立体交叉式实践教学体系的构建及探讨

摘要：为达到培养应用型技术人才的目的，上海电力学院热能与动力工程专业为构建立体交叉式实践教学体系做了许多有益的尝试。介绍了立体交叉式实践教学体系的结构原则、内容及模式，对该体系的特点做了阐述。专门叙述了生产实习环节的方式及特点。同时对该体系实践工程中的主要问题提出了看法和建议。

关键词：实践教学体系；工程技能；生产实习；工程设计能力

作者简介：孙坚荣（1955-），男，浙江鄞县人，上海电力学院能源与环境工程学院，副教授；胡丹梅（1972-），女，湖南衡南人，上海电力学院能源与环境工程学院，副教授。（上海 200090）

基金项目：本文系上海市教育委员会重点课程建设项目（项目编号：20095302）的研究成果。

中图分类号：G642.42     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）14-0115-03

如何强化实习教学环节始终是高校工科专业教学改革中的主要课题之一，随着社会的发展和专业建设的需要，必须通过教学改革，用创新精神将理论教学和实践教学进行更合理的优化改革与组合，根据目前新的教学形势制订切合实际的实践教学体系，采用新型的教学手段，努力培养学生的实际工作能力和创新意识。

上海电力学院的热能与动力工程专业是一个具有很强电力行业背景的传统专业，理论与实践的结合非常紧密。专业在教学实践中坚持以“立足电力、立足应用、立足一线”为指导思想，努力培养具有实践能力的电力行业工程师。2010年热能与动力工程专业成为首批进入国家“卓越工程师培养计划”的本科专业。教育部推行“卓越工程师培养计划”的目的是培养一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的各类工程技术人才，为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供坚实的人才支撑和智力保证。为达到这一目的，建立以培养技术应用能力为主线的实践教学体系就更为重要。为此热能与动力工程专业为构建立体交叉式实践教学体系做了许多有益的尝试，取得了较好的教学效果。[1，2]

一、立体交叉式实践教学体系的构建原则

构建立体交叉式实践教学体系应该符合整体性、层次性和交叉性的原则。其中，整体性原则是指要体现实践教学和理论教学相互关联、相互渗透的整体功能；层次性原则是指要把课堂内外不同层次的实践教学环节连接成一个层次分明的体系，保证实践教学培养目标的实现；交叉性原则是指要全面开放工程训练中心、基础课程和专业课程实验室、电厂应用实验室和学生科技创新实验室。交叉引入面向电力行业背景的应用实践教学环节，各年级的学生可以交叉应用这些实验室，即可自主选择适合个性发展的实践内容。

二、立体交叉式实践教学体系的内容

“立足电力、立足应用、立足一线”是上海电力学院长期以来形成的办学特色，热能与动力工程专业根据能源动力类专业的特点，以发电企业及其相关产业链的人才需求为主线，构建了面向学生共性、个性培养的多层次实践教学体系。发电企业及其相关产业链的生产贯穿于整个体系之中。实践教学体系以能力培养为核心，分为工程技能、综合设计能力、创新能力和针对发电企业的专业实践能力四个部分，与课堂教学紧密结合循序渐进完成学生实践能力的培养。

1.工程技能部分

工程技能部分包括基本工程技能、基本专业技能和专业生产技能三部分。

基本工程技能主要是通过金工实习这样的工程训练环节培养工业生产的基本生产操作技能。

基本专业技能是指通过基础课程实验培养学生的能源动力类基本实验技能；通过专业课程实验培养学生面向生产实际应用的实验技能。

专业生产技能是通过现场生产实习，了解企业生产的基本过程和生产设备的结构原理及系统等；并且借助现代计算机仿真技术进行现代发电机组运行仿真实习时，学生可以利用校内和校外的仿真设备进行发电机组运行操作实习，培养面向发电企业生产一线的实际动手能力，使学生可以较快地适应发电厂实际操作运行工作岗位。

2.综合设计能力部分

综合设计能力的训练包括综合性及设计性实验项目和工程设计两方面。

开设综合性及设计性实验项目，尤其是在专业课程中开设面向生产实践的综合性、设计性实验的比例，培养学生的综合设计能力和创新能力。

课程设计和毕业设计与专业课程的学习相配合，围绕电厂的设备和系统展开，培养对专业设备和系统的设计能力。

3.创新能力部分

创新能力的培养包括第一课堂和第二课堂两方面。

第一课堂主要是指学生的毕业设计训练。毕业设计对学生的实验能力、设计能力、综合能力、创新能力进行综合实践培养，毕业设计题目中80%以上的题目来自生产实际，部分课题还直接由电力生产部门的工程师直接指导；动力机械类创新设计则是课堂内教授创新设计的基本知识和方法，而在实验室内结合课堂内容进行创新设计实验。

第二课堂应与第一课堂的教学相配合，利用校内外实践基地，在课外为学生提供内容丰富、层次多样的创新实践内容，既包括已形成制度的创新项目制度和学生导师制，也包括学生参加的各类学科竞赛和发电企业的课外实践活动。

该实践教学体系与企业生产一线密切结合，特色鲜明，注重应用能力、动手能力和创新能力的培养。

三、立体交叉式实践教学体系的“四结合”模式

1.实践形式和内容相结合

发挥产学研一体的办学特色，建立电力特色鲜明的电厂实践教学平台，该平台突出表现为实践内容丰富、形式多样，实践层次由浅入深，既有整体又有局部，二者有机结合，可以安排不同实践环节，接纳本专业不同层次的学生：新生入学教育可以参观动力设备系统实验室内的动力设备模型，了解所学的专业和将来从事的工作；低年级学生通过模型参观、多媒体资料播放能够了解电力生产过程，强化感性认识、激发对能源动力专业的学习热情；高年级的学生通过机组运行仿真，进一步熟悉机组的运行、控制过程及设备检修的工艺过程，增强动手操作能力，进而激发求知欲望和探索精神，培养独立工作能力和创造性思维。

2.理论教学与实践教学相结合

实验教学除了规定的课程实验，还开设综合性实验项目，其目的是对学生的实验技能进行综合训练，培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理以及查阅资料的能力。设计性实验是指结合课程教学或独立于课程教学，给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的探索性实验。着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力以及组织管理能力。为达到上述目的，实验教学中心对每门课程都开设了综合性及设计性实验项目，其比例平均达到30%。

通过实验室开放，学生可随时到动力设备系统实验室找到模型或实物印证课堂上所学的理论和设备构造知识点，甚至可以动手操作，进一步增强感性认识、开拓视野，激发学习兴趣。另外，实践过程中发现的不明问题，还可以带回课堂与教师进行讨论。这样，通过理论与实践的反复结合，使学生的感性认识与理论知识相互交融，加深了对理论的理解、使理论教学中难以讲清楚的问题在实践中很容易得到解决，实现实践教学与课堂教学的相互促进，有效地提高了理论教学效果，达到了实践教学促进理论教学的目的。

3.校内实习基地与校外实习基地相结合

生产实习是全校各专业必修的实践环节，将校内实习基地与校外实习基地的资源相结合，发挥各自的资源优势，取长补短。校内基地着重知识学习和动手能力培养，校外基地主要是开阔眼界，加强感性认识。校内基地以发电机组的主、辅设备及系统的模型和实物参观、多媒体资料播放以及仿真机的实际操作为主，模型内部结构清楚明了、多媒体资料内容丰富、仿真机全范围仿真机组的运行过程。通过校内实习，使学生初步了解电力生产过程及热力设备的功能、结构、特点；通过校外实习，使学生了解设备的整体布局、感受现场工作环境、体验现场的实际工作，树立企业或工程的概念。

4.动手操作与现代模拟仿真相结合

热能与动力工程专业主要是为发电企业培养安装、运行、检修、管理等多方面的专业人才。电厂实践教学中心本着人才培养以电厂需求为导向的原则，将电站仿真与实际操作相结合，通过仿真机组训练，使学生在较短的时间内初步掌握电厂生产过程、各系统的工作特性、规范的操作过程等及机、炉、电、控等集控运行知识，既培养学生的动手操作能力，又使学生掌握一定的机组运行操作技能，为将来快速适应新的工作岗位打下良好的基础。

四、立体交叉式实践教学体系中的实习环节

热能与动力工程专业的生产实习包括一年级的金工实习、二年级的专业认识实习、三年级的专业生产实习和四年级的仿真实习。

一年级的金工实习是培养学生动手实践能力的有效途径。金工实习共开设了9类实训项目，除了车、钳、刨、磨、铣等基本生产操作技能的训练外，还开设了数控机床等高端训练项目。

通过金工实习能使学生熟悉机械制造的一般过程，掌握金属加工的主要工艺方法和工艺过程，熟悉各种设备和工具的安全操作使用方法；了解新工艺和新技术在机械制造中的使用；掌握对简单零件加工方法选择和工艺分析的能力；培养学生认识图纸、加工符号及了解技术条件的能力。

通过金工实习可以使学生了解及掌握工科学生应该具备的一些基本生产操作方法，培养学生的动手操作能力，提高学生的工程实践能力、工程素质和创新能力。

二年级的专业认识实习是在专业教师的指导下，学生通过模型参观、多媒体资料介绍和到发电企业参观等活动，使学生能够了解电力生产过程，强化感性认识、激发对能源动力专业的学习热情；让二年级学生对本专业学习的对象和服务的对象有一个宏观而初步的了解。

三年级的专业生产实习是由专业教师带领学生下到发电厂大修现场和电力建设工地进行为期两周的发电厂主设备的认知实习，邀请厂方技术人员共同对学生在现场进行面对面的实习指导，使学生对电厂的生产系统和主要设备的功能、结构、现场位置等有深入的认识，对现场不能进行拆分的设备，可以在校内的生产设备展示厅内对设备模型进行设备内部细节讲解，增强学生对设备结构及系统的感性认识。为学生后续专业课的学习打下良好的基础。

专业扩充了原先的校外实习基地，重点选择超大型火电机组作为实习基地，同时选择燃气蒸汽联合循环机组、循环流化床燃煤机组电站等高效低污染的发电机组作为实习基地，与厂方建立长期的“产学研”协作关系。

四年级的毕业实习是借助现代计算机仿真技术，在学校计算机中心机房内进行现代发电机组运行仿真实习，学生可以利用300MW、600MW和1000MW火电机组的全仿真设备进行发电机组运行操作实习，培养面向发电企业生产一线的实际动手能力，使学生可以较快地适应发电厂实际操作运行工作岗位。

本专业生产实习环节的突出特点是建立了面向学生，共性与个性综合培养的“校内、校外实践教学一体化”的实习教学体系。

整个实习过程紧密围绕电力生产展开，从基本工程训练和实验技能，到与电力生产紧密相关的专业实践技能，通过电厂生产实习和仿真实习将学生引向生产一线，循序渐进培养学生的动手能力和应用能力。

专业建构了电厂应用实验教学平台，立足于电力行业背景开展满足热能与动力工程专业的各方面的实践教学，使之成为专业学生的校内实习基地。主要包括动力设备系统实验室、CAI/CAD实验室和现代发电机组仿真实验室，通过模型参观、现场录像、热动设备三维动画、火电仿真机操作等过程，营造了模拟电力生产过程的环境，具有鲜明的“电力特色”，尽量做到学生毕业后能尽快融入火电站的工作中。电厂实践教学平台表现为实践内容丰富、形式多样，实践层次由浅入深，既有整体又有局部，二者有机结合，可以安排不同实践环节，接纳不同层次的学生。可以面向全校学生开放，不同专业、不同年级可选择不同的内容完成实践教学任务，加强了实践环节、促进了理论教学、突出了能力培养、提高了教学质量、改善了实习效果，大大增强了学生的实践能力和创造思维能力。[3]

五、立体交叉式实践教学体系中存在的问题及探讨

根据教师在教学实践中的体验，感到问题比较大的是现场实习这个环节。由于目前电力行业已经实行了体制改革，厂网分开，竞价上网，引入竞争机制，企业领导将其工作重点放在讲求经济效益和安全生产上，对大学生的生产实习工作就显得不很重视。厂方把学生的生产实习看成是一种不必要的额外负担，或拒于门外，或推诿搪塞。每当生产实习教学周来临前，指导教师就东奔西跑地到各个电厂联系，希望电厂能接纳我们。而事实是多半的电厂拒绝接受学生的实习安排，教师为此也感到很伤脑筋。目前教师基本上是依靠校友关系或培训关系来解决这个问题的。为了不给电厂带来更多的麻烦，我们只能缩短在现场的实习时间，有些实习内容只能在学校里通过视频和模型来进行教学。实际上即使电力企业接受了学生到现场实习，也设置了一些限制条件，如不能进控制室，必须在厂方入员的带领下到设备现场等等。事实上厂方的技术员是不太愿意尽此义务的，厂方又不允许学校的指导教师到现场进行指导。厂方这样做，主要是从安全角度出发，怕学生出什么事情，对此我们可以理解，但是这样却大大影响了学生生产实习的教学质量。笔者曾经有一次带学生到某电厂生产实习，当时正好厂里出了一件设备事故，厂方就以此为由，不让学生上现场，结果学生每天上班时就在检修班组的车间里呆着，学生感到十分无聊，感到没有学到什么东西。

我们认为要解决这个问题必须在学校和电力企业领导这个层面来解决，学校领导应该同电力企业上一层领导进行商议，将学校各专业的实习任务作为有关电厂的工作任务布置下去，学校相应支付必须的实习费用，并且在技术培训和科研攻关等方面为厂里提供服务，达到双赢的目的。实习电厂应该由厂级领导亲自负责，将每年的学生实习任务列入工作计划，成为常规的工作。由电厂的有关部门指派专人（培训员或安全员）负责学生实习计划的付诸实施，配合指导教师对学生进行指导。这样才能使学生在现场的生产实习达到良好的效果。

可喜的是目前教育部提出的“卓越工程师培养计划”已经逐渐开始实施，教育部指出该计划的实施需要多个部门的政策支持，要加强政府相关部门之间、行业主管部门和企业之间、高校和企业之间、高校和教育主管部门之间的沟通与协调，共同采取措施，破解难题。同时地方政府要制定相关政策，鼓励本地区企业参与“卓越工程师培养计划”，并对本地区参与计划的高校予以重点支持。我们相信随着一系列政策措施的落实，如有关教师的职务聘任与考核政策、学生实习安全与保险政策、联合培养企业的财税优惠政策等，将为“卓越工程师培养计划”的顺利实施创造良好的环境氛围，上述的问题也会迎刃而解。

六、结语

实践教学是教学与工程实际相结合的重要教学环节，同时又是教育改革的重要环节。我们应该通过重组并优化各实践教学环节的教学内容，改革各实践教学环节的教学形式、教学手段与教学方法，满足学生在三个层次的教学需求：一是满足课程教学需求，通过实验教学，加深学生对课堂教学内容的理解；二是围绕发电企业生产需要，强化工程设计、生产实习等实践教学模式与内容，加强学生的实际操作能力，提高其实践技能；三是加强学生综合创新能力的培养，通过学生课余时间的创新实验教学，拓展、提高学生的专业综合知识面；加强产、学、研合作。同时在“卓越工程师培养计划”的实施中改善各方面的教学条件，加强校内与校外实习基地的建设，规范教学过程的管理。我们认为，进一步完善热能与动力工程专业立体交叉实践教学体系，必将对提高实践教学环节的教学质量，达到卓越工程师培养计划的目标而起到良好的作用。

参考文献：

[1] 胡宁静,等.立足工程实践能力培养的嵌入式系统教学研究[J].中国电力教育,2010,(25):129-130.

[2] 段祖安,等.建立新型实践教学体系,提高学生综合素质[J].实验科学与技术,2010, 8(3):55-57.

[3] 宣卫红,等.应用型本科院校土建类专业“五位一体”实践教学体系的构建[J].文教资料,2010,(27):200-202.

（责任编辑：苏宇嵬）

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