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贵州师范大学 - 《贵州师范大学报》

新能源材料与器件专业人才培养模式探究

作者:彭 茜    
2024-11-30     (0)

本文介绍了新能源材料与器件专业创新培养模式,包括设置具有新能源专业特色的课程体系、改进教学方法和考核手段、强化师资队伍建设、为学生提供研究型实验平台、加强学生的工程实践和创新能力等方面。文章强调了高校在培养新能源专业人才中的重要作用,并指出需要不断改进和完善人才培养模式,以培养出具有创新精神和实践能力的高素质人才。

近年来,我国新能源相关产业发展迅速,但应用型高素质人才和核心技术的匮乏,已成为我国新能源行业发展的重大阻碍。随着新能源产业的高速发展,太阳能、风电、核能等新能源相关行业的从业人员需求急剧增长,然而国内的人才供给却严重短缺。所以,高校急需加大新能源专业人才的培养力度。基于此,在“双碳”和新工科背景下,新能源 专业人才的培养模式、理念和课程体系的改革与创新显得尤为重要。

一、新能源材料与器件专业现有的培养模式

新能源材料与 器件专业属 新兴专业,本科生的专业教育与能力培养模式尚处于探索阶段,创新创业型人才培养模式的研究相对较少。部分高校在制定人才培养方案时,过度参照国内高水平研究型高校来确定人才办学模式与课程体系,导致人才培养与行业实践创新脱节。

新工科要求高校教育以培养创新型卓越人才为基本任务,为创新型工业发展提供支撑。面对“双碳”目标,需重视各学科的融合发展,加强高校与相关企业的合作,积极培养“知识、能力、素质” 多元化的高素质新能源专业人才。截至目前,许多高校在这些方面仍存在不足。一是新能源材料与器件专业设置时间较短,尚未形成稳定的培养模式。二是部分教师仍沿用传统“填鸭式教学模式,在课堂上机械地灌输课本知识,学生自主学习热情不高。尤其是新能源材料与器件专业涉及众多物理类专业课程, 概念繁多、理论抽象,且课堂上有大量繁杂的公式推导,学生觉得学习枯燥无味, 学习效果不佳。三是部分高校普遍只重视学生的理论基础知识,然而新能源材料与器件专业对学生的实际动手能力与创新能力要求较高,因此培养的学生普遍缺乏工程实践与创新能力。

二、对于新能源材料与器件专业创新培养模式的探讨

(一)设置具有新能源专业特色的课程体系

新能源材料与器件专业涉及材料、物理、化学、电子等多个领域,是一门多学科交叉的综合性专业。基于该专业特点,学校应综合自身师资力量、教学与科研平台条件设置课程体系。

首先,设置基础课程,巩固加强学生的数学、物理和化学基本理论知识,使学生理解新能源材料的物理本质,掌握新能源材料制备的化学原理。在大一、大二开设基础课程,如原子物理、理论力学、量子力学、无机化学、物理化学等课程。

其次,突出基本专业课程,如固体物理、材料科学基础、材料分析测试、电化学原理等课程,为学生学习后续其他专业特色课程奠定扎实的理论基础。

最后,设置选修课程,根据学校专业特色与区域优势,在新能源、新材料、节能环保等领域开设特色课程,如“锂离子电池原理与工艺”“太阳能电池原理与工艺”“光电子材料”“新能源汽车动力电池”等前沿课程,为学生未来从事新能源材料相关研究与应用打下坚实基础。

(二)改进教学方法和考核手段

在课堂教学过程中,应汲取传统教学方式的优点,同时积极引入新的教学模式,充分调动学生的自主学习能力与热情,注重培养学生的创新意识与创新能力。

一是改进教学模式。高校应充分吸收先进的教学理念,采用翻转课堂、混合式学习、探究式教学、合作式教学、情境教学等教学模式。让学生通过在线平台课前学习课程基本知识,课堂则围绕教学问题进行讨论和交流,教师则在学生讨论过程中进行巡视指导,及时解答学生普遍存在的疑惑和问题,激发学生的自主学习热情,提高学习效果。

二是改变教学方法。教师应改进传统教师讲、学生听的灌输式教学方法,践行以学生为中心的教学理念,根据学生的知识储备、兴趣爱好和能力水平来调整教学策略,通过问题研讨、案例分析、项目探究、成果展示等方法,使学生由被动听讲转变为主动参与,在探究中提高发现问题、分析问题和解决问题的能力, 在合作中培养学生的协作能力、团队精神,增强学生的独立意识与责任感。

三是改革评价方式。在教学评价中存在重结果轻过程,忽视学生学习情感与思维活动过程的情况,极不利于学生发展。中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》强调,要完善过程性考核与结果性考核有机结合的学业考评制度,提高教育评价的科学性、专业性、客观性,就是要重视学生的学习过程体验,将学生出勤情况、随堂测验、课堂表现、实习实践等纳入考核体系进行综合评价,引导学生注重知识的理解与运用,有助于学生对所学课程进行反思与总结,提高学生的综合素质。

 (三)强化师资队伍建设

新能源材料与器件是近年来新开设的专业,当前很多高校在实际教学过程中缺乏大量专业型人才,因此在课堂理论教学和实践技能教学中效果不显著。一方面可以定期组织教师参加新能源材料与器件相关的专业培训课程、学术讲座,让教师及时了解该领域的最新研究进展、技术创新和行业趋势。还可以安排教师到新能源相关企业进行实习、合作研究,使教师能够把企业中的技术需求和行业发展方向融入教学中,更好地指导学生的课程实践和毕业设计;另一方面可以积极从国内外知名高校和科研机构引进优秀的高层次人才,提升教师队伍的整体水平。特别是可以从新能源企业引进具有丰富行业实践经验的专业技术人才,增强教学的实践性;最重要的是要建立激励机制,通过科研奖励、教学奖励等措施,制定全面客观的教师评价体系,激发教师的工作积极性和创造力, 提高教师的专业水平,从而更好地培养学生。

(四)为学生提供研究型实验平台

科学具有很强的实践性,要培养大学生对科学的兴趣与爱好,妙趣横生的实验不可或缺。新能源材料与器件专业是理论与实际联系极为紧密的学科,学生只有在实验室中多尝试,才能进一步加深对课堂理论的理解。通过开放实验室,学生可近距离接触先进的科研设备与仪器,从而增强实践能力与科学素养。同时,鼓励学生积极参与教师的实验项目与科研活动,培养学生独立思考、分析和解决问题的能力,促进学生的个性化、主动化、研究化学习,提升动手能力与创新能力。

总体而言,高校通过开放实验室,真正使新能源材料与器件专业的学生将理论知识用于实际操作,加深对学科知识的理解与掌握;在实验中,激发学生的创 新思维,促使他们寻找独特的实验解决方案;通过实验设计、数据分析,为他们今后从事科研工作奠定坚实基础。

(五)加强学生的工程实践和创新能力

在工程实践与创新能力方面,高校可与企业加强产学研合作,建立长期稳定的校企合作关系,共同为高质量人才培养发力。一是企业可为学生提供实习岗位,让学生在实习过程中掌握特定的工程技能,了解企业的生产流程管理等。二是校企开展科研项目开发,组建由高校教师、学生和企业技术人员组成的跨学科科研团队。这样既能使团队成员发挥各自的专业优势,共同攻克科研难题,又能将科研成果应用于企业的生产实践中,实现教学、科研和人才培养的有机结合,有利于提高学生的工程实践和创新能力,为企业解决技术难题。三是师资团队共建共享。高校教师可到企业进行挂职锻炼,或为企业提供技术咨询和培训服务,从而提高教学的针对性和实用性;高校也可以聘请企业工程技术人员担任兼职教师或企业导师,这些具有丰富行业实践经验的专业技术人才可以为学生带来实际的工程案例和操作技能,增强教学的实践性。四是校企开展科创大赛。通过开展创新创业竞赛活动,引导学生注重工程实践和创新能力的培养。高校教师和企业专家组成指导团队,为学生的创新项目提供技术指导、市场分析等方面的支持。企业可设立项目孵化基金,对有潜力的学生创新项目进行资助,帮助学生将项目转化为实际成果。

三、结语

新能源产业在全球能源领域中迅速崛起,展现出蓬勃的发展态势。新能源材料与器件专业作为与之紧密相连的学科,所培养的人才质量直接关系到整个产业的兴衰。这就要求高校在人才培养上要紧密跟随时代发展的步伐,不断改进和完善人才培养模式,培养出具有创新精神和实践能力的高素质人才,为我国日新月异的新能源产业做出更大贡献。

(作教师。本文系贵州师范大学校级教学内容和课程体系改革项目“‘双碳’目标下新能源专业‘三位一体’新工科人才培养研究”研究成果,项目编号:XJG 第39 号)