新工科背景下专业核心课程群产教协同探索——以新能源材料与器件专业化学电源设计与工艺核心课程群为例

蒋坤朋，徐华蕊，朱归胜，许积文

（桂林电子科技大学 材料科学与工程学院，广西 桂林 541010）

引言

工业4.0和“中国制造2025”对当代大学生的工程能力和产业化素质提出了新的要求［1-3］。为了应对产业结构升级对人才培养的新要求，2017年6月，教育部发布《新工科研究与实践项目指南》，提出改革与实践新工科多方协同育人模式。2017年12月，国务院办公厅发布《关于深化产教融合的若干意见》，提出深化校企协同育人产教融合政策内涵及制度框架［4］。新工科背景下的产教融合模式成为高校人才培养的新趋势［5-7］。

2010年，新能源材料与器件专业（以下简称新能源专业）被教育部定位为战略性新兴产业紧缺专业，桂林电子科技大学为了服务国家新能源行业人才战略，满足珠三角地区新能源产业链对人才和技术的需求，设立新能源材料与器件专业，并于2018年9月首次招生。如何满足国家和地区的战略需求，结合新工科背景下的产教融合模式，进行产教协同育人，是专业建设需要解决的重要问题，而核心课程的产教协同教学成为专业建设的关键。

本文以桂林电子科技大学新能源材料与器件专业为例，在产教协同探索过程中，通过构建专业特色课程群，将产教协同理念贯穿其中。综合现代产业学院的平台优势和资源优势，充分发挥企业在专业特色课程群中的积极作用，将产业化思维培养作为专业培养的重要组成部分。

一、新工科背景下产教协同教学存在的主要问题

新工科背景下高校在产教协同推进过程中，存在一系列共性问题，比如，产教协同平台建设的不完全契约问题、地方政策的引导问题、院校和企业间的动力机制问题、产教协同的项目特色问题等。桂林电子科技大学新能源专业在构建产教协同实施方案的过程中，充分考虑以上问题，将产教协同和课堂教学紧密联系。通过调研企业技术需求，重点打造核心专业课程群，将工艺和技术、理论和实践进行强关联，培养学生的产业化意识，使其具备产业化思维，进而达到学生的知识素养和企业需求高度匹配的目的。

二、专业核心课程群的产教协同改革

桂林电子科技大学新能源专业以能量存储为核心，瞄准珠三角地区产业结构中化学电源产业链的需求，以新型化学电源的设计与工艺为主要授课内容，打造化学电源设计与工艺、锂离子电池技术两个核心专业课程群（见图1）。化学电源设计与工艺课程群主要包括“化学电源设计与工艺”“电化学原理与方法”“电池组装与测试”“电池梯级利用与循环”“超级电容器原理与技术”等专业课程，形成了化学电源原理、设计、工艺、结构、测试和评价的全流程教学。在打造该专业核心课程群的过程中，以产教协同为导向，针对课程群的课程思政、知识结构、创新能力培养、产业化思维培养、因材施教和课程考核六个方面进行重点改革。

图1 新能源材料与器件专业特色课程群

（一）课程群课程思政改革

化学电源设计与工艺课程群在教学过程中强调产业化元素，关注成本、工艺、安全和环保等产业化要素，设置专项课程思政元素。在化学电源设计过程中，不过度强调电源性能，而是教授学生在满足使用要求的条件下，尽可能降低设计电源的成本。同时，在选择加工工艺方案的过程中，也要尽可能避免高温、高压条件，从设计和工艺层面，保障安全生产。电源制造作为具有高污染、高泄露风险的行业，课程中专门引入“清洁生产”内容，对学生进行环保教育的同时，强调制度的意义。

（二）课程群知识结构改革

课程群之间知识结构的协同需要从专业建设层面进行统筹。化学电源设计与工艺、锂离子电池技术两个课程群之间存在一定的联系，比如，锂离子电池属于化学电源，在“化学电源设计与工艺”课程中，需要考虑锂离子电池课程群的知识结构特点，将锂离子电池相关的授课内容进行调整，重点强调锂离子电池的“清洁生产”。锂离子电池技术课程群则重点讲授原理、结构、测试和评价，避免在内容上出现重复。

化学电源设计与工艺课程群涉及五门课程，各门课程之间教学目标明确。“化学电源设计与工艺”讲授化学电源的设计基础知识、电源结构、工作原理、性能特点和关键零部件的生产工艺等；“电化学原理与方法”讲授电化学相关的基本原理和电化学方法，为化学电源设计提供理论基础；“电池组装与测试”讲授电源的组装工艺和测试评价方法；“电池梯级利用与循环”讲授电池梯级利用的原理和方法；超级电容器作为一种特殊的新能源器件，“超级电容器原理与技术”讲授超级电容器的工作原理、结构、性能特点，填补学生的知识空白。通过五门课程的学习，学生具备了化学电源设计与工艺从原理到评价完整的知识体系。

化学电源设计与工艺课程群教师在设置每门课程的授课内容前，均与区内的新能源企业进行务虚会，讨论企业对人才知识能力培养方面的要求，然后对授课内容和授课方式进行针对性设计。学生以认知实习为起点，进入企业进行产业认知，了解新能源企业生产特点，然后由企业工程技术人员对学生的专业素养进行专项教育，使学生在学习专业核心课程前对课程有科学的认知。课程内容设计在综合分析企业需求和科学研究要求的基础上，结合地方产业特色，确定最终的知识结构。学生在学习专业核心课程后，进入企业生产线，在生产实习过程中，加深对专业核心课程的理解。教师在后续的授课中，根据企业反馈、学生反馈和学科前沿进展对授课内容进行调整。通过以上过程，实现了以产业化开端，以产业化结尾，以产助教，以教促产，从而完成了“产业—教学—产业”的闭环教学，较好地实现了产教协同。

（三）课程群创新能力培养改革

化学电源设计与工艺课程群围绕学生的创新能力培养，通过与企业头脑风暴联动，以实际产业问题为导向。学生通过文献调研和任课教师指导，提出相应解决方案。在“化学电源设计与工艺”课程中，学生针对任课教师提出的化学电源设计问题，通过小组讨论和文献调研，对解决方案进行课堂宣讲，指导教师针对学生的解决方案进行提问。通过“问题—调研—答辩”的过程，使学生在课程学习中，充分发挥主观能动性。一方面培养学生的创新能力，另一方面提高学生的沟通和交流能力。

（四）课程群产业化思维培养改革

产业化思维是化学电源设计与工艺课程群的重要培养内容。首先，在课程群培养方案中，针对工作原理、器件结构设计、生产工艺、安全生产和清洁生产进行教学，在各个部分均将产业化思维融入其中。其次，课程群结合先进电子信息产业学院的平台资源，组织教师进入企业进修，进行产业实训方面的沉浸式体验，提升任课教师的产业素养。

（五）专业核心课程的因材施教改革

在产教协同过程中因材施教是专业建设的重点内容。教师在课程内容设置时针对学生就业和考研的不同需求，根据课程内容进行针对性教学。在基础理论教学方面，对通用知识进行重点讲解，满足学生对基础知识方面的需求。教学过程中加入自主选题环节，学生可以根据自身的知识结构需求，选择不同的侧重点。在因材施教的过程中，学生的产业化思维得到锻炼。企业导师在指导过程中，会将企业需求、行业发展现状等元素融入其中，不仅使培养的学生具备良好的基础理论素养，而且也很好地完成了学生的产业化启蒙教育。

（六）专业核心课程的考核改革

化学电源设计与工艺课程群的考核和教学评价以产教融合为导向，在工程教育专业认证体系的框架下，将产业素养和学科基础能力培养相结合，围绕问题分析、设计/开发解决方案、使用现代工具、项目管理和终身学习等各方面的能力进行考核。考核方式以期末考试、复杂工程报告、主题答辩等形式进行。期末考试题目中，包含产业问题导向题目；复杂工程报告主题设定包含产业需求内容；主题答辩以产业问题为主题，注重解决方案的可行性和科学性。

结语

桂林电子科技大学新能源材料与器件专业在建设过程中，以课程考核为抓手，在课程思政、知识结构、创新能力培养、产业化思维培养等方面，融入产业平台需求，整合产业学院的产业资源优势，提高学生的产业素养，为区域产业输送高素质人才，是产教协同育人模式的重要探索。