新工科背景下新能源科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐

韓巧麗 塔 娜 王 旭 甄 琦 閆彩霞

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)能源與交通工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018

隨著我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和“雙碳”目標(biāo)的提出，高校新能源科學(xué)與工程工科類本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式面臨新的挑戰(zhàn)。為推動國家工程教育改革創(chuàng)新，“復(fù)旦共識”分析了新工科本科專業(yè)建設(shè)的必要性和緊迫性，給高等教育指出了開展工科類專業(yè)教育改革的路徑[1]。在新工科建設(shè)背景下，高校工程教育改革發(fā)展存在與企業(yè)協(xié)同辦學(xué)不足，現(xiàn)有的教學(xué)組織落后，工程實(shí)踐能力培養(yǎng)不夠等問題，需圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求布局專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、構(gòu)建校企合作、推進(jìn)工程教育教學(xué)改革[2-4]。工科類專業(yè)發(fā)展需要高校改革傳統(tǒng)的學(xué)科組織模式，推進(jìn)學(xué)科之間的交叉融合，構(gòu)建多學(xué)科交叉融合的研究模式，形成新的人才培養(yǎng)模式[5-6]。

新能源科學(xué)與工程專業(yè)涉及專業(yè)面寬，不同學(xué)校由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求不同而形成了各自的專業(yè)方向。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有風(fēng)電機(jī)組、光伏組件等設(shè)備及新能源場站運(yùn)行維護(hù)基礎(chǔ)知識和實(shí)踐能力，已培養(yǎng)8屆畢業(yè)生，就業(yè)契合度高，一次就業(yè)率高。

該專業(yè)培養(yǎng)方案修訂了兩次后，目前存在企業(yè)用人對專業(yè)知識綜合實(shí)踐能力要求高、培養(yǎng)模式傳統(tǒng)、專業(yè)知識更新不及時、教學(xué)內(nèi)容跟不上技術(shù)發(fā)展、教學(xué)方法及教學(xué)手段未能跟上時代步伐。在內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求推動下，企業(yè)要求對風(fēng)電場等新能源場站運(yùn)行維護(hù)具備一定的實(shí)踐能力，對新能源專業(yè)提出新要求，培養(yǎng)具有較強(qiáng)行業(yè)背景知識、與新能源場站運(yùn)維的工程實(shí)際結(jié)合緊密的實(shí)踐能力的復(fù)合應(yīng)用人才。

一、培養(yǎng)目標(biāo)及模式定位

2012年教育部頒布《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》中特設(shè)新能源科學(xué)與工程專業(yè)[7]，專業(yè)代碼為080503T，由新能源科學(xué)與工程、風(fēng)能與動力工程合并而成，經(jīng)過不到十年的發(fā)展，涉及風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能利用等領(lǐng)域，專業(yè)學(xué)科涉及能源動力、電氣、機(jī)械、物理、材料、化學(xué)等多個學(xué)科。這充分體現(xiàn)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀的需求，以及對“雙碳”政策的支持。

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)作為國家“中西部高等教育振興計(jì)劃”支持院校，不斷提升辦學(xué)質(zhì)量，在西部工程技術(shù)人才培養(yǎng)中起到重要作用。該校的新能源科學(xué)與工程專業(yè)，立足于農(nóng)林學(xué)校、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，開辟了不同于其他理工科院校的專業(yè)，區(qū)域特色鮮明。

并根據(jù)新能源行業(yè)的發(fā)展及學(xué)校生源結(jié)構(gòu)等，逐步對培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了修改，確立了“立足內(nèi)蒙古，面向全國”培養(yǎng)符合風(fēng)電、光伏發(fā)電等行業(yè)和內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，能夠承擔(dān)社會責(zé)任、具有創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力的工程技術(shù)人才的專業(yè)定位。以“立德樹人”為根本目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，具有專業(yè)基礎(chǔ)寬厚、專業(yè)良好，實(shí)踐技能較強(qiáng)，具有一定解決實(shí)際問題的復(fù)合應(yīng)用型人才。

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)于1961年設(shè)置農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)和1994年設(shè)置農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)，經(jīng)長期專業(yè)建設(shè)和發(fā)展，形成了穩(wěn)定的專業(yè)培養(yǎng)模式、就業(yè)率穩(wěn)定和合理師資結(jié)構(gòu)，為該專業(yè)奠定了機(jī)械類、電氣類課程基礎(chǔ)教學(xué)和實(shí)踐；于1988年獲批農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程學(xué)科碩士點(diǎn)，開辟了小型風(fēng)電機(jī)組技術(shù)研究方向。于1996年成立新能源技術(shù)研究所，經(jīng)多年研究生培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)為新能源教學(xué)、科研培養(yǎng)了師資隊(duì)伍；于2004年獲批農(nóng)業(yè)工程中農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程二級學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，奠定了新能源的學(xué)科基礎(chǔ)。目前，還缺少與新能源學(xué)科與工程專業(yè)相對應(yīng)學(xué)科，為該專業(yè)本科生讀研究生提供深造機(jī)會。

目前新能源科學(xué)與工程專業(yè)招生規(guī)模為2個班60人，現(xiàn)有237名全日制在讀學(xué)生。學(xué)生積極參加各類科技創(chuàng)新大賽，獲獎級別逐年升高。近年來，畢業(yè)生就業(yè)于電力行業(yè)國企、央企，畢業(yè)生因工程實(shí)踐能力強(qiáng)、適應(yīng)快，深受企業(yè)歡迎，就業(yè)單位認(rèn)可度高，一次就業(yè)率達(dá)到了85%。

二、課程體系中學(xué)科交叉融合

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)主干學(xué)科屬于“能源—電氣—機(jī)械”三學(xué)科交叉融合。以能源動力專業(yè)基礎(chǔ)課為基礎(chǔ)、電氣工程學(xué)科為主干學(xué)科、機(jī)械工程學(xué)科為輔助學(xué)科。以“厚基礎(chǔ)、寬口徑”為培養(yǎng)目的，按照學(xué)校制定的公共課培養(yǎng)方案，保留數(shù)學(xué)、力學(xué)和電路等大學(xué)時通識教育課程，夯實(shí)能源動力、電氣學(xué)科基礎(chǔ)課程，強(qiáng)化風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維等專業(yè)核心課程的思路，優(yōu)化課程體系，融合貫通了實(shí)踐類教學(xué)內(nèi)容形成體系，專業(yè)課程體系如圖1所示。

圖1 課程體系

推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)模式改革，搭建空氣動力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、風(fēng)電機(jī)組PLC控制實(shí)訓(xùn)、小型風(fēng)電機(jī)組拆裝等實(shí)踐能力鍛煉平臺。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，分類構(gòu)建空氣動力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)訓(xùn)練、風(fēng)電機(jī)組PLC控制專業(yè)實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)能力訓(xùn)練、小型風(fēng)電機(jī)組拆裝綜合素質(zhì)訓(xùn)練、金工實(shí)習(xí)等模塊組成的、貫穿全學(xué)程的實(shí)踐教學(xué)體系。同時，要進(jìn)一步開發(fā)空氣動力學(xué)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、風(fēng)電機(jī)組PLC控制實(shí)訓(xùn)，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時，增設(shè)體現(xiàn)辦學(xué)特色的實(shí)踐課程和環(huán)節(jié)。突出學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育落實(shí)到各個教學(xué)環(huán)節(jié)，融入人才培養(yǎng)全過程。

在考研升學(xué)方面，由于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)能源與交通工程學(xué)院新能源專業(yè)課程設(shè)置以電氣工程和機(jī)械工程為主干學(xué)科，在能源動力類學(xué)科報(bào)考，深受相關(guān)院校老師關(guān)注，成為相關(guān)院校攻讀碩士研究生好生源，考研升學(xué)率達(dá)到了15%。

三、課程設(shè)置與教材建設(shè)

專業(yè)核心課程中包括，能源動力類：空氣動力學(xué)基礎(chǔ)、熱工基礎(chǔ)；機(jī)械工程類：理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程制圖C和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等；電氣工程類：電路、自動控制原理與技術(shù)、電氣控制與PLC和風(fēng)電場電氣工程基礎(chǔ)等；風(fēng)電機(jī)組專業(yè)類：風(fēng)力發(fā)電原理、風(fēng)電機(jī)組構(gòu)造與設(shè)計(jì)等。根據(jù)從事風(fēng)電場運(yùn)維工作的畢業(yè)生反饋，在培養(yǎng)方案中增加了液壓傳動、通訊原理與應(yīng)用等課程，完善了課程設(shè)置。

該專業(yè)主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)按三學(xué)科交叉融合進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置了機(jī)械工程類：工程實(shí)訓(xùn)、風(fēng)電機(jī)組拆裝實(shí)習(xí)；電氣工程類：電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)、風(fēng)電場電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)；風(fēng)電機(jī)組專業(yè)類：專業(yè)認(rèn)識實(shí)習(xí)、風(fēng)電機(jī)組構(gòu)造與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、風(fēng)電場規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。

專業(yè)教師們通過教師在教學(xué)方面的積累，出版新能源專業(yè)方面的專業(yè)課教材3部，分別為《風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)理論及方法》《風(fēng)電發(fā)電原理》和《風(fēng)力發(fā)電原理與技術(shù)》。因教材內(nèi)容充實(shí)，貼近教學(xué)實(shí)踐，被國內(nèi)諸多大學(xué)選為專業(yè)課教材。為華潤電力中西分公司新能源運(yùn)維培訓(xùn)編制教材7本，教材編制過程中教師們深入風(fēng)電運(yùn)維現(xiàn)場與工程技術(shù)人員交流學(xué)習(xí)，了解了新能源場站運(yùn)維工作流程、充實(shí)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維相關(guān)知識，培養(yǎng)鍛煉了社會實(shí)踐能力，對“雙師型”師資培養(yǎng)具有重要意義。

四、實(shí)踐教學(xué)改革與措施

全面落實(shí)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要，修訂了人才培養(yǎng)方案，建立與風(fēng)電行業(yè)內(nèi)幾家企業(yè)聯(lián)合、協(xié)同育人的培養(yǎng)模式，優(yōu)化課程體系。形成了校內(nèi)課程實(shí)驗(yàn)與校外實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等方面實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研相補(bǔ)充、面向工程實(shí)際的多層次實(shí)踐教學(xué)體系。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，邀請校所在地區(qū)從事風(fēng)電場前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、風(fēng)電機(jī)組制造生產(chǎn)和風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維的工程技術(shù)人員，從事風(fēng)電研究的科研院所的研究人員擔(dān)任校外導(dǎo)師，單獨(dú)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，選題貼近實(shí)際，使學(xué)生體會到理論知識怎樣應(yīng)用到實(shí)踐中，融合社會實(shí)踐教育，同時促進(jìn)教師與工程技術(shù)人員、科研人員交流，豐富教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

依托農(nóng)林院校優(yōu)勢，緊扣產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，與機(jī)電工程學(xué)院電氣工程、機(jī)械工程專業(yè)，理學(xué)院化工專業(yè)等相關(guān)專業(yè)打造了能源類高水平專業(yè)群及相關(guān)課程群，探討專業(yè)課課程主線、專業(yè)課之間銜接，使基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和專業(yè)實(shí)踐結(jié)合緊密，形成一條主線。充分利用企業(yè)工程實(shí)踐方面資源，探索并完善校企合作新模式，推行與企業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行學(xué)生崗前培訓(xùn)。以就業(yè)驅(qū)動的人才培養(yǎng)理念為指導(dǎo)，采取“實(shí)習(xí)—崗前培訓(xùn)—就業(yè)”聯(lián)動實(shí)踐教學(xué)模式，提高學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)規(guī)格。近年來，與企業(yè)共建立實(shí)踐教學(xué)基地8個，崗前培訓(xùn)300人次，獲得相關(guān)培訓(xùn)證書，促進(jìn)了就業(yè)，提高了內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)能源與交通工程學(xué)院該專業(yè)在行業(yè)內(nèi)知名度。

五、結(jié)語

隨著國家工科高等教育改革的發(fā)展，具有國際化視野的工程教育質(zhì)量認(rèn)證工程的啟動，各高校在培養(yǎng)模式、教學(xué)改革方面都在積極探索。近年來內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)向設(shè)置同專業(yè)高校學(xué)習(xí)，與校友溝通交流，深入合作企業(yè)龍?jiān)磁嘤?xùn)機(jī)構(gòu)、金風(fēng)大學(xué)和華潤電力中西分公司等調(diào)研，不斷調(diào)整培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)協(xié)同育人，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)能力，提高學(xué)生在社會上的認(rèn)可度和競爭力。

在該專業(yè)建設(shè)過程中也遇到了一些值得深入探討的問題，希望與各位同行共勉。新能源科學(xué)與工程專業(yè)是多學(xué)科融合，在課程設(shè)置中專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課，專業(yè)課中有兩個主干學(xué)科時，課時安排較難。部分院校新能源專業(yè)設(shè)置太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)能利用領(lǐng)域時，課程龐雜，不能突出重點(diǎn)，專業(yè)基礎(chǔ)知識不扎實(shí)。建議新能源專業(yè)培養(yǎng)突出某主干學(xué)科、深厚基礎(chǔ)知識的高素質(zhì)人才，其他交叉學(xué)科知識可在今后實(shí)踐中通過后期學(xué)習(xí)和實(shí)踐來培養(yǎng)。

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)，與地方企業(yè)合作、協(xié)同育人，發(fā)揮自身優(yōu)勢，今后將不斷改革實(shí)踐適應(yīng)新工科背景下專業(yè)人才需求的培養(yǎng)模式。