戴巨川

1.湖南科技大學機電工程學院 湖南湘潭 411201

2.中國機械工業(yè)聯(lián)合會風電機組運行監(jiān)測與智能診斷重點實驗室 湖南湘潭 411201

中英高校可再生新能源專業(yè)設置與特色對比研究

戴巨川1,2

1.湖南科技大學機電工程學院 湖南湘潭 411201

2.中國機械工業(yè)聯(lián)合會風電機組運行監(jiān)測與智能診斷重點實驗室 湖南湘潭 411201

各種可再生新能源的開發(fā)利用是安全解決人類能源危機的主要途徑，而專業(yè)人才的培養(yǎng)是行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的根本保證。中英兩國都屬于世界上對可再生能源高度重視并大幅度開發(fā)的國家，對可再生新能源領域專業(yè)人才的培養(yǎng)高度重視。受中英兩國傳統(tǒng)教育模式、各高校自身辦學特色以及新能源產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等因素影響，中英兩國高校在可再生新能源相關專業(yè)設置上具有共性，也有個性之處?？偟膩砜?，兩國均已形成“本科—碩士—博士”的人才培養(yǎng)體系，而在學習模式和課程設置特色上有所不同。通過對中英兩國可再生新能源相關專業(yè)設置與特色對比研究，有利于進一步反思和改革人才培養(yǎng)模式。

可再生新能源；能源危機；專業(yè)設置；人才培養(yǎng)

隨著地球上各種不可再生能源的日益枯竭，開發(fā)利用風能、太陽能、潮汐能、生物質能等各種新型可再生能源對解決人類能源危機具有戰(zhàn)略意義，其中，風能、太陽能以及生物質能的開發(fā)已經(jīng)形成較大規(guī)模[1-3]。根據(jù)世界風能協(xié)會(World Wind Energy Association，簡稱WWEA)的統(tǒng)計資料[4]，2015年全球風電裝機容量已經(jīng)達到434 GW；中國在2015年裝機總量達到148 GW，居世界第一。在21世紀可再生能源政策網(wǎng)絡(REN21)發(fā)布的《2016全球可再生能源發(fā)展報告》[3]中指出，2015年太陽能光伏發(fā)電容量已達227 GW，生物質能發(fā)電容量為106 GW。全球至少173個國家均已制定了可再生能源的發(fā)展目標，其中約有146個國家在國家或州/省級層面給予了相應的支持政策?？稍偕茉措娏叭剂先蚩偼顿Y額為2860億美元，表現(xiàn)出巨大的就業(yè)潛力。2015年中國不僅在風電，在太陽能和地熱能容量上也均處于世界首位。然而，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長和工業(yè)化進程的不斷推進，能源需求巨大，主導能源仍然來自煤炭[5-7]。按照《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，非化石能源占一次能源消費比重將從2014年11.2%提高到2020年的15%。長遠來看，這一比例還應大幅提高，新能源發(fā)展仍然任重而道遠。英國是世界上煤炭資源比較豐富的國家，長期以來，其能源消耗主要出自煤炭以及石油和天然氣。為了解決污染，擺脫對礦物燃料的過度依賴，建立更可持續(xù)、安全的新能源產業(yè)，1995年英國政府發(fā)表能源白皮書，提出2000年可再生能源達到1 500 GW。目前，風能、潮汐能是英國重點發(fā)展的新能源項目，已成為全球擁有海上風電站最多的國家。2007年，英國公布的《英國能源白皮書》提出到2020年，煤炭在能源總量中的比例下降為20%，石油和天然氣保持在40%左右，將可再生能源的比例提高到35%。總的來看，可再生新能源產業(yè)仍屬于新興產業(yè)，專業(yè)人才成為制約行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的根本因素。我國是可再生新能源發(fā)展最為迅速的國家，英國則是可再生能源利用比較成熟的國家，本文通過對中英可再生新能源相關專業(yè)設置與特色對比研究，以期獲得行業(yè)人才培養(yǎng)機制的啟發(fā)。

1 我國高?？稍偕履茉磳I(yè)設置分析

1.1 我國高?？稍偕履茉磳I(yè)設置布局

目前，我國已經(jīng)形成了“本科—碩士—博士”的可再生新能源相關專業(yè)人才培養(yǎng)體系。廣義地講，可再生新能源專業(yè)屬于多學科交叉領域，與多個學科相關，需要的人才也可以來自多個學科專業(yè)。圖1所示為我國可再生新能源領域輸送人才的本科階段專業(yè)分布圖。圖1中將人才培養(yǎng)專業(yè)分為外環(huán)和內環(huán)兩層結構。外環(huán)專業(yè)主要包括機械工程、電氣工程及其自動化等傳統(tǒng)專業(yè)。這些專業(yè)培養(yǎng)的人才輸送至可再生能源行業(yè)后，經(jīng)過一定的崗前培訓從事相關技術或管理工作。將在本科階段就面向可再生新能源領域開設相關理論和實踐課程的專業(yè)劃分為內環(huán)，主要包括新能源科學與工程、新能源材料與器件，其他明確為新能源方向的專業(yè)。在這些專業(yè)中，新能源科學與工程、新能源材料與器件為近年來面向新能源領域新設置的本科專業(yè)。本文所指可再生新能源相關專業(yè)即為內環(huán)上所包含的專業(yè)。

圖1 可再生新能源領域人才培養(yǎng)本科專業(yè)

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國開設可再生新能源相關本科專業(yè)(圖1中內環(huán)上專業(yè))的高校已達到99所，并以新能源科學與工程、新能源材料與器件兩個專業(yè)為主體。2012年，新設置的新能源科學與工程專業(yè)整合了原有的風能與動力工程、新能源科學與工程。相對而言，原有的風能與動力工程聚焦于現(xiàn)代風電機組設計制造、運行試驗及風電場運行管理等方面能力的培養(yǎng)，完全屬于可再生新能源領域。該專業(yè)的設置與我國風能快速發(fā)展的態(tài)勢密切相關。整合后的新能源科學與工程專業(yè)具有更寬廣的知識能力培養(yǎng)體系，對風能、太陽能、地熱能、生物質能等可再生新能源領域均有涉及。并且，該專業(yè)不僅涵蓋了可再生新能源及其他新能源(如核能)領域，也涵蓋傳統(tǒng)能源的新型開發(fā)技術領域，如潔凈煤應用技術、清潔生產原理和技術。由于該專業(yè)涵蓋的范圍較廣，各高校一般根據(jù)自身辦學經(jīng)驗積累和條件聚焦辦學方向。與新能源科學與工程專業(yè)偏向的工程技術開發(fā)與應用不同，新能源材料與器件專業(yè)更側重于新能源器件設計與制造工藝，面向太陽能電池、化學電源、新能源汽車、LED技術等方向人才培養(yǎng)。圖2為我國開設可再生新能源相關專業(yè)高校區(qū)域分布情況。從圖2中可以看出，專業(yè)分布已經(jīng)覆蓋全國大部分地區(qū)，為當?shù)丶叭珖稍偕履茉串a業(yè)發(fā)展提供了人才保障和智力支持。分布密度較高的區(qū)域主要集中在上海、江蘇、遼寧、湖南、四川等省市區(qū)域，其中僅江蘇開設可再生新能源相關專業(yè)的高校就超過15所。

圖2 我國開設可再生新能源相關專業(yè)高校區(qū)域分布(2016年數(shù)據(jù))

在研究生培養(yǎng)階段，有關可再生新能源的專業(yè)設置就更顯多樣化，如清華大學開設的環(huán)境科學與新能源技術、中國電力科學研究院開設的可再生能源發(fā)電與并網(wǎng)技術、華北電力大學開設的可再生能源與清潔能源、中國林業(yè)科學研究院開設的生物質能源與材料。此外，還有多所高校開設了新能源電力及其控制、風能和太陽能系統(tǒng)及工程、太陽能技術與工程、生物質能源科學與技術、生物質能源與材料等。而且，由于研究生階段人才培養(yǎng)模式相比本科階段更具靈活性，不少高校雖然未開設可再生新能源相關專業(yè)，卻以研究方向的形式展開了相關人才培養(yǎng)。

1.2 我國高?？稍偕履茉磳I(yè)課程設置

考慮到研究生階段相關專業(yè)設置的多樣化，僅以本科階段新能源科學與工程、新能源材料與器件兩個專業(yè)課程設置特征進行分析。由于上述兩個專業(yè)所包含的范圍實際上大于可再生能源領域，不同院校在進行課程設置時也會根據(jù)自身特色有所取舍而差別較大，圖3為參考國內部分院校課程設置而設計的一種課程體系結構圖。以新能源科學與工程專業(yè)為例，圖3中僅給出了屬于可再生新能源領域專業(yè)方向一種主干課程設置模式，包括太陽能方向、風能方向和生物質能方向的課程模塊?？偟膩砜?，各專業(yè)方向主干課程模塊均屬于多學科交叉型，如風能方向涉及的課程就包括材料科學、力學、機械工程、電氣工程、控制工程等多個學科。此外，不同方向間專業(yè)知識跨度較大，如與風能方向相比，生物質能方向與有機化學、無機化學、生物化學等化學學科以及生物學學科知識相關性更強。而風能方向則與機械工程、力學、控制等學科知識關系更密切。當然，兩者間也可包括較多公共課程，如高等數(shù)學、電工技術基礎、工程制圖及CAD、材料力學、機械設計基礎等，還可能包括圖中未標出的經(jīng)濟、管理等共性知識。從各高校實際的課程設置情況來看，主要包括兩種設置模式。(1)側重方向化的課程模塊設置，如原已開設風能與動力工程專業(yè)的院校則會偏重風能方向的課程設置（如以圖3中風能方向相同或類似課程為主體)。(2)方向交叉混合型課程模塊設置，如一些院校在課程設置中通過取舍同時融入了風能、太陽能等方向的課程。與此同時，也有同一院校同時開設幾個專業(yè)方向的情況。新能源材料與器件專業(yè)也存在與新能源科學與工程類似的課程設置特征。

圖3 可再生新能源相關專業(yè)課程設置

2 英國高校可再生新能源專業(yè)設置分析

2.1 英國高?？稍偕履茉磳I(yè)設置布局

以“Renewable energy”和“Sustainable Energy”為關鍵詞對英國高校在可再生新能源領域的專業(yè)分布進行搜索調研，結果顯示共有38所院校在該領域開辦了相關專業(yè)。人才培養(yǎng)層次覆蓋了本科、碩士和博士，一些院校同時開設了多個可再生新能源相關專業(yè)。其中，有12所院校在本科階段開設了相關專業(yè)(見表1)。圖4為英國開設可再生新能源相關專業(yè)高校區(qū)域分布，基本輻射了英國全境，這也充分說明可再生新能源領域人才的培養(yǎng)在英國高等教育體系中具有十分重要的地位。調查顯示，在倫敦地區(qū)開設可再生新能源相關專業(yè)的高校就有7所。

圖4 英國開設可再生新能源相關專業(yè)高校區(qū)域分布(2016年數(shù)據(jù))

從表1可以看出，各高校在專業(yè)的設置上比較靈活，充分體現(xiàn)了各院校的辦學特色。在學制和學位的設置上，不同院校也不盡相同，如Brunel University London開設的機械與能源工程，學習模式可選擇3年“full-time”或者4年“thick-sandwich”，后者是一種學習與工作相結合的模式，即“學習+工作+學習”的模式，最后授予工學學士學位(BEng)。SRUC Scotland's Rural College開設的綠色技術，采用4年“full-time”學習模式，最后授予理學學士學位(BSc)。University of Dundee開設的可再生能源與機械工程、物理與可再生能源科學則分別授予BEng和BSc，前者注重工程能力，后者側重科學素養(yǎng)。

在研究生培養(yǎng)階段，則有更豐富的可再生新能源相關專業(yè)設置，如City，University of London開設的可再生能源與電力系統(tǒng)管理，Centre for Alternative Technology開設的可再生能源與建筑環(huán)境，Durham University開設的新能源和可再生能源。由于英國是一個海上風電及其他資源豐富且已形成先進開發(fā)經(jīng)驗的國家，一些高校專門開設了海洋可再生能源專業(yè)，如The Robert Gordon University，University of Edinburgh，University of Exeter和University of Strathclyde等。此外，University of Oxford還開設了可再生能源海洋結構專業(yè)，且可授予哲學博士學位(Dphil)或工程博士學位(EngD)。

表1 英國開設可再生新能源相關本科專業(yè)的院校

2.2 英國高校可再生新能源專業(yè)課程設置

專業(yè)課程的設置除了各院校辦學理念與條件的影響，還與人才培養(yǎng)定位有關(如側重工程能力的培養(yǎng)或科學素養(yǎng)的培養(yǎng))。提取Ulster University可再生能源工程、University of Nottingham電氣工程和可再生能源系統(tǒng)、Wrexham Glyndwr University可再生能源及可持續(xù)發(fā)展的技術和University of Exeter可再生能源等院校和專業(yè)相關課程進行分析(如圖5所示)。圖5中僅給出了主要的理論課程，而未包括實踐類課程。除University of Exeter授予BSc學位外，其余均授予BEng學位。從專業(yè)名稱來看，不同學校間的差別較大，雖然都包括了“可再生能源”這一關鍵詞，但側重點有所不同。相應地，不同學校設置的課程也明顯不同，但總的趨勢是在課程設置上體現(xiàn)多學科交叉，注重基礎知識與綜合素質的課程設置原則，以風能技術為例，僅Wrexham Glyndwr University開設了風力機設計與分析課程。從圖中可以看出，4所院校均開設了工程數(shù)學和電子/電氣類課程。相對而言，Ulster University和Wrexham Glyndwr University對機械類的課程有所加強，University of Nottingham則偏向于電子/電氣類課程，而University of Exeter在再生能源原理、管理與政策等方面較為突出，特別是在第三年（最后一年)的選修課模塊中，設置了多種可再生能源原理的選修課，包括海洋可再生能源、低碳熱、太陽能、生物能發(fā)電等。

圖5 英國高?？稍偕履茉磳I(yè)課程設置

3 中英對比分析

從上述內容可以看出，受中英兩國傳統(tǒng)教育模式、各高校自身辦學特色以及新能源產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等因素影響，中英兩國高校在“可再生新能源”相關專業(yè)設置上具有共性，也有個性之處，具體表示如下。

3.1 均已經(jīng)形成了本科—碩士—博士的三級人才培養(yǎng)體系

無論是中國還是英國，對新能源人才的培養(yǎng)都已經(jīng)高度重視，開辦院校的數(shù)量在本國教育體系中都已經(jīng)形成一定規(guī)模。由于我國高等院校辦學總體規(guī)模較大，因此開辦相關專業(yè)的院校絕對數(shù)量要大于英國。在本科階段，我國現(xiàn)行專業(yè)設置取消了原有的風能與動力工程專業(yè)，整合為新能源科學與工程，人才培養(yǎng)面向的行業(yè)領域更寬，不僅僅是可再生新能源，還包括核能以及傳統(tǒng)能源新技術等。目前，我國可再生新能源相關人才培養(yǎng)依托的專業(yè)主要有兩個，即新能源科學與工程、新能源材料與器件。此外，還有少數(shù)院校設置了傳統(tǒng)專業(yè)的新能源方向，如電氣工程新能源發(fā)電方向。相對而言，英國本科階段開辦可再生新能源相關專業(yè)的院校絕對數(shù)量較少，但專業(yè)設置卻更靈活，一些院校開設有直接以可再生能源命名的本科專業(yè)，如University of Exeter的可再生能源、Ulster University的可再生能源工程等。在研究生人才培養(yǎng)階段，中英兩國院校均開設了靈活多樣的可再生新能源人才培養(yǎng)專業(yè)。資料統(tǒng)計表明，在英國開設可再生新能源相關專業(yè)的38所院校中，大部分院校是在碩士或博士階段開展人才培養(yǎng)。

3.2 學習模式和課程設置特色有所不同

總的來看，課程設置都體現(xiàn)了多學科交叉的特征，如數(shù)學、機械、電氣等學科課程成為一些院校本科階段的必修課程。在我國，本科階段的學習時間普遍是4年，因此在課程設置上基本上是按4年時間規(guī)劃。而英國本科階段的學習模式更具靈活性，包括“full-time”“thick-sandwich”等，學制安排上有3年制、4年制以及6年制等。以新能源科學與工程專業(yè)課程設置為例，我國一些高校細化為風能方向、太陽能方向、生物質能等方向進行課程設置，具有較高方向化的特征；也有院校按方向綜合的方式進行設置，同時開設了多個方向的課程。英國高校本科階段的課程設置主要凸顯綜合性，如圖5中僅Wrexham Glyndwr University開設了風力機設計與分析。當然，各院校根據(jù)自身人才培養(yǎng)定位也有所側重，如University of Edinburgh同時開設了可再生能源與機械工程、可再生能源與電氣工程，顯然前者偏向機械工程而后者偏向電氣工程。而在課程學習完成后的學位授予方式上，我國普遍授予工學學士學位，而英國高校則包括了BEng和BSc兩種學位，如University of Dundee開設的可再生能源與機械工程、物理與可再生能源科學分別授予BEng和BSc學位。

4 結束語

隨著可再生新能源在世界范圍內的快速發(fā)展，專業(yè)人才的培養(yǎng)成為后續(xù)行業(yè)支撐的關鍵因素。中英兩國都屬于世界上對可再生能源高度重視并大幅度開發(fā)的國家。近年來，我國持續(xù)加大對可再生能源的穩(wěn)健開發(fā)力度，對專業(yè)人才的需求尤為迫切。通過對我國和英國可再生新能源專業(yè)設置與特色對比研究，有利于進一步反思和改革人才培養(yǎng)模式。通過研究表明，可再生新能源領域專業(yè)人才的培養(yǎng)在我國和英國都得到了高度重視，形成了“本科—碩士—博士”的三級人才培養(yǎng)體系。受中英兩國傳統(tǒng)教育模式、各高校自身辦學特色以及新能源產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等因素影響，中英兩國高校在可再生新能源專業(yè)學習模式和課程設置特色上有所不同。

需要說明的是，文中相關數(shù)據(jù)均來自網(wǎng)絡檢索，由于各院校在專業(yè)設置上的動態(tài)變化和網(wǎng)絡檢索的局限性，隨著時間的變化文中數(shù)據(jù)會有一定改變。

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A Comparative Study on the Specialty Setting and Characteristics of Renewable Energy in Chinese and English Universities

Dai Juchuan1,2

1. School of Electromechanical Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan, 411201, China
2. Mechanical Industrial Key Laboratory of Operation Monitoring and Intelligent Diagnosis of Wind Turbines, Xiangtan, 411201, China

Development and utilization of a variety of renewable energy is the main way to solve the problem of human energy crisis, and the training of professional talents is the fundamental guarantee for the sustained and healthy development of the industry. Both China and UK have paid high attention to renewable energy development and the training of professional talents. However, due to the difference of traditional mode of education, university characteristics, and industry development status between China and UK, specialty setting of renewable energy has general character, also has individual character. Overall, both countries have formed the bachelor-master-doctor training system, and have different characteristics in learning mode and curriculum setting. Through the research on the specialty setting and characteristics of Chinese and English renewable energy, it is conducive to further reform of talent training mode.

renewable energy; energy crisis; specialty setting; talent training

戴巨川，博士，副教授。