基于產(chǎn)教研融合的能源與動力工程專業(yè)實踐教學改革思路＊

左青松，張 彬，盧海山，朱國輝

（湘潭大學機械工程學院，湖南 湘潭 411105）

0 引言

毋庸置疑，當前我國高等教育正在推進的關(guān)于工程教育專業(yè)認證的重大改革，主要是為了確保工科專業(yè)的畢業(yè)生在畢業(yè)時能夠達到行業(yè)認可的質(zhì)量標準要求。在認證標準的畢業(yè)要求中，多次提及“復(fù)雜工程問題”[1]。而解決復(fù)雜工程問題的能力就成為評價畢業(yè)生能力達成度的核心。解決復(fù)雜工程問題的能力離不開學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，造就一批實踐能力和創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類型高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)，顯得格外重要[2]。

能源危機和環(huán)境污染成為當今時代討論的主題，節(jié)能減排、新能源、智慧能源、發(fā)動機、制冷等技術(shù)成為了各科研院校研究的主要方向，全國不少高校都開設(shè)了能源與動力工程專業(yè)，以培養(yǎng)能解決本專業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的人才[3]。而解決能源與動力工程專業(yè)復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)，主要通過理論教學環(huán)節(jié)和實踐教學環(huán)節(jié)完成，而實踐教學環(huán)節(jié)的目的是鍛煉學生綜合運用所學理論知識解決實際工程問題的能力。因此，面向能源與動力工程專業(yè)的工程實際，實踐教學的好壞直接決定培養(yǎng)目標是否達成。基于此，本文通過分析能源與動力工程專業(yè)實踐教學中存在的問題，對該專業(yè)實踐教學展開探討，從而得到有效的改革路徑，對于能源與動力工程專業(yè)認證和卓越工程師的培養(yǎng)有重要的指導(dǎo)意義。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 師生在實踐教學中的狀態(tài)

對于學生來說，在實驗、認識實習、生產(chǎn)實習等實踐教學過程中，主要以集體形式參與，部分學生蒙混過關(guān)的思想嚴重，學習態(tài)度散漫。特別是在生產(chǎn)實習中，實習單位考慮到人多和安全因素，一般不會讓學生參與到實際操作中，而是先安排企業(yè)文化、安全生產(chǎn)和生產(chǎn)工藝流程的學習，再到車間現(xiàn)場以講解的方式向?qū)W生介紹各零部件的加工流程和裝配流程。這種生產(chǎn)實習方式使學生參與度較低，部分學生存在走馬觀花的現(xiàn)象，達不到預(yù)期的效果。對于指導(dǎo)老師來說，由于帶隊老師較少，學生較多，指導(dǎo)老師主要關(guān)注學生在實習過程中的安全，沒有足夠精力去一一指導(dǎo)學生在實習中遇到的或想了解的專業(yè)理論和實際問題。此外，實習企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)與指導(dǎo)老師的專業(yè)領(lǐng)域不一定相符，導(dǎo)致老師不能從更貼近企業(yè)實際的專業(yè)角度去指導(dǎo)學生。在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)過程中，學生面臨較多的問題是圖紙設(shè)計。雖然在“機械制圖”課程中已通過制圖測繪等實踐過程進行了繪圖訓(xùn)練，但是也會因指導(dǎo)老師少，部分指導(dǎo)老師沒有實際的企業(yè)研發(fā)經(jīng)歷，主要側(cè)重于基礎(chǔ)研究并不擅長圖紙設(shè)計，而不能對每個學生的圖紙細節(jié)問題進行全面梳理和指導(dǎo)，從而使部分學生在一些圖紙細節(jié)問題上產(chǎn)生忽視和似懂非懂的狀態(tài)，不能到達預(yù)期的培養(yǎng)目標。

1.2 實踐教學體系不合理

實踐實習環(huán)節(jié)較薄弱，與課堂教學出現(xiàn)一定的脫節(jié)。在實踐教學內(nèi)容的設(shè)置和安排方面，與人才培養(yǎng)目標結(jié)合不夠。實驗、課程設(shè)計、實習實訓(xùn)等與教學內(nèi)容的連貫性不足，彼此分散獨立，不能很好地形成一個完整的教學體系。部分實踐模式與內(nèi)容沒有得到更新，不能有效激發(fā)學生的學習興趣，影響學生學習主動性、應(yīng)用創(chuàng)新能力和實踐技能的培養(yǎng)與提高。實踐教學考評比較落后。在實踐實習階段，大多以提交實習記錄為主，老師根據(jù)實習報告來給出成績，這種實習考核存在一定的局限性。另外，對于實習實訓(xùn)環(huán)節(jié)的監(jiān)管機制不夠健全，學生的實習活動不能有效地進行證實與監(jiān)管[4]。在畢業(yè)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)，學生選題比較盲目，一般優(yōu)先根據(jù)題目的字面意思選擇相對簡單的題目。畢業(yè)設(shè)計作為最重要的實踐環(huán)節(jié)之一，很多學生由于考研復(fù)習或者忙于找工作，并沒有及時地熟悉和研究自己所選課題，在最后幾個月的時間里匆忙找文獻、學軟件、確定方案和設(shè)計分析，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量不理想。一些教師喜歡根據(jù)自己的科研方向確定選題，部分內(nèi)容超出本專業(yè)本科生的知識結(jié)構(gòu)，學生對課題方向較陌生并無法理解課題的內(nèi)容，從而達不到復(fù)雜工程問題解決能力的培養(yǎng)目的[5]。

1.3 實踐教學條件不完善

在實踐教學的師資方面，目前本專業(yè)多為年輕教師，畢業(yè)后直接入校進行教學科研工作，大多數(shù)年輕老師未經(jīng)過專門的實踐教學技能培訓(xùn)，并缺乏相關(guān)企業(yè)的實踐經(jīng)驗與工作經(jīng)歷，對企業(yè)目前的生產(chǎn)模式、工程指標、設(shè)計標準、人才與專業(yè)實踐技能需求等方面都缺乏相應(yīng)了解。在實踐實習平臺方面，校內(nèi)沒有足夠的實習實訓(xùn)場地。實驗室一般根據(jù)理論課程設(shè)置進行相關(guān)建設(shè)，不利于學生實驗技能、綜合能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。科研實驗不能與課程實驗有機結(jié)合，多為演示型與驗證型實驗，導(dǎo)致學生在實驗環(huán)節(jié)只停留在認識實驗設(shè)備、操作設(shè)備和簡單數(shù)據(jù)記錄處理的層面，缺乏實驗設(shè)計能力、自主創(chuàng)新能力和分析解決問題的能力。校外實習基地較少并且基地的產(chǎn)品生產(chǎn)較單一，很多企業(yè)考慮到安全因素和自身的生產(chǎn)經(jīng)營不受影響，接待實習生的意愿不強。以湘潭大學機械工程學院為例，由于本專業(yè)歷屆學生在外實習的良好表現(xiàn)，省外某大型鍋爐廠成為了本專業(yè)的固定實習平臺，本地電廠為另一個長期合作的實習平臺。近年來，由于招生規(guī)模的擴大，本專業(yè)學生的數(shù)量增長較快，導(dǎo)致一家企業(yè)同時接納的實習學生過多，達不到實習的預(yù)期效果。因此，高校要充分利用當?shù)丶爸苓叺男袠I(yè)優(yōu)勢，建立新能源、汽車、發(fā)動機、工程機械等校企實習合作基地。

目前，有些高校為了響應(yīng)國家的“卓越計劃”，面對新工科背景下教學的改革要求，培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新意識和工程實踐能力，與企業(yè)聯(lián)合建立了校企聯(lián)合培養(yǎng)機制，一定程度上給實踐教學指出了一條有效途徑。但是，由于合作企業(yè)較少，企業(yè)安全生產(chǎn)管理、實習經(jīng)費緊張、合作機制不完善等一系列問題，加上每屆學生的人數(shù)較多，企業(yè)對此疲于應(yīng)付，并沒有實現(xiàn)產(chǎn)教研融合的初衷，達不到預(yù)期的效果[6]。

2 改進思路及探討

2.1 產(chǎn)教研融合機制和實踐教學平臺建設(shè)

產(chǎn)教研融合是目前高校教學與科研的重要方向。產(chǎn)教研是相輔相成的，企業(yè)重視的是產(chǎn)品的設(shè)計方法、工藝流程和產(chǎn)品的優(yōu)良性能，但存在很多關(guān)鍵技術(shù)問題，高校擅長理論研究、前沿技術(shù)研究、先進技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品性能提升，但缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗、新的設(shè)計理念和產(chǎn)品設(shè)計方法。所以，高校可以將企業(yè)的設(shè)計理念和方法引入到高校的教學當中，并通過合作解決企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)問題。教師通過與企業(yè)合作，開發(fā)基于工程的教學項目資源，設(shè)計教學案例，以項目為牽引，讓感興趣的學生參與到相關(guān)的項目當中，學習新技術(shù)、新工藝和新成果，并在實踐教學中學以致用。這樣，學生既熟悉了企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)流程、新技術(shù)和新方法，了解了行業(yè)的技術(shù)背景和發(fā)展趨勢，也激發(fā)了學生的學習興趣和科研愛好，明確了自己的發(fā)展方向。同時，高校也可以將得到的研究成果用于企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)和性能提升，促使產(chǎn)教研能良性循環(huán)。

為了卓越工程師的培養(yǎng)目標，實踐教學平臺應(yīng)以校外企業(yè)平臺為主，充分利用本地企業(yè)資源、校友企業(yè)資源以及專業(yè)教師在橫向課題中所合作的企業(yè)資源，建立多個能源與動力工程專業(yè)研究領(lǐng)域（包括新能源、節(jié)能減排、發(fā)動機、熱力發(fā)電廠、制冷等）相關(guān)的企業(yè)實習平臺或校企合作平臺。這樣，實踐實習平臺的數(shù)量增多了，學生參加實習的選擇性也增加了，學生可根據(jù)自己所熟悉的專業(yè)研究領(lǐng)域選擇自己理想的實習企業(yè)。一般可以實現(xiàn)5～10個學生進入一家企業(yè)進行實習，從而避免了多個學生在同一家企業(yè)實習中難以管理、監(jiān)督、評價等情況。企業(yè)導(dǎo)師、帶隊教師也方便進行一對一的輔導(dǎo)、答疑和實操教學，避免在車間走馬觀花的現(xiàn)象，提高學生實習的積極性和主動性，極大地增強了實習效果。

2.2 基于產(chǎn)教研融和的師資建設(shè)

適當增加“雙師”型教師，這些教師不僅具有豐富的實踐經(jīng)驗，同時又具備充足的理論知識，能夠擔當實踐教學主力軍的角色。此外，青年博士也可以在產(chǎn)教研融合的過程中，通過與企業(yè)的項目合作進入企業(yè)學習實踐經(jīng)驗，然后加入到實踐教學隊伍中。在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計過程中，可邀請企業(yè)導(dǎo)師（主要從事產(chǎn)品設(shè)計的導(dǎo)師）來校進行圖紙設(shè)計的授課，講解企業(yè)圖紙設(shè)計標準、規(guī)范和要求以及其他細節(jié)問題，如標注、三維轉(zhuǎn)二維等。

2.3 基于產(chǎn)教研融和的實踐體系改革

建立包含基礎(chǔ)實驗、綜合（設(shè)計）實驗、創(chuàng)新實驗、工程實驗的四模塊實驗教學體系，包含認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習的實習教學體系，課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計體系，以及參加大學生科技競賽和創(chuàng)新項目為輔助的實踐體系（學生自主申請和參與），形成以能力培養(yǎng)為核心，以提高工程實踐能力為目的，促進學生全面協(xié)調(diào)發(fā)展的實踐教學體系。

為了激勵和引導(dǎo)學生刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新、提高實踐能力和團隊協(xié)作精神，學生在大一階段通過在企業(yè)的認識實習，全面了解本專業(yè)的研究方向和行業(yè)背景，在心目中選擇自己今后想從事的領(lǐng)域和發(fā)展方向。各專業(yè)教師先將自己的科研課題以及與企業(yè)合作的科研課題按研究方向進行整理分類，并向?qū)W生介紹這些項目，然后學生選擇自己喜歡的課題，在完成各課程學習的同時，對課題所涉及的跨學科內(nèi)容進行學習，為畢業(yè)設(shè)計選題、大學生競賽項目和創(chuàng)新項目的選題做好準備。在學生被引入到合適的問題情境和科研環(huán)境后，根據(jù)學生所選定的課題方向來確定指導(dǎo)老師。這樣，學生根據(jù)喜好選擇的課題方向正是老師自己熟悉的研究領(lǐng)域，便于師生之間的交流溝通，使學生變被動為主動，激發(fā)學生好奇心，發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性。

大二階段，學生在所選研究課題方面已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)，在指導(dǎo)老師和研究生的指引下，探索分析解決問題的方法和思路，充分利用有項目合作的校外企業(yè)實習平臺，進入企業(yè)學習交流。此外，學生對階段性的成果進行報告撰寫、口頭匯報、論文撰寫和專利申請，大大提高學生的文字和口頭表達能力、書寫規(guī)范性和成就感。

大三階段，學生根據(jù)自己的專業(yè)知識、從事的研究方向和科研成果，可以自主參加大學生各類科技競賽，同時繼續(xù)堅持未完成的工作。生產(chǎn)實習前，學生根據(jù)自己從事或喜愛的研究領(lǐng)域，選擇對應(yīng)的企業(yè)實習平臺，然后在專業(yè)指導(dǎo)老師和企業(yè)導(dǎo)師帶領(lǐng)下（雙導(dǎo)師制），完成預(yù)定的實習計劃。

大四階段主要完成的是畢業(yè)設(shè)計實踐環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師即為大一科研入門階段確定的指導(dǎo)老師，畢業(yè)設(shè)計課題由指導(dǎo)老師提供，為學生所熟悉的研究課題或者科技競賽項目的“點子”，并主要來源于企業(yè)的工程實際。學生根據(jù)自大一以來所學的專業(yè)知識和科研積累進行選題。在畢業(yè)設(shè)計過程中，學生可以進入企業(yè)進行調(diào)研和收集素材，也可在不影響上課的情況下在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計。

3 結(jié)語

在專業(yè)認證的推動下，筆者針對能源與動力工程專業(yè)在實踐教學方面所存在的問題，基于產(chǎn)教研融合進行了實踐教學改革的探索。通過建立產(chǎn)教研融合機制，圍繞實踐教學平臺建設(shè)、師資建設(shè)和實踐教學體系進行了探討。在實踐教學平臺建設(shè)方面，應(yīng)以校外企業(yè)平臺為主，充分利用不同資源，增加校外實習平臺的數(shù)量。在師資建設(shè)方面，實行雙導(dǎo)師制。在實踐教學體系改革方面，要以科研項目為載體，實踐教學為途徑，圍繞企業(yè)-教師-學生開展產(chǎn)教研融合研究，建立和諧的校企聯(lián)合培養(yǎng)機制和較完善的實踐教學體系，實現(xiàn)校企雙贏和產(chǎn)教研良性循環(huán)，促進學生實踐能力的培養(yǎng)和發(fā)展?jié)摿Γ_到實踐教學以及與企業(yè)長期合作的目的，為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量提供有力支撐。