光伏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式探析

郭連貴 張洪濤 周青 曾玉

摘 要 隨著世界低碳經(jīng)濟(jì)和我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)急需大量光伏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科人才，應(yīng)用型本科院校應(yīng)根據(jù)光伏企業(yè)人才需求特點(diǎn)，創(chuàng)建“兩平臺(tái)+能力模塊”的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式。其中，“兩平臺(tái)”指在課程體系中設(shè)置通識(shí)教育課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程兩個(gè)平臺(tái)，主要對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)教育、基本技能訓(xùn)練和基本應(yīng)用能力培養(yǎng)；“能力模塊”是指在課程體系或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)中設(shè)置多個(gè)課程組合或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)組合，形成多個(gè)教學(xué)模塊，主要對(duì)學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)教育、專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練和應(yīng)用能力培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 光伏專(zhuān)業(yè)；應(yīng)用型本科；人才培養(yǎng)模式；校企合作

中圖分類(lèi)號(hào) G648.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1008-3219（2012）26-0031-04

隨著全球性常規(guī)能源（煤炭、石油、天然氣等）供給的日益緊缺以及環(huán)境污染和氣候變暖問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，開(kāi)發(fā)新型替代能源已刻不容緩。太陽(yáng)能是一種取之不盡、用之不竭的可再生新能源，太陽(yáng)能光伏發(fā)電則是一種零排放且能夠規(guī)模應(yīng)用（獨(dú)立發(fā)電及并網(wǎng)發(fā)電）的能源技術(shù)，其開(kāi)發(fā)與利用越來(lái)越引起人們的重視。據(jù)歐盟聯(lián)合研究中心預(yù)測(cè)[1]，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在21世紀(jì)將替代常規(guī)能源，而且將成為世界未來(lái)主要能源供應(yīng)的主體，到本世紀(jì)末太陽(yáng)能發(fā)電量將占全世界發(fā)電總量的70%。

近年來(lái)，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，自2007年起就一直位列世界光伏制造大國(guó)的首位。然而，與之不相適應(yīng)的是光伏專(zhuān)業(yè)人才緊缺，尤其是從事實(shí)際光伏產(chǎn)品制造、光伏系統(tǒng)的使用和維護(hù)檢修等生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的技能型人才非常匱乏。相關(guān)資料顯示，2010年我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過(guò)3000億元，從業(yè)人數(shù)超過(guò)30萬(wàn)人。預(yù)計(jì)未來(lái)3～5年，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)能的增速有望超過(guò)35%。由此推算，國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)人才需求量巨大。

一、光伏專(zhuān)業(yè)及其人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電是在2000年以后才得到世界各國(guó)的重視，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)在我國(guó)也是近幾年才得到快速發(fā)展。因此，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，太陽(yáng)能光伏專(zhuān)業(yè)都是一個(gè)全新的專(zhuān)業(yè)。目前，國(guó)外僅有澳大利亞的新南威爾士大學(xué)設(shè)立了專(zhuān)門(mén)的光伏與可再生能源工程學(xué)院，并開(kāi)設(shè)了光伏與太陽(yáng)能本科專(zhuān)業(yè)。國(guó)內(nèi)少數(shù)重點(diǎn)大學(xué)（如上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)等）雖然成立了與光伏材料研究相關(guān)的研究所，但主要培養(yǎng)博士與碩士層次研究型人才。國(guó)內(nèi)其他大學(xué)一般是在原有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)上設(shè)立太陽(yáng)能光伏方向，如山東建筑大學(xué)在建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)下設(shè)立太陽(yáng)能建筑一體化方向，河北科技大學(xué)在應(yīng)用物理專(zhuān)業(yè)下設(shè)立太陽(yáng)能光伏方向，南昌大學(xué)在材料物理專(zhuān)業(yè)下設(shè)立光伏發(fā)電技術(shù)方向，江西科技學(xué)院在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)下設(shè)立太陽(yáng)能光伏工程方向，江西新余學(xué)院則專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)了專(zhuān)科層次的光伏材料加工與應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)。

與傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)相比，目前我國(guó)應(yīng)用型光伏專(zhuān)業(yè)開(kāi)辦時(shí)間比較短（普遍僅有2～3年時(shí)間），人才培養(yǎng)還處于摸索階段。

二、“兩平臺(tái)+能力模塊”人才培養(yǎng)模式概況

“兩平臺(tái)”是指在課程體系中設(shè)置通識(shí)教育課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程兩個(gè)平臺(tái)?！皟善脚_(tái)”內(nèi)設(shè)置的課程相對(duì)穩(wěn)定，其作用主要是對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)教育、基本技能訓(xùn)練和基本應(yīng)用能力培養(yǎng)。其中，通識(shí)教育課程平臺(tái)由學(xué)校層面統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，注重科學(xué)教育與人文教育的融合，為學(xué)生奠定素質(zhì)基礎(chǔ)；而學(xué)科基礎(chǔ)課程平臺(tái)以專(zhuān)業(yè)所屬院（系）管理為主，強(qiáng)調(diào)與專(zhuān)業(yè)交叉、融合，拓寬專(zhuān)業(yè)口徑，以滿(mǎn)足多個(gè)專(zhuān)業(yè)方向的需要。

“能力模塊”是指在課程體系或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)中設(shè)置多個(gè)課程組合或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)組合，形成多個(gè)教學(xué)模塊，其作用主要是對(duì)學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)教育、專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練和應(yīng)用能力的培養(yǎng)?！澳芰δK”強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，以加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為核心，注意與畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，設(shè)置系列專(zhuān)業(yè)方向課程或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)，注重解決實(shí)際問(wèn)題的方法訓(xùn)練，提高學(xué)生的就業(yè)能力?！澳芰δK”屬于專(zhuān)業(yè)教育內(nèi)容，由專(zhuān)業(yè)所屬院（系）設(shè)置并管理，以利于各院（系）根據(jù)自身的學(xué)科優(yōu)勢(shì)與專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)設(shè)置“模塊”并組織教學(xué)，其課程設(shè)置具有一定的靈活性與針對(duì)性，可以隨社會(huì)需求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

三、基于“兩平臺(tái)+能力模塊”的光伏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式特色

以江西科技學(xué)院材料科學(xué)與工程（太陽(yáng)能光伏工程方向）本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)為例。

（一）人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的高級(jí)應(yīng)用型人才既不同于綜合性研究型大學(xué)所培養(yǎng)的理論型人才，也不同于職業(yè)性院校所培養(yǎng)的實(shí)用性技能人才。其不僅要掌握現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)、建設(shè)與服務(wù)一線從事管理和直接操作的各種高級(jí)技能，還應(yīng)具有將高新科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力，即具有設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力[2]。基于此，學(xué)校將光伏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為：立足于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的行業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)具備太陽(yáng)能光伏工程方面知識(shí)和設(shè)計(jì)能力，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的一線高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

（二）課程體系設(shè)計(jì)

基于“兩平臺(tái)+能力模塊”人才培養(yǎng)模式的要求，對(duì)光伏專(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行構(gòu)建，如圖1所示。

光伏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才的能力包括社會(huì)能力、專(zhuān)業(yè)理論能力和專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力三個(gè)方面。

社會(huì)能力的培養(yǎng)依托文化基礎(chǔ)課程，包括英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、物理、人文等課程，主要培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、良性競(jìng)爭(zhēng)能力、職業(yè)道德能力、健康心理能力以及人際交往協(xié)調(diào)能力等。社會(huì)能力培養(yǎng)一般安排在第一學(xué)年。

專(zhuān)業(yè)理論能力的培養(yǎng)依托專(zhuān)業(yè)理論課程，包括概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)及工程材料、電工電子基礎(chǔ)及實(shí)習(xí)等課程，主要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力、機(jī)械加工設(shè)計(jì)能力以及電子電工基本操作能力，使學(xué)生具備良好的工程理論素養(yǎng)，為后續(xù)光伏專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。專(zhuān)業(yè)理論能力培養(yǎng)一般安排在第二學(xué)年。

專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng)依托專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程，包括太陽(yáng)能電池材料、硅片加工技術(shù)、材料物理導(dǎo)論、半導(dǎo)體物理學(xué)以及光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工及應(yīng)用等課程，主要培養(yǎng)光伏材料制備能力、光伏電池加工能力、光伏電池性能檢測(cè)能力和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用能力，具備這四大能力的光伏專(zhuān)業(yè)人才，可以在生產(chǎn)一線從事生產(chǎn)制造、設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、產(chǎn)品檢測(cè)及產(chǎn)品服務(wù)等工作。專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力培養(yǎng)一般安排在第三、第四學(xué)年。

應(yīng)用型本科課程教學(xué)強(qiáng)調(diào)將基礎(chǔ)理論與專(zhuān)業(yè)理論有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生“精專(zhuān)”與“博通”并舉。因此，在理論課程知識(shí)方面強(qiáng)調(diào)“實(shí)基礎(chǔ)”。所謂“實(shí)”，是指實(shí)在、實(shí)用，即基礎(chǔ)理論知識(shí)以“必需、夠用”為原則[3]。在課程內(nèi)容上，從光伏產(chǎn)業(yè)需要的知識(shí)能力出發(fā)，對(duì)課程進(jìn)行適當(dāng)整合、精簡(jiǎn)處理。例如，可以對(duì)《材料物理導(dǎo)論》和《半導(dǎo)體物理學(xué)》中內(nèi)容接近的部分進(jìn)行整合，對(duì)教材中出現(xiàn)的大量不易理解的公式推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化。創(chuàng)新教學(xué)手段，綜合利用各種方法進(jìn)行引導(dǎo)，以“用”導(dǎo)“學(xué)”，以“用”促“學(xué)”。如利用多媒體將光伏材料的制備、太陽(yáng)電池的加工、光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)以圖片和視頻的案例形式展示給學(xué)生，以加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。

太陽(yáng)能光伏專(zhuān)業(yè)作為新興特色專(zhuān)業(yè)，目前缺乏現(xiàn)成的、公開(kāi)出版的、具有針對(duì)性的教材。為避免課程內(nèi)容與社會(huì)需求脫節(jié)，光伏專(zhuān)業(yè)教材開(kāi)發(fā)可以從兩方面入手：一是聘請(qǐng)?jiān)诠夥髽I(yè)有工作經(jīng)歷的工程師授課，把企業(yè)所需要的知識(shí)、信息及時(shí)反映到課程中來(lái)；二是專(zhuān)業(yè)教師根據(jù)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，編寫(xiě)教材。

（三）實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)

從江西科技學(xué)院材料科學(xué)與工程（太陽(yáng)能光伏工程方向）本科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的課程構(gòu)成及學(xué)分比例（如表1所示）可以看出，其實(shí)踐教學(xué)課時(shí)占總教學(xué)課時(shí)的比例達(dá)33.2%，其中，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)分占總學(xué)分的比例達(dá)到17.22%。實(shí)踐教學(xué)主要在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地和校外實(shí)習(xí)基地完成。

在光伏專(zhuān)業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)踐課程中，主要是電子電工實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)。電子電工實(shí)訓(xùn)的目的是讓學(xué)生掌握常用電子元器件的識(shí)別選用、常用電子儀器儀表的使用、常用接線與電工線路布線、印制電路板設(shè)計(jì)與制作及電子產(chǎn)品的裝配與調(diào)試等電工電路基本技能。數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的目的是讓學(xué)生掌握金工實(shí)訓(xùn)、數(shù)控工藝及加工程序的編制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)、數(shù)控加工仿真實(shí)訓(xùn)及加工中心實(shí)訓(xùn)等機(jī)械加工基本技能。電子電工實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)主要是為后續(xù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工及光伏電池加工封裝實(shí)習(xí)打下基礎(chǔ)。

在光伏專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力模塊實(shí)踐課程中，校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)包括三個(gè)方面：一是在太陽(yáng)能電池工藝及性能實(shí)驗(yàn)室完成太陽(yáng)能電池串焊、太陽(yáng)能電池電特性（如太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓、短路電流、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等）檢測(cè)等訓(xùn)練；二是在太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，完成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組裝以及各部分（如蓄電池、控制器、逆變器等）的使用、維護(hù)訓(xùn)練；三是在光伏發(fā)電模擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室完成LED光伏照明系統(tǒng)、光伏物聯(lián)網(wǎng)氣象站、光伏充電器、光伏屋頂系統(tǒng)、新能源汽車(chē)系統(tǒng)等應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。條件允許的學(xué)校甚至可以組建達(dá)到一定發(fā)電規(guī)模的光伏太陽(yáng)能發(fā)電站，不但為實(shí)驗(yàn)室提供能源，還可以作為實(shí)訓(xùn)基地來(lái)使用，讓學(xué)生參與一些管理、維護(hù)和檢修工作。

建立校外實(shí)習(xí)基地對(duì)于光伏專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)十分必要。首先，可以解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足的問(wèn)題。因?yàn)橐粭l光伏生產(chǎn)線（尤其是偏中上游的晶體硅太陽(yáng)電池材料生產(chǎn)線）的投入成本巨大（均在億元以上），學(xué)校不可能建設(shè)一條完整的生產(chǎn)線供學(xué)生實(shí)訓(xùn)。建立校外實(shí)習(xí)基地可以滿(mǎn)足學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)（如硅材料的提純、硅棒的拉制等）和生產(chǎn)實(shí)習(xí)（如硅棒及硅錠的切片、PN結(jié)的形成、減反射膜的蒸鍍、金屬電極的制作、太陽(yáng)電池片的層壓封裝等）的需要，從而使學(xué)?？梢约芯ㄔO(shè)投資相對(duì)較小的太陽(yáng)能電池性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室及光伏系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室。其次，學(xué)?？梢远ㄆ谂伤托?nèi)專(zhuān)任教師到合作企業(yè)鍛煉，促進(jìn)學(xué)?！半p師型”隊(duì)伍的建設(shè)。最后，可以解決學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題。因?yàn)楣夥鼘?zhuān)業(yè)的就業(yè)面窄，畢業(yè)生的就業(yè)選擇相對(duì)較少，校企合作可以很好地解決學(xué)生就業(yè)問(wèn)題。如江西科技學(xué)院在江西賽維LDK太陽(yáng)能高科技有限公司及江西晶科能源有限公司建立了校外實(shí)習(xí)基地，雙方開(kāi)展訂單式人才培養(yǎng)，學(xué)生在訂單企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)和就業(yè)。

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Analysis on Talents Cultivation Mode of Photovoltaic Specialty of Applied Undergraduate

GUO Lian-gui，ZHANG Hong-tao，ZHOU Qing，ZENG Yu

（Jiangxi College of Science and Technology，Nanchang Jiangxi 330098，China）

AbstractWith the rapid development of the world low carbon economy and the photovoltaic industry in China，a large number of applied undergraduate photovoltaic talents are urgently needed in the market. Based on this，the applied undergraduate colleges should establishthe talents cultivation mode of “two platforms + ability module” combining with the characteristics of talents need of photovoltaic enterprises. “Two platforms” is general education curriculum and basic curriculum in discipline set up in curriculum system， and its objectives are to launch basic knowledge education， basic skills training and basic application ability training for students. “Ability module” means to set up multiple course combinations or practical teaching link combinations and form multiple teaching modules， so as to implement professional knowledge education， professional skills training and application ability training for students.

Key wordsphotovoltaic specialty； applied undergraduate； talents cultivation mode； school-enterprise cooperation