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案例驱动 信息技术助力 培养工程能力

网友投稿  2024-01-17 08:08:08  互联网

    近年来,数字化智能化技术的发展和应用推动工程技术与生产模式迅速变革。能源与动力工程专业对多个未来产业的发展具有重要支撑作用,是研究型、应用型人才培养的主阵地之一。江苏大学能源与动力工程专业的人才培养工作紧密结合教育数字化发展的态势,强调跨行业、跨学科知识与能力储备,以教学方法改革助推我国信息技术与能源动力装备制造行业的深度融合。

    下好教学方法改革的“先手棋”

    1.深度挖掘影响工程能力培养的因素

    目前工程专业面临的问题是什么?教学内容的陈旧,教学方法的落后,师生交流困难,这些问题均在一定程度上存在,但并非根本性问题。影响工程能力培养的根本性问题在于工程教育与产业脱节,工程教育的对象并未参与真正意义上的工程活动。尽管高校与企业在技术和产品方面开展了合作,但本科生的参与度较低,科研成果又未能及时转化为辅助本科人才培养的素材,导致产学研活动的育人成效不明显。同时,数字化智能化在工程中的应用对工程教育提出了新的要求。工程教育改革面临双重挑战。

    2.深入推进工程人才培养理念更新

    积极响应社会的反馈,本专业意识到工程人才培养的改革并非只是人才培养方案的更新。新的工程思维、解决问题的方法、交叉学科元素及信息化手段的运用是制定专业建设目标时的重要参考。同时考虑专业教育覆盖面与个性化培养的复合型人才培养模式更加合理,这也是对接能源动力领域专精特新发展的需要。

    3.深入分析学生的心理特征

    统计显示,能源与动力工程专业的本科生毕业要求的学时数较之5年前减少了约16%,但毕业设计要求的知识点增加了近20%,再加上需要掌握的计算机软件工具和需要分析的数据,学生的学习压力大。在这种形势下,深入分析学生的心理特征,是教学管理与实施的前提。信息技术的运用是学生有效完成学习任务、培养工程能力的重要工具。除引导学生合理运用信息技术工具外,本专业通过各类网络平台每年向学生推送近400例专业信息及选择性的多媒体素材,拓展学生的专业视野,并鼓励他们利用现代工具提升价值追求。

    以工程案例撬动教学方法改革

    1.深化校企交流,丰富工程案例

    工程教育的素材应取自工程一线。企业是技术孵化的主战场,也是服务工程一线的主体。本专业积极开展校企共育工程案例活动,校企协同构建多元、立体的知识体系,工程知识传授、能力培养、素质提升一体推进。采用知识点离散传统的知识架构,融入大量的工程案例,实现导学、深学、沉浸式学,进而深入剖析工程背后的知识与伦理元素,综合运用信息化技术、虚拟技术、数值模拟方法将专业现象转化为生动的教学素材。

    2.改革授课方式,构建工程案例融入机制

    融合现代信息技术,使学生在视听协作中理解知识点,并主动对工程案例进行深入思考,拓展思维。针对不同课程的特点,通过案例有序开展差异化培养,充分调动学生的学习主动性。在能源与动力工程测试技术课程中,实例讲解用手机APP远程监测流体机械产品的实时运行状态,在线控制无人驾驶车进行农田药物喷洒等;在流体机械原理与设计课程中,采用数字孪生技术对深海采矿车的工作过程进行分析,采用机器学习方法对固液两相流泵流道型线进行优化等。教学效果表明,这种用故事讲解专业、用短片解释案例的方式,引起了学生的共鸣。

    3.营造工程氛围,强化案例的渗透力

    在培养工程能力的同时,本专业还引导学生借助工程案例提高发现美、感受美、鉴赏美、创造美的能力。从大学一年级的专业导论课程开始,关注每一门专业课程的学习过程与效果,将专业体系与学生的学习进程结合,实现工程元素逐层、全面渗透。在流体机械前沿技术课程中,以为海上风电机组铺设海底线缆的工程车为综合性案例,这是一个集机、电、液、控为一体的系统,且涉及机器学习算法的应用。基于这样一个案例与学生进行讨论,充分提升学生的多学科思考能力和思辨能力,并辅以计算流体动力学、有限元分析等软件工具的运用。这类案例在启发思维、锻炼动手能力的同时,加强了学生对工程的客观认识。

    不断完善工程能力培养保障体系

    1.以高素质“双师型”队伍保障教学的实施

    教师不但是知识传授者,也是教学组织者和教学活动的驾驭者。除了良好的师德师风,教师还要具备运用现代信息化手段的能力。参加各类信息化教学竞赛、定期进企业进行工程能力提升等,是教师自身发展的需要,也是开展教学改革的前提。本专业邀请企业工程师参与一线教学,以工程师指导未来的工程师,保证技术元素的传递准确到位。专门设立能源与动力工程产业教授岗位,将高层次专业人才纳入师资队伍,保障工程能力的培养质量。

    2.全面提升教学保障能力与水平

    有效的过程监控是保证人才培养质量的关键。本专业在工程教育专业认证架构的基础上,采用“五位一体”、多级联动、网格化保障体系,为教学实施提供坚实的保障。在保障体系完善过程中,提高学生的参与度与话语权。为保证工程能力培养的可持续性,本专业搭建了卓越工程师培养基地联盟、实践教育中心等优质平台,获批建设的能源与动力工程国家实验教学示范中心(江苏大学)取得的阶段性建设成果得到能源动力行业专家的高度评价。

    在解决工程问题中激发创新活力

    解决复杂工程问题需要系统性的思维、工具的有效运用、创造性的尝试。专业特色是立身之本,解决能源动力领域的复杂问题是本专业发展的动力。本专业除要求学生参加创新创业项目外,还鼓励他们参加学业导师的横向课题。依托专业开展创新活动,在工程应用中找到切入点,在优化工程能力培养路径的同时体现专业价值。

    以赛促教,以赛促学。本专业学生通过参加全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛等各类竞赛,锻炼了综合能力,并取得了佳绩。注重竞赛作品与工程案例的结合,并强化竞赛对专业课程学习的支撑,将每一届学生的参赛作品作为下一届乃至几届学生的参考。

    近年来,本专业在工程能力培养方面取得了实效,学生驾驭专业思维、解决复杂工程问题的能力不断提高;毕业生的专业责任感和社会认可度均不断提升。工程人才培养是系统工程,也是时代工程,产业发展为人才培养模式改革提供了导向。以高质量的工程人才培养回答产业之问、发展之问,是本专业不断前行的动力。(康灿)



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