基于卓越工程師培養(yǎng)的研究性課程設(shè)計(jì)的探討

曹麗華?李勇?張艾萍

摘要：卓越工程師的培養(yǎng)重在培養(yǎng)具有科研創(chuàng)新能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。改革教學(xué)方法和手段，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，有助于“卓越計(jì)劃”教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。開(kāi)展研究性課程設(shè)計(jì)能夠提高學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、總結(jié)能力、創(chuàng)新能力、科研能力以及協(xié)作能力等，更適合于卓越工程師的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；課程設(shè)計(jì)；研究性學(xué)習(xí)

作者簡(jiǎn)介：曹麗華（1973-），女，黑龍江齊齊哈爾人，東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，教授；李勇（1964-），男，遼寧本溪人，東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，教授。（吉林 吉林 132012）

基金項(xiàng)目：本文系2012年?yáng)|北電力大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：20120010）、吉林省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（課題編號(hào)：GH13201）的研究成果之一。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）15-0036-02

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的主要目標(biāo)是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的各類型高素質(zhì)工程技術(shù)人才，即卓越工程師后備人才（簡(jiǎn)稱“卓越工程師”）。[1]在西方的發(fā)達(dá)國(guó)家，政府高等教育改革的方向是將學(xué)生置于教育教學(xué)系統(tǒng)的核心，隨之而來(lái)的在世界一流大學(xué)里的人才培養(yǎng)模式改革也將培養(yǎng)卓越工程技術(shù)人才視為重點(diǎn)。卓越工程師的培養(yǎng)不但需要重新構(gòu)建課程體系和教學(xué)內(nèi)容，制訂切實(shí)可行的培養(yǎng)方案，還要注重教學(xué)組織形式和教學(xué)方法的研究和改革用以保證卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)就是在此基礎(chǔ)上開(kāi)展的，制訂了相應(yīng)的培養(yǎng)計(jì)劃。但對(duì)于具體的教學(xué)組織形式和教學(xué)方法的改革、研究和設(shè)計(jì)的探討，更有助于“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)施。如何充分利用本專業(yè)現(xiàn)有的教學(xué)資源，改變教學(xué)手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，是保證參與“卓越計(jì)劃”的學(xué)生日后具備較強(qiáng)的工程能力和創(chuàng)新意識(shí)的關(guān)鍵。這就要求在培養(yǎng)的過(guò)程中，將學(xué)生置為中心，將學(xué)生掌握知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)的能力置為出發(fā)點(diǎn)，將綜合素質(zhì)提高和創(chuàng)新能力培養(yǎng)置為指導(dǎo)思想，按照行業(yè)的需求來(lái)改革教學(xué)組織形式和教學(xué)方式，以適應(yīng)卓越工程師的培養(yǎng)。

研究性學(xué)習(xí)作為一種教學(xué)組織形式和教學(xué)方式，符合工程能力培養(yǎng)的規(guī)律和綜合素質(zhì)形成的邏輯。[2]它適合用于“卓越計(jì)劃”人才的培養(yǎng)，可以幫助參與“卓越計(jì)劃”的高校實(shí)現(xiàn)卓越工程師培養(yǎng)的目標(biāo)和達(dá)到卓越工程師培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。所以，在卓越工程師培養(yǎng)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)是非常必要的，而研究如何在卓越工程師培養(yǎng)中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)就成了首要解決的問(wèn)題。

一、研究性課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是專業(yè)課學(xué)習(xí)過(guò)程中的一個(gè)非常重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分。課程設(shè)計(jì)注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本理論解決工程實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力，在能源與動(dòng)力工程專業(yè)方向的教學(xué)計(jì)劃中占有重要的地位和作用。通常在課程設(shè)計(jì)前，指導(dǎo)教師會(huì)根據(jù)課程內(nèi)容擬定一個(gè)設(shè)計(jì)題目，將設(shè)計(jì)過(guò)程中指定的條件和所需要數(shù)據(jù)交給學(xué)生，然后講解一些主要的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由學(xué)生來(lái)完成。有的課程所選用的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教材上有整個(gè)計(jì)算過(guò)程的圖和表格，學(xué)生只是改變一下計(jì)算條件，用手算的形式就能完成。這樣，在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)生就不會(huì)動(dòng)腦思考“為什么要這樣計(jì)算”，“可不可以不這樣計(jì)算”，也就達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用課程的基本理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也就更談不上創(chuàng)新。此外，計(jì)算機(jī)以及各種語(yǔ)言、算法已經(jīng)應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，不能借助計(jì)算機(jī)來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題的工程技術(shù)人員是不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的。而卓越工程師的培養(yǎng)更加注重學(xué)以致用，尤其是實(shí)踐能力的培養(yǎng)。所以，傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方式已不再適用，對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和改革有助于卓越工程師的培養(yǎng)。

研究性課程設(shè)計(jì)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識(shí)融入到實(shí)際工程應(yīng)用中，所培養(yǎng)的學(xué)生不僅有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，而且有較高水平的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并能利用計(jì)算機(jī)去解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)研究性課程設(shè)計(jì)，不但能使學(xué)生很直觀地掌握課堂上所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還能體會(huì)到計(jì)算機(jī)與專業(yè)課知識(shí)相結(jié)合所帶來(lái)的成就感，從而在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)提高了分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。并且，借助于學(xué)生的主動(dòng)性，還可培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力?；陧?xiàng)目的參與式學(xué)習(xí)是研究性學(xué)習(xí)的一種方式，[2]學(xué)生通過(guò)參與工程項(xiàng)目或工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、研究的過(guò)程，鍛煉應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，它為研究性課程設(shè)計(jì)的開(kāi)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、基于卓越工程師培養(yǎng)的研究性課程設(shè)計(jì)的過(guò)程

為了保證研究性課程設(shè)計(jì)的實(shí)施，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力的目的，除了將學(xué)生置為中心，指導(dǎo)教師改變角色外，還需要注意以下幾個(gè)方面：

1.結(jié)合工程實(shí)際選題

指導(dǎo)教師應(yīng)通過(guò)對(duì)電力生產(chǎn)中出現(xiàn)事故或故障的調(diào)查，編制課程設(shè)計(jì)的題目，以豐富專業(yè)主干課程的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)題目的多樣化和實(shí)際化，達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合的目的。并且，盡量使課程設(shè)計(jì)的題目針對(duì)大容量發(fā)電機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題而設(shè)置，以進(jìn)一步提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并促進(jìn)對(duì)所學(xué)課程內(nèi)容的深入理解，達(dá)到培養(yǎng)具有科研創(chuàng)新能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的目的。

比如“汽輪機(jī)原理”的課程設(shè)計(jì)，所選的題目就是綜合利用學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)分析與解決某電廠汽輪機(jī)組實(shí)際發(fā)生的問(wèn)題，即“在汽輪機(jī)通流部分缺省情況下（拆除其中一級(jí)）機(jī)組最大允許負(fù)荷確定及經(jīng)濟(jì)性和安全性核算”。這個(gè)設(shè)計(jì)中涉及到回?zé)嵯到y(tǒng)的熱力計(jì)算、強(qiáng)度校核和汽輪機(jī)變工況下的經(jīng)濟(jì)性。這樣，學(xué)生在完成設(shè)計(jì)之后，不但掌握了整臺(tái)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算和安全性核算，還掌握了汽輪機(jī)的變工況和回?zé)嵯到y(tǒng)變工況的理論知識(shí)和應(yīng)用。

2.豐富課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容

課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的原理和技術(shù)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生使用計(jì)算機(jī)和查閱資料的能力，使學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)利用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)觀念。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)將學(xué)生置為主體，指導(dǎo)教師起引導(dǎo)作用，充分發(fā)揮研究性學(xué)習(xí)的作用。“設(shè)計(jì)”本身就是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程，應(yīng)盡量發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。指導(dǎo)教師應(yīng)該將課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容制訂得比較寬泛，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力和興趣選擇已知條件，真正達(dá)到“設(shè)計(jì)”的意義。一般情況下，參加課程設(shè)計(jì)的同學(xué)應(yīng)該是一個(gè)年級(jí)，班數(shù)不等，人數(shù)較多，為了達(dá)到課程設(shè)計(jì)的預(yù)期效果可以分組進(jìn)行，每組的設(shè)計(jì)內(nèi)容有所變化。如“汽輪機(jī)原理”課程設(shè)計(jì)“在汽輪機(jī)通流部分缺省情況下機(jī)組最大允許負(fù)荷確定及經(jīng)濟(jì)性和安全性核算”，在保證學(xué)生所運(yùn)用的基本原理和訓(xùn)練目的相同的情況下拆除不同的級(jí)，可使每位學(xué)生的計(jì)算內(nèi)容都不相同，給學(xué)生留一個(gè)探索的空間，不但鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)，還增強(qiáng)了利用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生查找資料和歸納總結(jié)的能力。

3.加強(qiáng)計(jì)算機(jī)在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著專業(yè)課教學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用的結(jié)合，課程設(shè)計(jì)要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，包括程序設(shè)計(jì)、繪圖和界面設(shè)計(jì)，以訓(xùn)練學(xué)生高效率解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要求學(xué)生編程計(jì)算和手算相結(jié)合，這樣既應(yīng)用了計(jì)算機(jī)知識(shí)，又能更好地理解算法的基本原理。課程設(shè)計(jì)的最后，要求用工程繪圖軟件繪制熱力系統(tǒng)圖及其原理圖，便于學(xué)生在繪圖的過(guò)程中了解整個(gè)系統(tǒng)及工作原理。如在“汽輪機(jī)原理”課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)繪制機(jī)組全面性熱力系統(tǒng)，使學(xué)生對(duì)整個(gè)熱力發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程及各個(gè)主輔設(shè)備之間的聯(lián)系有了比較清晰的了解和認(rèn)識(shí)，基本上樹(shù)立了正確的工程觀念，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。另外，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與課程設(shè)計(jì)的結(jié)合，也加強(qiáng)了學(xué)生的計(jì)算機(jī)使用能力，為其今后從事各種工作奠定了有力的基礎(chǔ)。

4.制訂嚴(yán)格的成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)

課程設(shè)計(jì)的成績(jī)考核可以由兩部分組成：檢查設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和學(xué)生獨(dú)立答辯。第一部分是課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量，它反映著學(xué)生的邏輯思維能力和條理明晰的書(shū)面表達(dá)能力。通常，課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)都有統(tǒng)一的書(shū)寫規(guī)范，既美觀又便于查閱有關(guān)數(shù)據(jù)。說(shuō)明書(shū)要闡述計(jì)算過(guò)程中的主要依據(jù)和基本計(jì)算公式；文字要簡(jiǎn)練，字跡要工整，逐頁(yè)編號(hào)；圖表要列名，并按照先后次序統(tǒng)一編號(hào)；所附圖紙應(yīng)正確、清晰。在考核時(shí)，重點(diǎn)檢查計(jì)算結(jié)果合理性、設(shè)計(jì)過(guò)程說(shuō)明條理清楚性、內(nèi)容充實(shí)性和插圖清晰美觀性。第二部分是考查學(xué)生對(duì)課程所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握、應(yīng)用和創(chuàng)新。通過(guò)答辯的形式，根據(jù)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和過(guò)程中涉及到的基礎(chǔ)理論，提出不同的問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生的具體情況來(lái)考核，不但能考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，還能考查到學(xué)生的創(chuàng)新之處。同時(shí)也能鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力、交流能力和臨場(chǎng)應(yīng)變能力。最后，教師根據(jù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和所提出的問(wèn)題的回答情況給出課程設(shè)計(jì)的考核成績(jī)。

課程設(shè)計(jì)完成后，每名同學(xué)的課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和答辯記錄裝在統(tǒng)一設(shè)計(jì)的檔案袋中分班級(jí)保存。

三、結(jié)論

在卓越工程師培養(yǎng)中開(kāi)展研究性課程設(shè)計(jì)是切實(shí)可行的。為了保證卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，研究性課程設(shè)計(jì)的選題至關(guān)重要，既要和工程實(shí)際相結(jié)合，又要保證在設(shè)計(jì)過(guò)程中鍛煉學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神。指導(dǎo)教師要將學(xué)生置為主體，轉(zhuǎn)變教育思路，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，才能保證研究性課程設(shè)計(jì)的實(shí)施。研究性學(xué)習(xí)為培養(yǎng)具有科研創(chuàng)新能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才提供了新思路，也可以在各類課堂教學(xué)中進(jìn)行實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1]林健.面向“卓越工程師”培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.

[2]林健.面向卓越工程師培養(yǎng)的研究性學(xué)習(xí)[J].高等工程教育研究，2011，（6）.

（責(zé)任編輯：王意琴）