基于專業(yè)主修能力培養(yǎng)的光伏專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

陸曉東　趙洋　王澤來　張鵬　周濤　吳志穎

摘要：以光伏崗位實(shí)際需求為導(dǎo)向，從專業(yè)主修能力培養(yǎng)的角度，介紹了渤海大學(xué)光伏專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)情況，探討光伏實(shí)踐教學(xué)如何建立和如何有效實(shí)施等基本問題。

關(guān)鍵詞：光伏崗位；實(shí)踐教學(xué)體系；建立；實(shí)施

中圖分類號：G434；N45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1674-9324（2015）38-0256-02

引言：

各國高校所開設(shè)的光伏專業(yè)是以培養(yǎng)能在光伏領(lǐng)域內(nèi)，從事太陽電池、組件、發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和新產(chǎn)品、新技術(shù)開發(fā)等方面工作的高級科技人才為目標(biāo)的。無論從技術(shù)角度還是從學(xué)科角度考慮，都要求光伏從業(yè)人員不僅要掌握全面的光伏專業(yè)知識，而且還應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力和技術(shù)創(chuàng)新能力。然而目前，我國高校培養(yǎng)的光伏專業(yè)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力普遍偏弱，成為制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大障礙。究其根源在于現(xiàn)在國內(nèi)高校光伏專業(yè)在人才培養(yǎng)方面未形成系統(tǒng)化、可借鑒、有效的實(shí)踐教學(xué)體系，所以如何構(gòu)建科學(xué)合理的光伏實(shí)踐教學(xué)體系是開設(shè)光伏專業(yè)高校必須要關(guān)注的重要課題。

專業(yè)主修能力是指本科生經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)應(yīng)具備和達(dá)到的專業(yè)能力。通過專業(yè)主修能力的提升，可以帶動(dòng)其他能力的發(fā)展與提升。渤海大學(xué)是國內(nèi)最早開設(shè)光伏人才培養(yǎng)的高校之一，在光伏人才培養(yǎng)方面，非常注重學(xué)生專業(yè)主修能力的培養(yǎng)和專業(yè)實(shí)踐技能的提升。本文以光伏就業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，從專業(yè)主修能力培養(yǎng)角度，介紹渤海大學(xué)光伏專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)情況，探討光伏實(shí)踐教學(xué)如何建立和如何有效實(shí)施等基本問題。

一、光伏崗位所需的實(shí)踐能力簡析

完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出金字塔形結(jié)構(gòu)，主要包括硅料、鑄錠（拉棒）、切片、電池片、電池組件、光伏發(fā)電系統(tǒng)等6個(gè)環(huán)節(jié)，其中上游為硅料、硅片環(huán)節(jié)，中游為電池片、電池組件環(huán)節(jié)，下游為光伏發(fā)電系統(tǒng)環(huán)節(jié)。與這一產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的崗位群主要包括：單晶（多晶）硅棒、硅片制造生產(chǎn)、光伏電池生產(chǎn)、光伏組件加工、光伏發(fā)電系統(tǒng)施工等。對太陽電池、組件及發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)生成過程而言，可以將光伏崗位所需的實(shí)踐能力分為基礎(chǔ)實(shí)踐能力、基本實(shí)踐能力和主修實(shí)踐能力三個(gè)層次的綜合，如圖1所示。其中基礎(chǔ)實(shí)踐能力是所有光伏專業(yè)本科畢業(yè)生都應(yīng)該具備的能力，具體包括常規(guī)工藝測試能力、一般設(shè)備的操作能力和簡單工藝結(jié)果的分析能力等實(shí)踐能力；基本實(shí)踐能力是從事某專業(yè)崗位所需的最基本的基礎(chǔ)技能，是崗位群內(nèi)通用的能力，包括工藝參數(shù)控制能力、設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)能力、實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)能力等實(shí)踐能力；主修實(shí)踐能力是指運(yùn)用專業(yè)技術(shù)完成某種崗位的任務(wù)，并通過分析研究可以進(jìn)一步做出正確決策并實(shí)施管理的能力，包括特定工作崗位上需要的工藝和器件設(shè)計(jì)能力、工藝過程監(jiān)控和調(diào)整的能力、設(shè)備維修和開發(fā)等實(shí)踐能力。崗位能力是多種能力模塊融會(huì)貫通形成的，能力模塊之間具有某種遞進(jìn)或?qū)哟侮P(guān)系，正確劃分實(shí)踐能力模塊是崗位能力培養(yǎng)的前提和基礎(chǔ)。

二、模塊化實(shí)踐教學(xué)體系的建立

依據(jù)光伏崗位實(shí)際需求所開設(shè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目前渤海大學(xué)已建成四個(gè)光伏技能綜合訓(xùn)練模塊（如圖2所示），用于專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐能力和專業(yè)主修能力的培養(yǎng)。四個(gè)光伏技能綜合訓(xùn)練模塊包括工藝模塊、測試模塊、EDA仿真模塊以及太陽能發(fā)電系統(tǒng)工程技術(shù)模塊。工藝模塊包括清洗、擴(kuò)散、氧化、光刻、濕法刻蝕、干法刻蝕、金屬膜蒸鍍、退火、介質(zhì)膜生長、晶片切割、芯片封裝等若干子模塊。測試模塊包括半導(dǎo)體工藝過程參數(shù)測試、半導(dǎo)體器件成品參數(shù)測試、光伏發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)等子模塊；EDA仿真模塊包括半導(dǎo)體工藝仿真、半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、電子線路等子模塊；太陽能發(fā)電系統(tǒng)工程技術(shù)模塊包括光伏組件、光伏逆變系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、高效光伏發(fā)電系統(tǒng)等子模塊。各模塊的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容覆蓋了半導(dǎo)體測試與表征技術(shù)、半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件制造工藝、半導(dǎo)體器件物理、電子元器件失效分析、EDA技術(shù)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，學(xué)生可實(shí)現(xiàn)光伏技術(shù)規(guī)范基本技能訓(xùn)練。通過形成系統(tǒng)化、規(guī)?；?、工程化的實(shí)踐教學(xué)體系，開設(shè)與光伏企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及選修實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，突出專業(yè)主修實(shí)踐能力的“?！薄ⅰ熬?、“獨(dú)”、“特”的特點(diǎn)。

三、基于主修能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)定

渤海大學(xué)新能源學(xué)院擁有遼寧省微電子工藝控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省光電功能材料檢測與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省光伏發(fā)電控制與集成工程技術(shù)研究中心等6個(gè)省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，可實(shí)現(xiàn)晶硅太陽電池、小型光伏發(fā)電系統(tǒng)、功率半導(dǎo)體器件和小規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)、加工、表征、測試和組裝工藝訓(xùn)練，為增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)效果提供了強(qiáng)有力的支撐。

在工藝訓(xùn)練過程中，大學(xué)一年級屬于奠定基礎(chǔ)階段。該階段主要結(jié)合大學(xué)物理、工科化學(xué)和計(jì)算機(jī)等相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)踐動(dòng)手能力和實(shí)踐興趣。大學(xué)二年級屬于技能養(yǎng)成階段。該階段主要借助一些專業(yè)課程關(guān)聯(lián)的實(shí)踐課程，如近代物理實(shí)驗(yàn)、電路分析實(shí)驗(yàn)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代測試技術(shù)和創(chuàng)新實(shí)踐等實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)，同時(shí)以開放實(shí)驗(yàn)的形式，加強(qiáng)學(xué)生對光伏技術(shù)有關(guān)工序的理解。大學(xué)三年級屬于技能提高階段。該階段主要通過專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)測試實(shí)驗(yàn)和專業(yè)工藝實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，結(jié)合學(xué)生的興趣完成專業(yè)基本實(shí)踐能力和專業(yè)主修實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過這些與工作崗位結(jié)合的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的訓(xùn)練，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到在做中學(xué)、在學(xué)中練的目的。

在專業(yè)基本實(shí)踐能力培養(yǎng)過程中，開設(shè)大量綜合實(shí)驗(yàn)和基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)。在確定專業(yè)實(shí)驗(yàn)題目過程中，每年都根據(jù)人才市場專業(yè)人才需求的變化，對培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，確保人才培養(yǎng)與市場需求緊密結(jié)合；探索新的實(shí)踐模式，提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。目前，各模塊均開出多種綜合性實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生可獲得多種光伏技術(shù)基本技能的訓(xùn)練，有效地鍛煉了光伏類專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力。

在主修實(shí)踐教學(xué)過程中，渤海大學(xué)重點(diǎn)培養(yǎng)以下幾方面的實(shí)踐動(dòng)手能力，具體包括：晶硅片切磨拋加工；晶硅電池?cái)U(kuò)散加工；介質(zhì)膜材料生長控制；電池組件封裝；化合物電池制備。學(xué)生依據(jù)興趣可選擇培養(yǎng)：設(shè)備使用能力和工藝參數(shù)控制能力。具體包括晶片切磨拋加工設(shè)備的使用和工藝參數(shù)控制、晶硅電池?cái)U(kuò)散加工設(shè)備的使用和工藝參數(shù)控制、介質(zhì)膜材料生長加工設(shè)備的使用和工藝參數(shù)控制、電池組件封裝加工設(shè)備的使用和工藝參數(shù)控制、化合物電池加工設(shè)備的使用和工藝參數(shù)控制。在設(shè)備使用能力的考核過程中，主要考核方法為實(shí)操。在工藝參數(shù)控制能力的考核過程中，主要考核方法為論文和分析報(bào)告。并根據(jù)考核結(jié)果給出學(xué)生的最終成績。

四、結(jié)論

渤海大學(xué)光伏專業(yè)依據(jù)崗位實(shí)際需求確定專業(yè)實(shí)踐體系，并建立了可極大提升實(shí)踐教學(xué)效果和學(xué)生專業(yè)實(shí)踐技能的模塊化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)方面，探索出一條適用于國內(nèi)高校光伏類專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)途徑。學(xué)生可根據(jù)基本實(shí)踐能力培養(yǎng)要求和未來欲從事的專業(yè)技術(shù)崗位，選擇自己感興趣的工藝實(shí)驗(yàn)題目。從而明確了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生對老師、對實(shí)踐課程的自主選擇權(quán)。通過這種以學(xué)生為本的專業(yè)主修能力訓(xùn)練，讓學(xué)生進(jìn)入工作模式，扮演技術(shù)人員角色，進(jìn)行具體操作，讓學(xué)生把理論形態(tài)的實(shí)踐能力轉(zhuǎn)化為實(shí)踐形態(tài)的實(shí)踐能力。

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