能源與動力專業多層次創新實踐教學體系的設計

陳敬煒 譚理剛 鄂加強

摘要：本文以創新型人才培養模式改革為切入點，在分析和總結湖南大學能源與動力工程學院校內外創新實踐教學成效的基礎上，從理論上總結和提出了符合創新教育目標的實踐教育體系，即“以培養學生創新能力為導向，改革實踐教育管理機制，整合校內實踐教學、課外科技創新和科技競賽、校外實踐教育平臺”的全方位、多層次的實踐教育體系。對我國高等院校特別是能源動力工程專業的創新實踐教育模式的建立具有一定的指導意義。

關鍵詞：能源與動力專業;創新實踐教學;人才培養模式

為促進創新型的高等教育，我國先后出臺了《國家中長期人才發展規劃綱要（2010～2020年）》和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010～2020年）》等一系列指導性文件 [1]。近幾年國內對創新實踐教育體系的研究較以前有了很大的進步。例如，北京工業大學推出“創新人才培養不斷線”的教改方案，致力于在整個大學階段培養學生的創新精神和實踐能力[2]。上海交通大學以醫學專業為代表，構建了開放的實踐教學平臺，取得了顯著成果[3]。福州大學食品科學與工程專業進行了實踐教學的改革，通過加強實驗教學、組織科技創新競賽、校外實踐基地建設等措施，為食品工業發展需要的專業人才培養打好了基礎[4]。

然而各校的創新實踐教育發展狀況參差不齊，建設還是顯得不足。總體來說，國內外對實踐教學還存在一些片面的認識和工作誤區。例如：實踐教學培養目標僅僅是服務于課題教學內容，或僅致力于培養學生的實際技能[5];大學實踐教學內容不成體系，目標不明確。因此，如何構建創新型的人才培養體系和教育管理機制，是綜合性大學進一步深化教學改革的研究重點，也是提高教學質量的關鍵點。

1能源與動力工程專業實踐教育發展現狀

提高實踐教育質量是高校提高教學質量的重要途徑，也是培養具有創新能力的復合型人才的重要保證。是高校培養學生創新能力、提高學生綜合素質的重要教育環節。

能源動力專業是一門工程應用性、實踐性強的學科，涉及到電力、汽車、新能源等各行各業，學科發展與我國的經濟發展息息相關。隨著當今科技的快速發展，能源與動力科學實踐教學的內涵和外延都不斷發生變化。如何適應專業的發展要求，探索實踐教育改革方法，是我們面臨的重要課題。長期以來，我們一直致力于實踐教育體系的優化和實踐，以期不斷提高實踐教育質量。湖南大學能源與動力工程系前身為1972年建立的內燃機專業，以培養從事發動機（包括環境保護與新能源）、制冷與空調以及熱工及自動化的復合型高級研究、設計工程技術創新型、研究型人才為培養目標。近年來，我們在實踐教育管理體制、實踐教育平臺打構建方面取得了豐碩成果。

1.1實踐教育成果

本學科在學生的創新教育方面取得了大量的成果，獲得湖南省、湖南大學多項教改項目的支持建設和多項教學成果獎。包括：“熱能與動力工程專業以發動機排放污染及控制為特色的創新課程體系構建與實踐”、“以創新能力培養為特色的汽車排放及控制課程建設的探索與實踐”等。

同時，在學生科技創新比賽中表現突出。以能源與動力工程專業學生為主體的湖南大學瀟湘之鷹車隊成立于2007年，是國內成立最早、成績最好、受媒體關注度最高的高校節能賽車隊之一。2014年，湖南大學易車FSAE賽車隊和瀟湘之鷹車隊在“大學生方程式汽車大賽”中首次奪得燃油組總冠軍桂冠和全國節能車大賽季軍。2015年，湖南大學瀟湘之鷹車隊在“2015第9屆Honda中國節能競技大賽”，奪得燃油大學、專科組冠軍。

1.2能源與動力工程專業就業狀況

能源與動力工程專業畢業生的就業面廣、就業率高、就業形勢喜人。學生就業領域包括汽車、航天航天、新能源、電力、環保、發動機等，如上汽、比亞迪、玉柴、濰柴、華為等。能源作為國民經濟的支柱產業，相信隨著我國經濟的飛速發展和對節能環保技術需求的持續增長，能源與動力工程專業的就業前景將越來越好，同時對能源動力專業畢業生的創新實踐能力的要求也將越來越高。

因此，全方位的提高能源與動力工程專業的創新實踐教育質量是專業發展的保證。本文將以培養學生創新能力為引導，針對能源與動力工程專業的特點，研究構建、優化和實踐多層次的創新實踐教育體系。

2創新實踐教學平臺的建設與探索

針對當前能源與動力工程專業的創新實踐教育的問題，結合本專業在實踐教育方面已有的經驗成果，本文研究設計一種綜合性的創新實踐教育體系，包括校內外實踐教育平臺、創新創業平臺，并將該體系進行了初步實踐。

2.1校內實踐教學平臺的建設與探索

本校的能源與動力工程專業近年來在校內實踐教學的師資建設、試驗室建設方面有了長足進步，現擁有一支具有國際前沿知識背景的教學科研團隊，擁有6000多平方米的本科教學試驗基地。在以培養學生創新能力為目標的校內實踐平臺建設方面進行了大量工作。根據已有經驗成果，本研究設計的校內實踐教學平臺主要包括專業基礎實驗、校內工程訓練，工程大師論壇，擬建創新實驗班等。

2.1.1 專業基礎實驗（n+1）實驗教學模式

能源與動力工程專業開設有內燃機熱性能測試實驗、傳熱學課程實驗、工程熱力學課程實驗等。在原有的實驗課基礎上，開發以學生為主體的綜合性與設計性實驗教學模式和平臺。該綜合設計性實驗課將在大三小學期開展，將涉及能源與動力專業的各個學科知識點、學時、教師、實驗內容、路線和方案全部由學生自主選擇，將極大提高學生學習的主觀能動性，促進創新思維的形成。

2.1.2 建議開辦“創新實驗班”

創新實驗班是針對主修專業學有余力而專設的實踐性較強的系列課程。按照專業設置方向，針對領域發展前沿、開設相應的課程。如針對新能源方向，建議開設的實踐班課程有太陽能利用技術、氫能的制備及利用技術、新能源汽車等。創新實驗班課程將大幅度提高實踐課程的比例，包括自主開發實驗、低年級學生走進科研實驗室。同時采用一對一的學生導師制，讓學生及早接觸科學研究內容。通過在實驗班的學習，讓學生掌握能源與動力工程專業知識和應用技能，并具備一定的科研能力。

2.1.3 開展校內工程訓練

探索創建工程實訓平臺，面向研究生和本科生，跟隨團隊導師完成實際的科研項目。研究團隊以研究生為主體，本科生根據自己的研究興趣，進行選題并加入相應的團隊，進行科研課題的研發、產品的開發等活動。同時推出“大師”系列論壇，邀請工程領域的專家學者為本科生開展各工程領域、人文、管理方面的講座。一方面有利于學生了解工程科學領域的前沿理論和進展，從而提高研究興趣、開拓視野。另一方面，促進學生工程素質的提高和創新思維的培養。

2.2課外科技創新和科技競賽平臺

課外實踐教學平臺主要包括大學生科研訓練項目，開放實驗室科研項目，科技競賽等內容，同時創立學生創新工作室對教學平臺進行管理。目前，本學科利用熱能工程實驗室、動力工程實驗室的條件和課題，大力支持了“大學生創新訓練（SIT）”計劃、學科競賽等素質拓展活動。

2.2.1 建議創建“學生創新工作室”

依托相關課題組、學校平臺，建議成立“能動專業學生創新工作室”，組建跨年級、跨專業、跨學院的科技創新團隊、邀請專家和教授作為指導教師。同時，創新工作室還可以統一組織學生參加各類專業型賽事，如挑戰杯、全國節能減排大賽等。并對創新成果進行發掘和包裝，并推動創新成果參與到全國“互聯網+”、“創青春”等創新創業比賽，促進成果的推廣和落地，形成良好的創新創業氛圍。

2.2.2 開展“大學生科研訓練項目”

設立“大學生科研訓練項目”。由學生自主選題申報，組織專家團隊進學校評審，學校、學院、專業、實驗室等進行資助研究開發。對于申報課題，可采取自由申報、技術挑戰兩種形式，盡可能引導學生盡早的進入科研實驗室，為今后的科研活動打下堅實基礎。在科研訓練過程中，學生導師將向學生開放實驗室，鼓勵學生參與高難度、具有創造性的科研項目，以期獲得高水平的學術成果，既促進導師科研項目的推進，又帶動學生創新思維的培養，實現教與學的雙贏。此外，將實驗室開放、科研訓練與創新創業比賽、科技競賽相結合，促進學校創新創業的發展，為“雙一流”建設提供動力。

2.3 校外實踐教育平臺的建設與探索

本文和探索的校外實踐是以校企共建的校外實踐基地為依托，合作開展本科教育實習，包括專業認知實習、畢業實習、畢業設計等教學活動。

2.3.1 建立校外實踐基地

能源與動力工程作為典型的工科專業，應用背景極強，尤其與工程實踐有密不可分的聯系，具有向能源動力類企業輸送專業理論知識深厚、創新實踐能力突出的人才的使命。為此，一直以來本專業不斷加大對校外實踐教學的投入力度。廣西玉柴機器集團有限公司與湖南大學正式簽署校企戰略合作關系協議書，企業為學校提供實習場地與環境，同時學校聘請相關行業的專家、學者作為專業兼職教師，極大的提高了本專業的創新實踐教育質量。

2.3.2 認識實習與專業實習

本專業所在學院已與多所知名企業建立了長期合作關系或簽訂戰略合作協議，如專業所在機械學院與玉柴集團建立的實踐基地。以此為依托，開展多種形式的認識實習和專業實習。本專業在實習教學上的具體辦法是在大二暑假小學期組織學生進行為期1周的認識實習，讓學生初步了解能動行業情況，制定職業規劃。在大三暑期小學期中，開展1-2周的專業實習，進行具體的技能培訓，如了解發動機的設計、制造工藝流程，新型能源系統的運行等，以提高學生的工程素質，加深對能動專業的了解。最后由學校提供實習信息，學生根據自身情況，聯系和接洽相關單位進行為期3周的專業實習，為即將面臨的深造或就業打下基礎。

2.3.3 與實踐相結合的畢業設計

堅持以培養學生創新能力為目標，整合校內外資源進行多形式和的畢業設計選題。探索自由選題、校企聯合指導的畢業設計形式，鼓勵學生選擇由學校、企業資助的實物型的畢業設計選題，探索校外畢業設計等設計模式改革。將畢業設計與前三年的專業基礎實驗、工程訓練、科研訓練、科技競賽、創新創業比賽等實踐教學環節相結合，提高實踐教育的廣度和深度，并將畢業設計作為實踐教育成果的重要指標。

3實踐教學體系的總結與總體設計

本文根據21世紀對能源與動力領域人才綜合素質培養的要求，立足于湖南大學建設綜合性、開放式、研究型高水平大學的宏偉目標，以培養高素質能源與動力類創新人才為導向;把握能源與動力領域高速發展趨勢，響應行業對能源與動力工程專業人才的需求;將創新教育和創新設計實踐貫穿教學全過程，打破傳統的形式單一，以認知實習、驗證性實驗為主的實踐教學模式;通過優化整合實踐內容、增加綜合和研究創新型實踐教學內容、加強各實踐層次之間的銜接，最終構建“一個導向、四個層次、三個平臺”、資源優化、層次明確的全方位、全過程能源動力類大學生實踐教學新體系，其結構如圖1所示。

3結論

針對實踐教學存在的問題，本文立足于能源與動力工程專業特點，以培養創新實踐能力突出的復合型人才為目標，本文提出了構建一套完整的、全方位的創新實踐教育體系。該創新實踐教育體系主要包括校內創新實踐教育平臺、課外科技創新和科技競賽平臺，以及校外創新實踐平臺。通過上述三種平臺的構建，可以讓能源與動力工程專業的學生從大一到大四期間接受不斷線的、多層次的創新實踐教育，實質性的提高學生的創新能力。

參考文獻

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