能源与动力工程专业教学模式的探索与实践

[摘 要]面对国内外能源与动力工业快速发展的新形势，能源与动力工程专业在教学改革与创新人才培养方面存在着新的挑战与机遇。近年来，能源与动力工程专业教学团队沿袭天津大学传统的“百年树人”教学模式，以恬静、平等和近人的教学风格展开研究生教学；同时，以“熔炼互激”的本科教学模式，辅之“即用渐体”的学术素养培训，使学生旺盛的求知欲在正确的学术培训体系内得到生长，满足个性化需求。

[关键词]能源与动力工程；教学模式；工程热力学；传热学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）01-0052-03

伴随着人类社会对可持续发展日益加强的关注，能源与环境的矛盾成为每个国家的核心关注点，其迫切要求中国的能源动力工程高等教育建立与国家经济发展相适应的工程教育体系与结构，提高能源动力工程技术人才的培养质量。

中国能源动力类专业形成于20世纪50年代，初期为满足动力、发电应用等国民生计的迫切需求，而成立了锅炉、汽轮机、内燃机等专业，后续随国家需求而成立了制冷、核电等专业。国内高校设立工程热物理专业的高峰期为20世纪七八十年代，其后专业发展迅速。2012年，教育部颁布实施了《普通高等学校本科专业目录（第四版）》，能源动力类二级学科门类下列的专业仅为能源与动力工程专业，使得本专业本科成为一个“大能源”范畴内的专业。这种专业上的调整体现了一种需求的调整，在面向全球化的能源发展与挑战时，具备更加广阔视野、全面知识体系的人才更加符合社会需求。邱洁对这种调整对能源与动力工程专业课程体系的影响进行了简要论述，并总结了相关挑战与机遇。

一、专业现状概述

（一）专业内涵的拓展

原有的热能与动力工程专业关注热能与动力的转化及效率问题，核心关注热量这种能源形式。随着可再生能源及新的能源利用形式的迅猛发展，专业内涵愈发深厚。各种能源形式彼此的转换及过程中伴生的能质交换规律等都成为本专业覆盖范围，这对于原有的学科体系产生了一定的影响。故专业内涵的拓展迫切要求学科进行相应的调整，在培养计划方面进行适当更新。

（二）培养目标的调整

近年来，随着可再生能源、能源与环境等主题的发展，对相关新兴领域人才的需求日益加大。社会作为人才的接收市场，对急需人才的类型释放了大量信号。然而，作为人才输送主力的高校，往往并没有及时对培养方案做出适当调整，课程更新方面也相对较慢。事实上，在课程数和学时有限的条件下，在各高校学科内特色研究方向和优势方向沿袭下，相关调整的余地很小。

（三）差异化需求的影响

传统教学模式在面对日渐差异化的学生需求时，不能“丰盈”学生的个性化发展。事实上，随着高等教育进程的不断推进，个性化教育的呼声渐起。重视人才发展的差异性，探索个性化教育理论与实践，在很多高校的人才培养模式改革文件中有所体现。具体到能源与动力工程这个“大能源”专业，有些学生倾向于传统专业好就业，有些学生倾向于新型产业想创业，有些学生格外看重前沿科研想出国、考研，这一方面来源于个人认识和喜好，另一方面也来源于自身经济等不同方面的压力。这种差异化的需求在现阶段传统培养模式下，很难被满足。这不仅是课程设置方面存在局限，在课堂教学、实验和实践等方面也同样存在很多局限。

二、本专业学生存在的问题

（一） 本科生对本专业背景了解不深

其表现为学生不知道专业与国计民生有何关系，故无法在其中定位自己。没有定位，便没有思想原点，不知从何出发开展职业规划、人生规划，故往往感到茫然，无所适从。

（二） 本科生对个人发展路径了解不深

其表现为学生不知道本科所学有什么具体应用，个体的学习如何与群体、行业、社会和国家的发展相关联，想认真发力却不知道如何操作、朝哪里发力，缺乏方法的引导。在被动学习模式下积累的经验，在本科主动学习的情境下不能很好适应，往往造成心理困境。

（三） 本科生对国内外科技发展态势了解不深

其表现为学生无法将自己对未知的探索与国内外快速发展的科技态势相关联。在面对能源与动力工程这种涵盖学科多、支撑面广、国内外发展快速的专业时，一方面渴望求知，另一方面又被繁杂的关系牵扯，造成精力分散，无法突破。

（四） 本科生参与竞争的意愿不大、程度不深

尽管目前在能源领域，国内外针对本科生的科研竞赛纷纷设立及开展，但仍无法发动所有学生参与，造成部分积极的学生参与多个项目，而大多数学生只局限于自己生活的小圈子，缺乏参与竞争的意愿和动力。

三、教学模式的创新实践

（一）“熔炼互激”教学模式

针对上述问题，近年来，天津大学能源与动力工程专业教学团队通过反复实践与研讨总结，以激发学生学习与创新热情为出发点，提出了“熔炼互激”这一新的教育模式。

所谓“熔炼互激”，是指在课程、实习和实践教育环节， 组建由国内外教授、讲师、研究生、学生和工程师等多层次人员构成的多元互动式教育场景（称为“熔炉”）。例如传热学课程的“技术竞标团队”，方程式车队的“虚拟设计公司”，科研实习和产业实习的“项目研发小组”。通过多形式、多阶段的考核评估以及营造群体竞争氛围等措施，推动师生共同面对实际问题的挑战； 全体参与者相互学习、撞击、 锤炼与激励，最大限度地获得教育和成长，达到“互激”状态。

配合这一针对本专业本科生的新教学理念，学科教学团队设计了“三五三”教育体系：学科教育委员会协调国家和教育部重点实验室的科研资源、内燃机和太阳能光热、地热等产学研联盟的产业资源和内燃动力引智基地的国际资源，组织为三大教育资源。构建项目制课程、科研实习、企业实习、国际视野拓展、群体创新实践等五大教育板块，协力培养“国际视野、高素质、创新”等三大能力素质。重点实施项目制课程、群体创新实践和国际视野拓展等改革，推动三大教育资源汇集于五大教育板块，为人才培养目标提供多方位、多层次支撑。建立课程改革、教育质量反馈等21项制度以及学生实践教学管理信息平台，从人员落实、资源到位、过程规范、效果评价等角度，保障教育体系的可持续运行和不断完善。本成果实施4年以来，学生受益明显，辐射作用显著，应届毕业生受到用人单位好评。