應(yīng)用型本科院校新能源科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革探討

陶 石，錢 斌，王志成，吳大軍，張惠國，洪學(xué)鹍

（1. 常熟理工學(xué)院 電子信息工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500；2. 常熟理工學(xué)院 教務(wù)處，江蘇 常熟 215500）

新能源科學(xué)與工程專業(yè)是能源動(dòng)力類學(xué)科的一個(gè)重要分支，是國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)之一。2012年，教育部批準(zhǔn)我校成立新能源科學(xué)與工程專業(yè)，并作為專業(yè)綜合改革試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)應(yīng)用型人才，是地方本科院校的首要任務(wù)。實(shí)踐教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題能力至關(guān)重要，是應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)[1-3]，應(yīng)用型本科院校探索實(shí)踐教學(xué)模式改革具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合我?！白⒅貙W(xué)理，親近業(yè)界”的教學(xué)理念，對(duì)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)施進(jìn)行探討。

1 當(dāng)前新能源科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)層次較低，仍以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主

經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)提出了更高要求。傳統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容往往是由理論教學(xué)內(nèi)容衍生出來的，這些實(shí)驗(yàn)操作簡單，以驗(yàn)證原理為主，與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用有較大差距[4-5]。如“鋰離子電池原理與工藝”課程，多數(shù)學(xué)校采用簡單的機(jī)械球磨法制備電極材料，對(duì)電極片的制備則采用實(shí)驗(yàn)室小型刮刀式涂布工藝，使學(xué)生難以掌握工業(yè)生產(chǎn)過程中的復(fù)雜性工程問題，難以建立起對(duì)鋰離子電池實(shí)際生產(chǎn)的概念，更無法對(duì)鋰離子電池有更深層次的理解。

1.2 實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容缺乏整體性、系統(tǒng)性，難以滿足職業(yè)能力培養(yǎng)需求

新能源科學(xué)與工程專業(yè)有專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課系列課程，例如材料科學(xué)基礎(chǔ)、儲(chǔ)能材料制備及表征、薄膜太陽能電池、光伏電池組件、燃料電池及儲(chǔ)氫技術(shù)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等。每一門課程都有相應(yīng)的課程實(shí)驗(yàn)，但這些實(shí)驗(yàn)往往局限于一門課程，既有光伏方向又有儲(chǔ)能方向，學(xué)生很難將這些實(shí)驗(yàn)聯(lián)系在一起，形成專業(yè)知識(shí)體系，從而對(duì)新能源系統(tǒng)缺乏整體概念。此外，現(xiàn)有的教材不能滿足應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)需求和職業(yè)能力培養(yǎng)需求，不能與企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

1.3 實(shí)踐課程考核方式單一，缺乏有效的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)踐課程考核方式單一，課程實(shí)驗(yàn)和集中實(shí)踐多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告或課程設(shè)計(jì)報(bào)告為考核依據(jù)，而這些報(bào)告的內(nèi)容往往來源于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生無需進(jìn)行獨(dú)立思考[6-7]，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)不重視，缺乏興趣，缺乏成就感，認(rèn)為只是簡單機(jī)械性的重復(fù)。因而很少有學(xué)生提前預(yù)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，甚至有不少學(xué)生抄襲別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。此外，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量不足，一些學(xué)生只能被動(dòng)觀察，無法動(dòng)手操作，因此僅憑一紙報(bào)告很難對(duì)學(xué)生的實(shí)踐課程成績作出評(píng)價(jià)。

1.4 課內(nèi)實(shí)踐與課外實(shí)踐銜接不好，師資力量不足

近些年，通過大學(xué)生科技活動(dòng)，如挑戰(zhàn)杯、學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練等，提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力受到廣泛關(guān)注。這些課外實(shí)踐活動(dòng)造就了很多優(yōu)秀學(xué)生，他們的動(dòng)手能力和思考、解決實(shí)際問題的能力均得到了很大提升。但這些課外實(shí)踐與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和集中實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)嚴(yán)重，且參與人數(shù)有限，大多數(shù)學(xué)生缺乏將課堂知識(shí)應(yīng)用于課外實(shí)踐活動(dòng)的機(jī)會(huì)[8-10]。此外，一些教師由于長期從事前沿基礎(chǔ)研究工作，而他們的科研成果大多為前瞻性內(nèi)容，不適合用來開展實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)，從而導(dǎo)致實(shí)踐課程師資力量不足。

2 “五合一”實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

2.1 “五合一”實(shí)踐教學(xué)體系

本教學(xué)體系基于專業(yè)工程認(rèn)證（OBE）理念，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才為目標(biāo)。為此，結(jié)合新能源科學(xué)與工程專業(yè)特質(zhì)，以應(yīng)用能力和綜合能力培養(yǎng)為著眼點(diǎn)，從實(shí)踐教學(xué)體系、師資隊(duì)伍、實(shí)踐中心、評(píng)價(jià)機(jī)制和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課外實(shí)踐等多方面進(jìn)行了改革，構(gòu)建起層次分明的、課內(nèi)外實(shí)踐有效對(duì)接的、考核方式得以優(yōu)化的“五合一”——教室與實(shí)驗(yàn)室合一，教師與工程師合一，學(xué)生與實(shí)驗(yàn)員合一，理論與實(shí)踐合一，課內(nèi)實(shí)踐與創(chuàng)新實(shí)踐合一——實(shí)踐教學(xué)體系。

2.2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)安排規(guī)劃

根據(jù)以往的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)踐課程內(nèi)容和教學(xué)安排進(jìn)行深入規(guī)劃，更加注重前后實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的銜接，并定期邀請(qǐng)企業(yè)主管部門領(lǐng)導(dǎo)來校共同討論培養(yǎng)目標(biāo)。在課程內(nèi)容上，根據(jù)企業(yè)需求，不斷進(jìn)行更新；課程實(shí)驗(yàn)涵蓋光伏與儲(chǔ)能領(lǐng)域的材料制備、器件組裝、管理系統(tǒng)技術(shù)等全產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)內(nèi)容；集中實(shí)踐包括產(chǎn)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)踐、電工實(shí)訓(xùn)、光伏與儲(chǔ)能課程設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)檢索與科技論文寫作、生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等。在教學(xué)安排上，在進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，穿插集中實(shí)踐部分環(huán)節(jié)，并通過精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，注重學(xué)生基本技能和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

2.3 “雙師雙能型”師資隊(duì)伍建設(shè)

作為地方應(yīng)用型本科院校，我校新能源科學(xué)與工程專業(yè)是教育部高等學(xué)校專業(yè)綜合改革試點(diǎn)單位，獲得江蘇省A 類品牌專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，因此非常重視轉(zhuǎn)型發(fā)展中的新能源科學(xué)與工程系“雙師雙能型”教師隊(duì)伍建設(shè)?！半p師雙能型”教師的主要培養(yǎng)方式包括企業(yè)研修、企業(yè)兼職、企業(yè)柔性人才引進(jìn)等。經(jīng)過近三年的努力，目前達(dá)到“雙師雙能型”條件的教師達(dá)80%以上。通過深入企業(yè)生產(chǎn)一線、參與企業(yè)技術(shù)攻關(guān)和研發(fā)等，這些教師將與企業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)密切相關(guān)的知識(shí)帶到課堂上，開闊了學(xué)生的視野，豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了實(shí)踐教學(xué)層次，并有助于改進(jìn)專業(yè)課程和實(shí)踐課程教學(xué)方法。教師在企業(yè)研修和掛職期間，還會(huì)同企業(yè)聯(lián)合申報(bào)國家、省和市廳級(jí)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，所產(chǎn)生的論文、專利等科研成果受到地方、行業(yè)和企業(yè)的好評(píng)。所謂企業(yè)柔性人才引進(jìn)，即聘請(qǐng)企業(yè)工程師作為本專業(yè)的兼職教師，定期進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐類教學(xué)課程的授課，使學(xué)生進(jìn)一步擴(kuò)展對(duì)行業(yè)的認(rèn)識(shí)，并提高動(dòng)手能力。

2.4 實(shí)踐教學(xué)中心建設(shè)

根據(jù)我校應(yīng)用型本科高校的辦學(xué)定位和蘇州市產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求，確定新能源科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中心建設(shè)宗旨是“突出重點(diǎn)，凝練基礎(chǔ)，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)，兼顧科研”，實(shí)踐教學(xué)中心架構(gòu)如圖1 所示。

實(shí)踐教學(xué)中心包括電類/材料類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、基礎(chǔ)測試平臺(tái)、職業(yè)資格認(rèn)證中心及院級(jí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、系創(chuàng)新創(chuàng)客校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)開放實(shí)驗(yàn)室等層次化的實(shí)踐訓(xùn)練中心；還包括面向光伏產(chǎn)業(yè)鏈及面向儲(chǔ)能和新能源汽車方向的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心。實(shí)踐教學(xué)中心以光伏和儲(chǔ)能技術(shù)為重點(diǎn)，整合現(xiàn)有省級(jí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，注重校內(nèi)工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)，注重學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，服務(wù)于學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技創(chuàng)新活動(dòng)以及教師科研[11]。此外，本著“深化產(chǎn)教融合，校地協(xié)同育人”宗旨，新能源科學(xué)與工程專業(yè)與具有一定知名度、擁有較先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及管理機(jī)制的大型或較大型企業(yè)簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，構(gòu)建了校外實(shí)習(xí)基地網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)教學(xué)需要，學(xué)生在校外實(shí)踐基地可以直接參與生產(chǎn)、管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，大大提升了學(xué)生的實(shí)踐能力。同時(shí)，這些企業(yè)既是教學(xué)實(shí)習(xí)的基地、企業(yè)導(dǎo)師的來源地，也是學(xué)生的就業(yè)基地、教師的企業(yè)研修基地和產(chǎn)學(xué)合作基地，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)地方、與地方互利互惠的構(gòu)想。

圖1 新能源科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中心架構(gòu)

2.5 評(píng)價(jià)體系優(yōu)化

目前，新能源科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)考核正逐步由單一的報(bào)告考核向以過程考核為主轉(zhuǎn)變?？己酥笜?biāo)涵蓋了工作過程、工作態(tài)度、創(chuàng)新能力及校外實(shí)踐指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)意見等。其中，工作過程評(píng)價(jià)包括團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力（10%）、分析和解決問題能力（10%）、調(diào)研與總結(jié)能力（10%）；工作態(tài)度評(píng)價(jià)包括出勤（10%）、服從工作分配（10%）；此外，創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)占比為20%，校外實(shí)踐教師評(píng)價(jià)占比為30%。

2.6 立體式學(xué)科競賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐體系建設(shè)

基于應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)及工程認(rèn)證教育理念，新能源科學(xué)與工程專業(yè)構(gòu)建了承接學(xué)科競賽、科技項(xiàng)目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練任務(wù)的交叉互補(bǔ)、共享融通的三類創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)和教學(xué)模式，設(shè)置了“院級(jí)、校級(jí)、省級(jí)和國家級(jí)”三級(jí)創(chuàng)新實(shí)踐體系，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練納入人才培養(yǎng)方案，使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)貫穿人才培養(yǎng)全過程[12]。鼓勵(lì)學(xué)生從入學(xué)開始就積極申報(bào)院級(jí)和校級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，并從中篩選特色鮮明的申報(bào)省級(jí)和國家級(jí)項(xiàng)目，積極發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研合作在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的協(xié)同作用，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同創(chuàng)新思維。

地方性應(yīng)用型本科院校的辦學(xué)宗旨是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才，為地方和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。因此，在創(chuàng)新訓(xùn)練與實(shí)踐項(xiàng)目選擇上，一是注重學(xué)生參與度、專業(yè)興趣提升度與專業(yè)技能熟練度；二是以教師科研的預(yù)研課題、子課題、拓展課題及開放實(shí)驗(yàn)室的綜合性、設(shè)計(jì)性訓(xùn)練項(xiàng)目為主；三是校企合作中的工程實(shí)踐項(xiàng)目則以學(xué)生自擬科技制作課題為主，讓學(xué)生在參與產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目的過程中，鍛煉才干，提升創(chuàng)新信心和創(chuàng)新動(dòng)力。

3 實(shí)施效果

近年來，我校新能源科學(xué)與工程專業(yè)全體教師致力于實(shí)踐教學(xué)體系改革研究，做了很多探索與努力，建立了一學(xué)院一品牌、一學(xué)科一賽事、一專業(yè)一課程的學(xué)科競賽體系，承辦了全國大學(xué)生可再生能源科技競賽（光伏組）、江蘇省高校第十五屆大學(xué)生物理與實(shí)驗(yàn)科技作品創(chuàng)新競賽等11 項(xiàng)賽事，取得很大成績。

2015 年獲批江蘇省新能源科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐教育中心；2017 年獲江蘇省高?！扒嗨{(lán)工程”優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)、江蘇省高校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；共編寫新能源科學(xué)與工程專業(yè)“十三五”規(guī)劃系列教材18本，其中9 本已由科學(xué)出版社正式出版，其中《太陽能光伏組件技術(shù)》為省級(jí)重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目。

2017 年，與蘇州宇量電池有限公司聯(lián)合申報(bào)的“蘇州市綠色儲(chǔ)能電池及系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”獲得立項(xiàng)；與蘇州騰暉光伏有限公司聯(lián)合申報(bào)的校級(jí)“微納結(jié)構(gòu)與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”獲得立項(xiàng)；此外，獲省級(jí)教改項(xiàng)目立項(xiàng)2 項(xiàng)和江蘇省教學(xué)成果獎(jiǎng)1 項(xiàng)。2018 年，獲江蘇省教學(xué)研究成果獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)和蘇州市教學(xué)成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)各1 項(xiàng)。

近三年來，新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生累計(jì)參加大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃共65 項(xiàng)，其中省級(jí)立項(xiàng)34項(xiàng)，校級(jí)立項(xiàng)31 項(xiàng)；在各類學(xué)科競賽中共獲獎(jiǎng)56 項(xiàng)，其中國家級(jí)8 項(xiàng)、省部級(jí)39 項(xiàng)、市廳級(jí)9 項(xiàng)。

4 結(jié)語

隨著工程教育認(rèn)證的推進(jìn)，地方應(yīng)用型本科教育面臨新的挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)遇，當(dāng)前的實(shí)踐教學(xué)模式必須快速地作出調(diào)整。我校新能源科學(xué)與工程專業(yè)從實(shí)踐教學(xué)體系、師資隊(duì)伍、實(shí)踐中心、評(píng)價(jià)機(jī)制和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課外實(shí)踐等多方面進(jìn)行改革，并構(gòu)建層次分明、課內(nèi)外實(shí)踐有效對(duì)接、考核方式得以優(yōu)化的“五合一”實(shí)踐教學(xué)體系，旨在培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新意識(shí)、能夠很好地適應(yīng)社會(huì)需要的人才。