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摘要：卓越工程师的培养重在培养具有科研创新能力和实践创新能力的高素质人才。改革教学方法和手段，加强实践性教学环节，有助于“卓越计划”教学目标的实现。开展研究性课程设计能够提高学生解决工程实际问题的能力、总结能力、创新能力、科研能力以及协作能力等，更适合于卓越工程师的培养。
关键词：卓越工程师；课程设计；研究性学习
作者简介：曹丽华（1973-），女，黑龙江齐齐哈尔人，东北电力大学能源与动力工程学院，教授；李勇（1964-），男，辽宁本溪人，东北电力大学能源与动力工程学院，教授。（吉林 吉林 132012）
基金项目：本文系2012年东北电力大学教学改革研究项目（项目编号：20120010）、吉林省教育科学“十二五”规划课题（课题编号：GH13201）的研究成果之一。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0036-02
“卓越工程师教育培养计划”的主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型高素质工程技术人才，即卓越工程师后备人才（简称“卓越工程师”）。[1]在西方的发达国家，政府高等教育改革的方向是将学生置于教育教学系统的核心，随之而来的在世界一流大学里的人才培养模式改革也将培养卓越工程技术人才视为重点。卓越工程师的培养不但需要重新构建课程体系和教学内容，制订切实可行的培养方案，还要注重教学组织形式和教学方法的研究和改革用以保证卓越工程师培养目标的实现。东北电力大学能源与动力工程专业卓越工程师培养就是在此基础上开展的，制订了相应的培养计划。但对于具体的教学组织形式和教学方法的改革、研究和设计的探讨，更有助于“卓越工程师教育培养计划”的实施。如何充分利用本专业现有的教学资源，改变教学手段，充分调动学生主动学习的积极性，是保证参与“卓越计划”的学生日后具备较强的工程能力和创新意识的关键。这就要求在培养的过程中，将学生置为中心，将学生掌握知识和应用知识的能力置为出发点，将综合素质提高和创新能力培养置为指导思想，按照行业的需求来改革教学组织形式和教学方式，以适应卓越工程师的培养。
研究性学习作为一种教学组织形式和教学方式，符合工程能力培养的规律和综合素质形成的逻辑。[2]它适合用于“卓越计划”人才的培养，可以帮助参与“卓越计划”的高校实现卓越工程师培养的目标和达到卓越工程师培养的标准。所以，在卓越工程师培养中开展研究性学习是非常必要的，而研究如何在卓越工程师培养中开展研究性学习就成了首要解决的问题。
一、研究性课程设计
课程设计是专业课学习过程中的一个非常重要的实践性环节，是教学环节的重要组成部分。课程设计注重培养学生应用基本理论解决工程实际问题，提高学生综合应用所学专业知识的能力，在能源与动力工程专业方向的教学计划中占有重要的地位和作用。通常在课程设计前，指导教师会根据课程内容拟定一个设计题目，将设计过程中指定的条件和所需要数据交给学生，然后讲解一些主要的相关知识点，在指导教师的指导下由学生来完成。有的课程所选用的课程设计指导教材上有整个计算过程的图和表格，学生只是改变一下计算条件，用手算的形式就能完成。这样，在课程设计的过程中学生就不会动脑思考“为什么要这样计算”，“可不可以不这样计算”，也就达不到培养学生应用课程的基本理论知识解决实际问题的能力，也就更谈不上创新。此外，计算机以及各种语言、算法已经应用到了各个领域，不能借助计算机来解决工程实际问题的工程技术人员是不能适应社会发展的。而卓越工程师的培养更加注重学以致用，尤其是实践能力的培养。所以，传统的课程设计的指导方式已不再适用，对课程设计进行研究和改革有助于卓越工程师的培养。
研究性课程设计的主要目的是培养学生将所学专业知识融入到实际工程应用中，所培养的学生不仅有扎实的专业知识，而且有较高水平的分析问题和解决问题的能力，并能利用计算机去解决实际问题。通过研究性课程设计，不但能使学生很直观地掌握课堂上所学的专业基础知识，还能体会到计算机与专业课知识相结合所带来的成就感，从而在激发学习兴趣的同时提高了分析和解决实际工程问题的能力。并且，借助于学生的主动性，还可培养学生的科研创新能力和实践创新能力。基于项目的参与式学习是研究性学习的一种方式，[2]学生通过参与工程项目或工业产品的设计、开发、研究的过程，锻炼应用所学知识解决实际问题的能力，它为研究性课程设计的开展奠定了良好的基础。
二、基于卓越工程师培养的研究性课程设计的过程
为了保证研究性课程设计的实施，达到培养学生解决工程实际问题的能力和创新能力的目的，除了将学生置为中心，指导教师改变角色外，还需要注意以下几个方面：
1.结合工程实际选题
指导教师应通过对电力生产中出现事故或故障的调查，编制课程设计的题目，以丰富专业主干课程的课程设计内容，实现课程设计题目的多样化和实际化，达到理论与实际相结合的目的。并且，尽量使课程设计的题目针对大容量发电机组经常出现的问题而设置，以进一步提高学生解决实际问题的能力，并促进对所学课程内容的深入理解，达到培养具有科研创新能力和实践创新能力的高素质人才的目的。
比如“汽轮机原理”的课程设计，所选的题目就是综合利用学过的基础知识分析与解决某电厂汽轮机组实际发生的问题，即“在汽轮机通流部分缺省情况下（拆除其中一级）机组最大允许负荷确定及经济性和安全性核算”。这个设计中涉及到回热系统的热力计算、强度校核和汽轮机变工况下的经济性。这样，学生在完成设计之后，不但掌握了整台机组的经济指标计算和安全性核算，还掌握了汽轮机的变工况和回热系统变工况的理论知识和应用。
2.丰富课程设计的内容
课程设计的教学目的是培养学生运用所学的原理和技术知识解决实际问题，同时训练学生使用计算机和查阅资料的能力，使学生在课程设计的过程中巩固所学的理论知识，培养利用这些知识解决实际问题的能力，逐步树立正确的设计观念。在课程设计过程中，应将学生置为主体，指导教师起引导作用，充分发挥研究性学习的作用。“设计”本身就是一个创新的过程，应尽量发挥学生的自主创新能力。指导教师应该将课程设计的内容制订得比较宽泛，学生可以根据自己的能力和兴趣选择已知条件，真正达到“设计”的意义。一般情况下，参加课程设计的同学应该是一个年级，班数不等，人数较多，为了达到课程设计的预期效果可以分组进行，每组的设计内容有所变化。如“汽轮机原理”课程设计“在汽轮机通流部分缺省情况下机组最大允许负荷确定及经济性和安全性核算”，在保证学生所运用的基本原理和训练目的相同的情况下拆除不同的级，可使每位学生的计算内容都不相同，给学生留一个探索的空间，不但巩固了所学的理论知识，还增强了利用这些知识解决实际问题的能力，同时也培养了学生查找资料和归纳总结的能力。 3.加强计算机在课程设计中的应用
随着专业课教学与计算机应用的结合，课程设计要加强计算机的应用，包括程序设计、绘图和界面设计，以训练学生高效率解决工程实际问题的能力。在课程设计的过程中，要求学生编程计算和手算相结合，这样既应用了计算机知识，又能更好地理解算法的基本原理。课程设计的最后，要求用工程绘图软件绘制热力系统图及其原理图，便于学生在绘图的过程中了解整个系统及工作原理。如在“汽轮机原理”课程设计中，通过绘制机组全面性热力系统，使学生对整个热力发电厂的生产过程及各个主辅设备之间的联系有了比较清晰的了解和认识，基本上树立了正确的工程观念，增强了学生的实践能力。另外，计算机的应用与课程设计的结合，也加强了学生的计算机使用能力，为其今后从事各种工作奠定了有力的基础。
4.制订严格的成绩考核标准
课程设计的成绩考核可以由两部分组成：检查设计说明书和学生独立答辩。第一部分是课程设计说明书的质量，它反映着学生的逻辑思维能力和条理明晰的书面表达能力。通常，课程设计说明书都有统一的书写规范，既美观又便于查阅有关数据。说明书要阐述计算过程中的主要依据和基本计算公式；文字要简练，字迹要工整，逐页编号；图表要列名，并按照先后次序统一编号；所附图纸应正确、清晰。在考核时，重点检查计算结果合理性、设计过程说明条理清楚性、内容充实性和插图清晰美观性。第二部分是考查学生对课程所学基础理论知识的掌握、应用和创新。通过答辩的形式，根据课程设计内容和过程中涉及到的基础理论，提出不同的问题，根据学生的具体情况来考核，不但能考查学生分析和解决问题的能力，还能考查到学生的创新之处。同时也能锻炼学生的语言表达能力、交流能力和临场应变能力。最后，教师根据课程设计说明书和所提出的问题的回答情况给出课程设计的考核成绩。
课程设计完成后，每名同学的课程设计说明书和答辩记录装在统一设计的档案袋中分班级保存。
三、结论
在卓越工程师培养中开展研究性课程设计是切实可行的。为了保证卓越工程师培养目标的实现，研究性课程设计的选题至关重要，既要和工程实际相结合，又要保证在设计过程中锻炼学生的综合素质和创新精神。指导教师要将学生置为主体，转变教育思路，充分调动学生的主观能动性，才能保证研究性课程设计的实施。研究性学习为培养具有科研创新能力和实践创新能力的高素质人才提供了新思路，也可以在各类课堂教学中进行实施。
参考文献：
[1]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.
[2]林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究，2011，（6）.
（责任编辑：王意琴）
关键词：卓越工程师；课程设计；研究性学习
作者简介：曹丽华（1973-），女，黑龙江齐齐哈尔人，东北电力大学能源与动力工程学院，教授；李勇（1964-），男，辽宁本溪人，东北电力大学能源与动力工程学院，教授。（吉林 吉林 132012）
基金项目：本文系2012年东北电力大学教学改革研究项目（项目编号：20120010）、吉林省教育科学“十二五”规划课题（课题编号：GH13201）的研究成果之一。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0036-02
“卓越工程师教育培养计划”的主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型高素质工程技术人才，即卓越工程师后备人才（简称“卓越工程师”）。[1]在西方的发达国家，政府高等教育改革的方向是将学生置于教育教学系统的核心，随之而来的在世界一流大学里的人才培养模式改革也将培养卓越工程技术人才视为重点。卓越工程师的培养不但需要重新构建课程体系和教学内容，制订切实可行的培养方案，还要注重教学组织形式和教学方法的研究和改革用以保证卓越工程师培养目标的实现。东北电力大学能源与动力工程专业卓越工程师培养就是在此基础上开展的，制订了相应的培养计划。但对于具体的教学组织形式和教学方法的改革、研究和设计的探讨，更有助于“卓越工程师教育培养计划”的实施。如何充分利用本专业现有的教学资源，改变教学手段，充分调动学生主动学习的积极性，是保证参与“卓越计划”的学生日后具备较强的工程能力和创新意识的关键。这就要求在培养的过程中，将学生置为中心，将学生掌握知识和应用知识的能力置为出发点，将综合素质提高和创新能力培养置为指导思想，按照行业的需求来改革教学组织形式和教学方式，以适应卓越工程师的培养。
研究性学习作为一种教学组织形式和教学方式，符合工程能力培养的规律和综合素质形成的逻辑。[2]它适合用于“卓越计划”人才的培养，可以帮助参与“卓越计划”的高校实现卓越工程师培养的目标和达到卓越工程师培养的标准。所以，在卓越工程师培养中开展研究性学习是非常必要的，而研究如何在卓越工程师培养中开展研究性学习就成了首要解决的问题。
一、研究性课程设计
课程设计是专业课学习过程中的一个非常重要的实践性环节，是教学环节的重要组成部分。课程设计注重培养学生应用基本理论解决工程实际问题，提高学生综合应用所学专业知识的能力，在能源与动力工程专业方向的教学计划中占有重要的地位和作用。通常在课程设计前，指导教师会根据课程内容拟定一个设计题目，将设计过程中指定的条件和所需要数据交给学生，然后讲解一些主要的相关知识点，在指导教师的指导下由学生来完成。有的课程所选用的课程设计指导教材上有整个计算过程的图和表格，学生只是改变一下计算条件，用手算的形式就能完成。这样，在课程设计的过程中学生就不会动脑思考“为什么要这样计算”，“可不可以不这样计算”，也就达不到培养学生应用课程的基本理论知识解决实际问题的能力，也就更谈不上创新。此外，计算机以及各种语言、算法已经应用到了各个领域，不能借助计算机来解决工程实际问题的工程技术人员是不能适应社会发展的。而卓越工程师的培养更加注重学以致用，尤其是实践能力的培养。所以，传统的课程设计的指导方式已不再适用，对课程设计进行研究和改革有助于卓越工程师的培养。
研究性课程设计的主要目的是培养学生将所学专业知识融入到实际工程应用中，所培养的学生不仅有扎实的专业知识，而且有较高水平的分析问题和解决问题的能力，并能利用计算机去解决实际问题。通过研究性课程设计，不但能使学生很直观地掌握课堂上所学的专业基础知识，还能体会到计算机与专业课知识相结合所带来的成就感，从而在激发学习兴趣的同时提高了分析和解决实际工程问题的能力。并且，借助于学生的主动性，还可培养学生的科研创新能力和实践创新能力。基于项目的参与式学习是研究性学习的一种方式，[2]学生通过参与工程项目或工业产品的设计、开发、研究的过程，锻炼应用所学知识解决实际问题的能力，它为研究性课程设计的开展奠定了良好的基础。
二、基于卓越工程师培养的研究性课程设计的过程
为了保证研究性课程设计的实施，达到培养学生解决工程实际问题的能力和创新能力的目的，除了将学生置为中心，指导教师改变角色外，还需要注意以下几个方面：
1.结合工程实际选题
指导教师应通过对电力生产中出现事故或故障的调查，编制课程设计的题目，以丰富专业主干课程的课程设计内容，实现课程设计题目的多样化和实际化，达到理论与实际相结合的目的。并且，尽量使课程设计的题目针对大容量发电机组经常出现的问题而设置，以进一步提高学生解决实际问题的能力，并促进对所学课程内容的深入理解，达到培养具有科研创新能力和实践创新能力的高素质人才的目的。
比如“汽轮机原理”的课程设计，所选的题目就是综合利用学过的基础知识分析与解决某电厂汽轮机组实际发生的问题，即“在汽轮机通流部分缺省情况下（拆除其中一级）机组最大允许负荷确定及经济性和安全性核算”。这个设计中涉及到回热系统的热力计算、强度校核和汽轮机变工况下的经济性。这样，学生在完成设计之后，不但掌握了整台机组的经济指标计算和安全性核算，还掌握了汽轮机的变工况和回热系统变工况的理论知识和应用。
2.丰富课程设计的内容
课程设计的教学目的是培养学生运用所学的原理和技术知识解决实际问题，同时训练学生使用计算机和查阅资料的能力，使学生在课程设计的过程中巩固所学的理论知识，培养利用这些知识解决实际问题的能力，逐步树立正确的设计观念。在课程设计过程中，应将学生置为主体，指导教师起引导作用，充分发挥研究性学习的作用。“设计”本身就是一个创新的过程，应尽量发挥学生的自主创新能力。指导教师应该将课程设计的内容制订得比较宽泛，学生可以根据自己的能力和兴趣选择已知条件，真正达到“设计”的意义。一般情况下，参加课程设计的同学应该是一个年级，班数不等，人数较多，为了达到课程设计的预期效果可以分组进行，每组的设计内容有所变化。如“汽轮机原理”课程设计“在汽轮机通流部分缺省情况下机组最大允许负荷确定及经济性和安全性核算”，在保证学生所运用的基本原理和训练目的相同的情况下拆除不同的级，可使每位学生的计算内容都不相同，给学生留一个探索的空间，不但巩固了所学的理论知识，还增强了利用这些知识解决实际问题的能力，同时也培养了学生查找资料和归纳总结的能力。 3.加强计算机在课程设计中的应用
随着专业课教学与计算机应用的结合，课程设计要加强计算机的应用，包括程序设计、绘图和界面设计，以训练学生高效率解决工程实际问题的能力。在课程设计的过程中，要求学生编程计算和手算相结合，这样既应用了计算机知识，又能更好地理解算法的基本原理。课程设计的最后，要求用工程绘图软件绘制热力系统图及其原理图，便于学生在绘图的过程中了解整个系统及工作原理。如在“汽轮机原理”课程设计中，通过绘制机组全面性热力系统，使学生对整个热力发电厂的生产过程及各个主辅设备之间的联系有了比较清晰的了解和认识，基本上树立了正确的工程观念，增强了学生的实践能力。另外，计算机的应用与课程设计的结合，也加强了学生的计算机使用能力，为其今后从事各种工作奠定了有力的基础。
4.制订严格的成绩考核标准
课程设计的成绩考核可以由两部分组成：检查设计说明书和学生独立答辩。第一部分是课程设计说明书的质量，它反映着学生的逻辑思维能力和条理明晰的书面表达能力。通常，课程设计说明书都有统一的书写规范，既美观又便于查阅有关数据。说明书要阐述计算过程中的主要依据和基本计算公式；文字要简练，字迹要工整，逐页编号；图表要列名，并按照先后次序统一编号；所附图纸应正确、清晰。在考核时，重点检查计算结果合理性、设计过程说明条理清楚性、内容充实性和插图清晰美观性。第二部分是考查学生对课程所学基础理论知识的掌握、应用和创新。通过答辩的形式，根据课程设计内容和过程中涉及到的基础理论，提出不同的问题，根据学生的具体情况来考核，不但能考查学生分析和解决问题的能力，还能考查到学生的创新之处。同时也能锻炼学生的语言表达能力、交流能力和临场应变能力。最后，教师根据课程设计说明书和所提出的问题的回答情况给出课程设计的考核成绩。
课程设计完成后，每名同学的课程设计说明书和答辩记录装在统一设计的档案袋中分班级保存。
三、结论
在卓越工程师培养中开展研究性课程设计是切实可行的。为了保证卓越工程师培养目标的实现，研究性课程设计的选题至关重要，既要和工程实际相结合，又要保证在设计过程中锻炼学生的综合素质和创新精神。指导教师要将学生置为主体，转变教育思路，充分调动学生的主观能动性，才能保证研究性课程设计的实施。研究性学习为培养具有科研创新能力和实践创新能力的高素质人才提供了新思路，也可以在各类课堂教学中进行实施。
参考文献：
[1]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.
[2]林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究，2011，（6）.
（责任编辑：王意琴）