基于专业主修能力培养的光伏专业实践教学体系构建

陆晓东　赵洋　王泽来　张鹏　周涛　吴志颖

摘要：以光伏岗位实际需求为导向，从专业主修能力培养的角度，介绍了渤海大学光伏专业实践教学体系的建设情况，探讨光伏实践教学如何建立和如何有效实施等基本问题。

关键词：光伏岗位；实践教学体系；建立；实施

中图分类号：G434；N45 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2015）38-0256-02

引言：

各国高校所开设的光伏专业是以培养能在光伏领域内，从事太阳电池、组件、发电系统设计、制造和新产品、新技术开发等方面工作的高级科技人才为目标的。无论从技术角度还是从学科角度考虑，都要求光伏从业人员不仅要掌握全面的光伏专业知识，而且还应具备较强的实践能力和技术创新能力。然而目前，我国高校培养的光伏专业学生专业实践能力普遍偏弱，成为制约我国光伏产业发展的巨大障碍。究其根源在于现在国内高校光伏专业在人才培养方面未形成系统化、可借鉴、有效的实践教学体系，所以如何构建科学合理的光伏实践教学体系是开设光伏专业高校必须要关注的重要课题。

专业主修能力是指本科生经过四年的学习应具备和达到的专业能力。通过专业主修能力的提升，可以带动其他能力的发展与提升。渤海大学是国内最早开设光伏人才培养的高校之一，在光伏人才培养方面，非常注重学生专业主修能力的培养和专业实践技能的提升。本文以光伏就业岗位需求为导向，从专业主修能力培养角度，介绍渤海大学光伏专业实践教学体系的建设情况，探讨光伏实践教学如何建立和如何有效实施等基本问题。

一、光伏岗位所需的实践能力简析

完整的光伏产业链呈现出金字塔形结构，主要包括硅料、铸锭（拉棒）、切片、电池片、电池组件、光伏发电系统等6个环节，其中上游为硅料、硅片环节，中游为电池片、电池组件环节，下游为光伏发电系统环节。与这一产业链相关的岗位群主要包括：单晶（多晶）硅棒、硅片制造生产、光伏电池生产、光伏组件加工、光伏发电系统施工等。对太阳电池、组件及发电系统标准生成过程而言，可以将光伏岗位所需的实践能力分为基础实践能力、基本实践能力和主修实践能力三个层次的综合，如图1所示。其中基础实践能力是所有光伏专业本科毕业生都应该具备的能力，具体包括常规工艺测试能力、一般设备的操作能力和简单工艺结果的分析能力等实践能力；基本实践能力是从事某专业岗位所需的最基本的基础技能，是岗位群内通用的能力，包括工艺参数控制能力、设备维护和保养能力、实验过程设计能力等实践能力；主修实践能力是指运用专业技术完成某种岗位的任务，并通过分析研究可以进一步做出正确决策并实施管理的能力，包括特定工作岗位上需要的工艺和器件设计能力、工艺过程监控和调整的能力、设备维修和开发等实践能力。岗位能力是多种能力模块融会贯通形成的，能力模块之间具有某种递进或层次关系，正确划分实践能力模块是岗位能力培养的前提和基础。

二、模块化实践教学体系的建立

依据光伏岗位实际需求所开设的实践教学环节，目前渤海大学已建成四个光伏技能综合训练模块（如图2所示），用于专业基础实践能力和专业主修能力的培养。四个光伏技能综合训练模块包括工艺模块、测试模块、EDA仿真模块以及太阳能发电系统工程技术模块。工艺模块包括清洗、扩散、氧化、光刻、湿法刻蚀、干法刻蚀、金属膜蒸镀、退火、介质膜生长、晶片切割、芯片封装等若干子模块。测试模块包括半导体工艺过程参数测试、半导体器件成品参数测试、光伏发电系统参数等子模块；EDA仿真模块包括半导体工艺仿真、半导体器件设计、电子线路等子模块；太阳能发电系统工程技术模块包括光伏组件、光伏逆变系统、储能系统、高效光伏发电系统等子模块。各模块的实践教学内容覆盖了半导体测试与表征技术、半导体材料、半导体器件制造工艺、半导体器件物理、电子元器件失效分析、EDA技术等课程的实验教学任务，学生可实现光伏技术规范基本技能训练。通过形成系统化、规模化、工程化的实践教学体系，开设与光伏企业实际生产过程紧密结合的实验教学内容及选修实践教学内容，突出专业主修实践能力的“专”、“精”、“独”、“特”的特点。

三、基于主修能力培养的实践教学内容设定

渤海大學新能源学院拥有辽宁省微电子工艺控制重点实验室、辽宁省光电功能材料检测与技术重点实验室、辽宁省光伏发电控制与集成工程技术研究中心等6个省级实验教学平台，可实现晶硅太阳电池、小型光伏发电系统、功率半导体器件和小规模集成电路的设计、加工、表征、测试和组装工艺训练，为增强实践教学效果提供了强有力的支撑。

在工艺训练过程中，大学一年级属于奠定基础阶段。该阶段主要结合大学物理、工科化学和计算机等相关课程的实践教学，培养学生的基本实践动手能力和实践兴趣。大学二年级属于技能养成阶段。该阶段主要借助一些专业课程关联的实践课程，如近代物理实验、电路分析实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、现代测试技术和创新实践等实践环节，强化学生的实验技能培养，同时以开放实验的形式，加强学生对光伏技术有关工序的理解。大学三年级属于技能提高阶段。该阶段主要通过专业基础实验、专业测试实验和专业工艺实验等实践教学环节，结合学生的兴趣完成专业基本实践能力和专业主修实践能力的培养。通过这些与工作岗位结合的实训内容的训练，训练学生的实践动手能力，达到在做中学、在学中练的目的。

在专业基本实践能力培养过程中，开设大量综合实验和基本技能训练实验。在确定专业实验题目过程中，每年都根据人才市场专业人才需求的变化，对培养方案中实践教学内容进行调整，确保人才培养与市场需求紧密结合；探索新的实践模式，提高了人才培养的质量。目前，各模块均开出多种综合性实验题目，学生可获得多种光伏技术基本技能的训练，有效地锻炼了光伏类专业学生的实践能力。

在主修实践教学过程中，渤海大学重点培养以下几方面的实践动手能力，具体包括：晶硅片切磨抛加工；晶硅电池扩散加工；介质膜材料生长控制；电池组件封装；化合物电池制备。学生依据兴趣可选择培养：设备使用能力和工艺参数控制能力。具体包括晶片切磨抛加工设备的使用和工艺参数控制、晶硅电池扩散加工设备的使用和工艺参数控制、介质膜材料生长加工设备的使用和工艺参数控制、电池组件封装加工设备的使用和工艺参数控制、化合物电池加工设备的使用和工艺参数控制。在设备使用能力的考核过程中，主要考核方法为实操。在工艺参数控制能力的考核过程中，主要考核方法为论文和分析报告。并根据考核结果给出学生的最终成绩。

四、结论

渤海大学光伏专业依据岗位实际需求确定专业实践体系，并建立了可极大提升实践教学效果和学生专业实践技能的模块化实践教学环节。在实践教学体系建设方面，探索出一条适用于国内高校光伏类专业人才培养的实践教学途径。学生可根据基本实践能力培养要求和未来欲从事的专业技术岗位，选择自己感兴趣的工艺实验题目。从而明确了学生学习的主体地位，强调了学生对老师、对实践课程的自主选择权。通过这种以学生为本的专业主修能力训练，让学生进入工作模式，扮演技术人员角色，进行具体操作，让学生把理论形态的实践能力转化为实践形态的实践能力。

参考文献：

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