新工科背景下能源与动力工程专业人才培养模式探究

史广泰

摘  要：在新工科建设背景下，以西华大学能源与动力工程专业人才培养为例，结合本专业的发展历程和人才培养特色，多方面探索能源与动力工程专业人才培养模式的主要举措。经过多年专业建设经验的不断积累和凝练，形成了“教学与科研、课堂教学与工程实践、人才培养与社会需求”三结合的专业人才培养模式，为能源动力类专业人才培养方案的制定提供了一定的参考依据。

关键词：新工科;能源与动力工程;教学与科研;课堂教学;工程实践

中图分类号：C961       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）16-0148-04

Abstract： Under the background of new engineering construction， the paper takes the cultivation of energy and power engineering talents of Xihua University as an example， combining the development course and characteristics of this major， exploring the main measures of energy and power engineering talents training mode in many aspects.After years of accumulation and refinement of professional construction experience， formed the "teaching and scientific research， classroom teaching and engineering practice， talent training and social needs" series of professional personnel training mode， provides a reference for development of talent training program for energy and power majors.

Keywords： new engineering; energy and power engineering; teaching and scientific research; classroom teaching; engineering practice

新工科专业的产生，本质上是由于社会的不断发展而催生了新产业、新业态，进而形成了新职业，同时科技的不断进步引发产生新技术、新经济，而新技术和新经济又以学科交叉为特征，新产业和新业态以跨界融合为特征，所以新职业与学科交叉（或交叉学科）的再次交汇即形成新工科专业[1-3]。因此，新工科建设是应对新经济的挑战，从服务国家战略、满足产业需求和面向未來发展的高度着手，在“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）的基础上，提出的一项持续深化工程教育改革的重大行动计划[4-7]。通过对新工科发展的要求，以及对近几年的发展现状分析发现新工科的发展和一流专业的建设息息相关，因此在加强一流专业建设的同时必须结合新工科发展的要求。

西华大学能源与动力工程专业是国家级特色专业，四川省一流专业，2013年荣获“四川省卓越工程师培养计划”，也是西华大学的优势特色专业，本专业源于西华大学1960年开设的农业机械化专业，经过60年的发展建设已经成为西南地区能源与动力工程领域重要的人才培养基地。现下设“流体（水力）机械及工程”“电厂动力系统及自动化”和“先进运载动力”三个专业方向，其中开设的“流体（水力）机械及工程”专业方向是西南地区最早也是目前唯一开设的专业方向。经过60年的建设，已有航空发动机气动热力创新团队1个，教育部国家教学团队1个，省级青年科技创新研究团队3个，省级科技创新研究团队1个，省级优秀教学团队1个，省级精品课程4门;拥有1个流体及动力机械教育部重点实验室，1个国家级实验教学示范中心，2个省级重点实验室，1个省级能源动力重大装备及技术协同创新中心，1个省级汽车安全行业协同创新中心，1个省级汽车零部协同创新中心，1个省级泵行业协同创新中心，1个西华大学-Andritz国际水力机械研究中心，1个省级水电工程实践教学示范中心，1个省级流体机械高校重点实验室。

在新工科的背景下，能源与动力工程这一传统专业必须与现代社会发展相结合、与国家战略需求相结合、与地方经济发展相结合，将这一传统专业赋予新的历史使命。因此，为了提高人才培养质量，必须探究符合国家和社会需求的人才培养模式。

一、人才培养目标设置依据

（一）基于经济社会发展需求

党的十九大报告强调“要加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展”。因此要以培养适应国家经济社会发展的各行各业高级专门人才为目标，着力培养侧重理论应用与技术创新，与工程实际和社会问题紧密相接，能够在社会生产、管理、服务、科研第一线解决实际问题，具有可持续发展能力的高级创新型人才。

（二）服务面向定位

坚持“培养人才，服务地方”的办学宗旨，开展教学、科学研究、文化传承与创新和社会服务活动。积极开展院地合作协同创新，全面适应地方优势、特色产业发展需要。通过优势学科和卓越工程师计划推进教育教学改革和人才培养模式探索，健全创新人才培养体制机制，推动创新人才培养。

（三）基于市场要求和学生全面发展需求

坚持以学生为本，坚持为学生的成长、成才和发展服务，将市场要求纳入到人才培养的目标和过程中，全面优化人才培养方案，进一步加强综合能力的培养。培养方案和过程结合学生个人发展需求，坚持以全面可持续发展为目标来塑造培养人才，充分发挥学生自身在其成长中的主体作用，根据学生的兴趣差异，结合社会需求，发挥多学科交叉融合的优势，实施具有专业特色的协同创新型人才培养模式，引导学生自我成长、自我实现，有效满足学生个性化发展的需要。

二、专业培养标准

按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍（2012年）》和教指委制定的课程教学基本要求等相关规定，参照国际工程教育专业认证标准、相关行业、企业标准，调研兄弟高校和企事业单位，依据本校人才培养总目标制定能源与动力工程专业人才的培养目标。

西华大学能源与动力工程专业主要培养能源转换与利用领域具有扎实的理论基础，较强地实践、适应和创新能力，较高的道德素质和文化素质的高级工程与管理人才，以满足社会对能源动力学科领域在设计、开发、应用、工程技术管理等各方面的人才需求：学生具备自然科学、人文和社会科学知识;热学、力学、电学、机械、自动控制、系统工程坚实的理论基础;能源与动力工程专业知识和实践能力。要求本专业毕业生应具有良好的人文社科素养、强烈的社会责任感和良好的工程职业道德;具有从事水利工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识的能力;具有运用工程基础知识和专业基本理论解决工程实际问题的能力;具有系统的水利工程实践学习经历并了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备设计和实施工程实验的能力，而且能够对实验结果进行分析;对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力，追求创新态度和意识;具有综合运用理论和技术手段进行设计、预算、组织、指挥和管理水利工程的能力，实施过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有初步的水利水电工程科学研究能力;了解国家对水利工程领域及相关行业的生产、设计、研究、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策、法律和法规，能正确认识水利工程对客观世界和社会的影响;具有一定的组织管理能力、表达能力、人际交往能力和在团队中发挥作用的能力;具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力，具备收集、分析、判断、选择国内外相关技术信息的能力。

三、教学内容契合培养目标

按照国家要求制定教学大纲标准，确保教学内容契合培养目标，鼓励教师将科研成果转化为教学资源，创新课堂教学方法，建立多元化学生学业评价机制，充分发挥课堂教学的主渠道作用。

（一）教学大纲制定科学合理

根据学校《本科人才培养方案修订的指导意见》，制定教学大纲的指导思想、人才培养目标定位、基本原则、工作重点、工作进度安排、具体内容及相关事宜的说明。学院各专业系室展开调研，并充分讨论分析国内外知名高校相同专业的大纲方案，邀请相关行业和企业参与大纲修订，由学院、学校进行审核。

教学大纲明确规定了课程基本信息、课程目标、教学基本要求、教学内容与学时分配、教学方法及手段、实验或上机内容、前续和后续课程、参考教材及学习资源、考核方式和课程的重点难点等等内容。教学大纲需经学院教学指导委员会、教授委员会、学院和学校批准方能实施，各专业必须严格执行，不得随意变动。教学内容安排与教学大纲的匹配度列入教学检查范畴。

课堂教学内容保证人才培养目标的达成，符合专业发展定位，满足学生的毕业要求。公共教育课重点培养学生的人文素养、社会责任感、职业道德、组织管理能力、表达能力、人际交往能力、适应发展能力、竞争与合作能力，以及在团队中发挥作用的能力，拓宽学生的知识面和视野。学科基础课重点培养从事工作所需的相关数学、自然科学，以及经济和管理知识的能力，文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的能力，综合运用理论和技术手段统计系统和过程的能力等。专业课重点培养运用专业基础知识和基本理论解决问题的能力，强化学生专业素养。实践环节课程包括工程综合训练、课程设计、专业综合实验、实习、毕业设计（论文）等。

（二）科学研究促进教学提升

大力倡导教师将科研、社会实践和教学相结合。由于本专业课程有大量繁琐的计算分析，并且各种概念、计算原理和分析方法都非常抽象，采用传统讲授法，学生的学习效果都不理想，很多教师将科研的思维方法应用到教学方法的改革中，取得了较好的教学效果，得到了学生极高的评价。

实践证明，教师通过科研活动，极大地提升了自己的工程实践能力，而且为课堂教学和毕业设计提供了丰富的素材。

四、加强优质课程建设，不断完善课程资源建设

以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-

2020年）》《关于深化教育体制机制改革的意见》《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》为指导，以提升本科人才培养质量为中心，以健全本科人才培养体系为根本，以本科教学工程、工程教育专业认证、专业评估和教研教改项目为牵引，以课堂教学、课程建设、专业建设和实践教学基地建设为抓手，以完善教学管理机制为驱动，进一步优化政产学研协同培养的人才培养模式、教学模式及教学管理模式，为学生构建合理的知识素质能力结构，培养能够适应国家和地方经济社会发展需要的高素质创新型人才。

将课程建设作为本科教育教学改革的重要内容，积极构建与培养目标、社会需求和发展潜力相适应，符合人才成长规律的课程体系。按照学校规划，在人才培养方案中构建由公共教育课、学科基础课、专业课、实践环节组成的课程体系。以课程建设为核心和抓手，突出人才培养的先进性与国际化原则、科学性与规范化原则、统一性与多样化原则、主体性与个性化原则。

为切实推进课程建设，定期修订教学大纲，将课程改革成果及部分科研成果固化到課程中加以应用。

教师借助于各类网络资源平台-课程中心平台，建立优质课程网站，实现了课程建设成果共享，积累较好的课程建设资源。

五、加强国际合作与交流，拓宽学生国际化视野

积极开展教学国际化，加强制度及机制建设，营造教育国际化氛围。通过全面推进教学、科研、师资及学生的国际交流，全面提升教学国际化水平。

主要措施包括：（1）积极引进国外优质教育资源，推动教育教学与国际接轨，搭建联合培养人才平台。（2）积极支持青年教师通过教育部的西部计划、学校出国留学人员计划到国外交流学习。（3）积极承办和支持师生参加国际学术会议，营造教育国际化氛围，推进教学、科研、师生的国际交流。（4）教学科研积极融入“一带一路”倡议，与“一带一路”国家开展人才培养和科研合作。

六、加强实践教学，提高学生的实践能力

实践教学体系包括三大课堂：第一课堂实践教学包括实验、实习、毕业设计（论文）等;第二课堂实践教学包括课外科技活动、创新创业实践活动、学科竞赛、社会实践、志愿服务、校园文化活动、学生社团活动等;第三课堂实践教学包括在线教育、虚拟仿真实验教学资源、网络新媒体运维等。三大课堂贯通，校内校外联合，线上线下互动，把提高学生的创新能力和实践能力贯穿于专业培养体系之中，确保学习期间实践教学环节不断线。

能源与动力工程专业人才培养方案中实践教学累计学时占总学时比例为30.78%，每个学生在校期间参加专业实践活动累计不少于4周，设置5～6门课程设计，保证了实践环节“量”的充足。通过将科研成果转化为实验项目增设综合设计型、研究创新型实验的比例，不断提升实践教学“质”的水平。同时坚持以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。在本科培养方案中开设认知实习、基本技能实训、工程实验实训、创新实践、创业实训、基础课程设计、专业课程设计、生产实习、毕业设计等多个层次的实习实训课程;坚持教学内容与工程实践相结合、工程能力与实习实训相结合、实习实训教学与创新创业实践相结合，培养学生工程实践的综合能力。

为了保障实习实训的顺利开展，在校外建立多个实习就业基地。通过一系列措施为这些实践环节提供充分的时间、经费、人力和物力的保证。还要求各专业系室指导（带队）教师编写了相应的实习指导书等，并制定了相应的管理制度，确保实习实训期间师生的安全并达到预期的效果。通过实习实训，学生实施工程实践的能力、解决工程问题的能力、创新创业能力都得到明显提高。

七、打造第二课堂育人体系建设

坚持第二课堂与第一课堂的紧密结合，发挥第二课堂在人才培养中的重要作用。着力围绕思想政治教育、科技创新创业能力、学生社团建设、校园文化建设、社会实践能力、心理健康等方面，以激发学生的主体性与创造性为目标，以提升学生综合素质能力为方向，形成以“大学生课外创新活动”“社会实践、志愿服务”“校园文化活动”为主要内容的第二课堂育人体系。

注重弘扬时代主题，引导大学生在实践中形成对社会主义核心价值体系的自觉认同，以组织建设为依托，形成班级团支部、学生党支部、学生党总支、学院党委四级教育网。

扎实推进“青年马克思主义者培养工程”，对基层团干部和学生骨干进行培训，筑牢团员青年坚定信念跟党走的决心。加强网络思政建设，依托微信公众号、微博、QQ等平台，完善全方位、分层次、立体化的舆论宣传阵地，开展网络思想引领，以生动丰富的媒介载体感染青年。

制定支持大学生创新创业的办法措施并发布相关指导性文件，定期开展创新创业讲座、报告会、沙龙等活动。

利用寒暑假、法定节假日，重点组织以“三下乡”、勤工助学、青年志愿者服务等为主要形式的社会实践活动，培养学生适应社会和服务社会的能力。

八、推进教学方式方法、实践教学环节的综合改革

倡导以教师为主导、以学生为主体的教学理念，引入案例式、讨论式教学方法，使课堂教学有效互动。在专业基础和专业理论课程中综合融入“问题教学法”“启发式教学法”“直观教学法”“探究式案例教学法”，导入大量的工程实例，激发学生的学习需要和兴趣，充分发挥学生的潜力，使学生在轻松愉快的学习中获得良好的效果。充分利用网络技术构建网上答疑系统及助学型网络课件，利用课程网站等现代教学手段，引导学生主动学习，强化教学互动，加强过程管理，形成多维度的课程考核方式。在专业导论课、专业前沿讲座课等多门课程中引入团队教学、校外专家授课模式，进一步拓展学生知识体系的广度和深度，增强人才素质对行业需求的适应性。

开展小班化教学。学院组建教学团队，大部分课程逐步开展小班化教学，增强教学互动，建立以学生为学习主体的课堂组织模式，提升学生课堂关注度，引导培养学生学习主动性和学术兴趣。

实施常规教学与认证培训互为补充的教学模式，构建更加完善的知识结构。常规教学：重点掌握建模方法、工程数据处理等理论知识，熟练应用各类工程软件，采用项目式案例化教学方法，让学生掌握复杂模型的创建方法，扩大学生的知识面。

在教学活动中，注重传统设计手段与现代设计方法相结合。通过课程设计、毕业设计采用不同的方式、方法，加强学生工程基本技能训练和现代设计手段及工具的应用。

九、突出人才培养特色

（一）学科平台和科研为本科教学服务

利用各类重点实验室和工程中心等学科平台先进的仪器设备为教学服务;鼓励教师将最新科研成果融入本科教学，同时为科研融入教学提供制度保障，如教师将科研成果融入到相关专著和教材中，对教学质量的提升起到了理想的效果，受到学生的好评和同行的高度认可;同时，为了让学生能够更好地学以致用，教师的科研成果与案例广泛应用于课堂教学、实验、课程设计和毕业设计等多个环节，如将教师科研融入毕业设计环节，既能丰富学生毕业设计的选题范围，又能充分激发学生研究实际题目的积极性。

（二）坚持集中实习，毕业设计结合实习内容，保证实践教学质量

集中实习有利于指导教师和教学单位对实习过程和实习内容的管控。每年根据教学计划安排，由实习指导教师带领学生到设备制造企业、生产企业或在建工程现场等进行集中毕业实习，师生完全按照企业相关规定开展安全培训、按时上下班。实习过程中除了踏勘现场、读识工程图纸外，开展现场实验、现场讲解、实际操作、听取报告等，丰富多样的活动安排有利于激发学生的学习热情，增强实习效果。同时学生进入一个真实的工作环境了解了企业文化，能够接触到学校不能提供的真实社会氛围，有利于职业素养的养成，为从学校走向工作岗位转换奠定了基础。

集中实习之前，指导教师根据实习时间和专业实际认真选择实习地点、合理安排实习内容，因此，实习内容与所学专业的契合度高，有利于学生将理论知识与工程实践有效结合使学生从不同层面了解工程建设全周期。另外同学们处在同一个环境中，能及时沟通彼此的实习体会等，促进学生之间的相互学习交流。

实习内容根据每位同学毕业设计内容进行安排，从多方面激发学生研究实际工程题目的积极性，从而推动毕业设计（论文）和毕业实习的质量，也为学生走向实际工程单位，快速适应工作和解决实际工程问题奠定基础。

（三）坚持线上教学与线下教学的混合教学模式

在利用传统教学方式的同时，有效利用超星（学习通）、智慧树、中国大学MOOC（爱课程）、学堂在线（雨课堂）及各类虚拟仿真平台，实现线上与线下教学方式的有机结合，激发学生学习的兴趣，提高学习质量。

总之，经过不断的人才培养的探究，已逐步形成了以坚持“教学与科研、课堂教学与工程实践、人才培养与社会需求” 三结合的专业人才培养模式，该人才培养模式更有利于培養学生的工程实践能力。

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