面向多元化的能源與動力工程專業人才培養改革與實踐

孔祥強　李瑛　衣秋杰

摘要：

當前教育改革的一個主要目標是加強素質教育，培養學生的實踐能力、科研素質和創新精神。培養方案是高等學校教育思想和教育理念的集中體現，實驗教學是實踐教學內容體系基礎實踐層次中的核心，教師隊伍建設是高校培養創新人才的關鍵。結合能源動力類專業發展現狀和人才需求，以山東科技大學能源與動力工程專業綜合改革為例，從培養方案體系、創新研究性實驗模式、青年教師教學能力等三個方面闡述所開展的探索和取得的成績。

關鍵詞：能源與動力工程；培養方案；創新研究性實驗；青年教師

中圖分類號：TK；C961文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2018）02001404

能源動力是國民經濟持續發展的重要支柱，是社會日常生活的根本保證，它與材料科學、信息科學共同構成了現代社會發展的三大基本要素。能源與動力工程專業以能源高效潔凈開發、生產、轉換和利用為應用背景和最終目的，培養能源轉換、節能和能源開發方面的專業人才。

中國能源動力類專業形成于20世紀50年代，當時專業按照產品和行業的格局分為10多個小專業。為了適應科技發展和社會人才需求，教育部先后3次對其進行整合和重組，在最新的2012年教育部普通高等學校本科專業目錄中，能源動力類下設1個專業，即能源與動力工程專業[1-2]。當前，能源被提到國家安全戰略地位，節能減排已成為國家今后很長時期的重要工作。

《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》（2006—2020年）、“十三五”規劃（2016—2020年）

明確了能源領域的重點任務和階段性目標。

高等學校是培養專業型人才的搖籃和基地，社會需求多樣化、學生畢業去向多元化對高等教育改革和人才培養提出了新要求，發展和完善人才培養體系已成為亟待解決的問題[3，4]。筆者以山東科技大學能源與動力工程專業為對象，闡述在培養方案體系構建、創新研究性實驗模式設計、青年教師教學能力培養等方面進行的探索和取得的成績，以期對推進能源動力類專業綜合改革有所借鑒。

一、能源與動力工程專業培養方案體系

本科培養方案是高等學校教育思想和教育理念的集中體現，其核心是課程體系的構建。課程體系是高校本科教育的基礎，體現了高校的人才培養模式[5-6]。山東科技大學能源與動力工程專業已有近20年歷史，擁有動力工程及工程熱物理一級學科碩士點和動力工程工程碩士授予權。

本專業培養方案以“厚基礎、強能力、重特色、高素質”的應用型創新人才為培養目標，將能力培養貫穿于人才培養的全過程。培養方案平臺包括課程體系、實踐教學體系、創新創業教育體系三部分，學生要修滿177個學分，如表1所示。

培養方案的核心是課程框架體系。從表1可以看出，在學分分配比例方面，公共基礎課占39.3%，專業基礎課占25.7%，專業課占12.4%，實踐教學占22.6%，這充分體現了“加強基礎、保證主干、強化實踐、突出特色”的原則。課程體系的必修課和選修課學分分配比為4.2∶1。

培養方案以提高人才培養質量為最高目標，整體優化，其特色主要體現在以下四個方面。

（1）公共基礎課程以提高能力和實效為目標，增強學生的自主性和選擇性。

實施公共基礎課程混合式教學模式，調動自主學習的積極性和主動性，增強了教學的針對性和實效性。比如：大學英語課程，設置必修課程和拓展課程。其中，拓展課程包括高級口語、綜合高級英語、英語視聽說、科技英語寫作、商務英語翻譯、跨文化交際等課程，納入通識選修課供學生自選。計算機類課程開設計算機文化基礎和計算機程序設計兩門課程，前者實行以考代學，通過省計算機文化考試即可獲得相應學分。

（2）開設專業導論課，提高學生的專業認知水平和專業學習興趣。

專業導論課旨在促進新生在較短時間內了解所學專業的概念、內涵、地位、作用、現狀和前景等，提高學生對所學專業的認知度，培養學生的專業感情[7-9]。專業導論課程內容要求追蹤學科前沿、強化實際應用，體現前沿性、系統性、整體性和綜合性。在授課方式上，鼓勵采用啟發式、探索式、討論式、參與式等教學方法，具體形式與專題講座、高低年級學生互動、企業參觀、主題演講相結合，建立有利于學生自主開展探索性、研究性、創新性活動的學習新模式，加大學生對學習的投入強度。

（3）構建模塊化和多元化的專業課程體系，整合優化教學內容。

專業課程包括專業核心課程和專業方向課程。結合社會需求和自身優勢與特色，凝練出熱能動力和制冷空調兩個專業方向。課程設置充分體現了模塊化和多元化特征，如選修課程設計了“電廠熱能動力”“制冷空調”“新能源利用技術”共3個選修課程模塊，分別設置了8門、7門、6門課程供學生選擇，且選修課程模塊之間相互打通，增強實際操作的靈活性。

（4）強化實踐教學體系，突出學生工程意識和實踐能力培養。

實踐教學學分比重為22.6%，內容包括動力機械結構與設計、課程設計、創新設計、技能與工程訓練、社會實踐與科研訓練等模塊。加強教學與科研的有機結合，讓學生進入科研與工程實訓項目中，提高學生的科研素養和實踐能力。開設了專業綜合課程設計，強化對學生綜合運用課程知識能力的培養。

二、能力培養先行的創新研究性實驗教學模式

實踐教學是工科類本科專業教學的關鍵，是深化課堂教學的重要環節，是鞏固理論知識、加深對理論認識理解的有效途徑。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確指出“支持學生參與科學研究，強化實踐教學環節”，而后，《教育部等部門關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》提出“要強化實踐教學環節，深化實踐教學方法改革，力求實踐教學工作取得新突破”。 實驗教學是實踐教學內容體系基礎實踐層次中的核心，綜合性、設計性和創新研究性實驗的開設是實驗教學改革的必然選擇，是優化整合實驗教學內容的重要途徑。

創新研究性實驗是指學生在教師指導下，結合科研項目，針對某特定目標體系進行的具有研究、探索性質的實驗，是學生早期參加科學研究的重要形式。基于能力培養先行的實驗研究過程，突出以學生為中心，強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構。其實際操作的流程結構如圖1所示。

首先，教師借助科研項目，根據學生現有知識結構，設置合適的實驗題目，題目需涉及多個知識點，要求盡量具體、明確，將學生引入一定的問題情境；其次，學生獨立探索和分析，自主設計實驗方案和目標，在此期間，教師進行必要的啟發引導，幫助學生逐步提升設計方案和目標，確保實驗方案的完整性和可操作性；然后，學生進入協作學習階段，包括平臺重構、實驗測試、數據處理、結果分析、質疑討論、報告整理、效果評價等，在此過程中實現對理論知識的深刻理解和靈活運用，進而完成對所學知識的意義建構；最后，對照教學和實驗目標，以目標為導向，將研究成果總結凝練，或發表學術論文、撰寫專利，或參加科技競賽，或在后續課程設計和畢業設計繼續研究。

在組織形式上，創新研究型實驗教學采用能力培養先行模式。從大一或大二低年級學生開始培養、鍛煉，引導學生積極參與科研創新平臺的構建和應用。實驗項目運作過程中，高年級學生參與指導和帶動低年級學生，形成一個階梯狀的、過程相對較長的、培養體系較完整的、任務結構分層次的素質培養過程，有利于大學生良好學習習慣的養成，有利于大學生的主動學習能力、創新能力、實踐能力、科研能力、表達溝通能力、團隊合作精神和協作意識的持續培養，為大學生有更廣闊的發展空間奠定了良好的基礎。

近年來，能源與動力工程專業先后形成了直接膨脹式太陽能熱泵熱水系統性能測試、蓄能型全玻璃真空管太陽能熱水系統性能測試、電廠汽輪機葉輪轉子動態性能測試、多類型熱交換器強化傳熱性能綜合測試、太陽能聯合空氣源熱泵熱水供應集成系統性能測試等5個創新研究性實驗平臺。依托上述平臺，學生科技作品獲得全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽三等獎2項，山東省大學生機電產品創新設計競賽一等獎2項、二等獎1項、三等獎2項。學生畢業設計獲得山東省優秀學士學位論文3篇。

三、多舉措強化青年教師教學能力培養

青年教師是高校教育教學的重要力量，是高校可持續發展的重要保障，是高校培養創新人才的關鍵[10]。教師是高校之本，教學是教師之本，講課是教學之本。課堂教學是培養人才的主渠道，而課程是課堂教學內容的載體，是連接教與學的結合部[11]。青年教師學歷高、知識面寬、接受能力強，但大多沒有接受過專門的教師職業訓練，教學經驗和社會實踐經驗不足，是制約其教學能力和水平的重要因素[12]。近年來，采取“以賽促教”、組建課程教學團隊等措施，有力地加強了青年教師對課堂教學的理解和把握，教學能力和水平得到了顯著提升。

講課比賽能夠激發和鼓勵青年教師投身課堂教學和教育教學研究，是培養和提高高校青年教師教學能力的一種有效途徑[13-14]。積極組織青年教師參加各類講課比賽，通過比賽，青年教師對教學內容的設計、課堂組織能力、教態與教學語言、教學特色的突顯、教學反思等有了深刻把握和體會，教學能力明顯提高。更為重要的是，青年教師將比賽收獲轉化為課堂教學實踐，提升了常態實際教學課堂的水平，惠及廣大學生。

在近4年舉辦的各類青年教師講課比賽中，本專業教師取得了優異成績。其中，青年教師獲得全國高校青年教師教學競賽自然科學應用學科組二等獎1次，全國高校微課教學比賽二等獎1次，山東省高校青年教師教學競賽自然科學應用學科組一等獎1次，山東省高校教師微課教學比賽一等獎1次、二等獎1次，獲得山東科技大學青年教師講課比賽一等獎2次。

從切實提高青年教師教學水平的角度出發，以教學經驗豐富的老教師為中心，以青年教師為主體，組建了“工程流體力學”和“熱工基礎”兩個課程教學團隊。一方面，充分發揮老教師的傳、幫、帶作用，言傳身教，從各個教學環節對青年教師給予示范和指導；另一方面，團隊成員之間相互學習，取長補短，圍繞教學實踐中的問題展開研究與討論，推廣成功的教學經驗，實現資源共享和優勢互補。同時，定期組織青年教師參加教育教學改革會議，如全國能源動力類專業教學改革會議、全國高等院校制冷及暖通空調學科發展與教學研討會等，積極學習先進的教學理念和方法，并首先在教學團隊內試行、推廣。

為提高青年教師的專業實踐教學能力，學校制定了《青年教師參加社會實踐鍛煉辦法》，要求青年教師必須到企業進行至少半年的實踐鍛煉。同時，學校還出臺了多項激勵約束機制，引導鼓勵教師將科研與實踐教學有機結合，將研究成果轉化為教學資源，實現科研反哺教學，并激勵青年教師積極參與大學生科技創新活動。

通過上述措施的激勵和青年教師的自身努力，青年教師在理論教學能力、實踐教學能力和科研能力等方面均有了較大程度的提升和發展，已經逐漸成為教學和科研的骨干力量。

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Abstract：

One of the main objectives of the current educational reform is to strengthen quality education， which can cultivate the practical ability， scientific research quality and innovative spirit of students. Training program is the embodiment of the educational thought and idea of colleges and universities. Experimental teaching is the core of basic practice level for practice teaching system. The construction of teaching team is the key to train innovative talents in colleges and universities. Combined with the development status and talent demand of energy and power specialty， taking the comprehensive reform of energy and power engineering major in Shandong University of Science and Technology as an example， the exploration and effectiveness of the reform are illustrated from three aspects， including training program system， innovation and researchoriented experiment teaching mode， and teaching ability of young teachers.

Keywords： energy and power engineering； training program； innovation and researchoriented experiment； young teachers

（編輯梁遠華）