新工科背景下能源與動力工程專業人才培養模式探究

史廣泰

摘? 要：在新工科建設背景下，以西華大學能源與動力工程專業人才培養為例，結合本專業的發展歷程和人才培養特色，多方面探索能源與動力工程專業人才培養模式的主要舉措。經過多年專業建設經驗的不斷積累和凝練，形成了“教學與科研、課堂教學與工程實踐、人才培養與社會需求”三結合的專業人才培養模式，為能源動力類專業人才培養方案的制定提供了一定的參考依據。

關鍵詞：新工科;能源與動力工程;教學與科研;課堂教學;工程實踐

中圖分類號：C961? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）16-0148-04

Abstract： Under the background of new engineering construction， the paper takes the cultivation of energy and power engineering talents of Xihua University as an example， combining the development course and characteristics of this major， exploring the main measures of energy and power engineering talents training mode in many aspects.After years of accumulation and refinement of professional construction experience， formed the "teaching and scientific research， classroom teaching and engineering practice， talent training and social needs" series of professional personnel training mode， provides a reference for development of talent training program for energy and power majors.

Keywords： new engineering; energy and power engineering; teaching and scientific research; classroom teaching; engineering practice

新工科專業的產生，本質上是由于社會的不斷發展而催生了新產業、新業態，進而形成了新職業，同時科技的不斷進步引發產生新技術、新經濟，而新技術和新經濟又以學科交叉為特征，新產業和新業態以跨界融合為特征，所以新職業與學科交叉（或交叉學科）的再次交匯即形成新工科專業[1-3]。因此，新工科建設是應對新經濟的挑戰，從服務國家戰略、滿足產業需求和面向未來發展的高度著手，在“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）的基礎上，提出的一項持續深化工程教育改革的重大行動計劃[4-7]。通過對新工科發展的要求，以及對近幾年的發展現狀分析發現新工科的發展和一流專業的建設息息相關，因此在加強一流專業建設的同時必須結合新工科發展的要求。

西華大學能源與動力工程專業是國家級特色專業，四川省一流專業，2013年榮獲“四川省卓越工程師培養計劃”，也是西華大學的優勢特色專業，本專業源于西華大學1960年開設的農業機械化專業，經過60年的發展建設已經成為西南地區能源與動力工程領域重要的人才培養基地。現下設“流體（水力）機械及工程”“電廠動力系統及自動化”和“先進運載動力”三個專業方向，其中開設的“流體（水力）機械及工程”專業方向是西南地區最早也是目前唯一開設的專業方向。經過60年的建設，已有航空發動機氣動熱力創新團隊1個，教育部國家教學團隊1個，省級青年科技創新研究團隊3個，省級科技創新研究團隊1個，省級優秀教學團隊1個，省級精品課程4門;擁有1個流體及動力機械教育部重點實驗室，1個國家級實驗教學示范中心，2個省級重點實驗室，1個省級能源動力重大裝備及技術協同創新中心，1個省級汽車安全行業協同創新中心，1個省級汽車零部協同創新中心，1個省級泵行業協同創新中心，1個西華大學-Andritz國際水力機械研究中心，1個省級水電工程實踐教學示范中心，1個省級流體機械高校重點實驗室。

在新工科的背景下，能源與動力工程這一傳統專業必須與現代社會發展相結合、與國家戰略需求相結合、與地方經濟發展相結合，將這一傳統專業賦予新的歷史使命。因此，為了提高人才培養質量，必須探究符合國家和社會需求的人才培養模式。

一、人才培養目標設置依據

（一）基于經濟社會發展需求

黨的十九大報告強調“要加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展”。因此要以培養適應國家經濟社會發展的各行各業高級專門人才為目標，著力培養側重理論應用與技術創新，與工程實際和社會問題緊密相接，能夠在社會生產、管理、服務、科研第一線解決實際問題，具有可持續發展能力的高級創新型人才。

（二）服務面向定位

堅持“培養人才，服務地方”的辦學宗旨，開展教學、科學研究、文化傳承與創新和社會服務活動。積極開展院地合作協同創新，全面適應地方優勢、特色產業發展需要。通過優勢學科和卓越工程師計劃推進教育教學改革和人才培養模式探索，健全創新人才培養體制機制，推動創新人才培養。

（三）基于市場要求和學生全面發展需求

堅持以學生為本，堅持為學生的成長、成才和發展服務，將市場要求納入到人才培養的目標和過程中，全面優化人才培養方案，進一步加強綜合能力的培養。培養方案和過程結合學生個人發展需求，堅持以全面可持續發展為目標來塑造培養人才，充分發揮學生自身在其成長中的主體作用，根據學生的興趣差異，結合社會需求，發揮多學科交叉融合的優勢，實施具有專業特色的協同創新型人才培養模式，引導學生自我成長、自我實現，有效滿足學生個性化發展的需要。

二、專業培養標準

按照教育部頒布的《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹（2012年）》和教指委制定的課程教學基本要求等相關規定，參照國際工程教育專業認證標準、相關行業、企業標準，調研兄弟高校和企事業單位，依據本校人才培養總目標制定能源與動力工程專業人才的培養目標。

西華大學能源與動力工程專業主要培養能源轉換與利用領域具有扎實的理論基礎，較強地實踐、適應和創新能力，較高的道德素質和文化素質的高級工程與管理人才，以滿足社會對能源動力學科領域在設計、開發、應用、工程技術管理等各方面的人才需求：學生具備自然科學、人文和社會科學知識;熱學、力學、電學、機械、自動控制、系統工程堅實的理論基礎;能源與動力工程專業知識和實踐能力。要求本專業畢業生應具有良好的人文社科素養、強烈的社會責任感和良好的工程職業道德;具有從事水利工程工作所需的相關數學、自然科學以及經濟和管理知識的能力;具有運用工程基礎知識和專業基本理論解決工程實際問題的能力;具有系統的水利工程實踐學習經歷并了解本專業的前沿發展現狀和趨勢;具備設計和實施工程實驗的能力，而且能夠對實驗結果進行分析;對終身學習有正確認識，具有不斷學習和適應發展的能力，追求創新態度和意識;具有綜合運用理論和技術手段進行設計、預算、組織、指揮和管理水利工程的能力，實施過程中能夠綜合考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等制約因素;掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法，具有初步的水利水電工程科學研究能力;了解國家對水利工程領域及相關行業的生產、設計、研究、環境保護和可持續發展等方面的方針、政策、法律和法規，能正確認識水利工程對客觀世界和社會的影響;具有一定的組織管理能力、表達能力、人際交往能力和在團隊中發揮作用的能力;具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力，具備收集、分析、判斷、選擇國內外相關技術信息的能力。

三、教學內容契合培養目標

按照國家要求制定教學大綱標準，確保教學內容契合培養目標，鼓勵教師將科研成果轉化為教學資源，創新課堂教學方法，建立多元化學生學業評價機制，充分發揮課堂教學的主渠道作用。

（一）教學大綱制定科學合理

根據學校《本科人才培養方案修訂的指導意見》，制定教學大綱的指導思想、人才培養目標定位、基本原則、工作重點、工作進度安排、具體內容及相關事宜的說明。學院各專業系室展開調研，并充分討論分析國內外知名高校相同專業的大綱方案，邀請相關行業和企業參與大綱修訂，由學院、學校進行審核。

教學大綱明確規定了課程基本信息、課程目標、教學基本要求、教學內容與學時分配、教學方法及手段、實驗或上機內容、前續和后續課程、參考教材及學習資源、考核方式和課程的重點難點等等內容。教學大綱需經學院教學指導委員會、教授委員會、學院和學校批準方能實施，各專業必須嚴格執行，不得隨意變動。教學內容安排與教學大綱的匹配度列入教學檢查范疇。

課堂教學內容保證人才培養目標的達成，符合專業發展定位，滿足學生的畢業要求。公共教育課重點培養學生的人文素養、社會責任感、職業道德、組織管理能力、表達能力、人際交往能力、適應發展能力、競爭與合作能力，以及在團隊中發揮作用的能力，拓寬學生的知識面和視野。學科基礎課重點培養從事工作所需的相關數學、自然科學，以及經濟和管理知識的能力，文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的能力，綜合運用理論和技術手段統計系統和過程的能力等。專業課重點培養運用專業基礎知識和基本理論解決問題的能力，強化學生專業素養。實踐環節課程包括工程綜合訓練、課程設計、專業綜合實驗、實習、畢業設計（論文）等。

（二）科學研究促進教學提升

大力倡導教師將科研、社會實踐和教學相結合。由于本專業課程有大量繁瑣的計算分析，并且各種概念、計算原理和分析方法都非常抽象，采用傳統講授法，學生的學習效果都不理想，很多教師將科研的思維方法應用到教學方法的改革中，取得了較好的教學效果，得到了學生極高的評價。

實踐證明，教師通過科研活動，極大地提升了自己的工程實踐能力，而且為課堂教學和畢業設計提供了豐富的素材。

四、加強優質課程建設，不斷完善課程資源建設

以《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-

2020年）》《關于深化教育體制機制改革的意見》《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》為指導，以提升本科人才培養質量為中心，以健全本科人才培養體系為根本，以本科教學工程、工程教育專業認證、專業評估和教研教改項目為牽引，以課堂教學、課程建設、專業建設和實踐教學基地建設為抓手，以完善教學管理機制為驅動，進一步優化政產學研協同培養的人才培養模式、教學模式及教學管理模式，為學生構建合理的知識素質能力結構，培養能夠適應國家和地方經濟社會發展需要的高素質創新型人才。

將課程建設作為本科教育教學改革的重要內容，積極構建與培養目標、社會需求和發展潛力相適應，符合人才成長規律的課程體系。按照學校規劃，在人才培養方案中構建由公共教育課、學科基礎課、專業課、實踐環節組成的課程體系。以課程建設為核心和抓手，突出人才培養的先進性與國際化原則、科學性與規范化原則、統一性與多樣化原則、主體性與個性化原則。

為切實推進課程建設，定期修訂教學大綱，將課程改革成果及部分科研成果固化到課程中加以應用。

教師借助于各類網絡資源平臺-課程中心平臺，建立優質課程網站，實現了課程建設成果共享，積累較好的課程建設資源。

五、加強國際合作與交流，拓寬學生國際化視野

積極開展教學國際化，加強制度及機制建設，營造教育國際化氛圍。通過全面推進教學、科研、師資及學生的國際交流，全面提升教學國際化水平。

主要措施包括：（1）積極引進國外優質教育資源，推動教育教學與國際接軌，搭建聯合培養人才平臺。（2）積極支持青年教師通過教育部的西部計劃、學校出國留學人員計劃到國外交流學習。（3）積極承辦和支持師生參加國際學術會議，營造教育國際化氛圍，推進教學、科研、師生的國際交流。（4）教學科研積極融入“一帶一路”倡議，與“一帶一路”國家開展人才培養和科研合作。

六、加強實踐教學，提高學生的實踐能力

實踐教學體系包括三大課堂：第一課堂實踐教學包括實驗、實習、畢業設計（論文）等;第二課堂實踐教學包括課外科技活動、創新創業實踐活動、學科競賽、社會實踐、志愿服務、校園文化活動、學生社團活動等;第三課堂實踐教學包括在線教育、虛擬仿真實驗教學資源、網絡新媒體運維等。三大課堂貫通，校內校外聯合，線上線下互動，把提高學生的創新能力和實踐能力貫穿于專業培養體系之中，確保學習期間實踐教學環節不斷線。

能源與動力工程專業人才培養方案中實踐教學累計學時占總學時比例為30.78%，每個學生在校期間參加專業實踐活動累計不少于4周，設置5～6門課程設計，保證了實踐環節“量”的充足。通過將科研成果轉化為實驗項目增設綜合設計型、研究創新型實驗的比例，不斷提升實踐教學“質”的水平。同時堅持以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力培養學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力。在本科培養方案中開設認知實習、基本技能實訓、工程實驗實訓、創新實踐、創業實訓、基礎課程設計、專業課程設計、生產實習、畢業設計等多個層次的實習實訓課程;堅持教學內容與工程實踐相結合、工程能力與實習實訓相結合、實習實訓教學與創新創業實踐相結合，培養學生工程實踐的綜合能力。

為了保障實習實訓的順利開展，在校外建立多個實習就業基地。通過一系列措施為這些實踐環節提供充分的時間、經費、人力和物力的保證。還要求各專業系室指導（帶隊）教師編寫了相應的實習指導書等，并制定了相應的管理制度，確保實習實訓期間師生的安全并達到預期的效果。通過實習實訓，學生實施工程實踐的能力、解決工程問題的能力、創新創業能力都得到明顯提高。

七、打造第二課堂育人體系建設

堅持第二課堂與第一課堂的緊密結合，發揮第二課堂在人才培養中的重要作用。著力圍繞思想政治教育、科技創新創業能力、學生社團建設、校園文化建設、社會實踐能力、心理健康等方面，以激發學生的主體性與創造性為目標，以提升學生綜合素質能力為方向，形成以“大學生課外創新活動”“社會實踐、志愿服務”“校園文化活動”為主要內容的第二課堂育人體系。

注重弘揚時代主題，引導大學生在實踐中形成對社會主義核心價值體系的自覺認同，以組織建設為依托，形成班級團支部、學生黨支部、學生黨總支、學院黨委四級教育網。

扎實推進“青年馬克思主義者培養工程”，對基層團干部和學生骨干進行培訓，筑牢團員青年堅定信念跟黨走的決心。加強網絡思政建設，依托微信公眾號、微博、QQ等平臺，完善全方位、分層次、立體化的輿論宣傳陣地，開展網絡思想引領，以生動豐富的媒介載體感染青年。

制定支持大學生創新創業的辦法措施并發布相關指導性文件，定期開展創新創業講座、報告會、沙龍等活動。

利用寒暑假、法定節假日，重點組織以“三下鄉”、勤工助學、青年志愿者服務等為主要形式的社會實踐活動，培養學生適應社會和服務社會的能力。

八、推進教學方式方法、實踐教學環節的綜合改革

倡導以教師為主導、以學生為主體的教學理念，引入案例式、討論式教學方法，使課堂教學有效互動。在專業基礎和專業理論課程中綜合融入“問題教學法”“啟發式教學法”“直觀教學法”“探究式案例教學法”，導入大量的工程實例，激發學生的學習需要和興趣，充分發揮學生的潛力，使學生在輕松愉快的學習中獲得良好的效果。充分利用網絡技術構建網上答疑系統及助學型網絡課件，利用課程網站等現代教學手段，引導學生主動學習，強化教學互動，加強過程管理，形成多維度的課程考核方式。在專業導論課、專業前沿講座課等多門課程中引入團隊教學、校外專家授課模式，進一步拓展學生知識體系的廣度和深度，增強人才素質對行業需求的適應性。

開展小班化教學。學院組建教學團隊，大部分課程逐步開展小班化教學，增強教學互動，建立以學生為學習主體的課堂組織模式，提升學生課堂關注度，引導培養學生學習主動性和學術興趣。

實施常規教學與認證培訓互為補充的教學模式，構建更加完善的知識結構。常規教學：重點掌握建模方法、工程數據處理等理論知識，熟練應用各類工程軟件，采用項目式案例化教學方法，讓學生掌握復雜模型的創建方法，擴大學生的知識面。

在教學活動中，注重傳統設計手段與現代設計方法相結合。通過課程設計、畢業設計采用不同的方式、方法，加強學生工程基本技能訓練和現代設計手段及工具的應用。

九、突出人才培養特色

（一）學科平臺和科研為本科教學服務

利用各類重點實驗室和工程中心等學科平臺先進的儀器設備為教學服務;鼓勵教師將最新科研成果融入本科教學，同時為科研融入教學提供制度保障，如教師將科研成果融入到相關專著和教材中，對教學質量的提升起到了理想的效果，受到學生的好評和同行的高度認可;同時，為了讓學生能夠更好地學以致用，教師的科研成果與案例廣泛應用于課堂教學、實驗、課程設計和畢業設計等多個環節，如將教師科研融入畢業設計環節，既能豐富學生畢業設計的選題范圍，又能充分激發學生研究實際題目的積極性。

（二）堅持集中實習，畢業設計結合實習內容，保證實踐教學質量

集中實習有利于指導教師和教學單位對實習過程和實習內容的管控。每年根據教學計劃安排，由實習指導教師帶領學生到設備制造企業、生產企業或在建工程現場等進行集中畢業實習，師生完全按照企業相關規定開展安全培訓、按時上下班。實習過程中除了踏勘現場、讀識工程圖紙外，開展現場實驗、現場講解、實際操作、聽取報告等，豐富多樣的活動安排有利于激發學生的學習熱情，增強實習效果。同時學生進入一個真實的工作環境了解了企業文化，能夠接觸到學校不能提供的真實社會氛圍，有利于職業素養的養成，為從學校走向工作崗位轉換奠定了基礎。

集中實習之前，指導教師根據實習時間和專業實際認真選擇實習地點、合理安排實習內容，因此，實習內容與所學專業的契合度高，有利于學生將理論知識與工程實踐有效結合使學生從不同層面了解工程建設全周期。另外同學們處在同一個環境中，能及時溝通彼此的實習體會等，促進學生之間的相互學習交流。

實習內容根據每位同學畢業設計內容進行安排，從多方面激發學生研究實際工程題目的積極性，從而推動畢業設計（論文）和畢業實習的質量，也為學生走向實際工程單位，快速適應工作和解決實際工程問題奠定基礎。

（三）堅持線上教學與線下教學的混合教學模式

在利用傳統教學方式的同時，有效利用超星（學習通）、智慧樹、中國大學MOOC（愛課程）、學堂在線（雨課堂）及各類虛擬仿真平臺，實現線上與線下教學方式的有機結合，激發學生學習的興趣，提高學習質量。

總之，經過不斷的人才培養的探究，已逐步形成了以堅持“教學與科研、課堂教學與工程實踐、人才培養與社會需求” 三結合的專業人才培養模式，該人才培養模式更有利于培養學生的工程實踐能力。

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