新能源科学与工程专业实践教学体系建设的探索与实践
刘学东+邵理堂+李新华+卢佃清+史林兴+李志国
[摘 要]新能源科学与工程专业实践教学应该紧扣应用型本科的定位，以太阳能应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力和创业潜能的人才为目标。结合新能源科学与工程专业的培养体系，经过探索与实践，我校构建出以太阳能光热、光伏技术应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力和创业潜能的人才为目标的实践教学体系。
[关键词]新能源科学与工程；实践教学；体系构建
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）05-0128-03
一、引言
新能源科学与工程专业为2010年教育部批准设置的本科专业，是全新的专业，专业发展方向有风能、太阳能、生物质能、核电能等。我校新能源科学与工程专业以太阳能的光热技术利用、光伏技术利用为专业发展方向，以“实用性”和“技能型”的本科层次人才为培养目标，实施卓越工程师教育培养计划（下称“卓越计划”），在理论教学和实践教学中融入工程实践理念和工程意识，培养学生的工程实践能力和创新能力。[1-3]构建适合新能源科学与工程专业实践教学体系，是实施“卓越计划”的关键。实践教学体系的构建必须紧紧围绕人才培养规格和专业人才培养目标。[4-9]结合专业特点、办学定位，根据新能源行业、产业对人才的需求情况，确定新能源科学与工程专业实践教学体系的建设思路：1.突出以太阳能利用技术为特色的实验基础设施建设；2.形成分层次、分阶段培养学生实践创新能力的特色；3.进行多环节、多实际的工程实践能力和职业素养培养；4.构建科学有效的实践教学管理体系。结合近几年我校开展新能源科学与工程专业方面的课程体系及构建实践教学体系方面的探索经验谈一些体会。
二、专业特色及“卓越计划”
我校新能源科学与工程专业自2011年开始实施“卓越计划”。按照“卓越计划”要求，初步形成了“应用型新能源利用技术人才”的专业培养定位，以能源动力类基础课程为平台，以工程应用为目标，以太阳能光热、光伏利用为主要方向的培养模式，已建立了与生产实践、社会发展需要相适应的课程体系和“校企合作，共同培养”的“卓越计划”培养模式。逐步建立校内实践教育中心和校外实践教育基地，实现企业参与培养过程，着力培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，建立起以太阳能利用技术为重点的实验基础设施建设。
三、实践教学体系构建
实践教学体系的构建要求具有针对性，一是培养学生掌握科学方法和提高动手能力，二是培养具有创新意识、创新能力的工程人才。结合我校新能源科学与工程专业自身发展特点，经过几年探索与实践，构建出以太阳能光热、光伏技术应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力为目标的实践教学体系，如图1所示。实践教学内容以太阳能光热、光伏利用技术为主，以课内实验、专业实验、综合实验方式加强理论与实践相结合，侧重于验证原理、规律；以实训、认知、课程设计形式强化学生的动手能力、创新能力；通过认知实习、生产实习、企业现场授课、毕业实习、毕业设计等方式深度参与企业生产实际，熟悉企业生产、管理及运行过程，培养学生的工程意识、工程能力。
（一）分层次、分阶段培养学生实践创新能力
实践能力的提高是一个渐进过程，实践教学要体现出分层次、分阶段逐步推进的过程。我们以课内平台为基础，开展课堂实验教学。课内实验平台以课堂实验教学为主，从基础实验、专业实验、综合性及创新性实验层层递进，形成贯穿大学四年的四个层次实践教学体系。
各个层次的实验教学内容及开展的实验项目如表1所示。第一层次是以演示性、验证性实验、参观实习、认知实习为主要内容的基础性实践课、认知性实践课，主要是以巩固理论知识，加深对理论知识的认识，引导学生将理论与实际相联系，培养大学一、二年级学生的基本实践操作能力和加强对专业的基本认知；第二层次是以专业课程实验、认知及设计性实践、工程训练等基本操作性实践为主要内容的专业实验，重点培养学生的专业基本应用能力；第三层次是以综合性实验、综合性设计、综合性操作（实训）、社会实践、学科竞赛等为主要内容的综合性实验，以达到培养学生综合实践应用能力的目的；第四层次是以毕业实习、毕业设计（论文）、科研训练、创新制作为主要内容的创新性实验，培养学生的自主创业及就业能力。
实践教学内容是开放性的，根据科学发展的动向及社会经济发展需求，及时更新实验教学内容，保持教学内容的前沿性和实践性；同时，鼓励教师将学科前沿、最新先进工程科技成果引入设计性、创新性实验中，设计开发出既针对生产实践又具有先进性的实验课程，让学生乐于参与，有兴趣参与。
（二）多环节、多实际的工程实践能力和职业素养培养
通过建立“校内实践教育中心+校外实践教育基地”模式，开展实践创新项目训练、学科竞赛、校内实训、校外实习等实践环节，培养学生创新实践能力工程实践能力，提高就业质量。
校内实践平台包括专业实验实训平台和校内工程实训平台，在大三、大四开展专业实训和工程应用训练，具体实训课程和实验平台如表2和表3所示。实训内容包括：1.产品、技术、常识认知及应用。对太阳能光热、光伏技术应用、产品结构、部件、常用工具使用等进行认知和训练，开展太阳能利用方面的课程设计，鼓励学生将较好的设计制作出实物装置或申报专利，为学生申报各级创新制作项目、参加节能减排竞赛和绿色能源大赛培育出更加丰富的作品。2.实训，包括太阳能热利用工程综合实训、分布式光伏电站实训、光伏建筑一体化实训。从现场勘查、标书制订、设计、采购到安装、调试运行及验收，完全按照实际工程要求进行操作，强化学生工程实践能力。
以校外实践基地实习为重点，通过认知实习、生产实习、毕业实习使学生获得直接实践，通过就业指导、职业发展规划、产品营销及售后服务和社会实践等实践课程培养学生职业素养。企业的直接实践经验为学生提供真实的生产环境、设备和先进管理理念、企业文化，有助于培养学生的专业技能、团队协作能力、交流表达能力、自主学习能力、领导能力等，更为重要的是，通过与企业面对面的交流、沟通，更有助于学生对自身的认识，明确自身的职业定位。
四、科学有效的实践教学管理体系
我校的实践教学管理工作科学规范，学校设立实践教学管理部门，负责全校实践教学运行及管理工作，建立了如图2所示管理控制、保障监控及评价体系。各院系根据实践教学计划和大纲，在学期初将实践教学授课计划和实习计划上报教务主管部门，经协调、审批后由指导教师下达任务书和指导书，指导学生实践教学各项内容，并对学生在实践过程中的表现给予考核评价，指导教师对实践教学结果进行总结和分析，对实践过程中取得的成果和存在的不足及时反馈到主管部门。这样，形成了实践教学目标明确、实践环节有序、组织管理规范、条件保障有力、评价监控到位、信息反馈及时的实践教学管理体系。
五、结束语
与传统的能源形式相比，新能源是指利用新技术、新材料对常规能源以外的能源形式进行转换和利用，涉及风能、太阳能、生物质能、地热能、氢能、核能波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等，涵盖的范畴更为广泛，因而开设新能源科学与工程专业就面临着“多而全”与“少而精”的选择。[10-14]经过几年的探索与实践，我们结合地域、产业及社会经济发展的客观需求，建立起以太阳能光热、光伏利用为主线的课程培养体系，经过广泛调研各地高校、科研院所和企业，做了大量细致的研究，初步形成了新能源科学与工程专业实践教学体系，取得了一些经验和成果，形成了紧扣应用型本科的定位，以太阳能应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力和创业潜能。
新能源科学与工程专业创办时间短，课程体系包括实践教学体系的建设还需进行更为深入的探讨和研究。
[ 注 释 ]
[1] 刘学东，邵理堂，孟春站，等.新能源科学与工程（太阳能利用方向）人才培养探讨[J].淮海工学院学报，2010（8）：45-47.
[2] 卢佃清，李新华，蔡立，等.应用型本科院校新能源科学与工程专业实验室建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2014（12）：226-229.
[3] 邵理堂，刘学东，孟春站，等.太阳能利用技术与工程专业方向课程体系建设探索[J].淮海工学院学报，2011（2）：84-86.
[4] 丁宏林，施玲，张翠霞，等.“亦工亦学，产学合一”的新能源应用技术人才培养模式探索[J].职业教育研究，2012（2）：141-142.
[5] 唐殿强，孙玉萍.企业创新型人才的培养[J].中国发明与专利，2009（5）：55-56.
[6] 郑春龙，邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究，2007（4）：85-86.
[7] 卢海燕.创新型人才培养视角下实践教学体系构建的思考[J].实验实践教学，2013（10）：183-184.
[8] 王海燕，赵俊芳.建立实践教学体系，提高实践教学水平[J].江西农业大学学报，2004（2）：138-140.
[9] 吴万荣.实践教学体系建设的探索与实践[J].中国职业技术教育，2007（260）：54-55.
[10] 陈建林，陈荐.新能源科学与工程本科专业人才培养模式探究[J].中国电力教育，2013（22）：20-25.
[11] 韩新月，何志霞，王谦，等.新能源科学与工程专业人才培养探讨[J].中国电力教育，2013（5）：9-11.
[12] 陈水源，赖发春，郑志强，等.福建师范大学：在实践中推进新能源科学与工程专业建设[J].中国电力教育，2013（21）：36-37.
[13] 杨晴，陈汉平，杨海平，等.华中科技大学：新能源科学与工程专业建设探索与实践[J].中国电力教育，2013（21）：29-31.
[14] 方慧英，周昊.教学科研互动模式下的新能源人才培养——浙江大学新能源科学与工程专业建设探讨[J].中国电力教育，2013（21）：32-34.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]新能源科学与工程专业实践教学应该紧扣应用型本科的定位，以太阳能应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力和创业潜能的人才为目标。结合新能源科学与工程专业的培养体系，经过探索与实践，我校构建出以太阳能光热、光伏技术应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力和创业潜能的人才为目标的实践教学体系。
[关键词]新能源科学与工程；实践教学；体系构建
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）05-0128-03
一、引言
新能源科学与工程专业为2010年教育部批准设置的本科专业，是全新的专业，专业发展方向有风能、太阳能、生物质能、核电能等。我校新能源科学与工程专业以太阳能的光热技术利用、光伏技术利用为专业发展方向，以“实用性”和“技能型”的本科层次人才为培养目标，实施卓越工程师教育培养计划（下称“卓越计划”），在理论教学和实践教学中融入工程实践理念和工程意识，培养学生的工程实践能力和创新能力。[1-3]构建适合新能源科学与工程专业实践教学体系，是实施“卓越计划”的关键。实践教学体系的构建必须紧紧围绕人才培养规格和专业人才培养目标。[4-9]结合专业特点、办学定位，根据新能源行业、产业对人才的需求情况，确定新能源科学与工程专业实践教学体系的建设思路：1.突出以太阳能利用技术为特色的实验基础设施建设；2.形成分层次、分阶段培养学生实践创新能力的特色；3.进行多环节、多实际的工程实践能力和职业素养培养；4.构建科学有效的实践教学管理体系。结合近几年我校开展新能源科学与工程专业方面的课程体系及构建实践教学体系方面的探索经验谈一些体会。
二、专业特色及“卓越计划”
我校新能源科学与工程专业自2011年开始实施“卓越计划”。按照“卓越计划”要求，初步形成了“应用型新能源利用技术人才”的专业培养定位，以能源动力类基础课程为平台，以工程应用为目标，以太阳能光热、光伏利用为主要方向的培养模式，已建立了与生产实践、社会发展需要相适应的课程体系和“校企合作，共同培养”的“卓越计划”培养模式。逐步建立校内实践教育中心和校外实践教育基地，实现企业参与培养过程，着力培养学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，建立起以太阳能利用技术为重点的实验基础设施建设。
三、实践教学体系构建
实践教学体系的构建要求具有针对性，一是培养学生掌握科学方法和提高动手能力，二是培养具有创新意识、创新能力的工程人才。结合我校新能源科学与工程专业自身发展特点，经过几年探索与实践，构建出以太阳能光热、光伏技术应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力为目标的实践教学体系，如图1所示。实践教学内容以太阳能光热、光伏利用技术为主，以课内实验、专业实验、综合实验方式加强理论与实践相结合，侧重于验证原理、规律；以实训、认知、课程设计形式强化学生的动手能力、创新能力；通过认知实习、生产实习、企业现场授课、毕业实习、毕业设计等方式深度参与企业生产实际，熟悉企业生产、管理及运行过程，培养学生的工程意识、工程能力。
（一）分层次、分阶段培养学生实践创新能力
实践能力的提高是一个渐进过程，实践教学要体现出分层次、分阶段逐步推进的过程。我们以课内平台为基础，开展课堂实验教学。课内实验平台以课堂实验教学为主，从基础实验、专业实验、综合性及创新性实验层层递进，形成贯穿大学四年的四个层次实践教学体系。
各个层次的实验教学内容及开展的实验项目如表1所示。第一层次是以演示性、验证性实验、参观实习、认知实习为主要内容的基础性实践课、认知性实践课，主要是以巩固理论知识，加深对理论知识的认识，引导学生将理论与实际相联系，培养大学一、二年级学生的基本实践操作能力和加强对专业的基本认知；第二层次是以专业课程实验、认知及设计性实践、工程训练等基本操作性实践为主要内容的专业实验，重点培养学生的专业基本应用能力；第三层次是以综合性实验、综合性设计、综合性操作（实训）、社会实践、学科竞赛等为主要内容的综合性实验，以达到培养学生综合实践应用能力的目的；第四层次是以毕业实习、毕业设计（论文）、科研训练、创新制作为主要内容的创新性实验，培养学生的自主创业及就业能力。
实践教学内容是开放性的，根据科学发展的动向及社会经济发展需求，及时更新实验教学内容，保持教学内容的前沿性和实践性；同时，鼓励教师将学科前沿、最新先进工程科技成果引入设计性、创新性实验中，设计开发出既针对生产实践又具有先进性的实验课程，让学生乐于参与，有兴趣参与。
（二）多环节、多实际的工程实践能力和职业素养培养
通过建立“校内实践教育中心+校外实践教育基地”模式，开展实践创新项目训练、学科竞赛、校内实训、校外实习等实践环节，培养学生创新实践能力工程实践能力，提高就业质量。
校内实践平台包括专业实验实训平台和校内工程实训平台，在大三、大四开展专业实训和工程应用训练，具体实训课程和实验平台如表2和表3所示。实训内容包括：1.产品、技术、常识认知及应用。对太阳能光热、光伏技术应用、产品结构、部件、常用工具使用等进行认知和训练，开展太阳能利用方面的课程设计，鼓励学生将较好的设计制作出实物装置或申报专利，为学生申报各级创新制作项目、参加节能减排竞赛和绿色能源大赛培育出更加丰富的作品。2.实训，包括太阳能热利用工程综合实训、分布式光伏电站实训、光伏建筑一体化实训。从现场勘查、标书制订、设计、采购到安装、调试运行及验收，完全按照实际工程要求进行操作，强化学生工程实践能力。
以校外实践基地实习为重点，通过认知实习、生产实习、毕业实习使学生获得直接实践，通过就业指导、职业发展规划、产品营销及售后服务和社会实践等实践课程培养学生职业素养。企业的直接实践经验为学生提供真实的生产环境、设备和先进管理理念、企业文化，有助于培养学生的专业技能、团队协作能力、交流表达能力、自主学习能力、领导能力等，更为重要的是，通过与企业面对面的交流、沟通，更有助于学生对自身的认识，明确自身的职业定位。
四、科学有效的实践教学管理体系
我校的实践教学管理工作科学规范，学校设立实践教学管理部门，负责全校实践教学运行及管理工作，建立了如图2所示管理控制、保障监控及评价体系。各院系根据实践教学计划和大纲，在学期初将实践教学授课计划和实习计划上报教务主管部门，经协调、审批后由指导教师下达任务书和指导书，指导学生实践教学各项内容，并对学生在实践过程中的表现给予考核评价，指导教师对实践教学结果进行总结和分析，对实践过程中取得的成果和存在的不足及时反馈到主管部门。这样，形成了实践教学目标明确、实践环节有序、组织管理规范、条件保障有力、评价监控到位、信息反馈及时的实践教学管理体系。
五、结束语
与传统的能源形式相比，新能源是指利用新技术、新材料对常规能源以外的能源形式进行转换和利用，涉及风能、太阳能、生物质能、地热能、氢能、核能波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等，涵盖的范畴更为广泛，因而开设新能源科学与工程专业就面临着“多而全”与“少而精”的选择。[10-14]经过几年的探索与实践，我们结合地域、产业及社会经济发展的客观需求，建立起以太阳能光热、光伏利用为主线的课程培养体系，经过广泛调研各地高校、科研院所和企业，做了大量细致的研究，初步形成了新能源科学与工程专业实践教学体系，取得了一些经验和成果，形成了紧扣应用型本科的定位，以太阳能应用为核心，以培养学生具备实践能力、创新能力和创业潜能。
新能源科学与工程专业创办时间短，课程体系包括实践教学体系的建设还需进行更为深入的探讨和研究。
[ 注 释 ]
[1] 刘学东，邵理堂，孟春站，等.新能源科学与工程（太阳能利用方向）人才培养探讨[J].淮海工学院学报，2010（8）：45-47.
[2] 卢佃清，李新华，蔡立，等.应用型本科院校新能源科学与工程专业实验室建设的探索与实践[J].实验技术与管理，2014（12）：226-229.
[3] 邵理堂，刘学东，孟春站，等.太阳能利用技术与工程专业方向课程体系建设探索[J].淮海工学院学报，2011（2）：84-86.
[4] 丁宏林，施玲，张翠霞，等.“亦工亦学，产学合一”的新能源应用技术人才培养模式探索[J].职业教育研究，2012（2）：141-142.
[5] 唐殿强，孙玉萍.企业创新型人才的培养[J].中国发明与专利，2009（5）：55-56.
[6] 郑春龙，邵红艳.以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究，2007（4）：85-86.
[7] 卢海燕.创新型人才培养视角下实践教学体系构建的思考[J].实验实践教学，2013（10）：183-184.
[8] 王海燕，赵俊芳.建立实践教学体系，提高实践教学水平[J].江西农业大学学报，2004（2）：138-140.
[9] 吴万荣.实践教学体系建设的探索与实践[J].中国职业技术教育，2007（260）：54-55.
[10] 陈建林，陈荐.新能源科学与工程本科专业人才培养模式探究[J].中国电力教育，2013（22）：20-25.
[11] 韩新月，何志霞，王谦，等.新能源科学与工程专业人才培养探讨[J].中国电力教育，2013（5）：9-11.
[12] 陈水源，赖发春，郑志强，等.福建师范大学：在实践中推进新能源科学与工程专业建设[J].中国电力教育，2013（21）：36-37.
[13] 杨晴，陈汉平，杨海平，等.华中科技大学：新能源科学与工程专业建设探索与实践[J].中国电力教育，2013（21）：29-31.
[14] 方慧英，周昊.教学科研互动模式下的新能源人才培养——浙江大学新能源科学与工程专业建设探讨[J].中国电力教育，2013（21）：32-34.
[责任编辑：钟 岚]
