應用型人才培養(yǎng)下的新能源科學與工程專業(yè)實踐教學改革研究
——以河北北方學院新能源科學與工程專業(yè)為例

王延峰，楊進爭，金占雙，馬 林，韓 冰，李俊杰

(河北北方學院 理學院，河北 張家口 075000)

能源作為人類生存和發(fā)展的重要物質基礎，決定了人類的生活質量。近代以來，化石能源的無節(jié)制消耗加重了環(huán)境污染，導致極端惡劣天氣頻現(xiàn)。因此，開發(fā)和利用清潔的新能源成為必然趨勢[1]。高等教育作為推動國家科技進步和培養(yǎng)科技人才的重要載體，對實現(xiàn)科技進步和產(chǎn)業(yè)升級起到不可替代的作用[2]。2010年，教育部批準了第一批11所大學設立“新能源科學與工程”專業(yè)。迄今為止，全國共有100多所高校獲批設立該專業(yè)[3]?；凇翱茖W知識+專業(yè)技能+綜合素養(yǎng)”的教育理念，當前應用型高校需解決的首要問題是如何培養(yǎng)滿足社會發(fā)展要求的應用型人才[1]。下文以河北北方學院新能源科學與工程專業(yè)為例，提出有效的人才培養(yǎng)策略，為地方高校應用型人才培養(yǎng)提供參考和借鑒。

一、新能源科學與工程專業(yè)的目標定位

河北北方學院坐落于河北省張家口市，該市擁有國務院批復成立的全國唯一一個可再生能源示范區(qū)，同時也是2022年北京冬奧會的主辦城市之一[4]。張家口市可再生能源示范區(qū)匯集了國內外眾多新能源企業(yè)，承擔了大量新能源產(chǎn)業(yè)項目。作為河北省屬普通院校與應用型大學，河北北方學院致力于為地方經(jīng)濟建設培養(yǎng)具有理論知識與動手能力的高級應用型人才。為依托區(qū)位優(yōu)勢，突出地方院校應用型人才培養(yǎng)目標，河北北方學院新能源科學與工程專業(yè)依據(jù)自身特點，制定了培養(yǎng)具有新能源科學與工程領域基礎理論和工程技術知識，并能滿足新興產(chǎn)業(yè)(新能源)需求的創(chuàng)新應用型人才的培養(yǎng)目標。實踐能力在學生的基本專業(yè)能力培養(yǎng)中占據(jù)著至關重要的位置，但傳統(tǒng)的課程教學普遍采用教師講授與學生被動接受的重理論輕實踐模式，這明顯同新能源科學與工程專業(yè)的目標要求相背離。因此，在教學過程中應重視課程的實踐操作，再通過實踐操作反復鍛煉，以實現(xiàn)夯實學生理論基礎、提高學生靈活駕馭能力與解決實際生產(chǎn)問題能力的培養(yǎng)目標。

二、新能源科學與工程專業(yè)實踐教學現(xiàn)狀

目前，河北北方學院新能源科學與工程專業(yè)在實踐教學方面存在以下幾方面問題。

(一)實踐教學形式單一

實踐教學的開展是為了使學生能夠對新能源科學與工程專業(yè)有更深入的認識，特別是對光伏和風力發(fā)電技術在實際運用和生產(chǎn)中的每個環(huán)節(jié)都有一個全面的了解，從而有效提高學生的實踐能力，為其日后走上工作崗位打下良好的專業(yè)基礎。但目前的實踐教學仍采用與傳統(tǒng)的理論教學相似的教學模式，大多在實驗室進行模擬實驗，校內缺乏專業(yè)的實習和實踐基地，學生很難有機會進入企業(yè)參與生產(chǎn)實踐。雖然學校與相關風力發(fā)電和光伏企業(yè)合作建立了供學生實習的實踐基地，但仍存在很多問題，制約了實踐教學的開展，如學生安全和管理以及企業(yè)的經(jīng)濟效益等問題，這都使企業(yè)難以充分迎合師生實習和實踐的需求。此外，學生數(shù)量和實習時間與企業(yè)生產(chǎn)的實際情況也很難匹配。因此，學生在企業(yè)的實習與實踐最終演變?yōu)閰⒂^性的觀摩和學習，學生雖然增長了見識，但沒有親身參與，動手能力無法得到鍛煉和提高，難以保證實踐教學的質量。

(二)實踐教學時間不足

新能源科學與工程專業(yè)注重實踐教學和應用，但需要在企業(yè)進行的實習與實踐卻由于多種限制難以開展。實驗課根據(jù)不同的課程要求一般于每學期設置12～16課時，每周設置3～4課時，共持續(xù)4～5周完成。這導致教學任務相對較重，實驗教學的效果不理想，無法保證教學質量。實驗課程的前期準備都由任課教師負責，學生進入課堂便可以開展實驗。該方式的好處是節(jié)約時間，可以讓學生完成多個實驗，但學生沒有參與實驗的前期準備，缺乏對實驗過程中使用的設備和配件及其用途的理性認識。這使學生片面認為只要按部就班地按照老師講解和演示的實驗步驟完成實驗即可，對實驗過程中出現(xiàn)的問題缺乏分析及進行試錯性驗證的能力，無法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

(三)實踐教學效果不理想

驗證型實驗是新能源科學與工程專業(yè)的主要教學模式。當前，高校教師大都依據(jù)制定的培養(yǎng)方案和教學大綱開展實驗課程，指導學生進行實驗操作，學生需要提前預習實驗流程，并在課上認真學習與觀看教師的示范操作。這導致在教學過程中出現(xiàn)以下問題：一方面，高校一般都是大班集體授課，全班學生按照實驗設備數(shù)量被分成幾個小組，由于學生人數(shù)較多且課時有限，因此教師難以針對性地解決學生在實驗過程中遇到的各種問題；另一方面，由于教師無法同時兼顧講解知識和管理學生，部分學生自制力較差，導致一個組內的實驗由個別動手能力強且認真聽課的學生獨立完成，其余學生課上抄襲實驗數(shù)據(jù)，課后抄襲實驗報告。因此，學生整體的實驗教學效果不理想。

(四)實踐考核方式不合理

實踐考核的內容主要分為實驗考勤、課上表現(xiàn)和實驗報告3個方面，以此對學生的實踐考核成績進行綜合評價。由于在實踐教學中，教師是以一對多的形式進行教學，很難顧及到每一位學生，因此無法在每次實驗課上對學生的課堂表現(xiàn)給出準確的分數(shù)。此外，由于學生均以小組的形式參與實驗，因此會出現(xiàn)在實驗報告中實驗步驟與數(shù)據(jù)雷同的現(xiàn)象，僅憑實驗報告很難客觀反映出學生對實驗課程的掌握情況，達不到對學生綜合實踐能力的考核目標。

三、新能源科學與工程專業(yè)實踐教學實現(xiàn)途徑

針對新能源科學與工程專業(yè)課程教學中存在的問題，改革實踐教學是當務之急。河北北方學院新能源科學與工程專業(yè)確立了實踐教學改革的有效途徑。

(一)找準培養(yǎng)目標定位，制定科學培養(yǎng)方案

地方本科院校要立足實際，把培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力作為培養(yǎng)人才的目標。在培養(yǎng)方案的制定和修訂過程中要積極聽取本專業(yè)畢業(yè)生的建議，并主動與相關企業(yè)合作，調研最新的技術發(fā)展現(xiàn)狀，多方咨詢企業(yè)技術人員及社會相關人員的意見，制定合理有效的應用型人才培養(yǎng)方案。

(二)改變課程教學模式，優(yōu)化實踐教學體系

從根本上轉變以理論教學為主和以實踐教學為輔的傳統(tǒng)教學模式，采用新型“講授+實踐”的教學模式，堅持精講多練的原則，開展能夠有效提升學生實踐能力的實驗課程。通過開放實驗室引導學生利用課余時間進行實驗，彌補課堂實踐教學不足和實踐教學效果較差的問題。這種教學模式能使學生獲得更多的動手操作機會，不僅有助于培養(yǎng)學生勤于思考、敢于質疑以及主動解決問題的能力，還可以鍛煉學生在團隊中的語言溝通和協(xié)調組織能力。在實施過程中，教師應提前培養(yǎng)一批認真負責且動手能力強的實驗室助理協(xié)助教師指導學生實驗，并教導學生養(yǎng)成自主學習的良好習慣，切實改善與提高學生的實驗操作技能。

(三)建立科學考評制度，規(guī)范實踐教學過程

學校一方面應完善人才培養(yǎng)質量保障機制，如建立聽課、檢查以及評價等綜合性的督導考察制度。另一方面還應完善教學質量評估體系，且堅持以學生為評估的核心主體。此外，邀請企業(yè)專家參與指導，提高畢業(yè)實習和畢業(yè)論文等實踐活動的育人效果。實踐考評成績是對學生掌握實踐技能的最終考評結果。針對以往實踐教學過程中學生考勤、課堂表現(xiàn)和實驗報告3個考評指標存在的問題，通過細化實驗小組以及課余時間開放實驗室等措施進行彌補；通過課堂不定時的隨機提問與點名考核學生的課堂表現(xiàn)；通過輪換各小組長考核各組學生實驗操作水平方式，確保每位同學實驗報告成績真實有效；嚴格執(zhí)行考勤記錄制度，監(jiān)督學生的學習情況。對學生的實驗報告嚴格按照實驗操作步驟進行打分，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和認真負責的工作方法。

(四)加強“雙師型”師資建設，打造優(yōu)質教師隊伍

新能源科學與工程專業(yè)對學生的實踐能力培養(yǎng)有較高的要求，指導老師在實踐教學中面臨更為嚴峻的考驗。首先，通過“引進來，送出去”的模式培養(yǎng)教學能力與實踐經(jīng)驗齊備的“雙師型”教師隊伍，達到“實踐育人”的教育目標。其次，通過改善教師的薪酬制度和工作環(huán)境來引進更多高層次人才，加強學校的師資隊伍建設。最后，要求新入職的教師不僅要參加職前培養(yǎng)和入職培訓，還要定期參加在職進修，提高教師的教學能力；鼓勵原有教師通過自我學習和外出進修的方式提高自身的能力。

(五)依托各類賽事，提升學生綜合技能

新能源科學與工程專業(yè)可以借助“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和“互聯(lián)網(wǎng)+”等各類賽事，培養(yǎng)學生參與實踐活動的興趣，提高學生的實踐動手能力。通過參加各類賽事，學生不僅能夠培養(yǎng)創(chuàng)新能力，還可以獲得多項有實際價值的專業(yè)技能，也可以為自己贏得工作或實習機會。另外，通過競賽學生還可以培養(yǎng)團隊合作與勇于拼搏的精神。

(六)構建實踐教學保障機制

實踐是檢驗理論知識成果轉化為實際生產(chǎn)技能的重要途徑。應與相關生產(chǎn)企業(yè)建立穩(wěn)定的合作關系，定期組織學生到生產(chǎn)一線開展一定時間的生產(chǎn)實習，使學生能夠通過實踐鞏固已掌握的理論知識，進而拓寬設計思路，掌握專業(yè)技能，實現(xiàn)理論基礎與實踐應用的有機結合，為學生的后續(xù)深造和就業(yè)提供扎實的理論與技能基礎。

目前，高等教育事業(yè)正處于新的發(fā)展階段。為適應新的形勢，各類教育教學改革活動方興未艾，這為建設應用型高校提供了良好的氛圍和條件。應用型高校要在實踐探索中實現(xiàn)多元化改革，有針對性地開展人才培養(yǎng)，通過提升學生實踐創(chuàng)新能力來提高人才與社會的匹配度，為新能源行業(yè)培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才。