新工科背景下能源與動力工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的探索與研究

朱寶忠　孫運(yùn)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(yè)實(shí)踐教學(xué)所面臨著教學(xué)內(nèi)容和生產(chǎn)脫節(jié)、實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍薄弱、考核評價體系和校企聯(lián)合機(jī)制不完善等問題。文章針對性提出將設(shè)備操控臺搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、建立開放實(shí)驗(yàn)室、探索新型考核評價體系以及建立和諧的校企聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制等措施，通過實(shí)踐教學(xué)的探索和改革，豐富實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和形式，提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提升。

關(guān)鍵詞：新工科;實(shí)踐教學(xué);改革

中圖分類號：G640? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)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(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》，在國家積極推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實(shí)施“一帶一路”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國制造2025”等重大戰(zhàn)略的同時，以新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)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(jìn)行改革創(chuàng)新，推進(jìn)新工科的建設(shè)與發(fā)展，開展實(shí)施新工科的研究和實(shí)踐[1]。

對比傳統(tǒng)型的工科技術(shù)人才，“新工科”人才應(yīng)該具有工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)和高國際競爭力的特點(diǎn)[2]。在此背景下，能源與動力工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求也必然發(fā)生較大的調(diào)整，如何根據(jù)新形勢下的能源與動力工程專業(yè)教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行科學(xué)的組織和有效的開展教育教學(xué)是擺在我們面前的重要任務(wù)。理論源于實(shí)踐，創(chuàng)新來自實(shí)踐，實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的最直接、最有效的方式。實(shí)踐教學(xué)是高等院校教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)，實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)是工科院校本科教學(xué)相互支撐的有機(jī)整體。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生實(shí)踐理論、驗(yàn)證理論和發(fā)展理論的重要環(huán)節(jié)，它對學(xué)生理解和掌握基礎(chǔ)理論知識、提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力有著特殊意義。為了適應(yīng)現(xiàn)代高等教育改革發(fā)展的需要，對能源與動力工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行改革與實(shí)踐是大勢所趨，是確保理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合的必備條件。

一、目前實(shí)踐教學(xué)存在的主要問題

目前我校能源與動力工程專業(yè)主要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括金工實(shí)習(xí)、電工實(shí)習(xí)、認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)實(shí)習(xí)等。在高等院校教學(xué)評估中，專家不止一次提及現(xiàn)在很多學(xué)生對基本技能掌握不理想，學(xué)校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在較大問題，主要表現(xiàn)為：

（一）教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式較為陳舊，教師滿堂灌，學(xué)生被動的聽，照著葫蘆畫瓢，沒有創(chuàng)新探索的環(huán)節(jié)，很難培養(yǎng)學(xué)生的主動創(chuàng)新意識;另外實(shí)驗(yàn)室的很多儀器設(shè)備及設(shè)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(shí)際的生產(chǎn)過程嚴(yán)重脫節(jié)。

（二）實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍比較薄弱

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

（三）實(shí)踐教學(xué)的考核評價制度有待完善

在教育教學(xué)活動中，考核評價起導(dǎo)向性的作用。考核的具體手段、形式和考核內(nèi)容對教學(xué)活動的順利開展以及教學(xué)目標(biāo)的能否實(shí)現(xiàn)發(fā)揮關(guān)鍵作用，而且考核也影響教師的教學(xué)內(nèi)容、方法和學(xué)生的思維方式，最終影響實(shí)踐教學(xué)的效果。由于實(shí)踐教學(xué)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(xiàn)，比如認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，一般都是交一份實(shí)習(xí)報告草草了事，而學(xué)生更多的是通過網(wǎng)絡(luò)資源，有些學(xué)生甚至抄襲其他同學(xué)報告，而考核的結(jié)果基本不存在不及格現(xiàn)象。另外現(xiàn)行的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核模式不能全面、客觀的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，更不能準(zhǔn)確地反映學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的動手操作能力、創(chuàng)新意識及團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力等。以課程設(shè)計為例，課程設(shè)計是針對某一門課程的綜合應(yīng)用，可以培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。但目前課程設(shè)計環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容單一，而且設(shè)計內(nèi)容陳舊老化，千篇一律，無法跟上技術(shù)進(jìn)步發(fā)展的步伐，結(jié)果就是很多學(xué)生按部就班，機(jī)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(xué)生的依據(jù)就是看設(shè)計書和繪制圖紙，這樣導(dǎo)致學(xué)生就生搬硬套，無法理論聯(lián)系實(shí)際，更不能體現(xiàn)出學(xué)生的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[4]。

（四）校企聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制沒有達(dá)到預(yù)期的效果

目前很多高校為了響應(yīng)國家的“卓越計劃”，面對新工科背景下教學(xué)的改革要求，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識，鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力，紛紛和企業(yè)聯(lián)合，建立了校企聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制。企業(yè)掛牌為實(shí)習(xí)（實(shí)踐）基地，每年定期為高校提供實(shí)習(xí)（實(shí)踐）場所，同時對學(xué)生開展安全教育、參觀實(shí)習(xí)、現(xiàn)場解答指導(dǎo)等，一定程度上給實(shí)踐教學(xué)指出了一條光明坦途，但是由于安全生產(chǎn)管理、現(xiàn)場操作的復(fù)雜性及實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)緊張等一系列問題，加之高校擴(kuò)展所致每屆學(xué)生的人數(shù)都在數(shù)十人，甚至上百人，企業(yè)對此疲于應(yīng)付，并沒有實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合培養(yǎng)的初衷，無法達(dá)到預(yù)期的效果。

二、實(shí)踐教學(xué)改革的探索

目前實(shí)踐教學(xué)中突顯的問題已經(jīng)呈現(xiàn)在就業(yè)市場上。從總體情況看，高等工科院校培養(yǎng)出來的能源與動力工程專業(yè)人才在規(guī)格知識結(jié)構(gòu)、能力水平、個人素質(zhì)等方面與社會需求呈現(xiàn)出一定的不匹配性，企業(yè)對于畢業(yè)生的滿意度還有待提高。因此，構(gòu)建一套新工科背景下適應(yīng)新時代要求，適宜學(xué)生發(fā)展需要的新型實(shí)踐教學(xué)模式勢在必行！ 作者結(jié)合近幾年教育教學(xué)的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷，總結(jié)了如下行之有效的改革措施。

（一）將設(shè)備操控臺搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

能動專業(yè)動力方向的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)一般是到電廠居多，但是由于現(xiàn)場場地限制，只能遠(yuǎn)觀設(shè)備的外形，而且基于安全生產(chǎn)的需要，中控室設(shè)備不允許學(xué)生操控。為了解決這一問題我們的舉措是將操控臺搬進(jìn)大學(xué)校園，即借助計算機(jī)建立模擬仿真實(shí)驗(yàn)中心。目前我校的能源與動力工程專業(yè)已安裝了60臺套數(shù)的330MW火電機(jī)組仿真機(jī)組，學(xué)生可以上機(jī)觀看設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)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(jī)房現(xiàn)場授課，教學(xué)效果非常好，在最終的課程考核中也可以考查學(xué)生的動手能力、思考能力和協(xié)作精神等。與此同時，我們購置最先進(jìn)的動力機(jī)械模型，讓學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室更加直觀地看到設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造，加深對設(shè)備運(yùn)行原理的理解和掌握。

（二）建立開放實(shí)驗(yàn)室

為了激勵和引導(dǎo)學(xué)生刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新、提供實(shí)踐能力的目的，促進(jìn)學(xué)生提前接受科研的熏陶，營造濃郁的科技創(chuàng)新氛圍，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識，我專業(yè)多年來一直堅持“開放實(shí)驗(yàn)室”的做法。大一動員，大二開展，大三堅持，大四結(jié)果。具體來講就是借助教師科研項(xiàng)目的平臺，結(jié)合學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，設(shè)置適宜的科學(xué)研究項(xiàng)目，將學(xué)生引入到合適的問題情境;其次學(xué)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(shè)計實(shí)驗(yàn)研究方案;然后開展實(shí)驗(yàn)臺搭建、實(shí)驗(yàn)測試、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果討論、報告撰寫等;最后針對研究成果歸納總結(jié)凝練，以此為核心內(nèi)容參加各類科技競賽，同時撰寫論文、專利等。經(jīng)過幾年的積累，目前“開放實(shí)驗(yàn)室”深受學(xué)生和家長的好評，也為部分學(xué)生讀研打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）新型實(shí)踐教學(xué)考核評價體制的建設(shè)[4]

針對現(xiàn)行實(shí)踐教學(xué)考核評價制度存在的問題，我們主要采取了“三結(jié)合”的考核評價形式：即“評教與評學(xué)相結(jié)合”、“量化考核與模糊評價相結(jié)合”，“結(jié)果考核和過程考核相結(jié)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(shí)習(xí)報告、實(shí)驗(yàn)報告、項(xiàng)目設(shè)計、故障排查、調(diào)查報告、技能大賽等。具體來說，評教與評學(xué)相結(jié)合，就是在考核評價學(xué)生的實(shí)踐成效的同時，對教師的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)思路、教學(xué)方法等方面也進(jìn)行評價，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足，評教與評學(xué)二者的結(jié)合實(shí)質(zhì)上是一種互動互補(bǔ)型的評價方式，教師與學(xué)生共同努力教學(xué)相長。另外作為傳統(tǒng)型實(shí)踐教學(xué)課程的最終成績判定一般都是根據(jù)諸如實(shí)習(xí)報告、實(shí)驗(yàn)報告、設(shè)計作業(yè)等紙質(zhì)的材料。這一考核方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，可行性強(qiáng)，但是具有片面性，不能夠完全反映出學(xué)生在具體實(shí)踐過程中的表現(xiàn)。然而要對實(shí)踐教學(xué)的全過程進(jìn)行考察和評價，過程甚為復(fù)雜，評價指標(biāo)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(shí)踐教學(xué)考核評價體系應(yīng)該是量化考核與模糊評價、結(jié)果考核和過程考核有機(jī)結(jié)合，而且要經(jīng)過長時間摸索探究，在過程中不斷地嘗試、總結(jié)、改進(jìn)。

（四）建立和諧的校企聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制

新工科背景下，建立和諧的校企聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制，真正達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的，應(yīng)該是“請進(jìn)來”和“走出去”相結(jié)合，我們的做法是邀請經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師走進(jìn)大學(xué)校園，走上講臺為大學(xué)生現(xiàn)身說法，先從理性上了解和熟悉生產(chǎn)工藝以及設(shè)備流程，然后化整為零以小組的形式帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)實(shí)訓(xùn)，將現(xiàn)場設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室模型進(jìn)行對照，開展感性認(rèn)識強(qiáng)化學(xué)生理論學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，做到感性和理性的有機(jī)融合。

與此同時，協(xié)調(diào)分工實(shí)踐教學(xué)帶隊(duì)教師與企業(yè)工程師的實(shí)踐內(nèi)容。具體來說企業(yè)工程師的擅長是熟悉企業(yè)文化，具體生產(chǎn)過程、產(chǎn)品的特點(diǎn)以及設(shè)備的運(yùn)行等，有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而實(shí)踐教學(xué)帶隊(duì)的教師以專業(yè)技術(shù)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、相關(guān)原理等為特長，這樣企業(yè)工程師和高校教師就可以在優(yōu)勢互補(bǔ)，形成理論與實(shí)踐的全方位融合。要做到二者的有機(jī)結(jié)合就需要高校教師與企業(yè)工程師多次溝通交流，盡量發(fā)揮企業(yè)工程師現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)勢，高校教師既要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好具體企業(yè)生產(chǎn)流程，同時又要補(bǔ)充與之相關(guān)的知識理論體系，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際。

和諧的校企聯(lián)合培養(yǎng)制度可以將高校、企業(yè)、人才三者有機(jī)的聯(lián)系起來，從企業(yè)發(fā)展的角度出發(fā)，企業(yè)需要強(qiáng)有力的科技創(chuàng)新驅(qū)動，通過與高校的聯(lián)合培養(yǎng)，為其提供解決工程實(shí)踐的科研平臺和優(yōu)秀的人才引進(jìn)，為企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐，作為高校可以解決實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生就業(yè)問題，而學(xué)生在其中可以達(dá)到能力最大限度的提升，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)、高校、人才三方共贏的局面。

三、結(jié)束語

新工科背景下，實(shí)踐教學(xué)是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力、動手能力、創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，在人才培養(yǎng)的過程中占據(jù)重要的地位，雖然目前實(shí)踐教學(xué)存在一些問題，我們可以通過對實(shí)踐教學(xué)的探索和改革，豐富實(shí)踐教學(xué)的形式和內(nèi)容，提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]教高司函.教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知[Z].

[2]胡波，馮輝，韓偉力，等.加快新工科建設(shè)，推進(jìn)工程教育改革創(chuàng)新——“綜合性高校工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會”綜述[J].復(fù)旦教育論壇，2017，15（2）：20-28.

[3]朱寶忠，孫運(yùn)蘭.能源與動力工程專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2016，33（6）：101-104.

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