论文基于CDIO的能源和动力工程专业实践教学模式设计以离心透平叶片设计为例，本文是关于教学模式类论文怎么撰写和透平和动力工程和教学模式类论文范例.
国务院《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》明确指出,能源是现代化的基础和动力.当前,全球新一轮科技革命、产业革命、能源革命蓄势待发[1].随着能源产业的技术创新与科技变革,相关领域的工程应用对研发人员的科学技术素质要求提出了新的要求,能源类专业人才的知识结构力与业界的工程应用需求之间差距不断加大.鉴于此,有必要对能源类人才的培养模式及教学方法进行专门的探讨.本文将结合上海理工大学能源与动力工程学院能源与动力工程专业的办学实践,并借鉴国际工程教育CDIO 模式的先进理念,针对能源与动力工程专业的实践教学体系进行探讨.
1 能源与动力工程专业实践教学的现状及问题
能源与动力工程专业主要培养具备能源生产、转化与利用领域扎实的理论基础和专业知识,能够从事热能工程、制冷及空调工程、动力机械工程和热力系统及设备等的设计、开发、制造、管理、安装与运行工作,并具备卓越工程实践能力和国际化视野的技术人才.能源动力工程是实践性很强的专业,实践性教学环节,包括生产实习、课程实训、实验研究、毕业设计等,能提高部分学生的动手能力以及专业素养.大部分学生虽然专业基础知识扎实,但是存在着理论与实际工程设计与研发结合不够紧密等问题,缺乏创新能力、团队合作能力、组织协调能力,且工程、效益和质量意识不强[2].如何在教学过程打通理论知识与工程应用之间的通道,这直接关系到能源与动力工程专业学生的创新实践能力提升.在专业实践教学环节存在以下几方面主要问题：
1.1 缺乏系统和成熟的实践教学体系
当前,在一些大学的能源与动力工程专业中,“基础学科”课程仍然占据主导地位,旨在培养具有完整和系统知识的人才.虽然在学习过程中穿插有实践类课程,但学生往往只有能单一学习软件或到企业参观学习的机会,而缺少在工程项目或团队合作方面的实际训练以及实践能力[3].
1.2 专业基础知识和能源动力工程技术的高度综合性之间差距巨大
虽然教学大纲中设置有基础课、专业课和实训课,然而缺少一门将所有课程穿插起来综合运用到实际工程项目上的课程.学生的知识呈分散的块状化,而一个与能源与工程相关的工程项目却要求实施者熟练掌握和交叉应用多个领域的知识.单靠个体学生去理解和获取相关信息,无法在此基础上规划好专业发展路线.
1.3 针对工程应用的实验平台涉及的实训内容相对单一
各个高校都设置有许多实验平台,学生有机会动手操作和进行相关的实验测试.针对工程应用的实验平台涉及的实训内容相对单一,每个实验平台对应的知识点较为单一,学生基本按照实验手册的步骤就能完成相应的任务.在此过程中,基本没有查阅相关资料、制定实验方案和解决实验问题的过程,缺乏开放性和灵活性,不利于培养学生的自主创新和团队协作精神.
1.4 青年专业教师缺乏实际工业界的研发经历
大多数教师从学校毕业后就直接到高校从事教育事业,缺乏在工业界从事工程项目和解决实际问题的经验,在教学过程中只能“纸上谈兵”.只有少部分老师能承接到横向类工程项目,鉴于项目涉及专业知识的综合性和复杂性,很少有将项目引入到本科生的实践教学中的.
2 CDIO 工程教育模式的借鉴与实践教学模式改进
工程教育理念CDIO 是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学创立的.通过构思Conceive、设计Design、实施Implement 和运作Operate,增强学生的主动学习能力,让学生将工程和课程紧密地结合在一起,培养有工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力的综合型人才[4].将CDIO 工程教育模式引入到能源与动力工程专业的人才培养过程中,可以让能源与动力工程专业类学生接触真实工业界的项目和产品研发流程,通过构思－设计－实施－运作的过程,增强学生动手合作、实践创新和团结协作的能力,由此提高能源动力工程本科类人才的综合素质.
经过各大高校多年的探索和研究,CDIO 得到了教育界的广泛认可,该工程教育理念有以下几方面的特点：一是注重现代工程观培养.CDIO培养未来工业界的精英人才和行业领袖,让学生由浅及深地接触工程实际,锻炼工程实践能力,培养创新意识与能力、体验工程过程、提升工程素养,为未来成为与社会、自然和谐的工程创新人才做准备；二是注重工程素质培养.通过构思、设计、实施和运作,CDIO 在培养过程中将不同学科的知识和思维融合在工程实践活动中,增强工程实践操作能力,利用人文知识和扎实的方法论实现工程创新；三是注重知识联系产业.CDIO 基于真实工程项目,以产业和市场需求为导向,让学生将所学知识和实际产业结合起来,理论与实践相结合,教学内容与产业同步,培养适应实际产业发展的工程型人才；四是注重联系工程实践.CDIO 注重学生的实际动手能力,让学生在项目执行和团队协作中理解和应用知识,教学与产业应用同步,提高学生的创新和协作能力.
2.1 专业基础实践
以基础实验和专业实验课为主体,包括能源与动力工程专业实验、金工实习等,学生在基本完成实验任务的基础上,能主动查阅相关资料,对出现的问题能举一反三.特别是对于相关知识较宽泛且有学科交叉的专业实验,学生能通过个人思考、团队讨论和实际动手设计出相关的实验方案,旨在提高学生的认知水平以及实际操作、思考问题和初步设计的能力.最后的评分也应将设计方案新颖度、团队协作力等指标考虑进去.
2.2 生产实习实践
增加学生能源与动力工程相关企业参加生产实习的机会,参与产品的研发与生产过程,能将所学的知识与工程项目融为一体,通过实际参与产品的生产过程和实践动手能力,将所学能源与动力工程专业知识和生产实践联系起来,不让学生停留在只会记专业课公式和做习题这种较基本的水平层面上,而是让学生在碰到问题和解决问题的过程中,将专业知识熟练交叉应用.
2.3 创新项目实践
以创新项目为载体,借助全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等契机,鼓励学生自选主体、项目和专业指导老师,学生可在本专业或跨专业组团,通过实际操作创新项目挖掘学习潜能和动手能力,增强创新意识和沟通协作能力.
2.4 工程项目实践
学生通过参与教师承接的工程类横向项目或产学研见习机会,参与到真实企业的产品研发和生产过程中,通过选择项目－查阅文献－设计方案－方案实施－报告总结－终期答辩的方式,锻炼学生的创新和设计能力,为以后去企业从事相关的能源与动力工程专业的工作做好铺垫.另外,还可以通过增加教师的产学研合作机会、加强校企合作共建实训基地、建设综合实验平台、建立创客空间和平台、以项目制驱动教学等方式来支撑能源与动力工程专业的实践教学[5].
3 CDIO 教学模式应用实践———以离心透平叶片设计为例
本文以上海理工大学能源与动力工程专业流体机械方向为例,开展CDIO 教学模式的应用实践研究,以某企业真实需求作为项目选题,实施以项目任务为导向的教学法.应用实践以培养学生能力为目标,将理论知识、实际操作以及企业需求有机结合,以培养学生实际动手、团队协作与按时完成企业任务的能力,充分调动学生的学习兴趣.
3.1 前期准备
CDIO 教学模式的实践,需要在师资、设备、场地、资金等方面具备一定的基础.为了保障应用实践活动有序正常的开展,需要加强以下几方面的保障：①项目开展的环境接近真实案例：课堂和实验室实现设计部门、制造加工部门、市场部门的功能,从企业任务需求发布、样品设计和加工到产品市场和销售实现与企业的无缝对接；②课程体系和内容的规划应与企业工作任务保持一致,保证学生能系统地学习应用实践工程中的流程,在以后的工作中能学有所用；③针对工程应用驱动的实践教学设置合理的评价标准,应以学生学习过程中的设计能力、动手能力、团队协作能力、市场应对能力为评价标准.
3.2 过程实施
以专业流体机械方向的离心透平叶片设计为例,CDIO教学模式应该结合透平叶片设计、样品加工制作、项目评估等专业课程教学开展实践工作,让学生、企业和教师多方协作以完成教学任务.过程实施具体可分为以下几个方面：
3.2.1前期构思环节
在已经讲授离心透平机械原理相关理论知识的前提下,由企业研发部门人员发布离心透平叶片的设计任务,并说明该叶片工程应用环境,对需要实现的功能和设计目标进行细致描述.学生经过与发布任务人员的沟通,了解需求,通过在线以及图书馆查阅文献和图书资料,搜集与设计任务相关的信息,了解叶片特征、设计需求,写成分析报告.在该环节,对内容进行分组,各个设计小组分享搜集到的资料,通过讨论得出设计方案,教师通过自身对实例的讲解以及学生讨论过程和结果总结的知识点进行学习,引导学生掌握学习内容.
3.2.2设计方案讨论环节
教师将设计方案交给学生,让学生运用“透平机械原理”课程以及文献资料进行叶片的设计,以使整机能达到较好的透平效率.学生完成设计稿后进行自评和互评.教师或设计人员进行现场点评,让学生在实际设计和操作过程中熟悉工作流程.由企业设计部门专业人员和教师基于学生设计初步方案进行评审,挑选出满足设计要求的设计稿.
3.2.3样品加工环节
教师组织学生在计算机中心进行AutoCAD 或ProE 画图,教师指导图稿设计过程,注意工业设计要求,形成叶片设计终稿.企业人员指导学生利用3D 打印设备或在委托金工车间进行叶片样品的加工,将设计方案具体形成可落地的产品原型.
3.2.4 模拟项目评估
教师带领学生在透平实验室,对新加工的样品进行实验测试,以验证该叶片的设计效果.结合测试效果召开评审会,由需求企业和学校联合召开展示会,以展示学生的作品,学生对自己的叶片设计进行简单的说明,企业研发人员可对作品进行专业点评,加上学生的自评和互评,构成多元化评价体系.
4 结语
本文对CDIO 工程教育模式下能源与动力工程专业实践教学进行研究,通过“项目任务驱动,产教结合培养”等方式讨论了实践教学模式的改进方法.实践教学活动不仅强调锻炼学生的实际动手能力,更要锻炼其创新思维、团队协作、组织沟通的能力,有助于培养下一代高精尖卓越工程师.通过教师、企业人员和学生的三方互动,营造一个“学生为主、产教结合、多元评价”的教学体系.
归纳总结：这是一篇适合不知如何写透平和动力工程和教学模式方面的教学模式专业大学硕士和本科毕业论文以及关于教学模式论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
1、 对石油工程专业实践教学模式 冯国强（中国石油大学 （华东） 石油工程学院, 山东 青岛 266580）【摘要】 随着石油需求的不断增加, 我国对石油工程专业的人才需求不断增加, 且要求现代化的人才是具有实践能力、 创新能力的应用.
2、 关于能源和动力工程专业英语课程教学改革 牛淼淼 王毅林 毕小龙 顾海明（南京工程学院 江苏 · 南京 211167）中图分类号 G642 0 文献标识码 A DOI 10 16871j cnki kjwhb 2017 10 .
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