新能源材料与器件专业实践教学体系建设探究
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摘要：为了培养能够从事与新能源材料及器件相关科学研究、产品开发、技术推广与社会服务等工作的技术人才，天津理工大学依托既有的优势学科和先进的科研平台，结合京津冀地区新能源产业的发展特色，明确了新能源材料与器件专业培养目标，构建了新能源材料与器件专业实践教学培养体系，其中包括：优化专业实验、专业基础实验和创新实践教学的课程内容，并对创新实践教学培养模式、创新实践教学平台进行了探讨。
关键词：新能源材料与器件；实践教学；创新实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）15-0238-02
一、新能源材料与器件专业实践教学体系建设背景
为适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要，教育部自2010年7月批准四十所院校开设新能源材料与器件专业，包括中南大学、电子科技大学、四川大学、东南大学、华东理工大学等。新能源材料与器件专业实践教学是保证新能源材料课程教学质量的重要手段，也是突出教学特色、培养专业人才的一个重要的实践环节。目前，由于国内新能源材料与器件专业的开设时间不长、经验不足，该专业本科生实践教学培养模式和培养体系还处于不断探索和完善中。
天津市在京津冀协同发展国家战略的指导下，依据独特的区域优势，在绿色电池、风电、光伏发电等新能源领域形成了较好的产业基础。截至目前，本市拥有新能源企业百余家，初步形成了滨海高新区、开发区、西青区、宝坻区和北辰区5个聚集趋势明显的科技园区。为了培养能够从事新能源产业的专业人才，天津理工大学依托既有的材料科学与工程学院和新能源材料与低碳技术研究院于2016年建立了新能源材料与器件专业。成立不久的新能源材料与低碳技术研究院围绕产能、储能和节能等关键材料与技术，开展新能源材料与器件的研发与性能优化，研究方向包括光电分解水制氢及二氧化碳还原催化材料、新型多孔金属材料与储能器件、吸附分离材料与技术等，现已建成天津市先进多孔功能材料重点实验室、天津理工大学电子显微镜中心、天津理工大学-FEI联合实验室、公共测试平台等多个科研平台，拥有先进的科研测试设备。
二、新能源材料与器件专业培养目标
新能源材料与器件专业是一个交叉性、应用性非常强的专业，教学机构应当注重培养学生对新能源技术与器件技术的应用能力，注重培养学生的实践创新能力。天津理工大学建设规划的新能源材料与器件专业依托既有的优势学科和先进的科研平台定位，需培养具备坚实的材料、物理、化学等专业基础知识，通过新能源材料与技术前沿、储能材料与器件、燃料电池材料与器件、太阳能电池材料及组件、太阳能光燃料技术、太阳能光热-热电技术、半导体照明材料及器件等基础课程和专业课程的学习和训练，掌握新能源材料与器件、系统设计与制造加工、新能源工程技术管理等工程基础知识。
三、新能源材料与器件专业实践教学培养体系
目前，我校的新能源材料与器件专业实践教学由专业基础实验、专业实验、专业综合实验和创新实践教学环节四大部分组成，其中专业基础实验包括材料现代分析技术实验、材料科学基础实验、物理化学实验；专业实验包括新能源材料基础实验；专业综合实验包括新能源材料综合实验；创新实践教学包括新能源材料创新课程、课程设计、认识实习、生产实习。
1.专业基础实验。根据新能源材料与器件专业的培养目标，专业基础实验开设以材料现代分析技术实验、材料科学基础实验、物理化学实验为主线的实验系列，帮助学生理解常用的新能源材料制备方法、性能表征测试方法的原理，熟悉常用的实验仪器及其使用方法，为后续专业实验以及科学研究打好实验基础。
2.专业实验。专业实验服务于后续的专业综合实验及创新实践教学，实验项目的选择是依据本学科特点和自身优势，针对材料科学基础、材料合成与制备等专业核心课程的知识点选定。目前，已开设新能源材料制备、新能源材料性能测试等实验系列，帮助学生全面和系统地掌握多种新能源材料制备方法及结构表征测试方法的原理和使用方法。
3.专业综合实验。专业综合实验内容的选择，需要密切结合区域新能源产业的发展优势和本校既有的科研优势。天津理工大学为了服务于京津冀地区新能源产业的发展需要，实现本科生专业与地方产业的有效对接，目前已经在锂离子电池、燃料电池、超级电容器、太阳能电池等器件的制备及性能研究上形成研究特色。因此，专业综合实验内容的选择主要涉及新能源材料器件的制备方法及性能检测。在储备了物理化学和电化学基础理论内容的基础上，采用电化学分析法进行锂离子电池、燃料电池、超级电容器、太阳能电池等器件的制备及性能研究。通过专业综合实验的学习，让学生认识新能源材料的结构和性能之间的关系，如何根椐实践的需要来设计、合成特定功能的新能源器件。实验方法采用两种方式，第一种方式是在实验室现场合成、组装、测试实验，第二种方式是对现有的新能源材料的质量、性质进行评价、检测。
4.创新实践教学。为进一步提升新能源材料与器件专业学生的创新实践能力和团队协作能力，创新实践教学依托新能源材料与低碳技术研究院及先进动力电池与储能技术协同创新中心双平台实施创新人才培养计划，课程包括：新能源材料创新课程、课程设计、认识实习、生产实习。其中新能源材料创新课程和课程设计主要有国家级和校级国家大学生创新性实验计划项目、各类科技竞赛及科技创新实践活动。学院每年从大学二年级开始选拔并引导学生根据本专业特点，结合自己的兴趣和志向，选定创新性题目，学生在导师的指导下走进实验室，参与教师的课题进行科研训练，在形成系统知识结构的同时，了解本专业方向最新科学研究成果。这种实践教学模式能够启发学生的创新思维，增强学生的创新意识，提高学生的创新能力。
生产实习是将学生在校所学理论知识和工厂生产实践结合，帮助学生熟练应用所学知识解决实际工程技术问题，对提高学生实践创新能力有重要作用，是我校新能源材料与器件专业学生培养的重要实践活动。实习实训基地建设是培养具有实践创新人才的重要保证，目前，本专业已有的校内实习实训基地有：天津理工大学工程训练中心、“先进动力电池与储能技术”校级协同创新中心（共建）及与新能源材料相关的天津市重点实验室。为加强校企间的合作，按照学生校企多赢的思路，建设一批针对不同能力训练的实习实训基地和校企共建实验室，为学生创造接近生产实际和参与真正科研项目的机会。目前已与天津力神电池股份有限公司、中国电子科技集团公司第十八研究所（天津电源研究所）、天津捷威动力电池有限公司、天津巴莫科技股份有限公司、天津三安光电股份有限公司、天津英利新能源有限公司、中国（天津）职业技能公共实训中心等建立了实习实训基地。
四、结语
为了培养出服务国家和京津冀地区的新能源材料与器件专业技术人才，天津理工大学根据该专业特点，围绕学校发展定位和地域特色，明确了新能源材料与器件专业培养目标。同时，进一步探讨了新能源材料与器件专业的实践教学体系，包括专业实验、专业基础实验、专业综合实验和创新实践教学，期望通过实践教学体系的建立能够提升学生的创新能力和实践能力，全面提高教学质量和毕业生的综合素质。
参考文献：
[1]鲍俊杰，潘轸.新能源材料与器件专业第二课堂实践教育探索[J].广州化工，2014，（23）：205-207.
[2]滕晓云，杨景发，王淑芳，等.基于实践能力培养的新能源材料与器件专业实验[J].实验室科学，2017，20（3）：78-80.
[3]刘学东，邵理堂，李新华，等.新能源科学与工程专业实践教学体系建设的探索与实践[J].大学教育，2016，（5）：128-130.
[4]饶政华，廖胜明，周继承.新能源科學与工程专业实践教学体系研究[J].大学教育，2017，（9）：42-44.
[5]高海丽，王利霞，张勇等.提高新能源材料与器件专业生产实习质量的几点思考[J].河南化工，2017，（2）：61-63.
[6]武元鹏，李星，李海敏等.新能源材料与器件专业生产实习教学探索[J].广东化工，2016，43（4）：149-150.
[7]常启兵，曾涛.以问题为导向的新能源材料与器件专业工厂实习实践教学探索[J].教育教学论坛，2016，（44）：194-195.
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