能源动力类专业实践教学内容体系的改革与探索

　　能源动力类专业实践教学内容体系的改革与探索
　　诺贝尔奖获得者李振道先生在西北师范大学百年校庆典礼上提出：“培养青年人才，不能仅依靠课堂教学和靠高科技工具，人才的培养要在实践当中去培养，在培养的过程中，使学生变成老师的助手。”[1]由此可见，实践教学作为创新型人才培养中的重要环节，对于提高学生综合素质、培养创新能力，具有不可替代的重要作用。
　　实践教学环节包括实验操作、生产实习、毕业设计、毕业实习等环节，是对学生实际操作能力培养的重要环节之一，也是教学质量最直观的反映。尤其对高等工科院校而言，要培养高素质应用型人才，更应重视实践教学。只有通过实践操作，才能使学生在实践中检验所学知识，发现新的问题，掌握科学方法，培养创新意识，从而提升综合素质。因此，加强实践教学是提高人才培养质量的关键环节，也是培养理论与实践相结合的创新型人才的有效途径之一。[2]
　　一、能源动力类专业实践教学改革的必要性
　　近年来，高等院校对实践性教学环节的重要性的认识逐年提高，实践性环节的教学条件逐年改善，教学效果也有所改善。但是，国内高校特别是一般高校在实践性环节教学中依然存在以下困难与不足：[2]
　　1.对实践性环节的重要性普遍认识仍不够到位
　　认为实践教学仅仅是为了巩固理论教学的辅助手段，使实践教学缺乏设计性、创新性。学生实验时往往是简单的“依样画葫芦”，单纯依据指定的操作步骤完成实验内容，提交实验报告，仅仅是掌握了最简单的操作技术，而忽略了对学生创新能力的培养。
　　2.实践性教学环节所占时间比例偏小，难以达到培养学生综合能力的目标
　　近几年来，工科专业教学计划中实践性环节所占比例有明显的增加。但总体来看，集中实践环节教学的总周数占总教学周数的比例约为20%左右，仍然偏低；特别是课程教学中，大部分课程实验学时数占该课程总学时数的比例只有10%左右，而在欧美国家，这个比例可占30% 50%，甚至更高。
　　3.项目设置欠合理，内容陈旧，信息量小，学生反映收获不大
　　几十年来，大学工科专业实践性环节的教学内容变化很小，套路基本不变。现以某院校热能与动力工程专业的实践性环节为例进行分析。
　　（1）该专业的金工实习工种设置为车、钳、刨、铣、磨、焊接、热处理，实际操作以钳工为主，车、焊接次之。这种做法坚持了几十年，基本没有变化和创新，现代加工技术以及非金属材料的加工未列入教学内容。
　　（2）机械零件设计、锅炉原理、汽轮机原理、热力发电厂四门课程安排了课程设计，但设计内容年年相同，每个学生的设计成果基本一样，无法真正培养学生的创新能力、动手能力、独立分析问题和解决问题的能力。
　　（4）生产实习和毕业实习虽然在时间、场地方面得到了保证，但由于经费紧张，学生只能整班地安排在较近的某一个企业内实习，人员拥挤；企业因安全生产的需要，不能让学生进行实际操作，从而达不到
　　预期效果。
　　（5）毕业设计是最为重要、安排时间最长的实践性环节，也是最为重视的实践性环节。目前，毕业设计因师资力量、设计场地和条件等方面的原因，导致部分选题在前沿性、创新性、综合性等方面达不到要求；少数教师在指导毕业设计过程中只注重对具体问题本身的解决，忽视了对学生研究方法的指导和能力的培养。
　　4.方法和手段落后
　　实践性教学环节使用的方法和手段有些仍然比较落后，计算机技术、多媒体技术、本领域内的优化设计软件平台等新的设计手段和方法应用得比较少。如，在进行课程设计时，学生的大部分时间花在重复性手算上，变成了计算工具，而不是将主要精力放在设计方案的拟定、分析比较、方案优化上。长期以来，课程设计在培养学生独立分析问题、综合问题能力以及创新能力方面是不令人满意的。又如课程实验教学，从检测方法和手段到实验数据的分析方法和手段都跟不上科学技术的发展，有些实验手段和方法甚至相当“原始”，实验效果也就可想而知了。[3]
　　能源动力类专业主要培养能源清洁转换与利用和热力环境保护领域既有扎实的理论基础，又有较强实践和创新能力的人才，以满足社会对该学科领域的教学、科研、工程技术、经营管理等各方面的人才需求。本专业具有明显的行业背景特色，拥有良好的实践教学条件，为实践教学改革创造了良好的条件。
　　二、创新型实践教学内容体系的改革与探索
　　针对能源动力类专业的特殊行业背景和人才培养目标的需要，以“厚基础、宽口径、强能力、高素质”为总体要求，以强化工程实践能力培养为目的，改革了实践教学模式，构建了“实验+实习+设计+课外实践”四模块的实践教学内容体系。
　　1.实验模块
　　实验模块分为专业基础实验子模块与专业方向特色实验子模块。“专业基础子模块”是将能源动力类相关专业方向专业基础理论与课程实验内容进行整合、优化、统筹后的一系列实验；“专业方向特色实验子模块”系根据能源动力类各专业特点及现代能源动力工程的技术要求独立开发的若干特色专业实验课程模块，实验内容包括传统能源与新能源。
　　在新的实践教学内容体系中，以能力培养为主线出发，优化了实验课程体系和内容，增加了综合性、设计性、创新与研究性实验项目的比重，增设了独立的系列专业实验课程，以加强学生实践和创新能力的培养。
　　实验教学内容方面，大胆摒弃或改革传统的以验证性为主的实验技术手段、方法及落后的实验内容，跟踪国内外能源科学发展趋势，增加与现代科学技术发展相适应的综合性、设计性、开放性和系统性的实验内容。以科研、产业为依托，将科研、产业成果引入实践教学，更新、丰富实验教学内容。[4]
　　2.实习模块
　　实习模块由认识实习、运行实习及设备检修实习、仿真实习和毕业实习等5个子模块构成。考虑到能源动力类专业人才培养模式上“强工程实践能力”的要求，以及学生在校外生产实习中“看多于动手”的现象，对于认识实习，采用了“2+2”的模式，即2周校外的生产实习，2周校内专业设备检修实习。在专业设备检修实习环节中，学生通过自己动手，对设备进行拆、装、修等工序的操作，不仅获得了更加丰富的感性认识，而且实践动手能力与创新意识也大大提高。针对能源动力类专业工程实践强的特点，毕业设计期间，增设了毕业实习环节，学生结合毕业设计（论文）课题，收集设备参数、工艺参数以及生产现场的技术参数等各类资料，为毕业设计（论文）的顺利开展创造条件。
　　3.设计模块
　　设计模块由课程设计和毕业设计子模块构成，而课程设计模块由基础课程设计和专业课程设计组成。为培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的综合素质，随着电力行业向大容量、高参数发展，课程设计和毕业设计的内容也力求与工程实际相接近。在选题过程中，要求教师以本行业最新机组为对象，强化课程设计和毕业设计的工程背景，并严格实行一人一题。同时，将课程设计与毕业设计（论文）课题的立项及选题与教师的科研项目结合起来，我院每年约有50%以上的毕业设计课题来自教师的科研项目，约有10%学生的毕业设计课题来自大型企业，并由企业工程技术人员参与指导。
　　4.课外实践模块
　　课外实践模块由第二课堂和社会实践2个子模块组成。各大模块的目标、内容和教学方法各具特色，相互联系，是构成能源动力类专业整个实践教学内容体系不可缺少的重要组成部分。
　　培养学生的创新能力，除了通过教学计划内的课堂教学、实验、实习等过程外，还必须借助课外的各种创新活动加以丰富和深化，使学生创新能力培养向多渠道、开放式、规模化发展。结合能源动力类专业人才培养目标，进一步整合深化教学主渠道以外的各种活动和工作项目，构建形式多样的“课外”实践内容。主要包括学科和科技活动（学科竞赛、数学建模竞赛、电子设计竞赛、“挑战杯”课外科技作品竞赛和“挑战杯”创业计划竞赛等）、科学研究活动、创新性实验以及假期实践等。大学生课外科技创新与实践环节的不断完善，使学生创新意识和创新能力以及实践动手能力得到加强，从而增强了学生的社会适应能力和择业的竞争力，拓宽了择业渠道，使学生更好地适应现代社会发展的需要。
　　实践证明，大学生课外科技创新与实践活动的广泛开展，为大学生提供了宝贵的锻炼机会，开拓了大学生的视野，增强了他们的自信心，成为增强大学生科技创新意识、提高其科技运用能力的重要途径，全面促进了教育教学质量的提高，是培养适应时代需要的创新型高素质人才的有效途径。这一活动的实施也极大地激发了学生学习科技文化知识的积极性，学生通过参加科技创新与实践活动，意识到知识的匮乏，更加增强了学习科技文化知识的主动性。
　　三、小结
　　实践教学是高等学校教育教学的重要组成部分，是培养大学生创新实践能力的重要核心环节。通过对能源动力类专业实践教学内容体系改革的多年实践与探索，构建了“实验+实习+设计+课外实践”四模块的实践教学内容体系，丰富与完善了实践教学内容。形成了由单一的强调动手能力的培养向全面实施素质教育培养方向转变；由传统的技术和技能训练逐步向现代先进技术发展的方向转变；由传统的单个训练向网络条件下的综合训练方向转变；由单一的技能训练向实现完整工程过程创新实践教学方向转变；由单纯的本科教学逐步向以本科教学为主体、产学研相结合的方向转变的实践教学新体系。[4]实践教学证明该体系科学、合理，满足培养高素质应用型人才的培养要求。