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新能源工程创新人才培养模式论文

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新能源工程创新人才培养模式论文

摘要：“新工科”是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的工程教育改革方向，为工程教育创新变革带来了重大机遇。本文在“新工科”教育背景下，讨论了新能源工程创新人才培养所面临的挑战以及教学实践过程中应当注意的地方。

关键词：“新工科”；新能源工程；创新人才；实验教育

社会变革和产业革命对工科高等教育提出了新的要求，“新工科”是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的工程教育改革方向，通过培养多元化、创新型的卓越工程人才，让工程科技进步和创新成为中国乃至人类社会发展的重要引擎，这为工程教育创新变革带来了重大发展机遇[1]。从教育部公布的新工科专业来看，与电力电子工程密切相关的是新能源科学与工程专业。该专业期望培养具备能源工程、电气工程、热能工程、变流技术等基础知识，熟练掌握新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术、新能源科学领域专业知识，能在新能源科学与工程领域开展教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的高级专门人才。相对于传统的电气工程、电力电子工科人才，智能电网及新能源这些新产业、新经济需要实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。在“新工科”教育背景下，本文探讨了新能源工程创新人才培养所面临的挑战及教学实践过程中应当注意的地方。力图在智能电网、新能源等“新工科”人才培养需求下改进工程创新人才培养的内容、模式及理念，以培养能够适应智能电网以及新能源这些新产业、新经济发展需要的高层次专门人才。

一、“新工科”对新能源工程创新人才培养提出的技术挑战

新能源科学与工程专业的培养目标要求学生能够立足风力发电、光伏发电、绿色电源、电动车控制、波浪发电、智能电网、电力储能以及生物质能等领域，在新能源电力装备技术、新能源发电接入技术、电网智能调度与控制技术等方面学有所长，可以在新能源电气系统领域从事生产制造、工程设计、系统运行、技术开发、教育科研等方面的工作，上述培养目标对新能源工程创新人才培养提出了诸多重大挑战[2]。

(一)教学内容更加广泛，对师生的专业知识要求更高

从专业角度来看，教学内容应当包括能源工程、电气工程、电机工程、电力电子技术、传热学、控制工程、流体力学、动力机械等专业领域的基础知识与基本技能。专业技术的广泛性要求教学内容要紧跟着进行必要的增加，以储备该领域的必备知识[3]，同时也增加了学生的学习负担。相应地，为了搞好本领域的教学科研工作，也要求教师的专业背景要相应地拓宽，从而能够胜任新能源这一学科交叉领域的教学科研工作。

(二)教学设备需要升级改造，培养成本明显增加

在工程应用人才培养方面，实验教育与实践教育至关重要，培养学生的动手能力和解决问题的能力是专业人才培养的主要内容。然而，由于新能源专业的学科交叉特性，以及新能源本身的多样性，因此实验项目以及教学设备也必然很多。传统的实验实践教学主要围绕经典的电气工程、能源动力工程等传统工科专业进行设置，很多教学单位目前并不具备直接开展新能源实验实践教学的基础设备要求。若直接将传统学科的实验内容进行简单组合，就会导致传统实验教学任务加重，学生的实验培训压力增大，对新能源专业本身的训练也极其有限。如何解决传统实验教学的固有问题，是目前新能源这一新工科建设、课程改革的热点。

(三)行业发展迅速，技术不断更新，对师生的创新意识与创新能力要求更高

新能源行业目前正处于快速发展的时代，知识更新很快，很多新能源开发利用技术都尚未形成标准化的技术路线。以太阳能的开发利用为例，目前主要有光伏发电、光热发电这两种方式。在产业形成初期，光伏发电的路线占据了太阳能开发利用的主要形式，但大规模的光伏发电并网导致了电力系统惯量水平降低、系统稳定性减弱的问题。因此，发展一直很缓慢的光热技术重新被行业所认识，未来可能形成光伏发电以及光热发电同步发展、互为补充的新局面。此外，若以光伏发电技术本身为例，其运行控制技术也在不断更新，从最大功率跟踪并网，到现在的惯量支撑、一次调频等辅助服务。新能源产业的迅速发展，使得很多潜在问题不断地曝光，围绕这些问题的解决也催生出了一系列新原理、新技术、新装备。为了胜任新能源知识与技术快速变革的需求，新能源专业的师生必须具备优秀的学习能力以及创新实践能力。

二、“新工科”背景下的新能源工程创新人才培养模式探讨

(一)立足传统工科，兼容新兴学科，以适当的角度切入新能源工程创新人才培养

以笔者的观点来看，教育部批准的大部分新工科专业其实是面向新兴行业而批准设置的。也就是说，新工科专业是从行业的角度进行设置，而不是从学科门类的`角度设置。因此，新工科面向新兴行业，但是支撑其发展的专业知识和专门技术依然是传统工科基础，同时应用了新兴的技术(信息化、数据化等)来发展新兴的产业。以新能源为例，该专业主要面向非常规能源进行开发利用，但支撑新能源技术实现的基础依然是常规的电气工程、热能动力工程等传统的工科，基础知识体系并没有发生本质上的改变，特别是学科门类依然没有发生变化。众所周知，学科门类的增减通常是因为物理、化学、生物等基础学科的重大突破带来的。基于此，新能源专业人才培养依然应该立足传统工科，兼容新兴的学科(大数据、云计算、物联网、智能科学等)，以适当的学科角度切入新能源工程的创新人才培养。

(二)创新教学手段、教学设备，以经济

高效的方式投入新能源工程创新人才培养应用型学科的人才培养必须重视学生实践能力的培养。新能源科学与工程这一“新工科”批准之后，很多能源行业的顶级高校都加大了培养创新型人才的力度，以培养出一批有着理解和解决复杂能源工程问题能力的卓越工程人才。然而，对于大部分普通高等学校而言，基础教学条件仍然有限，人才培养成本是不得不面临的现实问题，因此，应该以创新的思维来革新教学手段、教学设备，力争以经济高效的方式进行新能源工程创新人才培养。以电力电子学科开展新能源创新人才培养为例，可以把最新的半实物仿真技术应用到新能源工程的教学与科研创新实践中，让学生把电力电子以及电机理论应用于新能源开发应用实践之中。利用电力电子半实物仿真技术及其设备，学生不仅能学习到新能源能量变换的基本理论，还能通过半实物仿真实验平台培养学生的动手实践能力，更加直观地学习电力电子等新能源相关系统的工作原理和运行控制方法，掌握半实物仿真这种先进的科研测试手段，可减少对物理硬件设备的需求。

(三)夯实基础知识与技能，提高创新

意识与能力，以不变应万变的方式应对新能源技术的日新月异新能源产业发展迅速，一系列新原理、新技术、新装备不断涌现，催生了很多新产品、新企业，创造了新的经济增长点和就业岗位。然而，支撑新能源技术实现的基础知识和技能依然来源于传统学科，特别是常规的电气工程、热能动力工程等传统工科。因此，面对新能源技术的日新月异态势，新能源专业的师生应当以不变应万变的方式，不断地夯实传统工科的基础知识与实践技能，聚焦新能源开发利用这一战略性的新兴产业，不断提高创新意识与创新实践能力，密切追踪行业发展趋势，用扎实的专业基础知识和过硬的技术能力，用创新的思维解决新能源开发利用过程中不断出现的新问题、新需求。

三、结语

新能源工程专业的基础知识横跨电气工程、能源动力工程两个一级学科，使得该专业的教学内容更加广泛，现有的教学设备需要升级改造，对师生的专业知识、创新意识与创新能力要求更高。为此，新能源工程创新人才培养应立足传统工科，兼容新兴学科，以适当的学科角度切入新能源工程的创新人才培养；应创新教学手段、教学设备，以经济高效的方式投入新能源工程创新人才培养；应夯实基础知识与技能，提高创新意识与能力，以不变应万变的方式来积极地应对新能源技术日新月异的发展态势。

参考文献：

[1]周剑峰，韩民.新工科专业实践教学体系构建[J].教育教学论坛，2017(44)：109-110.

[2]陈铁华.对接新能源专业岗位构建新能源科学与工程专业实践教学体系[J].长春工程学院学报(社会科学版)，2018(1).

[3]李华，胡娜，游振声.新工科：形态、内涵与方向[J].高等工程教育研究，2017(4)：16-19.

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