新能源工程創(chuàng )新人才培養模式論文
摘要：“新工科”是基于國家戰略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹(shù)人新要求而提出的工程教育改革方向，為工程教育創(chuàng )新變革帶來(lái)了重大機遇。本文在“新工科”教育背景下，討論了新能源工程創(chuàng )新人才培養所面臨的挑戰以及教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中應當注意的地方。
關(guān)鍵詞：“新工科”；新能源工程；創(chuàng )新人才；實(shí)驗教育
社會(huì )變革和產(chǎn)業(yè)革命對工科高等教育提出了新的要求，“新工科”是基于國家戰略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹(shù)人新要求而提出的工程教育改革方向，通過(guò)培養多元化、創(chuàng )新型的卓越工程人才，讓工程科技進(jìn)步和創(chuàng )新成為中國乃至人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的重要引擎，這為工程教育創(chuàng )新變革帶來(lái)了重大發(fā)展機遇[1]。從教育部公布的新工科專(zhuān)業(yè)來(lái)看，與電力電子工程密切相關(guān)的是新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)期望培養具備能源工程、電氣工程、熱能工程、變流技術(shù)等基礎知識，熟練掌握新能源轉換與利用原理、新能源裝置及系統運行技術(shù)、新能源科學(xué)領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)知識，能在新能源科學(xué)與工程領(lǐng)域開(kāi)展教學(xué)、科研、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工程應用、經(jīng)營(yíng)管理等方面的高級專(zhuān)門(mén)人才。相對于傳統的電氣工程、電力電子工科人才，智能電網(wǎng)及新能源這些新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟需要實(shí)踐能力強、創(chuàng )新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復合型新工科人才。在“新工科”教育背景下，本文探討了新能源工程創(chuàng )新人才培養所面臨的挑戰及教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中應當注意的地方。力圖在智能電網(wǎng)、新能源等“新工科”人才培養需求下改進(jìn)工程創(chuàng )新人才培養的內容、模式及理念，以培養能夠適應智能電網(wǎng)以及新能源這些新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟發(fā)展需要的高層次專(zhuān)門(mén)人才。
一、“新工科”對新能源工程創(chuàng )新人才培養提出的技術(shù)挑戰
新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的培養目標要求學(xué)生能夠立足風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、綠色電源、電動(dòng)車(chē)控制、波浪發(fā)電、智能電網(wǎng)、電力儲能以及生物質(zhì)能等領(lǐng)域，在新能源電力裝備技術(shù)、新能源發(fā)電接入技術(shù)、電網(wǎng)智能調度與控制技術(shù)等方面學(xué)有所長(cháng)，可以在新能源電氣系統領(lǐng)域從事生產(chǎn)制造、工程設計、系統運行、技術(shù)開(kāi)發(fā)、教育科研等方面的工作，上述培養目標對新能源工程創(chuàng )新人才培養提出了諸多重大挑戰[2]。
(一)教學(xué)內容更加廣泛，對師生的專(zhuān)業(yè)知識要求更高
從專(zhuān)業(yè)角度來(lái)看，教學(xué)內容應當包括能源工程、電氣工程、電機工程、電力電子技術(shù)、傳熱學(xué)、控制工程、流體力學(xué)、動(dòng)力機械等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的基礎知識與基本技能。專(zhuān)業(yè)技術(shù)的廣泛性要求教學(xué)內容要緊跟著(zhù)進(jìn)行必要的增加，以?xún)湓擃I(lǐng)域的必備知識[3]，同時(shí)也增加了學(xué)生的學(xué)習負擔。相應地，為了搞好本領(lǐng)域的教學(xué)科研工作，也要求教師的專(zhuān)業(yè)背景要相應地拓寬，從而能夠勝任新能源這一學(xué)科交叉領(lǐng)域的教學(xué)科研工作。
(二)教學(xué)設備需要升級改造，培養成本明顯增加
在工程應用人才培養方面，實(shí)驗教育與實(shí)踐教育至關(guān)重要，培養學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力是專(zhuān)業(yè)人才培養的主要內容。然而，由于新能源專(zhuān)業(yè)的學(xué)科交叉特性，以及新能源本身的多樣性，因此實(shí)驗項目以及教學(xué)設備也必然很多。傳統的實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)主要圍繞經(jīng)典的電氣工程、能源動(dòng)力工程等傳統工科專(zhuān)業(yè)進(jìn)行設置，很多教學(xué)單位目前并不具備直接開(kāi)展新能源實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)的基礎設備要求。若直接將傳統學(xué)科的實(shí)驗內容進(jìn)行簡(jiǎn)單組合，就會(huì )導致傳統實(shí)驗教學(xué)任務(wù)加重，學(xué)生的實(shí)驗培訓壓力增大，對新能源專(zhuān)業(yè)本身的訓練也極其有限。如何解決傳統實(shí)驗教學(xué)的固有問(wèn)題，是目前新能源這一新工科建設、課程改革的熱點(diǎn)。
(三)行業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)不斷更新，對師生的創(chuàng )新意識與創(chuàng )新能力要求更高
新能源行業(yè)目前正處于快速發(fā)展的時(shí)代，知識更新很快，很多新能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)都尚未形成標準化的技術(shù)路線(xiàn)。以太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用為例，目前主要有光伏發(fā)電、光熱發(fā)電這兩種方式。在產(chǎn)業(yè)形成初期，光伏發(fā)電的路線(xiàn)占據了太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的主要形式，但大規模的光伏發(fā)電并網(wǎng)導致了電力系統慣量水平降低、系統穩定性減弱的問(wèn)題。因此，發(fā)展一直很緩慢的光熱技術(shù)重新被行業(yè)所認識，未來(lái)可能形成光伏發(fā)電以及光熱發(fā)電同步發(fā)展、互為補充的新局面。此外，若以光伏發(fā)電技術(shù)本身為例，其運行控制技術(shù)也在不斷更新，從最大功率跟蹤并網(wǎng)，到現在的慣量支撐、一次調頻等輔助服務(wù)。新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，使得很多潛在問(wèn)題不斷地曝光，圍繞這些問(wèn)題的解決也催生出了一系列新原理、新技術(shù)、新裝備。為了勝任新能源知識與技術(shù)快速變革的需求，新能源專(zhuān)業(yè)的師生必須具備優(yōu)秀的學(xué)習能力以及創(chuàng )新實(shí)踐能力。
二、“新工科”背景下的新能源工程創(chuàng )新人才培養模式探討
(一)立足傳統工科，兼容新興學(xué)科，以適當的角度切入新能源工程創(chuàng )新人才培養
以筆者的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，教育部批準的大部分新工科專(zhuān)業(yè)其實(shí)是面向新興行業(yè)而批準設置的。也就是說(shuō)，新工科專(zhuān)業(yè)是從行業(yè)的角度進(jìn)行設置，而不是從學(xué)科門(mén)類(lèi)的`角度設置。因此，新工科面向新興行業(yè)，但是支撐其發(fā)展的專(zhuān)業(yè)知識和專(zhuān)門(mén)技術(shù)依然是傳統工科基礎，同時(shí)應用了新興的技術(shù)(信息化、數據化等)來(lái)發(fā)展新興的產(chǎn)業(yè)。以新能源為例，該專(zhuān)業(yè)主要面向非常規能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，但支撐新能源技術(shù)實(shí)現的基礎依然是常規的電氣工程、熱能動(dòng)力工程等傳統的工科，基礎知識體系并沒(méi)有發(fā)生本質(zhì)上的改變，特別是學(xué)科門(mén)類(lèi)依然沒(méi)有發(fā)生變化。眾所周知，學(xué)科門(mén)類(lèi)的增減通常是因為物理、化學(xué)、生物等基礎學(xué)科的重大突破帶來(lái)的�；诖�，新能源專(zhuān)業(yè)人才培養依然應該立足傳統工科，兼容新興的學(xué)科(大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、智能科學(xué)等)，以適當的學(xué)科角度切入新能源工程的創(chuàng )新人才培養。
(二)創(chuàng )新教學(xué)手段、教學(xué)設備，以經(jīng)濟
高效的方式投入新能源工程創(chuàng )新人才培養應用型學(xué)科的人才培養必須重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養。新能源科學(xué)與工程這一“新工科”批準之后，很多能源行業(yè)的頂級高校都加大了培養創(chuàng )新型人才的力度，以培養出一批有著(zhù)理解和解決復雜能源工程問(wèn)題能力的卓越工程人才。然而，對于大部分普通高等學(xué)校而言，基礎教學(xué)條件仍然有限，人才培養成本是不得不面臨的現實(shí)問(wèn)題，因此，應該以創(chuàng )新的思維來(lái)革新教學(xué)手段、教學(xué)設備，力爭以經(jīng)濟高效的方式進(jìn)行新能源工程創(chuàng )新人才培養。以電力電子學(xué)科開(kāi)展新能源創(chuàng )新人才培養為例，可以把最新的半實(shí)物仿真技術(shù)應用到新能源工程的教學(xué)與科研創(chuàng )新實(shí)踐中，讓學(xué)生把電力電子以及電機理論應用于新能源開(kāi)發(fā)應用實(shí)踐之中。利用電力電子半實(shí)物仿真技術(shù)及其設備，學(xué)生不僅能學(xué)習到新能源能量變換的基本理論，還能通過(guò)半實(shí)物仿真實(shí)驗平臺培養學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，更加直觀(guān)地學(xué)習電力電子等新能源相關(guān)系統的工作原理和運行控制方法，掌握半實(shí)物仿真這種先進(jìn)的科研測試手段，可減少對物理硬件設備的需求。
(三)夯實(shí)基礎知識與技能，提高創(chuàng )新
意識與能力，以不變應萬(wàn)變的方式應對新能源技術(shù)的日新月異新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，一系列新原理、新技術(shù)、新裝備不斷涌現，催生了很多新產(chǎn)品、新企業(yè)，創(chuàng )造了新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)和就業(yè)崗位。然而，支撐新能源技術(shù)實(shí)現的基礎知識和技能依然來(lái)源于傳統學(xué)科，特別是常規的電氣工程、熱能動(dòng)力工程等傳統工科。因此，面對新能源技術(shù)的日新月異態(tài)勢，新能源專(zhuān)業(yè)的師生應當以不變應萬(wàn)變的方式，不斷地夯實(shí)傳統工科的基礎知識與實(shí)踐技能，聚焦新能源開(kāi)發(fā)利用這一戰略性的新興產(chǎn)業(yè)，不斷提高創(chuàng )新意識與創(chuàng )新實(shí)踐能力，密切追蹤行業(yè)發(fā)展趨勢，用扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎知識和過(guò)硬的技術(shù)能力，用創(chuàng )新的思維解決新能源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中不斷出現的新問(wèn)題、新需求。
三、結語(yǔ)
新能源工程專(zhuān)業(yè)的基礎知識橫跨電氣工程、能源動(dòng)力工程兩個(gè)一級學(xué)科，使得該專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內容更加廣泛，現有的教學(xué)設備需要升級改造，對師生的專(zhuān)業(yè)知識、創(chuàng )新意識與創(chuàng )新能力要求更高。為此，新能源工程創(chuàng )新人才培養應立足傳統工科，兼容新興學(xué)科，以適當的學(xué)科角度切入新能源工程的創(chuàng )新人才培養；應創(chuàng )新教學(xué)手段、教學(xué)設備，以經(jīng)濟高效的方式投入新能源工程創(chuàng )新人才培養；應夯實(shí)基礎知識與技能，提高創(chuàng )新意識與能力，以不變應萬(wàn)變的方式來(lái)積極地應對新能源技術(shù)日新月異的發(fā)展態(tài)勢。
參考文獻：
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