程荣晖 ,温华兵 ,张海洋

(江苏科技大学 a.党委办公室 b.能源与动力学院 c.团委,江苏 镇江 212100)

一、引言

党的二十大报告明确提出,“加快发展方式绿色转型”“有计划分步骤实施碳达峰行动,深入推进能源革命”。国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出,推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系。从国际来看,新一轮能源技术正不断推动全球能源变革步伐,绿色低碳已成为全球能源发展的主旋律;从国内来看,我国是全球能源消费第一大国,仍以煤炭、石油、天然气等化石能源为主,特别是煤炭消费比重占一半以上[1],能源消费结构与欧美发达国家比,依然有很大差距。据《2021年中国航海日公告》显示,2020年海运占全球贸易量的比重为86%,我国约95%的国际贸易货物量是通过海运完成的。

新世纪以来,船舶航运带来的环境污染问题受到国际社会的高度关注,国际海事组织(IMO)制定多项防止船舶污染环境的强制性规定。航运业的绿色低碳,取决于船舶的绿色低碳,船舶的绿色低碳取决于船舶清洁能源的应用及与清洁能源相适应的动力装置,包括提升动力系统能效,间接实现碳减排。船舶动力系统被称为船舶的“心脏”,是为船舶提供动力与能源的关键设备,我国在该领域关键技术滞后且受制于人,同时相关人才缺乏更是制约我国高性能船舶发展的重要因素之一。因此,教育何以发挥培养科技人才的基础性、战略性支撑作用,是实现科技自立自强必须思考的时代命题。基于此,高等教育必须紧跟国家战略需要开展实践探索,围绕行业产业需求,加快国家急需紧缺人才培养。能源动力类专业是典型的工科类专业,随着能源革命持续推进,势必需要转变传统的教育思维和育人方式,以国家战略需求为导向,通过跨界交叉融合,探寻教育的自主、自立、自强路径,培养适应未来能源产业发展需求的人才,努力实现高水平科技自立自强,为绿色船舶、高新技术船舶研发作出贡献。

二、能源动力类专业应用型人才培养存在的主要问题

(一)教育理念冲突, 新工科理念落实不够

人才培养理念的转变和更新是一个长期的过程,当前,传统人才培养模式与新工科教育理念的冲突仍然存在。“新工科”概念提出以来,新兴、新型、新生“三新”工程学科专业逐步得到明确;但是,新工科建设中的关键要素——理念引领,在实践中贯彻落实的意识依旧不够强,新工科所强调的学科实用性、交叉性、先进性在人才培养的实践中依然不够凸显。

(二)课程内容陈旧,适应行业需求存在滞后

教材是本科教学的重要支撑,但当前很多教材已落后于科技创新及产业实践需求,课程内容陈旧老化;课程设置不够合理,有些课程甚至是因人而设和因实验教学设备而设,导致培养的毕业生知识结构不全面、工程实践能力不强、解决实际问题能力弱,人才供给与产业升级、经济转型需求不匹配的问题依然存在。

(三)教学模式失配,多元化教学要求不能满足

随着时代的发展,能源动力类专业的教学改革也在逐步推进,一些改革对教学内容、手段和方法推陈出新,取得一定效果,但深层次的教学结构却难以进行根本性改革。基础素养与工程素养缺乏有效衔接、专业综合实验教学的硬件条件不够、实践环节和创新培育结合不紧密,以及缺乏足够课时的实验训练,已经成为影响能源动力类专业人才培养质量的重要因素。

(四)学与用脱节,产教协同育人广度深度不够

产教融合的本质是跨界合作,校企双方均需要投入资源,才能共享共赢,但双方合作的目的性存在差异:高校希望利用企业的资源提高人才培养质量和就业率,培养师资队伍等;企业往往是追求利润最大化,很少有强烈意愿投入过多资源,导致停留在一般性的校企合作层面。

三、能源动力类专业应用型人才培养体系的优化

江苏科技大学(以下简称学校) 是江苏省唯一一所以船舶与海洋工程装备产业为主要服务面向的行业特色型大学,是全国相关高校中船舶工业相关学科专业设置最全、具有船舶特色整体性和应用性优势的高校之一。2021年,学校获批江苏省绿色船舶关键技术与装备工程研究中心。学校能源动力类专业起源于1953 年设置的动力装置专业,是学校办学最早的专业之一。为适应新的时代背景下船舶工业和经济社会发展需要,学校不断调整和优化能源动力类专业应用型人才培养体系,大力培养适应时代发展要求的高素质行业人才。

(一)聚合理念共识:以绿色发展理念引领人才培养创新

1.营造绿色发展文化氛围,培育绿色素养

绿色发展是关系我国发展全局的一个重要理念,“双碳”目标的本质是发展问题,事关中华民族永续发展,事关人与自然和谐共生,事关全人类可持续发展。人的现代化是现代化的核心内容,新发展理念既是中国现代化建设的根本遵循,也是实现人的现代化的根本遵循,教育在人的现代化进程中起着主导作用。钱易[2]认为,各类不同的工科专业都应该为学生教授本专业在近40 年来国内外开发应用的绿色工艺技术。学校注重将绿色发展文化融入能源动力类专业人才培养的全方位、全过程。发挥课堂教学主渠道作用,在思政课中融合讲解绿色发展蕴含的生态哲学,在专业课中阐释绿色低碳循环在生态文明建设中的价值意义,培养学生的绿色价值取向和思维方式;激励学生参加“挑战杯”“互联网+”、节能减排等高水平学科竞赛,促进大学生将绿色发展理念融入专业实践中;构建自组织学习模式,引导成立大学生节能减排协会、动力装置协会、制冷协会,通过帮助学生组建课外兴趣小组辅助提升大学生的动手操作能力,定期举行各类大学生科技活动,提高实践认知能力;开展绿色校园创建行动,以环保、节能、节水、节电为重点,建设节约型校园,培养学生绿色生活方式。

2.构建绿色船舶专业集群,促进学科融合

“绿色环保、节能减排、安全宜居”的绿色船舶是船舶行业的发展方向。环境协调性、技术先进性、经济高效性是绿色船舶的三大特征[3]。专业集群是因为对应产业集群中的产业链和创新链需求而集聚的,是人才培养与真实的产业和现实的创新的结合,既能丰富课程教学资源,改变人才培养过程,又能推进教师专业成长,进而提升人才培养质量水平[4]。学校开展教学思想大讨论,基于绿色船舶对创新型人才培养的新要求,通过对能源与动力工程、轮机工程、应用化学、环境工程、建筑环境与能源应用工程5个专业进行新工科改造,设立新能源科学与工程、新能源材料与器件专业,构建了具有绿色船舶特色的专业群,加强学生绿色理念、创新能力、行业素养的培养。建立跨学科专业协同育人新机制,成立专业群建设领导小组,定期沟通协调,统筹“专业、课程、教材、团队和平台”建设,实现教学资源的开放共享。

3.打造绿色发展科研平台,激活科研育人

科研育人是立德树人的一个重要方式和途径。学校能源与动力学院根据国家和江苏省科技发展方向,借鉴国际先进经验,深化与国际科研机构科技创新合作,申报的“船舶绿色动力及节能减排国际合作联合实验室”入选江苏省“十四五”首批高校国际合作联合实验室重点建设项目;响应国家海洋强国、“双碳”战略,围绕绿色船舶产业发展中的清洁能源动力设计及排放污染控制技术问题,申报的“江苏省绿色船舶能源动力及排放控制研究中心”获批为江苏省工程研究中心。依托上述科研平台,针对我国在高技术船舶和高端海洋装备的关键技术与产业化方面存在的不足,加强绿色低碳燃料发动机关键技术、绿色船舶推进系统关键技术、船用燃料电池发电系统关键技术、船舶污染物高效综合治理关键技术等课题研究,将科研优势转化为教学特色,把科研成果转化为特色教学资源,向学生传授绿色发展理念、低碳文化、绿色低碳研究与实践的价值,使学生了解绿色船舶最新发展动态,激发投身该领域的专业兴趣和创新能力,也有力推进学科内涵建设和国际化人才培养质量提高。

(二)聚焦内容重构:以胜任岗位要求推进课程设置优化

1.提炼教育重点

在绿色发展理念的指引下,运用人力资源管理中的KSAO模型,剖析能源动力工程师岗位典型工作任务,以“4+0”轮机工程专业为例,从知识、技能、能力和其他特质四个方面凝练出22个专业教育重点,见表1。

表1 基于KSAO模型的轮机工程师岗位能力分析

2.设计课程模块

围绕“4+0”轮机工程专业教育重点内容,注重学科交叉、工程实践、专创融合,设计若干课程模块,设置相应课程,“增强课程体系的系统性和各学科之间的关联性”“实现教学输出最大化与教学资源利用最大化”[5],形成培养目标明确的课程体系,见表2。

3.构建核心课程群

以绿色船舶技术发展为导向,融合OBE和新工科理念,优化人才培养方案,构建专业核心课程群,充分体现学科内涵与行业特色。专业课程设置体现应用性、实践性原则,针对能源与动力类专业课程进行调整、优化和拓展,按照各专业方向设置与培养层次定位,建立了包括专业基础课、专业课和专业选修课为主干课程的核心课程群。比如,针对轮机工程专业,注重吸纳新技术、新知识,体现多学科交叉融合,设立的专业核心课程包括“船舶智能制造”“新能源动力系统”“船舶综合电力推进系统”“内燃机燃烧与排放控制”等课程。

(三)聚力模式创新:以提高工程能力推动教学模式改革

1.科研项目与理论教学有机结合

新工科建设背景下,运用科研来提升教学质量是高等教育的一项重要举措。将科研、创新竞赛融入教学过程,是推进能源与动力类专业教学创新的重要途径。[6]学校着力推行基于项目训练的课程改革,依托“海洋石油981”钻井平台、“蛟龙号”、船用低速机工程等国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项等工程项目,设计专题教学内容,建设案例库并与课程教学深度融合,联合沪东重机有限公司等行业企业共建“船舶动力装置”等“走向深蓝”系列金课 15 门,建成“工程导论”等国家一流课程 3门、江苏省船舶轮机系统虚拟仿真实验教学项目 1 项,出版深远海工程装备与高技术丛书、省精品教材等 12 部,2021 年“船舶辅机”等 5 门课程入选江苏省一流课程。将科研项目与教学内容有机结合,80%专业课程实施项目式、案例式教学。依托“外国专家工作室”,建立“科研项目研发—创新意识培养—创新大赛磨炼—双创能力培育”一体化培养路径,引导学生参与教师科研创新,实现专创融合,学生工程创新能力得到有效提升。

图1 科研项目融入理论教学

2.双创竞赛与实践教学有机结合

双创竞赛是高校实践育人的重要载体。由学校发起的全国大学生船舶能源与动力创新大赛已经成为国家级大学生学科竞赛。2008年学校开始举办校级柴油机拆装比赛;2014年该赛事在江苏省造船工程学会的支持下成为省级拆装大赛;2017年增加内燃机设计环节,扩充了大赛的内涵;2018年在中国造船工程学会的指导下,大学生船舶能源与动力创新大赛成为全国船舶轮机学术委员会、江苏省造船工程学会、内燃机学会、江苏科技大学联合举办的全国性重要赛事。大赛围绕船舶能源使用设计与优化、动力系统的优化设计等设置技能赛和设计赛,技能赛以拆卸、装复和发动CZ380柴油机为考查方法,通过拆装的速度、工艺、发动次数等方面进行打分;设计赛以船舶或船用能源系统、动力系统等为内容,以实物、模型或创意设计等作为展示方法,以评审答辩等方式进行评判,旨在提升和展示大学生的构思、设计、实践和创新能力,是对大学生从专业理论学习到知识吸收,再到实践创造的全方位检验。

3.校企协同与实验教学有机结合

实验教学是深化校企协同育人的有效途径,是校企协同育人的服务器、交换机与转换器[7]。学校与江南造船(集团)等国内近50家企业签订了大学生实习、实训及创新基地协议,以校内各专业实验室为基础、以校内外工程技术中心为纽带、以校外政产学研基地为拓展,遵循船舶能源动力类高层次工程技术人才素质内涵的特征,构建“校内专业实验室—校外工程技术中心—政产学研基地”良性互动的大学生实训平台,坚持以培养工程应用能力为主线,积极开展实验教学改革。通过构建基于校企合作的大学生实践操作能力和创新能力培训体系与实训平台,学生参与船舶企业设计制造的柴油发电机组振动噪声测试分析技术服务工作、船舶试航调试与检验工作,以及船舶轴系振动、轴功率、舱室振动噪声测试等技术服务工作,得到中国船级社(CCS)及部分国际船级社的充分认可。

(四)聚集校企资源:以产业发展需求拓展协同育人路径

1.校企共建产教联盟

深化产教融合是促进人才培养供给侧和产业需求侧相适应的重要手段。学校是中国造船工程学会副理事长单位、中国船舶行业协会副会长单位、江苏省船舶行业协会会长单位;牵头成立了中国船舶与海洋工程产业知识产权联盟、江苏船舶与海洋类高校协同发展联盟,承担江苏省高技术船舶卓越产业链和海工装备优势产业链智库建设,连续三次参与省船海装备产业五年发展规划制定,通过精准把握行业技术发展动态,推动行业高校资源共享,推动能源与动力工程专业教育链、人才链与创新链、产业链深度融合。以产业需求为导向,连接学校和能源动力装备制造企业,秉持“资源共建、项目共研、人才共培、互惠共赢”的原则,将企业的资源和创新实践过程嵌入人才培养过程,打造人才培养共同体,共同参与培养方案、专业教育、实习实训、创新能力和就业创业等人才培养全过程。

2.校企共建师资队伍

应用型本科高校与大中型企业加强合作,是培养“双师型”教师的有效路径。学校坚持走与行业区域融合发展之路,发挥船舶动力领域的科研优势和特色,建立教师企业实训制度,提升工程型师资比例,选派教师“走出去”在行业企业工程实训(实训期为1年),参与科学研究、技术研发、生产管理等工作,形成“学校—企业—学校”的教师成长模式;聘用企业专家担任兼职教师,聘用省级产业教授“请进来”授课。成立由企业专家和知名教师组成的专业建设指导委员会,专业负责人在委员会指导下开展专业建设工作。近年来,建成多个校企联合培训基地,选聘沪东重机等企业兼职教师15人,引进和培养江苏省产业教授3人、省双创计划人才9人,建成一个IMarEST海事特许工程师教学团队,具有工程实践经历的专任教师超过70%。

3.校企共建教学资源

探索和创新校企之间的实践教学资源共建共享机制,是推动校企深度协同创新的一个重要抓手[8]。硬件资源方面,加强实验室、实训基地以及相关的实践教学设施设备、仪器等方面合作共建;通过强化科研合作,共建实验平台,建成船舶动力装置协同创新中心、船舶与海洋工程国家级实验教学示范中心(轮机工程分中心)、产教融合试点企业:中船动力有限公司-江苏科技大学(实训基地)、江苏省实验教学与实践教育中心(船舶轮机工程综合训练中心),促进学校学科建设,提升人才培养水平;共建实习基地,打造虚实结合的综合创新平台,开发自动化机舱、轮机模拟器等5个虚拟仿真系统进行远程课堂教学、企业员工培训。软件资源方面,合作开发项目教学案例,专业课程采用项目化案例教学,提高课堂教学质量;在中国大学MOOC平台开发“船舶辅机”等8门线上共享课程。

四、结语

高等教育发展要与服务国家重大战略需求、经济社会发展同向同行。坚持人才是第一资源,全面提高人才自主培养质量,是推动落实科教兴国战略、强化现代化建设人才支撑的必由之路。当前,国家对“十四五”时期节能减排工作已作出总体部署,培养碳减排领域专业人才是高校顺应国家战略和时代发展要求的必然选择。高校要围绕“双碳”战略推动教育教学改革,深化拓展新工科建设,将绿色发展理念融入人才培养全过程,注重多学科交叉融合,完善课程体系,推动教学模式改革,拓展校企协同育人路径,培养能够践行新发展理念、构建新发展格局的时代新人,更好地服务高质量发展大局。