發布時間:2023-09-21 17:36:15
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇能源動力專業就業方向,期待它們能激發您的靈感。
(三峽大學機械與動力學院,湖北 宜昌 443002)
【摘 要】為了滿足現代社會對能源領域應用型人才的需求,并提高學生在就業擇業過程中的競爭力,三峽大學結合該校培養“高素質、強能力、應用型”人才的辦學方針,對學校新建的能源與動力工程專業進行了改革,提出“弱化專業方向,提煉專業共性,增厚專業基礎”的人才培養改革思路,并以此為指導制定專業人才培養方案和建立校內外實驗/實踐基地。實踐表明,本次改革取得了較好的效果。
關鍵詞 能源動力;人才培養;改革
基金項目:三峽大學(高等)教育科學研究項目(1307,1345);三峽大學教學研究項目(J2013008)。
作者簡介:陳從平(1976—),男,湖北荊州人,三峽大學機械與動力學院,副教授。
能源是國民經濟的命脈,是國家可持續發展的重要物質基礎和根本保證。能源與動力工程類專業正是致力于培養能從事能源開發與利用的技術與管理人才。目前,全國有200余所高校開設了能動相關本科專業,其中大部分已經建設較為成熟,部分985和211高校的能動專業在國內已具備一定的影響力且具備鮮明特色[1]。而三峽大學的能動專業于2011年才開始立項建設,并同年開始招生。作為地方高校新開設的能動專業,在人才培養方面必須適應社會和行業需求,符合我校 “高素質、強能力、應用型”的人才培養的目標,因而,在專業建設伊始,就不能完全照搬其他高校能動專業人才培養模式,需要結合實際情況,大膽改革和創新,才能在國內同類專業中快速占領一席之地,并以高起點快速穩健發展。
1 國內外研究現狀
歐洲和美國的大學將能動類專業設置在機械工程系中,且不以專業來單列,而只是機械類的一個方向,稱為熱流科學(Thermal and Fluid science)或能量系統(Energy system),而核工程與核技術則一般單獨設立,或者設在化工系中,例如美國麻省理工學院、佛羅里達大學等,機械工程的教學與研究范圍覆蓋了目前國內本科生專業目錄中的機械類、能源動力類的范圍,這樣就大大擴展了能動專業的學科基礎和專業領域,以此來適應“應用型”人才培養的需求,使學生獲得堅實的專業理論和寬廣的專業知識。
我國能源動力類專業形成于20世紀50年代[2],當時在蘇聯教育體制的影響下的分為10個三級專業,經1993、1998、2012年三次修訂最終合并為1個專業:能源與動力工程,使得專業覆蓋面被大幅度拓展,要求本專業學生主要學習動力工程及工程熱物理的基礎理論,學習各種能量轉換及有效利用的理論和技術,受到現代動力工程師的基本訓練;具有進行動力機械與熱工設備設計、運行、實驗研究的基本能力。要實現以上人才培養目標,關鍵在于如何緊跟行業需求并結合高校自身情況,制定科學的人才培養方案并認真執行。然而,經前期大量調研結果表明,目前國內高校尤其是地方院校在能動專業人才培養上存在以下特點或不足:
(1)專業劃分過細,口徑太窄。大部分高校在能動專業中設置了多個專業方向,如水力發電、火力發電、清潔燃燒、供暖、制冷等,并將專業課分方向模塊進行教學,這極大地限制了學生的選擇空間,不利于學生專業知識拓展,使學生在擇業時被固定在某個方向上,缺乏競爭力。
(2)人才定位不盡合理。經前期廣泛調研發現,隨著我國現階段加快能源建設的力度,國內目前需要更多的是能源動力行業運行、維護與管理方面的技術人才[3],對于高端人才如設計研究類人才雖然稀缺,但由于能動專業實踐性強的特性,一般難以由高校直接培養此類人才,即高端技術人才亦需要從工程實踐中磨礪而出。所以作為地方院校,尤其新開設能動專業的地方高校,不能一味照搬985、211高校以及部分經過幾十年專業建設已經具備自己鮮明特色和專業實力的高校的人才培養模式,必須緊跟行業需求,以培養應用型人才為主線,并充分利用和發揮高校自身的特色和優勢。
2 三峽大學能動專業人才培養模式改革
三峽大學的能動專業于2010年底才開始立項建設,并于當年從我校2010級機械設計制造及其自動化專業中分流出53位學生按照能源與動力專業人才進行培養,2011年開始以能源與動力工程專業獨立招生,故截至目前實際上已有一屆學生畢業(2010級),且2015年度即將畢業的學生目前絕大部分已經簽訂了就業協議。近五年來,學校在專業本專業建設過程中積極探索,對兄弟高校及能動相關的企事業單位進行了廣泛調研,并緊密結合我校能動專業“新開設、新起點”的現實情況,培養和提煉自己的專業特色,并對本專業的人才定位和培養進行了以下改革:
(1)在人才培養與定位方面,以培養“高素質、強能力、應用型”人才為指導,制定了專業人才培養方案,著重提煉專業所覆蓋知識體系的共性,拓寬專業口徑、增厚專業基礎、突出方向共性、弱化專業方向、提升就業能力,擴大就業口徑。具體為:1)以流體機械動力學為基礎,設置適用于水力發電、熱力發電、風力發電中能量轉換動力裝備的動力學相關系列必修基礎課程,突出水力發電專業課,并輔以風力發電等專業課程;2)以熱-力轉換原理為基礎,設置適用于火力發電、生物質能發電、核電等熱動力學、熱交換、熱傳輸相關的系列必修基礎課程,專業課設置方面突出火電、核電,輔以生物質能相關課程。即將動力工程專業分為流體機械和熱力機械兩個方向,但在培養過程中,大大拓寬了專業基礎必修課的范圍,增加學生后續就業時行業選擇的范圍。
(2)在實驗/時間教學方面,以厚基礎、寬口徑、應用型人才培養為指導,建設和整合實驗、實踐教學條件。取消零散的課程實驗/實踐,開設系列綜合實驗/實踐課程,使實驗/實踐教學具有層次性、連貫性、交叉性、系統性和良好的可操作性。避免以課程為單位開設實驗時的連續性差、重復度高、綜合性不強、效果差的缺點,同時在一定程度上降低建設成本。此外,學校還積極開發校外實踐基地,挖掘學校所在地區及周邊區域廣泛的能源動力行業/企業資源,作為本專業有效的實踐基地。
(3)以校外實踐基地建設為抓手,開發專業初期就業資源。任何一個高校新專業就業時其情況都或多或少存在不確定性,其原因主要在于社會和行業對于特定高校新專業的認識度不高。因而打開就業工作局面難度大,故無論從短期還是長遠來看,都需要充分利用所建立的校外實踐基地作為就業渠道,使基地發揮更大作用,這需要在基地建設過程中同時做好基地管理制度建設,以協議的形式為本新專業向基地輸送人才提供保證。
3 改革效果
近五年來,學校在建設能動專業過程中不斷探索,最終形成以上建設意見和改革措施,并取得了顯著成效:
(1)制定了科學合理的能動專業人才培養方案,確定以掌握能源轉換裝備運行及轉換機理為基礎,在傳統的專業基礎課程中,將《流體機械原理》、《水輪機及調節器》、《汽輪機》等增設為專業公共基礎課,在專業拓展模塊課程中按水電、熱電、流體機械、新能源發電等設置小學分模塊供學生選修,但不限制選擇模塊數量。目前學生就業反饋情況表明,在弱化專業方向、增厚專業基礎課程后,學生在擇業過程中即使不在個人專業方向上就業,只要未跨出能動行業,就能很快適應新領域的工作。
(2)整合實驗/實踐教學計劃和條件。如將以往隨理論課程開設的《流體機械原理》、《流體力學》、《液壓傳動與控制》、《泵站工程》、《水輪機及調節器》等的課程實驗進行專門設計,整合成32學時的《流體綜合實驗》課程;將《熱力學》、《傳熱學》、《汽輪機》、《熱電廠動力工程》、《鍋爐原理》等課程的實驗內容整合成32學時的《熱工綜合實驗》;將《測試技術》、《控制工程》、《電廠自動化》等課程實驗整合成16學時的《測控綜合實驗》等,并根據相關理論課開設時間將綜合實驗課內容分為兩個學期開設。這樣學生能夠得到更為系統的、連貫的實踐訓練,相比隨理論課程開設的零散實驗,綜合實驗教學效果更好隨
(3)目前已在學校所在地區及周邊能動企業建立本專業的實踐/實習基地,且已經有效運行,如安能(宜昌)熱電(生物質能發電)、長江電力(葛洲壩)、安能(襄陽)火電、三峽電廠、清江的隔河巖電站、高壩洲電站、向家壩電站、黃龍灘(十堰)電站、湖北宜化集團、宜昌安琪酵母、黑旋風工程機械等20多家能源企業和流體機械設計制造企業,可完全滿足學生畢業實習、生產實習及其他培訓的接待需求,極大地緩解了專業實踐條件建設需要大投入的困難。
(4)專業就業情況良好,第一屆畢業生(2010級,共53人)就業率達100%,其中除4人繼續攻讀碩士研究生外,15人進入水力發電廠,17人進入火電、生物質能電廠,6人進入電力部門事業單位,11人進入與流體機械及能源裝備設計、制造相關企業。其中17人(32.1%)在本專業校外實踐基地相關企業就職。截止2015年3月中旬,第二屆畢業生(2011級,共81人)已簽就業協議的達72人,已確定攻讀碩士研究生5人。學校以專業調研、畢業生就業企業回訪等多種形式,進一步拓寬和加深了與行業內相關企事業單位的聯系,并就用人單位對我校畢業生在生產實踐過程中的綜合素質和表現進行跟蹤回訪,結果表明學生的綜合能力水平總體較高。
4 結語
能源動力類專業是實踐性、技術性很強的專業,且專業覆蓋的技術領域非常廣泛,針對具體的應用領域其技術專業性又較強,而高校在該專業人才培養的過程中一方面不可能面面俱到,設置過多的專業方向,另一方面又不能過于集中,而使得學生的專業知識領域過窄,導致就業方向沒有選擇余地。因而,在人才培養過程中要更多地考慮專業領域的共性,增厚專業基礎,拓寬專業口徑,使學生獲得盡量寬廣的專業綜合知識,才能具備一定的競爭力,以適應現代能源動力領域對專業人才的需求。
參考文獻
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【關鍵詞】能源與動力工程 課程體系 教學內容
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)09-0253-02
能源動力是國民經濟的支柱產業。進入21世紀,世界經濟迅猛發展,化石能源日趨枯竭,能源短缺以及環境問題日益嚴峻。提高能源利用效率,保護環境,開發新能源和可再生能源,保證能源的可持續供應,對能源科技提出了新的挑戰。能源科技發展需要一大批合格的專門人才。高等學校能源與動力工程專業應不斷進行課程體系改革和教學內容優化,為能源動力行業培養出滿足行業要求的專門人才。根據高等教育教學改革的要求以及行業發展趨勢,中國礦業大學能源與動力工程專業在人才培養模式、課程體系設置和教學內容優化等方面進行了一系列改革,積累了一些經驗,在此成文,與同行交流。
一、能源與動力工程專業課程體系改革面臨的挑戰
1.能源動力學科領域的拓展對人才知識結構提出了新要求
2012年,教育部對本科專業的招生門類、專業目錄進行了調整,熱能與動力工程專業更名為能源與動力工程。從2013年起,全國本科專業將按照2012版教育部新頒布的本科專業目錄招生。專業名稱的改變,并不僅僅是改變了稱謂,而是隨著時代的發展,該專業內涵發生了很大的改變。原來的熱能與動力工程強調的是熱能與動力的轉換,而現在能源與動力工程專業涵蓋的范圍則更寬廣了,由過去傳統的能量轉化與利用領域,發展到今天的能源生產、燃燒污染治理、新能源的開發與利用等多個領域,與化學、環境工程等學科的交叉關系越來越密切。近些年來,新能源與可再生能源的開發利用方興未艾,形成了龐大的研究隊伍和產業,如太陽能、風能、垃圾發電,脫硫脫硝等行業,為畢業生提供了廣闊的就業市場,急需高校能提供這方面的人才。現有的專業培養方案中課程設置和教學內容已經不能滿足能源動力行業時展的要求,需要做出相應的調整。然而,在目前培養計劃中總學分壓縮、課程門數減少的情況下,增加新領域課程,必將會對原有的課程設置造成沖擊。
2.人才培養的“寬口徑”和“零距離”之間存在矛盾
能源與動力工程專業是一個寬口徑專業,涵蓋了原來的熱能工程、熱能工程與動力機械、熱力發動機、制冷及低溫工程、流體機械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏等,這些專業在內涵上存在很大的差異。“寬口徑”培養模式避免了過去那種專業面過于狹窄的問題,使人才具有寬廣的知識面,增強了就業的適應性,這也直接產生了不利的方面。在目前專業課程門數和學時都有限的情況下,畢業生在哪一方面都不專,不能滿足企業對人才知識結構的要求,在工作現場還要經過很長時間的理論學習和實習過程,很難滿足用人單位的要求。由于缺乏完善的崗前培訓和有效的繼續教育制度,我國國有大中型企業一般不樂意接受“寬口徑”的畢業生,希望畢業生一畢業能盡快勝任工作崗位,甚至是“零距離”對接[1]。
3.課程體系設置模式不能滿足大學生的個性化發展需求
大學生在成長的過程中,形成了不同的人生觀、價值觀,對自己未來所從事的職業有喜好厭惡,如有的喜歡動力機械,有的喜歡制冷空調,還有的喜歡熱力發電;另外,對個人的發展方向也有不同選擇,如有的要考研,有的要就業,還有的要創業。高等教育應該支持大學生個性化發展,在培養方案和課程體系設置上應該提供他們可以自主選擇的空間,使他們能夠按照自己的興趣愛好去選擇發展方向和未來從事的職業。目前課程體系設置模式單一,所有學生四年學習的課程幾乎都一模一樣,教學內容差別不大,學生幾乎都是一個培養模式,不能滿足不同類型學生的需求,限制了學生的個性發展,也不利于創新精神的培養。
4.實踐教育環節與課程教學之間存在沖突
為全面落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》,深入貫徹總書記在清華大學建校100周年上的講話精神,為了培養具有較強實踐能力和創新精神的高素質人才,高校強化了實踐教學環節,內容不斷豐富,形式不斷拓展,在實踐育人工作總體規劃、深化實踐教學方法改革、系統地開展社會實踐活動、加強實踐育人基地建設等方面取得了很大的成績。但是實踐育人特別是實踐教學依然是高校人才培養中的薄弱環節,與培養拔尖創新人才的要求還有差距。在總學分和學時減少的情況下,如果一味地強化實踐教學,增加實踐教學學分,則不得不壓縮理論課程的學分和學時,甚至得減少理論課程門數,這樣培養的人才很難做到“厚基礎”, 違背了人才培養目標。另一方面,實踐教育環節和理論教學環節相脫節,必然影響實踐教育環節的效果。此外,在教學內容方面,也應及時更新。國外高水平大學能及時更新教學內容,反映本學科新的研究領域和前沿技術。如美國佐治亞理工學院將MEMS技術引入了換熱器課程,將先進的能量轉化技術,如燃料電池、生物質能轉換、熱電轉換等引入了熱力學課程。和國外相比,我們教學內容就顯得陳舊,不利于人才培養。
二、課程體系構建與教學內容優化措施
1.增設新領域核心課程,完善人才知識結構
能源與動力工程專業課程體系改革,要根據能源動力學科新的拓展領域,廣泛深入調研,充分了解能源動力專業的發展趨勢以及涉及的主要學科領域,掌握新領域的學科內涵和新興行業對人才培養的需求,以確定未來人才必備的知識結構。在滿足總學分和學時限制的條件下,補充完善培養方案中的課程設置,優化教學內容,將新領域的課程與原專業課程整合,制定適應學科領域擴展、滿足未來人才市場需要的課程體系,使畢業生具有完善的知識結構,增強畢業生就業競爭力。
2.按專業大類統一基礎課程設置,分設專業方向模塊
在課程體系設置中,為了解決學生專業知識結構寬泛而不專的問題,還是要分設專業方向[2]。但為了防止回到以前的老路,防止專業面過于狹窄,不同專業方向的通識教育課和專業大類基礎課程應統一設置。在此基礎上,根據不同的專業方向設置不同的模塊化課程,每個專業模塊化課程的門數不宜過多,設3-4門,10個學分左右即可,同時設置大量應用性強的專業選修課,強化實踐環節,這樣就解決了“寬口徑”和“零距離”之間的矛盾。
3.建立柔性的課程體系,滿足大學生的個性化發展需要
建立柔性的課程體系,使課程體系構建多樣化、課程設置分層次,以滿足不同類型學生的個性發展需求[3]。通過設置不同的專業方向模塊,學生可以按照自己對未來從事行業預期和職業喜好加以選擇。培養計劃分研究型和應用型。“研究型”培養計劃的學時分配適當向基礎課、專業基礎課傾斜,實踐教育環節要注重學生創新能力的培養。“應用型”培養計劃的學時分配應適當向傳授專門應用技術的專業課傾斜,實踐教育環節注重培養學生應用所學專業知識的能力。同時,增加選修課程門數,選修課程也分研究型和應用型,滿足畢業生繼續深造和就業的不同需要。
4.優化教學內容和方法,理論教學和實踐環節相結合
在強化實踐環節的同時,一定要保證理論課程有足夠的學分和學時。在總學分減少和實踐學分增加的前提下,可以適當壓縮德育課程學分,保證專業基礎理論課程學分。同時,改革應用性很強的專業技術課程的教學內容和方法,這類課程都設置課程設計環節,學生在課程學習的同時開展課程設計,通過工程設計將理論教學和實踐環節有機結合起來。另外,及時修訂教學大綱,與時俱進,及時將本學科最新的研究領域、前沿技術在教學內容上得到反映。
三、結束語
課程體系改革和教學內容優化是一項長期艱巨的任務,需要在高等教育實踐中不斷探索、完善。能源與動力工程專業人才培養要解決的問題,有和其它專業共性的方面,也有其特殊性。能源與動力工程專業課程體系改革要滿足國家高等教育人才培養目標的總體要求,可以借鑒其它專業成功的改革經驗,還要結合專業自身的特點,探索出更多行之有效的措施。
參考文獻:
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西安交大雖然在最近幾年的排名中有所下滑,但是排名什么的有沒有真正的參考價值并不好說。首先從學校角度來說,西安交大作為C9(即九校聯盟,中國首個頂尖大學間聯盟,聯盟成員包括北京大學、復旦大學、哈爾濱工業大學、南京大學、清華大學、上海交通大學、西安交通大學、浙江大學、中國科學技術大學等9所高校)之一的學校,實力是不容置疑的。西安交大是理工科為主的綜合性學校,工科的實力最強,其中電氣、能動、機械等都是全國數一數二的。我高考那年的最低分數線并不特別高,可能是其他地方的同學都不想來西北這么遠的地方上學。但是我覺得光從學校角度考慮的話,還是不錯的選擇。
我的專業是能源動力系統及自動化,簡稱就是能動,專業排名是和清華不分上下的。大一大二大家都是一樣,學習基礎課程、專業基礎課程,當然也有全校選修與輔修課。大三之前,也就是我現在這個階段將進行分模塊,即選擇更小的方向,包括熱、冷和新能源。熱主要從事火力發電、內燃機等方面的工作,冷包括制冷、壓縮機、流體機械等,新能源可能會單獨成為一門專業。這些更小的方向就看你以后是讀研還是考慮出國再做決定。就業的話,與能源、發電、制冷甚至航天研究方面相關的單位都有。能源動力系統及自動化是一個就業面非常廣的專業,而且主要是面向大中型的國有企業和研究所。
當然,所有專業都一樣,你必須考慮清楚自己適合做科研還是立即工作。如果你覺得自己適合做科研,你可以選擇讀研(學校有保送研究生制度,但一般都要求讀到博士畢業)。如果你覺得自己不適合讀研,喜歡與人打交道,你可以選擇直接就業。因為讀研往往會使你的選擇越來越窄,你越專業化,就業方向也就越狹窄了。當然,這些都是后話。
在選擇專業的時候,你可能會聽說一些熱門的專業,比如電氣和ACCA。如果你分數不是特別高,這兩個專業可能不會被錄取。學校也有轉專業的政策,大一結束后你可以轉到除ACCA外的其他專業。也就是說,你進了大學努力一年,還是有機會進電氣這個專業的。到大二還有一次機會轉專業,是管理學院的招生和經禾金融實驗班的招生。這兩個專業只從本校大二的理工科學生中錄取。當然,任何專業不是說你報上就前途一片光明了,再熱門的專業也不是人人都能找到好的工作。
學習生活方面,學校的學習氛圍比較濃厚,但也不乏各種學生會和社團活動。圖書館和自習室從開學到期末人都比較多。大型活動的話,每年都有“交大之星”的選秀活動,今年已經是第33屆了。學校實行“書院制”,將不同專業的學生分在一個書院,增進不同專業間的聯系。
[關鍵詞]能源與動力工程;教學模式;工程熱力學;傳熱學
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)01-0052-03
伴隨著人類社會對可持續發展日益加強的關注,能源與環境的矛盾成為每個國家的核心關注點,其迫切要求中國的能源動力工程高等教育建立與國家經濟發展相適應的工程教育體系與結構,提高能源動力工程技術人才的培養質量。
中國能源動力類專業形成于20世紀50年代,初期為滿足動力、發電應用等國民生計的迫切需求,而成立了鍋爐、汽輪機、內燃機等專業,后續隨國家需求而成立了制冷、核電等專業。國內高校設立工程熱物理專業的高峰期為20世紀七八十年代,其后專業發展迅速。2012年,教育部頒布實施了《普通高等學校本科專業目錄(第四版)》,能源動力類二級學科門類下列的專業僅為能源與動力工程專業,使得本專業本科成為一個“大能源”范疇內的專業。這種專業上的調整體現了一種需求的調整,在面向全球化的能源發展與挑戰時,具備更加廣闊視野、全面知識體系的人才更加符合社會需求。邱潔對這種調整對能源與動力工程專業課程體系的影響進行了簡要論述,并總結了相關挑戰與機遇。
一、專業現狀概述
(一)專業內涵的拓展
原有的熱能與動力工程專業關注熱能與動力的轉化及效率問題,核心關注熱量這種能源形式。隨著可再生能源及新的能源利用形式的迅猛發展,專業內涵愈發深厚。各種能源形式彼此的轉換及過程中伴生的能質交換規律等都成為本專業覆蓋范圍,這對于原有的學科體系產生了一定的影響。故專業內涵的拓展迫切要求學科進行相應的調整,在培養計劃方面進行適當更新。
(二)培養目標的調整
近年來,隨著可再生能源、能源與環境等主題的發展,對相關新興領域人才的需求日益加大。社會作為人才的接收市場,對急需人才的類型釋放了大量信號。然而,作為人才輸送主力的高校,往往并沒有及時對培養方案做出適當調整,課程更新方面也相對較慢。事實上,在課程數和學時有限的條件下,在各高校學科內特色研究方向和優勢方向沿襲下,相關調整的余地很小。
(三)差異化需求的影響
傳統教學模式在面對日漸差異化的學生需求時,不能“豐盈”學生的個性化發展。事實上,隨著高等教育進程的不斷推進,個性化教育的呼聲漸起。重視人才發展的差異性,探索個性化教育理論與實踐,在很多高校的人才培養模式改革文件中有所體現。具體到能源與動力工程這個“大能源”專業,有些學生傾向于傳統專業好就業,有些學生傾向于新型產業想創業,有些學生格外看重前沿科研想出國、考研,這一方面來源于個人認識和喜好,另一方面也來源于自身經濟等不同方面的壓力。這種差異化的需求在現階段傳統培養模式下,很難被滿足。這不僅是課程設置方面存在局限,在課堂教學、實驗和實踐等方面也同樣存在很多局限。
二、本專業學生存在的問題
(一) 本科生對本專業背景了解不深
其表現為學生不知道專業與國計民生有何關系,故無法在其中定位自己。沒有定位,便沒有思想原點,不知從何出發開展職業規劃、人生規劃,故往往感到茫然,無所適從。
(二) 本科生對個人發展路徑了解不深
其表現為學生不知道本科所學有什么具體應用,個體的學習如何與群體、行業、社會和國家的發展相關聯,想認真發力卻不知道如何操作、朝哪里發力,缺乏方法的引導。在被動學習模式下積累的經驗,在本科主動學習的情境下不能很好適應,往往造成心理困境。
(三) 本科生對國內外科技發展態勢了解不深
其表現為學生無法將自己對未知的探索與國內外快速發展的科技態勢相關聯。在面對能源與動力工程這種涵蓋學科多、支撐面廣、國內外發展快速的專業時,一方面渴望求知,另一方面又被繁雜的關系牽扯,造成精力分散,無法突破。
(四) 本科生參與競爭的意愿不大、程度不深
盡管目前在能源領域,國內外針對本科生的科研競賽紛紛設立及開展,但仍無法發動所有學生參與,造成部分積極的學生參與多個項目,而大多數學生只局限于自己生活的小圈子,缺乏參與競爭的意愿和動力。
三、教學模式的創新實踐
(一)“熔煉互激”教學模式
針對上述問題,近年來,天津大學能源與動力工程專業教學團隊通過反復實踐與研討總結,以激發學生學習與創新熱情為出發點,提出了“熔煉互激”這一新的教育模式。
關鍵詞:CDIO;項目;課程體系
1將CDIO引入能源動力類課程體系的必要性
CDIO工程教育模式以構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)、運行(Operate)全過程為載體培養學生的工程能力—包括個人的學科知識和推理能力、個人能力、人際團隊能力、工程系統能力與現代企業對工程人才的需求相適應。以往大學課程體系的設置過分注重單學科課程的理論性和知識的系統性,課堂教學以教師講授教材知識為主,學生學習興趣不濃,目標性不強,往往被動接受,學生的主動性難以調動,不適合培養學生獨立思考的能力、自學的能力、解決問題的能力以及工程應用的能力。理論學習和工程應用相脫節,學生感覺學習理論空洞,不知如何應用,畢業生缺乏工程實踐設計能力,不能滿足現代企業需求,面臨巨大的就業壓力。針對這種現狀,將CDIO工程教育模式引入能源動力類課程體系,注重培養學生工程設計能力,將理論課程與實踐環節相互關聯,全面培養學生的工程能力勢在必行。
2基于CDIO工程教育模式的能源動力類課程體系的構建
沈陽理工大學能源動力類課程體系以項目設計為主線,項目分為3個層次,一級項目貫穿于整個本科教育階段,使學生完整的得到構思、設計、實現、運作等方面的系統訓練,一級項目所包含的知識、能力由二級、三級項目和課程組成。一級項目設初級和高級兩個階段,初級階段是工程導論項目,這個項目讓一年級的新生了解能源動力類產品的構思、設計、實施、運行4個過程的生命周期,高級階段即畢業設計,學生獨立完成一個能源動力類產品的構思、設計、實施和運作的完整過程,一級項目包含本專業主要核心課程,體現本專業主要能力。二級項目是一組課程的知識的綜合應用,引導一組相關課程的學習,重點突出某項能力要求。三級項目則是針對單門課程的綜合實驗和課程設計,增強學生對該門課程內容的理解。沈陽理工大學能源與動力工程專業以應用大型工程軟件進行車用內燃機及其零部件產品設計、開發和制造的能力培養為特色,以熱工、力學和機械理論為基礎,以計算機和控制技術為工具,培養既具有動力機械工程基本理論知識和基本技能,又具有扎實的內燃機方向的理論知識和基本技能,能從事汽車發動機研究、設計、制造、試驗以及生產、經營、管理等方面工作,具有較強工程實踐能力,德、智、體全面發展的高級應用型人才。為實現上述培養目標和專業特色,沈陽理工大學能源與動力工程專業基于CDIO理念的二級項目課程體系如圖2所示,三級項目課程體系見表1。另外,在此基礎上,還開設了工程崗位實踐和生產實習等實踐課程,讓學生深入到企業,了解相關生產企業產品的生產過程與現代企業的運轉過程及企業對人才的要求和標準。
3案例解析基于CDIO能源動力類課程體系改革的實施方案
3.1項目的實施方案
為保證基于CDIO課程體系的運行,課程的安排以階段項目為中心組成課程模塊,使學生通過課程模塊的學習能夠順利完成階段項目。一級項目第一階段:在學習工程設計導論的基礎上,將學生分為若干個小組,由指導教師引導學生通過查閱資料制定一個典型零部件或機構的初步設計計劃書,并由指導教師向學生講解CDIO的內涵與思想,使學生了解CDIO理念及工科學生應具備的學科知識和推理能力、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力,以及完成這一項目需要哪些知識模塊和能力,使學生對將要學習的專業課程及將要參與的CDIO實踐活動具備初步的認識,從而有目的的學習,通過具體的實踐過程將理論與實踐有機地結合起來,調動主動學習的積極性解決問題。一級項目第二階段:進行概念模型設計—零部件三維實體造型和虛擬裝配結合二級項目1完成,初步了解產品結構,學會應用建模工具描述產品,掌握基本的工程基礎知識。一級項目第三階段:進行零部件的細致設計、系統及零部件的理論分析、虛擬試驗及制造工藝設計結合二級項目2完成,學會運用數學、自然科學、基礎性以及專門性工程知識綜合應用于解決復雜工程問題,并得出實證性結論,為復雜工程問題設計解決方案,創造、選擇適當的現代工程及信息技術工具(包括仿真和建模工具)將其應用于復雜的工程活動中。一級項目的第四階段:高級階段即畢業設計—學生獨立完成一個能源動力類產品的構思、設計、實施和運作的完整過程,進一步體驗設計與創新。在項目的實施過程中,除了使學生掌握了相關的工程知識、學科知識,產品、過程、系統的建造能力外,還可以通過企業調研、工作任務分析會、小組合作、項目階段總結項目技術文檔的編制、項目匯報使學生的個人能力、團隊協作能力、溝通能力(包括語言交流、書面交流、圖表交流、電子及多媒體交流)、終身學習能力得到全面提升。
3.2學習效果考核
為保證學習質量,每一階段的項目都要有項目成果,編寫相應的技術文檔和項目總結報告,項目取得了預期效果方可進行下一階段。考核注重學生在個人人際交往能力,產品、過程、系統建造能力以及學科知識等方面的學習。
3.3工程實踐場所保障
支持和鼓勵學生通過動手學習產品、過程、系統的建造能力,學習學科知識。汽車實驗中心包括熱工基礎實驗室、汽車構造實驗室、汽車電子實驗室、汽車振動實驗室、發動機綜合性能實驗室、車輛故障診斷、檢測及維護實驗室、汽車及其典型零部件制造工藝實驗室面向學生全面開放,學生進入實驗室只需進行登記,就可在實驗室開展實踐、實驗活動,為學生提供了良好的工程實踐、實驗場所。
3.4教師教學能力保障
要求教師均有企業實踐經歷,參與企業的生產過程,教師通過企業鍛煉提高個人人際交往能力以及產品、過程、系統建造能力。另外教師也組成指導團隊,由經驗豐富、責任心強的教師擔任組長,定期開展教學研討,通過相互交流和相互學習,不斷提高教師對學生的指導能力。
4課程體系改革所取得的成效
(1)教學改革實踐得到了學生的肯定,學生的工程實踐能力得到明顯提高,已畢業學生受到用人單位的好評。(2)學生學習方式及學習興趣發生了轉變,從傳統的接受式學習向主動、探討、合作、有目的的學習轉變,激發了學生的創造力,在校期間,很多學生設計、制造出多項創新設計成果。(3)教學質量有明顯提高,改革成果得到學校的認可。如內燃機原理課程被評為校優秀課,內燃機原理課程改革獲校教學成果三等獎。