能源動力類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)機(jī)制實踐探索

寇志海, 曾 文, 徐讓書, 牛 玲, 陳 雷, 馬洪安, 李彬彬, 王俊鵬

(1. 沈陽航空航天大學(xué) 航空航天工程學(xué)部, 遼寧 沈陽 110136； 2. 沈陽航空航天大學(xué) 教務(wù)處， 遼寧 沈陽 110136)

能源動力類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)機(jī)制實踐探索

寇志海1, 曾 文1, 徐讓書1, 牛 玲1, 陳 雷1, 馬洪安1, 李彬彬2, 王俊鵬2

(1. 沈陽航空航天大學(xué) 航空航天工程學(xué)部, 遼寧 沈陽 110136； 2. 沈陽航空航天大學(xué) 教務(wù)處， 遼寧 沈陽 110136)

自行設(shè)計和開發(fā)了多種熱工流體基礎(chǔ)教學(xué)實驗臺。在熱工流體基礎(chǔ)教學(xué)實驗的基礎(chǔ)上,增加了“熱工流體綜合實驗”和“專業(yè)綜合實驗教學(xué)周”2個實踐環(huán)節(jié),構(gòu)筑多層次、一體化、與專業(yè)緊密結(jié)合的熱工流體實驗教學(xué)體系。自行開發(fā)了發(fā)動機(jī)虛擬拆裝教學(xué)平臺，與行業(yè)企業(yè)間采取了不同層面、不同方式的、較為靈活的“3+1”和“3.5+0.5”等聯(lián)合培養(yǎng)人才模式,開展校企聯(lián)合指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計。通過能源動力類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)機(jī)制的探索和實踐,既提高了學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力,又拓寬了就業(yè)范圍和就業(yè)渠道。

能源動力； 應(yīng)用型人才； 實踐教學(xué)； 教學(xué)改革

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是貫徹《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》精神、教育部率先啟動的一項重大改革計劃,其主要目標(biāo)是面向工業(yè)界、面向世界、面向未來,培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[1]。能源動力類專業(yè)是我國高等教育工科門類中的重要專業(yè),從事能源動力、新能源開發(fā)等領(lǐng)域的專門人才應(yīng)具有很強(qiáng)的工程實踐背景。國內(nèi)很多高校都對能源動力類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了一系列的改革和探索,如在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、實踐教學(xué)基地建設(shè)、專業(yè)教學(xué)實驗室、課程體系、教學(xué)方法、校企聯(lián)合培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研合作、師資隊伍匹配建設(shè)改革、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控、培養(yǎng)過程跟蹤管理等方面[2-9],取得了較好的效果,獲得了許多寶貴的經(jīng)驗。然而現(xiàn)行許多地方院校仍然存在重理論、輕實踐的弊端,教學(xué)體系與工程實際結(jié)合不夠緊密,脫離工程本身,教學(xué)內(nèi)容滯后于行業(yè)發(fā)展,導(dǎo)致學(xué)生知識面狹窄,工程實踐能力較差,難以適應(yīng)當(dāng)今社會的快速發(fā)展[10-13]。

1 應(yīng)用型人才培養(yǎng)實施方案

沈陽航空航天大學(xué)能源與動力工程專業(yè)是遼寧省教育體制改革項目“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點(diǎn)專業(yè),根據(jù)卓越工程師的培養(yǎng)要求,對人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了全方位改革。在校內(nèi)學(xué)習(xí)階段,設(shè)計了多個實踐教學(xué)環(huán)節(jié),重點(diǎn)突出了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在能源動力類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中的重要作用。依托航空工程國家級實驗教學(xué)示范中心,我校自行設(shè)計、開發(fā)了多套熱工流體教學(xué)實驗臺,對熱工流體課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革,增設(shè)了2個全新的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)“熱工流體綜合實驗”和“綜合實驗教學(xué)周”，還自行開發(fā)了發(fā)動機(jī)虛擬拆裝教學(xué)平臺。目前我校能源與動力工程專業(yè)開設(shè)的主要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)如下：工程訓(xùn)練(5周)、機(jī)器測繪(2周)、電工與電子實習(xí)(1周)、計算機(jī)綜合訓(xùn)練(1周)、熱工流體綜合實驗(1周)、綜合實驗教學(xué)周(1周)、專業(yè)教學(xué)實習(xí)(2周)、專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)(2周)、畢業(yè)設(shè)計(16周)。

我校能源與動力工程專業(yè)歷來重視產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)模式,重視學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng),不斷探索和實踐產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)工程技術(shù)人才模式。讓發(fā)動機(jī)企業(yè)深度參與到學(xué)生的培養(yǎng)過程,發(fā)揮行業(yè)企業(yè)所具備的真實工程環(huán)境以及先進(jìn)的工程實踐環(huán)境的優(yōu)勢。根據(jù)行業(yè)企業(yè)對人才培養(yǎng)的不同需求,我校與卓越工程師計劃合作企業(yè)之間采取了不同層面、不同方式的、較為靈活的合作培養(yǎng)模式。對聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)容要求較少的企業(yè),采取學(xué)生在學(xué)校完成專業(yè)課程的學(xué)習(xí)之后,大四下半年在企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計的方式進(jìn)行校企合作培養(yǎng),即所謂的“3.5+0.5”模式。目前,我校能源與動力工程專業(yè)已與長城汽車、沈陽華晨金杯汽車、沈陽航天三菱汽車發(fā)動機(jī)、東風(fēng)朝陽柴油機(jī)廠、中國航發(fā)燃?xì)鉁u輪研究院、上海通用(沈陽)北盛汽車和康明斯沈陽分公司等發(fā)動機(jī)企業(yè)都采取了這一教學(xué)模式聯(lián)合培養(yǎng)人才。對聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)容要求較多的,則采取將學(xué)生的第四學(xué)年的教學(xué)內(nèi)容放在企業(yè)來完成。學(xué)生在完成全部專業(yè)課程的學(xué)習(xí)后在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行專業(yè)教學(xué)實習(xí)、專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，這種培養(yǎng)方式采取的是“3+1”模式。目前,我校能源與動力工程專業(yè)已與吉利汽車動力總成研究院、浙江吉利羅佑發(fā)動機(jī)等用人單位采取了這一模式聯(lián)合培養(yǎng)人才。

2 熱工流體實驗教學(xué)體系改革

熱工流體課程包含傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)以及流體力學(xué),是能源動力類專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課。熱工流體課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在能源動力類專業(yè)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)中起著重要的作用。傳統(tǒng)的熱工流體課程實驗多為演示性和驗證性實驗,學(xué)生能夠發(fā)揮的空間相當(dāng)有限,并且工程應(yīng)用背景也并不強(qiáng)。為此,在原來熱工流體課程實驗的基礎(chǔ)上,新增了2個全新的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)：“熱工流體綜合實驗”“專業(yè)綜合實驗教學(xué)周”,構(gòu)筑多形式、多層次、與專業(yè)緊密結(jié)合的熱工流體實驗教學(xué)新體系,如圖1所示。這2個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)分別在第六和第七學(xué)期集中安排的2周時間內(nèi)完成,都由熱工流體課程的主講教師聯(lián)合設(shè)計與開發(fā)實驗臺及進(jìn)行實驗指導(dǎo),有效實現(xiàn)了熱工流體課程的課堂教學(xué)與實踐教學(xué)的緊密結(jié)合。

圖1 熱工流體實驗教學(xué)新體系

2.1 熱工流體綜合實驗

熱工流體綜合實驗是在學(xué)生學(xué)習(xí)完熱工流體課程后開展的基于熱工流體知識的綜合運(yùn)用、具有一定綜合性、設(shè)計性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。熱工流體綜合實驗項目力爭簡單直觀反映傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)以及流體力學(xué)的基本原理。依托航空工程國家級實驗教學(xué)示范中心,我校自行設(shè)計和開發(fā)了小型換熱教學(xué)實驗臺、熱管換熱特性教學(xué)實驗臺和渦流管教學(xué)實驗臺等3個熱工流體綜合教學(xué)實驗項目,如圖2—4所示。熱工流體綜合實驗使學(xué)生掌握熱工流體實驗的基本方法,培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象和分析實驗結(jié)果的能力,能夠根據(jù)所學(xué)的熱工流體基礎(chǔ)知識設(shè)計實驗,解決實際問題,鍛煉動手實踐能力,達(dá)到學(xué)有所用、學(xué)以致用的目的。

圖2 小型換熱教學(xué)實驗臺

圖3 熱管換熱特性教學(xué)實驗臺

圖4 渦流管教學(xué)實驗臺

2.2 綜合實驗教學(xué)周

綜合實驗教學(xué)周側(cè)重于綜合運(yùn)用熱工流體課程知識進(jìn)行工程實踐能力的訓(xùn)練。既有綜合性的特點(diǎn),又注重與專業(yè)方向的緊密結(jié)合,具有一定的研究性和創(chuàng)新性的特點(diǎn)。依托遼寧省飛行器及動力裝置虛擬仿真實驗教學(xué)中心,基于計算流體力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù),開設(shè)了發(fā)動機(jī)葉柵內(nèi)流傳熱、發(fā)動機(jī)的噴霧過程、發(fā)動機(jī)的燃燒過程、渦輪葉片氣膜冷卻等數(shù)值仿真虛擬實驗。依托遼寧省航空推進(jìn)系統(tǒng)先進(jìn)測試技術(shù)重點(diǎn)實驗室,開設(shè)了風(fēng)洞綜合實驗、發(fā)動機(jī)噴嘴霧化特性測量實驗、動態(tài)應(yīng)力測量與信號分析綜合實驗等教學(xué)實驗項目。通過對發(fā)動機(jī)典型的流動、傳熱、燃燒過程進(jìn)行數(shù)值仿真實驗和實物實驗,提高學(xué)生的工程實驗?zāi)芰途C合設(shè)計實踐能力,加強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高學(xué)生應(yīng)用理論知識分析解決實際問題的能力。

3 發(fā)動機(jī)虛擬拆裝教學(xué)平臺

我校能源與動力工程專業(yè)以往的發(fā)動機(jī)拆裝教學(xué)實習(xí)只有1周,時間比較緊,學(xué)生很難在短時間內(nèi)真正搞清楚發(fā)動機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造、各部件間的裝配關(guān)系、裝配過程以及工作原理等。以用于發(fā)動機(jī)拆裝教學(xué)實習(xí)的實際發(fā)動機(jī)作為研究對象,基于UG軟件平臺創(chuàng)建該發(fā)動機(jī)各零件、部件及系統(tǒng)總稱的三維實體模型,進(jìn)而完成發(fā)動機(jī)的虛擬裝配過程,并制作裝配動畫,如圖5所示。該動畫給人以清晰直觀的展示,所有的發(fā)動機(jī)部件構(gòu)成、裝配關(guān)系以及拆裝過程一目了然。配合發(fā)動機(jī)實際拆裝教學(xué)實習(xí),可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生能夠較為快速的了解發(fā)動機(jī)的內(nèi)部裝配關(guān)系及其工作原理。虛擬現(xiàn)實輔助教學(xué)的方法可以明顯提高發(fā)動機(jī)拆裝實習(xí)的教學(xué)效果。

圖5 發(fā)動機(jī)虛擬裝配過程動畫圖示

4 校企聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計

本科畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生將所學(xué)知識綜合應(yīng)用于工程實際,提高學(xué)生實際操作能力和解決實際問題能力的綜合性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。為了推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作辦學(xué),落實卓越工程師教育培養(yǎng)計劃,切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,我校能源與動力工程專業(yè)自2006年起開始進(jìn)行校企聯(lián)合指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計這種教學(xué)模式的試點(diǎn),到2012年在較大范圍內(nèi)推廣,先后與吉利汽車、長城汽車、華晨金杯汽車、中國航發(fā)燃?xì)鉁u輪研究院、中航工業(yè)常州蘭翔機(jī)械總廠等發(fā)動機(jī)行業(yè)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合辦學(xué),實施校企聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計。近5年我校共有130余名能源與動力工程專業(yè)學(xué)生參與企業(yè)聯(lián)合指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計,參與本科畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)的企業(yè)導(dǎo)師達(dá)50余人。

在對學(xué)生進(jìn)行聯(lián)合指導(dǎo)本科畢業(yè)設(shè)計方面采取了定向的方式,以完成對學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的培養(yǎng)環(huán)節(jié)。在這種畢業(yè)設(shè)計模式中,學(xué)生畢業(yè)設(shè)計題目全部來自企業(yè)的科研、生產(chǎn)實際任務(wù),涉及發(fā)動機(jī)研發(fā)、制造和維修中的試驗、分析、設(shè)計、工藝等多方面的技術(shù)工作。指導(dǎo)教師以企業(yè)技術(shù)人員為主,參與的學(xué)生絕大部分是已與企業(yè)簽訂就業(yè)協(xié)議的。工作方式是學(xué)生從開題到答辯始終在企業(yè)進(jìn)行,參與設(shè)計、計算、試驗、分析等各種技術(shù)工作。學(xué)生參與一項具體任務(wù)的方案制訂、試驗、建模、結(jié)果分析等各個環(huán)節(jié),對任務(wù)的背景、意義、方法、相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀等得到既直接又深入全面的了解。學(xué)生親身通過理論到實際的應(yīng)用過程,業(yè)務(wù)能力得到更快提高,同時又熟悉了企業(yè)的工作特點(diǎn)、環(huán)境和同事,切實建立起工程觀念、合作意識和質(zhì)量意識。

5 結(jié)語

(1) 自行設(shè)計和開發(fā)多種熱工流體基礎(chǔ)教學(xué)實驗臺。增設(shè)了“熱工流體綜合實驗”和“專業(yè)綜合實驗教學(xué)周”2個熱工流體實踐環(huán)節(jié),構(gòu)筑多層次、一體化、與專業(yè)緊密結(jié)合的熱工流體實驗教學(xué)新體系。

(2) 基于UG軟件平臺開發(fā)建設(shè)發(fā)動機(jī)虛擬拆裝教學(xué)平臺,可以明顯提高發(fā)動機(jī)拆裝教學(xué)實習(xí)的教學(xué)效果。

(3) 重視產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)人才模式,讓發(fā)動機(jī)企業(yè)深度參與到學(xué)生的培養(yǎng)過程,按照企業(yè)實際需要培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。與行業(yè)企業(yè)間采取了不同層面、不同方式的、較為靈活的“3+1”和“3.5+0.5”等聯(lián)合培養(yǎng)人才模式。

(4) 通過能源與動力工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革的探索和實踐,既拓寬學(xué)生的就業(yè)范圍和就業(yè)渠道,又提高了學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)、工程實踐能力,為我國培養(yǎng)具備工程創(chuàng)新能力的能源動力類專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，做出貢獻(xiàn)。

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Exploration and practice on mechanism of training applied talents for energy and power majors

Kou Zhihai1, Zeng Wen1, Xu Rangshu1, Niu Ling1, Chen Lei1, Ma Hongan1, Li Binbin2, Wang Junpeng2

(1. Faculty of Aerospace Engineering, Shenyang Aerospace University,Shenyang 110136,China;2. Office of Teaching Affairs, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110136, China)

Experimental teaching platforms for thermo-fluid science were designed and developed. Comprehensive experiment of thermo-fluid science and teaching week of comprehensive experiment were introduced,and thus the integrated and multilevel thermo-fluid science practical teaching system was achieved. The virtual disassembly teaching platform for internal combustion engine was explored. Modes of talent-training conducted jointly by universities and enterprises were carried out with “3+1” and “3.5+0.5.” Engineering awareness,engineering quality and practical ability of students are improved,and meanwhile employment range and opportunity are increased through the reform of applied talents teaching mode for energy and power majors.

energy and power; application-oriented talents; practical teaching; teaching reform

10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.006

2016-10-20

遼寧省本科教學(xué)質(zhì)量工程項目(ZD201207)；沈陽航空航天大學(xué)2015年教學(xué)改革研究項目.

寇志海(1981—), 男, 遼寧凌源，博士，副教授，研究方向為能源與動力工程的教學(xué)與科研.

E-mail：zhihaikou@163.com

G642.0

A

1002-4956(2017)4-0021-03