華中科技大學(xué)：新能源科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)探索與實踐

國家特色專業(yè)是指高校在培養(yǎng)理念和培養(yǎng)模式方面具有顯著特色，反映出各高校的優(yōu)勢資源和辦學(xué)定位，具有較長的辦學(xué)歷史和良好的辦學(xué)傳統(tǒng)，與國家和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會發(fā)展緊密相連的專業(yè)。華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院下設(shè)的新能源科學(xué)與工程專業(yè)是教育部首批新能源科學(xué)與工程專業(yè)點，為了建設(shè)好該專業(yè)，學(xué)校在改革人才培養(yǎng)方案、加強(qiáng)課程體系和新教材建設(shè)、強(qiáng)化實踐教學(xué)、優(yōu)化教師隊伍方面著重開展了相關(guān)工作，并緊密結(jié)合國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，取得了一定的經(jīng)驗和實踐效果。

專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)

華中科技大學(xué)是首批列入國家“211工程”和“985工程”重點建設(shè)院校之一，在國內(nèi)高校中具有重要影響力。能源與動力工程學(xué)院作為學(xué)校重點建設(shè)的學(xué)院之一，擁有國家重點實驗室，國家一級重點學(xué)科——動力工程及工程熱物理，國家二級重點學(xué)科工程熱物理與熱能工程，一級學(xué)科博士點，國家級優(yōu)秀博士后工作站，湖北省品牌專業(yè)，國家特色專業(yè)等，學(xué)科優(yōu)勢和綜合實力優(yōu)勢明顯。

優(yōu)質(zhì)的師資隊伍

學(xué)院擁有“國家基金委創(chuàng)新群體”、“教育部創(chuàng)新團(tuán)隊”和“湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體”，團(tuán)隊成員包括一批國內(nèi)外知名學(xué)者和數(shù)名從國外回國工作的專家學(xué)者，他們具有廣泛的國際合作研究背景。這些團(tuán)隊主要的研究方向都包括了新能源科學(xué)與工程，為組建新能源科學(xué)與工程專業(yè)的教師隊伍創(chuàng)造了良好的先天條件。此外，能源與動力工程學(xué)院于2005年成功入選國家外國專家局、教育部高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃（“111計劃”），使學(xué)院成為全國首批26個創(chuàng)新引智基地之一。在該計劃的資助下，學(xué)院瞄準(zhǔn)國際學(xué)科發(fā)展前沿，結(jié)合新能源學(xué)科領(lǐng)域的具體情況，每年從世界排名前100位的大學(xué)或世界排名前20位的學(xué)科或研究機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢學(xué)科隊伍中，引進(jìn)、匯聚10位左右的海外學(xué)術(shù)大師、學(xué)術(shù)骨干，配備一批國內(nèi)優(yōu)秀的科研骨干，形成高水平的研究隊伍，建設(shè)世界一流的學(xué)科創(chuàng)新引智基地。

經(jīng)過多年的發(fā)展，學(xué)院目前已經(jīng)形成了以太陽能、生物質(zhì)能和風(fēng)能為代表的研究團(tuán)隊和教師隊伍，在新能源科學(xué)與工程專業(yè)方向上共有教授18名，副教授12名，其中博導(dǎo)20名，碩士導(dǎo)師30名，具有博士學(xué)位教師29名。教師隊伍中有“國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項目首席科學(xué)家”1人，“教育部長江學(xué)者特聘教授”3人，“國家杰出青年基金”獲得者4人，入選國家“百千萬人才工程”第一、二層次的2人，入選教育部“跨世紀(jì)優(yōu)秀人才培養(yǎng)計劃”5人，教育部骨干教師4人。擁有國家精品課程2門，湖北省精品課程1門。學(xué)校新能源學(xué)科還與美國麻省理工學(xué)院、加拿大阿爾伯特大學(xué)、英國帝國理工、日本東京大學(xué)、香港理工大學(xué)等國外著名研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)在人才培養(yǎng)、項目研究、技術(shù)開發(fā)等方面建立了廣泛的合作，形成了一支梯隊健全、結(jié)構(gòu)合理、具有較高學(xué)術(shù)水平的教學(xué)科研隊伍。

此外，新能源科學(xué)與工程專業(yè)還擁有一批極具優(yōu)勢的國際化教學(xué)力量。華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院承建的中歐清潔和可再生能源學(xué)院（China-EU Institute for clean and renewable energy，簡稱CEICARE或ICARE）是繼中歐國際工商學(xué)院、中歐法學(xué)院之后，由中國政府和歐盟委員會共同發(fā)起建立的第三所中外合作辦學(xué)機(jī)構(gòu)。該學(xué)院每周都從法國巴黎高科、希臘雅典國家技術(shù)大學(xué)、西班牙薩拉哥薩大學(xué)、英國諾森比亞大學(xué)、意大利羅馬大學(xué)、法國佩皮尼昂大學(xué)、國際水資源事務(wù)所等共6個國家9所重點大學(xué)邀請新能源領(lǐng)域著名學(xué)者和專家來漢為研究生授課，同時應(yīng)邀為本科生講授部分新能源學(xué)科課程，這些國際化水準(zhǔn)師資力量的引入為新能源科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)提供了良好的發(fā)展契機(jī)，極大豐富了新能源專業(yè)的國際化視野。

雄厚的科研實力

新能源科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)有著強(qiáng)大的科研基地做支撐，其中包括：煤燃燒國家重點實驗室、中美清潔能源聯(lián)合研究中心試驗基地、中澳煤與生物質(zhì)利用聯(lián)合實驗室、煤燃燒教育部網(wǎng)上合作研究中心、國家煤清潔低碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)中心、能源動力裝置節(jié)能減排教育部工程中心、武漢新能源研究院、流體及熱科學(xué)研究實驗中心、動力工程及工程熱物理博士后科研流動站等，這些科研基地的主要研究方向都包括新能源研究領(lǐng)域，其專業(yè)教師完成的先進(jìn)豐碩的科研成果為新能源學(xué)科的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

國家“十五”計劃以來，共完成國家、地方和企業(yè)委托的科研課題300多項。其中，牽頭和參加“973”項目37項，獲“863”項目9項，獲國家自然科基金重點項目2項，國際合作重點項目2項，面上的與企業(yè)合作研究項目53項，國防預(yù)研類項目5項；獲國家級、省部級科研和教學(xué)成果獎20多項，其中國家自然科學(xué)二等獎、國家技術(shù)發(fā)明二等獎、國家科技進(jìn)步二等各1項，省部級科技一等4項，二等獎9項，國家授權(quán)的發(fā)明和實用新型專利近50項；出版專著、譯著和教材30余部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文2000余篇，被國際三大索引收錄的論文600余篇，其中生物質(zhì)能研究領(lǐng)域的多篇論文進(jìn)入國際SCI高引數(shù)據(jù)庫，單篇最高它引次數(shù)超過300次，在國際生物質(zhì)能領(lǐng)域具有持續(xù)的影響力。同時，學(xué)校在新能源科學(xué)與工程理論研究和技術(shù)開發(fā)方面有著獨特的優(yōu)勢。新能源學(xué)科承擔(dān)了有關(guān)生物質(zhì)能、太陽能熱利用、太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電、能源清潔利用、CO2減排相關(guān)的973課題、863計劃項目、國家自然科學(xué)重點基金、國家自然科學(xué)面上基金等許多國家項目，為新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)科的建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

培養(yǎng)方案改革

華中科技大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)著重培養(yǎng)具備寬厚的基礎(chǔ)理論知識、受到新能源轉(zhuǎn)換與利用以及新能源利用技術(shù)與設(shè)備的全面訓(xùn)練、集新能源科學(xué)及工程知識與現(xiàn)代信息技術(shù)為一體的跨學(xué)科復(fù)合型高級技術(shù)人才和管理人才。要求學(xué)生通過4年的專業(yè)學(xué)習(xí)能夠具有一定的人文社會科學(xué)和自然科學(xué)基本理論知識，特別是有較好的人文素質(zhì)；系統(tǒng)地掌握本專業(yè)必需的技術(shù)基礎(chǔ)理論，主要包括力學(xué)、熱學(xué)、電工與電子、自動控制及能源動力工程基礎(chǔ)理論等；熟悉本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)1-2個專業(yè)方向或有關(guān)方面的專業(yè)知識，了解學(xué)科前沿和發(fā)展趨勢；具有本專業(yè)必需的制圖、計算、測試、調(diào)研、查閱文獻(xiàn)和基本工藝、操作、運行等基本技能；掌握一門外國語，要求能閱讀專業(yè)書刊，并有一定的聽說能力；具有一定計算機(jī)相關(guān)知識和較強(qiáng)的計算機(jī)應(yīng)用能力，能熟練使用計算機(jī)解決工程中的有關(guān)問題；具有新能源科學(xué)與工程的專業(yè)知識，兼顧裝備制造、過程控制和信息技術(shù)基礎(chǔ)知識，能利用新能源開發(fā)與利用工程實踐經(jīng)驗，解決工程中的有關(guān)問題；同時，具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、分析能力和創(chuàng)新意識。

在專業(yè)培養(yǎng)方案的制定上，基于學(xué)院多年教學(xué)摸索和多次研討設(shè)計出“通專結(jié)合，協(xié)調(diào)發(fā)展”的創(chuàng)新型培養(yǎng)方案：3年——加強(qiáng)基礎(chǔ)的專業(yè)通才教育；0.5年——拓寬專業(yè)方向的分組教育；0.5年——面向就業(yè)市場的個性化專業(yè)方向教育，優(yōu)化專業(yè)教育內(nèi)容。同時，制定出“專業(yè)分組與專業(yè)方向相結(jié)合”的教學(xué)組織模式：學(xué)生在通才教育基礎(chǔ)上自主選擇專業(yè)分組，可跨專業(yè)組選課；并在此基礎(chǔ)上根據(jù)就業(yè)或考研的具體情況，第二次再選專業(yè)方向。

本科教學(xué)建設(shè)

“夯實基礎(chǔ)、拓寬平臺、交叉學(xué)科”的教學(xué)設(shè)計

為確保學(xué)生具備新能源領(lǐng)域相關(guān)的扎實的基礎(chǔ)理論，同時又考慮到新能源學(xué)科本身具有多學(xué)科交叉的特點，因此，專業(yè)的基礎(chǔ)課程必須寬而廣。在基礎(chǔ)課程設(shè)計上，本科生通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，可以掌握本專業(yè)必需的技術(shù)基礎(chǔ)理論，主要包括力學(xué)、熱學(xué)、電工與電子、自動控制及能源動力工程基礎(chǔ)理論等。主要課程包括工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)、傳熱學(xué)、工程燃燒學(xué)、能量轉(zhuǎn)換與利用、自動控制原理、可持續(xù)能源利用技術(shù)、新能源轉(zhuǎn)換-原理與技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電原理、太陽能熱利用技術(shù)與原理、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與利用、節(jié)能減排技術(shù)等。

主輔并進(jìn)的專業(yè)定位

先進(jìn)的生物質(zhì)能源技術(shù)是目前可再生能源技術(shù)中全球使用最為普遍的新能源，而太陽能和風(fēng)能是發(fā)展最為迅速的新能源。生物質(zhì)能、太陽能和風(fēng)能作為最主流的新和可再生能源，其就業(yè)需求也迅速增加。能源與動力工程學(xué)院自20世紀(jì)60年代成立以來，就在水電、太陽能、生物質(zhì)、風(fēng)力機(jī)等新能源方面進(jìn)行著研究，并一直開設(shè)“可再生能源概論”等新能源相關(guān)的本科選修課程；此外，引進(jìn)國際化高層次人才和邀請中歐清潔與可再生能源學(xué)院外國知名教授，這些方式的采用進(jìn)一步完善和優(yōu)化了師資體系。有了強(qiáng)大的師資力量作為基礎(chǔ)，綜合考慮就業(yè)面需求，制定了以生物質(zhì)能、太陽能和風(fēng)能為主，兼顧其他新能源的廣泛選擇的專業(yè)課程框架體系。其中專業(yè)核心課程包括了《可持續(xù)能源利用技術(shù)》、《風(fēng)力發(fā)電原理》、《太陽能熱利用技術(shù)與原理》、《節(jié)能減排技術(shù)》、《新能源轉(zhuǎn)換-原理與技術(shù)》、《生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與利用》。

強(qiáng)化對外辦學(xué)擴(kuò)展國際視野

為了加強(qiáng)國際交流與合作，取長補(bǔ)短，學(xué)院與美國、法國、日本、加拿大、澳大利亞、意大利、葡萄牙等20多個國家的著名大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)建立了長期合作關(guān)系。中歐清潔與可再生能源學(xué)院（ICARE）在太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮芤约肮?jié)能方面開展了碩士培養(yǎng)及專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)。在歐盟資助的10年期內(nèi)ICARE將培養(yǎng)近2000名高水平可再生能源雙學(xué)位碩士，培訓(xùn)不少于5000名的可再生能源從業(yè)人員，培養(yǎng)與推介若干博士生/青年教師以及在中歐可再生能源領(lǐng)域開展學(xué)術(shù)、技術(shù)交流。為了培養(yǎng)高品質(zhì)的本科生，進(jìn)一步提高辦學(xué)的國際化水平，在學(xué)校本科教學(xué)協(xié)同計劃基金的資助下，該專業(yè)聘請了多名國外一流大學(xué)的教授來校給本科生授課，授課形式采取多名外國教授共同教授一門全英文課程的形式展開。同時，還將聘請新能源產(chǎn)業(yè)著名企業(yè)的高級工程師和高級管理人才來漢授課。通過與國際可再生能源培養(yǎng)機(jī)構(gòu)和業(yè)界知名企業(yè)的合作，將極大提高新能源專業(yè)人才培養(yǎng)的國際化程度，推進(jìn)新能源學(xué)科建設(shè)的快速發(fā)展。

實踐環(huán)節(jié)建設(shè)

能源與動力學(xué)院已經(jīng)形成了以煤燃燒國家重點實驗室、國家能源清潔低碳發(fā)電研發(fā)中心、中美清潔能源聯(lián)合研究中心、能源動力裝置節(jié)能減排教育部工程研究中心、國家級工程實踐教育中心為支撐的創(chuàng)新性學(xué)科平臺系統(tǒng)。借助這些校內(nèi)優(yōu)勢的實踐教學(xué)基地和國家級科研基地，本專業(yè)積極開展了新能源本科教學(xué)實踐平臺的建設(shè)。設(shè)置了包括軍訓(xùn)、機(jī)械基礎(chǔ)工程訓(xùn)練、金工實習(xí)、電工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、新能源設(shè)備課程設(shè)計、新能源與能量系統(tǒng)分析課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計（工程設(shè)計）等的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在專業(yè)實驗的設(shè)計上，將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化與生物質(zhì)綜合利用實驗平臺、太陽能利用實驗平臺以及風(fēng)力發(fā)電實驗平臺三個項目列為新能源科學(xué)與工程新專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的重要首建項目。這些項目將于2013年，即首屆學(xué)生開始學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程時投入使用。專業(yè)實驗課程主要包括《生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化與綜合利用》、《太陽能利用》、《風(fēng)力發(fā)電實驗》。

自2010年教育部批準(zhǔn)開設(shè)“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)以來，對于如何建設(shè)該專業(yè)，各所高校都在進(jìn)行積極探索，制定出了各具特色的人才培養(yǎng)方案。但是，由于是新專業(yè)，與之配套的培養(yǎng)方案、課程安排等還處于起步探索階段。華中科技大學(xué)作為教育部首批新能源科學(xué)與工程專業(yè)高等院校，在多年辦學(xué)經(jīng)驗和已有學(xué)科基礎(chǔ)上，結(jié)合新能源產(chǎn)業(yè)對人才的特殊要求，制定了符合社會需求并具有鮮明特色的專業(yè)人才培養(yǎng)方案，致力于為國家能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展輸送優(yōu)秀的人才。（作者楊晴系華中科技大學(xué)能源與動力工程學(xué)院講師；陳漢平能源與動力工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師；楊海平系能源與動力工程學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師）