光伏专业应用型本科人才培养模式探析

郭连贵 张洪涛 周青 曾玉

摘 要 随着世界低碳经济和我国光伏产业的迅猛发展，市场急需大量光伏专业应用型本科人才，应用型本科院校应根据光伏企业人才需求特点，创建“两平台+能力模块”的应用型本科人才培养模式。其中，“两平台”指在课程体系中设置通识教育课程和学科基础课程两个平台，主要对学生进行基础知识教育、基本技能训练和基本应用能力培养；“能力模块”是指在课程体系或实践教学环节中设置多个课程组合或实践教学环节组合，形成多个教学模块，主要对学生进行专业知识教育、专业技能训练和应用能力培养。

关键词 光伏专业；应用型本科；人才培养模式；校企合作

中图分类号 G648.2 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2012）26-0031-04

随着全球性常规能源（煤炭、石油、天然气等）供给的日益紧缺以及环境污染和气候变暖问题的日益严峻，开发新型替代能源已刻不容缓。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生新能源，太阳能光伏发电则是一种零排放且能够规模应用（独立发电及并网发电）的能源技术，其开发与利用越来越引起人们的重视。据欧盟联合研究中心预测[1]，太阳能光伏发电在21世纪将替代常规能源，而且将成为世界未来主要能源供应的主体，到本世纪末太阳能发电量将占全世界发电总量的70%。

近年来，我国光伏产业发展迅猛，自2007年起就一直位列世界光伏制造大国的首位。然而，与之不相适应的是光伏专业人才紧缺，尤其是从事实际光伏产品制造、光伏系统的使用和维护检修等生产应用领域的技能型人才非常匮乏。相关资料显示，2010年我国光伏产业产值超过3000亿元，从业人数超过30万人。预计未来3～5年，我国光伏产业年产能的增速有望超过35%。由此推算，国内光伏企业人才需求量巨大。

一、光伏专业及其人才培养现状

由于太阳能光伏发电是在2000年以后才得到世界各国的重视，太阳能光伏产业作为一个新兴产业在我国也是近几年才得到快速发展。因此，无论在国内还是国外，太阳能光伏专业都是一个全新的专业。目前，国外仅有澳大利亚的新南威尔士大学设立了专门的光伏与可再生能源工程学院，并开设了光伏与太阳能本科专业。国内少数重点大学（如上海交通大学、浙江大学、中山大学等）虽然成立了与光伏材料研究相关的研究所，但主要培养博士与硕士层次研究型人才。国内其他大学一般是在原有专业基础上设立太阳能光伏方向，如山东建筑大学在建筑学专业下设立太阳能建筑一体化方向，河北科技大学在应用物理专业下设立太阳能光伏方向，南昌大学在材料物理专业下设立光伏发电技术方向，江西科技学院在材料科学与工程专业下设立太阳能光伏工程方向，江西新余学院则专门开设了专科层次的光伏材料加工与应用技术专业。

与传统专业相比，目前我国应用型光伏专业开办时间比较短（普遍仅有2～3年时间），人才培养还处于摸索阶段。

二、“两平台+能力模块”人才培养模式概况

“两平台”是指在课程体系中设置通识教育课程和学科基础课程两个平台。“两平台”内设置的课程相对稳定，其作用主要是对学生进行基础知识教育、基本技能训练和基本应用能力培养。其中，通识教育课程平台由学校层面统一协调管理，注重科学教育与人文教育的融合，为学生奠定素质基础；而学科基础课程平台以专业所属院（系）管理为主，强调与专业交叉、融合，拓宽专业口径，以满足多个专业方向的需要。

“能力模块”是指在课程体系或实践教学环节中设置多个课程组合或实践教学环节组合，形成多个教学模块，其作用主要是对学生进行专业知识教育、专业技能训练和应用能力的培养。“能力模块”强调学生创新精神和实践能力的培养，以工程应用能力培养为主线，以加强实践教学环节为核心，注意与毕业设计紧密结合，设置系列专业方向课程或实践教学环节，注重解决实际问题的方法训练，提高学生的就业能力。“能力模块”属于专业教育内容，由专业所属院（系）设置并管理，以利于各院（系）根据自身的学科优势与专业特点设置“模块”并组织教学，其课程设置具有一定的灵活性与针对性，可以随社会需求进行相应调整。

三、基于“两平台+能力模块”的光伏专业应用型本科人才培养模式特色

以江西科技学院材料科学与工程（太阳能光伏工程方向）本科专业建设为例。

（一）人才培养目标定位

应用型本科院校培养的高级应用型人才既不同于综合性研究型大学所培养的理论型人才，也不同于职业性院校所培养的实用性技能人才。其不仅要掌握现代社会生产、建设与服务一线从事管理和直接操作的各种高级技能，还应具有将高新科技转化为生产力的能力，即具有设计和开发能力[2]。基于此，学校将光伏专业应用型本科人才培养目标定位为：立足于区域经济的行业发展，培养具备太阳能光伏工程方面知识和设计能力，具有创新精神和实践能力的一线高级应用型工程技术人才。

（二）课程体系设计

基于“两平台+能力模块”人才培养模式的要求，对光伏专业课程体系进行构建，如图1所示。

光伏专业应用型人才的能力包括社会能力、专业理论能力和专业技术能力三个方面。

社会能力的培养依托文化基础课程，包括英语、数学、计算机基础、物理、人文等课程，主要培养学生团队协作能力、良性竞争能力、职业道德能力、健康心理能力以及人际交往协调能力等。社会能力培养一般安排在第一学年。

专业理论能力的培养依托专业理论课程，包括概率论与数理统计、机械设计基础、工程力学及工程材料、电工电子基础及实习等课程，主要培养学生数据分析能力、机械加工设计能力以及电子电工基本操作能力，使学生具备良好的工程理论素养，为后续光伏专业技术能力的培养打好基础。专业理论能力培养一般安排在第二学年。

专业技术能力的培养依托专业技术课程，包括太阳能电池材料、硅片加工技术、材料物理导论、半导体物理学以及光伏发电系统的设计、施工及应用等课程，主要培养光伏材料制备能力、光伏电池加工能力、光伏电池性能检测能力和光伏系统设计及应用能力，具备这四大能力的光伏专业人才，可以在生产一线从事生产制造、设计、质量控制、产品检测及产品服务等工作。专业技术能力培养一般安排在第三、第四学年。

应用型本科课程教学强调将基础理论与专业理论有机结合，使学生“精专”与“博通”并举。因此，在理论课程知识方面强调“实基础”。所谓“实”，是指实在、实用，即基础理论知识以“必需、够用”为原则[3]。在课程内容上，从光伏产业需要的知识能力出发，对课程进行适当整合、精简处理。例如，可以对《材料物理导论》和《半导体物理学》中内容接近的部分进行整合，对教材中出现的大量不易理解的公式推导过程进行简化。创新教学手段，综合利用各种方法进行引导，以“用”导“学”，以“用”促“学”。如利用多媒体将光伏材料的制备、太阳电池的加工、光伏系统的设计及应用等知识点以图片和视频的案例形式展示给学生，以加深学生对相关知识的理解。

太阳能光伏专业作为新兴特色专业，目前缺乏现成的、公开出版的、具有针对性的教材。为避免课程内容与社会需求脱节，光伏专业教材开发可以从两方面入手：一是聘请在光伏企业有工作经历的工程师授课，把企业所需要的知识、信息及时反映到课程中来；二是专业教师根据太阳能光伏产业的特点，编写教材。

（三）实践教学资源建设

从江西科技学院材料科学与工程（太阳能光伏工程方向）本科专业培养方案的课程构成及学分比例（如表1所示）可以看出，其实践教学课时占总教学课时的比例达33.2%，其中，集中实践环节的学分占总学分的比例达到17.22%。实践教学主要在校内实验实训基地和校外实习基地完成。

在光伏专业学科基础实践课程中，主要是电子电工实训和数控加工实训。电子电工实训的目的是让学生掌握常用电子元器件的识别选用、常用电子仪器仪表的使用、常用接线与电工线路布线、印制电路板设计与制作及电子产品的装配与调试等电工电路基本技能。数控加工实训的目的是让学生掌握金工实训、数控工艺及加工程序的编制、计算机辅助设计与制造实训、数控加工仿真实训及加工中心实训等机械加工基本技能。电子电工实训和数控加工实训主要是为后续太阳能光伏发电系统的设计施工及光伏电池加工封装实习打下基础。

在光伏专业技术能力模块实践课程中，校内实验实训包括三个方面：一是在太阳能电池工艺及性能实验室完成太阳能电池串焊、太阳能电池电特性（如太阳电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率等）检测等训练；二是在太阳能光伏系统实验室，完成太阳能光伏发电系统的组装以及各部分（如蓄电池、控制器、逆变器等）的使用、维护训练；三是在光伏发电模拟系统实验室完成LED光伏照明系统、光伏物联网气象站、光伏充电器、光伏屋顶系统、新能源汽车系统等应用实验。条件允许的学校甚至可以组建达到一定发电规模的光伏太阳能发电站，不但为实验室提供能源，还可以作为实训基地来使用，让学生参与一些管理、维护和检修工作。

建立校外实习基地对于光伏专业应用型本科人才培养十分必要。首先，可以解决学校实验室建设经费不足的问题。因为一条光伏生产线（尤其是偏中上游的晶体硅太阳电池材料生产线）的投入成本巨大（均在亿元以上），学校不可能建设一条完整的生产线供学生实训。建立校外实习基地可以满足学生认识实习（如硅材料的提纯、硅棒的拉制等）和生产实习（如硅棒及硅锭的切片、PN结的形成、减反射膜的蒸镀、金属电极的制作、太阳电池片的层压封装等）的需要，从而使学校可以集中精力建设投资相对较小的太阳能电池性能测试实验室及光伏系统应用实验室。其次，学校可以定期派送校内专任教师到合作企业锻炼，促进学校“双师型”队伍的建设。最后，可以解决学生的就业问题。因为光伏专业的就业面窄，毕业生的就业选择相对较少，校企合作可以很好地解决学生就业问题。如江西科技学院在江西赛维LDK太阳能高科技有限公司及江西晶科能源有限公司建立了校外实习基地，双方开展订单式人才培养，学生在订单企业顶岗实习和就业。

参考文献：

[1]Waldau A J.A European Roadmap for PV R&D [C].3nd World Confe- rence on Photovoltaic Energy Con- version，Osaka：2003.

[2]贾慧敏，赵艳芳，李珍.面向市场设专业变中求新建特色[J].中国职业技术教育，2005（27）：31-32.

[3]汪禄应.应用型本科教育人才培养目标与课程体系建设[J].大学教育科学，2005（2）：42-44.

Analysis on Talents Cultivation Mode of Photovoltaic Specialty of Applied Undergraduate

GUO Lian-gui，ZHANG Hong-tao，ZHOU Qing，ZENG Yu

（Jiangxi College of Science and Technology，Nanchang Jiangxi 330098，China）

AbstractWith the rapid development of the world low carbon economy and the photovoltaic industry in China，a large number of applied undergraduate photovoltaic talents are urgently needed in the market. Based on this，the applied undergraduate colleges should establishthe talents cultivation mode of “two platforms + ability module” combining with the characteristics of talents need of photovoltaic enterprises. “Two platforms” is general education curriculum and basic curriculum in discipline set up in curriculum system， and its objectives are to launch basic knowledge education， basic skills training and basic application ability training for students. “Ability module” means to set up multiple course combinations or practical teaching link combinations and form multiple teaching modules， so as to implement professional knowledge education， professional skills training and application ability training for students.

Key wordsphotovoltaic specialty； applied undergraduate； talents cultivation mode； school-enterprise cooperation