新工科背景下能源與動力工程專業實踐教學的探索與研究

朱寶忠　孫運蘭　何巖峰　劉恩海　于海龍　陳光

摘? 要：新工科背景下能源與動力工程專業實踐教學所面臨著教學內容和生產脫節、實踐教學師資隊伍薄弱、考核評價體系和校企聯合機制不完善等問題。文章針對性提出將設備操控臺搬進實驗室、建立開放實驗室、探索新型考核評價體系以及建立和諧的校企聯合培養機制等措施，通過實踐教學的探索和改革，豐富實踐教學的內容和形式，提高實踐教學的質量，培養學生的實踐能力，開發學生的創新思維，鍛煉學生的團隊協作精神，促進學生素質的全面提升。

關鍵詞：新工科;實踐教學;改革

中圖分類號：G640? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）02-0070-03

Abstract： Under the background of new engineering， the practical teaching of energy and power engineering is faced with the problems such as disjointed teaching content with production， weak teaching staff， imperfect evaluation system and mechanism ofschool-enterprise cooperation. In this paper， the measures such as moving equipment console into the laboratory， establishing an open laboratory， exploring a new evaluation system， and establishing a harmonious school-enterprise joint training mechanism were proposed. Through the exploration and reform of practical teaching， we can enrich the content and form of practical teaching， improve the quality of practical teaching， cultivate students' practical ability， develop students' innovative thinking， train students' teamwork spirit， and promote the overall improvement of students' quality.

Keywords： new engineering; practical teaching; reform

2017年教育部高等教育司發布了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》，在國家積極推動創新驅動發展，實施“一帶一路”、“互聯網+”、“中國制造2025”等重大戰略的同時，以新產業、新技術、新模式、新業態為代表的新經濟蓬勃發展，對工程科技人員提出了更高的要求，迫切需要加快工程教育進行改革創新，推進新工科的建設與發展，開展實施新工科的研究和實踐[1]。

對比傳統型的工科技術人才，“新工科”人才應該具有工程實踐能力強、創新能力強和高國際競爭力的特點[2]。在此背景下，能源與動力工程專業的教學內容和教學要求也必然發生較大的調整，如何根據新形勢下的能源與動力工程專業教學要求和教學內容，進行科學的組織和有效的開展教育教學是擺在我們面前的重要任務。理論源于實踐，創新來自實踐，實踐是培養學生創造力的最直接、最有效的方式。實踐教學是高等院校教學工作的重要環節，實踐教學和理論教學是工科院校本科教學相互支撐的有機整體。實踐教學環節是學生實踐理論、驗證理論和發展理論的重要環節，它對學生理解和掌握基礎理論知識、提高學生綜合素質、培養學生創新精神和實踐能力有著特殊意義。為了適應現代高等教育改革發展的需要，對能源與動力工程專業實踐教學模式進行改革與實踐是大勢所趨，是確保理論教學和實踐教學有機結合的必備條件。

一、目前實踐教學存在的主要問題

目前我校能源與動力工程專業主要的實踐教學環節主要包括金工實習、電工實習、認識實習、生產實習、課程設計、畢業實習等。在高等院校教學評估中，專家不止一次提及現在很多學生對基本技能掌握不理想，學校實踐教學環節存在較大問題，主要表現為：

（一）教學內容與生產實踐脫節

傳統的實踐教學模式較為陳舊，教師滿堂灌，學生被動的聽，照著葫蘆畫瓢，沒有創新探索的環節，很難培養學生的主動創新意識;另外實驗室的很多儀器設備及設備模型還是十幾年前甚至是更早時期，沒有得到適時的更新，與實際的生產過程嚴重脫節。

（二）實踐教學師資隊伍比較薄弱

目前我校能源與動力工程專業的實踐教學師資隊伍主要以中青教師為主，大多是剛畢業不久的博士，為“高校-高校”型，即從高校畢業直接到高校任教，這些教師具有較為豐富的理論基礎，但是普遍沒有企業的實踐經歷，缺乏現場工程實踐經驗。對現場設備不熟悉，無法做到理論和實踐緊密結合，在實習現場無法給予學生全面的答疑解惑。實踐教學最需要的是“高校-企業-高校”型的教師，也就是中間有過企業工作經歷，而后又投身到高等教育的人才，他們具有豐富的實踐經驗，同時又具備充足的理論基礎，但此類老師寥若晨星所占比重很小。一支勝任高校實踐教學的師資隊伍需要具備工程背景或者擁有豐富實踐教學經驗的教師擔任主力軍，同時還要培養青年博士盡快成長起來加入到實踐教學隊伍中。因此，通過“外引”、“內培”建立一支合格的實踐教學師資隊伍也是當前亟待解決的一大難題[3]。

（三）實踐教學的考核評價制度有待完善

在教育教學活動中，考核評價起導向性的作用。考核的具體手段、形式和考核內容對教學活動的順利開展以及教學目標的能否實現發揮關鍵作用，而且考核也影響教師的教學內容、方法和學生的思維方式，最終影響實踐教學的效果。由于實踐教學在考核方式上具有特殊性，目前存在的主要問題是：注重形式考核，忽略過程表現，比如認識實習和生產實習，一般都是交一份實習報告草草了事，而學生更多的是通過網絡資源，有些學生甚至抄襲其他同學報告，而考核的結果基本不存在不及格現象。另外現行的實踐教學環節的考核模式不能全面、客觀的反映學生的學習效果，更不能準確地反映學生在實踐教學環節中的動手操作能力、創新意識及團隊的協作能力等。以課程設計為例，課程設計是針對某一門課程的綜合應用，可以培養學生的分析問題和解決問題的能力。但目前課程設計環節教學內容單一，而且設計內容陳舊老化，千篇一律，無法跟上技術進步發展的步伐，結果就是很多學生按部就班，機械的套用公式計算校核，知其然不知其所以然，加之教師考核學生的依據就是看設計書和繪制圖紙，這樣導致學生就生搬硬套，無法理論聯系實際，更不能體現出學生的創新意識和團隊協作能力[4]。

（四）校企聯合培養機制沒有達到預期的效果

目前很多高校為了響應國家的“卓越計劃”，面對新工科背景下教學的改革要求，培養學生的工程創新意識，鍛煉學生的工程實踐能力，紛紛和企業聯合，建立了校企聯合培養機制。企業掛牌為實習（實踐）基地，每年定期為高校提供實習（實踐）場所，同時對學生開展安全教育、參觀實習、現場解答指導等，一定程度上給實踐教學指出了一條光明坦途，但是由于安全生產管理、現場操作的復雜性及實習經費緊張等一系列問題，加之高校擴展所致每屆學生的人數都在數十人，甚至上百人，企業對此疲于應付，并沒有實現校企聯合培養的初衷，無法達到預期的效果。

二、實踐教學改革的探索

目前實踐教學中突顯的問題已經呈現在就業市場上。從總體情況看，高等工科院校培養出來的能源與動力工程專業人才在規格知識結構、能力水平、個人素質等方面與社會需求呈現出一定的不匹配性，企業對于畢業生的滿意度還有待提高。因此，構建一套新工科背景下適應新時代要求，適宜學生發展需要的新型實踐教學模式勢在必行！ 作者結合近幾年教育教學的教學實踐經歷，總結了如下行之有效的改革措施。

（一）將設備操控臺搬進實驗室

能動專業動力方向的實習環節一般是到電廠居多，但是由于現場場地限制，只能遠觀設備的外形，而且基于安全生產的需要，中控室設備不允許學生操控。為了解決這一問題我們的舉措是將操控臺搬進大學校園，即借助計算機建立模擬仿真實驗中心。目前我校的能源與動力工程專業已安裝了60臺套數的330MW火電機組仿真機組，學生可以上機觀看設備的內部結構、運行流程，同時可以嘗試故障排除等一系列的動手動腦操作。同時授課教師可以將理論授課課堂搬到機房現場授課，教學效果非常好，在最終的課程考核中也可以考查學生的動手能力、思考能力和協作精神等。與此同時，我們購置最先進的動力機械模型，讓學生到實驗室更加直觀地看到設備的內部構造，加深對設備運行原理的理解和掌握。

（二）建立開放實驗室

為了激勵和引導學生刻苦鉆研、勇于創新、提供實踐能力的目的，促進學生提前接受科研的熏陶，營造濃郁的科技創新氛圍，鍛煉學生的實踐能力、團隊協作精神和創新意識，我專業多年來一直堅持“開放實驗室”的做法。大一動員，大二開展，大三堅持，大四結果。具體來講就是借助教師科研項目的平臺，結合學生的知識結構，設置適宜的科學研究項目，將學生引入到合適的問題情境;其次學生在教師和研究生的指引下，探索分析解決問題的方法和思路，設計實驗研究方案;然后開展實驗臺搭建、實驗測試、數據分析、結果討論、報告撰寫等;最后針對研究成果歸納總結凝練，以此為核心內容參加各類科技競賽，同時撰寫論文、專利等。經過幾年的積累，目前“開放實驗室”深受學生和家長的好評，也為部分學生讀研打下了堅實的基礎。

（三）新型實踐教學考核評價體制的建設[4]

針對現行實踐教學考核評價制度存在的問題，我們主要采取了“三結合”的考核評價形式：即“評教與評學相結合”、“量化考核與模糊評價相結合”，“結果考核和過程考核相結合”。在考核的具體形式上，選擇不同形式和渠道開展評價，包括實習報告、實驗報告、項目設計、故障排查、調查報告、技能大賽等。具體來說，評教與評學相結合，就是在考核評價學生的實踐成效的同時，對教師的教學內容、教學思路、教學方法等方面也進行評價，總結經驗和不足，評教與評學二者的結合實質上是一種互動互補型的評價方式，教師與學生共同努力教學相長。另外作為傳統型實踐教學課程的最終成績判定一般都是根據諸如實習報告、實驗報告、設計作業等紙質的材料。這一考核方法的優點是操作簡便，可行性強，但是具有片面性，不能夠完全反映出學生在具體實踐過程中的表現。然而要對實踐教學的全過程進行考察和評價，過程甚為復雜，評價指標體系也不盡完善，同時還會摻雜教師的主觀意志，操作起來有不小的難度，所以新型的實踐教學考核評價體系應該是量化考核與模糊評價、結果考核和過程考核有機結合，而且要經過長時間摸索探究，在過程中不斷地嘗試、總結、改進。

（四）建立和諧的校企聯合培養機制

新工科背景下，建立和諧的校企聯合培養機制，真正達到實踐教學的目的，應該是“請進來”和“走出去”相結合，我們的做法是邀請經驗豐富的工程師走進大學校園，走上講臺為大學生現身說法，先從理性上了解和熟悉生產工藝以及設備流程，然后化整為零以小組的形式帶領學生到企業實訓，將現場設備與實驗室模型進行對照，開展感性認識強化學生理論學習，提高學生學習的積極性和主動性，做到感性和理性的有機融合。

與此同時，協調分工實踐教學帶隊教師與企業工程師的實踐內容。具體來說企業工程師的擅長是熟悉企業文化，具體生產過程、產品的特點以及設備的運行等，有著豐富的實踐經驗，而實踐教學帶隊的教師以專業技術、設備結構、相關原理等為特長，這樣企業工程師和高校教師就可以在優勢互補，形成理論與實踐的全方位融合。要做到二者的有機結合就需要高校教師與企業工程師多次溝通交流，盡量發揮企業工程師現場經驗豐富的優勢，高校教師既要引導學生學好具體企業生產流程，同時又要補充與之相關的知識理論體系，達到理論聯系實際。

和諧的校企聯合培養制度可以將高校、企業、人才三者有機的聯系起來，從企業發展的角度出發，企業需要強有力的科技創新驅動，通過與高校的聯合培養，為其提供解決工程實踐的科研平臺和優秀的人才引進，為企業長遠發展提供強有力的支撐，作為高校可以解決實踐教學、學生就業問題，而學生在其中可以達到能力最大限度的提升，實現了企業、高校、人才三方共贏的局面。

三、結束語

新工科背景下，實踐教學是鍛煉和培養學生認知能力、動手能力、創新能力的重要環節，在人才培養的過程中占據重要的地位，雖然目前實踐教學存在一些問題，我們可以通過對實踐教學的探索和改革，豐富實踐教學的形式和內容，提高實踐教學的質量，培養學生的實踐能力，開發學生的創新思維，鍛煉學生的團隊協作精神，促進學生素質的全面提升。

參考文獻：

[1]教高司函.教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知[Z].

[2]胡波，馮輝，韓偉力，等.加快新工科建設，推進工程教育改革創新——“綜合性高校工程教育發展戰略研討會”綜述[J].復旦教育論壇，2017，15（2）：20-28.

[3]朱寶忠，孫運蘭.能源與動力工程專業實習教學改革與實踐[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2016，33（6）：101-104.

[4]孫運蘭，朱寶忠.淺談工科院校新型實踐教學考核評價體系[J].科教文匯，2012（19）：51-55.