基于新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)新工科人才培養(yǎng)的思考與實(shí)踐

劉景東　曾慶新　袁耀鋒

摘要：為了適應(yīng)新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院積極調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，改革課程設(shè)置，完善實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)，充實(shí)課程內(nèi)容，形成了一套有效的新工科人才培養(yǎng)體系。相信該培養(yǎng)體系將培養(yǎng)出更多更好的新能源汽車行業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：新工科；人才培養(yǎng)；目標(biāo)導(dǎo)向教育

中圖分類號(hào)：G645 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）50-0096-02

一、引言

新工科人才要求不僅在某一學(xué)科專業(yè)上學(xué)業(yè)精深，同時(shí)還應(yīng)具有“學(xué)科交叉融合”的特征；不僅能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決現(xiàn)有問題，還有能力學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)去解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題，這種類型的人才要對(duì)產(chǎn)業(yè)與未來技術(shù)起到引領(lǐng)作用[1]。顯然，該目標(biāo)的達(dá)到，必須大力發(fā)展本科教育，從本科人才中去挖掘培養(yǎng)[2]。我國(guó)現(xiàn)已形成“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)，各高校都在積極培養(yǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的新工科人才。目前新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，如福建省近期發(fā)布《福建省新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2017—2020年》，計(jì)劃到2020年，新能源汽車產(chǎn)能要達(dá)到30萬(wàn)輛以上，實(shí)現(xiàn)新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值突破1800億元。從全國(guó)范圍看，國(guó)家倡導(dǎo)純電動(dòng)汽車發(fā)展，市場(chǎng)滲透率逐年上升。這種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，急需大量的適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的新工科人才[3]。

新能源汽車是指用非常規(guī)車用燃料作為主要或次要?jiǎng)恿碓矗缂冸妱?dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車等；或使用常規(guī)車用燃料，但采用新型車載動(dòng)力裝置，如燃料電池動(dòng)力車等。新能源汽車的核心部件為動(dòng)力電池、電機(jī)電控，其中動(dòng)力電池居于發(fā)展的中心地位，其研發(fā)、制作需要既懂電化學(xué)基礎(chǔ)理論、又精通電池裝備技術(shù)的人才。動(dòng)力電池人才培養(yǎng)的成敗決定了新能源汽車事業(yè)的成敗，沒有一個(gè)強(qiáng)大的中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)人才支撐，就不可能有強(qiáng)大的中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想只是一句空話[4]。

新能源汽車電池的技術(shù)創(chuàng)新要有整個(gè)國(guó)家的總體布局，企業(yè)是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的主體。人才更是新能源汽車行業(yè)發(fā)展的重要因素，應(yīng)該大力發(fā)展新能源汽車電池行業(yè)人才的培養(yǎng)。從福州大學(xué)層面來說，一定要?jiǎng)?chuàng)立以提升大學(xué)生創(chuàng)業(yè)精神、創(chuàng)新意識(shí)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目的的教育教學(xué)模式，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)進(jìn)取精神完美融入到校園文化之中，積極疏導(dǎo)大學(xué)生關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)正向激勵(lì)機(jī)制，逐步地提高大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)與企業(yè)“合作辦學(xué)、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展”。

從學(xué)院層面來說，一定要以建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室為抓手，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)融入到具體的每個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上，要構(gòu)建一個(gè)體系完整且操作性強(qiáng)的實(shí)踐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目申請(qǐng)、人才培養(yǎng)融合一體，共同為新能源汽車電池行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀人才。目前教育部倡導(dǎo)新工科實(shí)踐與研究，福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院適應(yīng)政策，調(diào)整了對(duì)本科生集中實(shí)踐性環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，以畢業(yè)生在畢業(yè)后能很快適應(yīng)新能源汽車電池產(chǎn)業(yè)的崗位為目標(biāo)，進(jìn)行了一系列改革。

二、基于學(xué)生能力產(chǎn)出的反向課程設(shè)置

高校必須一方面把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生就業(yè)緊密結(jié)合，另一方面要做好涉及長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)的學(xué)科建設(shè)[5]。新能源汽車電池行業(yè)要求有很深的電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和適應(yīng)市場(chǎng)研發(fā)能力的較強(qiáng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ娜瞬臶6]。為此，福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院開設(shè)有關(guān)電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的《應(yīng)用電化學(xué)》《鋰離子電池組裝實(shí)驗(yàn)》《新能源汽車鋰電池管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》等課程，其中后兩門為實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的時(shí)間占到課程總學(xué)時(shí)的80%以上。結(jié)合集中性實(shí)踐環(huán)節(jié)包括：綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)180學(xué)時(shí)，7.5學(xué)分，畢業(yè)實(shí)習(xí)（科研訓(xùn)練）7學(xué)分，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17學(xué)分，基本能適應(yīng)新能源汽車行業(yè)人才培養(yǎng)的需求。其中畢業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)院積極聯(lián)系新能源汽車電池相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，也允許學(xué)生自己聯(lián)系相關(guān)企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)；畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，允許學(xué)生帶著企業(yè)提出的課題作為學(xué)生畢業(yè)論文選題，學(xué)院配備相應(yīng)的校內(nèi)導(dǎo)師。

加強(qiáng)選修課《應(yīng)用電化學(xué)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)，《應(yīng)用電化學(xué)》為32學(xué)時(shí)，2學(xué)分，于第6學(xué)期開課，每周4學(xué)時(shí)，配備5位教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，全面增強(qiáng)學(xué)生的電化學(xué)知識(shí)與鋰電池知識(shí)，外聘一名企業(yè)導(dǎo)師，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行講課。新開《鋰離子電池組裝實(shí)驗(yàn)》課，共2學(xué)分，48學(xué)時(shí)；新開《新能源汽車鋰電池管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》課，作為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐必修課，共3學(xué)分，72學(xué)時(shí)。

改革后的實(shí)踐性環(huán)節(jié)更注重學(xué)生問題導(dǎo)向，企業(yè)實(shí)際課題需求導(dǎo)向，綜合實(shí)驗(yàn)的課題設(shè)置靈活，不僅以教師的科研課題為背景，也根據(jù)企業(yè)需求設(shè)置課題。突出以學(xué)生為中心，注重提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

三、實(shí)踐條件建設(shè)的完善

福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院為了適應(yīng)培養(yǎng)新工科人才的需要，在實(shí)踐條件建設(shè)上進(jìn)行了一系列改革舉措，主要有：（1）《新能源汽車電池管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》條件的改善，化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是福州大學(xué)“211”工程教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，為了適應(yīng)新工科的發(fā)展，專門開設(shè)兩間45m2實(shí)驗(yàn)室，按照創(chuàng)業(yè)實(shí)踐用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)裝修，如加裝空調(diào)，準(zhǔn)備室和實(shí)驗(yàn)室分開等。該實(shí)驗(yàn)室用于學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，學(xué)院接受學(xué)生提出的課題，對(duì)課題完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。（2）建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，學(xué)院與企業(yè)緊密合作，購(gòu)進(jìn)《新能源汽車鋰電池管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（THNEDG-3）》，配套經(jīng)費(fèi)購(gòu)買電化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相應(yīng)的儀器設(shè)備，如鋰電池系統(tǒng)仿真軟件、鋰電池模塊等。該實(shí)驗(yàn)室能實(shí)現(xiàn)合作專業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的教學(xué)及實(shí)驗(yàn)環(huán)境；提供每次約30名學(xué)員進(jìn)行教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的高質(zhì)量學(xué)習(xí)及研究環(huán)境；進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)覆蓋《應(yīng)用電化學(xué)》《鋰離子電池組裝實(shí)驗(yàn)》《新能源汽車電池管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》等課程的特定知識(shí)點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)室將同時(shí)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目申請(qǐng)與人才培養(yǎng)等功能，模擬真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境，是學(xué)生就業(yè)前的預(yù)演地點(diǎn)。

四、課程內(nèi)容的改革

《應(yīng)用電化學(xué)》課程突出化學(xué)電源的知識(shí)，包括電極過程動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、實(shí)用化學(xué)電源分類、性能指標(biāo)等，把電池的制備及與電池性能相關(guān)的電化學(xué)知識(shí)放在首要位置。學(xué)生在完成必修課《物理化學(xué)》課程后，完成對(duì)電解質(zhì)溶液理論、可逆電極、可逆電池的理論知識(shí)后，在《應(yīng)用電化學(xué)》課程進(jìn)一步加深化學(xué)電源的實(shí)踐知識(shí)，與2011年版《應(yīng)用電化學(xué)》教學(xué)大綱相比，削減金屬腐蝕、電鍍等知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)，加大鉛酸蓄電池等知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)。《鋰離子電池組裝實(shí)驗(yàn)》突出正極材料制備技術(shù)，課堂授課包括鋰離子電池的工作原理、性能指標(biāo)，正極材料的制備方法（高溫固相法、溶膠凝膠法、水（溶劑）熱合成法等）介紹，約6學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)部分各安排一次正極材料的制備方法實(shí)驗(yàn)和扣式鋰離子電池組裝，約42學(xué)時(shí)。《新能源汽車電池管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》突出動(dòng)力電池的容量管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)，包括動(dòng)力電池性能測(cè)試與評(píng)價(jià)、動(dòng)力電池建模與仿真，動(dòng)力電池管理系統(tǒng)平臺(tái)參數(shù)使用等。其中理論授課部分12學(xué)時(shí)，蓄電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)、上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)兩者合計(jì)60學(xué)時(shí)。

經(jīng)過精心選擇課程內(nèi)容，注意內(nèi)容的銜接性、實(shí)用性和可操作性。基本滿足動(dòng)力電池相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐操作能力，經(jīng)過一輪的教學(xué)實(shí)踐后，反映效果良好。

五、結(jié)語(yǔ)

適應(yīng)國(guó)家新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院積極進(jìn)行教學(xué)改革，調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，形成有效的新工科人才的培養(yǎng)體系。相信經(jīng)過幾年的努力，必將使該培養(yǎng)體系符合新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，為國(guó)家培養(yǎng)更多更好的新能源汽車行業(yè)人才。

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