应用型本科院校新能源科学与工程专业实践教学改革探讨

陶 石，钱 斌，王志成，吴大军，张惠国，洪学鹍

（1. 常熟理工学院 电子信息工程学院，江苏 常熟 215500；2. 常熟理工学院 教务处，江苏 常熟 215500）

新能源科学与工程专业是能源动力类学科的一个重要分支，是国家战略新兴产业相关专业之一。2012年，教育部批准我校成立新能源科学与工程专业，并作为专业综合改革试点建设项目。服务地方经济发展，培养高素质专业应用型人才，是地方本科院校的首要任务。实践教学对培养学生的创新能力和解决实际问题能力至关重要，是应用型人才培养过程的重要环节[1-3]，应用型本科院校探索实践教学模式改革具有十分重要的现实意义。本文结合我校“注重学理，亲近业界”的教学理念，对应用型本科人才培养实践教学体系的构建与实施进行探讨。

1 当前新能源科学与工程专业实践教学存在的问题

1.1 实验教学的目标层次较低，仍以验证性实验为主

经济和科学技术的快速发展，对应用型本科人才培养提出了更高要求。传统专业基础课程实验教学内容往往是由理论教学内容衍生出来的，这些实验操作简单，以验证原理为主，与产业应用有较大差距[4-5]。如“锂离子电池原理与工艺”课程，多数学校采用简单的机械球磨法制备电极材料，对电极片的制备则采用实验室小型刮刀式涂布工艺，使学生难以掌握工业生产过程中的复杂性工程问题，难以建立起对锂离子电池实际生产的概念，更无法对锂离子电池有更深层次的理解。

1.2 实验课程内容缺乏整体性、系统性，难以满足职业能力培养需求

新能源科学与工程专业有专业基础课、专业必修课和专业选修课系列课程，例如材料科学基础、储能材料制备及表征、薄膜太阳能电池、光伏电池组件、燃料电池及储氢技术、太阳能光伏发电系统等。每一门课程都有相应的课程实验，但这些实验往往局限于一门课程，既有光伏方向又有储能方向，学生很难将这些实验联系在一起，形成专业知识体系，从而对新能源系统缺乏整体概念。此外，现有的教材不能满足应用型本科人才培养需求和职业能力培养需求，不能与企业实现对接。

1.3 实践课程考核方式单一，缺乏有效的评价标准

实践课程考核方式单一，课程实验和集中实践多以实验报告或课程设计报告为考核依据，而这些报告的内容往往来源于实验指导书，学生无需进行独立思考[6-7]，导致学生对实践教学不重视，缺乏兴趣，缺乏成就感，认为只是简单机械性的重复。因而很少有学生提前预习相关实验内容，甚至有不少学生抄袭别人的实验结果和实验报告。此外，由于实验设备数量不足，一些学生只能被动观察，无法动手操作，因此仅凭一纸报告很难对学生的实践课程成绩作出评价。

1.4 课内实践与课外实践衔接不好，师资力量不足

近些年，通过大学生科技活动，如挑战杯、学科竞赛和创新创业训练等，提高学生实践和创新能力受到广泛关注。这些课外实践活动造就了很多优秀学生，他们的动手能力和思考、解决实际问题的能力均得到了很大提升。但这些课外实践与课内实验和集中实践教学脱节严重，且参与人数有限，大多数学生缺乏将课堂知识应用于课外实践活动的机会[8-10]。此外，一些教师由于长期从事前沿基础研究工作，而他们的科研成果大多为前瞻性内容，不适合用来开展实践创新活动，从而导致实践课程师资力量不足。

2 “五合一”实践教学体系建设

2.1 “五合一”实践教学体系

本教学体系基于专业工程认证（OBE）理念，以培养具有创新能力的应用型人才为目标。为此，结合新能源科学与工程专业特质，以应用能力和综合能力培养为着眼点，从实践教学体系、师资队伍、实践中心、评价机制和创新创业课外实践等多方面进行了改革，构建起层次分明的、课内外实践有效对接的、考核方式得以优化的“五合一”——教室与实验室合一，教师与工程师合一，学生与实验员合一，理论与实践合一，课内实践与创新实践合一——实践教学体系。

2.2 实践教学内容和教学安排规划

根据以往的实践教学经验，对实践课程内容和教学安排进行深入规划，更加注重前后实践教学内容的衔接，并定期邀请企业主管部门领导来校共同讨论培养目标。在课程内容上，根据企业需求，不断进行更新；课程实验涵盖光伏与储能领域的材料制备、器件组装、管理系统技术等全产业链相关内容；集中实践包括产业认识实践、电工实训、光伏与储能课程设计、文献检索与科技论文写作、生产实践、毕业设计和创新创业项目等。在教学安排上，在进行课程实验的同时，穿插集中实践部分环节，并通过精选实验项目和课程设计内容，注重学生基本技能和动手能力的培养。

2.3 “双师双能型”师资队伍建设

作为地方应用型本科院校，我校新能源科学与工程专业是教育部高等学校专业综合改革试点单位，获得江苏省A 类品牌专业建设项目，因此非常重视转型发展中的新能源科学与工程系“双师双能型”教师队伍建设。“双师双能型”教师的主要培养方式包括企业研修、企业兼职、企业柔性人才引进等。经过近三年的努力，目前达到“双师双能型”条件的教师达80%以上。通过深入企业生产一线、参与企业技术攻关和研发等，这些教师将与企业生产、研发密切相关的知识带到课堂上，开阔了学生的视野，丰富了教学内容，提高了实践教学层次，并有助于改进专业课程和实践课程教学方法。教师在企业研修和挂职期间，还会同企业联合申报国家、省和市厅级技术攻关项目，所产生的论文、专利等科研成果受到地方、行业和企业的好评。所谓企业柔性人才引进，即聘请企业工程师作为本专业的兼职教师，定期进行相关实践类教学课程的授课，使学生进一步扩展对行业的认识，并提高动手能力。

2.4 实践教学中心建设

根据我校应用型本科高校的办学定位和苏州市产业对人才的需求，确定新能源科学与工程专业实践教学中心建设宗旨是“突出重点，凝练基础，强化实训，兼顾科研”，实践教学中心架构如图1 所示。

实践教学中心包括电类/材料类基础实验平台、基础测试平台、职业资格认证中心及院级创新实验室、系创新创客校企联合实验室、专业开放实验室等层次化的实践训练中心；还包括面向光伏产业链及面向储能和新能源汽车方向的实验实训中心。实践教学中心以光伏和储能技术为重点，整合现有省级基础实验教学中心，注重校内工程实训平台建设，注重学生工程实践能力培养，服务于学生毕业设计、科技创新活动以及教师科研[11]。此外，本着“深化产教融合，校地协同育人”宗旨，新能源科学与工程专业与具有一定知名度、拥有较先进生产设备、生产工艺及管理机制的大型或较大型企业签订了战略合作协议，构建了校外实习基地网络。根据教学需要，学生在校外实践基地可以直接参与生产、管理的各个环节，大大提升了学生的实践能力。同时，这些企业既是教学实习的基地、企业导师的来源地，也是学生的就业基地、教师的企业研修基地和产学合作基地，实现了服务地方、与地方互利互惠的构想。

图1 新能源科学与工程专业实践教学中心架构

2.5 评价体系优化

目前，新能源科学与工程专业实践教学考核正逐步由单一的报告考核向以过程考核为主转变。考核指标涵盖了工作过程、工作态度、创新能力及校外实践指导教师评价意见等。其中，工作过程评价包括团队协作与沟通能力（10%）、分析和解决问题能力（10%）、调研与总结能力（10%）；工作态度评价包括出勤（10%）、服从工作分配（10%）；此外，创新能力评价占比为20%，校外实践教师评价占比为30%。

2.6 立体式学科竞赛与创新创业实践体系建设

基于应用型创新人才的培养目标及工程认证教育理念，新能源科学与工程专业构建了承接学科竞赛、科技项目和创新创业训练任务的交叉互补、共享融通的三类创新实践平台和教学模式，设置了“院级、校级、省级和国家级”三级创新实践体系，把创新创业训练纳入人才培养方案，使创新创业活动贯穿人才培养全过程[12]。鼓励学生从入学开始就积极申报院级和校级创新创业项目，并从中筛选特色鲜明的申报省级和国家级项目，积极发挥产学研合作在创新人才培养中的协同作用，培养学生的协同创新思维。

地方性应用型本科院校的办学宗旨是培养具有创新精神的应用型人才，为地方和区域经济发展服务。因此，在创新训练与实践项目选择上，一是注重学生参与度、专业兴趣提升度与专业技能熟练度；二是以教师科研的预研课题、子课题、拓展课题及开放实验室的综合性、设计性训练项目为主；三是校企合作中的工程实践项目则以学生自拟科技制作课题为主，让学生在参与产学研合作项目的过程中，锻炼才干，提升创新信心和创新动力。

3 实施效果

近年来，我校新能源科学与工程专业全体教师致力于实践教学体系改革研究，做了很多探索与努力，建立了一学院一品牌、一学科一赛事、一专业一课程的学科竞赛体系，承办了全国大学生可再生能源科技竞赛（光伏组）、江苏省高校第十五届大学生物理与实验科技作品创新竞赛等11 项赛事，取得很大成绩。

2015 年获批江苏省新能源科学与工程实验教学与实践教育中心；2017 年获江苏省高校“青蓝工程”优秀教学团队、江苏省高校优秀科技创新团队；共编写新能源科学与工程专业“十三五”规划系列教材18本，其中9 本已由科学出版社正式出版，其中《太阳能光伏组件技术》为省级重点教材建设项目。

2017 年，与苏州宇量电池有限公司联合申报的“苏州市绿色储能电池及系统技术重点实验室”获得立项；与苏州腾晖光伏有限公司联合申报的校级“微纳结构与器件重点实验室”获得立项；此外，获省级教改项目立项2 项和江苏省教学成果奖1 项。2018 年，获江苏省教学研究成果奖三等奖和苏州市教学成果奖特等奖各1 项。

近三年来，新能源科学与工程专业学生累计参加大学生创新实践训练计划共65 项，其中省级立项34项，校级立项31 项；在各类学科竞赛中共获奖56 项，其中国家级8 项、省部级39 项、市厅级9 项。

4 结语

随着工程教育认证的推进，地方应用型本科教育面临新的挑战和新的发展机遇，当前的实践教学模式必须快速地作出调整。我校新能源科学与工程专业从实践教学体系、师资队伍、实践中心、评价机制和创新创业课外实践等多方面进行改革，并构建层次分明、课内外实践有效对接、考核方式得以优化的“五合一”实践教学体系，旨在培养动手能力强、具有创新意识、能够很好地适应社会需要的人才。