面向中國北方供熱行業本科人才培養的“3階段4層次”全周期實踐育人體系構建

通拉嘎 王春林 夏建軍

摘 要：中國北方供熱行業的本科人才，依托地方應用型本科院校，根植于區域性行業，呈現多專業交叉的特征，依托“校—行—企”融合發展。文章探索以實踐教學為主線的全周期、遞進式的行業人才培養體系，“三階段”解決實踐育人體系課程設置的深度遞進、“四層次”實現知識體系的廣度延申、“五維度”實現對實踐教學體系的促進和提高。通過6年的教學實踐，探索對地方行業應用型人才培養的有效途徑，體系建設有借鑒意義。

關鍵詞：人才培養;實踐教學體系;應用型本科高校;工程教育

中圖分類號：G640? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2022）02-0108-07

1 概述

面向行業的實踐教學體系是地方應用型本科院校“新工科”建設的重要特征。[1]人才定位上根植于區域性行業，具有較強工程實踐能力、勝任行業發展需求。[2]人才培養的目標需要宏觀上多專業交叉、微觀上實驗實踐能力扎實，具備探索精神。教學體系的搭建需要形成學校、企業、行業的聯動，完成學校與學科的本科生培養使命。[3]建設系統邏輯架構包含政策導向、行業需求、學科演化與知識衍生。[4]

作為地方應用型本科院校，我校以建筑環境與能源應用工程專業為試點專業，開展了實踐教學體系的探索與實踐。基于供熱行業需求的建筑、環境、計算機、機械等學科交叉問題而“新生”。[5]中國工程院院士、清華大學江億教授對我校的辦學期望是“通過10年時間，每年培養30位供熱行業的專門人才，到中國北方300個供熱運行企業去服務，推動清潔供暖的能源革命”。2021年，“雙碳”目標的提出，在能源、建筑等部門被重點關注，“倒逼”企業技術升級，采取綠色生產方式。[6]可以預期，供熱行業的技術人才需求將進一步增加。自2015年執行供熱、供燃氣領域設計培養方案，自此以后逐年進行培養方案的論證和調整，經6年的教育實踐形成了實踐教學貫穿大學入學到畢業的全周期供熱行業人才培養模式。并將相關專業建設經驗推廣到計算機、微電子等專業，形成了以全面發展為目標的應用型人才培養體系，以社會需求為出發點的專業體系。[7]實踐教學的全周期、遞進式教學體系，重點在根據行業需求定制育人體系的課程設置及其邏輯關系、難點在“校—研—行—企”的聯動組織、抓手在長效的實習基地建設和制度保障、目標是形成行業人才培養和科研一體化的平臺。[8]

2 實踐教學赤院模式——三階段四層次育人體系

通過OBE-CDIO理念建構地方應用型本科的產教融合機制，根據供熱行業特定專業需求，以增強專業結構對地方建設的適配為目標，對培養方案進行動態規劃，探索自入學至畢業8個學期全過程，以實踐為主線的模塊化課程的設置。[9]在清華大學建筑節能研究中心的推動下，逐年進行實習實踐內容的優化，包含課內的實驗、課程設計（大作業），校內實踐，企業實踐、行業調研、畢業論文（設計）等各環節，形成“技能、技術、應用研究”三個教學階段、“專業—校內—企業—行業”四個層次、“人才目標、工程思維、學術氛圍、質量監控、持續改進”五個維度的全周期遞進式實踐育人體系。

2.1 三階段的專業深度遞進

按照由淺入深、先易后難、先課程后綜合的邏輯順序，實踐教學體系通常由認知及技能、綜合能力、創新創業等部分構成。[10]將從入學到畢業的8個學期，設計深度逐步遞進的3個階段的實習實踐活動：

（1）技能型實踐：包含1-4學期的認識實習、工人實習、運行值班、工程安裝等內容。

（2）技術型實踐：包含5-7學期的熱網運行測試及調節、供熱行業調研、熱源調研等內容。

（3）應用研究型實踐：包含第8學期的畢業設計或畢業論文，開展研究課題及工程項目的設計工作。

2.1.1 第一階段：技能型實習實踐活動

技能型實習通常為基礎性的實習實踐，無對應課程，或學期前后的1門課程。在1-4學期開設，旨在了解行業、學習技能、為專業學習打基礎。依托赤峰富龍公用（集團）有限責任公司的實習基地，由赤峰學院進行教學組織、企業專家教學指導，在實習基地完成教學活動，由校企指導教師組成的評價小組進行教學效果評價。“工學交替”作為該類型實踐活動的主要方法，分以下三種模式：

（1）無相關課程基礎的認知性實習。為初步形成對行業的認識，開設在第1學期、2周，入學即開展認識實習，實習內容包括常規燃煤鍋爐、生物質加工廠、天然氣的運輸存儲、典型工業余熱工藝流程、熱網運行、供熱末端等供熱各環節的認知。為體驗行業的基本工作、掌握基本加工工藝，開設在第2學期末、3周，組織進行供熱管道施工的基本工藝的技能實踐，包括管道加工、金屬切割、焊接、管件連接等。見圖2。

（2）先授課再實習的驗證性實習。為加深對某1門課程理論知識的應用能力，先介紹理論知識，通過實習實踐活動來驗證理論知識，并進一步加深相關知識的認知，形成觀點的過程。開設在第4學期、2周。見圖3。

（3）先實習再授課的探究性實習。為培養對某1項工作的實習實踐過程的綜合分析能力，先進行工程實踐，再通過理論教學思辨實習過程中的細節，使學生不斷回顧實習過程中的問題，通過教師的教學過程，了解自身在實習實踐活動中的視角，分析在實習過程中的不足和需要改進的分析方法，并提出技術改進建議和技術分析方法，通過課程大作業來討論方案的可行性。開設在第4學期、1周。該部分作為從技能型向技術型實踐的過度。見圖4。

2.1.2 第二階段：技術型實踐活動

技術性實習實踐活動，涉及學期內的多門課程，在5-7學期開設，旨在對多門課程進行融會貫通，掌握相關工作的關鍵技術，提高知識的綜合應用能力。理論知識由不同課程組形成的教學團隊完成，并對實踐活動提出具體的評價指標要求。實踐過程由赤峰學院專業教師帶隊，清華大學建筑節能研究中心專家進行技術指導，廣泛開展技能在北方供熱企業、熱源企業、熱用戶的調研、實測、分析工作，形成有實際工作指導意義的調研報告。由實習基地、學校、行業組成聯合評價小組，進行分階段的匯報答辯、提交報告。“知識融合”作為該階段的核心問題，按知識深度分為認知型、應用型、調研型、拓展型等4種類型：

（1）認知型實踐。開設在第3學期、3周，要求在一定的專業基礎知識基礎上，形成專業觀點，能夠提出專業問題。授課教師為專業教師、校內相關專業教師。該部分作為從技能型向技術型實踐的過度過程。見圖5。

（2）應用型實踐。作為核心實踐內容，開設在第5學期、4周，要求在一定的專業核心知識基礎上，獨立完成對供熱習題形成測試設計、數據采集、方案分析、技術評價的全過程實踐。能夠對不同類型的工程項目提出技術問題、做出科學的判斷。教學團隊涉及專業、校內、企業、行業的全體教師。校內實習基地是本次實習的延申，通過第二課堂將各年級同學匯聚在一起，延長實踐活動的有效時間、加深實踐活動的實際應用能力培養，從為學校服務中實現育人。見圖6。

（3）調研型實踐。作為核心的社會服務內容，開設在第6學期、4周，對行業發展現狀調研并做出前瞻性的分析。理論課程以城市能源系統為核心，從內蒙古自治區的各個旗縣鄉鎮，到東北、華北、西北的區域調研，實現“走出去”，重點關注北方集中供熱、供熱熱源及環境影響，涉及城鎮供熱、農村生物質應用、城市能源規劃、污染物的排放等內容，學生在了解自身專業的基礎上，了解行業的發展及其對相關行業的影響。相關成果提交到清華大學建筑節能研究中心整理，提交給相關部門作為技術參考。見圖7。

（4）拓展型實踐。作為綜合性、拓展性的學習內容，開設在第7學期、4周。重點關注多行業協同與供熱企業定位與發展。理論課程難點在以熱泵為代表的新技術應用，授課形式為“線上—線下”相結合的形式，行業專家遠程授課，專業教師線下輔導。實踐部分以行業相關的熱源企業技術優化、多熱源調節、不同熱源類型的匹配為重點，兼顧分析環境和“雙碳”目標實現的影響。在此基礎上形成畢業設計研究內容的雛形。見圖8。

2.1.3 第三階段：應用研究型的畢業設計及行業檢驗

在實測調研的基礎上，第8學期、16周進行供熱行業新技術應用研究，并提交行業學術會議，檢驗研究成果。由清華大學建筑節能研究中心、赤峰學院、供熱行業專家組成畢業設計指導教師團隊，根據學生能力進行應用研究型、設計型畢業設計的指導。優秀的畢業設計成果向中國城鎮供熱協會推薦，參加一年一度的“中國供熱學術年會”，與各行業的專家共同探討供熱行業技術發展。

2.2 四層次的知識廣度延申

2.2.1 精準定位，明確職責

在實踐教學中突出行業、產業在教學中的作用，在產教互接種調整培養目標匹配度，發力平臺建設。[11]構建“橫向破壁、縱向貫通、逐層進階”的跨學科課程體系[12]，并將學科跨度拓展到行業應用前言。按照深度分為四個層次：由專業教師主導的實驗室的驗證性學習;校內實習基地的小規模工程測試和運行調試;由企業專家指導的實習基地企業的工程測試和技術分析;由行業專家指導、企業支持、專業教師帶隊完成的行業調研和城市級規模的能源匹配及運行調節。職能定位如圖9。

專業所在的二級學院與企業共同探討實踐課程、企業課程的組織安排和課時分配比例，并在教學科研平臺上共同完成科研任務，形成4個課題組;

專業所在二級學院與行業共同完成實驗平臺的建設引導，把握科研項目的總體方向;行業專家通過推薦、聽課、助教等方式培養專業骨干教師，并完成一定比例的遠程教學;2020年起，在“線上—線下”相結合的教學模式推動下，形成了“行業專家線上講、專業教師線下指導”共同完成一門課程教學，教學效果與全線下教學的效果相近。

以學校為主體，與企業簽訂實習基地協議、安排教師進行學生實習管理、與學生簽訂安全協議、購置實習保險等，實習的綜合評價，由實習所在單位的技術負責人、行業專家、專業教師、實習管理負責人組成評價小組，進行實習答辯、檢查實習報告。

由學校組織，組織行業專家進行教學指導、專業課大作業答辯、實踐課指導，并通過各位專家的教學過程，潛移默化的影響學生的職業精神和對專業前沿的技術探究精神，自然形成隱性思政的育人過程。

2.2.2 參與單位及職能分工

通過“專業—校內—企業—行業”逐年遞進的融合，現有的實踐育人體系職能分工見圖10。通過分層次解決實際工程問題，實現深化校企聯合培養，項目和工程意識貫徹培養過程。[13]

（1）專業教師的定位

課內實踐的主要內容是：實驗+大作業模式。作為教學工作的管理者，并深度參與到教學、實驗、實習、實踐等各個環節中來，在工作中養成“雙師型”教師的工作習慣，在實踐為軸心的教學體系中，起到穿針引線的作用。在教學工作中，著重承擔專業基礎課的教學工作。基于以上的任務要求，對專業教師有著專業性、學生管理的綜合能力要求，入職條件為本專業或相關專業碩士以上學歷，并有一學期以上的清華大學訪學或課程進修的經歷，經行業專家評課之后，可參與相關課程的教學工作中，包括部分課程的理論教學、每學期獨立帶隊1組學生完成實踐指導及學生管理等工作，在此基礎上，經2-3年逐步形成科研方向和科研課題，在行業專家的指導下，擔任在校學生的導師，指導學生完成課外活動、科研論文、學科競賽指導等方面的工作。

（2）校內的跨專業教學融合

校內實踐的主要內容是：跨專業的實驗設計+校內實習基地。建環專業涉及建筑、環境、能源、計算機、機械等領域，對知識廣度和交叉性有很高的要求。建立特色課程機制，開展多學科交叉融合教學，拓展“立交橋”型復合類專業培養機制。[14]校內跨專業的教學活動進行專業融合，有定制化的課程、課程融合、項目融合、實踐融合等幾種形式。學科基礎課中的數學、物理、化學等課程，提出課程教學要求，由相關專業組建教學團隊，形成定制化課程教學;專業基礎課程中的機械設計、數據分析、建筑構造等課程，由本專業教師與相關專業的教師組成課程教學組，共同制定教學大綱、設計教學內容、完成教學評價，形成課程融合;在能源規劃方向拓展應用研究，與我校目前專業研究水平較高的城鄉規劃碩士點，基于科研項目進行應用研究，形成項目融合;與學校后勤共同建設校內實習基地，每年定期測試供熱效果、演算管道的供熱能力、提出供熱優化調節方案，形成實踐融合。由專業骨干教師、企業專家共同指導的“赤峰學院供熱調研小分隊”，每年對赤峰學院的供熱熱源、熱網、熱用戶進行供熱效果、節能效果的綜合評價。自2018年起開展此項活動，在2019年赤峰學院熱網維修與改造項目中提供了技術參考。

（3）企業實習基地的生產實踐

企業實踐的主要內容是：技能型實習基地+聯合技術測試。作為實習實踐活動的重心，構建“校—行—企”一體化，“協同辦學、協同育人、協同創新”的辦學模式，把課堂開設到生產一線，回歸工程導向。[15]依托企業技術、設備優勢，建立多元一體的實踐教學團隊，技術特點覆蓋赤峰、呼和浩特、濟南、大慶等不同氣候區，形成集中供熱有代表性的技能型實習基地。定制化的企業課程，包括供熱運行管理的赤峰富龍公用（集團）有限責任公司、有專門提供智慧供熱教學的大連海心信息工程有限公司、供熱水處理與設備防腐技術行業領先的上海昱真水處理科級有限公司。在現場做實驗、在人民群眾家里作測試、在政府主管部門調研數據，是該階段聯合技術測試的主要特征。在實踐教學基礎上，進行教學資源動態管理，實踐教學的組織流程如圖11。

（4）行業提供人才定位、教學指導、人才評估

行業實踐的主要內容是：應用研究型論文成果的交流和檢驗。依托行業專家的頂層設計和具體工作的指導。定制化地設計了“城市能源系統”“吸收式熱泵技術”“大氣污染與煙氣凈化工程”“工業余熱利用”“供熱水處理與設備防腐”“生物質能應用”等6門特色課程，由清華大學建筑節能研究中心推薦專家授課，關注各專業課程與實踐課程的銜接和過度，在實踐環節中參與綜合評價。畢業設計的應用研究，根據課題方向由行業專家任組長、企業專家、專業教師共同評估。近3年的優秀畢業論文（設計）均達50%以上。

“技能、技術、應用研究”三個教學階段、“專業—校內—企業—行業”四個層次的育人體系，實踐訓練的“實驗—大作業—集中實踐”三種學習形式組合及其與理論課程的關系，見圖12。

2.3 五維度的教學組織保障

建環專業的實踐教學體系，在每學期正常教學基礎上增加了2-4周的實習實踐活動，由此衍生出教學設計、教學效果等相關問題。通過學年研討會的總體掌控、學分管理制度的強化要求、學生導師制的有效推進，課內大作業綜合訓練模式的工程常態化訓練、校-行-企的綜合評價，實現對實踐教學體系的有效保障。

2.3.1 學年教學研討會—持續改進措施

每學年的最后一周結束后，由行業專家、企業專家、專業教研室、我校教務處及相關部門及全體專業主干課授課教師，進行為期1-2天的教學研討，研討內容主要包括：在校學生的學風建設、班級管理、學習成績、綜合素質，個別特殊學生的專題討論。教學工作中以各課程團隊介紹教學完成情況，實習實踐的表現及綜合能力的應用情況，以此作為調整教學方法的主要依據;對新生進行生源分析，提前確定班級管理負責人和入學后的引導策略;對畢業生由所在企業負責人進行典型介紹，并聽取對教學內容、學生優缺點的反饋意見，進一步完善教學內容。教學研討會研討內容框架見圖13。

2.3.2 學籍學位管理制度—人才目標要求

提高畢業標準，加強教學要求。建環專業是赤峰學院最早一批一本招生的專業。行業、企業對學生培養質量提出高于學校其他專業的要求，提出了1學期必修課1門不及格學業預警，2門課不及格降級試讀、學位要求學分績點2.0的學籍管理及學位管理補充規定。學生對專業課程的態度有了明顯的改善，主動重新學習專業基礎課，與專業課教師溝通頻率增加，實踐活動中積極性增強。

2.3.3 學生導師制—學術氛圍營造

調動教師的引導作用，促進師生科研。措施層面明確“導學關系”，并加強制度建設。[16]我校專業教師隊伍年輕、無碩士點，處于科研起步階段。探索發動本科生，從低年級開始開展科研訓練，逐步走向應用研究。讓其中一部分優秀學生更快的成長起來，因材施教、樹立榜樣和學生學術帶頭人，推動學風和班風建設、營造應用研究的學術氛圍。專業導師組織程序見圖14。

2.3.4 課內大作業的綜合訓練模式—工程思維培養

課程大作業內容，就是在實習實踐中可能遇到的問題。基于學術熱點方向挖掘題目，團隊協作學習完成系統科研實踐，交互式評估培養復合型人才。[17]專業課程有15門課程采用了大作業的設計，要求分組完成，各組的任務不同，組內分工合作，不設標準答案。按照基本知識掌握、專業知識應用、工程可行性、技術創新性等階段，分設合格、中、良、優等分數段，由課程教師團隊組成評價小組共同完成成績評定。對概念辨識、工程方案比較、基本工程判斷等方面設計考試環節，實現過程化考核與終結性考試的互補。課程大作業的設計，在實習實踐活動中有著重要的指導作用：技術方案的差異性形成了不同的技術路線，在實踐活動中促進學生的內部交流;大作業的匯報，訓練了同學們的工程表達;大作業完成的過程，實現了對復雜工程問題的團隊協同。

2.3.5 “校—行—企”綜合評價—教學質量監控

以實習實踐活動為平臺，增強行業、企業對教學過程及質量評價的參與度及融合度。[18]將各課程大作業、實習實踐環節由“校—行—企”綜合評價小組依據各自標準完成教學評價。教師從知識視角、企業專家從工程視角、行業專家從學術視角，組織答辯活動、探討技術的可行性和實際工程問題的應對措施。在技術討論中辯析工程應用，培養學生的工程能力、提高教師的工程經驗，實現教學相長。

3 綜合成效

實踐教學的體系構建與實踐。培養方案經2016-2021年7版修訂，形成了相對穩定的知識體系。“校-企”的長期互動，形成了覆蓋北方城鎮供暖典型區域的4個實習實踐基地。“校-企-行”的聯合教學，形成了穩定的科研教學團隊，凝練了管道流體、供熱水處理、熱網調節等3個主要的科研方向。建設高水平實踐教學課程，《供熱工程》已獲批自治區一流實踐課程、《工業余熱利用》已提交申請。等學生降級試讀的比例，最高1屆為15%，現逐漸降低到5%，優秀畢業設計連續3年比例達50%。同學更早地關注理論和工程實際的關系，參與科研活動，并取得一定成果。2018屆到2021屆連續三屆學生在全國供熱學術大會上獲評優秀論文20余篇、7人次獲熱力新秀獎，2名畢業生、1名教師獲優秀論文金獎，學校2年獲評優秀組織獎。該會議是中國城鎮供熱協會組織的全國性學術大會，每年參加者超過千人，其中包括數百家供熱相關企業，高校中有清華大學、哈爾濱工業大學、天津大學、大連理工大學的教師和研究生投稿。每年僅評出不超過10篇供熱人新秀和金獎論文，赤峰學院的本科生論文稿件每年占其中10%到20%，獲獎數量超過其他高校。

實踐證明，實踐教學體系的構建與實踐，對學生深入理解專業、熱愛專業、較早地投入專業領域，由被動地學習轉為主動學習，從而大幅度提高了學習積極性和學習效果，培養成特色鮮明的區域性地方專門人才。

4 小結

（1）三階段的知識深度遞進。4個學期的技能實踐、3學期的技術實踐、1學期的研究實踐，逐步形成“4-3-1”三階段“技能實踐的常態化、技術實踐的動態化、研究實踐的專業化”的教學體系特征。

（2）四層次的知識廣度遞進。在專業、校內、企業、行業四個維度提出了不同的職能要求，通過不斷的碰撞融合，形成了定制化的實踐育人體系。實現了多元主體的辦學模式，踐行了產教融合、校企合作辦學思路。以人才培養為紐帶搭建實踐育人平臺，充分發揮各自優勢，共同推進專業建設和改革向縱深發展，探索出了一條應用型人才培養的有效途徑和成功模式。在專業、校內、企業、行業四個維度提出了不同的職能要求，通過不斷的碰撞融合，形成了定制化的實踐育人體系。實現了多元主體的辦學模式，踐行了產教融合、校企合作辦學思路。以人才培養為紐帶搭建實踐育人平臺，充分發揮各自優勢，共同推進專業建設和改革向縱深發展，探索出了一條應用型人才培養的有效途徑和成功模式。

（3）五重制度實現運行保障。學年研討會的總體掌控、學分管理制度的強化要求、學生導師制的有效推進，課內大作業綜合訓練模式的工程常態化訓練、校-行-企的綜合評價。共同完成了以學生為中心的多重保障，對應用型地方本科的人才培養體系建設有借鑒意義。

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收稿日期：2021-10-11

基金項目：教育部2020年產學合作協同育人項目（202002304023）;赤峰學院2021年教學成果培育項目（JXCGPYZDXM202101）

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