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面向新工科建设的应用创新型人才培养模式优化升级探索*
——以能源与动力工程专业为例

2021-07-21张宏远吴净王素梅张昕苌转

中国教育技术装备 2021年8期
关键词:动力工程创新型工科

◆张宏远 吴净 王素梅 张昕 苌转

0 引言

随着科技的进步,当前世界处于经济发展和产业格局新的历史发展时期,各国在智能制造等领域都作出重要战略部署[1]。伴随着国家推出“人工智能2.0”和“中国制造2025”等重大战略,我国急需大量应用创新型工程技术人才[2]。由于我国高等工程教育长期以来在工科学生实践教育方面的不足,导致培养与企业工程实际脱节,迫切需要对工科培养模式进行改革。与传统的工科人才相比,新工科从创新能力、工程实践能力和竞争力等方面对工科人才提出新的要求[3]。新工科中的“工科”是指工程学科,“新”包含对传统的学科进行转型、改造和升级的含义,包括对培养目标的转变和提高、培养模式的改革和创新等[4]。

多年来,我国存在能源消耗不合理和重污染等问题。能源与动力工程专业要采取相应的对策和措施,为实现我国能源的高效利用提供满足新工科要求的具有较强工程实践能力的高素质创新人才。

1 能源与动力工程专业存在的问题

沈阳理工大学地处东北老工业基地的辽宁地区,随着东北老工业基地的振兴,辽宁已经成为东北振兴的重要工业大省。沈阳理工大学能源与动力工程专业主要培养具有动力机械工程基本理论知识和基本技能的工程应用型人才,属于典型的工科工程技术人才培养模式。在新工科背景下,必须优化和升级能源与动力工程专业的人才培养模式,建立多元化和多方向的人才培养模式,以此来满足新工科背景下对能源与动力工程专业人才的更高要求。

能源与动力工程专业几十年来为我国能源与动力行业培养了大量的工程技术人才,但是,近年来随着新工科建设的发展,大部分高校在该专业的学科建设和发展过程中存在以下几个典型问题[5-7]。

课程设置相对陈旧 大部分高校能源与动力工程专业开设了流体力学、工程热力学、传热学、燃烧学和热能与动力测试技术等传统的专业课程,课程以教师教授为主,教学内容以基本理论、基本原理和基本知识为主,学生处于被动学习的状态。

培养方向单一 能源与动力工程专业包含内燃机、汽轮机、燃气轮机、制冷等相关学科,整体而言,由于历史传承,各高校能源与动力工程专业学科布局偏重于某一单一方向,单一方向的课程比重过大。然而,近几年来随着经济发展和产业升级,需要大量掌握一定知识深度和广度的能源利用与动力类人才。

产学研及校企协同育人不完善 对于学生的培养偏重于理论教学+实践教学的模式,师生对于产学研和校企协同的参与度不够;教师没有通过产学研把最先进的知识和技术教授给学生,学生不了解企业的生产和管理;校企协同育人不够完善,学生还处于被动接受知识、缺乏主动思考等学习状态。

2 能源与动力工程专业应用创新型人才培养模式优化升级措施

沈阳理工大学汽车与交通学院能源与动力工程专业起源于车辆工程和交通运输等相关学科,整体而言,由于前些年汽车行业需要大量内燃机人才,学科布局偏重于内燃机方向,内燃机方向的课程比重过大。但是近几年来随着经济发展和产业升级,需要大量的能源利用与动力类人才。能源与动力工程专业近年来一直坚持“以学生为中心”的教育理念,将培养学生的创新能力和实践能力作为核心目标,提高学生工程应用能力的探索和改革,在内燃机原理和工程热力学两门课程的改革实践中均获得良好的效果,并开展了基于CDIO工程教育理念的能源动力类课程体系改革的探索研究[8-9],取得一些成效。

为此,在新工科背景下,按照辽宁省相关文件精神,紧紧围绕辽宁老工业基地的发展现状,在总结能源与动力工程专业改革成果基础上,结合专业自身特点,提出对现有能源与动力工程专业进行优化、升级的思路,探索能源与动力工程专业新工科建设背景下应用创新型人才培养模式优化升级的可行路径:通过引入项目化教学法,强化实践教学建设,深入推进校企协同育人合作;加强“双师型”师资队伍建设,优化能源与动力工程专业多元化多方向融合的应用创新型人才培养模式。通过系列改革,希望解决能源与动力工程专业课程体系设置与新工科建设需求不适应的问题。具体措施如下。

深入开展面向新工科建设的应用创新型人才培养的多元化多方向培养体系建设 能源与动力工程专业以提高专业本科生创新能力、实践能力和综合素质为目标,优化培养方案及课程体系,建立面向新工科建设的应用创新型人才培养的多元化多方向培养体系。所谓多元化,就是培养体系满足社会需求多元化、培养方式多元化、就业方向多元化和教学资源多元化[6]。所谓多方向,就是培养方向包含内燃机、汽轮机和新能源等专业方向。培养体系关注内燃机、汽轮机和新能源等相关学科方向的交叉融合。能源与动力工程专业多元化多方向应用创新型人才培养体系如图1所示。

图1 能源与动力工程专业多元化多方向应用创新型人才培养模式

引入项目化教学法,强化实践教学建设 怎样培养适合新工科建设的工程创新人才?培养的关键是选择适合的教学方法。项目化教学法通过将教学活动设计成若干项目的形式,对教师和学生进行项目化教学和培养,从而培养学生的工程实践能力和创新能力。项目化教学法根据具体情况可设置校内项目化教学法和校外项目化教学法。

校内项目化教学法将课程、课程设计和其他实践实训类课程设计成校内项目。在校内项目教学过程中,教师可以引入自己的科研项目研究,结合课程内容设计成若干个项目题目,让学生参与科研项目的研究过程,通过校内项目教学法的锻炼,提高解决、分析工程实际问题的能力。

校外项目化教学法通过产学研合作和校企协同育人,让学生在第四年参与企业的产品研发、质量检测、经营管理等生产活动,锻炼学生的工程创新能力。

深入推进校企协同育人合作,加强“双师型”教师队伍建设 能源与动力工程专业在“校企合作、产学结合”的基础上进一步了解企业需求,通过选择企业高级工程技术人员作为校外兼职导师、选派教师到企业挂职训练、校企科研协作和选派学生到企业实习实训等多种方式,将企业生产一线岗位对能源与动力工程专业培养要求充分融入应用创新型人才培养的各个环节。

能源与动力工程专业加强“双师型”教师队伍建设,要求教师不仅能够进行理论教学,而且要有较强的工程实践能力。专业不断加强教师培训工作,有计划、有重点地开展“双师型”教师培养,通过组织青年教师下实验室、去企业带队实习或参加科技研发等,积累实践经验,获得实践经历。通过以上努力,打造一支具有出色的创新能力和工程实践能力的教师队伍。

3 结语

沈阳理工大学能源与动力工程专业面向新工科建设进行专业优化升级,探索能源与动力工程专业新工科建设背景下应用创新型人才培养模式升级改造的可行路径:通过引入项目化教学方法,强化实践教学建设,深入推进校企协同育人合作,加快“双师型”师资队伍建设,优化能源与动力工程专业多元化多方向融合的应用创新型人才培养体系。通过一段时间的探索,目前已在项目化教学、校企协同育人、校外实验实训基地建设和“双师型”师资队伍建设方面获得阶段性成果。

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