新工科背景下能源與動力工程專業轉型中的創新實踐探索*

湯愛華 李朝暉 張 勇 胡 博

（重慶理工大學車輛工程學院 重慶 400054）

教育部在2017 年發布的《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》指出，隨著高等教育供求關系發生根本變化、國家需求與國際競爭環境也在發生巨大變化，在國家積極推動創新型驅動發展，提出“新發展階段”“新發展理念”“新發展格局”等重大發展規劃的同時，以新型的產業、技術、模式、業態為代表的新經濟蓬勃發展，對科學技術、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。

與傳統型工科技術人才相比，“新工科”人才培養應該與我國新經濟時代發展相貼合，形成對口人才供給滿足社會需求的新形態。針對“互聯網變革”“創新型企業”“新能源技術”“智能制造業”等領域的不斷催生演化，新經濟對工程教育的新要求，逐步轉變為針對面向未來布局新興工科專業、工程科技人員具備高水平的創新實踐與跨界整合能力和建立多樣化、個性化的工程教育培養模式三大方面，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地開展教育教學是擺在我們面前的重要任務。在實踐中尋方法，在方法中拓思路，用思路做創新。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傳統教學模式進行改革與創新是大勢所趨，是確保理論教學和實踐教學有機結合的必備條件，是培養新時代、新經濟、新工科背景下高素質復合應用型人才的基石。

一、傳統能源與動力工程專業轉型背景分析

（一）傳統能源與動力工程專業現狀

重慶理工大學能源與動力工程專業主要的實踐課程包括金工實習、電工實習、認知實習、生產實習、課程設計、畢業設計等，從對學生實際掌握知識考核的情況來看，學校的實踐活動課程存在如下四個問題。

1.課堂氛圍單調沉悶，學生缺乏學習主觀能動性

傳統工科課堂氛圍沉悶，教師大多為“讀PPT 型”教學，學生被動聽講，無法調動其發散性及活躍性，缺乏主觀能動性，理論部分指導教師未能將理論與實踐相結合，沒有帶領學生進行創新探索的環節，使得學習積極性不高，學生課堂表現不活躍，出現教師與學生在課堂上各自為營的局面，最終導致課堂學習效率低下，學生未能掌握該門課程的精髓與重點，而是僅僅為了考試過關而學習。

2.實習課程教師團隊薄弱與實驗設備老舊

在學校汽車博物館認知實習、實驗樓金工實習等課程中，迫切需要“校企”雙師型教師，也就是從高校畢業后到企業歷練而后又回到高校教學，既具備扎實的理論基礎知識，又具備豐富的實踐經驗的高等教育人才，但此類老師在學校的占比并不大。并且，博物館認知實習課程中，部分實驗教學設備老舊，與實際企業中情況不同，設備不能及時更新，無法為學生提供新型企業開發思路，實踐學習與企業生產脫節較嚴重。

3.實習課程考核制度有待改進

考核制度在教育教學中起到導向性作用。學校的認知實習、金工實習課程以及學生出勤率和提交實驗報告作為考核標準，并且大部分學生對認知實習、金工實習等課程學習態度不夠端正，僅僅將該類實習課程當作一個任務，而不是以認真學習知識的態度來學習該課程知識點，所以在實踐實習結束后，學生出現抄襲實驗報告現象，或者是隨意填寫實驗報告內容，未能起到帶著問題去思考，進而達到提高創新能力的效果。

4.校企合作的生產實習未達預期

企業掛牌為實習基地，每年定期為高校提供實習場所，同時對學生開展安全教育、參觀實習、現場解答指導等，這為學生們提供了一個好的實踐平臺。在生產實習過程中，由于學生人數眾多，往往會出現學生扎堆湊熱鬧，將生產實習看作外出游玩機會，不珍惜實習過程。加之，企業中嚴格的安全秩序和管理制度，使得學生動手實踐機會較少，全程都是以觀摩聽課為主，導致學習積極性下降，學習效率不高。尤其是自2019 年以來暴發的疫情，使得學校生產實習從線下轉為線上，學生不能近距離接觸企業生產實際情況，而通過觀看視頻，導致更多學生僅僅應付交差，未能達到校企協作育人的效果。

（二）新經濟時代產業建設與改革

由于全球正在進入新一輪的科技創新活躍期，各國科技競爭，社會經濟活動逐漸顛覆人類的生活、生產、經濟等領域，我國也逐步走入新經濟時代。新經濟時代具有如下六個特征。

1.互聯網正深刻改變各行各業

從“互聯網+”“5G”“云計算”，再到“人工智能”的飛速發展，信息化與工業化的深度整合，各行各業的創新活力，技術、思維模式的變革，都在不斷提升傳統的工科內涵。

2.創新型企業正在異軍突起

華為、大疆、百度、阿里等科技進步型企業在創新上邁入世界前列，而強大的企業團隊背后，需要高校培養高科技人才提供源源不斷的支撐。

3.新技術催生壯大新產業

從鋰電池、燃料電池、光伏發電再到生物醫藥為代表的新技術不斷升級迭代，新興產業對相關專業人才的需求也越來越大。

4.制造業智能化蒸蒸日上

“智能制造2025”的政策催化下，智能機器人手臂、智能化工廠、無人駕駛智能送貨機器人不斷興起，隨著智能裝備的不斷升級以及高科技產品的不斷迭代，高校也要肩負輸送人才的重任。

5.“雙創”厚植新經濟發展的沃土

人才水平、技術技能、市場資金的快速整合下，學生創業更加有效，高校應當重視培養創新實踐型人才，為市場輸送源源不斷的新鮮血液。

6.新經濟不局限于某幾個產業

新經濟是跨行業領域的、產業的跨界整合，新業態新模式層出不窮，培養跨界整合型人才，融合性人才，高校肩負重任。

新經濟階段對工程教育改革提出了三項新要求：

（1）面向未來布局新興工科專業；

（2）更強的創新實踐能力和跨界整合能力成為工程科學技術人員的更高標準；

（3）多樣化和個性化的培養模式成為工程教育的建立準則。

傳統的工科發展已經遠遠不能滿足企業和社會對高科技人才的需求，在傳統的工科發展過程中，學生按照老舊的人才培養方案學習課本上的知識，而不注重理論實踐相結合，導致不具備綜合素質能力。“新工科”背景下，更需要高校著力培養創新型、跨界型、融合型的高水平應用型復合人才，高校要有責任意識，肩負重任，創新改革志在必行。

（三）“雙碳”政策的推進與實施

實現“碳達峰、碳中和”愿景是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把“碳達峰、碳中和”納入生態文明建設整體布局。近年來，我國各地積極響應“雙碳”政策，如湖北打造“雙碳”綠色金融高地、蘇州環陽澄湖“雙碳”產業創新創業峰會、山西以“雙碳”目標為牽引深化能源改革等。“雙碳”政策的大力實施，也為“新工科”轉型提出迎合政策培養人才，依據國家發展輸送人才等目標。

（四）積極響應國家建設一流專業戰略

黨的十九大報告中提出，要加快推進“雙一流建設”，實現高等教育內涵式發展的戰略任務。能源與動力工程專業的定位需要更加明確，近年來重慶理工大學著力打造具有高競爭力的智能與新能源車輛工程學院和現代產業學院，學院整體方向從之前的傳統汽車技術，逐步轉變為智能化、電動化、網聯化等方向，著力培養新型本科生及研究生。車輛工程學院能源與動力工程系，也在近年來大力引進鋰電池、燃料電池、智能駕駛等方向的雙一流高校博士畢業生，更多地將信息技術、互聯網技術、物聯網技術進行跨界融合，不斷朝著建設一流專業的目標前進。

二、能源與動力工程專業轉型中的創新實踐探索

從實際出發，發現問題并解決問題，為學生的教育著想是每個教師的義務與職責。就目前對能源與動力工程專業轉型背景分析中不難發現，集中出現的問題有如下三個。

（1）傳統工科對學生培養不全面，也不能滿足新經濟時代需求；

（2）能源與動力工程專業培養學生現狀而引發的一系列學生積極性低下、缺乏主觀能動性的問題；

（3）“雙碳”“雙一流”等相關政策的出臺，以及企業對人才需求的巨大改變。

筆者結合近幾年高校的教育教學工作經驗，總結如下幾類創新實踐改革探索措施。

（一）多元化打造新型創新實踐人才培養模式

“以人為本，教育先行”，培養新型創新實踐人才是能源與動力工程的專業轉型的基礎，結合能源與動力工程專業轉型背景，新型創新實踐人才培養模式需要遵循五個原則。

1.堅持全面育人原則

針對學生教育教學方式，不僅要注重專業知識的培養，還要將品德修養、創新能力等方面相結合，將通識教育與專業教育各方統籌相融，著力培養學生全面發展和長期乃至終身的學習能力。

2.堅持個性化培養原則

在本科教育階段，除了綜合能力培養外，學校還要重視個性化培養，針對每個學生不同的興趣愛好以及優勢長處，提供不同的選擇方向，擴大學生自主學習、獨立思考的選擇空間，逐步實現“一人一方案，一人一發展”的人才培養模式。

3.堅持社會需求導向原則

隨著新經濟時代產業建設與改革，企業對人才的需求發生了很大變化，學校要以社會需求為導向，構建教育教學課程體系，使高校畢業生與行業需求緊密結合，緊密對接地方經濟社會發展與企業需求導向，實現為國家社會輸棟梁、為企業經濟輸血液的目標。

4.堅持理論實踐結合原則

做到理論實踐相結合，既教好學生課本知識，使學生具有扎實的理論基礎，又要通過產教研合作、校企結合、認知實習等育人模式，使學生在理論的基礎上完成大量的實踐動手項目，將理論知識與實踐生產緊密結合。

5.堅持特色發展原則

新技術催生壯大新產業，做好面向未來的新興產業相關人才的發展需求定位，以服務新能源、智能化產業發展為宗旨，為企業賦能，做有專業特色發展的“新工科”專業。

（二）基于產教研融合的能源與動力工程專業教育教學改革

校企合作的初衷應當是為學生發展提供更加廣闊的實踐平臺，現存的實踐教學、校企合作存在一些不合理的地方，對此，應該建立校企協同機制、師生互動體系等，都是解決現有問題行之有效的方法。

1.產教研融合機制和實踐教學平臺建設

高校在培養人才過程中，應將現行企業的設計理念與試驗方法引入課堂，通過校企合作既能培養一批具有優秀綜合能力的畢業生，又能使高校研究生反哺企業，解決行業痛點問題。校企合作，應當開發牽引教學項目，讓本科、研究生階段對項目感興趣的學生也參與到項目研發當中，學以致用，高校在研究過程中，也應當將研究成果用于企業產品的開發與性能提升，促使產教研良性循環。

2.基于產教研融合和師資力量建設

學校汽車博物館認知實習課程，現多為年輕教師承擔授課任務，對于行業痛點問題的見解不夠深入，學校應適當增加“校企”雙師型教師，即從高校畢業到企業任職后又回到高校的中青年教師，擔任實踐教學主力軍的角色，在教育教學過程中，帶領學生深入討論和探索行業痛點問題，發散學生思維。例如在能源與動力工程畢業設計中，除我校指導老師以外，學校可以邀請企業中的工程師參與學生畢業設計，對產品設計規范和要求進行講解，規范畢業設計，注重培養學生設計過程中對細節的重視。

3.基于產教研融合的創新實踐體系改革

實踐教學意在培養學生的動手能力，學校建立完整的教學體系，培養學生科研競賽能力，例如我校車輛工程學院，由部分企業工作經驗豐富的指導教師領導創建比賽團隊，積極參與“大學生方程式系列大賽”“恩智浦杯智能車大賽”“動力電池集成管理大賽”等項目，結合各年級學生、合理分配任務，提供創新實踐平臺，營造良好的團隊氛圍與教學環境。

（三）面向創新應用型工程技術人才培養的能源與動力工程專業建設

隨著科學技術的進步，企業對于人才的需求不僅僅是操作設備這么簡單，而是更需要創新型、跨界整合應用型人才。針對此類問題，提出如下改革方案。

1.課程體系建設

我校課程體系主要由公共課程、基礎課程、實習課程、專業課程所組成，針對公共課程，應該注重自然學科與社會學科的相輔相成、有機結合，針對基礎課程、實習課程應當擴大專業寬度與深度，培養與時俱進、日新月異的創新應用型工程技術人才，針對專業課程，應該注重理論實踐相結合，加強課程設計創新力和實踐操作力。

2.教師隊伍建設

將吸引“校企”雙師型人才作為教師團隊建設工作的首要任務，學校以培養中青年骨干教師為重點，將外引與內培結合，逐步形成一支年齡層次合理、職稱和學歷結構良好的師資隊伍，滿足培養創新應用型工程技術人才的教學需求。

3.實驗教學平臺和實踐基地建設

學校應著力構建高水平創新型實驗教學平臺，積極建設國家級、省部級虛擬仿真重點實驗室，研制綜合實驗系統，著力建設工程應用型和研究創新型的綜合專業實驗教學平臺，開發多套適用于培養學生工程技術創新能力的綜合實驗平臺。

4.教學改革和教學管理

能源與動力工程系教師團隊向來以教學嚴謹著稱，在教育教學中，注重理論實踐相結合和教育教學法的研究。同時，學校也應當加強相關創新實踐教學的教材建設，教材培訓手冊的質量和深度，不僅直接體現專業的發展水平與深度，也直接影響學生學習質量和綜合素質的培養結果。

結語

在新工科背景下通過創新實踐教學、提升學生認知能力、實操能力、創新整合能力，運用這些新思路和新舉措，也是能源與動力工程專業轉型的出路。盡管目前能源與動力工程專業教育教學體系還存在一些問題，但可以通過對實踐教學的探索和革新，不斷豐富“新工科”下能源與動力工程專業的人才培養方法，提高專業教學質量，培養學生多角度融合交叉能力，提升學生創新實踐思維和團隊協作精神，促進學生素質水平全面提升。