與行業標準相適應的本科光伏課程內容改革探索

黃增光 宋曉敏 史林興 孫慶強 丁瑞強 徐超 周朕

摘 要：光伏相關本科課程的特點是與光伏產業聯接緊密，然而目前許多本科光伏課程內容與現有光伏產業技術出現脫節現象，特別是行業標準相關內容，目前仍基本處于空白狀態。因此，優化本科光伏課程內容體系、建立與行業標準相適應的課程體系，對光伏本科相關專業和光伏產業均具有重要意義。本文以新能源科學與工程本科專業人才培養為例，探索在本科課程內容體系中有機融入光伏產業標準的新路徑，這些課程內容體系包括培養方案、教學計劃、教案、課程內容、期末考試、實習實訓以及畢業設計等環節。通過建立與光伏產業標準相適應的課程內容體系，可以解決光伏課程諸多內容與現有光伏產業技術脫節、學生光伏標準方面知識缺陷、畢業后融入產業時間長等問題，從而完善本科光伏人才培養體系，提升與行業相適應的人才培養質量，為光伏行業源源不斷的提供高素質綜合應用性人才。

關鍵詞：行業標準 本科專業 光伏課程 教學改革 人才培養

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（b）-0184-03

近十幾年來，我國光伏產業飛速發展；在未來相當長的一段時間內，太陽能光伏產業更將是我國可再生能源發展戰略的重要組成部分[1]，到2030年我國累計光伏裝機總量的積極目標是800GW，2050年這一數值更是達到了2500 GW，光伏裝機比例達到39.18%。要想實現這一宏偉目標，不但需要國家在產業政策上的對太陽能光伏產業大力扶持，更需要在光伏產業人才培養上做好頂層設計，從而實現優質光伏人才對光伏產業的源源不斷的輸出，提供光伏產業向前發展的第一推動力。

承擔光伏人才培養的主體是高校，高校的人才培養質量決定著光伏產業的未來，而本科課程體系架構是人才培養的重要環節[2-3]。目前，光伏專業人才培養主要依托新能源科學與工程、新能源材料與器件兩個本科專業以及相關的研究生培養，教育部于2011年設立兩個專業，距現在只有短短6年時間。我校新能源科學與工程專業從2009年設置光伏班、2011正式培養新能源科學與工程本科人才，專業課程體系的諸多方面處于發展更新的階段。據已經畢業的學生反饋，光伏方面課程的諸多內容與現有光伏產業技術出現脫節，特別是與光伏專業行業標準相適應的專業課程內容，目前仍基本處于空白狀態。因此優化本科光伏課程內容體系，建立與行業標準相適應的培養計劃，對光伏產業和高校光伏相關專業來說均具有重要意義。

本文以新能源科學與工程本科專業人才培養為例，探索在本科課程內容體系中有機融入光伏產業標準的新路徑，這些課程內容體系包括培養方案、專業主干課程、實習實訓以及畢業設計等環節。通過建立與光伏產業標準相適應的課程內容體系，可以解決光伏課程諸多內容與現有光伏產業技術脫節、學生光伏標準方面知識缺陷、畢業后融入產業時間長等問題，從而完善本科光伏人才培養體系，提升與行業相適應的高端光伏人才培養質量。

1 建立與行業標準相適應的培養方案

培養方案是專業人才培養的具體實施計劃，建立與行業標準相適應的培養方案是優化課程內容體系的第一步。下面以我校新能源科學與工程專業人才培養方案為例，展示培養方案的優化方案。

（1）培養目標中明確寫明“行業標準”相關培養方向，具體如下。

培養適應新能源行業發展需求，具有扎實理論基礎、熟悉光伏光熱行業標準、較強工程實踐和創新思維能力、高素質的高級應用型工程技術人才。學生畢業后能夠在太陽能電池設計與制造、光伏系統設計等技術領域從事產品研發、設計、制造、營銷和技術維護及相關項目管理等工作。

（2）畢業要求中明確寫明要求學生掌握與行業標準相關的課程內容或實訓內容。如，掌握工程技術基礎知識，側重于行業標準的掌握，并應用工程技術知識解決實際工程問題。能夠針對新能源科學與工程相關復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的標準、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對新能源科學與工程復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。

（3）建立與行業標準相適應的課程內容體系包括《太陽電池》課程內容和《太陽能光伏發電系統》課程。目前高校采用的光伏課程教材關于光伏標準方面基本上處于空白，要建立與行業標準相適應的課程內容體系可以采用自編教材或采用幾種教材結合。

（4）實訓實習環節注重行業標準因素的融入。學生專業實訓實習環節通過走進標準認證機構、質量檢測和認證機構參觀、實習，從程序和內容上對行業標準的制定全面、深入的了解和掌握，真正體會行業標準對光伏產業的作用和意義。

（5）畢業設計中注重行業標準內容的嵌入。畢業設計是學生走向工作崗位的最后一站，同時也是培養學生動手實踐能力、提高綜合運用知識能力的重要途徑，所以，在畢業設計中融入行業標準因素，可以使學生快速融入光伏產業，提高工作效率。目前，我校在畢業設計題目設立、外文翻譯以及器件測試等環節均體現行業標準內容。

2 課程內容體系優化

與行業標準相適應的課程內容是光伏課程體系優化的核心，下面以《太陽電池》課程為例，說明課程內容體系優化的步驟

2.1 教學進程表

實際教學進程如表1所示。

2.2 課程教案

實際課程教案如表2所示。

2.3 行業標準相關課堂內容

行業標準相關課堂內容，如表3所示。

思考：行業標準對組件測試的指導意義與國家標準及國際標準的區別？

課后小結：

1.結合I-V曲線，講清兩個不匹配電池串并聯時發生功率損耗的具體情況，給出理論關系式，

2.太陽電池組件標準中的國際、國內權威測試機構有哪些？測試步驟是什么？

2.4 期末試卷

期末試卷選擇題舉例

3 反饋效果

目前，該新型課程體系已經試用一個學期，根據采用光伏行業標準課程體系的前后效果對比，采用新課程體系的效果明顯好于采用前，特別是課堂上學生的反應與互動、實踐環節學生的認知情況、實習公司對行業標準的相關知識的要求以及光伏課程本身對行業標準內容的需求，新課程體系的學生滿意度明顯好于以前。

不足之處是光伏標準課程內容加入后，學時略顯不足。例如，新能源科學與工程的專業主干課《太陽能電池》標準學時是56學時，3.5學分，加入大約8學時左右的光伏標準課程內容后，勢必要削減其他內容。在實際操作中，因為本專業也開設《固體電子學》課程，學生基本具備了半導體相關的基礎知識，所以削減了第二章半導體基礎相關內容。

4 結語

建立與行業標準相適應的光伏課程體系取決于光伏課程與光伏產業聯接的緊密性，符合光伏行業和相關高校光伏專業的發展趨勢[4-5]，是未來新能源科學與工程、新能源材料與器件專業的發展方向。根據我校新能源科學與工程專業實施一年的與光伏標準相適應的課程體系優化，在培養方案和課程內容體系方面均建立起與光伏行業標準相適應的框架與內容，學生的反饋包括課堂反應與互動、實踐環節學生的認知、實習公司對行業標準的相關知識要求以及光伏課程本身對行業標準內容的需求，顯示采用與光伏標準相適應的新課程體系的效果明顯好于以前。當然，采用新課程體系后，相關的后續配套課程改革包括課時的增加或調整、畢業學生情況跟蹤等也必須進行，以保證新課程體系良好的學業效果和就業效果，真正培養學生從事光伏行業的實戰能力，為我國光伏行業源源不斷地輸送綜合應用性高端光伏人才。

參考文獻

[1] 沈文忠.太陽能光伏技術與應用[M].上海：上海交通大學出版社，2013.

[2] 于瓊燕，劉帥帥，李海東，等.本科院校光伏專業課程教學方法的改革[J].山東化工，2016（45）：139-140.

[3] 蔣榮立，高慶宇，何亞群.能源特色高校的化學實驗課程體系改革與創新人才培養[J].中國大學教學，2009（11）：35-37.

[4] 張巧杰，白連平，楊秀媛.太陽能光伏發電技術課程改革初探[J].教育教學論壇，2014（49）：131-132.

[5] 李靜.淺談光伏發電技術應用專業人才培養模式與課程體系的改革[J].牡丹江大學學報，2013（12）：162-163.