基于專創(chuàng)融合的輪機工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

張彥，袁成清

(武漢理工大學 能源與動力工程學院，武漢 430063)

一、引言

隨著“中國制造2025”“交通強國”等國家戰(zhàn)略的實施，以及智能船舶、綠色船舶等高新技術的發(fā)展，航運產業(yè)依托創(chuàng)新驅動發(fā)展迅速，對于輪機工程專業(yè)培養(yǎng)適應行業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新型高級航運人才有了新的要求。與此同時，黨的十九大報告指出，創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力，要培養(yǎng)造就一大批具有國際水平的戰(zhàn)略科技人才、科技領軍人才、青年科技人才和高水平創(chuàng)新團隊。因此，注重培養(yǎng)輪機工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力十分重要。

作為創(chuàng)新教育的主體，國內各高校積極探索創(chuàng)新教育模式，取得明顯成效。例如，華中科技大學的“一體兩翼三支點”模式[1]、大連海事大學的“六創(chuàng)融合”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育生態(tài)[2]、武漢理工大學的四個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃[3]等。但目前高校創(chuàng)新教育在專業(yè)教育與創(chuàng)新教育融合方面，仍存在普遍性困境[4]，如何有效利用高校創(chuàng)新資源，服務輪機工程專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)，需要尋求新的途徑。

武漢理工大學能源與動力工程學院依托輪機工程專業(yè)特色優(yōu)勢，圍繞創(chuàng)新教育的具體實施環(huán)節(jié)，開展了基于專創(chuàng)融合的創(chuàng)新教育實踐，建立了“大學生涯規(guī)劃指導+專創(chuàng)融合教育”的課程體系和“技能培養(yǎng)+項目訓練+競賽實踐”的實踐體系，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。本文試結合教育實踐對基于專創(chuàng)融合的輪機工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)進行初步探討。

二、創(chuàng)新能力培養(yǎng)現狀

航運是國民經濟的基礎性產業(yè)，船舶是航運業(yè)的重要載體，而安全可靠、高效運行和節(jié)能減排是船舶營運永恒的主題，智能船舶、綠色船舶也成為當下技術發(fā)展的熱點，這使得輪機工程專業(yè)的培養(yǎng)目標和就業(yè)方向已不局限于傳統(tǒng)水上的輪機管理，從船舶的智能與綠色制造、船舶的岸基遠程控制到船舶的智能管控、智能運維，都需要具備專業(yè)知識、實踐能力和創(chuàng)新精神的卓越人才。

隨著教學目標的革新，開設輪機工程專業(yè)的航海類院校對于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都結合本校實際構建了各自的培養(yǎng)模式[5-6]，但仍存在一些共性問題。

1.專業(yè)教育與創(chuàng)新教育未能有效融合

各高校的創(chuàng)新教育模式大多數是以競賽為引導[7]，鼓勵學生參與包括“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、中國“互聯網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽等在內的多項學術科技賽事，對有望獲獎的作品，給予足夠的資金、師資等資源支持。

在實際操作中，對于輪機工程專業(yè)的學生，其參賽作品并不要求必須與所學專業(yè)有關，只需要符合競賽主題即可。學生往往熱衷于追尋科技熱點作為項目選題，為此，他們既要學好輪機工程專業(yè)涉及的船舶原理、船舶柴油機、船舶輔機等專業(yè)課程內容，又要學習如汽車、無人機等創(chuàng)新項目所需知識，這不僅不能達到專業(yè)教育與創(chuàng)新教育互相促進的最佳效果，還可能會動搖專業(yè)思想，影響專業(yè)學習。

2.創(chuàng)新教育的學生覆蓋面有限

現有的創(chuàng)新教育模式主要是通過項目資助來鼓勵與支持學生參與到創(chuàng)新活動中。雖然各高校通過政策規(guī)定(如一個人只能參與一個項目)來吸引與保障更多學生參與，但是重競賽、促項目的方式使得創(chuàng)新教育存在精英化的傾向，覆蓋面十分有限，對于輪機工程專業(yè)而言，真正能參與其中的可能僅是少數學生。與此同時，學校并不會以專業(yè)相關作為篩選項目資助的條件，也很少會考慮各專業(yè)的指標數量均衡，因此，現有創(chuàng)新教育模式難以使輪機工程專業(yè)學生的創(chuàng)新能力得到普遍性的提高。

3.創(chuàng)新活動的專業(yè)針對性不強

現有成熟的創(chuàng)新教育模式主要依靠資源的提供和政策的支持引導來吸引大學生參與創(chuàng)新活動。雖然學生參與創(chuàng)新的積極性有所提高，但是由于缺乏創(chuàng)新所需的相關技能、經驗，缺少開展創(chuàng)新的引路人和案例參考，往往難以走出實質性的第一步，更別說在創(chuàng)新中進行自主學習。

學校舉辦的各類創(chuàng)新活動主要是面向大多數專業(yè)的通用性能力培養(yǎng)，幾乎沒有專門針對輪機工程專業(yè)的創(chuàng)新活動和培訓，輪機工程學生未來職業(yè)崗位要面對的智能船舶、綠色船舶等高新技術所需要的素養(yǎng)和技能，在創(chuàng)新實踐中少有涉及。因為專業(yè)針對性不強，輪機工程專業(yè)學生的參與熱情與參與度不高，通過創(chuàng)新項目開展的實踐也常常流于形式，項目中所學習到的知識也往往比較淺顯。

三、構建“大學生涯規(guī)劃指導+專創(chuàng)融合教育”的課程體系

只依靠學校層面建立的創(chuàng)新教育模式開展針對輪機工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，顯然難以實現培養(yǎng)大多數人的目標，同時也會造成專業(yè)知識學習與創(chuàng)新教育之間的脫節(jié)。因此，要實現人人參與、全體受益，利用專業(yè)課來實現創(chuàng)新教育是必須且重要的手段。基于課程的創(chuàng)新教育需要對專業(yè)課程內容、教學安排等進行重構，來滿足專業(yè)教育與創(chuàng)業(yè)教育融合的相關要求。為了實現專創(chuàng)融合的課程建設，結合專業(yè)研究方向，重點圍繞綠色船舶發(fā)展對于輪機工程專業(yè)學生培養(yǎng)的新要求，創(chuàng)建了基于“大學生涯規(guī)劃指導+專創(chuàng)融合教育”的課程體系，具體如圖1所示。

圖1 “大學生涯規(guī)劃指導+專創(chuàng)融合教育”的課程體系

1.以職業(yè)生涯發(fā)展為引導

大學生受應試教育等多重因素的影響，對于大學教育的認識主要停留在學習專業(yè)知識的層面，創(chuàng)新意識薄弱，大多數學生想按部就班畢業(yè)后考研或者找一個穩(wěn)定的工作。內在動力不足使得高校為開展創(chuàng)新教育所設置的講座、課程、探索項目資助、科技創(chuàng)新基地等因參與人數少而難以發(fā)揮應有的作用[8]，受益者只是小部分人群，很難帶動整體氛圍。

與此同時，航海類重點院校的航海類專業(yè)教育受困于多種矛盾，包括行業(yè)需求與高校發(fā)展之間的矛盾、行業(yè)發(fā)展與專業(yè)設置之間的矛盾以及行業(yè)特性與學生個性之間的矛盾，使得輪機工程專業(yè)學生專業(yè)思想不夠穩(wěn)定，跳出航運業(yè)進入IT行業(yè)、汽車行業(yè)、服務業(yè)等的人數逐年增加，這導致輪機工程專業(yè)開展創(chuàng)新能力培養(yǎng)更加困難，難以吸引學生主動參與[9]。

為此，需要首先解決學生的專業(yè)思想問題，將學生的職業(yè)發(fā)展貫穿于整個教育過程中，當專業(yè)教育、創(chuàng)新教育與個人發(fā)展需求相關聯，自然能夠引起學生的重視和參與。

在課程設置上提出了“大學生涯規(guī)劃指導+專創(chuàng)融合教育”的構建方式，以國家精品課程“大學生涯規(guī)劃與職業(yè)發(fā)展”作為整個課程體系的啟動點，以職業(yè)生涯發(fā)展為引導，讓學生了解到輪機工程專業(yè)的發(fā)展前景以及國家戰(zhàn)略下的機遇與新要求，同時讓學生意識到創(chuàng)新教育既是輪機工程專業(yè)的培養(yǎng)要求，也是自身職業(yè)發(fā)展的必備能力。當學生對創(chuàng)新教育的認識提高后，對于創(chuàng)新活動的參與度、投入度都有顯著提高，創(chuàng)新教育的效果也事半功倍。

2.專創(chuàng)融合構建合理課程體系

一些高校為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，開設了許多創(chuàng)新方法類的課程，但是沒有具體研究對象的方法論述很難讓學生理解與感悟，也不利于學生將創(chuàng)新教育與專業(yè)學習相融合[10]，應圍繞專創(chuàng)融合重新構建課程內容、教學方法等。筆者基于聚焦新能源技術在船舶上應用的研究方向，圍繞綠色船舶技術發(fā)展對于學生培養(yǎng)的相關要求，建立課程群，按照“科普教育(創(chuàng)意產生)—專業(yè)知識講授—創(chuàng)新教育實踐”的邏輯鏈開設了“船舶清潔能源技術”“新能源船舶動力系統(tǒng)實驗與創(chuàng)新設計”“可再生能源的高效轉換利用”三門專業(yè)課程(如圖1)。

三門專業(yè)課程設置的核心環(huán)節(jié)是創(chuàng)新教育課“新能源船舶動力系統(tǒng)實驗與創(chuàng)新設計”。該門課程的定位是專業(yè)教育到創(chuàng)新教育的鏈接性課程，課程內容重點講解新能源船舶動力系統(tǒng)國內外新技術的研究現狀。課程的考核方式由課程作業(yè)、課堂展示與期末考試組成，其中課堂展示要求學生以小組為單位，基于上課內容確定一個選題(要求選取船舶或航行器為對象)，圍繞選題開展創(chuàng)新項目研究，制作PPT進行匯報。該環(huán)節(jié)的設置就是教育學生如何將專業(yè)所學與創(chuàng)新相結合，依托三門專業(yè)課知識的學習開展創(chuàng)新活動。

四、構建“技能培養(yǎng)+項目訓練+競賽實踐”的實踐體系

如果開展創(chuàng)新教育的方式僅停留在課程教學，那么課程結束后，學生可能就不再進行相關訓練，培養(yǎng)效果也難以達到預期[11]。為了使創(chuàng)新教育覆蓋輪機工程專業(yè)學生整個大學階段，并讓學生真正掌握相關技能，構建了“技能培養(yǎng)+項目訓練+競賽實踐”的實踐體系，見表1所列。

實踐體系的構建是為了彌補單一課程教學下學生掌握度不夠的不足，從而圍繞技能培訓、組隊開展項目研究和參與學術科技競賽來開展教學。重點是要規(guī)定項目的選題必須圍繞輪機工程專業(yè)內容來開展，所針對的學術科技競賽也是以和輪機工程專業(yè)密切相關的全國海洋航行器設計與制作大賽、全國大學生交通科技大賽為主。

實踐體系的具體實施是與《武漢理工大學第二課堂課外學分實施辦法》掛鉤的。按照相關規(guī)定，學生需要完成10個選修學分，而第二課堂課外活動體系包括“學術科技與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”這一環(huán)節(jié)，具體內容為：學生通過參加各類學術科技競賽、主持或參加科研項目并提交科技作品、參加創(chuàng)新訓練、編制課件或軟件、舉辦科技講座、撰寫并發(fā)表科研論文、編寫學術著作或教材、開展技術創(chuàng)作等途徑培養(yǎng)科研能力，提高創(chuàng)新素質。學生通過參與實踐體系中的相關活動，就可以取得相應的課外學分，這一掛鉤方式可以有效提高輪機工程專業(yè)學生參與創(chuàng)新實踐的積極性。

表1 “技能培養(yǎng)+項目訓練+競賽實踐”的實踐體系

五、課程體系與實踐體系的有機結合

課程體系與實踐體系的構建，實現了針對輪機工程專業(yè)開展基于專創(chuàng)融合的創(chuàng)新教育實踐。在具體操作過程中，兩者不是兩個獨立的過程，而應該是有機結合的。

實踐體系中所積累的許多具體的創(chuàng)新項目案例，成為課程“新能源船舶動力系統(tǒng)實驗與創(chuàng)新設計”的課程素材，課堂上每次都會講解1～2個參賽獲獎的項目，剖析優(yōu)缺點，讓學生能夠從感性上對于如何開展輪機工程專業(yè)相關創(chuàng)新項目的研究有一定認知。

講授課程體系中的課程內容，一方面讓輪機工程專業(yè)學生能夠系統(tǒng)學習相關知識，增強老師與學生之間的溝通交流；另一方面，課堂上學生好的創(chuàng)意可以作為項目訓練的選題，上課的學生都可以參與到具體項目中承擔相應的任務。

課程教學團隊的授課老師成為實踐環(huán)節(jié)具體創(chuàng)新項目的指導老師，所開展的創(chuàng)新項目也往往是與老師的研究方向包括新能源技術、船舶動力系統(tǒng)等相關聯的。

六、結語

通過課程體系與實踐體系的構建，促進了輪機工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不僅提高了學生的創(chuàng)新素養(yǎng)，還在多項學術科技競賽中獲得較好成績。同時，從課程講授到技能培訓，再到具體的項目研究、參加競賽，該模式為解決輪機工程專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中存在的問題提供了有效的解決方式。

“大學生涯規(guī)劃指導+專創(chuàng)融合教育”的課程體系和“技能培養(yǎng)+項目訓練+競賽實踐”的實踐體系，是創(chuàng)新教育實踐的一種嘗試，其他航海類院校的輪機工程專業(yè)，或者其他工科專業(yè)，可以在該創(chuàng)新教育模式的基礎上，根據學?；蛘邔I(yè)實際，進行拓展與改進。