新能源材料與器件專業(yè)的“四位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究與探索

張 宇 劉 鮑 宋 陽

東北電力大學(xué)理學(xué)院，吉林 吉林 132012

隨著社會經(jīng)濟(jì)和科技不斷的快速發(fā)展以及能源的逐步消耗，能源枯竭與環(huán)境污染問題已成為當(dāng)今面臨的重大問題之一，也成為制約社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。如今全世界各個(gè)地方都在提倡節(jié)能、減排，綠色環(huán)保成了當(dāng)今社會上的主體，而發(fā)展新能源則成為實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的有效途徑［1］。近年來，國家投入大量資金探索開發(fā)新能源，相關(guān)產(chǎn)業(yè)也飛速發(fā)展，然而很快新能源產(chǎn)業(yè)就遇到了瓶頸——新能源開發(fā)和應(yīng)用人才的儲備速度趕不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度，人才短缺嚴(yán)重制約了新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［2］。國家的發(fā)展關(guān)鍵在人才，而人才的培養(yǎng)主要靠教育。

國家為大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，2010年教育部增列新能源材料與器件專業(yè)為戰(zhàn)略新興專業(yè)，2011年，華北電力大學(xué)、華東理工大學(xué)、東南大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、中南大學(xué)、電子科技大學(xué)等15所高校被批準(zhǔn)設(shè)立新能源材料與器件本科專業(yè)［3］。近年來，隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，新能源行業(yè)對人才的質(zhì)量也提出了更高的要求，如何在培養(yǎng)應(yīng)用型高素質(zhì)專業(yè)人才的基礎(chǔ)上為新能源行業(yè)培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的人才是亟需解決的問題。

目前，全國有89所高等學(xué)校開設(shè)了新能源材料與器件專業(yè)，無論從地域分布還是從學(xué)校層次來說，都分布較廣［4-5］。東北電力大學(xué)從2016年開始招收新能源材料與器件專業(yè)本科生，通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中遇到的問題，同時(shí)結(jié)合對國內(nèi)各個(gè)高校在新能源材料與器件專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面的調(diào)研，對創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了研究和探索。

一、新能源材料與器件專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的現(xiàn)狀與問題分析

新能源材料與器件專業(yè)是由化學(xué)、物理、材料、電工、電子、機(jī)械等多學(xué)科交叉，以能量存儲與轉(zhuǎn)換材料及器件的研究、設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用等為特色的新興專業(yè)，不同高校結(jié)合自身辦學(xué)特色在專業(yè)方向方面有所差別［6-7］。調(diào)研各個(gè)高校新能源材料與器件專業(yè)的人才培養(yǎng)特色，結(jié)合本校本專業(yè)在人才培養(yǎng)過程中遇到的問題，發(fā)現(xiàn)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面存在很多共性問題：

（一）導(dǎo)師制指導(dǎo)模式落后，導(dǎo)師知識結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)能力以及精力都有一定的局限性。目前，各個(gè)高校的導(dǎo)師制模式主要是“一對一”或“一對多”的指導(dǎo)，這種傳統(tǒng)的導(dǎo)師制有以下問題：一是導(dǎo)師科研、教學(xué)任務(wù)繁重，很難兼顧所有學(xué)生；對于積極參與導(dǎo)師項(xiàng)目的同學(xué)，導(dǎo)師還能夠進(jìn)行有效的指導(dǎo)，而對于不積極的同學(xué)，經(jīng)常一學(xué)期見不了幾次面，很難對其進(jìn)行有效指導(dǎo)；二是導(dǎo)師一般只在一個(gè)較小領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)研究工作，自身學(xué)識水平受限；當(dāng)導(dǎo)師科研領(lǐng)域與學(xué)生科研興趣出現(xiàn)偏差的時(shí)候，很難使得學(xué)生得到全面、正確的指導(dǎo)，從而打消了學(xué)生進(jìn)行科研工作的積極性，不利于創(chuàng)新性培養(yǎng)。

（二）人才培養(yǎng)課程體系缺乏創(chuàng)新教育與引導(dǎo)?，F(xiàn)有的人才培養(yǎng)課程體系中缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類基礎(chǔ)課程，不利于學(xué)生未來參加此類比賽以及畢業(yè)創(chuàng)業(yè)。在理論和實(shí)踐教學(xué)過程中缺乏對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。理論課學(xué)生參與度低，基本是老師講，學(xué)生聽，學(xué)生思維得不到發(fā)散。

實(shí)踐類課程目前的模式是導(dǎo)師指定題目，學(xué)生按部就班地完成，以鋰離子電池課程設(shè)計(jì)為例，電池的正極或者負(fù)極材料都是老師指定的，實(shí)驗(yàn)步驟老師也是老師一步一步教授的。學(xué)生創(chuàng)新思維得不到鍛煉，積極性不高，并且沒有前期調(diào)研部分的工作，不利于未來進(jìn)入導(dǎo)師項(xiàng)目組及畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)范化。

（三）適用于新能源材料與器件專業(yè)的學(xué)生創(chuàng)新平臺和載體少，學(xué)生參與科研項(xiàng)目和競賽積極性不高。對于本科生來說，導(dǎo)師科研項(xiàng)目比較難，沒有前期科研經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)的本科生很難完全融入其中，嚴(yán)重影響學(xué)生的積極性，尤其對于未來想攻讀研究生的同學(xué)，會出現(xiàn)畏難情緒，影響未來選擇。

目前雖然有科技技能訓(xùn)練和各種實(shí)踐類課程可以協(xié)助學(xué)生融入導(dǎo)師科研項(xiàng)目，但是大部分學(xué)生只是按部就班地把導(dǎo)師交代的工作當(dāng)作作業(yè)去完成，除了完成質(zhì)量無法保障以外，學(xué)生積極性大打折扣。由于專業(yè)建設(shè)時(shí)間短，可以促進(jìn)學(xué)生積極性的科技競賽目前比較少，校園內(nèi)沒有專業(yè)特色的科技活動(dòng)和實(shí)踐類活動(dòng)，校園外也僅帶領(lǐng)學(xué)生參與過大學(xué)物理競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，沒有帶領(lǐng)學(xué)生參與專業(yè)領(lǐng)域的競賽，不利于學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域提升創(chuàng)新能力。

（四）畢業(yè)設(shè)計(jì)選題模式化，沒有針對性，學(xué)生創(chuàng)新性、主動(dòng)性和積極性受限。對于已經(jīng)找好工作或者有就業(yè)意向的學(xué)生，他們即將走上工作崗位，畢業(yè)設(shè)計(jì)好壞對他們未來影響都不大，如果畢業(yè)設(shè)計(jì)題目再與未來工作相關(guān)度不大，他們就會消極對待畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。對于考研的學(xué)生，他們未來將從事研究工作，創(chuàng)新性不強(qiáng)且與其未來研究方向偏差比較大的題目也會影響學(xué)生主動(dòng)性和積極性。

目前，大多數(shù)高校都是導(dǎo)師指定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目或者學(xué)生在導(dǎo)師指定的幾個(gè)題目范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，一般來說畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和導(dǎo)師科研興趣密切相關(guān)，對學(xué)生未來發(fā)展考慮較少，很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生未來讀研或者工作的完美過渡。

二、新能源材料與器件專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的改革與探索

針對以上分析的問題，我們在前期調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，開展對現(xiàn)有新能源材料與器件專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與探索，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)制定切實(shí)可行的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建了“四位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，即“導(dǎo)師制新模式”“創(chuàng)新人才培養(yǎng)課程體系”“創(chuàng)新平臺”及“畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”。下面將具體闡述“四位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式實(shí)施方案。

（一）導(dǎo)師制新模式的構(gòu)建

采用一種“指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)”的指導(dǎo)模式來代替單個(gè)教師指導(dǎo)的模式，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)由課題組長、指導(dǎo)老師和優(yōu)秀大四本科生組成。選擇有高級職稱的資深教師擔(dān)任課題組長，負(fù)責(zé)學(xué)生指導(dǎo)教師和研究方向的確定；定期組織組內(nèi)教師進(jìn)行課題組方向科技前沿講座，引導(dǎo)學(xué)生開展科技前沿研究；每周組織學(xué)生開展組會，進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀匯報(bào)、科研進(jìn)展匯報(bào)、新想法匯報(bào)，促進(jìn)科研思想火花的碰撞。

指導(dǎo)教師由組內(nèi)中青年骨干教師擔(dān)任，負(fù)責(zé)定期檢查及督促學(xué)生的科研工作進(jìn)展，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識及查閱文獻(xiàn)獨(dú)立分析、思考、解決科研工作中遇到的問題。優(yōu)秀大四本科生主要負(fù)責(zé)帶領(lǐng)學(xué)生科研入門，教會學(xué)生科研儀器及數(shù)據(jù)處理軟件使用方法，監(jiān)督學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范等具體指導(dǎo)。在學(xué)生已經(jīng)掌握了部分本專業(yè)基礎(chǔ)知識的前提下，利用這樣一個(gè)知識結(jié)構(gòu)合理的梯隊(duì)式導(dǎo)師制“指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)”對學(xué)生進(jìn)行全方位多層次的指導(dǎo)，勢必會對學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的提升提供助力。

（二）創(chuàng)新人才培養(yǎng)課程體系的建立

專業(yè)課增設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練課程，對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)知識進(jìn)行系統(tǒng)性講解，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目答辯的方式驗(yàn)收學(xué)生學(xué)習(xí)成果，為未來的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽以及畢業(yè)創(chuàng)業(yè)提前做好準(zhǔn)備工作。部分理論課教學(xué)過程中增加“翻轉(zhuǎn)課堂”及“課堂論壇”環(huán)節(jié)，討論新能源材料與器件現(xiàn)階段需要解決的問題、未來發(fā)展方向及熱門方向未來發(fā)展前景等開放性話題，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生學(xué)習(xí)課本知識的同時(shí)，通過發(fā)散思維讓創(chuàng)新思維在課堂上得到訓(xùn)練。

實(shí)踐類課程如鋰離子電池課程設(shè)計(jì)、光伏電池課程設(shè)計(jì)等分組進(jìn)行，每組2～3人，小組設(shè)一名負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)組員根據(jù)課程總體要求自主選擇實(shí)驗(yàn)材料并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，交由指導(dǎo)教師審核通過后開始實(shí)施，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并分析相關(guān)數(shù)據(jù)，完成報(bào)告。

最后，本著持續(xù)改進(jìn)的原則提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)意見。通過課程設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)了理論知識向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生自主創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

（三）創(chuàng)新平臺建設(shè)

將創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式與校園文化、競賽、實(shí)踐活動(dòng)及導(dǎo)師科研項(xiàng)目等緊密結(jié)合，提供更多的創(chuàng)新培養(yǎng)教育載體，建設(shè)有新能源材料與器件專業(yè)特色的創(chuàng)新平臺。打造兼顧校園文化和專業(yè)特色的科技活動(dòng)，從大一開始就以學(xué)術(shù)交流為途徑舉辦新能源科技論壇等。每兩周一期，每次從大一到大四各選擇一名學(xué)生進(jìn)行新能源材料與器件相關(guān)方面的前沿講座，使學(xué)生掌握新能源科技最新進(jìn)展，提升學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

指導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、挑戰(zhàn)杯大賽、新能源設(shè)計(jì)大賽等。每年在各種比賽下發(fā)通知后，首先組織校內(nèi)初賽，號召所有新能源材料與器件專業(yè)的學(xué)生自由組隊(duì)參賽，激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新熱情；然后優(yōu)中選優(yōu)，選出排名靠前的幾隊(duì)參加國家比賽。利用暑假和寒假組織開展新能源相關(guān)的社會實(shí)踐活動(dòng)，將學(xué)生假期用于新能源的探索和應(yīng)用上來，引領(lǐng)學(xué)生向創(chuàng)新型人才發(fā)展。借助導(dǎo)師制提供的科研平臺和科研項(xiàng)目，在導(dǎo)師的指導(dǎo)及前期創(chuàng)新培養(yǎng)的基礎(chǔ)下，開展創(chuàng)新研究，為未來讀研或工作提供前期準(zhǔn)備。

（四）畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革

在大四上學(xué)期末根據(jù)學(xué)生畢業(yè)去向，師生共同設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。對即將就讀相關(guān)專業(yè)研究生或有讀研意向的學(xué)生選定科技前沿類題目，具體的根據(jù)未來計(jì)劃讀研研究方向分為理論創(chuàng)新類題目和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新類題目，選定題目后寒假進(jìn)行充分調(diào)研，驗(yàn)證其可行性，大四下學(xué)期開學(xué)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下開展理論或者實(shí)驗(yàn)研究，最終力爭實(shí)現(xiàn)理論或者實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。

對于簽約工作的學(xué)生，導(dǎo)師可與用人單位及學(xué)生三者共同商定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，力爭實(shí)現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新，解決用人單位的一些實(shí)際工程問題，而對于有就業(yè)意向還未簽約工作的學(xué)生，導(dǎo)師可以根據(jù)學(xué)生就業(yè)意向單位的技術(shù)領(lǐng)域和學(xué)生商定合適的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。

通過前期調(diào)研及畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，為學(xué)生成功簽約工作增添砝碼。對待不同學(xué)生因材施教，盡量符合每個(gè)學(xué)生的實(shí)際情況，以此大力提高學(xué)生的創(chuàng)新性、主動(dòng)性、積極性。同時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和導(dǎo)師制緊密結(jié)合，指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在課題組長的帶領(lǐng)下對學(xué)生進(jìn)行全面指導(dǎo)，提升學(xué)生綜合能力。

三、結(jié)束語

新能源是一個(gè)朝氣蓬勃的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。在國家大力發(fā)展新能源的背景下，新能源材料與器件專業(yè)的畢業(yè)生都有著良好的就業(yè)前景。隨著新能源技術(shù)的不斷開發(fā)，對新能源材料與器件專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求，不僅局限于應(yīng)用型高素質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)，兼顧應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)是目前的首要任務(wù)。

本文針對新能源材料與器件專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求，首先結(jié)合東北電力大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中遇到的問題及各高校人才培養(yǎng)模式的調(diào)研，總結(jié)出創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中的共性問題。然后根據(jù)現(xiàn)有問題研究和探索了新能源材料與器件專業(yè)的“四位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，即“導(dǎo)師制新模式”“創(chuàng)新人才培養(yǎng)課程體系”“創(chuàng)新平臺”及“畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”相融合的新能源材料與器件專業(yè)的創(chuàng)新人才協(xié)同培養(yǎng)模式。

在后續(xù)工作中，將對“四位一體”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的相關(guān)方案進(jìn)一步細(xì)化，完善并提出改進(jìn)建議和意見，只要對這個(gè)培養(yǎng)模式不斷總結(jié)、不斷完善，勢必會有越來越多的新能源材料與器件專業(yè)及相關(guān)專業(yè)人才從中受益。