淺談能源動力專業(yè)人才培養(yǎng)模式-基于CDIO理念
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基于CDIO理念的能源動力專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討
一、概述
當(dāng)今世界，能源和環(huán)境是目前世界各國所面臨的頭等重大的科技與社會問題，而相關(guān)專業(yè)人才資源會成為推動經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略性資源。培養(yǎng)高素質(zhì)的具有創(chuàng)新意識的能源工程應(yīng)用型專業(yè)人才是我們義不容辭的責(zé)任。2012年9月，教育部頒布實施新的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》，熱能與動力工程本科專業(yè)更名為能源與動力工程專業(yè)，可見專業(yè)名稱所賦予的內(nèi)涵更加廣闊和深遠，從而也說明隨著能源動力科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和新問題的提出，需要培養(yǎng)更加適合社會所需的人才，由此有必要對能源動力專業(yè)人才的培養(yǎng)模式進行改革與實踐，培養(yǎng)適應(yīng)21世紀社會發(fā)展需要的高級應(yīng)用型人才，對推動我國執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的意義。
目前正處于信息化的時代，各方面技術(shù)的發(fā)展也是日新月異，能源動力學(xué)科所應(yīng)用的范圍、涉及的領(lǐng)域更加廣闊。由此培養(yǎng)方案的制定必須堅持按大類培養(yǎng)原則，體現(xiàn)本科專業(yè)通識教育思想，使學(xué)生不僅僅局限于傳統(tǒng)的研究對象，還要有比較堅實的知識基礎(chǔ)、比較廣的知識面和一定的能力儲備。[1]CDIO工程教學(xué)理念是國際工程教育與人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式。美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家理工學(xué)院等4所大學(xué)組成的工程教育改革研究團隊提出、持續(xù)發(fā)展和倡導(dǎo)了全新的CDIO即構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行的工程教育理念和以能力培養(yǎng)為目標的CDIO理念。CDIO模式強調(diào)綜合的創(chuàng)新能力，與社會大環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，同時更關(guān)注工程實踐，加強培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。[2]文獻[1，3-4]指出的所謂“回歸工程”，是指建立在科學(xué)與技術(shù)之上的包括多種因素的大工程含義。這就需要對能源動力專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進行革新來實現(xiàn)。
天津城建大學(xué)于2000年成立熱能與動力工程本科專業(yè)，多年來，我們對專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系進行了多次完善和改革創(chuàng)新。而且在課程建設(shè)方面取得了顯著成果。但在提高學(xué)生工程素質(zhì)和能力培養(yǎng)質(zhì)量方面，尤其是實施過程的規(guī)劃和設(shè)計，有待進一步深入探討。本文基于CDIO理念，將構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)的每個階段，探索反映工程本質(zhì)的教育理念與知識技能訓(xùn)練相融合的人才培養(yǎng)模式及其實施方案，并完善相應(yīng)的課程體系，使畢業(yè)生具備較高的工程素質(zhì)和能力，更好地服務(wù)于天津經(jīng)濟的發(fā)展和濱海新區(qū)的建設(shè)，以及滿足周邊地區(qū)乃至全國對能源動力類人才培養(yǎng)的需求。
二、人才培養(yǎng)目標和要求
1.培養(yǎng)目標
本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)國家和社會經(jīng)濟發(fā)展和建設(shè)需要的、德智體美全面發(fā)展的、具備能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化、利用與動力系統(tǒng)研發(fā)基本理論和應(yīng)用技本文由畢業(yè)論文網(wǎng)http://m.78375555.com收集整理術(shù)，以及具有節(jié)能減排理念，能在工業(yè)與民用等領(lǐng)域從事城市能源供應(yīng)與利用、新能源工程、制冷空調(diào)等方面的生產(chǎn)、開發(fā)、設(shè)計、管理以及科學(xué)研究工作的高級應(yīng)用型人才。
2.培養(yǎng)要求
作為地方院校，應(yīng)當(dāng)堅持與地方經(jīng)濟建設(shè)緊密結(jié)合，面向基層，服務(wù)地方區(qū)域，在人才培養(yǎng)中首先應(yīng)當(dāng)找準人才培養(yǎng)定位，突出專業(yè)特色。[5]
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)，接受現(xiàn)代科學(xué)與工程的基本訓(xùn)練，掌握能源、熱科學(xué)及動力系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，掌握計算機及控制技術(shù)等現(xiàn)代工具，具備從事節(jié)能、制冷、動力、環(huán)保和新能源開發(fā)利用等領(lǐng)域的研究開發(fā)、設(shè)計制造和應(yīng)用管理所必須的工程技術(shù)知識，初步具有應(yīng)用所學(xué)知識提出、分析及解決本專業(yè)領(lǐng)域問題的能力。
三、人才培養(yǎng)實施方案
擬將學(xué)生的培養(yǎng)分成四個階段（四個學(xué)年），在每個階段以工程項目為主線，學(xué)生經(jīng)歷CDIO的完整實訓(xùn)過程，與相應(yīng)的核心知識點相關(guān)聯(lián)。即從工程流程出發(fā)，將課程體系融合在工程教育流程中，使得課程體系不再是簡單的疊加，而是有機的綜合化。
第一學(xué)年：接受早期CDIO體驗。通過開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課，讓學(xué)生了解能源專業(yè)的發(fā)展動態(tài)，初步了解一般能源系統(tǒng)的構(gòu)成；在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，制定個人學(xué)習(xí)及職業(yè)生涯的初步規(guī)劃。
第二學(xué)年：接受初級CDIO體驗。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過認識實習(xí)、實驗室參觀調(diào)研，了解一般能源系統(tǒng)“構(gòu)建—設(shè)計—實現(xiàn)—運行”的基本內(nèi)容。
第三學(xué)年：接受中級CDIO體驗。學(xué)生以小組為單位進行現(xiàn)場專業(yè)實訓(xùn)，初步完成對一個具體的能源系統(tǒng)進行“構(gòu)建—設(shè)計—實現(xiàn)—運行”的完整過程，即通過學(xué)習(xí)專業(yè)課程，先對設(shè)備的設(shè)計進行實訓(xùn)，進而開展系統(tǒng)的設(shè)計，而且使這兩個設(shè)計之間進行有機的結(jié)合。
第四學(xué)年：接受高級CDIO體驗。在第一學(xué)期，主要針對學(xué)過的專業(yè)課程進行課程設(shè)計群的實訓(xùn)。將2～3門專業(yè)課程的設(shè)計內(nèi)容整合成一個綜合的設(shè)計項目，讓學(xué)生將所學(xué)課程之間的知識進行有機結(jié)合，設(shè)計一個工程項目。在第二學(xué)期，學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計進行綜合項目設(shè)計，應(yīng)用所學(xué)課程解決實際問題。學(xué)生首先通過畢業(yè)實習(xí)對實際工程進行調(diào)研，提出設(shè)計方案。
四、人才培養(yǎng)措施
1.調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)
文獻[5]中提到不同的院校各有特色，主要表現(xiàn)為不同專業(yè)方向，服務(wù)于不同的工程技術(shù)領(lǐng)域。我們緊緊圍繞本學(xué)校的辦學(xué)理念，結(jié)合天津地區(qū)的經(jīng)濟和行業(yè)的發(fā)展趨勢，對專業(yè)方向進行了調(diào)整。在2006級培養(yǎng)方案中，專業(yè)方向為熱力發(fā)電廠工程和制冷與空調(diào)工程，相應(yīng)的專業(yè)必修課分成兩個模塊供學(xué)生選擇。在2010級培養(yǎng)方案修訂過程中，專業(yè)方向調(diào)整為：城市熱力工程和制冷與空調(diào)工程。兩個專業(yè)方向必修課程采用了交叉捆綁的方式，都是把另一方向的主要課程進行了整合。熱能與動力工程專業(yè)更名為能源與動力工程專業(yè)后，在2013級培養(yǎng)方案修訂過程中，依然沿用2010級培養(yǎng)方案中的兩個專業(yè)方向：城市熱力工程和制冷與空調(diào)工程，但是對課程體系進行了修訂，目的是為了拓寬學(xué)生的知識面，更加適應(yīng)社會的需求。
2.課程教學(xué)體系完善與優(yōu)化
能源與動力工程專業(yè)廣泛應(yīng)用于能源、動力、建筑、環(huán)保等許多領(lǐng)域。學(xué)生四年在校學(xué)習(xí)過程中，針對四個階段的CDIO實訓(xùn)，完善配套的課程體系建設(shè)，優(yōu)化理論教學(xué)和實踐教學(xué)體系。在專業(yè)課程體系中貫徹CDIO理念及標準，整個課程體系以實際工程項目為主線，把培養(yǎng)目標融入到教學(xué)過程中。專業(yè)培養(yǎng)方案包括公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)模塊課程、專業(yè)選修課程以及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用和實踐能力，使學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)得到穩(wěn)步提升。
在2010級培養(yǎng)方案修訂過程中，兩個專業(yè)方向必修課程采用了交叉捆綁的方式，即在城市熱力工程方向中捆綁了“制冷系統(tǒng)與設(shè)備”課程；而在制冷與空調(diào)工程方向中捆綁了“熱電廠系統(tǒng)與設(shè)備”課程，都是把另一方向的主要課程進行了整合。在2013級培養(yǎng)方案修訂過程中，進一步對課程體系進行了修訂和完善。拓寬了學(xué)生的就業(yè)面，提高了畢業(yè)生與社會用人需求的適應(yīng)性。另外，開設(shè)有一定數(shù)量的專業(yè)選修課，有利于擴大學(xué)生的知識面，適應(yīng)社會對擇業(yè)的不同要求。
在實踐教學(xué)方面不斷強化，主要包括認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)，共41周。充分挖掘現(xiàn)有實驗設(shè)備潛力，進一步完善實驗教學(xué)體系和實驗教學(xué)平臺，提高實驗教學(xué)質(zhì)量及效果。能源與動力工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗都已經(jīng)采取了獨立設(shè)課的方式，分為綜合性、演示性和設(shè)計性實驗，有些實驗是必做，有些實驗是選做，培養(yǎng)了學(xué)生的自主性和實踐創(chuàng)新能力。另外，在2013級培養(yǎng)方案中增加了課程設(shè)計的門數(shù)和總學(xué)時，課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計題目大都來自于工程實踐。學(xué)院實驗中心還建有實驗實訓(xùn)平臺，可以培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的動手能力和自主創(chuàng)新。從2012級學(xué)生開始，還設(shè)立了班導(dǎo)師制，定期指導(dǎo)學(xué)生參加科研活動、行業(yè)比賽、挑戰(zhàn)杯以及大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目等科技活動。
3.改革教學(xué)內(nèi)容和方法
隨時跟蹤國內(nèi)外本學(xué)科的最新發(fā)展，了解能源動力行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，吸取其他兄弟院校的經(jīng)驗，不斷完善優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，增加適應(yīng)社會發(fā)展的新知識和新技術(shù)等，保持教學(xué)內(nèi)容的先進性和適用性。
在教學(xué)方法與教學(xué)手段方面，以先進的教學(xué)理念指導(dǎo)教學(xué)方法的改革；靈活運用多種教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進學(xué)生學(xué)習(xí)能力發(fā)展；協(xié)調(diào)傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用，并做好與課程的整合。教學(xué)方法要有利于激發(fā)和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，開展探索性教學(xué)方法。[6]為了實施探索性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，尤其是專業(yè)課程，采取問題式教學(xué)方式，即針對教學(xué)內(nèi)容，從工程實際、日常生活或最新發(fā)展技術(shù)中提煉出能引起學(xué)生濃厚興趣且能夠加強學(xué)生對重點或難點知識理解的一個課題，在課上結(jié)合教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生展開課題的思考、分析和研究，使學(xué)生在每一堂課上在探索中“聽”課、學(xué)習(xí)。并且建立完善專業(yè)核心課程教學(xué)網(wǎng)站，優(yōu)化組合教學(xué)資源，建設(shè)豐富的教學(xué)輔助資料，為學(xué)生課余時間的探索性學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。
4.完善實踐教學(xué)平臺
強化學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)，與實踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。通過充分挖掘現(xiàn)有實驗設(shè)備潛力，進一步完善實驗教學(xué)體系和實驗教學(xué)平臺，提高實驗教學(xué)質(zhì)量及效果。在實驗教學(xué)組織上采取開放實驗教學(xué)與傳統(tǒng)的集中實驗教學(xué)相結(jié)合的方式，并開放實驗室，加強學(xué)生實驗技能培養(yǎng)，重視在實踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，重新編制了與之相配合的實驗指導(dǎo)書。
五、結(jié)束語
作為天津市地方性高等院校，根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟和行業(yè)發(fā)展需求，合理定位人才培養(yǎng)層次，結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)理念和自身發(fā)展特點，不斷完善和修改培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程體系，改革人才培養(yǎng)模式。通過將CDIO現(xiàn)代工程教育理念引入能源與動力專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，將構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)的每個階段，探索反映工程本質(zhì)的教育理念與知識技能訓(xùn)練相融合的人才培養(yǎng)模式及其實施方案，并完善相應(yīng)的課程體系，使畢業(yè)生具備較高的工程素質(zhì)和能力，更好地服務(wù)于天津經(jīng)濟的發(fā)展和濱海新區(qū)的建設(shè)，以及滿足周邊地區(qū)乃至全國對能源動力類人才培養(yǎng)的需求。
