面向工程教育认证的新能源材料与器件专业人才培养模式与课程体系建设探索

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  摘  要:新能源材料与器件专业是我国为适应新能源技术飞速发展而设立的一门多学科交叉的战略性产业紧缺专业。因此,进一步完善和提升新能源材料与器件专业建设水平的重要性是不言而喻的。作者针对桂林电子科技大学新能源材料与器件专业的具体情况,提出了一种面向工程教育认证、依托学校优势科研资源以提升新能源材料与器件专业建设水平的策略,并从人才培养模式与课程体系建设这两个角度详细阐述了实施方法,对新能源材料与器件专业建设进行了探索。
  关键词:工程教育认证;新能源材料与器件;人才培养模式;课程体系建设
  中图分类号:C961       文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2021)29-0160-04
  Abstract: The specialty of "New Energy Materials and Devices" is a multidisciplinary strategic industry specialty which is designed to adapt to the rapid development of new energy technology in China. Therefore, it is of great importance to further improve and enhance the professional construction level of new energy materials and devices. Aimed at Guilin University of Electronic Technology of New Energy Materials and components of the specific conditions of the professional, this paper puts forward a project oriented education certification, depending on scientific research resources to enhance the level of new energy material and devices of professional construction strategy. From the personnel training mode and curriculum system construction, the paper elaborates the implementation method and explores the specialty construction of New Energy Materials and Devices.
  Keywords: engineering education certification; New Energy Materials and Devices; talent training mode; curriculum system construction
  新能源技術是21世纪世界经济发展中具有决定性影响的主导技术之一。党的十九大明确确立清洁能源优先发展的战略,而新能源材料与器件是实现新能源转化和利用以及发展新能源技术的关键[1]。教育部于2010年将新能源材料与器件定位为材料、电子、机械等多学科交叉的战略性新兴产业紧缺专业,专业层次为本科,专业定位是为产业培养具有创新意识的高技能人才[2]。2011年以来,国内高校逐步设立新能源材料与器件学科,到目前为止我国已有几十所院校开设了新能源材料与器件专业,目的就是为适应国家战略性新兴产业需要,培养能够系统掌握新能源材料、新能源器件设计与制造工艺、测试技术与质量评价、新能源系统与工程等方面的专业基本理论与基本技能的复合型人才。至2018年,新能源专业的毕业生只有四届,因此相关学科建设还处于探索阶段,缺乏较为系统的办学经验。为避免新专业建设中的盲目性,确保新办专业的办学水平,保证人才培养的质量,教育部和全国开设该专业的各高校都积极举办研讨会,探讨相应的对策[3]。开设该专业的各高校有关新能源材料与器件专业建设与教学方面的研究也在同步展开,如:武汉理工大学提出加强实践基地突出专业特色[4];厦门理工学院提出加强双师型教师队伍培养应用型人才[5];西南石油大学提出校企联合培养促进办学质量[6]等。由于新能源专业在国内高校开设课程时间短,学科建设不完善,人才培养模式尚不成熟,因此完善新能源专业建设是学科建立的基本问题。
  一、我校新能源材料与器件专业建设现状与突出问题
  自2010年教育部批准设立新能源材料与器件本科专业以来,各个开设了该专业的高校针对新能源材料与器件专业建设进行了广泛而有益地探索,在课程体系设置、人才培养模式等方面获得了大量而宝贵的经验[7-9]。但该专业开设时间较短,仍需要不断进行完善。作者通过调研文献与走访兄弟院校,认为目前我校在该专业建设方面需要进一步加强,具体如下:
  1. 新能源材料与器件专业既包含材料方向的知识内容又涵盖了器件方向的知识内容,知识面覆盖范围广,在知识体系上涉及物理、化学、材料、电子等多个学科。课程多而且广泛,但具体课时有限,这一矛盾对课程设置提出了更高的要求。如何合理地进行培养方案建设进而构建知识体系完备的课程群,是学科建设的重点研究和探索方向。
  2. 新能源材料与器件专业作为国家清洁能源优先发展战略的支撑性专业,其专业建设起点要求高。复合型人才培养要求其实验课程教学必须能够切实提升学生解决复杂工程问题的能力。因此,在新能源材料与器件专业建设过程中,如何紧密结合企业人才需求,就成为学科建设的难点问题。   3. 新能源材料与器件专业作为开设时间不长的“新”专业,其课程思政的实施并无太多的现成经验可供借鉴,需要在面向工程教育认证的基础上综合考虑课程设计,在专业建设的过程中同步实现全方位育人的教育目标。
  因此,加快新能源材料与器件学科建设,实现能够培养具有正确价值观、适应社会发展、满足行业需求、具有新能源科学思想的创新型与应用型人才的高水平教学,成为新能源材料与器件专业亟待解决的问题。
  二、符合工程教育认证的专业建设的策略
  工程教育认证是工程技术行业的相关协会连同工程教育者对工程技术领域相关专业的高等教育质量加以控制,以保证工程技术行业的从业人员达到相应教育要求的过程,工程教育认证是工程教育质量保障体系的重要组成部分,对于提高工程教育质量具有重要的推动作用[10]。其关键问题是确定专业培养目标、课程设置及教学内容符合专业规范和专业认证标准[11]。毋庸置疑,以工程教育认证为目标,势必会促进新能源材料与器件的学科建设。因此,作者提出了以面向工程教育认证为基础,依托桂林电子科技大学材料与工程学院八桂学者及广西构效关系重点实验室等科研平台,并结合国家优先发展战略对人才类型的需求展开人才培养模式及课程体系建设的探索。同时,在课程设计的过程中把握专业成才与全人教育的共通点并以此为“抓手”,实现思想政治教育与专业课教学过程的协同并行以整体提升新能源材料与器件专业建设水平的策略。具体实施有如下几个方面:
  (一)专业人才培养模式的探索
  确立面向工程教育认证,充分发挥桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西八桂学者高端人才团队、科研平台的优势作用,加速构建创新型及应用型人才培养的新能源材料与器件专业人才的培养模式。一方面,从新能源科技发展需求入手,以工程教育认证标准为依据,充分研究培养目标、毕业要求、专业课程设置、培养过程实施及评价、培养过程的可持续改进等关键问题;另一方面,从落实创新创业教育培训的角度出发,依托广西八桂学者高端人才和科研平台的优势作用建设新能源材料与器件专业的特色性创新创业平台。从上述两方面入手,构建更能符合新能源科技发展需求的、能有效提升解决复杂工程问题能力的人才培养模式,建设特色鲜明的新能源材料与器件专业。
  (二)课程体系建设的探索
  1. 专业课程群的构建
  针对新能源材料与器件专业基础课程多而广泛的特点,先根据既定的人才培养模式对专业基础课程体系进行优化,然后对体系已优化的各专业基础课程内容进行交叉比对,整合各课程知识点,突出每门课程自身的知识特点,优化教学内容,梳理并深挖各门课程的思政元素,构建知识结构完备、饱含活泼生动的思政元素的课程群。课程群构建如图1。
  2. 多元化教学实践课程构建
  针对国家新能源技术发展对应用型工程人才的需求,结合本校及学院的教学资源与专业特色,开设能量转换及能量存储两个方向的教学实践课,参考企业生产流程搭建适合教学实践用小型化生产线,并将微视频资源加入到教学实践过程中,促进学生对理论运用到实践的理解、提高学生理论结合实践的能力及能与企业生产对接的实际动手操作水平;开设行业发展现状及动态、与新能源技术相关的微纳加工技术、高新技术企业管理等方面的讲座,拓展学生的视野、了解新能源技术行业的发展前景并协助学生做好职业规划;引入校企联合培养模式,在资源允许及学生意向的前提下,安排学生进入企业进行实习,增强与企业互动,使学生切实体会到企业人才需求目标、促进学生有意识地扩充专业基础知识及提高实践动手能力,为高新技术企业储备人才。
  3. 特色化专长培养方式的构建
  针对国家新能源科技发展对创新型科研人才的需求,依托学院广西八桂学者科研平台,从新能源相关的科研方向,如太阳能电池、热释电、超级电容器、储氢等入手,设立专长培养方案,使学生顺利地加入到研究课题中进行系统的科学方法及思维的训练,培养学生的创新意识、创新思维、创新实践能力,为新能源科技研究储备人才。
  三、专业建设取得的初步效果
  (一)多元化及特色化教学实践课程硬件建设
  基于前述专业建设策略,依托八桂学者及广西构效关系重點实验室等科研平台已搭建完成锂电制备、封装及测试的本科教学实践实验室(见图2)。初步具备了提高学生理论结合实践的能力及能与企业生产对接的实际动手操作水平的教学实践的硬件条件。在经过教学实践培训后,根据学生的意愿进行分流,一部分学生进入八桂学者科研平台进行特色化专长培养,加入到研究课题中进行系统的科学方法及思维的训练,储备新能源材料方面的创新型科研人才;另一部分学生进入广西构效关系重点实验室开展校企联合培训,促进学生有意识地扩充专业基础知识及提高实践动手能力,为高新技术企业储备创新型技术人才。由此进一步深入带动专业建设,形成可持续改进与发展。
  (二)专业课程群建设
  在专业课程群建设初期,在仔细分析新专业的学情情况的基础上,将梳理并深挖各门课程的思政元素作为专业课程群建设的首要任务,只有在理论教学的课堂上激发并培养学生正确的价值观及高度的社会责任感,提升学生对教师及专业的认可度,才能更有效地进一步开展专业课程群建设,最终实现高校教育立德树人的基本职责。而课程思政实施的关键点之一是需要把握专业成才与全人教育的共通点并以此为“抓手”实现思想政治教育与专业课教学过程的协同并行,最终在专业课教学过程中完成潜移默化的全方位育人目标。基于上述基本理念,本专业实施“课程思政”的教学理念为在学情分析的基础之上把握学生的特点并找出学生关注的焦点问题,以此作为课程思政实施的基本切入点,将课程思政内容融入教学大纲并在教学内容设计上结合专业课程知识点融入典型案例,在教学方法上加强师生互动、鼓励并启发学生根据典型案例更深入更全面地思考专业课知识与立德的相互关系,将核心价值观以“润物无声”的方式融入到专业课的课堂教学中。   四、结束语
  对于新能源材料与器件专业而言,要进一步提升专业建设水平,需要以通过工程教育认证为目标,依托八桂学者高端人才及科研平台优势,探索新能源材料與器件专业人才培养模式,深挖专业课程知识的思政元素,构建知识结构完备、多元化多层次的课程体系,切实提高学生解决复杂工程问题的能力,为新能源科技的发展需求培养合格的应用型与科研型人才,打造具有鲜明特色的新能源材料与器件专业。
  参考文献:
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  基金项目:教育部-北京润尼尔网络科技有限公司产学合作协同育人项目“材料类专业虚拟仿真实验项目示范建设与实践”(编号:R-GUET-202003);广西高等教育本科教学改革工程项目“‘新工科’背景下新能源材料与器件新专业产教协同育人创新机制探索与实践”(编号:2020JGA170);广西高等教育本科教学改革工程项目“材料类专业虚拟仿真实验项目示范建设与实践”(编号:2019JGA169)
  作者简介:尚飞(1981-),男,汉族,山东莱芜人,博士,讲师,研究方向:电介质储能。
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