新工科背景下新能源材料與器件專業(yè)核心課程群建設(shè)探索

李發(fā)闖 ， 郭戰(zhàn)永 ， 張 倩 ， 丁 海 ， 鄭澤宇

(河南工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院 ， 河南 新鄉(xiāng) 453003)

0 前言

新能源材料與器件專業(yè)面向新能源產(chǎn)業(yè)，基于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，結(jié)合新能源領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢，培養(yǎng)在該領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)研究、工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行及生產(chǎn)管理工作的跨學(xué)科復(fù)合型高級工程技術(shù)人才。該專業(yè)內(nèi)容涵蓋材料、機(jī)械、電子、物理、化學(xué)等學(xué)科，包括能量轉(zhuǎn)換與存儲材料及其器件設(shè)計(jì)、制備工程技術(shù)等，學(xué)科交叉明顯。

科學(xué)合理設(shè)置專業(yè)核心課程和提高教學(xué)品質(zhì)，事關(guān)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。新能源行業(yè)發(fā)展日新月異，這一特點(diǎn)要求新能源課程體系的建立需要緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展。新能源專業(yè)的發(fā)展歷史短，速度快，這使得該專業(yè)的課程體系建立無法像傳統(tǒng)工科專業(yè)一樣完善。因而，科學(xué)合理設(shè)置新能源材料與器件專業(yè)核心課程，通過專業(yè)核心課程培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)一步提高學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐的能力，值得我們進(jìn)一步深入探索。

1 新能源材料與器件專業(yè)建設(shè)概述

河南新鄉(xiāng)市擁有電池及電池材料相關(guān)企業(yè)200余家，電池產(chǎn)業(yè)鏈齊全，形成了以鋰動、新鄉(xiāng)天力、新太行、平煤國能鋰電等為龍頭的產(chǎn)業(yè)集群，被譽(yù)為“中國電池工業(yè)之都”。

河南工學(xué)院以新工科建設(shè)為引領(lǐng)，依托新鄉(xiāng)市動力電池及材料產(chǎn)業(yè)基地，積極培育電纜、新能源材料等特色學(xué)科專業(yè)，致力于打造地方特色明顯，突出產(chǎn)業(yè)支撐的重點(diǎn)學(xué)科體系，服務(wù)地方新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展。學(xué)校于2017年申報(bào)新能源材料與器件專業(yè)，現(xiàn)有新能源材料制備實(shí)驗(yàn)室、電源性能檢測實(shí)驗(yàn)室、電源材料分析檢測實(shí)驗(yàn)室、鋰離子電池生產(chǎn)綜合技能訓(xùn)練等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，為本專業(yè)實(shí)踐教學(xué)提供了條件。

經(jīng)過近4年的建設(shè)，在核心課程群設(shè)置上還存在一些問題：①課程群建設(shè)不完善，教學(xué)內(nèi)容不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。在人才培養(yǎng)方案課程群建設(shè)過程中，很多知識結(jié)構(gòu)沒有形成體系，部分課程內(nèi)容重復(fù)，能力結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，欠缺應(yīng)用能力的培養(yǎng)，人才培養(yǎng)沒有與社會行業(yè)企業(yè)需求聯(lián)系起來，導(dǎo)致培養(yǎng)的人才應(yīng)用能力差，市場競爭力弱。②課程體系需隨行業(yè)發(fā)展動態(tài)調(diào)整。我國新能源產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展階段，導(dǎo)致該行業(yè)對于人才的需求也在不斷變化。為培養(yǎng)出適應(yīng)行業(yè)需求的人才，需要對我校新能源材料與器件專業(yè)核心課程體系進(jìn)行改革。③體系過于偏重材料而輕器件。主要原因?yàn)閷I(yè)建設(shè)時(shí)間短，儀器設(shè)備有限，規(guī)劃實(shí)訓(xùn)平臺尚未能完善。

在當(dāng)前社會新能源材料與器件專業(yè)技術(shù)人才緊缺的大背景下，加強(qiáng)新能源材料與器件專業(yè)核心課程群建設(shè)顯得尤為重要和緊迫。為此，需要深入開展核心課程群建設(shè)，進(jìn)行人才培養(yǎng)方案修訂，以專業(yè)核心課程群建設(shè)帶動專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)，從而凸顯專業(yè)特色，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提升人才培養(yǎng)水平，培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型應(yīng)用性人才。

2 人才培養(yǎng)要求和培養(yǎng)方案

本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)：致力于培養(yǎng)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需要，德智體美勞全面發(fā)展，具有良好的科學(xué)素養(yǎng)、人文精神、社會責(zé)任感和職業(yè)道德，系統(tǒng)掌握新能源材料與器件相關(guān)的理論知識和技能，具有較強(qiáng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和持續(xù)學(xué)習(xí)能力，具備新能源材料與器件的設(shè)計(jì)、合成與制備、檢測與應(yīng)用能力，能夠在新能源、新材料、電化學(xué)工程等領(lǐng)域從事生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測、生產(chǎn)管理和市場開拓等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

主干學(xué)科為材料科學(xué)與工程和化學(xué)。專業(yè)核心課程有材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料成型工藝基礎(chǔ)、無機(jī)化學(xué)、材料物理化學(xué)、傳遞過程原理、電化學(xué)原理、新能源材料設(shè)計(jì)與制備、化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造、電池質(zhì)量管理、材料表面工程技術(shù)。

3 專業(yè)核心課程群建設(shè)

學(xué)校為傳統(tǒng)機(jī)電類工科院校，機(jī)械制造、材料成型、電纜制造、車輛工程、電氣控制等優(yōu)勢學(xué)科突出，在新能源材料與器件專業(yè)建設(shè)過程中，需依托我校機(jī)電類工科優(yōu)勢，構(gòu)建能源轉(zhuǎn)換—傳輸—存儲—應(yīng)用等完整學(xué)科鏈，對接產(chǎn)業(yè)鏈，打造行業(yè)人才生態(tài)圈。

以新能源材料與器件專業(yè)2021級人才培養(yǎng)方案修訂為契機(jī)，結(jié)合學(xué)校新能源材料與器件專業(yè)的辦學(xué)條件，充分進(jìn)行高校調(diào)研和人才市場需求調(diào)查分析，根據(jù)市場對新能源材料與器件專業(yè)應(yīng)用型人才知識、能力和素質(zhì)等方面的要求，對核心課程群進(jìn)行優(yōu)化和重組，完成教學(xué)體系頂層設(shè)計(jì)。

在調(diào)整核心課程的過程中，堅(jiān)持“改革創(chuàng)新、突出特色、強(qiáng)化實(shí)踐、分類指導(dǎo)、統(tǒng)籌推進(jìn)”的原則，科學(xué)合理地對各門核心課程中的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配、理論與實(shí)踐學(xué)時(shí)比例進(jìn)行了調(diào)整，對專業(yè)課程進(jìn)行整合與合并，使課程邏輯性更加合理、緊密，有效地促進(jìn)了專業(yè)課程體系的整體優(yōu)化。

新能源材料與器件屬于多學(xué)科交叉的范疇，其學(xué)科基礎(chǔ)為材料、化學(xué)和物理，僅靠某一門學(xué)科知識很難培養(yǎng)出適合形勢發(fā)展需求的專門型人才?，F(xiàn)有核心課程群主要分為三個(gè)板塊，即化學(xué)電源課程群、太陽能電池課程群和表面工程課程群，充分體現(xiàn)了新能源材料與器件專業(yè)中能源轉(zhuǎn)化—傳輸—存儲—控制—應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈知識的學(xué)習(xí)。

根據(jù)區(qū)域特色產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和專業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，確立以化學(xué)電源模塊為重點(diǎn)，核心理論課程依次為電化學(xué)原理、電化學(xué)測量技術(shù)、新能源材料設(shè)計(jì)與制備、化學(xué)電源設(shè)計(jì)與制造、電池質(zhì)量管理、電動汽車結(jié)構(gòu)與原理，專業(yè)核心課程之間緊密銜接、相互支撐、有序融合，與此同時(shí)，結(jié)合新能源材料課程設(shè)計(jì)、化學(xué)電源課程設(shè)計(jì)和綜合技能訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)化綜合能力訓(xùn)練，提高學(xué)生工程應(yīng)用領(lǐng)域解決實(shí)際問題的能力，有助于培養(yǎng)符合社會需求的新能源材料專門人才。在電化學(xué)和材料相關(guān)學(xué)科知識的基礎(chǔ)上，開辟了表面工程課程群，主要有材料表面工程技術(shù)、腐蝕與防護(hù)和電鍍工藝學(xué)等課程，該課程群與化學(xué)電源課程群之間相互支撐和互補(bǔ)交融，拓寬學(xué)生的知識面和就業(yè)方向。太陽能電池課程群主要包含光電化學(xué)與材料、薄膜材料與器件和太陽能電池等。最大限度地拓展學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，構(gòu)建一體化的專業(yè)核心課程群，讓學(xué)生更清晰地了解新能源產(chǎn)業(yè)鏈及行業(yè)發(fā)展趨勢。

通過核心課程群的建設(shè)，構(gòu)建一體化教學(xué)體系，引導(dǎo)學(xué)生建立復(fù)合型的知識結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)就業(yè)市場的需求。讓學(xué)生逐步意識到工科專業(yè)的核心，掌握工科專業(yè)的精髓，在工程中運(yùn)用知識，逐步培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力。

4 結(jié)束語

本專業(yè)核心課程群建設(shè)將新能源材料與器件專業(yè)特色與地方產(chǎn)業(yè)特色融合，發(fā)揮學(xué)校傳統(tǒng)機(jī)電類工科優(yōu)勢，對接產(chǎn)業(yè)，以能源存儲和轉(zhuǎn)換為重點(diǎn)，形成完整和自我契合的能源轉(zhuǎn)換—能源傳輸—能源存儲—能源控制—能源應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈知識體系。本著學(xué)以致用的目標(biāo)，合理地進(jìn)行課程整合與合并，按照層次，循序漸進(jìn)地構(gòu)建專業(yè)知識群，建立了地方普通工科院校新能源材料與器件專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的專業(yè)核心課程體系，培養(yǎng)出適應(yīng)行業(yè)需求的應(yīng)用型人才，使得我校新能源材料與器件專業(yè)畢業(yè)生的實(shí)驗(yàn)技能、工程應(yīng)用與實(shí)踐能力顯著提高，從而在人才市場中競爭優(yōu)勢凸顯，具有典型示范作用。