基于产教研融合的能源与动力工程专业实践教学改革思路

作者:查重猫     发表时间:2021-06-30 06:08:03   浏览次数:81



  摘要:本文以能源与动力工程专业为研究对象,在分析专业实践教学现状的基础上,找出实践教学中存在的各种问题,探索了以科研项目为载体,实践教学为途径,围绕企业-教师-学生开展产教研融合机制。从产教研融合视角对实践教学的实践平台、师资和实践体系进行改革和探讨,从而得到有效的改革途径和思路,为工程教育的人才培养提供参考。

  关键词:产教研;能源与动力工程;实践教学;改革思路

  0 引言

  毋庸置疑,当前我国高等教育正在推进的关于工程教育专业认证的重大改革,主要是为了确保工科专业的毕业生在毕业时能够达到行业认可的质量标准要求。在认证标准的毕业要求中,多次提及“复杂工程问题”[1]。而解决复杂工程问题的能力就成为评价毕业生能力达成度的核心。解决复杂工程问题的能力离不开学生实践能力和创新能力的培养。因此,造就一批实践能力和创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型高质量工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,显得格外重要[2]。

  能源危机和环境污染成为当今时代讨论的主题,节能减排、新能源、智慧能源、发动机、制冷等技术成为了各科研院校研究的主要方向,全国不少高校都开设了能源与动力工程专业,以培养能解决本专业领域复杂工程问题的人才[3]。而解决能源与动力工程专业复杂工程问题的能力培养,主要通过理论教学环节和实践教学环节完成,而实践教学环节的目的是锻炼学生综合运用所学理论知识解决实际工程问题的能力。因此,面向能源与动力工程专业的工程实际,实践教学的好坏直接决定培养目标是否达成。基于此,本文通过分析能源与动力工程专业实践教学中存在的问题,对该专业实践教学展开探讨,从而得到有效的改革路径,对于能源与动力工程专业认证和卓越工程师的培养有重要的指导意义。

  1 现状分析

  1.1师生在实践教学中的状态

  对于学生来说,在实验、认识实习、生产实习等实践教学过程中,主要以集体形式参与,部分学生蒙混过关的思想严重,学习态度散漫。特别是在生产实习中,实习单位考虑到人多和安全因素,一般不会让学生参与到实际操作中,而是先安排企业文化、安全生产和生产工艺流程的学习,再到车间现场以讲解的方式向学生介绍各零部件的加工流程和装配流程。这种生产实习方式使学生参与度较低,部分学生存在走马观花的现象,达不到预期的效果。对于指导老师来说,由于带队老师较少,学生较多,指导老师主要关注学生在实习过程中的安全,没有足够精力去一一指导学生在实习中遇到的或想了解的专业理论和实际问题。此外,实习企业的生产研发与指导老师的专业领域不一定相符,导致老师不能从更贴近企业实际的专业角度去指导学生。在课程设计和毕业设计的指导过程中,学生面临较多的问题是图纸设计。虽然在“机械制图”课程中已通过制图测绘等实践过程进行了绘图训练,但是也会因指导老师少,部分指导老师没有实际的企业研发经历,主要侧重于基础研究并不擅长图纸设计,而不能对每个学生的图纸细节问题进行全面梳理和指导,从而使部分学生在一些图纸细节问题上产生忽视和似懂非懂的状态,不能到达预期的培养目标。

  1.2实践教学体系不合理

  实践实习环节较薄弱,与课堂教学出现一定的脱节。在实践教学内容的设置和安排方面,与人才培养目标结合不够。实验、课程设计、实习实训等与教学内容的连贯性不足,彼此分散独立,不能很好地形成一个完整的教学体系。部分实践模式与内容没有得到更新,不能有效激发学生的学习兴趣,影响学生学习主动性、应用创新能力和实践技能的培养与提高。实践教学考评比较落后。在实践实习阶段,大多以提交实习记录为主,老师根据实习报告来给出成绩,这种实习考核存在一定的局限性。另外,对于实习实训环节的监管机制不够健全,学生的实习活动不能有效地进行证实与监管[4]。在毕业设计实践环节,学生选题比较盲目,一般优先根据题目的字面意思选择相对简单的题目。毕业设计作为最重要的实践环节之一,很多学生由于考研复习或者忙于找工作,并没有及时地熟悉和研究自己所选课题,在最后几个月的时间里匆忙找文献、学软件、确定方案和设计分析,导致毕业设计的质量不理想。一些教师喜欢根据自己的科研方向确定选题,部分内容超出本专业本科生的知识结构,学生对课题方向较陌生并无法理解课题的内容,从而达不到复杂工程问题解决能力的培养目的[5]。

  1.3实践教学条件不完善

  在实践教学的师资方面,目前本专业多为年轻教师,毕业后直接入校进行教学科研工作,大多数年轻老师未经过专门的实践教学技能培训,并缺乏相关企业的实践经验与工作经历,对企业目前的生产模式、工程指标、设计标准、人才与专业实践技能需求等方面都缺乏相应了解。在实践实习平台方面,校内没有足够的实习实训场地。实验室一般根据理论课程设置进行相关建设,不利于学生实验技能、综合能力以及创新能力的培养。科研实验不能与课程实验有机结合,多为演示型与验证型实验,导致学生在实验环节只停留在认识实验设备、操作设备和简单数据记录处理的层面,缺乏实验设计能力、自主创新能力和分析解决问题的能力。校外实习基地较少并且基地的产品生产较单一,很多企业考虑到安全因素和自身的生产经营不受影响,接待实习生的意愿不强。以湘潭大学机械工程学院为例,由于本专业历届学生在外实习的良好表现,省外某大型锅炉厂成为了本专业的固定实习平台,本地电厂为另一个长期合作的实习平台。近年来,由于招生规模的扩大,本专业学生的数量增长较快,导致一家企业同时接纳的实习学生过多,达不到实习的预期效果。因此,高校要充分利用当地及周边的行业优势,建立新能源、汽车、发动机、工程机械等校企实习合作基地。

  目前,有些高校为了响应国家的“卓越计划”,面对新工科背景下教学的改革要求,培养学生的工程创新意识和工程实践能力,与企业联合建立了校企联合培养机制,一定程度上给实践教学指出了一条有效途径。但是,由于合作企业较少,企业安全生产管理、实习经费紧张、合作机制不完善等一系列问题,加上每届学生的人数较多,企业对此疲于应付,并没有实现产教研融合的初衷,达不到预期的效果[6]。

  2 改进思路及探讨

  2.1产教研融合机制和实践教学平台建设

  产教研融合是目前高校教学与科研的重要方向。产教研是相辅相成的,企业重视的是产品的设计方法、工艺流程和产品的优良性能,但存在很多关键技术问题,高校擅长理论研究、前沿技术研究、先进技术攻关和产品性能提升,但缺乏生产实践经验、新的设计理念和产品设计方法。所以,高校可以将企业的设计理念和方法引入到高校的教学当中,并通过合作解决企业的关键技术问题。教师通过与企业合作,开发基于工程的教学项目资源,设计教学案例,以项目为牵引,让感兴趣的学生参与到相关的项目当中,学习新技术、新工艺和新成果,并在实践教学中学以致用。这样,学生既熟悉了企业产品的设计和生产流程、新技术和新方法,了解了行业的技术背景和发展趋势,也激发了学生的学习兴趣和科研爱好,明确了自己的发展方向。同时,高校也可以将得到的研究成果用于企业产品开发和性能提升,促使产教研能良性循环。

  为了卓越工程师的培养目标,实践教学平台应以校外企业平台为主,充分利用本地企业资源、校友企业资源以及专业教师在横向课题中所合作的企业资源,建立多个能源与动力工程专业研究领域(包括新能源、节能减排、发动机、热力发电厂、制冷等)相关的企业实习平台或校企合作平台。这样,实践实习平台的数量增多了,学生参加实习的选择性也增加了,学生可根据自己所熟悉的专业研究领域选择自己理想的实习企业。一般可以实现5~10个学生进入一家企业进行实习,从而避免了多个学生在同一家企业实习中难以管理、监督、评价等情况。企业导师、带队教师也方便进行一对一的辅导、答疑和实操教学,避免在车间走马观花的现象,提高学生实习的积极性和主动性,极大地增强了实习效果。

  2.2基于产教研融和的师资建设

  适当增加“双师”型教师,这些教师不仅具有丰富的实践经验,同时又具备充足的理论知识,能够担当实践教学主力军的角色。此外,青年博士也可以在产教研融合的过程中,通过与企业的项目合作进入企业学习实践经验,然后加入到实践教学队伍中。在课程设计和毕业设计过程中,可邀请企业导师(主要从事产品设计的导师)来校进行图纸设计的授课,讲解企业图纸设计标准、规范和要求以及其他细节问题,如标注、三维转二维等。

  2.3基于产教研融和的实践体系改革

  建立包含基础实验、综合(设计)实验、创新实验、工程实验的四模块实验教学体系,包含认识实习、生产实习、毕业实习的实习教学体系,课程设计和毕业设计体系,以及参加大学生科技竞赛和创新项目为辅助的实践体系(学生自主申请和参与),形成以能力培养为核心,以提高工程实践能力为目的,促进学生全面协调发展的实践教学体系。

  为了激励和引导学生刻苦钻研、勇于创新、提高实践能力和团队协作精神,学生在大一阶段通过在企业的认识实习,全面了解本专业的研究方向和行业背景,在心目中选择自己今后想从事的领域和发展方向。各专业教师先将自己的科研课题以及与企业合作的科研课题按研究方向进行整理分类,并向学生介绍这些项目,然后学生选择自己喜欢的课题,在完成各课程学习的同时,对课题所涉及的跨学科内容进行学习,为毕业设计选题、大学生竞赛项目和创新项目的选题做好准备。在学生被引入到合适的问题情境和科研环境后,根据学生所选定的课题方向来确定指导老师。这样,学生根据喜好选择的课题方向正是老师自己熟悉的研究领域,便于师生之间的交流沟通,使学生变被动为主动,激发学生好奇心,发挥学生的主观能动性和创造性。大二阶段,学生在所选研究课题方面已经具备了一定的基础,在指导老师和研究生的指引下,探索分析解决问题的方法和思路,充分利用有项目合作的校外企业实习平台,进入企业学习交流。此外,学生对阶段性的成果进行报告撰写、口头汇报、论文撰写和专利申请,大大提高学生的文字和口头表达能力、书写规范性和成就感。

  大三阶段,学生根据自己的专业知识、从事的研究方向和科研成果,可以自主参加大学生各类科技竞赛,同时继续坚持未完成的工作。生产实习前,学生根据自己从事或喜爱的研究领域,选择对应的企业实习平台,然后在专业指导老师和企业导师带领下(双导师制),完成预定的实习计划。

  大四阶段主要完成的是毕业设计实践环节,毕业设计指导老师即为大一科研入门阶段确定的指导老师,毕业设计课题由指导老师提供,为学生所熟悉的研究课题或者科技竞赛项目的“点子”,并主要来源于企业的工程实际。学生根据自大一以来所学的专业知识和科研积累进行选题。在毕业设计过程中,学生可以进入企业进行调研和收集素材,也可在不影响上课的情况下在企业完成毕业设计。

  相关论文您还可以了解:产教融合背景下高职院校市场营销专业人才培养模式研究

  3 结语

  在专业认证的推动下,笔者针对能源与动力工程专业在实践教学方面所存在的问题,基于产教研融合进行了实践教学改革的探索。通过建立产教研融合机制,围绕实践教学平台建设、师资建设和实践教学体系进行了探讨。在实践教学平台建设方面,应以校外企业平台为主,充分利用不同资源,增加校外实习平台的数量。在师资建设方面,实行双导师制。在实践教学体系改革方面,要以科研项目为载体,实践教学为途径,围绕企业-教师-学生开展产教研融合研究,建立和谐的校企联合培养机制和较完善的实践教学体系,实现校企双赢和产教研良性循环,促进学生实践能力的培养和发展潜力,达到实践教学以及与企业长期合作的目的,为提高人才培养质量提供有力支撑。——论文作者:左青松,张彬,卢海山,朱国辉

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