新工科背景下能源与动力工程专业转型中的创新实践探索*

汤爱华 李朝晖 张 勇 胡 博

（重庆理工大学车辆工程学院 重庆 400054）

教育部在2017 年发布的《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》指出，随着高等教育供求关系发生根本变化、国家需求与国际竞争环境也在发生巨大变化，在国家积极推动创新型驱动发展，提出“新发展阶段”“新发展理念”“新发展格局”等重大发展规划的同时，以新型的产业、技术、模式、业态为代表的新经济蓬勃发展，对科学技术、工程科技人员提出了更高的要求，迫切需要加快工程教育进行改革创新，推进新工科的建设与发展，开展实施新工科的研究和实践。

与传统型工科技术人才相比，“新工科”人才培养应该与我国新经济时代发展相贴合，形成对口人才供给满足社会需求的新形态。针对“互联网变革”“创新型企业”“新能源技术”“智能制造业”等领域的不断催生演化，新经济对工程教育的新要求，逐步转变为针对面向未来布局新兴工科专业、工程科技人员具备高水平的创新实践与跨界整合能力和建立多样化、个性化的工程教育培养模式三大方面，能源与动力工程专业的教学内容和教学要求也必然发生较大调整。如何根据新形势下的能源与动力工程专业教学要求和教学内容，进行科学的组织和有效地开展教育教学是摆在我们面前的重要任务。在实践中寻方法，在方法中拓思路，用思路做创新。为了适应现代高等教育改革发展的需要，对能源与动力工程专业传统教学模式进行改革与创新是大势所趋，是确保理论教学和实践教学有机结合的必备条件，是培养新时代、新经济、新工科背景下高素质复合应用型人才的基石。

一、传统能源与动力工程专业转型背景分析

（一）传统能源与动力工程专业现状

重庆理工大学能源与动力工程专业主要的实践课程包括金工实习、电工实习、认知实习、生产实习、课程设计、毕业设计等，从对学生实际掌握知识考核的情况来看，学校的实践活动课程存在如下四个问题。

1.课堂氛围单调沉闷，学生缺乏学习主观能动性

传统工科课堂氛围沉闷，教师大多为“读PPT 型”教学，学生被动听讲，无法调动其发散性及活跃性，缺乏主观能动性，理论部分指导教师未能将理论与实践相结合，没有带领学生进行创新探索的环节，使得学习积极性不高，学生课堂表现不活跃，出现教师与学生在课堂上各自为营的局面，最终导致课堂学习效率低下，学生未能掌握该门课程的精髓与重点，而是仅仅为了考试过关而学习。

2.实习课程教师团队薄弱与实验设备老旧

在学校汽车博物馆认知实习、实验楼金工实习等课程中，迫切需要“校企”双师型教师，也就是从高校毕业后到企业历练而后又回到高校教学，既具备扎实的理论基础知识，又具备丰富的实践经验的高等教育人才，但此类老师在学校的占比并不大。并且，博物馆认知实习课程中，部分实验教学设备老旧，与实际企业中情况不同，设备不能及时更新，无法为学生提供新型企业开发思路，实践学习与企业生产脱节较严重。

3.实习课程考核制度有待改进

考核制度在教育教学中起到导向性作用。学校的认知实习、金工实习课程以及学生出勤率和提交实验报告作为考核标准，并且大部分学生对认知实习、金工实习等课程学习态度不够端正，仅仅将该类实习课程当作一个任务，而不是以认真学习知识的态度来学习该课程知识点，所以在实践实习结束后，学生出现抄袭实验报告现象，或者是随意填写实验报告内容，未能起到带着问题去思考，进而达到提高创新能力的效果。

4.校企合作的生产实习未达预期

企业挂牌为实习基地，每年定期为高校提供实习场所，同时对学生开展安全教育、参观实习、现场解答指导等，这为学生们提供了一个好的实践平台。在生产实习过程中，由于学生人数众多，往往会出现学生扎堆凑热闹，将生产实习看作外出游玩机会，不珍惜实习过程。加之，企业中严格的安全秩序和管理制度，使得学生动手实践机会较少，全程都是以观摩听课为主，导致学习积极性下降，学习效率不高。尤其是自2019 年以来暴发的疫情，使得学校生产实习从线下转为线上，学生不能近距离接触企业生产实际情况，而通过观看视频，导致更多学生仅仅应付交差，未能达到校企协作育人的效果。

（二）新经济时代产业建设与改革

由于全球正在进入新一轮的科技创新活跃期，各国科技竞争，社会经济活动逐渐颠覆人类的生活、生产、经济等领域，我国也逐步走入新经济时代。新经济时代具有如下六个特征。

1.互联网正深刻改变各行各业

从“互联网+”“5G”“云计算”，再到“人工智能”的飞速发展，信息化与工业化的深度整合，各行各业的创新活力，技术、思维模式的变革，都在不断提升传统的工科内涵。

2.创新型企业正在异军突起

华为、大疆、百度、阿里等科技进步型企业在创新上迈入世界前列，而强大的企业团队背后，需要高校培养高科技人才提供源源不断的支撑。

3.新技术催生壮大新产业

从锂电池、燃料电池、光伏发电再到生物医药为代表的新技术不断升级迭代，新兴产业对相关专业人才的需求也越来越大。

4.制造业智能化蒸蒸日上

“智能制造2025”的政策催化下，智能机器人手臂、智能化工厂、无人驾驶智能送货机器人不断兴起，随着智能装备的不断升级以及高科技产品的不断迭代，高校也要肩负输送人才的重任。

5.“双创”厚植新经济发展的沃土

人才水平、技术技能、市场资金的快速整合下，学生创业更加有效，高校应当重视培养创新实践型人才，为市场输送源源不断的新鲜血液。

6.新经济不局限于某几个产业

新经济是跨行业领域的、产业的跨界整合，新业态新模式层出不穷，培养跨界整合型人才，融合性人才，高校肩负重任。

新经济阶段对工程教育改革提出了三项新要求：

（1）面向未来布局新兴工科专业；

（2）更强的创新实践能力和跨界整合能力成为工程科学技术人员的更高标准；

（3）多样化和个性化的培养模式成为工程教育的建立准则。

传统的工科发展已经远远不能满足企业和社会对高科技人才的需求，在传统的工科发展过程中，学生按照老旧的人才培养方案学习课本上的知识，而不注重理论实践相结合，导致不具备综合素质能力。“新工科”背景下，更需要高校着力培养创新型、跨界型、融合型的高水平应用型复合人才，高校要有责任意识，肩负重任，创新改革志在必行。

（三）“双碳”政策的推进与实施

实现“碳达峰、碳中和”愿景是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把“碳达峰、碳中和”纳入生态文明建设整体布局。近年来，我国各地积极响应“双碳”政策，如湖北打造“双碳”绿色金融高地、苏州环阳澄湖“双碳”产业创新创业峰会、山西以“双碳”目标为牵引深化能源改革等。“双碳”政策的大力实施，也为“新工科”转型提出迎合政策培养人才，依据国家发展输送人才等目标。

（四）积极响应国家建设一流专业战略

党的十九大报告中提出，要加快推进“双一流建设”，实现高等教育内涵式发展的战略任务。能源与动力工程专业的定位需要更加明确，近年来重庆理工大学着力打造具有高竞争力的智能与新能源车辆工程学院和现代产业学院，学院整体方向从之前的传统汽车技术，逐步转变为智能化、电动化、网联化等方向，着力培养新型本科生及研究生。车辆工程学院能源与动力工程系，也在近年来大力引进锂电池、燃料电池、智能驾驶等方向的双一流高校博士毕业生，更多地将信息技术、互联网技术、物联网技术进行跨界融合，不断朝着建设一流专业的目标前进。

二、能源与动力工程专业转型中的创新实践探索

从实际出发，发现问题并解决问题，为学生的教育着想是每个教师的义务与职责。就目前对能源与动力工程专业转型背景分析中不难发现，集中出现的问题有如下三个。

（1）传统工科对学生培养不全面，也不能满足新经济时代需求；

（2）能源与动力工程专业培养学生现状而引发的一系列学生积极性低下、缺乏主观能动性的问题；

（3）“双碳”“双一流”等相关政策的出台，以及企业对人才需求的巨大改变。

笔者结合近几年高校的教育教学工作经验，总结如下几类创新实践改革探索措施。

（一）多元化打造新型创新实践人才培养模式

“以人为本，教育先行”，培养新型创新实践人才是能源与动力工程的专业转型的基础，结合能源与动力工程专业转型背景，新型创新实践人才培养模式需要遵循五个原则。

1.坚持全面育人原则

针对学生教育教学方式，不仅要注重专业知识的培养，还要将品德修养、创新能力等方面相结合，将通识教育与专业教育各方统筹相融，着力培养学生全面发展和长期乃至终身的学习能力。

2.坚持个性化培养原则

在本科教育阶段，除了综合能力培养外，学校还要重视个性化培养，针对每个学生不同的兴趣爱好以及优势长处，提供不同的选择方向，扩大学生自主学习、独立思考的选择空间，逐步实现“一人一方案，一人一发展”的人才培养模式。

3.坚持社会需求导向原则

随着新经济时代产业建设与改革，企业对人才的需求发生了很大变化，学校要以社会需求为导向，构建教育教学课程体系，使高校毕业生与行业需求紧密结合，紧密对接地方经济社会发展与企业需求导向，实现为国家社会输栋梁、为企业经济输血液的目标。

4.坚持理论实践结合原则

做到理论实践相结合，既教好学生课本知识，使学生具有扎实的理论基础，又要通过产教研合作、校企结合、认知实习等育人模式，使学生在理论的基础上完成大量的实践动手项目，将理论知识与实践生产紧密结合。

5.坚持特色发展原则

新技术催生壮大新产业，做好面向未来的新兴产业相关人才的发展需求定位，以服务新能源、智能化产业发展为宗旨，为企业赋能，做有专业特色发展的“新工科”专业。

（二）基于产教研融合的能源与动力工程专业教育教学改革

校企合作的初衷应当是为学生发展提供更加广阔的实践平台，现存的实践教学、校企合作存在一些不合理的地方，对此，应该建立校企协同机制、师生互动体系等，都是解决现有问题行之有效的方法。

1.产教研融合机制和实践教学平台建设

高校在培养人才过程中，应将现行企业的设计理念与试验方法引入课堂，通过校企合作既能培养一批具有优秀综合能力的毕业生，又能使高校研究生反哺企业，解决行业痛点问题。校企合作，应当开发牵引教学项目，让本科、研究生阶段对项目感兴趣的学生也参与到项目研发当中，学以致用，高校在研究过程中，也应当将研究成果用于企业产品的开发与性能提升，促使产教研良性循环。

2.基于产教研融合和师资力量建设

学校汽车博物馆认知实习课程，现多为年轻教师承担授课任务，对于行业痛点问题的见解不够深入，学校应适当增加“校企”双师型教师，即从高校毕业到企业任职后又回到高校的中青年教师，担任实践教学主力军的角色，在教育教学过程中，带领学生深入讨论和探索行业痛点问题，发散学生思维。例如在能源与动力工程毕业设计中，除我校指导老师以外，学校可以邀请企业中的工程师参与学生毕业设计，对产品设计规范和要求进行讲解，规范毕业设计，注重培养学生设计过程中对细节的重视。

3.基于产教研融合的创新实践体系改革

实践教学意在培养学生的动手能力，学校建立完整的教学体系，培养学生科研竞赛能力，例如我校车辆工程学院，由部分企业工作经验丰富的指导教师领导创建比赛团队，积极参与“大学生方程式系列大赛”“恩智浦杯智能车大赛”“动力电池集成管理大赛”等项目，结合各年级学生、合理分配任务，提供创新实践平台，营造良好的团队氛围与教学环境。

（三）面向创新应用型工程技术人才培养的能源与动力工程专业建设

随着科学技术的进步，企业对于人才的需求不仅仅是操作设备这么简单，而是更需要创新型、跨界整合应用型人才。针对此类问题，提出如下改革方案。

1.课程体系建设

我校课程体系主要由公共课程、基础课程、实习课程、专业课程所组成，针对公共课程，应该注重自然学科与社会学科的相辅相成、有机结合，针对基础课程、实习课程应当扩大专业宽度与深度，培养与时俱进、日新月异的创新应用型工程技术人才，针对专业课程，应该注重理论实践相结合，加强课程设计创新力和实践操作力。

2.教师队伍建设

将吸引“校企”双师型人才作为教师团队建设工作的首要任务，学校以培养中青年骨干教师为重点，将外引与内培结合，逐步形成一支年龄层次合理、职称和学历结构良好的师资队伍，满足培养创新应用型工程技术人才的教学需求。

3.实验教学平台和实践基地建设

学校应着力构建高水平创新型实验教学平台，积极建设国家级、省部级虚拟仿真重点实验室，研制综合实验系统，着力建设工程应用型和研究创新型的综合专业实验教学平台，开发多套适用于培养学生工程技术创新能力的综合实验平台。

4.教学改革和教学管理

能源与动力工程系教师团队向来以教学严谨著称，在教育教学中，注重理论实践相结合和教育教学法的研究。同时，学校也应当加强相关创新实践教学的教材建设，教材培训手册的质量和深度，不仅直接体现专业的发展水平与深度，也直接影响学生学习质量和综合素质的培养结果。

结语

在新工科背景下通过创新实践教学、提升学生认知能力、实操能力、创新整合能力，运用这些新思路和新举措，也是能源与动力工程专业转型的出路。尽管目前能源与动力工程专业教育教学体系还存在一些问题，但可以通过对实践教学的探索和革新，不断丰富“新工科”下能源与动力工程专业的人才培养方法，提高专业教学质量，培养学生多角度融合交叉能力，提升学生创新实践思维和团队协作精神，促进学生素质水平全面提升。