我國高等農業院校中,與新能源科學與工程專業相近的專業有“農業建筑環境與能源工程”,它包含建筑環境和能源工程兩個方向。而能源工程則主要是指新能源科學與工程、農村節能工程和環境工程技術方面的內容。目前,全國有近20所農業院校均開設了該專業,且一半以上主要針對能源工程方向。在學科設置上,與農業建筑環境與能源工程本科專業對應的學科是農業生物環境與能源工程。該學科是“農業工程”一級學科下設的四個二級學科之一,主要涵蓋動植物生產工藝模式與生長環境條件、農業建筑設施以及新能源開發利用等學科領域。研究內容也主要涉及到節能工程技術、農村可再生能源轉換的熱化學、電化學、材料學、生物學原理,以及發展新能源利用的技術、工藝和裝備。自從2010年教育部開設了新能源科學與工程專業后,國內的一些農業大學,如河南農業大學、東北農業大學等相繼開設了該專業,按照農業大學的特色進行建設。
東北農業大學工程學院簡介
東北農業大學是一所“以農科為優勢,以生命科學和食品科學為特色,農、工、理、經、管等多學科協調發展”的國家“211工程”重點建設大學,是黑龍江省人民政府與農業部省部共建大學。東北農業大學工程學院始建于1948年8月,是學校建立最早、在學科建設和培養人才方面具有強大優勢的農業工科學院。學院現設有:機械設計及制造工程系、農業機械化工程系、能源與動力工程系、管理科學與工程系和工程技術基礎部。新能源科學與工程專業自2012年開始招生,依托于農業建筑環境與能源工程專業多年的建設經驗與條件,立足于農業大學,結合自身的特色,以生物質能源、風能和太陽能為主要方向,培養服務于新能源產業,具備新能源工程基礎理論與專業知識,能在新能源技術與裝備領域從事研究與規劃設計、裝備開發與集成、經營與管理、教學與科研等方面工作,具有創新精神、實踐能力和創業精神的復合性研究應用型工程技術人才。
新能源科學與工程專業建設情況
學校的新能源科學與工程專業覆蓋了生物質能、風能、太陽能等方面的內容,專業面較寬,有利于培養復合型人才,適應我國新能源產業發展現狀以及人才需求特點,本科畢業生就業渠道寬廣,符合我國“厚基礎、寬口徑”的本科人才培養方針,更深層次專業人才可以通過設置專業方向和研究生階段解決。東北農業大學的新能源科學與工程專業側重定位在“工程”上,依托東北農業大學工程學院深厚的工程背景,培養具有工程特色的新能源領域的人才。
明確人才培養目標
東北農業大學新能源科學與工程專業的人才培養目標是:培養服務于新能源產業,具備新能源工程基礎理論與專業知識,有較高的道德和文化素質,能在新能源技術與裝備領域從事研究與規劃設計、裝備開發與集成、經營與管理、教學與科研等方面工作,具有創新精神、實踐能力和創業精神的復合性研究應用型工程技術人才。
與此對應的人才培養要求是:(1)有較扎實的自然科學基礎知識和新能源工程專業所需的技術基礎及專業知識,掌握分析問題、解決問題的科學方法,了解本專業工程技術的前沿和發展趨勢。(2)具有較好的人文、藝術修養,勤奮進取、團結合作的工作精神。(3)掌握化學分析、熱工基礎、機械與工程設計、管理以及生物質能、風能、太陽能等新能源轉換技術方面的知識與基本技能。(4)具有新能源工程技術與裝備的科研、開發及應用等基本能力。(5)能閱讀本專業外文文獻,具備一定程度的寫作與翻譯能力;具有較強的計算機應用能力及文獻檢索基本技能。(6)具有較強的自學能力、創新意識和實踐能力,綜合素質高,具有基本開展科研工作的能力。
完善課程體系
明確的培養目標為合理制定課程體系提供了良好的基礎。學校的新能源科學與工程專業,在課程體系上圍繞著熱能與動力工程、農業工程、環境科學與工程三個依托學科進行設置。基礎課和專業基礎課程主要包括:有機化學、生物化學、工程制圖、工程熱力學與傳熱學、流體力學、燃燒學,機械設計基礎、能量有效利用、能源微生物等。由于農業類院校以生物質能為主要方向,因此在主干課程上加大了化學類課程比重,同時也兼顧了熱工、流體和力學方面的課程,力爭做到“厚基礎”。專業課主要包括:新能源工程概論、生物質能工程、風能工程、太陽能工程、新能源裝備設計、生物質能經濟學。在新能源工程概論中重點介紹新能源的基礎知識以及能源與環境等內容。專業課以生物質能、風能和太陽能三大新能源為主干課程,并配以裝備設計和經濟學方面的知識。使學生能重點掌握最主要的新能源的工程、裝備和工藝等方面的知識和技能,實現“寬口徑”的人才培養。
強化實驗實踐教學
新能源科學與工程專業是一個綜合性、應用性和實踐性都非常強的專業,對學生的動手實踐能力要求很高,需要學生將所學到的知識和理論靈活運用到實際工作中。因此,在教學體系安排上要重點突出實驗和實踐教學內容。本專業以農業工程實驗實踐教學平臺為基礎,強化基礎課程實驗,重視專業課程實驗,實驗課程主要包括:普通化學實驗、有機化學實驗、生物化學實驗、工程制圖實驗、能源微生物實驗、熱工基礎實驗、電工與電子技術實驗等。主要特色是開設了新能源綜合性實驗,系統地設置生物質能、風能和太陽能三種主要新能源的實驗課,為培養學生動手能力提供實驗平臺保證。另外,要求學生從大三開始參與到教師的科研項目中,進行創新教育培養,提高學生的科研素質和能力。
實踐是人才培養過程中極為重要的環節,是培養學生理論聯系實際和動手能力的根本保障。為確保人才培養過程中實踐環節的正常開展,應保證在生物質能、風能和太陽能三大新能源領域都有相對穩定的實習基地,以滿足認識實習、生產實習、畢業實習,以及科學研究調研和試驗等要求。實習實踐課程主要包括:公益勞動、社會實踐、“思政課”實踐、金工實習、認識實習、機械設計基礎課程設計、生物質能工程課程設計、風能工程課程設計、新能源裝備設計、畢業實習、畢業設計等。東北農業大學針對各種新能源的特點設置了新能源工程實習,與省內的大型沼氣工程基地、風電場和太陽能發電廠和多家企業聯系建立了生物質能、風能和太陽能的實習基地,既充分保證了學生消化理解所學到的理論知識,又能使學生接觸到最新的科技成果,為實踐教學提供了良好平臺。(作者李巖系東北農業大學工程學院副院長;李文哲系東北農業大學工程學院教授)