能源与动力专业多层次创新实践教学体系的设计

陈敬炜 谭理刚 鄂加强

摘要：本文以创新型人才培养模式改革为切入点，在分析和总结湖南大学能源与动力工程学院校内外创新实践教学成效的基础上，从理论上总结和提出了符合创新教育目标的实践教育体系，即“以培养学生创新能力为导向，改革实践教育管理机制，整合校内实践教学、课外科技创新和科技竞赛、校外实践教育平台”的全方位、多层次的实践教育体系。对我国高等院校特别是能源动力工程专业的创新实践教育模式的建立具有一定的指导意义。

关键词：能源与动力专业;创新实践教学;人才培养模式

为促进创新型的高等教育，我国先后出台了《国家中长期人才发展规划纲要（2010～2020年）》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》等一系列指导性文件 [1]。近几年国内对创新实践教育体系的研究较以前有了很大的进步。例如，北京工业大学推出“创新人才培养不断线”的教改方案，致力于在整个大学阶段培养学生的创新精神和实践能力[2]。上海交通大学以医学专业为代表，构建了开放的实践教学平台，取得了显著成果[3]。福州大学食品科学与工程专业进行了实践教学的改革，通过加强实验教学、组织科技创新竞赛、校外实践基地建设等措施，为食品工业发展需要的专业人才培养打好了基础[4]。

然而各校的创新实践教育发展状况参差不齐，建设还是显得不足。总体来说，国内外对实践教学还存在一些片面的认识和工作误区。例如：实践教学培养目标仅仅是服务于课题教学内容，或仅致力于培养学生的实际技能[5];大学实践教学内容不成体系，目标不明确。因此，如何构建创新型的人才培养体系和教育管理机制，是综合性大学进一步深化教学改革的研究重点，也是提高教学质量的关键点。

1能源与动力工程专业实践教育发展现状

提高实践教育质量是高校提高教学质量的重要途径，也是培养具有创新能力的复合型人才的重要保证。是高校培养学生创新能力、提高学生综合素质的重要教育环节。

能源动力专业是一门工程应用性、实践性强的学科，涉及到电力、汽车、新能源等各行各业，学科发展与我国的经济发展息息相关。随着当今科技的快速发展，能源与动力科学实践教学的内涵和外延都不断发生变化。如何适应专业的发展要求，探索实践教育改革方法，是我们面临的重要课题。长期以来，我们一直致力于实践教育体系的优化和实践，以期不断提高实践教育质量。湖南大学能源与动力工程系前身为1972年建立的内燃机专业，以培养从事发动机（包括环境保护与新能源）、制冷与空调以及热工及自动化的复合型高级研究、设计工程技术创新型、研究型人才为培养目标。近年来，我们在实践教育管理体制、实践教育平台打构建方面取得了丰硕成果。

1.1实践教育成果

本学科在学生的创新教育方面取得了大量的成果，获得湖南省、湖南大学多项教改项目的支持建设和多项教学成果奖。包括：“热能与动力工程专业以发动机排放污染及控制为特色的创新课程体系构建与实践”、“以创新能力培养为特色的汽车排放及控制课程建设的探索与实践”等。

同时，在学生科技创新比赛中表现突出。以能源与动力工程专业学生为主体的湖南大学潇湘之鹰车队成立于2007年，是国内成立最早、成绩最好、受媒体关注度最高的高校节能赛车队之一。2014年，湖南大学易车FSAE赛车队和潇湘之鹰车队在“大学生方程式汽车大赛”中首次夺得燃油组总冠军桂冠和全国节能车大赛季军。2015年，湖南大学潇湘之鹰车队在“2015第9届Honda中国节能竞技大赛”，夺得燃油大学、专科组冠军。

1.2能源与动力工程专业就业状况

能源与动力工程专业毕业生的就业面广、就业率高、就业形势喜人。学生就业领域包括汽车、航天航天、新能源、电力、环保、发动机等，如上汽、比亚迪、玉柴、潍柴、华为等。能源作为国民经济的支柱产业，相信随着我国经济的飞速发展和对节能环保技术需求的持续增长，能源与动力工程专业的就业前景将越来越好，同时对能源动力专业毕业生的创新实践能力的要求也将越来越高。

因此，全方位的提高能源与动力工程专业的创新实践教育质量是专业发展的保证。本文将以培养学生创新能力为引导，针对能源与动力工程专业的特点，研究构建、优化和实践多层次的创新实践教育体系。

2创新实践教学平台的建设与探索

针对当前能源与动力工程专业的创新实践教育的问题，结合本专业在实践教育方面已有的经验成果，本文研究设计一种综合性的创新实践教育体系，包括校内外实践教育平台、创新创业平台，并将该体系进行了初步实践。

2.1校内实践教学平台的建设与探索

本校的能源与动力工程专业近年来在校内实践教学的师资建设、试验室建设方面有了长足进步，现拥有一支具有国际前沿知识背景的教学科研团队，拥有6000多平方米的本科教学试验基地。在以培养学生创新能力为目标的校内实践平台建设方面进行了大量工作。根据已有经验成果，本研究设计的校内实践教学平台主要包括专业基础实验、校内工程训练，工程大师论坛，拟建创新实验班等。

2.1.1 专业基础实验（n+1）实验教学模式

能源与动力工程专业开设有内燃机热性能测试实验、传热学课程实验、工程热力学课程实验等。在原有的实验课基础上，开发以学生为主体的综合性与设计性实验教学模式和平台。该综合设计性实验课将在大三小學期开展，将涉及能源与动力专业的各个学科知识点、学时、教师、实验内容、路线和方案全部由学生自主选择，将极大提高学生学习的主观能动性，促进创新思维的形成。

2.1.2 建议开办“创新实验班”

创新实验班是针对主修专业学有余力而专设的实践性较强的系列课程。按照专业设置方向，针对领域发展前沿、开设相应的课程。如针对新能源方向，建议开设的实践班课程有太阳能利用技术、氢能的制备及利用技术、新能源汽车等。创新实验班课程将大幅度提高实践课程的比例，包括自主开发实验、低年级学生走进科研实验室。同时采用一对一的学生导师制，让学生及早接触科学研究内容。通过在实验班的学习，让学生掌握能源与动力工程专业知识和应用技能，并具备一定的科研能力。

2.1.3 开展校内工程训练

探索创建工程实训平台，面向研究生和本科生，跟随团队导师完成实际的科研项目。研究团队以研究生为主体，本科生根据自己的研究兴趣，进行选题并加入相应的团队，进行科研课题的研发、产品的开发等活动。同时推出“大师”系列论坛，邀请工程领域的专家学者为本科生开展各工程领域、人文、管理方面的讲座。一方面有利于学生了解工程科学领域的前沿理论和进展，从而提高研究兴趣、开拓视野。另一方面，促进学生工程素质的提高和创新思维的培养。

2.2课外科技创新和科技竞赛平台

课外实践教学平台主要包括大学生科研训练项目，开放实验室科研项目，科技竞赛等内容，同时创立学生创新工作室对教学平台进行管理。目前，本学科利用热能工程实验室、动力工程实验室的条件和课题，大力支持了“大学生创新训练（SIT）”计划、学科竞赛等素质拓展活动。

2.2.1 建议创建“学生创新工作室”

依托相关课题组、学校平台，建议成立“能动专业学生创新工作室”，组建跨年级、跨专业、跨学院的科技创新团队、邀请专家和教授作为指导教师。同时，创新工作室还可以统一组织学生参加各类专业型赛事，如挑战杯、全国节能减排大赛等。并对创新成果进行发掘和包装，并推动创新成果参与到全国“互联网+”、“创青春”等创新创业比赛，促进成果的推广和落地，形成良好的创新创业氛围。

2.2.2 开展“大学生科研训练项目”

设立“大学生科研训练项目”。由学生自主选题申报，组织专家团队进学校评审，学校、学院、专业、实验室等进行资助研究开发。对于申报课题，可采取自由申报、技术挑战两种形式，尽可能引导学生尽早的进入科研实验室，为今后的科研活动打下坚实基础。在科研训练过程中，学生导师将向学生开放实验室，鼓励学生参与高难度、具有创造性的科研项目，以期获得高水平的学术成果，既促进导师科研项目的推进，又带动学生创新思维的培养，实现教与学的双赢。此外，将实验室开放、科研训练与创新创业比赛、科技竞赛相结合，促进学校创新创业的发展，为“双一流”建设提供动力。

2.3 校外实践教育平台的建设与探索

本文和探索的校外实践是以校企共建的校外实践基地为依托，合作开展本科教育实习，包括专业认知实习、毕业实习、毕业设计等教学活动。

2.3.1 建立校外实践基地

能源与动力工程作为典型的工科专业，应用背景极强，尤其与工程实践有密不可分的联系，具有向能源动力类企业输送专业理论知识深厚、创新实践能力突出的人才的使命。为此，一直以来本专业不断加大对校外实践教学的投入力度。广西玉柴机器集团有限公司与湖南大学正式签署校企战略合作关系协议书，企业为学校提供实习场地与环境，同时学校聘请相关行业的专家、学者作为专业兼职教师，极大的提高了本专业的创新实践教育质量。

2.3.2 认识实习与专业实习

本专业所在学院已与多所知名企业建立了长期合作关系或签订战略合作协议，如专业所在机械学院与玉柴集团建立的实践基地。以此为依托，开展多种形式的认识实习和专业实习。本专业在实习教学上的具体办法是在大二暑假小学期组织学生进行为期1周的认识实习，让学生初步了解能动行业情况，制定职业规划。在大三暑期小学期中，开展1-2周的专业实习，进行具体的技能培训，如了解发动机的设计、制造工艺流程，新型能源系统的运行等，以提高学生的工程素质，加深对能动专业的了解。最后由学校提供实习信息，学生根据自身情况，联系和接洽相关单位进行为期3周的专业实习，为即将面临的深造或就业打下基础。

2.3.3 与实践相结合的毕业设计

坚持以培养学生创新能力为目标，整合校内外资源进行多形式和的毕业设计选题。探索自由选题、校企联合指导的毕业设计形式，鼓励学生选择由学校、企业资助的实物型的毕业设计选题，探索校外毕业设计等设计模式改革。将毕业设计与前三年的专业基础实验、工程训练、科研训练、科技竞赛、创新创业比赛等实践教学环节相结合，提高实践教育的广度和深度，并将毕业设计作为实践教育成果的重要指标。

3实践教学体系的总结与总体设计

本文根据21世纪对能源与动力领域人才综合素质培养的要求，立足于湖南大学建设综合性、开放式、研究型高水平大学的宏伟目标，以培养高素质能源与动力类创新人才为导向;把握能源与动力领域高速发展趋势，响应行业对能源与动力工程专业人才的需求;将创新教育和创新设计实践贯穿教学全过程，打破传统的形式单一，以认知实习、验证性实验为主的实践教学模式;通过优化整合实践内容、增加综合和研究创新型实践教学内容、加强各实践层次之间的衔接，最终构建“一个导向、四个层次、三个平台”、资源优化、层次明确的全方位、全过程能源动力类大学生实践教学新体系，其结构如图1所示。

3结论

针对实践教学存在的问题，本文立足于能源与动力工程专业特点，以培养创新实践能力突出的复合型人才为目标，本文提出了构建一套完整的、全方位的创新实践教育体系。该创新实践教育体系主要包括校内创新实践教育平台、课外科技创新和科技竞赛平台，以及校外创新实践平台。通过上述三种平台的构建，可以让能源与动力工程专业的学生从大一到大四期间接受不断线的、多层次的创新实践教育，实质性的提高学生的创新能力。

参考文献

[1] 潘懋元. 关于《国家中长期教育规划纲要（2010-2020）》的理解与实践问题[J]. 集美大學学报（教育科学版）， 2010， 11 （3）： 1-6.

[2] 周竞学，朱红，李庆丰. “实践教学一条线”改革模式初探[J]. 中国高教研究， 2003， 5： 73-74.

[3] 刘燕，袁伟恩，李晓波. 构建系统的实践教学平台 培养创新性应用型药学人才[J]. 实验技术与管理， 2014， 31 （1）： 158-161.

[4] 倪莉，张雯，饶平凡. 食品科学与工程专业实践教学新探索[J]. 福建轻纺， 2008， 04： 10-13.

[5] 林建国，王常高，蔡俊，汪江波，胡家俊. 生物工程专业实践教学的改革与探索[J]. 教育教学论坛， 2012， 01： 1580159.