“雙碳”目標下新能源領域自動化專業人才培養模式改革研究

摘 "要：碳中和碳達峰對新能源領域人才培養提出迫切要求。基于華北電力大學的自動化類學科優勢，對自動化類新能源領域專業人才培養模式進行探索。以專業培養為發展導向，從明確“雙碳”背景下人才培養目標，分析人才需求特征，加強相關學科融合，基于“雙碳”理念設計全新課程體系與實踐教學體系，健全完善“雙碳”目標下產教融合長效機制等方面加強“雙碳”背景下新能源領域自動化類專業人才的培養。充分發揮高校各相關學科作用，立足高校學科特色，為國家新能源領域行業發展輸送創新型人才。

關鍵詞：“雙碳”目標；新能源領域；自動化；教學體系設計；人才培養模式改革

中圖分類號：C961 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）06-0039-04

Abstract： \"Carbon neutrality and emission peak\" has put forward urgent requirements for talent training in the field of new energy. Based on the advantages of automation discipline in North China Electric Power University， the training mode of new automation energy professionals is explored. With professional training as the development orientation， the training of automation professionals in the field of new energy under the background of \"dual carbon\" has been strengthened from the aspects of clarifying the talent training objectives under the background of \"dual carbon\"， analyzing the characteristics of talent needs， strengthening the integration of relevant disciplines， designing a new curriculum system and practical teaching system based on the \"dual carbon\"concept， and improving the long-term mechanism of production and education integration under the \"dual carbon\" goal， which gives full play to the role of relevant disciplines in universities， based on the characteristics of university disciplines， and transport innovative talents for the development of the national new energy field industry.

Keywords： \"dual carbon\" goal; new energy field; automation; teaching system design; personnel training model reform

2020年9月，基于“生態優先、綠色發展，構建人類命運共同體”的客觀需求，黨中央提出了“2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”的重大戰略目標。黨的二十大又進一步提出“積極穩妥推進碳達峰碳中和”“深入推進能源革命”“加快規劃建設新型能源體系”的重要指示。目前，新能源領域人才培養尚在初步探索階段，而自動化類專業是新能源領域交叉學科的重要組成部分。傳統的自動化專業以自動控制理論為基礎理論，并以模擬電子技術、數字電子技術、傳感器與檢測技術和計算機技術等為主要技術手段，對一些裝置和系統實施控制。伴隨著國家“雙碳”目標的提出，如何充分挖掘其在“雙碳”領域的學科融合方向、科研發展方向，優化調整學科結構、創新培養模式，加速更新知識結構，以解決傳統自動化類專業培養模式無法很好適應“雙碳”背景下對新能源領域專業自動化類人才所需知識技能和創新能力培養的矛盾，從而盡快適應“雙碳”目標需求下新能源發電大范圍進入能源行業對專業人才的迫切需求，是急需重視和改革的人才培養問題。

華北電力大學作為我國能源電力領域的“雙一流”高校，長期致力于能源電力相關領域研究，通過了自動化工程教育認證，其控制與計算機工程學院具有“中國自動化學會自動化系統工程師職業資格認證培訓”資格。因此，如何利用華北電力大學在國家能源電力領域明顯的行業特色優勢，增強滿足“雙碳”背景下能源領域自動化類專業人才的培養質量，是需要思考和解決的問題。本文針對“雙碳”目標下新能源領域自動化類專業人才培養模式問題進行分析探討，結合華北電力大學的電力行業特色和專業優勢，通過基于“雙碳”理念的課程體系設計、多層面低碳實踐教學體系設計和健全完善“雙碳”目標下產教融合長效機制等內容進行教學改革探索。

一 "明晰“雙碳”目標下新能源領域自動化類專業人才培養模式改革方向

早期我國針對工程技術人才的培養方式主要還是以高校課堂教育為主，在課前制定詳細的教學大綱，并按照教學大綱開展教學計劃，授課結束便通過考試驗證學生的學習成果。但是在這種傳統的教學模式下，課堂上主要注重“灌輸式”教育，實踐教育主要以實驗和課程設計為主要內容，且實踐學習時間較短，這導致學生缺乏獨立思考和自主創新的能力。文獻[1]根據新工科對人才培養的要求，通過分析該校的自動化類專業人才特色和過往人才培養中存在的問題，提出了創新的人才培養模式。文獻[2]和文獻[3]根據自動化類專業人才培養的目標要求，對“雙創”型人才的培養模式展開了探索，提出了適用于自動化類專業人才的培養模式改革方法。

華北電力大學的自動化專業是國家一流專業，通過了自動化工程教育認證，擁有“電力之光”北京市高等學校示范性校內創新實踐基地、“電力工業全過程國家級虛擬仿真實驗教學中心”，與特大型電力央企共建特色化聯合實驗室和協同創新中心。在能源領域中，許多能源生產形式會產生大量的碳排放，因此，利用華北電力大學在國家能源電力領域明顯的行業特色優勢，為提高滿足“雙碳”背景下能源領域自動化類專業人才的培養質量，確定了“雙碳”目標下新能源領域自動化類專業人才培養模式改革方向如下。

（一） "構建“雙碳”理念課程體系以及多層面低碳實踐教學體系

構建“雙碳”理念課程體系以及多層面低碳實踐教學體系，培養可適應未來碳達峰碳中和形勢下新能源領域自動化類專業創新型人才。綜合考慮師資隊伍、人才培養等一體化的建設，以“雙碳”理念正確定位人才培養方向、突出新能源領域自動化類專業課程“雙碳”特色，制定合理的發展規劃和課程體系。在培養新能源領域自動化類人才過程中緊密圍繞低碳實踐和可持續發展理念，構建并實施與課程體系相結合的多層次低碳實踐教學體系。

（二） "健全完善“雙碳”目標下產教融合長效機制

健全完善“雙碳”目標下產教融合長效機制，圍繞電力能源類企業“雙碳”需求，結合校企雙方優勢進行產教深度融合，形成“以產促教”“以產促研”“人才助產”的良性反饋。以“雙碳”目標為抓手，健全完善新能源領域自動化類專業產教融合長效機制。加快自動化類專業人才培養速度，實現產教深度融合。

二 "“雙碳”目標下新能源領域自動化類專業培養模式改革實踐

華北電力大學是教育部直屬高校中唯一一所以電力為學科特色的高校，肩負著為電力行業和國家新能源戰略培養專業人才的重任，其培養的新能源領域自動化類專業人才大多數在能源、電力相關研究領域就業。同時，其控制與計算機工程學院擁有由中國自動化學會授權的自動化系統工程師職業資格培訓和認證機構。因此，為了使華北電力大學培養的新能源領域自動化類專業人才更好地適應“雙碳”目標下的社會發展要求，全面提升高校教學質量，拓寬人才培養目標，增強人才就業能力，根據能源發展趨勢和學科發展方向開展了符合學院特色的新能源領域自動化類專業人才培養方向和模式探索，著重在以下三個方面進行培養模式改革實踐。

（一） "基于“雙碳”理念設計全新課程體系

文獻[4]采用了工作過程系統化的課程體系建設方法，基于此思路構建了符合自身學科特色的自動化專業課程框架，教學效果得到顯著提升。在綜合考慮師資隊伍、人才培養等一體化建設的基礎上，以“雙碳”理念準確定位人才培養方向、突出新能源領域自動化類專業課程“雙碳”特色，制定合理的發展規劃。本課程體系分為兩個部分：通識教育、學科與交叉學科教育，其全新課程體系設計如圖1所示。

圖1 "全新課程體系設計

1 "通識教育

通識教育作為基礎結構，在培養過程中起到奠基石的作用。實現新形勢下的人才培養目標關鍵便在于通識課程內容的全面性、知識點掌握的牢固性以及對“雙碳”理念的指導性。

2 "學科與交叉學科教育

自動化類專業具有自動控制、測量儀器、信號處理等多學科相互滲透的特點，針對新能源發展和低碳新形勢產生全新的工程對象，增強新能源領域自動化類專業學科與交叉學科教育的內容（設立發電過程建模與辨識、清潔能源發電控制系統、清潔能源發電設備及測控技術等課程），本專業課程體系中學科教育保留原有專業學科優勢并提高了新能源課程的比例，學科內容設置具有基礎性、拓展性和輻射性，同時添加交叉學科內容（大數據，人工智能領域），增添學生知識面與技能手段。

在教學手段上，利用數字化智能化信息技術為手段，借助智能化學習環境，實現實體課堂與智慧教學平臺的結合，通過課堂實時互動和視頻教學等手段激發學習興趣，加強學生自主學習能力。通識教育的培養和學科與交叉學科教育基本內容的建立，順應了中國能源發展趨勢，教育內容與教育手段與時俱進。在“雙碳”理念引導下和符合學生認知與成長規律的基礎上，新能源領域自動化類專業課程體系實現課程模塊化、協同化與綜合化推進。

（二） "圍繞低碳實踐開展多層面教學體系設計

在碳達峰碳中和的戰略背景下，對現有的實踐教學體系提出了更高的技術需求。在培養新能源領域自動化類人才方面，需要緊密圍繞低碳實踐和可持續發展理念，構建并實施與課程體系相結合的多層次低碳實踐教學體系。如圖2所示，本文將從觀念拓寬、資源配置、師生協同和本碩貫通培養四個不同層面推進實踐環節的教學改革。

圖2 "多層面教學體系設計

1 觀念拓寬

基于自動化類專業融合電力能源的特色，廣泛開展多維度、多角度、多方向的低碳實踐，從而改變學生基本認知中低碳實踐與所學專業毫不相關、相關實踐僅為低碳相關專業所需完成的環節等錯誤觀念。

2 "資源配置

依托學院“新能源電力系統國家級重點實驗室”，教育部重點實驗室“電站設備狀態監測與控制實驗室”等平臺，建立實踐環節的資源配置與低碳理念、綠色校園建設融合機制，如無紙化“小程序”電子調查，通過可再生系統實現低碳實踐中的電、水、氣等能源消耗等。

3 "師生協同

以低碳可持續發展理念為抓手，推行低碳實踐環節教學改革，促進師生協同發展。在整個實踐過程中，教師需要構建低碳化實踐平臺及其相關實踐環節，通過全方位地引導學生，使其形成良好的低碳理念。而學生方面，在教師的引導下充分發揮其主觀能動性，在低碳實踐活動的參與中更加深入理解低碳實踐環節的重要性及低碳理念與自身專業的緊密關聯性。

4 "本碩貫通培養

將本科生科創與研究生培養貫通有機結合。文獻[5]至文獻[7]通過增設學科競賽、探討地方經濟發展對自動化專業的需求等多個方面，對自動化專業人才培養改革與實踐方法進行了闡述。研究生已經對“雙碳”和自動化領域有深入的研究，本科生思維活躍，已有豐富的理論知識。研究生和本科生相互促進，對接國家能源戰略，以節能減排大賽、“挑戰杯”等賽事為抓手，依托國家和北京市科創項目，構建相對緊密的團隊，提升研究生的問題研究能力、獨立思考能力、領導決策能力和解決困難的意志力等綜合素質。與此同時，通過團隊合作，一些高水平的本科生也將提前進入科研領域，以此實現本碩貫通培養、薪火相傳的目的。同時，實踐教學改革中也將與時俱進地切合時下社會發展趨勢并進行相應規劃與安排。如當下熱點為氫能源、元宇宙等話題，在開展實踐教學改革時，通過設置“零碳排氫能技術”“低碳元宇宙世界”等相關實踐課題提升學生的參與興趣，圍繞數字經濟的發展趨勢推行“低碳數字經濟”實踐內容，進一步提升低碳實踐效果。

（三） "健全完善“雙碳”目標下產教融合長效機制

以“雙碳”目標為抓手，健全完善新能源領域自動化類專業產教融合長效機制。加快自動化類專業人才培養速度，可以通過以下方面實現產教深度融合，具體如圖3所示。

1 "對接電力能源企業的“雙碳”需求

文獻[8]至文獻[10]通過了解畢業生去向、畢業生及用人單位反饋等信息，以“引企入教”的方式開展自動化類專業人才的培養模式探索。若要對接電力能源企業的“雙碳”需求，則需凝練出電力能源企業的相關崗位所需技能，設立知識技能、職責素養所需要達到的目標，驅動新能源自動化類專業培養方案與時俱進地修訂。

2 "構建長效化的產教融合平臺

文獻[11]將人才培養與地方經濟發展聯系起來，精準定位就業方向，構建全新的自動化專業課程體系，使自動化類專業人才走向工作崗位能夠“學以致用”。健全完善“雙碳”目標下產教融合長效機制，構建長效化的產教融合平臺，形成多方合作育人模式，積極與電力能源企業探索“專業實踐”和“聯合培養”等合作模式，實現資源、校企人員、技術等多方面融合的辦學模式，為學生提供企業實習場地，使學生近距離接觸自動化生產線等其他自動控制系統，使學生在實踐中真正理解“雙碳”理念于所學專業的重大意義。

3 "鼓勵師生積極參與企業工程實踐

師生積極參與到企業工程實踐中去，深入了解當下新能源企業發展趨勢，挖掘新能源產業領域急需解決的關鍵問題，并將這些問題凝練整合，既可豐富課程內容，又可拓寬科研競賽選題和課題項目思路，以此實現以產促教、以產促賽、以產促研。這樣有助于提升學生發現及解決問題的能力，也進一步培養學生的創新意識和團隊協作能力。

三 "教改收益

（一） "突出新能源領域自動化類專業人才特色

通過“雙碳”理念課程體系和多層面低碳實踐教學體系的構建，培養自動化類專業人才理解電、熱、氣等多能源體系及其轉換原理，深刻了解新能源與傳統能源的發展趨勢，具備能源政策專業素質和綜合貫通、協同思維的“低碳”能源觀，同時使其廣泛掌握多學科基礎知識，具有解決實際工程問題的能力。

（二） "滿足電力能源類企業“雙碳”目標發展的需求

構建“理論與實踐”“教學與科研”“學校與企業”的“三結合”的產教融合長效機制，強化產教融合與科研融合育人機制，培養學生的創新意識，提升其發現問題、解決問題的能力，加強團隊協作意識，使其充分滿足電力能源類企業“雙碳”目標發展的需求。

（三） "節省教育資源

通過產教融合的方法對新能源領域自動化類專業人才進行培養，避免教育資源重復投入。學生不僅具備了解決實際工程問題的能力，還提高了從事與新能源領域自動化類相關專業時所需的職業素質，同時提升了學生的實踐能力和就業競爭力。

四 "結束語

伴隨著國家“雙碳”目標的提出，充分挖掘自動化類專業在“雙碳”領域的學科融合方向及科研發展方向，優化學科結構、創新培養模式，加速更新知識結構，從而盡快適應“雙碳”目標需求下新能源行業對自動化專業人才的迫切需求，是急需重視和改革的人才培養問題。本文對新能源領域自動化類專業人才培養模式進行了探索，以專業培養為發展導向，從明確“雙碳”背景下人才培養目標、分析人才需求特征、加強相關學科融合、打造跨學科師資隊伍和加強產學研合作等方面加強了“雙碳”背景下新能源領域自動化人才的培養，構建了突出自動化類專業人才優勢和能夠充分適應新能源發展趨勢的培養體系。立足高校學科特色，充分發揮高校各相關學科作用，為國家新能源領域行業發展提供了可行性。

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