化及專業(yè)化。新的專業(yè)培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱經(jīng)過1-2年實(shí)施運(yùn)行,再次對新能源專業(yè)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,結(jié)果顯示,60%以上的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容中工程案例有了大幅度增加,教師課堂工程化教學(xué)引起學(xué)生極大的學(xué)習(xí)熱情。隨訪學(xué)生入職的相關(guān)企業(yè),企業(yè)對剛?cè)肼毜膶W(xué)生的工程能力給出了較好的評價(jià)。參加過實(shí)踐技能培訓(xùn)的教師也深有體會,自身的工程實(shí)踐技能得以極大提升。通過教學(xué)方式及教學(xué)內(nèi)容等教學(xué)改革措施的實(shí)施,我們的得到如下的啟示:1.課程工程化教育理念和人才培養(yǎng)機(jī)制,要以學(xué)生為中心,保證80%以上學(xué)生掌握課程內(nèi)容,并學(xué)以致用,能動手解決與課堂內(nèi)容相關(guān)的問題,例如光伏發(fā)電控制系統(tǒng)故障排除及風(fēng)力發(fā)電偏航控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。2.課程教學(xué)改革,要緊緊圍繞課程教學(xué)目標(biāo),同時(shí)要符合國家近年來提出的教育方針,例如新工科及卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃等。由此我們才能在課程教學(xué)改革的道路上走得更遠(yuǎn),才能不斷取得豐碩的教學(xué)改革成果,服務(wù)于學(xué)生,服務(wù)于教師,服務(wù)于學(xué)校,服務(wù)于社會。