新工科背景下能源動力學科實踐和創(chuàng)業(yè)教育探討

李瑞婷 趙軍 許媛欣 鄧帥 朱強

【摘要】在新工科和雙一流建設的背景下，天津大學能源與動力學科在國際化培養(yǎng)的實踐中，以學生為核心，以夯實專業(yè)教育為基礎，優(yōu)化實踐實習培養(yǎng)模式，搭建產(chǎn)學研平臺，營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境，構建助力教師發(fā)展和學生成長的梯隊結構，進而升級學科教學體系和科研創(chuàng)新的動態(tài)機制調整能力，為我國能源結構轉型升級提供人才和科技支持。

【關鍵詞】新工科? 能源與動力學科? 實踐? 創(chuàng)業(yè)教育? 探索

【基金項目】高等學校能源動力類新工科研究與實踐項目（重點課題）：基于能源動力學科面向“一帶一路”的工程教育國際化研究與實踐，項目編號：NDXGK2017Z-10。

【中圖分類號】G64 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）10-0154-02

一、引言

在新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速進行中，綜合國力的競爭尤為凸顯。新工科人才的專業(yè)教育培養(yǎng)向著知識能力縱深化、視野寬度全球化、科研思維國際化、創(chuàng)新創(chuàng)造多元化不斷推升。

在高等教育人才培養(yǎng)、科學研究、服務社會的三大功能中，培養(yǎng)人才是核心工作，新工科建設的核心任務也是人才的培養(yǎng)，滿足行業(yè)和產(chǎn)業(yè)在當前和未來發(fā)展的需要，與科學研究相互促進[1]。

二、創(chuàng)新實踐與創(chuàng)業(yè)教育培養(yǎng)的思路

1.緊扣實踐與創(chuàng)業(yè)教育的關聯(lián)性節(jié)點

實踐教育是理論教育的源頭活水，更是創(chuàng)業(yè)教育的基礎，創(chuàng)業(yè)教育不僅要培養(yǎng)人的創(chuàng)業(yè)技能，更是一種意識和思維的訓練。實踐教育與創(chuàng)業(yè)教育的緊密相連，在關鍵節(jié)點上發(fā)揮著彼此互促的作用。

學科緊密對接國家產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展需求，回歸全方位育人的本質，2014年起一批核心課程邀請產(chǎn)業(yè)界專家來校講學，逐年研討、更新總結，實現(xiàn)了產(chǎn)學研多方資源的融合;與濰柴等十余個制造業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)合共建高水平學生實習基地，滿足學生認識、生產(chǎn)及暑期實習需要。

2.搭建實踐與創(chuàng)業(yè)教育的連通性平臺

針對能源與動力專業(yè)知識面廣的特點，我們和多家企業(yè)簽訂了共同建立實習基地協(xié)議。

其中主要實習企業(yè)有：

華能（天津）煤氣化發(fā)電有限公司，該公司是中國第一個能正式運行的煤氣化發(fā)電公司。

天津快透平科技有限公司，學生在該公司學習了徑流和軸流透平的原理和設計以及制作工藝。

山東煙臺荏原制冷有限公司，該公司掌握了吸收式制冷和第一類、第二類吸收式熱泵原理，學生在實地的實習實踐中現(xiàn)場學習。

山東煙臺奧威冷凍有限公司，學生在該公司進行效果良好的二氧化碳和氨工質的低溫復疊式制冷凍技術。

浙江啟能能源有限公司，該公司的儲能供熱項目在天津環(huán)球大廈投產(chǎn)使用，師生在參觀項目的實施與運營中，學習先進技術。

天津寶成機械制造股份有限公司。

濰柴動力股份有限公司，濰柴615廠工程技術人員直接向學生授課。

師生在萊陽動力股份有限公司現(xiàn)場實習，討論汽缸蓋技工以及氣門組件裝配工藝。

天津內燃機動力公司、雷沃動力股份有限公司。

3.完善實踐與創(chuàng)業(yè)教育的交互性支持

學科以國家教學示范中心建設為牽引，面向本科生全面開放科研資源，創(chuàng)新實踐活躍，連續(xù)10年獲全國節(jié)能減排大賽優(yōu)秀組織獎，2018年獲節(jié)能減排大賽特等獎、全國創(chuàng)新大賽金獎。科研反哺教學，連續(xù)7年為全國高校近300名本科生提供暑期實習崗位，回歸教書育人初心。利用科研優(yōu)勢，率先開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的“內燃動力裝置燃燒與熱力循環(huán)虛擬仿真”實驗平臺，于2018年獲批國家級虛擬仿真實驗項目。

4.拓展實踐與創(chuàng)業(yè)教育的全球性視野

實踐與創(chuàng)業(yè)教育的關系是相互區(qū)別又緊密聯(lián)系的。實踐教育是創(chuàng)業(yè)教育的重要基礎階段，是創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)和塑造階段，是創(chuàng)業(yè)意識的啟蒙和發(fā)掘階段，是創(chuàng)業(yè)教育實踐的檢驗與提升的反哺和再提高階段，也是校企合作的實體性環(huán)節(jié)。創(chuàng)業(yè)教育是實踐教育的一種升華呈現(xiàn)，是實踐教育的目標性追求之一，是實踐教育的貫通性形成。

在學科國際化建設和發(fā)展中，積累了大量的實踐教學與創(chuàng)業(yè)教育實踐的經(jīng)驗。比如在留學生實踐教育方面，在能源動力學科留學生的調查問卷中，有超過半數(shù)的同學有創(chuàng)業(yè)教育的意向。在有創(chuàng)業(yè)意向的同學中，超九成同學表示在實現(xiàn)創(chuàng)業(yè)夢想的時候，愿意與母校合作，對科技創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)、市場開拓等領域和學校深入合作。同時，在問卷中接近99%的留學生期望能夠在未來的工作中能和中國有關。因為對于我國能源與動力學科的教學水平、師資水平、實踐實訓基地、科研參與等都有較高的評價，同時也在碩士、博士求學階段的留學生中，給予很多他國經(jīng)驗和有益的建議，在教育實踐中，有意識地開拓學生的全球性視野，提高國際化交流能力、夯實專業(yè)和實踐能力、扎實思政教育工作，在實驗室、課題組中形成了良好的國際化交流環(huán)境。

5.打造實踐與創(chuàng)業(yè)教育的示范性標準

在實踐的積累中，也逐步形成了一套實踐與創(chuàng)業(yè)教育的操作化標準，并在每一學期，每一學年的總結和反饋中，不斷修改和完善，力求逐步打造出有特色的、可操作的、可檢驗的示范性標準，為能源與動力學科的實踐與創(chuàng)業(yè)教育提供參考性技術支持。

三、探索實踐與創(chuàng)業(yè)教育培養(yǎng)的再升級

1.縱深實踐教育教學的理論與方法

實踐教育教學的核心是學生，關鍵在教師，提升實驗教師的技能與水平，加大培訓力度，重視、信任并發(fā)揮青年教師、實驗教師的創(chuàng)新動力。廣泛開展交流和項目落地，給予師生在實踐中強化理論知識，豐富和及時反饋教學方法的環(huán)境氛圍。及時根據(jù)前沿科研創(chuàng)新調整實踐內容，配套教學方法，引領學生緊跟學術動態(tài)并創(chuàng)造學術動態(tài)。

2.打造多維度、跨學科的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育訓練

比如能源與動力學科碩士階段的課程體系建設中，實行跨科機械工程大類招生，學生可以選擇能源動力、機械設計或力學方向。三個方向（對應三個一級科）具有很強的互通性，在滿足專業(yè)必修課和一定選修課要求的前提下學生可以跨科選課，通過第一課堂和第二課堂的貫通性建設，培養(yǎng)具備扎實的自然科學和人文科學素養(yǎng)，掌握能源動力領域所涉及的熱能工程、動力工程、動力機械、環(huán)境工程等方面的專業(yè)知識，深入了解內燃機、燃料電池、太陽能利用、風能利用、制氫等能源技術，具有可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略視野和國際競爭力的高級復合型人才。

3.從少數(shù)優(yōu)秀典型到人才數(shù)量與質量的同步提升

天津大學2015級博士畢業(yè)生閆方超作為第一完成人所設計的汽車全生命周期數(shù)據(jù)解決方案，在2017年中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽斬獲國家級銀獎及天津市金獎，在2018年獲得“創(chuàng)新力量”中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎，出版專著《現(xiàn)代新能源汽車技術研究》。在“大眾創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)業(yè)”環(huán)境影響下，他創(chuàng)業(yè)并成為天津布爾科技有限公司總經(jīng)理。在創(chuàng)業(yè)的熱情和思考后，放棄高校教師的“金飯碗”，投身創(chuàng)業(yè)大潮的一名青年創(chuàng)業(yè)者，期望在創(chuàng)業(yè)路上實現(xiàn)從0到1的飛躍。千千萬萬個創(chuàng)業(yè)者的小目標匯聚起來，就能推動國家經(jīng)濟高質量發(fā)展，實現(xiàn)中華民族偉大復興的大夢想。

創(chuàng)業(yè)并非易事，在經(jīng)歷了困難和挫折后，他冷靜分析和思考，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代，未來汽車換道發(fā)展的方向將會是智能網(wǎng)聯(lián)汽車，是要讓一輛汽車同時跑在公路和互聯(lián)網(wǎng)兩條路上。只有把在學習和實踐中所掌握的、擅長的汽車領域的科研成果轉化成企業(yè)的核心競爭力，才能在激烈競爭的市場中占有一席之地。公司依托天津大學國家內燃機燃燒學重點實驗室的優(yōu)質資源，已經(jīng)發(fā)展成為“為汽車生產(chǎn)制造行業(yè)提供汽車電子控制系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、售后等關鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)智能解決方案的提供商，逐步形成兩款系列化產(chǎn)品覆蓋汽車的整個生命周期：智能網(wǎng)聯(lián)汽車監(jiān)測控制平臺和汽車尾氣排放診斷檢測平臺”。他將“技術點亮科技，科技成就卓越”為理念，領導公司堅持改革創(chuàng)新，依靠科技進步與科學管理，企業(yè)先后獲得“國家級高新技術企業(yè)”“國家級雙軟企業(yè)”“國家級中心企業(yè)”“IATF16949質量管理體系認證”“ISO9001質量管理體系認證”。在天津大學第二屆“校長杯”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上，由我學科學生主要參與的光立方（選擇性聚光光伏系統(tǒng)）團隊設計了一種選擇性聚光光伏模塊，這樣的模塊能夠廣泛應用在現(xiàn)代城市建筑外表面。截至2019年，該項目團隊已獲得全國環(huán)境友好科技競賽一等獎、全國青年環(huán)保大賽一等獎、全國移動互聯(lián)創(chuàng)新大賽一等獎、全國大學生可再生能源科技競賽一等獎等11項國家級獎項及6項省部級一等獎;申請專利5項。項目團隊的研究成果發(fā)表EI檢索IEEE論文1篇，在投SCI期刊論文一篇。成果已實現(xiàn)實驗室產(chǎn)品轉向小批量生產(chǎn)，正在處于創(chuàng)業(yè)融資階段，并獲得在天津生態(tài)城落地的機會。

我學科的優(yōu)秀學生代表許云深，創(chuàng)始人兼CEO，天津大學學生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)協(xié)會主席。截至2019年已收獲26項各級科創(chuàng)競賽類獎項，其中有20項為項目負責人，10 項為省部級、國家級。參與兩項市級大創(chuàng)項目，負責一項國創(chuàng)項目，申請專利四項。獲得BOE公司解決方案崗位special offer，主要負責團隊建設、財務、戰(zhàn)略方向三方面工作。

與此同時還有更多的畢業(yè)生投入科研一線，科技創(chuàng)新企業(yè)一線，在工作中將技術革新和難題攻關的進展及時與母校聯(lián)結，形成了良性互動和長效性機制。以少數(shù)典型到整體學科人才培養(yǎng)的數(shù)量、質量雙提升，在前期經(jīng)驗積累的基礎上，對日后實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的效能探索提出了新的課題。

四、結束語

從“跟跑”向“領跑”的轉變不僅需要教育教學的革新，更需要在新經(jīng)濟領域、新產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式中提升自主創(chuàng)新能力，突破核心技術，打造前沿科技陣地。創(chuàng)新驅動下的能源與動力學科需要在實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領域與學生教學相長，建構實踐與創(chuàng)業(yè)平臺，挖掘學生創(chuàng)新潛力，給予學生創(chuàng)業(yè)支持，為科技和社會的發(fā)展提供源源不斷的新力量。

參考文獻：

[1]林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

作者簡介：

李瑞婷（1987年11月29日-），女，漢族，天津人，博士研究生學歷。