“新工科”理念下新能源科學與工程專業建設的探索與實踐
——以商丘師范學院新能源科學與工程專業為例

劉應敏，李 盼，瞿 鵬

(商丘師范學院 化學化工學院，河南 商丘 476000)

新能源科學與工程專業是一門多學科交叉、多技術集成的新工科專業，新工科背景下高校應該根據自身學科優勢和辦學特色、區域行業企業資源、建設特色的創新型人才培養模式，能很好地為區域新能源產業提供科技專業人才。在發展迅速的現代化社會，未來的戰略性新興產業和經濟對新工科人才的要求也在不斷提高，要求創新和實踐能力強且具備較強的綜合實力。新工科背景下將如何培養這種高素質人才，怎樣將當前新興行業的經濟發展形勢與各高校的資源平臺進行有機融合，更好地為國家新能源產業進行人才支撐是各高校亟待解決的問題。本文主要以商丘師范學院新能源科學與工程專業的本科生為研究范例進行探索實踐，并初步提出了一些建議及改進措施，以期培養出高素質復合型新能源產業人才。

1 “新工科”理念的提出

近年來，全球各國加快了對新能源科技與產業變革的步伐，為搶先抓住科技發展的機遇，很多發達國家如美國、法國、日本、英國、德國相繼發布了工程教育改革的戰略性報告。美國2011年6月24日宣布了“先進制造業伙伴關系計劃”(AMP)，2012年2月推出了“先進制造業國家戰略計劃”以及2012年初啟動實施了“制造業創新網絡計劃”(NNMI)；2013年9月法國頒布了“新工業法國”戰略；日本頒布了“制造業白皮書”；英國提出了“制造2025”戰略；2013年德國頒布了“工業4.0戰略實施建議”[1]。中國也不甘示弱，為增強我國的綜合實力，2017年2月28日，“新工科”理念首次在上海復旦大學拉開序幕[2]。2017年6月21日,在《關于推薦新工科研究與實踐項目的通知》中, 教育部對新工科的相關研究和實踐項目做了詳細的工作部署，到2018年“新工科”建設才正式步入正軌。“新工科”理念為工科專業注入了適應經濟發展的新內涵,為工程教育探索提供了全新的視角為科技人才培養指明了方向，也為課程體系設置提供了理論依據。

2 “新工科”背景下對新能源科學與工程專業人才素質的要求

新能源科學與工程專業自建設以來，對專業人才培養模式、方案等方面還不夠完善，目前新型人才的素質現狀還不能滿足社會的需求[3]。在“新工科”理念下，打造科學基礎雄厚、工程能力出眾和綜合素質強的工程人才是專業的人才培養目標，也是現代新興產業和社會經濟所需求的高素質復合型人才。這類新型人才的素質首先要體現社會需求，使工程教育培養出工程技能高與綜合實力強的工程科技人才；其次要反映本行業技術的發展前沿，讓學生了解本專業最新技術動態；再次要提高學生的工程邏輯思維能力，把所學知識運用到工程項目中去[4，5]；最后需注重學科交叉，需把新能源和光學、電學、力學、材料學以及化學等多門學科緊密關聯起來，新能源行業人員必須掌握多學科跨專業的基礎知識。

3 高校新能源科學與工程專業的發展現狀

根據《普通高等學校本科專業目錄》，本專業在工學領域內屬于能源動力類，由于它面向新能源科技產業，其學科交叉性較強，各專業之間跨度較大，學科基礎來源于不同領域內的理科和工科，與化學、物理、機械、材料、電子等諸多專業緊密相關。新能源科學與工程專業剛開設十年，各高校還處于自由摸索階段。各高等學校根據社會的需求和本校相關專業知識的積累以及借鑒周邊同類院校相關專業的發展等方面綜合考慮，設立了各具特色的新能源科學與工程專業。各高校對該專業人才的培養目標不斷深化、課程設置不斷改革創新、專業方向不斷精細化等各方面也有較大的差異[6]。比如華中科技大學的培養目標是針對清潔與可再生能源科學及工程知識與現代信息技術為一體的跨學科復合型高級技術人才和管理人才；廈門大學是面向核能、太陽能、風能、生物質能、化學儲能、能效等國家急需的新能源產業方向，培養具有創新精神和實踐能力的科學研究、技術開發、工程應用、經營管理人才的新興專業；河海大學以風能為主要研究方向[7]。而商丘師范學院的新能源科學與工程專業的培養目標是以新能源電池如鋰離子電池、太陽能電池的組裝和測試以及電化學為主要研究方向，培養出若干個多功能的“產、學、研、創”四位一體的復合型高科技人才。

目前高校教師普遍缺乏企業實踐經驗，在授課過程中偏重基礎理論知識的講解，而缺乏與生產實際的聯系。新能源科學與工程專業基本上是以高?，F有的設備條件和教師在科研平臺上的實驗項目為基礎，而不是以培養目標為導向進行實驗教學；在教學中普遍存在演示性、驗證性的實驗偏多，學生很少參與到實際設計環節，仍然存在生搬硬套的現象[8]；此外，專業實驗教材欠缺，有的甚至無教材，這也是專業實驗教學的短板，而且實驗教材或講義內容更新比較慢，尤其是關于部分材料合成、性能檢測、工藝成型方面的實驗，甚至部分落后于行業技術水平，不利于激發學生的積極性和創造性，不利于實現創新型人才的培養目標[9]。

4 新能源科學與工程專業建設的探索與實踐

商丘師范學院新能源科學與工程專業自2015年開辦以來，始終堅持以社會需求為導向，不斷改進人才培養模式，通過繼承與創新、交叉與融合、協調與共享等多種新途徑，著力培養多元化、創新型卓越工程人才。依托河南周邊地區新能源產業，平衡各方利益，堅持人才共育，過程共管的校企雙主體育人原則，在人才培養模式、實驗實訓環境、“雙師型”教師隊伍、學生綜合素質教育、產學研創結合等方面形成優勢和特色，在“OBE”理念下，通過與河南順之航能源科技有限公司、廣東格林賽福能源科技有限公司等合作，打造產教融合、協同育人的工程教育樣板，將該專業建設為開放性、示范性的“產學研創”基地。經過幾年的建設與實踐，在人才培養模式、師資隊伍建設、課程體系和教學改革以及實訓實習基地建設等方面取得了顯著的成效。新能源科學與工程專業建設是一個復雜的系統工程，本文將以商丘師范學院新能源科學與工程專業為例，從以下幾方面進行了探索和實踐,見圖1。

圖1 新能源科學與工程專業建設的探索與實踐

4.1 加強師資隊伍建設，培育優勢明顯的專業教學團隊

加強“雙師雙能型”教師隊伍建設，選派現有專業骨干教師到國內外重點高校深造學習，鼓勵他們與國內相關企業、院所合作開展研究，到相關產業和領域一線學習交流和掛職鍛煉，著力提高其實踐能力和動手操作能力。同時，積極引進校外工程師承擔專業課程教學和實踐教學任務，加強兼職教師的教學方法培訓，打造一個師德高尚、素質優良、結構合理、專兼結合的高技能人才充實教師隊伍。通過以上兩種途徑，有效提高了“雙師雙能型”教師比例，使教師團隊在教學和科研方面都得到明顯提升。目前，商丘師范學院已形成了由專業帶頭人和中青年高校教師、企業工程師組成的混合式專業教學團隊。以實驗技術為重點，對外開展外技術服務，及時掌握新能源行業對人才的需求，以提高教師的專業學術水平，為新能源科學與工程專業人才培養打造過硬的師資隊伍。

4.2 不斷推進課程體系的整合和優化，加強精品課程以及教材建設

及時整理同專業的教學研究成果，優化本專業課程體系結構，調整專業基礎課(有機化學、無機化學、分析化學、物理化學、機械制圖、化工原理、高等數學、大學物理等)、專業核心課、鋰離子電池、太陽能電池、燃料電池、材料科學基礎、新能源材料概論)和專業方向課程(鋰離子電池安全性、動力鋰離子電池、化學電源工藝學、太陽能電池新技術、納米材料與應用)的學時分配。對精品課(材料物理、電化學原理、化學電源設計)實行在線開放，并制定新的課程標準和體系。根據本校的實際需求和本專業發展動態，以及社會對人才需求的特點，進一步修訂完善教學大綱，使之更加科學化、合理化。結合新能源行業最新科研成果，不斷創新專業課內容，加強精品課程建設，注重培育特色課程，重視教材建設，鼓勵選用國家推薦教材和“十五”、“十一五”規劃教材、省部級獲獎教材，鼓勵使用自編特色教材。

4.3 全面推進教學方式方法改革

(1)更新教育理念，樹立學生主體意識，實現教師角色轉變。鼓勵學生養成主動參與，樂于探究，勤于動手的習慣，充分挖掘在教育活動過程中的能動性、自主性和創造性，培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。

(2)注重因材施教，使教學的深度、廣度及進度既適合大多數學生的知識水平和接受能力，同時又照顧到學生的個性特點和差異，激發學生學習的興趣，促進學生全面發展。

(3)改進教學方法，提高教學效率。采用“項目教學法”，將專業性強的課程和核心課程均設在實驗實訓室、實習基地和創新項目中心，使所學的理論基礎知識與實驗、實訓、實習教學的有機融合，即融“教、學、做”為一體，將專業能力分解成若干項目，學生在教師或工程師指導下獨立完成各項目，由教師和專家全面培養學生的技術應用能力和職業綜合素質。以這種方法牢固地掌握相關知識，并在將來能有效地應用它們。學生在項目實踐過程中，理解和熟練掌握課程要求的基礎知識和技能，進而培養學生分析問題和解決問題的能力。

(4)重視教學與科研相結合，提升教學水平和科研能力。鼓勵教師把理論知識進行拓展引申，以案例教學的方法將科研成果引入課堂，引導學生把理論和實踐銜接起來。同時鼓勵部分學生參與教師的科研項目或大學生創新創業項目，引導學生在課題研究中主動學習，使學生通過實際動手做實驗，強化學生在理論課程中學到的知識，逐步培養實驗動手能力和科研能力。

4.4 優化工程實踐教育，積極推進校內培養與校外實踐相結合

商丘師范學院現有3個校內實訓基地(電化學實訓室、鋰離子電池實訓室、太陽能電池實訓室等)；建有5個校外人才共育基地(中國鐵塔股份有限公司、河南順之航能源科技有限公司、河南金邁科科技有限公司、北汽福田新能源汽車有限公司、廣東格林賽福能源科技有限公司等)。根據本專業課程開設需要，在加強鞏固現有的實驗室、實訓室和實習基地的基礎上，廣泛建立適應本專業的新型實習實訓場所，以新能源專業技術為基礎，整體優化、更新專業課程實踐教學內容。優化實踐教學模塊結構，把大學生創新項目、工程實踐和課內實踐教學環節有機結合起來，創建出一套適于培養目標的實踐教學體系，充分利用學校和企業的優質資源，使學校培養和基地培養有效融合，真正實現校企互動，并建立由企業參與的多元化人才培養評價體系，創建一系列的保障機制和激勵機制，調動行企業共同建設新能源專業。