面向锂电卓越工程师培养的新模式探索论文

2025-03-18 12:04:37 来源: 作者:xuling
摘要:我国正处于实现中华民族伟大复兴、完成第二个百年奋斗目标的关键时期,推进高素质工程技术人才培养具有十分重要的意义。能源转型与升级为各领域实现进步与突破提供动力保障,锂电新能源是其中较为重要的力量之一。
摘要:我国正处于实现中华民族伟大复兴、完成第二个百年奋斗目标的关键时期,推进高素质工程技术人才培养具有十分重要的意义。能源转型与升级为各领域实现进步与突破提供动力保障,锂电新能源是其中较为重要的力量之一。江西理工大学经过长期建设,在锂电新能源领域拥有良好基础,教研团队聚焦该领域工程技术人才培养中的突出问题,从学习氛围、师资队伍、培养目标、平台建设、培养模式五方面提出了改革举措,初步形成了一条适合国情、校情的工程师培养思路。
关键词:锂电;新能源;工程师;教育改革
当今世界正经历百年未有之大变局,新的工业革命正在孕育。每一次的工业革命都深刻改变了世界的发展面貌和基本格局,而这一次的深刻程度或将空前[1]。能源的转型与升级揭开了新变革的序幕,将为各领域进步与突破提供动力保障。与此同时,“如何培养人”在社会范围内引发深度思考。
在党*央的正确指导下,近年来,以锂电新能源为代表的重点产业发展效果显著。我国锂电新能源产业快速发展,持续提质升级,跻身世界前列。工业和信息化部公布的数据显示,2023年我国锂电池总产量超940 GWh,行业总产值超1.4万亿元[2]。2022年,中国动力电池占全球市场份额约60%,国际市场上已掀起属于中国的新能源风暴,锂电池和电动载人汽车、太阳能电池一起并称为我国外贸出口的“新三样”[3]。面对产业、经济发展的新形势,党*央敏锐意识到当前高等教育模式与社会发展不适应的矛盾,并进行了积极决策和部署。2010年,教育部发布“卓越工程师教育培养计划”,旨在培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[4],并于2022年确立首批18个国家卓越工程师学院。2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设[5],全力探索领跑全球工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设。
江西理工大学正积极推进新工科建设,探索工科人才培养新模式,努力为有色金属行业和区域经济社会发展输送创新性人才[6]。经过多年发展,江西理工大学该方向已拥有国家级一流本科专业建设点1个,省级科研平台2个,标准化电池中试线1条;此外,自主培育规上企业2家,贯穿产学研的“一站式”人才培养体系初步形成。江西省锂矿资源丰富,锂电新能源产业起步较早,2022年实现营业收入2352.8亿元[7],因此,在创新锂电特色方向人才培养上,江西理工大学拥有得天独厚的优势。
一、当前锂电工程师培养过程中存在的问题
对于工程师的培养而言,本科教育十分关键。经过中学阶段的系统学习,大学生大多已经掌握了数学与科学的基本知识,对世界的运行规律有了一定认识。本科阶段教育在优化学生知识结构的同时还需培养学生运用知识解决问题的能力。通过对江西理工大学本科生培养现状的调研,发现三大突出问题。
(一)学生潜在学习意愿难以激发
客观上,一些基础理论课程(如高等数学、大学物理、大学化学等)学习难度较大,加上课程节奏较快,一些学生在中途掉队后难以跟上节奏,可能会出现放弃学习的情况;主观上,部分学生有畏难情绪,尤其是一部分人先入为主,认为所学知识没有实际用途,从而给自己找到一个不学的借口。好奇心是促使人主动学习的种子。实际上,传统高强度的应试教育对好奇心是一种伤害,会减弱学生对未知的探索欲望,尤其是在当前“即时满足”风气之下,学习这类具有“延时满足”属性的活动受到挑战,难以激发学生的潜在学习意愿。
(二)教师队伍从业经历单一
目前,高校大多数教师从业经历相似,即从本科一直升学至博士,毕业后进入高校开展教学、科研,缺乏产业、行业从业经验。他们虽然在在校学习期间或入职后拥有与企业合作的经历,但本质上是一种级别较高的校企交往,对普通学生而言参考意义不大。因为不是真正的企业员工,所以教师无法体验真实的企业工作氛围,难以对行业的起伏感同身受。从业经历是教师教学素材库的重要组成部分,如果师资力量都是由没有产业从业经历或者产品开发经历者组成,那么很容易造成学生所学并非产业所需的尴尬困境。这是本科教学中面临的一个较为严峻的问题。
(三)实习实践环节不深入
实习实践对培养学生运用知识解决实际问题的能力至关重要,但开展高质量的实习客观上面临一些挑战。由于大学生能力不足,实习期又普遍较短,对企业的实际帮助有限,企业出于对学生安全性、稳定性以及商业机密等方面的考虑,接收学生实习的意愿不够强烈。这样会造成如实习企业与学生专业间的匹配度较低,学生在实习过程中的真实参与度较低等情况。不仅如此,毕业论文或毕业设计是重要的实践环节,但学生往往只有一学期的时间。在这极为有限的时间内,学生需要完成开题报告、中期检查、论文撰写、毕业答辩等多个环节,可谓是时间紧、任务重,因而具有一定挑战性的课题往往难以开展。为了在规定期限内完成毕业任务,教师在提供课题时偏保守,学生也不敢挑战具有创新性的课题,最终可能是学生将已研究过的课题又重复一遍。由于缺乏自主探索过程,学生只是机械地完成任务,解决问题的能力并未得到锻炼,最终难以应对现实中出现的新问题。
二、锂电工程师培养改革新举措
(一)营造沉浸式学习氛围,建设高效正反馈机制
过去,知识主要依托平面载体呈现于学生面前,学生依据视觉、听觉吸收知识,教师居于知识与学生之间,极大地影响着知识的传递效率。因此,应改变旧有被动接受式的学习模式。更高效的学习方式是让学生直接拥抱知识,鼓励学生调动更多的感官,如让学生通过触觉、嗅觉甚至味觉去感受。知识应该从枯燥的平面载体中释放出来,以更加有趣的三维形式呈现,从而营造沉浸式、交互式的学习氛围。教师应以学生为中心,在学生有需要时提供必要的辅助。具体而言,在讲授专业课程前,教师可先带领学生接触生产环节、观看科学仪器,以激发其学习兴趣,并鼓励学生提出问题,让其带着问题进入后续学习。依托江西理工大学在锂电方向构建起的多个中试平台,教研团队已开始了上述理念的教学实践。此外,教师还应该关注学生的个体差异,改变“一把尺”式的评价模式,建立多元的评价体系。在教学实践中,可考虑将总目标尽可能多地分解成小目标,鼓励学生根据自身情况选择合适的目标,以此缩短反馈时长,让学生感受到学习的快乐并收获一定的成就感,促进正向反馈机制的形成。
(二)扩展师资队伍扩充渠道,吸纳产业精英入校任教
锂电行业经过近十年的高速发展,头部企业已拥有较为雄厚的基础科研条件,培养了一大批拥有高学历的高水平、高素质工程技术人才,是高校不可忽视的重要师资来源。从产业界吸纳优秀人才进入高校任教有显而易见的几个优势:第一,他们了解行业发展动向和产业界真实需求,具有将专业知识与应用知识进行串讲的能力;第二,他们具有一定的产业人脉资源,能够联系或者筛选真正适合学生的实习机会;第三,他们懂得专业领域的职场心理,能够提前给学生做好引导和心理建设。
(三)强化工科学生使命担当,注重工程技术能力培养
技术工人使用科技,科学家推动科学进步,而工程师则是二者的桥梁,不仅能使用已有技术,而且可以应用科学去开发新技术。从教育的角度看,培养学生成为工程师的过程中应着重注意四点。第一,唤醒其对世界的好奇心。好奇心是促使人类主动学习的种子,大学教育应该培养学生问问题的习惯,去唤醒他们的好奇心。第二,培养团队合作的能力。团队的力量远胜个人的力量,当个人面对高度复杂任务时,唯有借助团队力量才有机会成功,并能在团队作战的过程中收获成长。第三,重视交叉跨界的能力。科技的快速发展和社会问题的日益复杂化,使得各种行业和领域之间的界限变得模糊,相互交叉融合已然成为新的发展趋势。第四,强调快速行动的能力。行动是实现目标的第一步,只有行动起来,才能获得反馈,从而调整和优化行动,最终找到正确的道路。
(四)面向未来多元化趋势,打造多学科交叉平台
技术问题本身具有强烈的交叉属性,新技术的落地离不开跨领域间的相互配合。因此,工程师的培养要有好的学科交叉平台和环境支撑。在组成结构上,目前大多数高校根据学科设置学院,学院下设多个系或二级学科,事实上形成了一种隔绝,造成各学科、专业相互间的交流协作受限,思想流动受阻。锂电产业上下游产业链条长、涉及专业众多,仅与动力电池一环高度相关的专业就包括化学、材料、机械、工程热物理等,因此锂电方向具有构建交叉平台的天然优势。在现有的锂电新能源平台基础上,广泛吸收资源与环境、电气与控制、经济与管理以及外国语等方向的教师,并开展合作教学,围绕资源提取与回收利用、新材料开发、电池系统集成以及锂电产品国际化等多领域开展富有创造性的工作,可为学生的成长提供多维度的发展空间。
(五)以锂电新能源为试点,探索工程师培养新模式
传统的“灌输式”教学模式受到空前挑战。“灌输式”教学模式下,保留在学生脑海中的知识本就有限,而且这些通过机械记忆所掌握的知识在信息爆炸的今天已经没有太多价值,真正有价值的是如何利用所掌握的知识去做有价值的事情。因此,人才培养模式亟待更新。当前,大部分硬件价格便宜,知识获取途径也变得多样,项目实施过程中的客观阻力已大幅减小。教师应更加注重目标的引领作用,鼓励学生围绕目标开展自由探索,可在锂电新能源方向开展目标引领式教学试点,通过压缩讲授课程学时,以增加项目课程学时,并延长毕业论文或毕业设计的开展时间。在具体操作层面,教师可从学生能够感知的产品入手,利用最新行业动态激发学生的学习热情,进一步引导到工作原理、基础理论知识的学习上,让学生感受到知识的力量;充分利用锂电中试平台,帮助学生建立对生产的初步认知;通过对口企业的实习,使学生理解理论指导生产中的表现形式,并对今后身处的工作环境提前做好心理建设;设置富有挑战性的课题,引导学生在动手实践中自主补充知识;通过动手实践,使学生意识到原型机的研制不是终点,鼓励并支持学生将自己设计的产品推向市场。
综上所述,在当前高质量发展的背景下,推进高素质工程技术人才培养具有十分重要的意义。锂电新能源是推动全社会能源绿色低碳转型的重要力量,江西理工大学在该领域拥有较好的基础。以锂电新能源方向为试点,探索卓越工程师培养新模式对学校新工科建设具有重要意义。教研团队经过多年总结摸索,初步形成了一条适合国情、校情的工程师培养思路。未来,学校将全面贯彻党的二*大精神,持续在新能源领域开展教研探索,为党和国家持续培养优秀建设者。
参考文献:
[1]王树国.新技术革命背景下中国高等教育变革路径探寻[J].人民论坛·学术前沿,2023(18):14-21.
[2]电子信息司.2023年全国锂离子电池行业运行情况[EB/OL].(2024-03-01)[2024-08-21].
[3]郭建斌,汪志鸿,龚瑶,等.重大项目谋划案例:宁德锂电新能源产业基地[J].中国投资(中英文),2024(增刊2):43-45.
[4]中华人民共和国教育部.教育部关于批准第一批“卓越工程师教育培养计划”高校的通知[EB/OL].(2010-07-13)[2024-08-21].
[5]教育部高等教育司.教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[EB/OL].(2017-02-20)[2024-08-21].
[6]温和瑞.深化教育评价改革推动一流本科教育高质量发展[J].江西教育,2022(7):26.
[7]江西省商务厅外国投资促进处.新能源产业:锂电新能源产业[EB/OL].(2023-05-09)[2024-08-21].
