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【国家试点学院建设巡礼】本科生培养篇:实施“选育评”一体综合改革,培养航空发动机创新人才
发布时间:2016-08-11        文/图/

实施“选育评”一体综合改革,培养航空发动机创新人才  

通讯员 陈敏 

“十二五”时期,我国航空发动机正处于从“测绘仿制”向“自主创新”转变的关键时期,培养具有“强烈的创新思维、良好的创新潜质、优异创新实践能力”的本科学生,是航空发动机事业发展的亟需。能源与动力工程学院牢牢把握入选教育部“创新人才培养综合改革试点学院”的战略机遇,实施“选育评”一体综合改革,持续优化创新人才培养的土壤与环境,探索有利于创新型人才成长的机制体制,取得了良好的成效。

创新型人才培养理念不断深化  

教育以育人为本,人才培养是大学的根本使命;一代人才,创造一代事业。当前的航空发动机人才培养质量决定着我国未来航空发动机事业的发展水平。在国家试点学院建设过程中,学院深刻认识到航空发动机自主原始创新对发动机人才队伍、知识结构、能力水平提出的新的更高要求。学院深入对标世界三大航空发动机企业(GE、PW、RR)通用型人才(Generalist)、专家型人才(Specialist)、系统型人才(Universalist)的橄榄式分布人才结构,深度结合学院自身特点和行业需求,提出着力培养专业学术型、专业工程型、学科交叉型“三类人才”。把专业学术型、专业工程型、学科交叉型“三类人才”分别作为企业未来专家型人才、通用型人才、系统型人才的蓄水池。在本科生培养中,以校企共创的“吴大观英才班”为带动,把握人才成长规律,大胆改革本科生“选拔”、“培养”和“评价”三个关键环节,持续优化本科生核心课程体系、实验实践平台、科研训练基地等“土壤”与“环境”,通过“选育评-土壤-环境”的建设,系统构建与国际先进水平接轨,与国家人才需求匹配的创新人才培养体系,为学生成长为未来发动机行业所需的“三类人才”打下坚实的思想基础、专业基础、实践基础,把能源与动力工程学院打造成国家高等工程教育综合改革示范学院。

在人才选拔中,围绕高志向、高能力、高分数“三高融合”的选拔原则,构建以航空百年“中国心”计划“初选”、“吴大观英才班”入校“复选”、本科生班集体动态调整“优选”和本科毕业生升学和留学“精选”为核心的“四位一体”创新人才选拔体系。在人才培养中,紧扣创新型人才培养这条主线,系统实施“院士班主任+校企双导师制、小班化、国际化、个性化”的“一制三化”培养模式改革,完善本科核心课程、专业实践、基础实验、科技创新“四个体系”,引导师生从“讲三练二考一”到“讲一练二考三”转变,引导学生从“吃桌餐”到“自助餐”再到“自己下厨房”。全力支持学生开展长短期国际交流访学,为学生打造“国内行业总师和学术精英,国际标杆企业总师和学术精英、国内外跨领域精英”为代表的“三个朋友圈”,储备“三类人才”所需的知识、文化、能力“三个层次、十九种人格特质”。在师生评价中,成立了试点学院国际评价委员会、行业评价委员会,对学院实行发展状况第三方评价制度。重构多元化教师评聘和质量考评体系,从单一的“学术影响力”评价扩展为“学术影响力”、“行业影响力”、“社会影响力”评价并重的综合评价。变革学生评价中“分数为王”的评价办法,创设“科学基础、人文情怀、思想品德、实践能力、国际视野、身心素养”融合发展的“六维度评价”体系。

 
图1 “选育评”一体综合改革示意图  

“选育评”一体综合改革持续推进  

构建国际化的核心课程体系。学院坚持“专业和通识并重”,以培养飞行器动力领域、能源与动力领域具备扎实多学科基础和解决重大复杂系统问题能力的创新型领军领导人才为目标,重新修订飞行器动力工程、能源与动力工程两个本科专业培养方案。夯实专业基础,数理课程比重由17%提高至21%,能动专业课程新增21门。强化自主学习,总学分由183.5分压缩至156学分,飞动专业选修课门数增加36%,实验实践类课程增加54%,为“讲一练二考三”的课程培养模式腾出时间和空间。加强国际培养,新增13门英文专业课程及7门引智课程。改革课程设计,开设具有多学科交叉、多专业协同的航空燃气轮机设计课程,实现以“气固热声控”为基础,强化“系统和总体”的课程配置目标。

建设特色化的专业实践体系。学院系统整合航推、流体、燃烧和热工四大综合实验中心,及航空发动机数值仿真中心、航空发动机认知实践基地、大学生课外科技制作与创新中心、校内实践实训基地等实验资源,统筹建设了具有鲜明航空动力特色的本科生专业实践体系。基础认知阶段,通过现场课讲解,使学生了解航空发动机整体结构、工作原理等基础知识,培养观察、认知、辨析能力。基础实验阶段,使学生通过实验课学习,循序渐进掌握专业基础实验模块、专业综合实验模块,培养运用所学知识提出问题、动手解决问题能力。实践实训阶段,通过航空发动机整机拆装、试车、虚拟仿真、自主创新实践,增强学生自主实践、团队实践能力,提高学生自主解决复杂系统工程与科学问题能力。学院本科生实验实训基地获批2015年北京市高等教育“先进航空发动机校内创新实践基地”。


图2 先进航空发动机校内创新实践基地示意图

创建共享化的公共实验平台。学院在“先进航空发动机校内创新实践基地”建设的基础上,进一步梳理学院和各系所现有实验条件,盘活存量资源,整合分散资源,建设了共享化的公共实验平台。平台采取实验资源统筹、师生网络预约、全时自主实验的模式,分批推进学院实验室资源面向全院、全校乃至兄弟高校全时段开放,实现实验室资源的本研一体,逐步达到以气固热声控为基础,强化系统和总体的实验课程体系配置目标。在服务校内师生基础上,利用公共实验平台资源,学院已连续三年面向台湾淡江大学、成功大学等高校学生开展了暑期科技实践创新培训。

完善全程化的大学生科研训练体系。学院参照国外大学生创新科技实践的培养模式(国际CDIO教育方法),以“实践导向、教研一体、本研互动、校企融合”为原则,以“自主实践-规律探索-能力提高”循环上升成长模型为学生实践能力培养思路,以构建“启蒙式-阶梯式-菜单式-协同式”的全程化大学生科技创新实践培养模式为主线,重点建设了能动工作室、动力梦工厂两个大学生创新实践基地,由学生团队自主引进、运行“先进动力机械”CDIO课程,使大一、大二学生在专业知识零起点的情况下逐步培养科学研究能力。同时,每年抽取院长基金的10%成立学生创新基金,实现了大学生科研训练体系的制度化、规模化和长效性管理,并建立了全国“‘挑战杯’竞赛、全国节能减排竞赛、校级‘冯如杯’科技竞赛和学院动力杯学生科技竞赛”的项目链条,实现了不同学生分层次、分阶段、全覆盖参与创新训练。

在选拔创新人才方面,学院坚持“四位一体”,通过航空百年“中国心”计划“初选”、吴大观英才班入校“复选”、本科生班集体动态调整“优选”、本科毕业生升学和留学“精选”,来进行创新人才的选拔。

航空百年“中国心”计划“初选”。利用试点学院先行先试的改革政策,坚持“高志向、高能力、高分数”的“三高融合”选拔原则,2013年以来连续面向全国实施航空百年“中国心”自主招生计划。通过“中国心”计划,遴选数理基础扎实,航空情怀浓烈,具有优异学科特长或优秀创新潜质的高中学生进入试点学院学习深造。经过三年探索积累,学院于2015年首次采取高考结束后举办航空百年“中国心”夏令营的模式,进一步丰富了选拔内涵,优化考评机制,提高选才质量。目前,72名优秀学生通过该计划进入学院,带动学院本科新生录取平均分三年提升54分。

吴大观英才班入校“复选”。与中航工业集团战略合作,在试点学院创设以“中国航空发动机之父”吴大观先生命名的创新人才培养改革试验班“吴大观英才班”。从每年考入北航国家试点学院的本科新生中,依据“科学基础、人文情怀、思想品德、实践能力、国际交流、身心素养”六个维度对学生进行综合选拔,择优组建30余人的吴大观班,四年来遴选147名学生进入吴大观班。在该班实施院士班主任、一生双师制度,坚持“一制三化”,实施小班授课、单独培养方案,每年组织学生赴世界一流大学联合培养、实习实践,设立覆盖全班的吴大观奖学金,着力将该班打造成为服务国家战略需求、面向国际学术前沿的航空发动机“梦之队”。

本科生班集体动态调整“优选”。每一学年,学院以“吴大观英才班”动态调整为抓手,对本科生班集体进行动态调整,鼓励最适合的学生进入吴大观班,使吴大观班优良的学风、严谨的作风辐射带动其他小班,使每名学生逐步找准自己的成长定位,促进因材施教、人人成才。在调整中,学院在学生中持续强化多元化选拔、六维度评价的成长导向,在学生班集体中既培养成绩优异、专业过硬的“专才”,也培养个性鲜明、特长突出的“偏才”,还鼓励品学兼优、团结同学的“通才”。学院把主要精力放在优化学生成长的土壤与环境上,使他们在大学的培养和磨砺中健康成长成才。

本科毕业生升学和留学“精选”。在学生毕业阶段,一方面,学院通过国家留学基金委“未来科学家计划”,中英、中法双学位计划等,选派最优秀的学生赴世界一流大学留学深造和攻读博硕士学位。另一方面,通过应届毕业生保研、直博,带动优秀学生留在学院学习深造,吸引兄弟高校顶尖学生进入学院。2016年9月,试点学院将在本科生“吴大观英才班”基础上,设立“吴大观研究生班”,传承和优化吴大观英才班的培养特点和培养模式,对吴大观班学生实施持续关注和跟踪培养,打通吴大观班优秀本科生的成长通道。以“吴大观研究生班”的创设为标志,学院初选、复选、优选、精选四位一体的国家试点学院创新人才选拔体系基本构建。

在人才培育方面,学院通过落实“一制三化”,培育一流人才。

实施多元化的本科生导师制。学院在全体本科生中实施自由选择、动态调整的团队导师制,组建了多元化的联合导师团队,加强对学生的个性化指导,融学术指导、发展指导和生活指导为一体,营造学生博采众家之长的成长氛围,实现德育教育与专业教育的协同运行。在吴大观英才班,先后聘请陈懋章、刘大响、甘晓华、尹泽勇4位院士担任班主任。实行校企双导师制,由学院知名教授担任学术导师,从中航工业集团、中国航空发动机集团公司、空军、民航系统和民营企业聘请47位高管、总师、首席专家等担任学生企业导师。通过导师的教育引导,点燃学生心中科学和创新之灯,悉心呵护,等待他们成长,希望终有一天迸发出耀眼光芒。同时,学生在导师引导下开展创新实践,从实践中认知,从实践中掌握,从实践中创新,培养学生“不唯上,不唯书,只唯实”的科学精神。

拓展国际化的联合培养机制。在专业课程设置上,借鉴世界一流大学课程建设经验,邀请外国知名专家学者70多人次参加《流体力学》、《传热学》、《燃烧学》等专业核心课共建。利用北航国际暑期学校的有利条件,引进了8门本科生国际引智课程,使学生不出国门就能学习世界一流大学课程资源。每年投入专项经费,资助本科学生参加课程暑期学校,2015年派出4支国际交流访学团154名学生,分别前往亚洲、欧洲、美洲14所高校进行交流访学。同时,学院与法国国立民航大学、英国克莱菲尔德大学签订了双学位项目协议。近五年,学院累计447人次本科生参加各类国际交流项目,首届吴大观班全体学生拥有国际交流经历。

建立个性化学习和发展机制。实施个性化的人才培养机制,由个性化选择导师、个性化培养方案、个性化评价体系三方面构成。其中,“个性化选择导师”把导师按“科学型”、“技术科学型”、“工程型”进行分类,让学生根据自身特点、兴趣喜好等自由选择;“个性化培养方案”根据学生的个人特点、兴趣爱好和发展方向定制专业课程模块内的不同课程,形成“个性化培养方案”,最终实现每个人的培养方案都各具特色;“个性化评价体系”根据学生个性化的培养方案设定考核内容和指标,与科技素养、人文素养等综合测评一起,以学习档案的形式进行综合评价。

落实小班化的教学制度。学院通过教材、教师队伍、教学方法改革,将专业核心课程每班学生人数控制在30-50人之间,为学生个性化发展提供了优良土壤和环境。“十二五”期间,《工程流体力学》、《叶轮机原理》、《传热学》、《燃烧与燃烧室》四门课程实现小班化教学。为保证小班化教学的教学效果,制定了《能源与动力工程学院专业核心课程责任教授管理条例》,通过核心课程责任教授强化核心课程的教学团队建设。飞行器动力工程专业的所有核心课程的责任教授人选既包括如桂幸民、洪杰等本行业公认、具有丰富的工程实践经验和深厚理论基础的教授,又包括如陆利蓬、黄勇等始终活跃在国际学术前沿、具有深厚学术造诣的教授。通过课程责任教授定期组织的课程研讨及学术交流活动实现对年轻教师的传、帮、带,形成良好的课程教学师资梯度,既保障了小班化教学的质量,又为学生由被动式学习到主动探究式学习提供了良好环境。

学院成立了“国际评价委员会”、“行业评价委员会”,实施学院发展的“第三方评价制度”,构建学院评价、行业评价和学生评价的综合评价体系。在教师评价中,建立了以关键业绩指标为依据的教师考核评价与激励机制,完善助教、主讲教师、优秀主讲教师和教学名师的晋升及考核办法,突出教学、人才培养绩效导向,考评标准从单一的“学术影响力”评价扩展为“学术影响力”、“行业影响力”、“社会影响力”评价并重的综合评价机制,通过学院评价、行业评价、学生评价并重,把教师的主要精力拉回到了教学上。在教师年终绩效发放上,学院加大对人才培养工作的奖励和倾斜力度,2011年开始在年终考核中将教学当量与科研当量的换算比例由1:10调整为1:20;在反映关键业绩的KPI指标中,突出了对省部级教学获奖、正式教材出版、教学前三名、学生实践类课程指导(SRTP、省部级学科竞赛、冯如杯等)的奖励额度及范围;在年度优秀奖中优先考虑教学业绩突出的一线教师。在学生评价中,创设了“科学基础、人文情怀、思想品德、实践能力、国际视野、身心素养”融合发展的六维度评价体系,研发了基于六维度评价的学生成长档案,实现学生成长过程的可视化,成长动态的全记录,成长成果的交互式和可量化。

创新人才培养改革初见成效  

创新人才选拔成果丰硕。随着国家试点学院创新人才培养综合改革进程不断深入,航空百年“中国心”自主招生计划的影响力持续增强,“吴大观英才班”创新人才选拔与培养的品牌效应不断凸显。试点学院新生录取平均分跃居全校前列。2013级吴大观班8人为本省考入北航第1名;2014级吴大观班生源大省前100名1人,前200名5人,前300名9人 ,4人获得北航新生特等奖学金 ;2015级吴大观班生源大省前300名4人,2人获得北航新生特等奖学金。

基地和教材建设进展显著。验收通过了1个国家级优秀教学团队、1个国家级实验教学示范中心、1个北京市实验教学示范中心,获批1个北京高等学校示范性校内创新实践基地;“飞行器动力工程”专业入选教育部的“卓越工程师计划”;完成校级教改项目18项,其中重大重点教改项目3项;完成国家级规划教材及北京市精品教材4部;获得北京市及北航教学成果奖 11项。

本科生创新创业水平不断提升。五年来,学院本科生在全国英语、数学、力学等学科竞赛中,获得国家级一等奖19项,二、三等奖97项;获得省部级一等奖11项,二、三等奖32项。在全国“挑战杯”大学生科技竞赛、全国大学生“节能减排”大赛、首都“挑战杯”大学生科技竞赛等省部级以上赛事中获得了特等奖2项,一等奖3项,二、三等奖8项。在第25届北航冯如杯竞赛中,学院本科生获得4项一等奖,获奖数量占全校一等奖数量的1/4。涌现出了本科生张鹏越团队的“行业物联网高技术公司”、本科生杨帆团队的“分布式多元矢量推进系统”等一批优秀创新创业项目。

本科生升学就业质量再创新高。五年来,本科生上研率保持在60%以上,不授予学位率控制在2%以内;本科生一次就业率保持在98%以上,国防系统内就业达到75%;连续5年被评为学校本科生就业工作先进院系。