一、成果简介
电气工程是关系国计民生的高新技术产业,涉及工业、农业、国防等领域,是国家经济发展的重要引擎,急需宽口径复合型卓越工程人才。专业长期开展电气工程领域高层次卓越工程人才培养,所在学院每年招收全日制研究生超500人,在校研究生超2000人,承担着培养德才兼备高层次拔尖人才的重要使命。专业以“提升人才培养质量”为核心,以“产教融合、学科交叉、竞赛实践、五育并举”为抓手,构建了四位一体式研究生培养体系,实现了高层次复合型卓越工程人才培养机制的创新探索和有效突破,如图1所示。
图1 四位一体式卓越工程人才培养体系与成果
(1)建协同育人机制,夯实开放型产教融合人才培养平台。整合学科优势资源,与国家电网头部企业共建联合培养基地等,形成培养模式、论文选题、师资队伍等完整实施方案,满足行业人才需求。
(2)以项目制为牵引,建设创新型学科交叉人才培养模式。坚持问题和目标导向,依托科技项目和学科交叉创新平台,建设通专融合课程体系和高水平导师队伍,打造选拔-教育-评价人才培养模式。
(3)抓产教研赛融合,提升学生国际视野及工程实践能力。发挥产研教赛的融合作用,与企业共建活力实验室和科普基地,引进英法工程教育资源提升研究生国际视野,切实提高工程实践能力。
(4)注重立德树人,构建贯穿全过程的多元化五育并举体系。建设高水平教材,调动学生智慧共商共创共建活力实验室,创新实施科普、扶贫、防疫、活动、榜样等举措,保障德智体美劳全面发展。
本成果实施以来,电气类卓越工程人才培养水平显著提升。获批国家地方联合工程中心、国家储能技术产教融合创新平台、全国工程专业学位研究生联合培养示范基地及校企联合研究中心8个。校企联合培养研究生500余人,开展深层次合作项目60余项,获得国家科技进步和技术发明二等奖、天津市技术发明特等奖和一等奖等省部级及以上科技奖8项。编写的国家级规划教材获首届国家优秀教材奖二等奖、天津市课程思政优秀教材、中国电力教育协会高校电气类专业精品教材。培养的研究生获中国青年创新创业大赛金奖1项、中国研究生数学建模竞赛一等奖2项、中国电工技术学会优秀博士论文/天津市优秀专业学位论文/天津市优秀硕士学位论文8篇、天津市三好学生/优秀学生干部6人次、国家奖学金30人次、撰写英文博士论文参加国际评审等4人次。
二、主要解决的问题
(1)研究生培养与产业发展需求相脱节,难以形成复合型工程人才培养的校企协同合力。
(2)研究生培养与前沿科技关联不紧密,难以形成创新型人才培养的学科交叉优质平台。
(3)研究生培养与工程实践预期不相符,难以满足应用型人才培养的工程实践能力要求。
(4)研究生培养与五育并举要求不匹配,难以形成高素质卓越工程人才培养的重要保障。
三、成果解决问题的方法
在硕士、博士研究生培养层面通过校企联合、项目牵引、学科竞赛、协同创新、目标导向、国际合作、素质提升等方法不断提高教育教学水平,如图2所示。
图2 成果解决教育教学问题的方法
(一)发挥校企协同育人优势,以规范化、可持续体系强化产教融合深度和广度。
(1)探索形成规范化、可持续的深度产教融合人才培养体系。以与国家电网龙头企业合作为抓手,建立“共同出资、共同管理、共同建设”发展模式,形成多层次多渠道深度融合的研究生培养平台。
(2)聚焦攻克产业发展关键技术,不断拓展产教融合广度。持续拓展优秀合作企业名录,对接创新攻关需求,推动行业技术进步和应用型人才培养。
(3)建设工程实践能力和指导能力强的导师团队。实行导师团队制,定期举办校企导师互访交流,在联合培养和攻关中构建紧密合作的高水平校企导师队伍。
(二)发挥项目制和多学科协同育人优势,以学科交叉推进创新策源和人才培养。
(1)聚焦成果导向,以项目制为载体,实现创新驱动。依托国家杰出青年科学基金、重点研发计划等前沿课题,在核心技术攻坚战中实现个性化、差异化、精细化创新型人才培养。
(2)锚定国家战略需求、推动学科交叉融合,超常规培养国家急需高层次人才。开展人工智能、超导等新兴领域交叉研究,建设储能科学与工程交叉学科,打造通专融合课程体系,多学科合作育人。
(3)依托全国首批未来技术学院建设,探索选拔-教育-评价一体化学科交叉人才培养模式。实施本研贯通培养和导师团队综合评价,学生完全自主选择专业和课程,培养前瞻性未来技术创新领军人才。
(三)发挥学科竞赛和国际交流协同育人优势,以产教研赛融合促提升拓视野。
(1)以产教融合科技项目为依托,夯实科研创新基本功。注重培养研究生用逻辑思维和模型思维整合学科知识,捕捉工程现象背后实质问题,提升创新解决复杂工程问题能力。
(2)以学科竞赛为抓手,构建学生主体、教师主导、企业深度参与的产学研赛融合模式。引入CDIO(构思、设计、实现、运作)模式,将模型思维和竞赛精神融入工程项目中。通过老带新参加学科竞赛、校企共建活力实验室,系统提升创新实践能力。
(3)与国外知名高校建立学术交流机制,扩大国际知名度,开拓研究生国际视野。依托国际工程师学院,深入推进中英/中法合作办学,推动双语或全英文授课;定期举办知名学者线上交流会,实施短期访问交流或攻读博士学位等联合培养,打造学术品牌活动。
(四)发挥德智体美劳五育并举协同育人优势,以多元化德育举措提升学生素养。
(1)建设国家级规划教材,一版再版、持续更新、增强社会影响力。顺应新时代电力系统发展趋势,不断引入新的工程场景和理论技术,增强学生自豪感和自信心。
(2)师生频繁深入互动并共商共创共建活力实验室,落实三全育人五育并举,支撑高素质卓越工程人才培养。建设电力科普教育基地、支援宕昌教育扶贫、志愿参加疫情防控、树立并宣传发挥优秀师生榜样力量、庆祝学生生日和鼓励体育锻炼等多元举措,实现思政教育和价值引领。
四、成果创新点
(1)探索和实践了基于深度产教融合和五育并举的全方位育人模式。以行业发展需求为导向,将产教融合和校企协同理念贯穿于培养主体、培养过程和培养维度。与优秀头部企业强强联合优势互补,建立“共同出资、共同管理、共同建设”发展模式,形成规范化、可持续的深度产教融合人才培养体系。持续拓展校企合作深度和广度,通过校企导师定期互访交流、结对联合培养、专项科研创新联合攻关,打造紧密合作的高水平校企导师队伍,让研究生接触工程一线和产业一线实际问题。建设高水平教材和专著,并调动学生智慧实现活力实验室共创共建,通过防疫、扶贫、科普、丰富师生活动、树立优秀榜样等方式,有效实现了知识传授、能力提升和价值观塑造的全面统一。上述多元化系列举措推动了行业科技进步和高素质高层次应用型人才培养,形成了一批国家级和省部级重大科技成果。
(2)探索和实践了基于前沿学科交叉及融合创新的协同育人前瞻改革。以国家战略重大工程需求为导向,推动储能工程、人工智能、超导电工等新兴领域与电气类学科交叉,打造了具有前沿性、多样性、模块化特征的通专融合课程体系和高水平导师队伍,探索了选拔-教育-评价学科交叉人才培养模式,引领科技发展、促进多学科合作育人,实现高水平复合型人才培养。以项目制为牵引、聚焦成果导向,依托国家和行业重点前沿课题,在核心技术攻坚战中实现了个性化、差异化、精细化创新型研究生人才培养。
(3)探索和实践了依托研赛融合与国际交流的工程实践能力提升模式。注重逻辑思维和模型思维培养,运用模型思维整合学科知识,提升了研究生敏锐捕捉工程问题、创新解决复杂工程问题的能力。以科研项目、学科竞赛为抓手,将模型思维、竞赛精神、CDIO模式融入其中,系统提升了研究生创新实践能力。通过推进中外合作办学、定期举办进展研讨、资助研究生赴外访学或攻读博士学位、鼓励研究生参加国际学术会议等,加强了与国外知名学者交流学术成果,开拓了研究生国际视野,提升了团队国际知名度。
五、成果推广应用效果
在京津冀协同背景下实践并推广了深度产教融合、前沿学科交叉、产研教赛融合、五育齐头并进等举措,实现了高素质、高水平、复合型、应用型、创新型卓越工程师人才培养,如图3所示。
图3 成果推广应用效果
(1)深度产教融合和前沿学科交叉机制得到完善,释放出巨大创新能量,科技攻关实现高质量突破。获批和筹建国家地方联合工程中心1个、国家储能技术产教融合创新平台1个、全国工程专业学位研究生联合培养示范基地1个、校企联合研究中心5个,校企联合培养研究生500余人,深层次合作项目60余项,校企联合获得国家科技进步二等奖1项、国家技术发明二等奖1项、天津市技术发明和科技进步特等奖和一等奖4项、中国电工技术学会技术发明一等奖1项、中国电力科技进步一等奖1项、宁夏自治区科技进步一等奖1项等。
(2)导师教学能力和指导水平显著提升,研究生工程实践能力和国际视野大幅拓展。新增中国工程院院士1人、国家杰出青年基金获得者2人,获评全国高校黄大年式教师团队1个、天津市高层次创新创业团队2个、国家级一流本科课程2门、国家虚拟仿真实验教学项目1项、教育部新工科教改项目和电工电子教指委重点教改项目各1项、天津市工程专业学位硕士研究生优秀学位论文指导教师2人次,获得天津高校青年教师教学竞赛一等奖、全国高校青年教师电工学课程教学竞赛一等奖、全国电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛一等奖等7项。邀请英国剑桥大学、帝国理工及德国卡鲁大学等世界知名高校学者做电气领域的最新研究报告,举办“中英零碳电网控制与保护技术论坛”、“超导电力应用”等线上研讨会,和西班牙加泰罗尼亚理工大学Oriol教授达成合作协议,每月举行1次线上研讨会,所指导的研究生赴外访学或攻读博士学位10人次、参加国际会议200余人次、参加学科竞赛20人次,获得“创青春”中国青年创新创业大赛(互联网专项)金奖1项、中国研究生数学建模竞赛一等奖2项、全国大学生数学建模挑战赛(研究生组)三等奖1项、全国直流输电与电力电子创新杯大赛二等奖1项等。
(3)立德时树人效果显著,导师和研究生综合素养实现双提升和双促进。编写国家级规划教材《电力系统继电保护原理》,获首届国家优秀教材奖二等奖、首届天津市课程思政优秀教材、中国电力教育协会高校电气类专业精品教材,已印刷超56印次、累计发售超37万册,形成深远持久影响力。受国家科学技术学术著作出版基金资助撰写了《特高压交直流输电保护与控制技术》等专著。导师不断加强自身修养、向优秀卓越精进、为研究生培养提供强力支撑,获得天津大学十佳杰出青年、天津大学教工示范岗、我心目中的好导师等6人次,并被学校学院官微推送宣传6人次所建设实验室被评为天津大学活力实验室4次。研究生综合素质和高水平研究成果显著提升,获评博士学位论文国际评审项目4人次,获得中国电工技术学会优博论文1篇、天津市和各学会优秀学位论文10篇、F5000等高水平期刊优秀论文100余篇、天津市优秀学生和优秀学生干部6人次、研究生国家奖学金30余人次、省部级科技奖8人次。