基于產學研結合的新能源材料與器件專業實踐類課程改革與實踐

摘"要：西南石油大學與通威太陽能（成都）有限公司長期合作培養本科光伏人才，以新能源材料與器件專業實踐類課程專業綜合實驗建設作為校企雙方產學研結合工作推進的重要抓手，取得豐碩的特色鮮明的建設成果，為同專業實踐類課程謀劃建設思路和建設內容提供強借鑒。

關鍵詞：產學研；實踐類課程；光伏產業；課程建設；光伏人才

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）01-0133-05

Abstract：SouthwestPetroleumUniversityandTongweiSolarEnergy（Chengdu）Co.，Ltd.havecooperatedforalongtimetocultivateundergraduateforphotovoltaicfield.Theconstructionofthepracticalcourseof\"ProfessionalComprehensiveExperiment\"inthespecialtyofnewenergymaterialsanddeviceshasbeenanimportantleverforpromotingtheintegrationofindustry，academia，andresearchbetweenuniversityandenterprise.Theyhaveachievedfruitfulanddistinctiveconstructionresults，providingstrongreferencefortheplanningandconstructionideasandcontentofpracticalcoursesforthesamespecialty.

Keywords：industry-university-researchcooperation;practicalcourses;photovoltaicindustry;curriculumconstruction;photovoltaictalents

我國西部部分地區日照長，近年來光伏發電產業蓬勃發展，尤其是通威太陽能（成都）有限公司連續多年蟬聯光伏領域世界頭把交椅。四川省和成都市兩級政府對光伏產業發展和省內高校光伏新能源人才培養和科學研究極為重視，2021年成都市鼓勵校地校企合作培養產業發展人才項目和2022年四川省產教融合示范項目相繼出臺。西南石油大學新能源材料與器件專業和通威太陽能（成都）有限公司作為聯合申報主體，先后于當年獲批成都市鼓勵校地校企合作培養產業發展人才項目“太陽能產業高素質應用型復合人才校企聯合培養”和四川省產教融合示范項目“四川省光伏產業產教融合綜合示范基地”，分別獲得500萬元和5000萬元經費資助。

西南石油大學新能源材料與器件專業與通威太陽能（成都）有限公司的合作可以追溯到2010年新能源材料與器件專業開辦之初。每年會在入學專業學生中選拔優秀生源組建“通威班”，結合通威太陽能（成都）有限公司對人才的技能需求，定點培養。雙方在13年的合作中積累了多方面的產學研合作經驗，為四川省乃至西部地區光伏新能源產業發展提供了大量的人才輸送、產業發展和科學研究支撐。西南石油大學新能源材料與器件專業實踐類課程專業綜合實驗作為校企雙方開展產學研結合工作推進的重要抓手之一，以課程建設為主要內容，持續了十來年的合作。通過產學研合作系列課程建設舉措的開展，取得了背景特色鮮明的系統性課程建設成果，為四川省乃至西北地區光伏產業的發展輸送了大量優質本科人才。

一"課程概況

專業綜合實驗是西南石油大學新能源材料與器件專業的實踐類課程，學生通過完成綜合性的實驗，能夠合理將理論與實踐聯系起來。將專業理論知識體系通過實驗系統進行綜合，加深對所學理論知識的理解掌握，并在實踐中有所提高、有所發現、有所收獲。使學生能夠根據需要，設計實驗，模擬并分析新能源產生、轉化和存儲過程中的復雜工程問題，并通過信息綜合得到合理有效的結論。專業綜合實驗在新能源材料與器件專業學生培養第七學期開設，當學生完成相關專業基礎理論課程后，對學生進行全面的專業知識考察和鞏固，也為學生在第八學期開展畢業設計（論文）奠定實踐基礎。因此，在很大程度上，本課程對西南石油大學新能源材料與器件專業本科人才培養起到了承前啟后的作用。該課程共有72學時，共設計了四個項目的實驗教學內容，分別是實驗一染料敏化太陽能電池（DSSC）TiO2光陽極制備及電池性能測試、實驗二太陽能電池板發電特性實驗、實驗三可見光光催化材料的制備及光催化性能測試和實驗，以及實驗四鋰電池電極材料的制備及性能表征實驗，每個實驗安排18學時。實驗一和實驗二均是制備光伏電池，是對太陽能的直接利用；實驗三是利用太陽光催化制備氫氣，是太陽能轉變為氫能的間接利用；實驗四是儲能鋰離子電池實驗，是能源在實際轉換和應用過程中，基于能源循環閉合的新型綠色環保理念，前兩個實驗產生的電能需要有能量存儲器件。四個實驗一脈相承，學生完成后對能源的轉換、存儲和利用建立起較為系統的綠色循環閉合理念，對碳中和概念有了較為深入的專業角度理解。

基于工程教育本科認證的要求、結合專業培養本科學生的目標（即支撐的畢業要求指標點），通過本課程的學習，使學生具備下列能力（即課程目標）：①掌握部分新能源材料與器件的制備方法、表征手段、性能測試等內容，能夠進行能量產生、轉換、存儲等系統或工藝流程設計，在新能源材料與器件設計中體現創新意識。②掌握部分新能源器件的結構、組裝、測試等內容，在設計新能源材料與器件領域復雜工程問題的解決方案中，能夠考慮與新能源相關的安全、健康、法律、文化及環境等制約因素。③了解相關材料制備表征的共性，拓展材料性能與結構關系的認識，能夠根據新能源材料與器件領域研究對象特征，選擇研究路線，設計實驗方案。④形成材料研究的意識和具備初步參與材料研究的能力，能夠選擇與使用恰當的儀器、信息資源、工程工具和專業模擬軟件，對新能源材料制備、器件組裝與工程應用中復雜工程問題進行分析、計算與設計。

在工程教育專業認證的12個大項畢業要求中，本課程支撐設計/開發解決方案、研究和使用現代工具這三項，對應到具體的支撐的畢業要求指標點有：3.3能夠進行系統或工藝流程設計，在新能源材料與器件設計中體現創新意識；3.4在設計新能源材料與器件領域的復雜工程問題的解決方案中，能夠考慮安全、健康、法律、文化及環境等制約因素；4.2能夠根據新能源材料與器件領域研究對象特征，選擇研究路線，設計實驗方案；5.2能夠選擇與使用恰當的儀器、信息資源、工程工具和專業模擬軟件，對新能源材料制備、器件組裝與工程應用中復雜工程問題進行分析、計算與設計。每個具體指標點均有對應的支撐試驗項目，也有具體的教學考核環節。詳細內容見表1。

學生課程成績考核主要依據期末成績和平時成績兩個方面，分別占比70%和30%，其中，期末成績就是學生的實驗報告，包括原理分析，數據采集、分析及準確度和結論總結準確度等，平時成績主要包括考勤（占比50%）和實驗操作（占比50%）。依據工程教育本科專業認證的要求，所有教學環節均對課程目標有所支撐，考勤計入學生總成績計算，但不支撐課程目標達成考核計算，具體見表2。嚴格按照工程教育本科認證的考核評分標準，對實驗報告成績和實驗操作成績，按照完成效果設定優、良、中、及格和不及格五種等級，分別對應百分制分數段為100～90、89～80、79～70、69～60和60分以下，見表3和表4。

二"產學研結合專業綜合實驗課程改革舉措

（一）"校企實驗課程師資融合

西南石油大學與通威太陽能（成都）有限公司在開展本科人才培養方面進行了長期的合作，基于產學研校企合作平臺的建立，課程授課教師充分融合校企師資，打造適合于本課程的授課團隊。每個實驗項目指定一名校內教師，再搭配一名企業工程師。具體實驗內容、實驗方案和實驗教學的落實均由校企雙方教師共同制定完成。為了保證教學效果，師資改革采取的具體舉措如下：①校企雙方每年互排人員進行定期的現場交叉學習和交流，一方面保證了雙方師資對實驗項目理解的一致性，另一方面充分考慮校企雙方在課程培養學生方面的要求和需求，保證課程培養學生目標的達成；②課程團隊成員每年進行不定期線上教學溝通，一起組織觀看學習優質實踐課程線上教學資源，并及時交流學習心得體會，共同提升授課能力；③每年及時總結課程考核結果，以授課模式、授課內容、授課方案和考核方式等為關注點，組織團隊成員每年一次集體備課，將調整細則落實到位；④每年新教案定稿后，團隊成員依次演示教學并開展說課，其他成員觀摩、提意見，反復打磨課程大綱、教案，不斷提升授課效果，達到校企師資在課程教授上的深度融合。

（二）"教材融入新穎性內容

產學研結合專業綜合實驗課程改革從教材角度來看就是學校要避免“閉門造車”，防止實驗內容與產業最新發展情況脫節，預防教師做無用功教學、學生做無用功學習。因此，專業綜合實驗在教材上采取自主編譯模式，并年年修訂?；驹瓌t是，保證教學內容大方向固定的前提下，一方面兼顧學生專業課理論基礎知識鞏固和檢驗的需求，另一方面開闊學生眼界引入創新性的研究點。具體的舉措如下：①課程設置的四個實驗項目均完全忠實于學生已經修讀完畢的專業理論知識體系架構，保證學生在實踐環節完成對理論知識點鞏固加強和檢驗的目的；②教材充分吸納企業最新生產工藝技術，及時讓學生掌握產業技術需求，保證教學和學習的時效性；③校企雙方課程團隊成員均是各自單位的教學科研骨干成員，均具有長期從事科學研究的經歷，在保證不涉密的前提下，雙方將一些具有強創新性的科研點，適當調整進入教材，保證實驗項目具備一定的前瞻性和啟發性，賦予實驗教學“活水”源頭，避免千篇一律，一灘“死水”；④教材編排方式摒棄傳統實踐課程實驗內容編排方式，避免學生實驗過程中套模板、套數據規律、套實驗結論，教材不提供關鍵實驗參數，沒有預設的數據規律，也沒有唯一標準答案的實驗結論，學生得出任何數據均是合理的，數據的任何變化趨勢均是客觀規律的反映，學生僅需闡述清楚規律背后的科學問題即可。

（三）"授課新模式

信息數字化時代，為實踐課程授課方式的創新提供了契機。授課新模式的改革舉措包括：①線下授課大部分在校內完成，少部分在企業完成，但是專業學生中的“通威班”成員兩個單位各自占比達到對半；②視頻課程的錄制，課程團隊成員每年集體備課和說課過程均進行了視頻錄制，每年會在課程中心平臺上進行相關視頻的更新替換，對專業學生開放獲取，是線下教學的有利補充；③線下授課和“云”授課結合，校企雙方授課教師在一個實驗項目中同時或交叉完成對應的教學，校內教師采用線下現場的方式，企業教師采用實時在線遠端“云”授課方式，這種模式賦予課堂豐富、生動的靈活性。

三"產學研結合專業綜合實驗課程改革成果

產學研結合對于實踐類課程建設改革具有重要的作用[1-3]。西南石油大學與通威太陽能（成都）有限公司持續在本科人才培養方面開展合作，基于雙方產學研平臺的建設，專業綜合實驗經過長期堅持不懈的改革，建設取得了階段性的成果：①形成了一只穩定的高質量課程教學團隊，校方四名教師、企方兩名工程師，職稱涵蓋正高級到初級范圍，全部具備碩博士學歷；②建成了一系列完整的系統性教學資源，包括自編教材、教案，雙方說課視頻、授課視頻，以及云授課資源等；③新能源材料與器件新專業獲批、國家一流專業建設點獲批、工程教育專業認證受理申請成功等一系列專業建設的關鍵節點，學校先后提供了近1000萬的專業建設經費，其中近800萬用于支撐實踐課程教學平臺建設，專業綜合實驗教學平臺建設經費達到了500萬元左右，建立起標準的太陽能、氫能和鋰離子電池實驗室，這些都為課程建設有序開展提供了強支撐；④通威太陽能（成都）有限公司專門將一條完整的生產線部分段位用于課程實驗教學環節，也將公司所有的大精設備對實驗教學免費開放，形成了企方固定的教學資源；⑤最重要的成果是，學生的培養質量大大提升，尤其是“通威班”學生大部分對口進入通威太陽能（成都）有限公司工作，已經連續為四川省光伏產業輸入總計超過200名本科人才；⑥課程教學團隊成員，包括校內教師和企業內工程師均得到長足的成長與進步，授課水平和課程建設能力不斷提升，更重要的是在合作過程中深入了解到企業技術需求和亟待解決的難題，每年雙方通過校企雙方自設科研項目強化科研合作，一方面解決企業技術需求，另一方面強化校內科研成果及時落地轉化，打通了校企之間的壁壘；⑦專業綜合實驗課程是校企雙方產學研合作的平臺建設的重要實踐課程之一，是雙方產教融合的核心環節之一，在此基礎上2023年雙方繼續推進省級重點實驗室、省級工程技術中心等平臺的聯合申報工作；⑧前期系統的建設成果，課程順利在2022年進入學校一流課程建設名單，獲得學校專項經費資助，后續課程團隊成員將繼續推進課程建設工作。

四"結束語

西南石油大學新能源材料與器件專業學生培養實踐類課程專業綜合實驗在西南石油大學和通威太陽能（成都）有限公司雙方長達10余年的合作中建立起深厚的校企合作教學模式，實實在在踐行了產學研合作的理念，取得了豐碩的課程建設成果。顯然，隨著校企雙方聯合申報并獲批的成都市鼓勵校地校企合作培養產業發展人才項目“太陽能產業高素質應用型復合人才校企聯合培養”和四川省產教融合示范項目“四川省光伏產業產教融合綜合示范基地”兩個項目建設工作的推進，專業綜合實驗課程作為其中實踐教學環節建設點，也將得到大力的持續建設，必將從課程建設理念和建設內容上全面重新架構。新的課程建設成果必將成為兩個項目的重要支撐之一，也為新能源材料與器件專業國家級一流專業建設點的建設提供強支柱，并最終為四川省乃至西北地區光伏產業源源不斷輸出高素質復合型本科技術人才。

顯然，專業綜合實驗課程建設具有強的特定高校和合作企業帶來的背景特色，具有鮮明的獨特性，難以簡單復制。但是全國開辦新能源材料與器件專業的高校也有自己特定學科積淀優勢和特點，只要立足于服務地方或區域產業經濟，與合適的企業聯合互補共同建設，也可以打造好具有自身強烈特色的專業實踐類課程。

參考文獻：

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[3]李碧方.探討高職院校產學研結合與校外實踐教育體系——以新能源應用技術專業為例[J].教育教學論壇，2016（38）：159-160.

基金項目：2022年四川省產教融合示范項目“四川省光伏產業產教融合綜合示范基地”（川財教[2022]106號）；2021—2023年四川省級教學改革重點項目“‘雙碳背景’下新能源相關專業政產學研用五維協同育人人才培養模式改革”（JG2021-535）；2021年成都市鼓勵校地校企合作培養產業發展人才項目“太陽能產業高素質應用型復合人才校企聯合培養”（成財制[2021]2號）；2021—2023年西南石油大學校級教改項目“儲能科學與工程儲能領域‘高精尖缺’新工科人才培養模式構建與創新研究”（X2021JGZDI025）

第一作者簡介：黃韻（1978-），女，漢族，四川南充人，博士，三級教授。研究方向為儲能器件及材料。