儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)的高等教育培養(yǎng)模式探究

陳樹根

（廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 511483）

儲(chǔ)能作為一種新型的電力系統(tǒng)核心發(fā)展技術(shù)，國(guó)家發(fā)改委以及教育部等為能夠充分適應(yīng)能源體系進(jìn)行了全面改革，積極推動(dòng)儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)相關(guān)高等教育人才培養(yǎng)體系的變化革新，加快推進(jìn)“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”新專業(yè)的建設(shè)。儲(chǔ)能科學(xué)與工程專業(yè)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)系密切，知識(shí)學(xué)科體系交叉復(fù)雜，是一門具有典型產(chǎn)教融合特點(diǎn)的工科新專業(yè)。

在光伏以及風(fēng)電領(lǐng)域飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，電力系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)變，儲(chǔ)能技術(shù)作為一種靈活電源，已逐漸成為了新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和中樞支撐。為提高儲(chǔ)能專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量與數(shù)量，國(guó)家各部門聯(lián)合印發(fā)了多次文件通知，要求全國(guó)各高校加快儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)高等教育人才的培養(yǎng)，目前全國(guó)幾十所高等院校設(shè)立了儲(chǔ)能相關(guān)專業(yè)，儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)發(fā)展已逐漸成為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)的主要支柱。

儲(chǔ)能科學(xué)與工程作為針對(duì)新興產(chǎn)業(yè)而衍生的一門典型新工科專業(yè)，主要是針對(duì)儲(chǔ)能領(lǐng)域欠缺涉及化學(xué)、物理、材料等知識(shí)和化工、能源、電氣、自動(dòng)化等技能類型的人才培養(yǎng)，亟需打破學(xué)科壁壘構(gòu)建交叉學(xué)科的儲(chǔ)能專業(yè)健全知識(shí)體系。國(guó)內(nèi)眾高校剛剛設(shè)立儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)，培養(yǎng)方式與培養(yǎng)目標(biāo)各不相同，尚未構(gòu)建完善成熟的人才培養(yǎng)機(jī)制。面對(duì)涉及方向眾多、技術(shù)差異過大的儲(chǔ)能學(xué)科，其師資團(tuán)隊(duì)也并不具備相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)科背景，急需知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的更新與優(yōu)化，同時(shí)也給專業(yè)的學(xué)科建設(shè)帶來了一定程度的挑戰(zhàn)。

1 儲(chǔ)能專業(yè)學(xué)科建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 儲(chǔ)能專業(yè)建設(shè)存在的問題

針對(duì)目前出現(xiàn)的儲(chǔ)能知識(shí)結(jié)構(gòu)體系單一、產(chǎn)教融合程度薄弱、復(fù)合型人才培養(yǎng)空白等一系列問題，在儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)I(yè)建設(shè)的全過程中，需要首先解決目前培養(yǎng)方式中存在的一些傳統(tǒng)性問題，構(gòu)建符合新時(shí)代學(xué)生學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)特點(diǎn)、教師教學(xué)能力、社會(huì)需求變化的新型培養(yǎng)體系。主要是解決以下三個(gè)問題：①傳統(tǒng)的培養(yǎng)體系很難形成目前儲(chǔ)能專業(yè)完善的人才培養(yǎng)模式，同時(shí)不能夠形成符合產(chǎn)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要的素質(zhì)能力和知識(shí)結(jié)構(gòu)；②課程設(shè)置不涉及學(xué)生的實(shí)際技能培養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生掌握工科基礎(chǔ)技能培養(yǎng)質(zhì)量有待提高；③除畢業(yè)設(shè)計(jì)以外，培養(yǎng)階段缺乏接近技能應(yīng)用的相關(guān)實(shí)踐，不能搭建學(xué)生學(xué)以致用的橋梁，導(dǎo)致部分畢業(yè)生不具有專業(yè)的基礎(chǔ)能力。

1.2 儲(chǔ)能專業(yè)人才培養(yǎng)策略

作為一門新興的工科產(chǎn)業(yè)，全方位培養(yǎng)高質(zhì)量人才、充分適應(yīng)新型產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，已成為了儲(chǔ)能專業(yè)培養(yǎng)的首要任務(wù)。在儲(chǔ)能的專業(yè)知識(shí)上，以儲(chǔ)能專業(yè)課程大綱的知識(shí)體系與學(xué)科人才的培養(yǎng)方案為主要和次要，建立同時(shí)具備離散化和結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)的儲(chǔ)能課程知識(shí)體系。通過完善知識(shí)架構(gòu)、教材建設(shè)、培養(yǎng)方案，設(shè)立符合新技術(shù)新理念的學(xué)科知識(shí)體系；在基礎(chǔ)技能上，技能課程多以選修模塊加以建設(shè)，例如編程、實(shí)驗(yàn)、制圖等，教師通過指導(dǎo)學(xué)生的選修課程選擇，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能的協(xié)同整合；在實(shí)踐能力上，創(chuàng)造知識(shí)與技能應(yīng)用連接的通路，一方面重點(diǎn)建設(shè)校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)踐平臺(tái)，另一方面充分挖掘創(chuàng)新實(shí)踐的軟硬件資源。通過將知識(shí)、技能以及實(shí)踐緊密結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)和能力之間的通路，以建設(shè)培養(yǎng)儲(chǔ)能專業(yè)的復(fù)合型創(chuàng)新人才。

2 儲(chǔ)能課程培養(yǎng)體系特征分析

2.1 專業(yè)課知識(shí)的相互交叉

基于儲(chǔ)能專業(yè)涉及面寬、知識(shí)體系難以架構(gòu)、人才培養(yǎng)機(jī)制欠缺的定位，儲(chǔ)能專業(yè)基礎(chǔ)課程的構(gòu)建要充分考量交叉的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)課程的知識(shí)需求，主要特點(diǎn)包括：①工程熱物理、控制工程、電氣工程、化學(xué)工程、材料等課程為儲(chǔ)能專業(yè)課程的基礎(chǔ)知識(shí)提供了多方面的理論支撐，除此之外還可增加數(shù)值分析等相關(guān)課程，為后續(xù)儲(chǔ)能課程提供數(shù)學(xué)方面的基礎(chǔ)；②針對(duì)學(xué)科交叉融合過程中的一系列知識(shí)點(diǎn)重疊問題，需要進(jìn)行系統(tǒng)性的調(diào)整和梳理，有助于知識(shí)更具有針對(duì)性；③基礎(chǔ)課程由儲(chǔ)能專業(yè)教師授課，在課程體系中注重儲(chǔ)能相關(guān)的元素與課程內(nèi)容的應(yīng)用關(guān)聯(lián)，使得教授的知識(shí)更全面。

2.2 專業(yè)課體系的側(cè)重與覆蓋

儲(chǔ)能專業(yè)課程主要由技術(shù)課程和系統(tǒng)課程相結(jié)合，此類課程主要包括在儲(chǔ)能技術(shù)系統(tǒng)層面的擴(kuò)展與集中上，其中包括《儲(chǔ)能電池技術(shù)》《儲(chǔ)能電站系統(tǒng)》《儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用》《儲(chǔ)能與綜合能源系統(tǒng)》《氫能技術(shù)及應(yīng)用》等。此類課程的特點(diǎn)為：①儲(chǔ)能技術(shù)課程的選擇原則是要具有顯著的區(qū)別性特點(diǎn)，同時(shí)能夠在市場(chǎng)中具有大量?jī)?chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用潛力，從而培養(yǎng)學(xué)生兼具深度全面的知識(shí)體系；②以儲(chǔ)能系統(tǒng)課程為入手點(diǎn)，全面教學(xué)基礎(chǔ)課程的各個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生對(duì)儲(chǔ)能知識(shí)系統(tǒng)具有更全面、清晰的認(rèn)知。

2.3 專業(yè)選修課的輔助

儲(chǔ)能專業(yè)選修課的架構(gòu)主要按照知識(shí)擴(kuò)展型和技能需求型這兩大類型進(jìn)行布局，其中包括技能掌握、儲(chǔ)能知識(shí)拓展、新能源知識(shí)拓展三類課程。技能掌握課程包括Matlab 語(yǔ)言、現(xiàn)金測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)等；儲(chǔ)能知識(shí)拓展與新能源知識(shí)拓展課程包括機(jī)械儲(chǔ)能技術(shù)、燃料電池技術(shù)、新能源發(fā)電。專業(yè)選修課特征如下：①通過學(xué)生的主觀意向進(jìn)行選擇，同時(shí)結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐的差異化發(fā)展需求，進(jìn)行選修課程的學(xué)以致用、有的放矢；②鼓勵(lì)導(dǎo)師根據(jù)特定研究方向進(jìn)行儲(chǔ)能知識(shí)拓展課程的開設(shè)，同時(shí)提高技能型課程的比重和選擇面。適當(dāng)增加一些其他學(xué)科新技術(shù)在儲(chǔ)能領(lǐng)域交叉的選修課，全面推動(dòng)儲(chǔ)能基礎(chǔ)知識(shí)的交叉與融合。

2.4 實(shí)驗(yàn)課的銜接

實(shí)驗(yàn)課程主要由課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)踐兩部分組成，其中課內(nèi)實(shí)驗(yàn)包括電氣、材料、化學(xué)、自控等多領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，專業(yè)課實(shí)驗(yàn)包括電池、氫能、儲(chǔ)能、綜合能源等，課外實(shí)踐包括儲(chǔ)能專業(yè)實(shí)習(xí)、儲(chǔ)能專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課的主要特征為：①充分利用周邊儲(chǔ)能、氫能已有的實(shí)踐條件與資源，例如協(xié)同風(fēng)光儲(chǔ)示范基地、國(guó)家重點(diǎn)儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)室、太陽(yáng)能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)基地、氫能示范區(qū)等共同建立校外實(shí)踐基地；②在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)與資源的基礎(chǔ)上，不斷發(fā)揮各高校的優(yōu)勢(shì)，充分結(jié)合與創(chuàng)新國(guó)家相關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合平臺(tái)，建設(shè)開展校內(nèi)外儲(chǔ)能學(xué)科協(xié)作一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，塑造一流儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心；③在實(shí)驗(yàn)中全面貫徹應(yīng)用知識(shí)與技能，將課程設(shè)計(jì)與科研訓(xùn)練等課程進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，推動(dòng)知識(shí)技能轉(zhuǎn)化為實(shí)際能力。

3 培養(yǎng)過程中師資團(tuán)隊(duì)的作用探究

建設(shè)教師體制主要為了全面指導(dǎo)學(xué)生專業(yè)知識(shí)體系架構(gòu)的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，提高學(xué)生的實(shí)踐能力與專業(yè)認(rèn)知，同時(shí)加強(qiáng)師生之間的溝通。儲(chǔ)能新專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)的建立離不開以下幾個(gè)條件：①中青年教師往往具有更高的參與意愿與專業(yè)能力，在儲(chǔ)能領(lǐng)域的科研能力和專業(yè)知識(shí)等方面能夠進(jìn)行有效指導(dǎo)；②師資團(tuán)隊(duì)自身的經(jīng)驗(yàn)積累對(duì)于師生工作與學(xué)習(xí)有著很好的推動(dòng)作用；③基于行政層面和外部激勵(lì)進(jìn)行對(duì)學(xué)生參與科研實(shí)踐活動(dòng)的全面推動(dòng)，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)的積極性。

師資團(tuán)隊(duì)需要針對(duì)學(xué)生因材施教，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行培養(yǎng)：①指導(dǎo)學(xué)生參加儲(chǔ)能專業(yè)競(jìng)賽；②通過進(jìn)入課題實(shí)驗(yàn)室全面掌握儲(chǔ)能相關(guān)科學(xué)研究的基本技能；③與同學(xué)和教師進(jìn)行學(xué)習(xí)以及生活方面的溝通交流；④參加教學(xué)教研活動(dòng)，充分掌握儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)。除此之外，在與儲(chǔ)能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合教學(xué)中，基于產(chǎn)教融合的教育理念，通常采取邀請(qǐng)企業(yè)專業(yè)人員講座授課的形式，同時(shí)建立企業(yè)工作人員與校內(nèi)老師相結(jié)合的模式，在合作的基礎(chǔ)上進(jìn)行模式的探索，盡可能避免實(shí)際落地難度大等問題。

基于儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)的人才培養(yǎng)特征，構(gòu)建產(chǎn)教融合的培養(yǎng)體系，采用課程與實(shí)踐雙體系創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的方式，促進(jìn)知識(shí)與技能的有機(jī)結(jié)合。在課程體系方面，建立以多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)與實(shí)踐課程相結(jié)合的教育體系，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和具體需求進(jìn)行專業(yè)選修課程的教學(xué)設(shè)計(jì)；在師資力量方面，要在健全師資力量的同時(shí)加強(qiáng)教師團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)教融合建設(shè)，以促進(jìn)學(xué)生在教師的全方位指導(dǎo)下全面掌握科研技能，同時(shí)建立學(xué)生之間的交流通道，積極參加教育調(diào)研活動(dòng)以鞏固自身的專業(yè)知識(shí)，推動(dòng)儲(chǔ)能領(lǐng)域新專業(yè)的學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)。