能源與動力工程專業卓越工程師培養模式研究與實踐

劉全忠，王洪杰

(哈爾濱工業大學能源與動力工程系，哈爾濱150001)

引言

作為教育部落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010—2020年)》的重大改革項目，包括清華大學、上海交通大學、浙江大學、北京理工大學、同濟大學、華中科技大學、西安交通大學、天津大學在內的61所高校，成為首批實施“卓越計劃”的高校［1］。“卓越計劃”具有三個特點:一是行業企業深度參與培養過程，二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才，三是強化培養學生的工程能力和創新能力［2］。遵循“行業指導、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則，從創立高校與行業企業聯合培養人才的新機制、創新工程教育的人才培養機制、建設高水平工程教育師資隊伍、擴大工程教育的對外開放、制定“卓越計劃”人才培養標準等五方面推進該計劃的實施。

能源與動力工程專業培養能夠在工業、國防等領域從事能源動力、新能源研究開發、優化設計、先進制造、智能控制等工作的高級科技人才，具有很強的工程實踐背景［3］。哈爾濱工業大學能源與動力工程專業歷來重視學生實際動手能力的培養，尤其是近幾年來，在卓越工程師培養計劃積極開展的情況下，通過高等學校專業綜合改革項目、國家級工程實踐教育中心、研究生教育實踐基地、熱能動力類基礎課程教學模式改革項目等一系列建設工作，逐步形成了適應于卓越工程師培養要求的專業課程結構、校企合作機制、科技創新體系。

一、專業的綜合改革

1.改進培養模式

卓越工程師計劃的重點是充分利用校企合作實踐教學平臺，加強學生工程實踐能力與工程創新能力的培養。能源與動力工程專業通過修訂本科培養方案和研究生培養計劃，結合卓越工程師培養的要求，在本科生的培養上實行3+1模式，即學生本科階段理論課學習累積3年，校內外實踐環節學習累計1年，要求學生完成校企聯合制定的生產實習和畢業設計方案，達到卓越工程師應具備的各項要求;在研究生的培養上實行1+1模式，即要求學生在研究生學習期間，學習基礎理論及高級專門知識1年，按照校企雙方合作導師制訂的培養計劃，在實驗室或企業、設計單位從事課題研究1年，達到研究型工程師應具備的各項要求，其間選修管理類課程，培養學生的綜合素質和領導能力。

2.人才培養定位

哈爾濱工業大學能源與動力工程專業的前身是1954年成立的哈工大動力工程系，目前包括熱能工程、熱力發動機、流體機械及工程、空調及制冷四個專業方向，是國防科工委重點專業，有雄厚的教學、科研實力。哈工大動力工程系是在我國第一個五年計劃期間與哈爾濱三大動力廠(鍋爐廠、汽輪機廠、電機廠)同時建立的，目前以三大動力廠為主體組建的哈爾濱電氣集團，是我國最大的發電設備、艦船動力裝置、電力驅動設備研究制造基地和成套設備出口的國有重要骨干企業集團之一，同時也具有強大的研發能力。其中，哈爾濱電機廠擁有的哈爾濱大電機研究所是國家水力發電設備工程技術研究中心、水力發電設備國家重點實驗室的依托單位，哈爾濱鍋爐廠擁有鍋爐研究所、工藝研究所、材料研究所，哈爾濱汽輪機廠擁有1家研究院及7個研究所。

哈工大與哈電集團歷來具有良好的交流與合作，2007年哈工大與哈電集團簽署全面合作協議，2010年哈工大與哈電集團聯合成立了國家級工程實踐教育中心，并與哈電集團下屬的三大動力廠分別簽署了關于能源與動力工程專業卓越工程師培養合作意向書，2011年哈爾濱工業大學與哈爾濱大電機研究所聯合建立了哈爾濱工業大學研究生教育實踐基地。在充分考慮專業培養定位及校企合作基礎上，結合卓越工程師培養計劃的特點和要求，能源與動力工程專業提出了卓越工程師培養的目標定位，致力于培養具有以下特色的卓越工程師、研究型工程師和工程領軍人才:

(1)具有創新精神和較強工程實踐能力。在學校專業基礎課程培養的基礎上，利用國家級工程實踐教育中心和研究生教育實踐基地，使學生深入生產實踐環節，培養學生具有創新精神和較強的工程實踐能力。

(2)具有寬闊的國際視野和優良的綜合素質。通過企業的國內外交流平臺，派遣學生參加學術交流和國際會議、發表學術論文、申請發明專利，培養學生的國際視野和綜合素質。

(3)具有將最新科技成果轉化為生產力的創造潛能。通過創新研修課、創新實驗課、科技創新活動、企業調研和生產實踐活動，培養學生將最新科技成果轉化為生產力的創造潛能。

(4)具有團隊精神和領導潛質。通過組成團隊合作完成科技競賽項目，與企業工程師合作完成畢業設計、研究課題，鍛煉學生的團隊精神和領導潛質。

3.企業培養計劃和方案

根據卓越工程師培養的要求，能源與動力工程專業修訂了本科生培養方案和研究生培養計劃，新培養方案和計劃注重工程實踐能力的培養。

按照3+1的本科生培養模式，能源與動力工程專業對參加卓越計劃的本科生著重設計企業培養方案。卓越工程師的企業培養安排在合作單位進行，充分利用國家級工程實踐教育中心的條件，依據校企雙方協議執行，企業培養期間學生主要完成實習(生產實習和畢業實習)、綜合實踐和畢業設計論文;企業培養主要聘請合作單位的工程技術人員承擔指導工作，學校教師參與并監督，共同保障教學質量。在企業的實習和綜合實踐要求學生了解企業的組織機構和生產組織管理情況，分析主要產品的開發方法和生產流程，掌握機構的工作原理及典型部件的設計、制造和裝配過程，開展綜合設計。將企業實際科研與生產問題提煉為畢業設計任務，通過調查研究、查閱文獻和收集資料，制定解決問題的實施方案，進行詳細設計或分析計算等工作，整理設計資料，撰寫畢業設計論文。

按照1+1的研究生培養模式，能源與動力工程專業對參加卓越計劃的研究生著重設計企業培養方案。研究型工程師的企業培養安排在合作單位進行，企業培養期間學生主要完成碩士研究生畢業論文工作。采取雙導師制，由學校教師和企業高級技術人員共同制定研究生論文題目及工作計劃，并在學生完成畢業論文工作過程中制定詳細的過程監督及管理辦法，共同保證教學質量。

二、校企合作模式

1.企業參與培養計劃的制訂

由校企聯合制定人才培養標準，根據培養標準，校企聯合制定培養大綱，共同建設課程體系，確定教學內容，包括企業學習階段培養方案的制定。學校在進行本科生培養計劃方案修訂過程中，通過與企業充分溝通，在第二學年新開設了“項目學習方法與實踐”課程，在第三學年新開設了“企業專家講座”課程，并結合工程化培養的需求詳細制定了課程教學大綱和教學計劃。另外，在學校和企業共同參與的情況下，結合專業所學課程及就業需求，深入分析和制訂了學生實習計劃，使學生深入了解企業的組織機構和生產組織管理情況、主要產品的開發方法和生產流程、產品的工作原理及典型部件的裝配工藝過程、先進制造技術和現代化生產方式、技術文檔資料的編寫和管理規范等。

2.共同開發和共享人才資源

企業具有經驗豐富的工程技術人員，學校具有基礎理論扎實的研究人員，雙方可互為提供科研、講學條件，形成優勢互補，共同培養科技創新人才。學校每年派遣一定數量的青年教師到企業接受工程化培養，也為企業科技人員提供攻讀博士、碩士學位研究生、在職培訓、學術講座等形式的繼續教育。另外，依托哈爾濱鍋爐廠、電機廠、汽輪機廠等國有企業的資源，以能源與動力工程專業與國內大中型企業進行長期的科研和教學合作為基礎，從企業中聘請富有教學經驗的高級工程師壯大教師隊伍。國有企業的工程師具有豐富工程經歷并掌握較先進的工程技術，是補充“卓越工程師”教師隊伍的師資源泉，目前已有十余名高級工程師在從事本科生畢業設計指導、研究生合作培養等教學工作。

3.加強本科畢業設計的工程化背景

能源與動力工程專業每年約有40名本科生參與卓越工程師培養計劃，畢業課題全部來自企業生產、開發和測試的實際工作，參與卓越計劃的學生全部實施雙導師制，由校內導師和企業導師共同制定畢業設計任務書，企業導師全程參與學生的畢業設計指導。答辯委員會由校企雙方相關人員組成，答辯小組根據畢業設計(論文)工作情況和答辯情況給學生評定成績，并向院學位委員會提出是否授予學士學位的建議。目前已有約70名參與校企合作培養的學生順利畢業并獲得學位，其中5名學生論文獲得校優秀畢業論文獎。

4.建立工程實踐教育中心、研究生教育實踐基地

校企聯合培養基地聘請企業專家作為應用型研究生的合作導師，實行雙師制，即由校內碩士生導師和企業合作導師共同指導應用型碩士研究生，研究生入學后由所在學院學科點和企業實習基地商討安排校內導師和企業合作導師，學校導師負責制訂培養計劃，并與企業導師充分協商，為研究生選定學位論文題目。研究生按培養計劃要求在第一學年內完成課程學習、文獻檢索并做好開題報告，第二學年進入企業開展課題研究，按要求完成論文后回校參加答辯。2011年以來，哈爾濱工業大學與哈爾濱大電機研究所聯合建立了哈爾濱工業大學研究生教育實踐基地，遴選出6位具有豐富工程背景的技術專家擔任應用型碩士指導教師，已合作指導博士研究生1人，碩士研究生8人。先后已有30余人進入哈爾濱大電機研究所進行實習，并參與工程項目的現場調試，有15人在哈爾濱大電機研究所完成碩士學位論文工作，1人碩士畢業論文被評為黑龍江省優秀碩士論文。在碩士研究生工程化培養期間，通過企業的國內外技術交流平臺選送5人參加國際會議，發表EI、SCI檢索學術論文20余篇，參加校企合作培養的研究生工程意識、工程素質和工程實踐能力有了大幅提高。

三、校內創新實驗平臺建設及科技創新實踐環節

1.校內創新實踐平臺建設

建設創新實踐基地是開展項目學習的硬件支撐和條件保障。由于創新實踐活動具有長期性、連續性的特點，培養學生創新能力是一項長期的任務。因此，應建設一個高水平的創新實踐基地，并將其作為項目學習的實踐載體，強化其孵化功能，開展多層次的創新實踐活動。能源與動力工程專業在原有本科生實驗教學中心的基礎上，除了加強創新實驗課的實驗平臺建設，還組建了現代熱物理測量技術、管路系統動態特性、動力機械振動噪聲特性等6個創新實驗平臺，以及專門的本科生工程訓練室，以節能減排為主題，持續建設一個具有較高水平的本科生創新實踐基地，為學生參加“全國大學生節能減排科技競賽”及“全國大學生挑戰杯科技競賽”等全國性大型賽事提供實驗支持。

2.基于項目學習方法的應用

為了解決現有課程彼此無法有機聯系的問題，提高學生自主學習的能力，能源與動力工程專業在創新實踐基地建設的硬件支撐和條件保障下，構建了包括項目學習培養方案、項目學習課程體系、選題模式以及項目課題庫在內的具有能源與動力工程專業特色的本科生項目學習模式，由淺入深，四年全過程培養。大一實行“大一年度創新項目”，注重學生對科技創新的體驗，增強學生對專業的認知和學習的主動性，讓學生清楚自己在學習能力、知識結構、實踐能力等方面的優勢和不足;大二開始“基于項目學習”的引導課程，讓學生了解科學研究的一般方法、創新思維方法、技術創新方法、發明專利知識，開展案例教學;加強大三年級的創新研究課程建設力度和本科生科技創新立項的支持力度，讓多數同學參與到“基于項目學習”的實踐中，以各級科技競賽作為重要檢驗平臺;大四以“基于項目學習”的理念改造課程設計和畢業設計，形成“基于項目學習”的理念引導下的全過程能力培養。

3.創新研修課和創新實驗課建設

學生開展項目學習不僅需要豐富的實踐環節，更需要系統而有針對性的理論指導。能源與動力工程專業建設了十余門創新研修課、創新實驗課，鼓勵教師在相對穩定的科研方向上，將科研項目內容引入教學，教師將自己的科研成果與所講授內容有機結合，理論聯系實際，激發學生的興趣，活躍學生的思維，提高學生分析問題、解決問題的能力。學生通過參與教師的科研項目，加深對課本知識的理解，學習科學研究的新技術、新方法、新知識，及早了解學科前沿，保證了所學知識、能力能夠跟上時代的發展。

4.開展科技創新與實踐活動

科技創新活動是培養應用型人才的重要途徑，通過鼓勵學生參加各種科技創新競賽與社會實踐活動，可以提高學生的人文素養和科學素質，培養大學生的創新精神、創業精神和實踐能力。能源與動力工程專業將科技創新活動貫穿學生的整個培養過程，在大學一年級就開展年度科技創新項目，通過該項目的評比使學生對科技創新活動有了更多的認識和體驗。鼓勵學生參加包括“全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽”、“全國大學生挑戰杯科技競賽”在內的全國性的重要科技競賽，以及學校組織的“大學生創新性實驗計劃項目”評比。2011年，以能源與動力工程專業教師為骨干的團隊代表哈爾濱工業大學參加了第四屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽，有力地推動了能源與動力工程專業師生的參與熱情，并取得了優異的成績。

結束語

提高學生的綜合素質，培養學生的創新精神，鍛煉學生的實踐能力，這是世界范圍內對工科學生工程教育的共識。“卓越工程師培養計劃”正是符合了國家對工程教育的實際需要，改革工程教育人才培養模式的重大教改項目。哈工大能源與動力工程專業根據卓越工程師培養計劃的要求，改進了人才培養模式，通過共同制定培養方案、共享人才資源、建立工程教育實踐基地等方式拓展校企合作互動模式。結合校內創新實踐基地建設和科技創新活動的開展，形成了深層次的卓越工程師人才培養機制，使學生具備了滿足社會需要的工程實踐能力。

［1］林健.“卓越工程師教育培養計劃”專業培養方案研究［J］.清華大學教育研究，2011，32(2):47 －55.

［2］于浩洋，張鵬，秦杰.基于卓越計劃的“現場總線技術”課程教學改革探討［J］.中國電力教育，2013，(11):52－53.

［3］代乾，王澤生，楊俊蘭.能源與動力工程專業熱工系列課程改革實踐［J］.中國電力教育，2013，(5):74 －75.