基于CDIO理念的能源动力专业人才培养模式探讨

摘要：针对能源动力行业对应用型人才的要求，将CDIO现代工程教学理念引入培养学生的过程中，对地方高校能源与动力工程专业应用型本科人才培养模式进行了探讨。根据社会需求调整了专业方向和结构，设计规划了人才培养方案，构建了新的课程和实践教学体系，改革了教学内容和教学方法，完善了教学管理制度，有效提高了人才培养质量。

关键词：能源动力；人才培养；CDIO；实践

作者简介：杨俊兰（1971-），女，河北行唐人，天津城建大学能源与安全工程学院，教授；王泽生（1964-），男，天津人，天津城建大学能源与安全工程学院，教授。（天津 300384）

基金项目：本文系天津城建大学教育教学改革项目（项目编号：JG-1207）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0022-02

一、概述

当今世界，能源和环境是目前世界各国所面临的头等重大的科技与社会问题，而相关专业人才资源会成为推动经济社会发展的战略性资源。培养高素质的具有创新意识的能源工程应用型专业人才是我们义不容辞的责任。2012年9月，教育部颁布实施新的《普通高等学校本科专业目录（2012年）》，热能与动力工程本科专业更名为能源与动力工程专业，可见专业名称所赋予的内涵更加广阔和深远，从而也说明随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的提出，需要培养更加适合社会所需的人才，由此有必要对能源动力专业人才的培养模式进行改革与实践，培养适应21世纪社会发展需要的高级应用型人才，对推动我国执行可持续发展战略具有重要的意义。

目前正处于信息化的时代，各方面技术的发展也是日新月异，能源动力学科所应用的范围、涉及的领域更加广阔。由此培养方案的制定必须坚持按大类培养原则，体现本科专业通识教育思想，使学生不仅仅局限于传统的研究对象，还要有比较坚实的知识基础、比较广的知识面和一定的能力储备。[1]CDIO工程教学理念是国际工程教育与人才培养的创新模式。美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等4所大学组成的工程教育改革研究团队提出、持续发展和倡导了全新的CDIO即构思—设计—实现—运行的工程教育理念和以能力培养为目标的CDIO理念。CDIO模式强调综合的创新能力，与社会大环境的协调发展，同时更关注工程实践，加强培养学生的实践能力。[2]文献[1，3-4]指出的所谓“回归工程”，是指建立在科学与技术之上的包括多种因素的大工程含义。这就需要对能源动力专业的人才培养模式进行革新来实现。

天津城建大学于2000年成立热能与动力工程本科专业，多年来，我们对专业培养方案和课程体系进行了多次完善和改革创新。而且在课程建设方面取得了显著成果。但在提高学生工程素质和能力培养质量方面，尤其是实施过程的规划和设计，有待进一步深入探讨。本文基于CDIO理念，将构思—设计—实现—运行贯穿于学生学习的每个阶段，探索反映工程本质的教育理念与知识技能训练相融合的人才培养模式及其实施方案，并完善相应的课程体系，使毕业生具备较高的工程素质和能力，更好地服务于天津经济的发展和滨海新区的建设，以及满足周边地区乃至全国对能源动力类人才培养的需求。

二、人才培养目标和要求

1.培养目标

本专业培养适应国家和社会经济发展和建设需要的、德智体美全面发展的、具备能源生产、转化、利用与动力系统研发基本理论和应用技术，以及具有节能减排理念，能在工业与民用等领域从事城市能源供应与利用、新能源工程、制冷空调等方面的生产、开发、设计、管理以及科学研究工作的高级应用型人才。

2.培养要求

作为地方院校，应当坚持与地方经济建设紧密结合，面向基层，服务地方区域，在人才培养中首先应当找准人才培养定位，突出专业特色。[5]

本专业学生主要学习各种能量转换及有效利用的理论和技术，接受现代科学与工程的基本训练，掌握能源、热科学及动力系统基础理论，掌握计算机及控制技术等现代工具，具备从事节能、制冷、动力、环保和新能源开发利用等领域的研究开发、设计制造和应用管理所必须的工程技术知识，初步具有应用所学知识提出、分析及解决本专业领域问题的能力。

三、人才培养实施方案

拟将学生的培养分成四个阶段（四个学年），在每个阶段以工程项目为主线，学生经历CDIO的完整实训过程，与相应的核心知识点相关联。即从工程流程出发，将课程体系融合在工程教育流程中，使得课程体系不再是简单的叠加，而是有机的综合化。

第一学年：接受早期CDIO体验。通过开设专业导论课，让学生了解能源专业的发展动态，初步了解一般能源系统的构成；在导师的指导下，制定个人学习及职业生涯的初步规划。

第二学年：接受初级CDIO体验。在导师的指导下，通过认识实习、实验室参观调研，了解一般能源系统“构建—设计—实现—运行”的基本内容。

第三学年：接受中级CDIO体验。学生以小组为单位进行现场专业实训，初步完成对一个具体的能源系统进行“构建—设计—实现—运行”的完整过程，即通过学习专业课程，先对设备的设计进行实训，进而开展系统的设计，而且使这两个设计之间进行有机的结合。

第四学年：接受高级CDIO体验。在第一学期，主要针对学过的专业课程进行课程设计群的实训。将2～3门专业课程的设计内容整合成一个综合的设计项目，让学生将所学课程之间的知识进行有机结合，设计一个工程项目。在第二学期，学生通过毕业设计进行综合项目设计，应用所学课程解决实际问题。学生首先通过毕业实习对实际工程进行调研，提出设计方案。

四、人才培养措施

1.调整专业结构

文献[5]中提到不同的院校各有特色，主要表现为不同专业方向，服务于不同的工程技术领域。我们紧紧围绕本学校的办学理念，结合天津地区的经济和行业的发展趋势，对专业方向进行了调整。在2006级培养方案中，专业方向为热力发电厂工程和制冷与空调工程，相应的专业必修课分成两个模块供学生选择。在2010级培养方案修订过程中，专业方向调整为：城市热力工程和制冷与空调工程。两个专业方向必修课程采用了交叉捆绑的方式，都是把另一方向的主要课程进行了整合。热能与动力工程专业更名为能源与动力工程专业后，在2013级培养方案修订过程中，依然沿用2010级培养方案中的两个专业方向：城市热力工程和制冷与空调工程，但是对课程体系进行了修订，目的是为了拓宽学生的知识面，更加适应社会的需求。

2.课程教学体系完善与优化

能源与动力工程专业广泛应用于能源、动力、建筑、环保等许多领域。学生四年在校学习过程中，针对四个阶段的CDIO实训，完善配套的课程体系建设，优化理论教学和实践教学体系。在专业课程体系中贯彻CDIO理念及标准，整个课程体系以实际工程项目为主线，把培养目标融入到教学过程中。专业培养方案包括公共基础课程、学科基础课程、专业基础课程、专业模块课程、专业选修课程以及实践教学环节等内容，培养学生综合应用和实践能力，使学生的专业素养得到稳步提升。

在2010级培养方案修订过程中，两个专业方向必修课程采用了交叉捆绑的方式，即在城市热力工程方向中捆绑了“制冷系统与设备”课程；而在制冷与空调工程方向中捆绑了“热电厂系统与设备”课程，都是把另一方向的主要课程进行了整合。在2013级培养方案修订过程中，进一步对课程体系进行了修订和完善。拓宽了学生的就业面，提高了毕业生与社会用人需求的适应性。另外，开设有一定数量的专业选修课，有利于扩大学生的知识面，适应社会对择业的不同要求。

在实践教学方面不断强化，主要包括认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计等环节，共41周。充分挖掘现有实验设备潜力，进一步完善实验教学体系和实验教学平台，提高实验教学质量及效果。能源与动力工程专业的专业基础实验和专业实验都已经采取了独立设课的方式，分为综合性、演示性和设计性实验，有些实验是必做，有些实验是选做，培养了学生的自主性和实践创新能力。另外，在2013级培养方案中增加了课程设计的门数和总学时，课程设计和毕业设计题目大都来自于工程实践。学院实验中心还建有实验实训平台，可以培养锻炼学生的动手能力和自主创新。从2012级学生开始，还设立了班导师制，定期指导学生参加科研活动、行业比赛、挑战杯以及大学生创新实验项目等科技活动。

3.改革教学内容和方法

随时跟踪国内外本学科的最新发展，了解能源动力行业的发展动态，吸取其他兄弟院校的经验，不断完善优化课程体系和教学内容，增加适应社会发展的新知识和新技术等，保持教学内容的先进性和适用性。

在教学方法与教学手段方面，以先进的教学理念指导教学方法的改革；灵活运用多种教学方法，调动学生学习积极性，促进学生学习能力发展；协调传统教学手段和现代教育技术的应用，并做好与课程的整合。教学方法要有利于激发和调动学生学习的主动性和创造性，开展探索性教学方法。[6]为了实施探索性学习的教学模式，尤其是专业课程，采取问题式教学方式，即针对教学内容，从工程实际、日常生活或最新发展技术中提炼出能引起学生浓厚兴趣且能够加强学生对重点或难点知识理解的一个课题，在课上结合教学内容指导和启发学生展开课题的思考、分析和研究，使学生在每一堂课上在探索中“听”课、学习。并且建立完善专业核心课程教学网站，优化组合教学资源，建设丰富的教学辅助资料，为学生课余时间的探索性学习创造条件。

4.完善实践教学平台

强化学生工程素质培养，与实践紧密结合，培养学生的动手能力。通过充分挖掘现有实验设备潜力，进一步完善实验教学体系和实验教学平台，提高实验教学质量及效果。在实验教学组织上采取开放实验教学与传统的集中实验教学相结合的方式，并开放实验室，加强学生实验技能培养，重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力，重新编制了与之相配合的实验指导书。

五、结束语

作为天津市地方性高等院校，根据当地的经济和行业发展需求，合理定位人才培养层次，结合学校的办学理念和自身发展特点，不断完善和修改培养方案，优化课程体系，改革人才培养模式。通过将CDIO现代工程教育理念引入能源与动力专业的人才培养方案中，将构思—设计—实现—运行贯穿于学生学习的每个阶段，探索反映工程本质的教育理念与知识技能训练相融合的人才培养模式及其实施方案，并完善相应的课程体系，使毕业生具备较高的工程素质和能力，更好地服务于天津经济的发展和滨海新区的建设，以及满足周边地区乃至全国对能源动力类人才培养的需求。

参考文献：

[1]张力，杨晨.能源动力类专业工程教育改革初探[J].中国电力教育，2011，（21）：152-154.

[2]许其清.自动化专业CDIO人才培养模式的探索与实践[J].中国现代教育装备，2011，（23）：84-85，139.

[3]赵婷婷，买楠楠.基于大工程观的美国高等工程教育课程设置特点分析[J].高等教育研究，2004，25（6）：94-101.

[4]赵锐.浅析美国高等工程教育课程设置的特色及有益借鉴[J].西安邮电学院学报，2009，14（1）：182-185.

[5]李俊瑞，王艳，田禾.基于社会需求的能源动力专业人才培养探索与实践[J].中国电力教育，2011，（33）：22-23，34.

[6]袁文华，杨建华，刘玉梅，唐维新.地方高校能源动力类应用型本科人才的培养模式探讨[J].湖南医科大学学报（社会科学版），2008，

10（3）：156-158.

（责任编辑：王祝萍）

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