光伏專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式探析

郭連貴 張洪濤 周青 曾玉

摘 要 隨著世界低碳經(jīng)濟和我國光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，市場急需大量光伏專業(yè)應(yīng)用型本科人才，應(yīng)用型本科院校應(yīng)根據(jù)光伏企業(yè)人才需求特點，創(chuàng)建“兩平臺+能力模塊”的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式。其中，“兩平臺”指在課程體系中設(shè)置通識教育課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程兩個平臺，主要對學(xué)生進行基礎(chǔ)知識教育、基本技能訓(xùn)練和基本應(yīng)用能力培養(yǎng)；“能力模塊”是指在課程體系或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)中設(shè)置多個課程組合或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)組合，形成多個教學(xué)模塊，主要對學(xué)生進行專業(yè)知識教育、專業(yè)技能訓(xùn)練和應(yīng)用能力培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 光伏專業(yè)；應(yīng)用型本科；人才培養(yǎng)模式；校企合作

中圖分類號 G648.2 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1008-3219（2012）26-0031-04

隨著全球性常規(guī)能源（煤炭、石油、天然氣等）供給的日益緊缺以及環(huán)境污染和氣候變暖問題的日益嚴(yán)峻，開發(fā)新型替代能源已刻不容緩。太陽能是一種取之不盡、用之不竭的可再生新能源，太陽能光伏發(fā)電則是一種零排放且能夠規(guī)模應(yīng)用（獨立發(fā)電及并網(wǎng)發(fā)電）的能源技術(shù)，其開發(fā)與利用越來越引起人們的重視。據(jù)歐盟聯(lián)合研究中心預(yù)測[1]，太陽能光伏發(fā)電在21世紀(jì)將替代常規(guī)能源，而且將成為世界未來主要能源供應(yīng)的主體，到本世紀(jì)末太陽能發(fā)電量將占全世界發(fā)電總量的70%。

近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，自2007年起就一直位列世界光伏制造大國的首位。然而，與之不相適應(yīng)的是光伏專業(yè)人才緊缺，尤其是從事實際光伏產(chǎn)品制造、光伏系統(tǒng)的使用和維護檢修等生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的技能型人才非常匱乏。相關(guān)資料顯示，2010年我國光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過3000億元，從業(yè)人數(shù)超過30萬人。預(yù)計未來3～5年，我國光伏產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)能的增速有望超過35%。由此推算，國內(nèi)光伏企業(yè)人才需求量巨大。

一、光伏專業(yè)及其人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

由于太陽能光伏發(fā)電是在2000年以后才得到世界各國的重視，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)作為一個新興產(chǎn)業(yè)在我國也是近幾年才得到快速發(fā)展。因此，無論在國內(nèi)還是國外，太陽能光伏專業(yè)都是一個全新的專業(yè)。目前，國外僅有澳大利亞的新南威爾士大學(xué)設(shè)立了專門的光伏與可再生能源工程學(xué)院，并開設(shè)了光伏與太陽能本科專業(yè)。國內(nèi)少數(shù)重點大學(xué)（如上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)等）雖然成立了與光伏材料研究相關(guān)的研究所，但主要培養(yǎng)博士與碩士層次研究型人才。國內(nèi)其他大學(xué)一般是在原有專業(yè)基礎(chǔ)上設(shè)立太陽能光伏方向，如山東建筑大學(xué)在建筑學(xué)專業(yè)下設(shè)立太陽能建筑一體化方向，河北科技大學(xué)在應(yīng)用物理專業(yè)下設(shè)立太陽能光伏方向，南昌大學(xué)在材料物理專業(yè)下設(shè)立光伏發(fā)電技術(shù)方向，江西科技學(xué)院在材料科學(xué)與工程專業(yè)下設(shè)立太陽能光伏工程方向，江西新余學(xué)院則專門開設(shè)了專科層次的光伏材料加工與應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。

與傳統(tǒng)專業(yè)相比，目前我國應(yīng)用型光伏專業(yè)開辦時間比較短（普遍僅有2～3年時間），人才培養(yǎng)還處于摸索階段。

二、“兩平臺+能力模塊”人才培養(yǎng)模式概況

“兩平臺”是指在課程體系中設(shè)置通識教育課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程兩個平臺。“兩平臺”內(nèi)設(shè)置的課程相對穩(wěn)定，其作用主要是對學(xué)生進行基礎(chǔ)知識教育、基本技能訓(xùn)練和基本應(yīng)用能力培養(yǎng)。其中，通識教育課程平臺由學(xué)校層面統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，注重科學(xué)教育與人文教育的融合，為學(xué)生奠定素質(zhì)基礎(chǔ)；而學(xué)科基礎(chǔ)課程平臺以專業(yè)所屬院（系）管理為主，強調(diào)與專業(yè)交叉、融合，拓寬專業(yè)口徑，以滿足多個專業(yè)方向的需要。

“能力模塊”是指在課程體系或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)中設(shè)置多個課程組合或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)組合，形成多個教學(xué)模塊，其作用主要是對學(xué)生進行專業(yè)知識教育、專業(yè)技能訓(xùn)練和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。“能力模塊”強調(diào)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，以加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)為核心，注意與畢業(yè)設(shè)計緊密結(jié)合，設(shè)置系列專業(yè)方向課程或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)，注重解決實際問題的方法訓(xùn)練，提高學(xué)生的就業(yè)能力。“能力模塊”屬于專業(yè)教育內(nèi)容，由專業(yè)所屬院（系）設(shè)置并管理，以利于各院（系）根據(jù)自身的學(xué)科優(yōu)勢與專業(yè)特點設(shè)置“模塊”并組織教學(xué)，其課程設(shè)置具有一定的靈活性與針對性，可以隨社會需求進行相應(yīng)調(diào)整。

三、基于“兩平臺+能力模塊”的光伏專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式特色

以江西科技學(xué)院材料科學(xué)與工程（太陽能光伏工程方向）本科專業(yè)建設(shè)為例。

（一）人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的高級應(yīng)用型人才既不同于綜合性研究型大學(xué)所培養(yǎng)的理論型人才，也不同于職業(yè)性院校所培養(yǎng)的實用性技能人才。其不僅要掌握現(xiàn)代社會生產(chǎn)、建設(shè)與服務(wù)一線從事管理和直接操作的各種高級技能，還應(yīng)具有將高新科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力，即具有設(shè)計和開發(fā)能力[2]。基于此，學(xué)校將光伏專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為：立足于區(qū)域經(jīng)濟的行業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)具備太陽能光伏工程方面知識和設(shè)計能力，具有創(chuàng)新精神和實踐能力的一線高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

（二）課程體系設(shè)計

基于“兩平臺+能力模塊”人才培養(yǎng)模式的要求，對光伏專業(yè)課程體系進行構(gòu)建，如圖1所示。

光伏專業(yè)應(yīng)用型人才的能力包括社會能力、專業(yè)理論能力和專業(yè)技術(shù)能力三個方面。

社會能力的培養(yǎng)依托文化基礎(chǔ)課程，包括英語、數(shù)學(xué)、計算機基礎(chǔ)、物理、人文等課程，主要培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作能力、良性競爭能力、職業(yè)道德能力、健康心理能力以及人際交往協(xié)調(diào)能力等。社會能力培養(yǎng)一般安排在第一學(xué)年。

專業(yè)理論能力的培養(yǎng)依托專業(yè)理論課程，包括概率論與數(shù)理統(tǒng)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)、工程力學(xué)及工程材料、電工電子基礎(chǔ)及實習(xí)等課程，主要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力、機械加工設(shè)計能力以及電子電工基本操作能力，使學(xué)生具備良好的工程理論素養(yǎng)，為后續(xù)光伏專業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。專業(yè)理論能力培養(yǎng)一般安排在第二學(xué)年。

專業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng)依托專業(yè)技術(shù)課程，包括太陽能電池材料、硅片加工技術(shù)、材料物理導(dǎo)論、半導(dǎo)體物理學(xué)以及光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計、施工及應(yīng)用等課程，主要培養(yǎng)光伏材料制備能力、光伏電池加工能力、光伏電池性能檢測能力和光伏系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用能力，具備這四大能力的光伏專業(yè)人才，可以在生產(chǎn)一線從事生產(chǎn)制造、設(shè)計、質(zhì)量控制、產(chǎn)品檢測及產(chǎn)品服務(wù)等工作。專業(yè)技術(shù)能力培養(yǎng)一般安排在第三、第四學(xué)年。

應(yīng)用型本科課程教學(xué)強調(diào)將基礎(chǔ)理論與專業(yè)理論有機結(jié)合，使學(xué)生“精專”與“博通”并舉。因此，在理論課程知識方面強調(diào)“實基礎(chǔ)”。所謂“實”，是指實在、實用，即基礎(chǔ)理論知識以“必需、夠用”為原則[3]。在課程內(nèi)容上，從光伏產(chǎn)業(yè)需要的知識能力出發(fā)，對課程進行適當(dāng)整合、精簡處理。例如，可以對《材料物理導(dǎo)論》和《半導(dǎo)體物理學(xué)》中內(nèi)容接近的部分進行整合，對教材中出現(xiàn)的大量不易理解的公式推導(dǎo)過程進行簡化。創(chuàng)新教學(xué)手段，綜合利用各種方法進行引導(dǎo)，以“用”導(dǎo)“學(xué)”，以“用”促“學(xué)”。如利用多媒體將光伏材料的制備、太陽電池的加工、光伏系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用等知識點以圖片和視頻的案例形式展示給學(xué)生，以加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解。

太陽能光伏專業(yè)作為新興特色專業(yè)，目前缺乏現(xiàn)成的、公開出版的、具有針對性的教材。為避免課程內(nèi)容與社會需求脫節(jié)，光伏專業(yè)教材開發(fā)可以從兩方面入手：一是聘請在光伏企業(yè)有工作經(jīng)歷的工程師授課，把企業(yè)所需要的知識、信息及時反映到課程中來；二是專業(yè)教師根據(jù)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的特點，編寫教材。

（三）實踐教學(xué)資源建設(shè)

從江西科技學(xué)院材料科學(xué)與工程（太陽能光伏工程方向）本科專業(yè)培養(yǎng)方案的課程構(gòu)成及學(xué)分比例（如表1所示）可以看出，其實踐教學(xué)課時占總教學(xué)課時的比例達33.2%，其中，集中實踐環(huán)節(jié)的學(xué)分占總學(xué)分的比例達到17.22%。實踐教學(xué)主要在校內(nèi)實驗實訓(xùn)基地和校外實習(xí)基地完成。

在光伏專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)實踐課程中，主要是電子電工實訓(xùn)和數(shù)控加工實訓(xùn)。電子電工實訓(xùn)的目的是讓學(xué)生掌握常用電子元器件的識別選用、常用電子儀器儀表的使用、常用接線與電工線路布線、印制電路板設(shè)計與制作及電子產(chǎn)品的裝配與調(diào)試等電工電路基本技能。數(shù)控加工實訓(xùn)的目的是讓學(xué)生掌握金工實訓(xùn)、數(shù)控工藝及加工程序的編制、計算機輔助設(shè)計與制造實訓(xùn)、數(shù)控加工仿真實訓(xùn)及加工中心實訓(xùn)等機械加工基本技能。電子電工實訓(xùn)和數(shù)控加工實訓(xùn)主要是為后續(xù)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計施工及光伏電池加工封裝實習(xí)打下基礎(chǔ)。

在光伏專業(yè)技術(shù)能力模塊實踐課程中，校內(nèi)實驗實訓(xùn)包括三個方面：一是在太陽能電池工藝及性能實驗室完成太陽能電池串焊、太陽能電池電特性（如太陽電池的開路電壓、短路電流、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等）檢測等訓(xùn)練；二是在太陽能光伏系統(tǒng)實驗室，完成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組裝以及各部分（如蓄電池、控制器、逆變器等）的使用、維護訓(xùn)練；三是在光伏發(fā)電模擬系統(tǒng)實驗室完成LED光伏照明系統(tǒng)、光伏物聯(lián)網(wǎng)氣象站、光伏充電器、光伏屋頂系統(tǒng)、新能源汽車系統(tǒng)等應(yīng)用實驗。條件允許的學(xué)校甚至可以組建達到一定發(fā)電規(guī)模的光伏太陽能發(fā)電站，不但為實驗室提供能源，還可以作為實訓(xùn)基地來使用，讓學(xué)生參與一些管理、維護和檢修工作。

建立校外實習(xí)基地對于光伏專業(yè)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)十分必要。首先，可以解決學(xué)校實驗室建設(shè)經(jīng)費不足的問題。因為一條光伏生產(chǎn)線（尤其是偏中上游的晶體硅太陽電池材料生產(chǎn)線）的投入成本巨大（均在億元以上），學(xué)校不可能建設(shè)一條完整的生產(chǎn)線供學(xué)生實訓(xùn)。建立校外實習(xí)基地可以滿足學(xué)生認(rèn)識實習(xí)（如硅材料的提純、硅棒的拉制等）和生產(chǎn)實習(xí)（如硅棒及硅錠的切片、PN結(jié)的形成、減反射膜的蒸鍍、金屬電極的制作、太陽電池片的層壓封裝等）的需要，從而使學(xué)校可以集中精力建設(shè)投資相對較小的太陽能電池性能測試實驗室及光伏系統(tǒng)應(yīng)用實驗室。其次，學(xué)校可以定期派送校內(nèi)專任教師到合作企業(yè)鍛煉，促進學(xué)校“雙師型”隊伍的建設(shè)。最后，可以解決學(xué)生的就業(yè)問題。因為光伏專業(yè)的就業(yè)面窄，畢業(yè)生的就業(yè)選擇相對較少，校企合作可以很好地解決學(xué)生就業(yè)問題。如江西科技學(xué)院在江西賽維LDK太陽能高科技有限公司及江西晶科能源有限公司建立了校外實習(xí)基地，雙方開展訂單式人才培養(yǎng)，學(xué)生在訂單企業(yè)頂崗實習(xí)和就業(yè)。

參考文獻：

[1]Waldau A J.A European Roadmap for PV R&D [C].3nd World Confe- rence on Photovoltaic Energy Con- version，Osaka：2003.

[2]賈慧敏，趙艷芳，李珍.面向市場設(shè)專業(yè)變中求新建特色[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2005（27）：31-32.

[3]汪祿應(yīng).應(yīng)用型本科教育人才培養(yǎng)目標(biāo)與課程體系建設(shè)[J].大學(xué)教育科學(xué)，2005（2）：42-44.

Analysis on Talents Cultivation Mode of Photovoltaic Specialty of Applied Undergraduate

GUO Lian-gui，ZHANG Hong-tao，ZHOU Qing，ZENG Yu

（Jiangxi College of Science and Technology，Nanchang Jiangxi 330098，China）

AbstractWith the rapid development of the world low carbon economy and the photovoltaic industry in China，a large number of applied undergraduate photovoltaic talents are urgently needed in the market. Based on this，the applied undergraduate colleges should establishthe talents cultivation mode of “two platforms + ability module” combining with the characteristics of talents need of photovoltaic enterprises. “Two platforms” is general education curriculum and basic curriculum in discipline set up in curriculum system， and its objectives are to launch basic knowledge education， basic skills training and basic application ability training for students. “Ability module” means to set up multiple course combinations or practical teaching link combinations and form multiple teaching modules， so as to implement professional knowledge education， professional skills training and application ability training for students.

Key wordsphotovoltaic specialty； applied undergraduate； talents cultivation mode； school-enterprise cooperation