福建师范大学:在实践中推进新能源科学与工程专业建设

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与目前我国新能源产业蓬勃发展的势头形成鲜明对比的是,推动新能源产业技术进步和行业发展的人才供给明显不足.高素质专业人才的缺失,已对新能源产业的健康发展产生不利影响.因此,丞待开展对新能源专业人才的培养.福建师范大学于2011年开设新能源科学与工程专业并开始招收第一届本科学生.两年来,学校围绕人才培养模式、专业建设等方面进行了积极地探索.

人才培养模式

专业建设目标

探索“学校主体、行业指导、校企合作”的多层次专业建设机制,深化“做中学,学做合一”工学结合的人才培养方式.将新能源科学与工程专业建设成为教育理念先进、软硬件条件完备、人才培养质量优良和经济社会服务功能良好的特色专业,努力成为新能源行业高技术人才培养的摇篮.

人才培养目标

专业面向市场需求、产业和领域需求,从知识、能力和素质的三维空间构建人才培养体系,培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高,且具有面向产业和领域需求的研发能力、工程组织和管理能力的创新型、复合型专门人才.学生毕业后有能力作为新能源材料研究、工程设计与开发、LED照明工程、太阳能光电/光热和储能系统及能源工程控制的教学科研、技术开发、新工艺和新技术、工程应用和技术管理的跨学科复合型专门人才.

人才培养规格

学生主要学习新能源及其利用、能源工程控制的基本理论,掌握各种能量转换与有效开发利用的理论与技术,接受现代工程师的基本训练,具备进行新能源相关领域的材料研发、系统设计与控制、新工艺/新技术设计和工程应用等综合能力.

(1)知识体系上,要求:①具有良好的数学、物理、电子、化学等方面的基础理论知识;②较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括太阳能光电/光热、LED发光照明、新型储能系统、材料科学基础、电子电路、计算机语言基础知识;③较系统地掌握本专业领域的专业理论、基本技能,具有从事专业生产、技术管理、工艺设计、性能测试以及新产品、新技术、新工艺及系统集成控制的研究与开发能力;④了解相近专业(如材料物理、自动控制、物理化学和物理学等)的一般原理和知识;⑤了解本专业领域的新成果和发展趋势,熟悉国家关于新能源产业与工程研究、科技开发及相关产业政策,国内外知识产权等方面的法律法规.

(2)能力要求方面,要求具备:①新能源相关的新产品、新技术、新工艺及系统集成控制的研究与开发能力;②熟练的计算机应用能力,具备材料设计和工程应用的编程能力;③外语的听、说、读、写、译基础,能阅读本专业外文书刊;④获取新知识的能力和追踪本学科发展动态的能力;⑤创新意识和一定的创新能力,具备撰写论文或技术报告的能力.

专业支撑条件建设

学科与学位点

专业拥有物理学一级重点学科作为学科支撑,拥有物理学一级学科博士点、能源与材料物理二级学科博士点、能源与材料工程硕士点3个支撑学位点.至此,学院拥有新能源科学与工程从本科到博士完整的培养体系.

师资队伍

专业现有专任教师12名,其中高级职称教师5名,具有博士学位8名,教师的专业方向涉及新能源材料、能源工程、电子及控制,师资队伍专业结构有效保证了人才培养模式的实施.近几年来,专业教师在科研方面承担了与可再生能源有关的包含863、国家自然科学基金、省科技重大专项以及产学研合作项目等10多个项目.在太阳能应用方面,开发生产太阳能集热板的关键技术和光热系统控制技术,研制太阳能光伏发电系统的关键技术和工程应用开发、开展太阳能电池材料基础研究;在锂离子电池方面,在锂电池正(负)极材料、电池块关键技术、电解液添加剂和锂电池研发平台等方面都具有很扎实的研究和应用开发基础.这些科研工作保障了本科专业的培养层次和行业竞争力.

完备的实验条件

新能源科学与工程专业是一门实践性很强的实验科学,因此,在课程设置中加强了实践环节设计,包括大学物理实验、大学化学实验、电子电工实习、工程训练(包括光伏、光热工程、锂电池生产、能源控制工程)等诸多重要实习实践环节.2013年获批福建省先进材料与新能源工程实验教学示范中心,建成了新能源基础实验室、新能源综合实验室以及专业创新实验室.其中,专业创新实验室主要包含纳米技术、锂电池技术、太阳能技术三个创新实验平台.尤其是已建成了100kW校内太阳能光伏发电实践基地和校内锂电池工程化实训中心.这些为学生实践能力和创新能力的培养打下了坚实的基础.同时,学院拥有福建省量子调控与新能源材料重点实验室,为本科生课外科技项目和毕业设计提供重要的实验条件.

校外实践实训基地

与飞毛腿(福建)电子有限公司、福建福晶科技股份有限公司、福建星网视易信息系统有限公司、福建三元达软件公司、福州众望达太阳能科技有限公司、福州日同辉太阳能应用技术有限公司等开展校企合作,建立大学生实践基地.2012年获批福建省“大学生校外实践教育基地”建设项目——飞毛腿(福建)电子有限公司.

主要专业方向

(1)太阳能光伏.包含太阳能电池材料与太阳能发电工程两个子方向.前者着重于太阳能电池材料性能改进、新型太阳能电池材料研发工作;后者着重于太阳能发电系统设计与模式运行研究、能源智能控制以及系统应用推广.


(2)太阳能光热.包含太阳能光热材料与太阳能光热工程两个子方向.前者着重于太阳能光热转换材料性能及新材料研究;后者主要开展光热工程系统设计、运行管理以及能源智能控制.

(3)锂离子电池.包含锂离子电池材料研究与锂电池工程化两个子方向.前者着重于储能材料性能及新型锂离子电池材料体系研究;后者主要开展锂电池生产与运行管理.

(4)智能能源测控.利用现代化通讯技术、嵌入式硬件技术、数字通讯及存储技术、传感器及控制技术以及最先进的计算机及网络技术,从能源管理角度开展节能、能源智能测量与控制研究.

需要进一步改进的工作

福建师范大学新能源科学与工程专业从专业设置至今仅实施2年,从专业的人才培养模式到课程设置和具体的实施过程,不可避免的存在一些问题,在积累专业建设经验的同时,在教材、师资、平台建设、科技活动等方面仍需不断改进和优化.

(1)教材问题.目前,需要做好新能源科学与工程专业的核心课程,特别是专业实验课程的教材建设.如新能源专业基础实验和综合实验课程,可结合实验项目开设、仪器选择先编写实验讲议义,经过几年的不断完善,编写出具有一定特色的专业相关实验教材.

(2)专业教师问题.当前,具有工科背景的教师很少,在今后的专业建设中,完善师资队伍专业结构将是一大任务.

(3)实践平台建设问题.通过多种方式,加强校内外专业实训平台的建设.可以积极引进企业建立校内生产性实训基地、建立“新能源工程中心”、“新能源电子实训基地”等,强化学生的实践能力.

(4)学生课外科技活动问题.在专业建设中应该考虑学生课外科技活动的有效组织以及软、硬件配套支持.此外,可以考虑与企业合作,开展横向学生课外科技项目研究.(作者陈水源系福建师范大学物理与能源学院系主任;赖发春系副院长;郑志强系副院长;黄志高系院长)

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