新工科背景下新能源利用概论课程教学探索

丁世磊，蔡佳佳，汪冬冬，朱宝忠

(安徽工业大学 能源与环境学院，安徽 马鞍山 243002)

当前，我国经济发展正处于转型升级的关键时期，国家相继提出制造升级、科技创新方面的重大战略。在此背景下，2017年，综合性高校工程教育发展战略研讨会达成了新工科建设“复旦共识”，随后“天大行动”、“北京指南”等一系列战略研讨会使得新工科理念逐渐具体明晰[1-2]。新工科建设和发展以新经济、新产业为背景，涵盖“五新”，即工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系。新工科建设既要设置和发展一批新兴工科专业，又要推动现有工科专业的改革创新。新能源科学与工程专业既是传统专业的转型升级，也是一门新兴专业。结合新工科“五新”的战略理念，笔者针对新能源科学与工程专业新能源利用概论教学的现状，对课程进行专题化教学、实践教学、创新创业教学改革探索。

一、专题化教学

专题化教学是根据教学实际情况，打破原有教材章节顺序，对教材分析整合并结合专业特点，构建相对独立、有系统的若干专题进行教学。在新工科的背景下，教学由对知识的传授转为引导学生对多学科交叉知识的深入探索和创新，培养学生发现蕴藏在专业课中自然规律的能力，以及善于分析问题、解决问题的能力[3]。

专题化教学可以根据不同层次的需要形成多种专题进行教学。在专题设计时结合创新创业的时代特点，遵循教学规律设计教学内容，按照专业和就业特点分为若干专题，向学生提供模块化组合化专题教育，指导学生深入学习、实践。例如根据太阳能行业发展的细分化特点，将太阳能利用专题分为“太阳能光伏发电”、“太阳能光热发电”、“太阳能直接热利用”等若干主题模块，同时引入材料物理化学、前沿科技、政策市场等相关课程知识，让学生深入了解相应主题模块内容。通过实施开展融合科学基础、学术前沿和市场信息的专题化教学，为学生在该领域从事创新创业打下良好的基础。根据不同教师的学科背景和专业特长，进行多学科交叉和专题教学设计，搭建多学科背景的教学团队以及引进企业或其他相关的专家辅助专题化教学，推动教学质量的提升[4]。

新能源技术具有很强的实用性，专业人员在实际项目开发中会结合专业开发软件辅助来提升效率。为此，在专题设计中引入专业软件技术和项目情境教学相融合的专题化项目教学模式。首先把新能源技术中的教学过程进行重构。根据新能源利用概论所涉及的领域内容设计教学项目，以项目为载体，将分散式知识点梳理整合为综合性项目，重构知识体系。设置模拟情境，引导学生在协作完成教学项目的过程中掌握知识、形成能力。其次，采用专业软件对项目进行设计仿真。例如根据太阳能利用中的“太阳能光伏发电”方向，借助PVSYST专业辅助软件，模拟项目情境，让学生完成资料查阅、项目设计、实践总结及评价，激发学生学习的主观能动性。在此环节中教师负责指导、监督和测评。将两种方式结合的专题项目教学，增强学生的主动性，激发学习兴趣。

二、实践教学

新能源技术和市场变化日新月异，仅靠课程教学往往无法满足学生获取最新技术和市场状况的需求。

因此，在教学设计时需偏重企业应用需求，围绕该主题打造教学平台，设置太阳能光伏和光热实训，为新能源专业学生的教学实训和毕业实习提供保障。同时，面向专业开展课程的个性化开发，聘请专业教师、企业导师联合授课。坚持“请进来、走出去”，让学校的教师和企业技术人员互动起来，凝练新能源行业业务和应用项目，并变成鲜活的教学案例，这有助于学生更好掌握专业知识和业务技能，培养分析问题和解决问题的能力。同时，教学内容接地气，贴近行业实际，在一定程度上满足企业实际需求，让学生就业更有竞争力。

此外，积极联系校外实践平台，实现资源共享，根据专业要求和学生的未来规划建立相对稳定的校外实习基地。我们积极开拓校外实习基地，已与学校所在地部分新能源企业开展实践业务交流，学生和企业都给予良好的正向反馈，达到双赢。在此基础上，将配合企业技术改进或管理服务等需要，深入企业生产实践，提高学生的就业与创业的能力。

三、创新创业教学实践

2015年教育部发布《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，指出了解决专业教育及实践教学脱节的问题，并将培养具有创新创业能力的大学生作为当前高校教育升级转型的一个重点。在教学上要求教师的授课从简单的“搬运知识”转变为基于社会需求以学生的理论学习和应用创新为中心，全面培养学生的综合能力。结合创新创业的时代潮流，我们在教学中开展课程设计和内容改进。

首先从课程上打破原来分散的知识点和实验，按照创新创业的范式组织实施，将基础知识融入到双创项目为主的综合素质培养中。例如太阳能光伏发电教学中，首先利用专题教学方式传授晶硅电池原材料提炼、拉棒切片、制作PN结、减反射膜、电池检测、焊接、敷设装框、测试包装等电池组件全流程工艺，然后构建综合实验测试平台，从光伏电站项目的角度讨论电压电流测试、PID测试、温度影响、热斑效应、少子寿命检测等光伏发电技术知识，最后结合光伏电站项目开发与EPC等，站在投资和项目建设的角度帮助学生进一步理解光伏发电技术、设计与投资市场等知识。同时，组织学生对课程讲授过程中的关键点开展思考讨论，让他们综合运用所学知识、技术和方法分析解决光伏发电中的问题。

创新创业教学不仅在校内教学中，创业竞赛、创业项目等都是很好的创新创业教育形式。一方面，结合新能源专业方向创新创业的需求，在专业课程中适当增加创新创业内容，引导学生参与创新创业科研训练活动，进行创新创业教育的熏陶。另一方面，完善原有教学中实习实践类课程。以校内新能源相关创新产品为主体，引导学生开展产品过程设计、中试产品研发实施、技术改进等产学研一体的综合创业实践项目的研究和实施。同时，鼓励大学生联合社会、企业等为竞赛提供技术指导、资金资助等支持，推动创新成果的产业化。通过这些项目，培养学生的创新创业能力、商业创业意识和团队合作精神。对于在课程内或学院内难以操作的创新项目，应积极寻求校内外的优质资源，在保证项目顺利实施的同时锻炼学生主动解决问题的能力。

四、结语

新工科建设重在培养经济社会、产业发展需要的创新型、综合型实践人才，这是国家重要战略对高等教育改革提出更高要求。我们结合新能源专业课程，围绕本专业多学科交叉、创新创业能力的培养，开展专题化教学、实践教学、创新创业教学的课程教学探索模式。三种方式相互关联，互为补充，从而增强学生的学习热情，拓展学生的视野，锻炼学生的双创能力，提升教学质量。