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摘要在實現新能源技術突破的過程當中,培養具有豐富實踐知識的新能源人才具有重大戰略意義。工程訓練課程是新能源學生培養過程中課堂知識與工程實踐的有效鏈接。但由于可借鑒的經驗少,人才培養過程當中的課程設置等問題極大阻礙了人才培養的質量與進程。建設具有豐富實踐經驗的教師隊伍,探索新型教學模式就顯得尤為重要。教師教學能力的提升、微視頻資源的設計與開發、教學模式的探索與完善等措施將有助于新能源工程訓練課程教學模式的完善,并推動新能源人才培養質量的提升。
關鍵詞工程訓練人才培養教學模式新能源材料與器件
1新能源材料與器件本科專業工程人才培養現狀及存在的問題
1.1新能源材料與器件本科專業工程人才培養現狀
至2018年,新能源專業的畢業生只有四屆。因此,相關學科建設還處于探索階段,缺乏較為系統的辦學經驗。為避免新專業建設中的盲目性,確保新辦專業的辦學水平,保證人才培養的質量,教育部和全國開設該專業的各高校都積極舉辦研討會,探討相應的對策[4]。這些研討會及時總結和交流了在當前能源缺乏的大背景下新能源材料與器件專業方向面臨的機遇與挑戰,深入討論了該專業人才培養的目標以及企業對該專業人才素質的要求,交流和研討了該專業培養方案與課程設計、實驗課程建設工作與教學技巧及提高課程教學質量的措施。
1.2新能源材料與器件本科專業工程人才培養存在的問題
在新能源人才培養方面碰到了許多問題。第一,在新能源專業培養目標的具體實現過程中的課程設置問題,現有的課程設置主要還是傳統的理論教學為主,不適合新專業的要求;第二,實驗課程教學過程中驗證性實驗過多,與企業實際生產應用過程結合的創新性實驗比例太少。第三,目前的教學手段形式單一,缺乏與學生有效的互動[5]。特別是對于實踐類課程,目前主要的手段是進行專業綜合實驗訓練和生產實習。而工程訓練課程,其內容設置仍舊主要是圍繞機械加工等方面[6-7],對于新能源材料與器件的專業針對性相對較弱,特別是對于器件組裝,大多數學生還無法得到充足的訓練。目前我校新能源材料與器件專業在工程訓練教學過程中主要存在以下問題:(1)讓學生動手的實驗課時不足,難以保證培養質量。由于實驗設備數量和實驗教學課時的限制,在上實驗課時,教師多以講授為主,相應的實驗課程則主要采用實驗操作步驟加演示的模式,壓縮學生實驗操作環節。(2)實驗教學模式單一、缺乏創新。教師的工程訓練方面本身所得到的培訓都有限。從事該課程的教師大多在科研崗位方面,教師本身沒有足夠的時間與精力投入到產業化經驗的學習與訓練當中,導致給學生上課只能主要依賴網絡來收集相關資料。這顯然無法滿足學生對實踐知識的渴求。(3)學生實驗操作水平不均,實踐教學難度加大。新能源材料與器件專業的學生來自不同地域,實驗動手能力有著很大的區別,采用單一的案例教學無法兼顧到每個學生的實際情況,實驗教學難度大大增加。(4)生產設備相對匱乏,開設時間課程成本較高。對于新能源器件的組裝環節,以鋰離子電池為例,工業化使生產設備相對較多,實驗所用材料價格相對較為昂貴,每次實驗從配料到電池裝配完成所需成本將近萬元,這也是工程訓練課程有效開設的阻礙。
2工程訓練是新能源材料與器件專業學生“軟實力”增長的有效途徑
工程訓練教學是高校本科教學的重要教學環節,是高校培養學生工程實踐能力和創新能力的重要途徑,也是新能源學生培養過程中課堂知識與工程實踐的有效鏈接。對于研究型大學來講,特別要加大工程訓練教學改革的力度,轉變傳統教學模式,培養出具有較強的適應能力、創新能力和競爭能力的復合型高級工程技術人才。目前新能源材料與器件專業絕大多數課程是以理論教學為主,學生在動手和實踐以及其他能力培養方面相對欠缺。由此可見,工程訓練的教學對于工科學生的能力提升起到了至關重要的作用,合理開設工程訓練是增強新能源材料與器件專業學生“軟實力”的有效途徑。
3新能源材料與器件專業工程訓練課程教學模式改進措施和辦法
我們將整個工程訓練教學完善過程分為三個部分:教師教學能力的提升、微視頻資源的設計與開發、教學模式的探索與完善。
3.1教師的實踐能力培養
每年度對新能源相關實際應用材料、生產設備以及工藝步驟等進行調研和總結,了解行業發展現狀與動態;定期對進行工程訓練課程教學的老師進行工程實踐能力培養,包括到工程生產一線進行參觀交流。在參觀交流過程中進行實地的觀察與研究,總結當前工藝、設備等存在的問題及解決方法。從而增強自身實踐與工程經驗的積累,提升工程訓練教學能力。
3.2微視頻資源的設計與開發及應用效果
首先,在不涉及企業機密的前提下,教師在生產實踐過程中進行微視頻初步錄制,拍攝生產過程中所需的原料,原料加工步驟,設備及設備運行等;其次,將文字和聲像元素融為一體,整理完善初步錄制的微視頻;最后,將微視頻加入到教學過程中,刺激學生的多種感官并將復雜的知識變得更加形象、直觀,促進學生對知識的理解,激發其學習興趣。
3.3新型工程訓練教學模式探索
將新能源材料與器件專業工程訓練教學過程以如下四個步驟展開:即學習資源準備、學生自主學習、課堂活動和模式設計等,將研討式、參與式、探究式等強調學生主體地位的教學模式有機融入工程訓練的教學中,增強學生自主性。總結和優化工程訓練教學優點和缺陷,探索基于微視頻教學資源背景下學生自主學習的途徑和方法,將以往的“老師教什么-學生學什么”的模式調整為以目標考核模式,要求學生多思考,多總結,解決工程訓練課程中的學生被動學習問題。
4結語
新能源技術是21世紀世界經濟發展中最具有決定性影響的五個技術領域之一,在實現新能源技術突破的過程中,培養具有豐富實踐知識的新能源人才具有重要的戰略意義。工程訓練教學是高校本科教學的重要教學環節,是高校培養學生工程實踐能力和創新能力的重要途徑,也是新能源學生培養過程中課堂知識與工程實踐的有效鏈接。但由于可借鑒的經驗少,人才培養過程當中的課程設置問題,實驗課程教學過程中與企業實際生產應用過程結合的創新性實驗比例太少等問題極大阻礙了人才培養的進程。因此,建設具有豐富實踐經驗的教師隊伍,探索新型教學模式就顯得尤為重要。除本文總結的教師教學能力的提升、微視頻資源的設計與開發、教學模式的探索與完善三點之外,必要的基礎建設及相關實驗平臺的搭建也是非常重要。結合教師所在學校的基礎條件以及學生的特點,總結相應的教學模式,才能最終培養出符合當前社會發展需求的專業人才。
參考文獻
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[2]楊振華,劉運牙,謝淑紅,雷維新,王金斌.基于翻轉課堂的新能源材料與器件專業實驗教學模式的研究[J].科教文匯(上旬刊),2016(1):44-45.
[3]李品將,法文君.《新能源材料與技術》課程教學實踐與探索[J].能源與環境,2011(3):36-37.
[4]謝娟,周瑩,王虎.淺談新能源材料與器件專業課程與教學資源建設[J].科教文匯,2013(6):78-79.
作者:雷維新 盧芳 潘勇 謝淑紅 楊振華 鄒幽蘭 單位:湘潭大學材料科學與工程學院 湘潭大學物理與光電工程學院