張良,羅常浩,焦興蓉,楊玉麒
(上海理工大學能源與動力工程學院,上海 200093)
基于習近平總書記對全國研究生教育工作作出重要指示以及2020年國家提出《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》[1],研究生教育需要著眼于培養面向行業發展的創新型應用型人才,在強化理論教學的同時需要與實踐教學緊密結合,通過校企合作培養其實踐能力。然而,當前由于本科階段的教學與培養目標是掌握基礎理論、專業基礎知識以及具備初步的科研能力。碩士研究生的培養目標則要求掌握對專業系統知識的熟練應用,同時對從事專業領域的具體科研工作具有一定的理解。兩個階段培養目標的側重點不同對本、研階段優勢互補形成一個相輔相成的有機整體和本研貫通的創新人才培養造成了一定的局限性。
現階段,本研一體化教學體系還存在以下幾個關鍵性問題:首先,教學內容傳統僵化,缺乏對學生的吸引力,應加大教學內容與社會發展的適配性;其次,以培養創新型人才為目的的本研一體化課程體系應積極調動老師及學生的學習熱情,以強化適應新的教學模式;最后,加強培養模式多元化建設,不斷完善創新實踐教學體系,為培養具備創新能力和實踐能力的高素質、復合型人才奠定基礎,為學科發展提供基礎服務條件[2]。
隨著工業技術及新的測試傳感技術的應用,原有制冷空調裝置測試技術課程體系需與時俱進,進行相應的優化,在對新本科階段課程內容擴充的基礎上,加強課程基礎理論、專業知識點與相關實際應用間的聯系,構建相對完整、優化的測試技術課程體系。在現代化工業進程中,互聯網技術進一步深入測試系統,傳統制冷測控技術涉及的數字信號處理、圖像顯示技術、傳感器技術等得到了大幅提升,這些技術作為熱動測控課程中內容的實際應用,與部分知識點間存在緊密的聯系,但也存在各課程內容重疊、知識點覆蓋面不廣、側重點不清等問題。
此外,如何在避免與研究生課程內容重復的前提下將模糊控制、人工智能等基于特定領域前沿技術與成果的新課程與原有課程統籌融合是優化本研一體化教育體系的當務之急。總之,在制冷測控技術與日俱進、持續發展的大環境下,測控方向的知識體系不斷完善更新,相關課程內容層見迭出,如果僅靠原有知識體系構架,不作改進優化,抑或是在原有基礎上進行簡單補充,無突破與創新,均可致使本研一體化教學體系混亂、課程邏輯不清、課程內容重復、重點要點不明確等問題,進而模糊學生基礎判斷與邏輯思維能力,影響知識結構框架的完整性,限制創新型、復合型制冷測控技術人才的培養。因此,本研課程體系的一體化融合設計至關重要。
在新的技術、新的制造工藝層出不窮,知識迭代更新越來越快,限于現有教學大綱的約束本科教學形成了課堂上教學的傳統知識與現下實際應用技術和行業聚焦的熱門先進技術存在一定的差距,造成大批學生學非所用、用非所學的現象[3]。目前,制冷空調裝置測試技術的相關教材涵蓋教學內容并不全面,部分太側重于控制理論,部分太側重于制冷原理,但其內容均已相對滯后。在課程教學期間學生的學習熱情和積極性不高,也無法與實際應用相結合。例如,應用于航天、生物技術以及新能源汽車行業的制冷空調技術能在本科課程體系中進行相關應用介紹,在研究生學習階段進行深入講解,對拓展學生知識結構、激發其學習興趣,使學生更好地接觸和適應快速更新的知識體系,也能更快地融入研究生階段的學習。
高校在探索本研一體化創新人才培養的目的就是弱化各方的劣勢,擴大彼此的優勢,使教學適應行業發展需要,發揮出更大的促進作用。基于此,從以下幾個方面具體展開本研一體化的實踐教學體系建設,即課程體系、培養模式、實踐教學等,主要方案路線見圖1。

圖1 基于實踐教學本研一體化建設方案
本研一體化教學本質是要求打通本科教學與研究生教學之間的壁壘,使學生再有更多的精力進行科研創新。課程體系建設需要明確本研一體化教學的目的,重新梳理本科和研究生階段各門課程的內容大綱,分析知識結構對促進教育縱深發展、培養具有研究性、競爭性、創新性人才的作用,同時課程體系的建設要基于厚基礎、重實踐、重研究的基礎上進行課程體系和教學內容的修訂。當前制冷空調裝置測控技術在本科階段的課程為“制冷裝置自動化”,研究生階段的課程為“制冷空調裝置測試技術”,本研課程存在教學模式單一、內容重復單調、理論知識橫向覆蓋面廣但縱向涉及較少、缺乏綜合應用、案例陳舊、與實際應用脫節等問題,而研究生階段教學內容過于寬泛,短期內難以全部掌握。為了深化教育體系改革、加大人才培養力度、強化人才培養質量、提高教學水平、增強教學效果,教學團隊對于本科課程內容拓展其知識面,對研究生階段選取經典項目案例進行了多維度、實踐性的優化設計,確保實現滿足國家戰略以及社會產業需要的創新型化學及相關交叉學科人才為根本目標[4][5]。
近年來,對本科教學的重視,上海理工大學的教學內容及形式側重以學生為中心,教學內容及模式基于研究型大學開展了提升本科教學質量的教育改革。一方面,參考世界一流大學的核心辦學理念,即科教融合,正確認識科學研究與人才培養間的本質聯系,將科研優勢轉變為學科優勢,為本科生提供更多、更高質量的科研資源,豐富其研究性學習經歷。另一方面,當前社會需要大量的具有扎實的專業基礎、寬廣的科學知識、較強的創新意識和實踐能力的高素質工程科技人才,較強的創新意識和實踐能力是工程科技人才應具有的最核心素質和能力。如何建設高效能的校內外本研一體化實踐教學基地,已成為當前創新型、復合型、應用型人才培養過程中所面臨的重要課題。
鑒于此,基于實踐的研究性教學能夠將科研資源優勢轉化為人才培養優勢,更好地服務企業產品研發戰略和社會經濟發展,課程團隊面向當前社會對工程科技人才的素質需求,針對本研一體教學課程教學所涉及的部件、整體系統等與相關企業簽訂了實踐教學培養協議,避免了本科生和研究生培養過程中分別建立各自相對獨立的實踐教學基地,為提升學院人才培養質量提供了基礎條件。
在整個本研一體化課程教學過程中,處理教學方式改進的考核方式也應相應地進行變革,如何通過考核方式提高學習興趣和積極性是促進教學成效的重要途徑。課程教學團隊在考核設計時充分考慮現有本研階段考核方式的長處,例如,研究生考核引入本科階段的多次過程化考核方式,而本科教學引入論文、報告等各種思考性、開放性考核方式,在多種手段下肯定和促進學生的學習,同時能夠更好地掌握教學的效果。在教學過程中以卷面考核為基礎,以實驗設計、合作匯報、創新訓練、仿真實踐等手段為輔助,綜合評價學生的基礎知識掌握與專業能力開發,在提升學習能力與專業素養的同時,激發學習熱情,形成動態的良性循環。
針對制冷空調裝置測試技術屬于專業課程,根據教學內容涉及的設備、技術手段,同時結合教學基地建設需求,選擇符合基本條件并有合作意向的相關單位,教學團隊與企業技術負責人進行溝通論證,將教學涉及的內容和詳細的建設方案報學校教務部備案,與教學基地所在單位簽訂《本研一體化教學實踐基地合作協議》。協議書包括雙方合作目的和建設目標、雙方應承擔的責任和義務等方面的內容。同時,需要完善校外實踐教學基地管理制度,由校企雙方人員共同承擔基地的教學任務和管理工作。定期專題研究校外實訓基地建設與管理工作,制定目標、落實責任、績效考核、動態調整[6]。學院需加強對基地的管理,建立聯系制度,建立學年實踐教學計劃,使基地實踐育人作用得到真正發揮;實踐基地所在企事業單位要遵守協議,保障經費落實,保障實踐教學開展的人力、物力資源[7]。
隨著工業技術計算機互聯網、人工智能以及自動化技術的高速發展,其在制冷裝置測試相關領域的應用日新月異。通過以學生綜合素養導向的本研一體化課程體系設計與基于校外實踐教學知識體系增量式迭代更新,能夠實現制冷裝置測試技術的本研一體化課程體系設計與優化。課程授課的教學質量和學生的綜合能力顯著提升的同時,為不同領域本科生和研究生的素質教育與專業技能提升奠定基礎,為培養高質量、創新型人才提供有效參考。同時,與企業的緊密聯合不僅為提高企業制冷測控技術自主創新能力提供更全面的技術支持,推動傳統產業的升級轉型,促進高技術產業、戰略性新興產業的發展;教學與生產實踐的結合也有助于企業技術創新、成果轉化和技術攻關。