新工科背景下專業(yè)核心課程群產(chǎn)教協(xié)同探索
——以新能源材料與器件專業(yè)化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝核心課程群為例

蔣坤朋，徐華蕊，朱歸勝，許積文

（桂林電子科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣西 桂林 541010）

引言

工業(yè)4.0和“中國(guó)制造2025”對(duì)當(dāng)代大學(xué)生的工程能力和產(chǎn)業(yè)化素質(zhì)提出了新的要求［1-3］。為了應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)對(duì)人才培養(yǎng)的新要求，2017年6月，教育部發(fā)布《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，提出改革與實(shí)踐新工科多方協(xié)同育人模式。2017年12月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見(jiàn)》，提出深化校企協(xié)同育人產(chǎn)教融合政策內(nèi)涵及制度框架［4］。新工科背景下的產(chǎn)教融合模式成為高校人才培養(yǎng)的新趨勢(shì)［5-7］。

2010年，新能源材料與器件專業(yè)（以下簡(jiǎn)稱新能源專業(yè)）被教育部定位為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)緊缺專業(yè)，桂林電子科技大學(xué)為了服務(wù)國(guó)家新能源行業(yè)人才戰(zhàn)略，滿足珠三角地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)人才和技術(shù)的需求，設(shè)立新能源材料與器件專業(yè)，并于2018年9月首次招生。如何滿足國(guó)家和地區(qū)的戰(zhàn)略需求，結(jié)合新工科背景下的產(chǎn)教融合模式，進(jìn)行產(chǎn)教協(xié)同育人，是專業(yè)建設(shè)需要解決的重要問(wèn)題，而核心課程的產(chǎn)教協(xié)同教學(xué)成為專業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵。

本文以桂林電子科技大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)為例，在產(chǎn)教協(xié)同探索過(guò)程中，通過(guò)構(gòu)建專業(yè)特色課程群，將產(chǎn)教協(xié)同理念貫穿其中。綜合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮企業(yè)在專業(yè)特色課程群中的積極作用，將產(chǎn)業(yè)化思維培養(yǎng)作為專業(yè)培養(yǎng)的重要組成部分。

一、新工科背景下產(chǎn)教協(xié)同教學(xué)存在的主要問(wèn)題

新工科背景下高校在產(chǎn)教協(xié)同推進(jìn)過(guò)程中，存在一系列共性問(wèn)題，比如，產(chǎn)教協(xié)同平臺(tái)建設(shè)的不完全契約問(wèn)題、地方政策的引導(dǎo)問(wèn)題、院校和企業(yè)間的動(dòng)力機(jī)制問(wèn)題、產(chǎn)教協(xié)同的項(xiàng)目特色問(wèn)題等。桂林電子科技大學(xué)新能源專業(yè)在構(gòu)建產(chǎn)教協(xié)同實(shí)施方案的過(guò)程中，充分考慮以上問(wèn)題，將產(chǎn)教協(xié)同和課堂教學(xué)緊密聯(lián)系。通過(guò)調(diào)研企業(yè)技術(shù)需求，重點(diǎn)打造核心專業(yè)課程群，將工藝和技術(shù)、理論和實(shí)踐進(jìn)行強(qiáng)關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)業(yè)化意識(shí)，使其具備產(chǎn)業(yè)化思維，進(jìn)而達(dá)到學(xué)生的知識(shí)素養(yǎng)和企業(yè)需求高度匹配的目的。

二、專業(yè)核心課程群的產(chǎn)教協(xié)同改革

桂林電子科技大學(xué)新能源專業(yè)以能量存儲(chǔ)為核心，瞄準(zhǔn)珠三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中化學(xué)電源產(chǎn)業(yè)鏈的需求，以新型化學(xué)電源的設(shè)計(jì)與工藝為主要授課內(nèi)容，打造化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝、鋰離子電池技術(shù)兩個(gè)核心專業(yè)課程群（見(jiàn)圖1）?；瘜W(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝課程群主要包括“化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝”“電化學(xué)原理與方法”“電池組裝與測(cè)試”“電池梯級(jí)利用與循環(huán)”“超級(jí)電容器原理與技術(shù)”等專業(yè)課程，形成了化學(xué)電源原理、設(shè)計(jì)、工藝、結(jié)構(gòu)、測(cè)試和評(píng)價(jià)的全流程教學(xué)。在打造該專業(yè)核心課程群的過(guò)程中，以產(chǎn)教協(xié)同為導(dǎo)向，針對(duì)課程群的課程思政、知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)化思維培養(yǎng)、因材施教和課程考核六個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)改革。

圖1 新能源材料與器件專業(yè)特色課程群

（一）課程群課程思政改革

化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝課程群在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)化元素，關(guān)注成本、工藝、安全和環(huán)保等產(chǎn)業(yè)化要素，設(shè)置專項(xiàng)課程思政元素。在化學(xué)電源設(shè)計(jì)過(guò)程中，不過(guò)度強(qiáng)調(diào)電源性能，而是教授學(xué)生在滿足使用要求的條件下，盡可能降低設(shè)計(jì)電源的成本。同時(shí)，在選擇加工工藝方案的過(guò)程中，也要盡可能避免高溫、高壓條件，從設(shè)計(jì)和工藝層面，保障安全生產(chǎn)。電源制造作為具有高污染、高泄露風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，課程中專門(mén)引入“清潔生產(chǎn)”內(nèi)容，對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)制度的意義。

（二）課程群知識(shí)結(jié)構(gòu)改革

課程群之間知識(shí)結(jié)構(gòu)的協(xié)同需要從專業(yè)建設(shè)層面進(jìn)行統(tǒng)籌?；瘜W(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝、鋰離子電池技術(shù)兩個(gè)課程群之間存在一定的聯(lián)系，比如，鋰離子電池屬于化學(xué)電源，在“化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝”課程中，需要考慮鋰離子電池課程群的知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將鋰離子電池相關(guān)的授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)鋰離子電池的“清潔生產(chǎn)”。鋰離子電池技術(shù)課程群則重點(diǎn)講授原理、結(jié)構(gòu)、測(cè)試和評(píng)價(jià)，避免在內(nèi)容上出現(xiàn)重復(fù)。

化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝課程群涉及五門(mén)課程，各門(mén)課程之間教學(xué)目標(biāo)明確?！盎瘜W(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝”講授化學(xué)電源的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、電源結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點(diǎn)和關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)工藝等；“電化學(xué)原理與方法”講授電化學(xué)相關(guān)的基本原理和電化學(xué)方法，為化學(xué)電源設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)；“電池組裝與測(cè)試”講授電源的組裝工藝和測(cè)試評(píng)價(jià)方法；“電池梯級(jí)利用與循環(huán)”講授電池梯級(jí)利用的原理和方法；超級(jí)電容器作為一種特殊的新能源器件，“超級(jí)電容器原理與技術(shù)”講授超級(jí)電容器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)，填補(bǔ)學(xué)生的知識(shí)空白。通過(guò)五門(mén)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝從原理到評(píng)價(jià)完整的知識(shí)體系。

化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝課程群教師在設(shè)置每門(mén)課程的授課內(nèi)容前，均與區(qū)內(nèi)的新能源企業(yè)進(jìn)行務(wù)虛會(huì)，討論企業(yè)對(duì)人才知識(shí)能力培養(yǎng)方面的要求，然后對(duì)授課內(nèi)容和授課方式進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。學(xué)生以認(rèn)知實(shí)習(xí)為起點(diǎn)，進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)認(rèn)知，了解新能源企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，然后由企業(yè)工程技術(shù)人員對(duì)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行專項(xiàng)教育，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)核心課程前對(duì)課程有科學(xué)的認(rèn)知。課程內(nèi)容設(shè)計(jì)在綜合分析企業(yè)需求和科學(xué)研究要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)特色，確定最終的知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)核心課程后，進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)線，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中，加深對(duì)專業(yè)核心課程的理解。教師在后續(xù)的授課中，根據(jù)企業(yè)反饋、學(xué)生反饋和學(xué)科前沿進(jìn)展對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)以上過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了以產(chǎn)業(yè)化開(kāi)端，以產(chǎn)業(yè)化結(jié)尾，以產(chǎn)助教，以教促產(chǎn)，從而完成了“產(chǎn)業(yè)—教學(xué)—產(chǎn)業(yè)”的閉環(huán)教學(xué)，較好地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)教協(xié)同。

（三）課程群創(chuàng)新能力培養(yǎng)改革

化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝課程群圍繞學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，通過(guò)與企業(yè)頭腦風(fēng)暴聯(lián)動(dòng)，以實(shí)際產(chǎn)業(yè)問(wèn)題為導(dǎo)向。學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和任課教師指導(dǎo)，提出相應(yīng)解決方案。在“化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝”課程中，學(xué)生針對(duì)任課教師提出的化學(xué)電源設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)小組討論和文獻(xiàn)調(diào)研，對(duì)解決方案進(jìn)行課堂宣講，指導(dǎo)教師針對(duì)學(xué)生的解決方案進(jìn)行提問(wèn)。通過(guò)“問(wèn)題—調(diào)研—答辯”的過(guò)程，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性。一方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，另一方面提高學(xué)生的溝通和交流能力。

（四）課程群產(chǎn)業(yè)化思維培養(yǎng)改革

產(chǎn)業(yè)化思維是化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝課程群的重要培養(yǎng)內(nèi)容。首先，在課程群培養(yǎng)方案中，針對(duì)工作原理、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、安全生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)進(jìn)行教學(xué)，在各個(gè)部分均將產(chǎn)業(yè)化思維融入其中。其次，課程群結(jié)合先進(jìn)電子信息產(chǎn)業(yè)學(xué)院的平臺(tái)資源，組織教師進(jìn)入企業(yè)進(jìn)修，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)實(shí)訓(xùn)方面的沉浸式體驗(yàn)，提升任課教師的產(chǎn)業(yè)素養(yǎng)。

（五）專業(yè)核心課程的因材施教改革

在產(chǎn)教協(xié)同過(guò)程中因材施教是專業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。教師在課程內(nèi)容設(shè)置時(shí)針對(duì)學(xué)生就業(yè)和考研的不同需求，根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)。在基礎(chǔ)理論教學(xué)方面，對(duì)通用知識(shí)進(jìn)行重點(diǎn)講解，滿足學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)方面的需求。教學(xué)過(guò)程中加入自主選題環(huán)節(jié)，學(xué)生可以根據(jù)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)需求，選擇不同的側(cè)重點(diǎn)。在因材施教的過(guò)程中，學(xué)生的產(chǎn)業(yè)化思維得到鍛煉。企業(yè)導(dǎo)師在指導(dǎo)過(guò)程中，會(huì)將企業(yè)需求、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等元素融入其中，不僅使培養(yǎng)的學(xué)生具備良好的基礎(chǔ)理論素養(yǎng)，而且也很好地完成了學(xué)生的產(chǎn)業(yè)化啟蒙教育。

（六）專業(yè)核心課程的考核改革

化學(xué)電源設(shè)計(jì)與工藝課程群的考核和教學(xué)評(píng)價(jià)以產(chǎn)教融合為導(dǎo)向，在工程教育專業(yè)認(rèn)證體系的框架下，將產(chǎn)業(yè)素養(yǎng)和學(xué)科基礎(chǔ)能力培養(yǎng)相結(jié)合，圍繞問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案、使用現(xiàn)代工具、項(xiàng)目管理和終身學(xué)習(xí)等各方面的能力進(jìn)行考核?？己朔绞揭云谀┛荚?、復(fù)雜工程報(bào)告、主題答辯等形式進(jìn)行。期末考試題目中，包含產(chǎn)業(yè)問(wèn)題導(dǎo)向題目；復(fù)雜工程報(bào)告主題設(shè)定包含產(chǎn)業(yè)需求內(nèi)容；主題答辯以產(chǎn)業(yè)問(wèn)題為主題，注重解決方案的可行性和科學(xué)性。

結(jié)語(yǔ)

桂林電子科技大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)在建設(shè)過(guò)程中，以課程考核為抓手，在課程思政、知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)化思維培養(yǎng)等方面，融入產(chǎn)業(yè)平臺(tái)需求，整合產(chǎn)業(yè)學(xué)院的產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生的產(chǎn)業(yè)素養(yǎng)，為區(qū)域產(chǎn)業(yè)輸送高素質(zhì)人才，是產(chǎn)教協(xié)同育人模式的重要探索。