促研究性学习 提高人才培养质量

张红光， 姚宝峰， 刘中良， 纪常伟， 夏国栋， 吴 斌

(北京工业大学 环境与能源工程学院， 北京 100124)

0 引 言

热能与动力工程专业始建于1960年，是北京工业大学建校初期的首批本科专业之一，已经与学校共同经历了五十余年的发展历程；自2005年起，提出并坚持 “践行教育的本质、促进研究性学习、力求百分百合格、激励部分人卓越”的教育理念，努力遵从高等教育的“扬长”与“补短”之道。“扬长”即充分利用高水平的科研与学科平台，发掘学生在素质教育起点高、知识面广、思维活跃、勇于质疑、创新意识和动手能力强等方面的优势。“补短”即有针对性地解决教学过程中的突出问题：如何激发学生的学习兴趣，以提高学习积极性？如何调动教师的教学积极性，以提高教学质量？如何真正实现科研、学科与教学的良性互动？学生需要由“要我学”转变为“我要学”、“我会学”；教师需要由“要我教”转变为“我愿教”、“我会教”。

1 对关键问题的思考与认识[1-4]

促进研究性学习，不仅有利于培养创新型人才，还可以激发高校教师科学研究的积极性，从而有力推动大学的教育教学改革，使大学的教学活动真正体现出现代高等教育的特点。建设创新型国家需要创新型人才，创新也是“北京精神”的重要内涵。自2005年起，我校热能与动力工程专业结合学校开展的两次教育教学大讨论活动，进行了两轮教学计划的修订工作，将促进本科生研究性学习作为重要目标。大学的首要任务是培养人才，本科生培养质量的好坏决定着一个专业的兴衰存亡，促进研究性学习是培养学生创新精神和实践能力的重要途径，对建设创新型国家和践行“北京精神”有着重要意义。

研究性学习是一种以探究为本位的学习活动，它尊重每一名学生的实际情况，着眼于培养具有完整人格、善于实践、自主学习、勇于创造的适应现代社会的人。在促进研究性学习的过程中，应当避免教育功利化和片面培养少数典型的做法，每一名学生都是未来社会的宝贵财富，都将承担着相应的社会责任，教育尤其是高等教育应当把每一名学生都当作人才来培养，学校、专业和教师应当善待每一名学生，以“父母之心、大爱之心”关心每一名学生的学业发展和人生规划，根据其自身特点和需求而因材施教，力求所有学生在专业素质和综合能力培养方面都能达到高水平的合格，而不是低水平的过关。在此基础上，一部分卓越人才自然会从中脱颖而出。

2 改革的主要措施[5-13]

2.1 科研促进教学，实现良性互动

依托传热强化与过程节能教育部重点实验室、传热与能源利用北京市重点实验室、热能工程专业北京市重点学科、动力工程及工程热物理专业一级学科博士点和硕士点，每年承担了包括973计划、863计划和国家自然科学基金课题在内的大量科研项目，年均科研经费2 000万元。以热能与动力专业北京市实验教学示范中心建设为契机，注重将科研成果转化为本科生课堂教学内容和课外科研训练项目。近年来自制实验教学设备20余台(套)，出版自编教材3部。

2.2 毕业设计(论文)采取0.5+0.5模式

毕业设计(论文)是综合培养学生专业素质和技术能力的重要环节之一，但“本科毕业设计(论文)要不要做？如何做？”也是社会和媒体关注的热点问题。为了减少学生求职、就职实习等因素对毕业设计(论文)的冲击和不利影响，避免由于时间紧张而出现走过场和流于形式的现象，本着“早动手、早定题、全程抓、高标准、严要求”的原则，部分学生的毕业设计(论文)工作提前至大学三年级第1学期开始进行；所有学生提前至大学四年级第1学期开始，至少历时2个学期(1年)。所谓“0.5+0.5毕业设计(论文)模式”，即在大学四年级第1学期，学生在完成正常课程学习的同时，利用课余时间进行毕业设计(论文)工作(0.5年，分散方式)；在大学四年级第2学期，学生集中时间进行毕业设计(论文)工作(0.5年，集中方式)。而四年一贯导师制的实行，则为这一毕业设计(论文)模式的改革奠定了坚实基础。

2.3 开放实验室，学生接触和认知专业

教学实验室和科研实验室全部无条件对本科生开放，将实验室建设成为本科教学的基础平台。入学教育、专业认知教育过程中组织学生参观实验室，根据教学内容和学生需求组织学生到实验室参观交流、听专家讲座等，定期举办先进仪器仪表讲座等，每年约为80名本科生提供适合自身特点的科研训练机会，包括国家大学生创新性实验计划、星火基金、学生自拟课题、教师和/或研究生为学生提供的课题、各级各类科技竞赛等，这有利于学生从源头上接触专业、认知专业。

2.4 实行4年一贯制的本科生导师制

新生入学伊始，在双向选择的基础上，为每一名学生确定一位指导教师。指导教师不仅要关心学生的学习，还要成为学生思想、生活及学业、人生规划的导师。这些导师大部分也会成为学生毕业设计(论文)的指导教师，这为毕业设计方式的改革提供了有利条件。同时，通过导师的言传身教，以及学生对导师教学及科研活动的了解，学生的专业归属感和认同感明显增强。 例如，通过本科生导师制的形式，张红光教授指导的2006级本科生田小飞同学在前期参与“星火基金”项目的基础上，负责申请的项目于2008年获得“国家大学生创新性实验计划”资助，以此为契机，该同学进入导师的实验室进行了大量的自主实践和科研工作，其撰写的调研报告“基于ESS模型的北京市交通领域节能减排潜力分析”获得2010年“第三届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”三等奖，获得2010年北京工业大学本科特优毕业设计(论文)奖。

2.5 组织混合型研究团队

本科生直接进入教授学术团队，与导师(教授或教师)及研究生融为一个整体：一起开会讨论、一起设计方案、一起实验分析、一起撰写论文、一起体味挫折、一起分享成功；学生在研究过程中学到了知识，在实践中增长了才干，使研究性学习成为现实，而且丰富了大学生活，增强了交流沟通与协作能力，深入了解了专业、激发了专业兴趣，由科研活动或教研活动的旁观者转变为亲历者和参与者。本科生也成为导师和研究生的得力助手，为导师尤其是研究生开展科研工作提供了帮助，有效地缓解了研究人员紧张的压力，不仅实现了教、学相长，也实现了教(学)、(科)研相长。混合型研究团队的组建有利于导师从本科生中及时发现好苗子、尽早有针对性培养，成为日后高水平研究生的重要来源，使本科生和研究生培养双丰收。例如， 2005级本科生刘彬，与2007级硕士研究生梁晨共同组建“内燃机废气涡轮发电研究团队”，在纪常伟教授指导下，参加了第一届“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”并获得了二等奖，在此过程中，对科研产生了浓厚兴趣，对本专业产生了极大的热爱，之后成功考取本校热能工程专业2009级硕士研究生，继续从事自己所喜爱的内燃机排气余热利用的研究工作。2006级本科生韩雪娇等与2008级硕士研究生白小磊共同组建“内燃机燃烧基础研究团队”，在张红光教授指导下，进行了大量燃烧基础试验工作，其工作得到了教师和专家的肯定，该同学被免试推荐为本校热能工程专业2010级硕士研究生，其本科毕业设计(论文)工作也是与此相关，取得了优秀成绩，就读本科期间以第1作者身份发表中文核心期刊论文1篇、会议论文1篇，参与发表论文5篇、参与申请发明专利和软件著作权6项。

2.6 组织科技竞赛

作为具体组织和承办单位，发起并组织了多届“北京工业大学大学生节能减排竞赛”，通过该活动，不仅使学生亲身践行了“低碳”和“节能减排”理念，而且也为他们提供了一个施展才华、张扬个性的舞台。积极组织学生参加“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”并获佳绩：2010年获得了全国特等奖1项，并且北京工业大学连续两届获得最佳组织奖。近5年，本专业本科生获得国家级科技竞赛奖励12项(其中，特等奖1项、二等奖3项、三等奖6项、鼓励奖2项),省部级科技竞赛奖励3项,校级科技竞赛奖励40余项。每年参加各级各类科技竞赛的学生有100余人次。

2.7 引导科研与学科优势转化为教学优势

本专业关注教师的可持续发展，为教师提供访学、交流和进修等机会；定期组织本专业全体教师进行教学工作交流，互相交流经验方法。邀请了清华大学过增元院士、上海交通大学吴静怡教授等校外专家传授先进的教育理念和教学方法。近3年来，本专业教师近10人次到国外高校进行3个月以上的访学与交流。已经制定了合理的教师考核与奖励办法，将促进研究性学习、开放实验室、本科生导师制、指导本科生科技竞赛和科研训练等方面的工作业绩，作为全体教师岗位聘任和职称晋升的硬性条件；学生在大一结束后，完全有权利自主选择专业方向和指导教师，有助于拉近师生感情并增强教师的责任心；通过政策和机制调控，将“重科研、轻教学”的局面转变为“教学与科研并重”，教师由“要我教”转变为“我愿教”、“我会教”。结合学校和学院的管理与考核办法，本专业先后出台了《北京工业大学热能与动力工程专业教师岗位聘任条件中对促进本科生研究性学习的具体要求与补充说明》、《北京工业大学热能与动力工程专业教师职称晋升条件中对促进本科生研究性学习的具体要求与补充说明》、《北京工业大学热能与动力工程专业教师关于落实本科生导师制和开放实验室的职责要求与考核办法》、《北京工业大学热能与动力工程专业教师关于指导本科生科技竞赛和科研训练活动的职责要求与考核办法》等相关文件。

2.8 加强课程建设、提高课堂教学质量

科学合理地制订教学计划，把“创新人才培养”作为基本任务、把“节能减排”作为中心内容、把“研究性学习”作为重要途径，切实帮助学生由“要我学”转变为“我要学”、“我会学”。在课堂教学过程中，严格把好授课质量关，及时融入本专业领域最新的研究成果、研究方法和研究思路，给学生展示了科技的最前沿，另外增加了师生课堂交流互动环节、课后研究类与设计类作业、课堂陈述与答辩等内容的比例，使课堂教学内容更加丰富多彩和有吸引力，从而激发学生的学习兴趣和专业认同感，引导学生“学会学习”，实现课堂教学与课外活动、理论教学与实践教学的并驾齐驱，确保研究性学习的协调与可持续发展。已经成功建设了“传热学”等8门校级精品课程和“内燃机学”等6门校级双语示范课，本专业也建设成为校级特色专业。

2.9 为研究性学习提供氛围

结合学校的“工程大师论坛”和本专业多种形式的学术交流等活动，每年为本科生提供讲座和交流超过20余场，参与的本科生超过400余人次。另外，每年约有10人次的本科生参与国外大学互访、天津大学和清华大学等国内高水平大学的暑期大讲堂、随同导师或自主参加国内外学术会议等。

3 改革的主要成果[14-16]

(1) 近5年，本专业本科生获得国家级科技竞赛奖励12项(其中，特等奖1项、二等奖3项、三等奖6项、鼓励奖2项),省部级科技竞赛奖励3项,校级科技竞赛奖励40余项。每年参与各级各类科技竞赛的学生有100余人次。其中，2010年8月20日以2007级本科生刘海和韩宇等同学为主要成员的研究团队参加了第三届“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”，其参赛作品“气压混合动力概念车的设计与试验研究”荣获全国特等奖，来自全国各省市232所高校的1868支参赛队参加了本次大赛，最终只有8支队伍获得了特等奖。

(2) 通过开放实验室和本科生导师制，每年约为80名本科生提供了适合自身特点的科研训练机会，主要包括：国家大学生创新性实验计划、星火基金、学生自拟课题、教师和/或研究生为学生提供的课题、各级各类科技竞赛等。近5年，先后涌现出了40余个混合型研究团队。据不完全统计，本科生先后以第1完成人或主要完成人发表学术论文、申请发明专利和软件著作权共102项(其中，学生为第1完成人的共18项，学生为第1作者的高水平SCI检索论文1篇、EI检索论文2篇；学生为主要完成人的SCI检索论文11篇、EI检索论文13篇)。2007级本科生王欣总结本科期间的科研成果，以第1作者身份所撰写的论文发表于2012年1月国际期刊“Energy”(SCI检索，影响因子3.565)。该论文所涉及的研究工作得到了我校第11届“星火基金”的支持。王欣同学就读本科生期间还以第1作者身份发表EI检索中文期刊论文1篇、中文核心期刊论文1篇、国际会议论文1篇(EI检索)、国内会议论文2篇，以第1设计人身份获实用新型授权1项。

(3) 2008级本科生魏宝建、高彬彬携作品“电液混合动力概念车”参加了2011年第六届中国北京文化创意产业博览会，中央电视台新闻频道的“新闻直播间”栏目于2011年11月12日做了专门的电视报道并现场采访了魏宝建同学，《北京青年报》于2011年11月14日专门报道。2006级本科生田小飞在前期参与校星火基金项目的基础上,负责申请的项目于2008年获得“国家大学生创新性实验计划”资助,获得2010年北京工业大学本科特优毕业设计(论文)奖(当年全校仅30名学生获此称号),《中国教育报》于2010年8月6日作了相关报道。另外，我校的《北京工大报》在2011年分别对2007级本科生王欣和张擘两位同学的科研经历和科研成果进行了专门报道。2008级本科生高建兵、2010级本科生王艳等于2012年8月份携作品到西安交通大学参加第五届“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”，获得了全国二等奖，陕西电视台二套的“都市快报”栏目于2012年8月8日对其参赛作品进行了全面报道，江苏电视台城市频道也于8月9日进行了专门转载报道。

(4) 本科生毕业时，每名同学至少有4个理想的职位可供选择，就业率达到100%，毕业生的专业素质和综合能力受到北京多家主要用人单位的肯定，对我专业毕业生的总体评价是：“专业素质高，善于动脑筋，沟通能力强，做事有章法”。例如，2002级本科生郑轶，在2006年获得北京工业大学本科优秀毕业设计(论文)奖(当年学校有100篇入选)，并于同年进入北京工业大学继续攻读硕士学位，2009年获得北京工业大学优秀硕士学位奖，硕士毕业后进入北京汽车新能源汽车有限公司工作，以新能源汽车研发为主，主要负责整车网络设计方面的工作。郑轶同学目前工作已经将近三年，在系统工程师的岗位上踏实努力，勤勤恳恳，获得了领导们的一致好评，并在2011年度北京汽车新能源汽车有限公司职工经济技术创新项目中脱颖而出，荣获一等奖，得到了专家们的一致认可，并多次获得公司领导嘉奖。

(5) 通过混合型研究团队，很多导师从本科生中发现了好苗子，成为高水平研究生的重要来源，混合型研究团队中每年约有3至5名本科生毕业后在本校攻读研究生并继续从事相关科研工作，使本科生培养和研究生培养双丰收。2003级本科生汪硕峰，在大学三年级时进入实验室参与科研工作，在纪常伟教授指导下，与2006级硕士研究生闫皓等共同组建混合型研究团队“氢燃料内燃机研究团队”，负责过相关的校星火基金重点项目，获得2007年北京工业大学本科特优毕业设计(论文)奖，2007年免试推荐为北京工业大学硕士研究生，2009年免试推荐为北京工业大学博士研究生。目前在导师纪常伟教授指导下，在内燃机混氢燃烧方面取得了突出的科研成果，先后于2010年和2011年两次获得北京工业大学“科技之星”称号，以第1作者(含导师第1作者)身份发表SCI检索期刊论文20篇、EI检索期刊论文9篇，8项发明专利通过初审。

(6) 毕业设计质量得到了充分的保证，受到校内督导专家和校外盲评专家的肯定。自2007至2012年，每年都有1名同学获得北京工业大学本科特优毕业设计(论文)奖，获奖比例远高于学校的平均比例。2008级本科生李旭初同学，在仇滔副教授的指导下，完整而系统地进行了1年的毕业设计工作(受益于0.5+0.5毕业设计(论文)模式)，自2011年9月至2012年6月，依托潍柴动力股份有限公司与我校签订的校企合作课题“国产燃油系统评价及喷孔放大诊断”，在潍柴动力技术中心参与了具体的研究工作，期间提出了多项有价值的技术方案并最终被企业采纳，研究工作和毕业设计工作取得了突出成绩，其优异表现受到了潍柴动力技术中心专家的高度评价，其毕业设计(论文)的质量也得到了校内督导专家的肯定。

(7) 本专业2010年成功申报了“北京市级热能与动力工程实验教学示范中心”。

(8) 2012年，本专业针对此方面的教改经验与成果进行了总结和凝炼，以“扬学科优势 促研究性学习 提高人才培养质量——以热能与动力工程专业为例”为题申报了北京工业大学和北京市的教育教学成果奖，最终获得了2012年北京市高等教育教学成果二等奖、2012年北京工业大学优秀教育教学成果特等奖。

4 结 语

切实提高人才培养质量、为建设创新型国家提供高素质人才，是当今我国高校的首要任务。热能与动力工程专业遵从高等教育的“扬长”与“补短”之道，立足学校和专业的实际情况，因地制宜，采取多项措施并长期坚持，已经在促进研究性学习、培养本科生的创新精神和实践能力方面取得了显著成效；今后将会继续深化教育教学改革，师生齐心合力将研究性学习推进到更高更新的阶段，为我国的能源与动力工程行业提供更高素质的创新人才做出应有的新贡献。

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