李俊杰，韓 冰，王偉平，王延峰，吳婷婷，戴冰婷，郭亞娟，馬 林

(河北北方學(xué)院 理學(xué)院，河北 張家口 075000)

高等工程教育承擔(dān)著推動(dòng)國(guó)家科技進(jìn)步和未來發(fā)展的重要責(zé)任，為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才支撐，對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和占領(lǐng)未來世界發(fā)展先機(jī)具有非常重要的作用[1]。國(guó)家教育部從2017年起先后多次召開了有關(guān)新工科建設(shè)的會(huì)議，形成了新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識(shí)”“天大宣言”和“北京指南”[2]三部曲，從思想上統(tǒng)一了新工科建設(shè)的目的，明確了工科優(yōu)勢(shì)高校、綜合性高校和地方性高校各自的發(fā)展目標(biāo)[3]，為深化高等工程教育改革鋪平了道路。河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)針對(duì)地方經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)“新工科”建設(shè)的深度理解，依據(jù)學(xué)校制訂的人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有工科專業(yè)人才培養(yǎng)路徑進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

一、“新工科”視角下地方高校的專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

京津冀協(xié)同發(fā)展、一帶一路和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶3大國(guó)家重大戰(zhàn)略已經(jīng)成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。河北北方學(xué)院作為河北省屬普通院校，篤定應(yīng)用型大學(xué)的目標(biāo)定位，把為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)與動(dòng)手能力的高級(jí)應(yīng)用型人才作為當(dāng)前的第一要?jiǎng)?wù)。同時(shí)，結(jié)合“新時(shí)代高教40條”精神和2019年4月教育部“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0啟動(dòng)大會(huì)上提出的學(xué)科建設(shè)精神，梳理總結(jié)出滿足該地區(qū)需要且適合該專業(yè)發(fā)展的教育培養(yǎng)模式[4]。

(一)突出地方優(yōu)勢(shì)，凸顯區(qū)域特色

河北省張家口市是國(guó)務(wù)院批復(fù)成立的全國(guó)唯一可再生能源示范區(qū)，與雄安新區(qū)并稱京津冀協(xié)同發(fā)展的新兩翼，又是2022年北京-張家口冬奧會(huì)的主辦城市[5]，示范區(qū)內(nèi)匯集了國(guó)內(nèi)眾多知名的新能源企業(yè)，承載了大量的可再生能源產(chǎn)業(yè)配套設(shè)施與項(xiàng)目。河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)依據(jù)地方院校自身特點(diǎn)，依托示范區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)鏈，制定了“重基礎(chǔ)、寬口徑、多實(shí)踐，強(qiáng)化工程思維,作好工程師訓(xùn)練”的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，突出地方院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)優(yōu)勢(shì)，使學(xué)生畢業(yè)后具備一定的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)“下得去、留得住、用得上、能吃苦、上手快、有后勁”的應(yīng)用型人才。

(二)牢固樹立高等工程教育新理念

為了提高應(yīng)用型本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)與能力，按照“新工科”和“卓越工程師2.0計(jì)劃”的要求，新能源科學(xué)與工程專業(yè)始終堅(jiān)持“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的高等教育理念，把建立高等工程教育新觀念和提高教育教學(xué)質(zhì)量放在首位。在修訂培養(yǎng)方案時(shí)充分借鑒了國(guó)內(nèi)外地方工科院校先進(jìn)的工程師培養(yǎng)模式，遵循工程教育回歸工程的理念，突出光伏、風(fēng)力發(fā)電和氫能應(yīng)用的技術(shù)主線，利用國(guó)家可再生能源示范區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，主動(dòng)面向工程一線需求，探索適合地方高校的人才培養(yǎng)路徑。

(三)構(gòu)建新型知識(shí)體系

通過強(qiáng)化理論與實(shí)踐的高度融合，突出“重基礎(chǔ)、有前沿、接行業(yè)、重創(chuàng)新”的特點(diǎn)，對(duì)原有專業(yè)知識(shí)體系進(jìn)行了重組，構(gòu)建了新型的“課程模塊+專業(yè)單元”的知識(shí)體系。將大學(xué)本科4年的課程體系劃分為通識(shí)教育課程模塊、學(xué)科教育課程模塊、專業(yè)教育課程模塊、實(shí)踐教學(xué)課程模塊和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程模塊5個(gè)部分。新工科課程體系建設(shè)主要圍繞專業(yè)課程模塊、實(shí)踐教學(xué)課程模塊和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程模塊展開。在教學(xué)模式上，凝練出“政產(chǎn)學(xué)研用”“虛實(shí)結(jié)合”和“課程思政”等多種教學(xué)模式，通過實(shí)訓(xùn)周、企業(yè)見習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等多層次、多方向、多手段且多種教學(xué)模式共同應(yīng)用的方法，促進(jìn)了培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，取得了良好的效果。修訂的培養(yǎng)目標(biāo)主要圍繞OBE理念，通過4年的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練，使學(xué)生具備較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新精神，并掌握新能源科學(xué)與工程專業(yè)的基本技能、基本理念和基礎(chǔ)知識(shí)。

二、“新工科”視角下地方高校的專業(yè)人才培養(yǎng)路徑實(shí)踐

河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)圍繞國(guó)家“新工科”教育提出的有關(guān)要求，根據(jù)專業(yè)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的定位，在人才培養(yǎng)路徑上進(jìn)行了整合專業(yè)方向、優(yōu)化課程體系和打造政產(chǎn)學(xué)研用五位一體協(xié)同育人機(jī)制等實(shí)踐創(chuàng)新。

(一)整合專業(yè)方向

目前，河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)置了風(fēng)能光伏發(fā)電和氫能利用兩個(gè)培養(yǎng)方向。風(fēng)能光伏發(fā)電方向依托國(guó)家可再生能源示范區(qū)的設(shè)備制造、光伏制造、發(fā)電和電力設(shè)施維護(hù)等相關(guān)企業(yè)，主要學(xué)習(xí)風(fēng)能和光伏發(fā)電專業(yè)知識(shí)和技能；氫能利用方向依托示范區(qū)氫能開發(fā)利用企業(yè)，主要學(xué)習(xí)氫能生產(chǎn)與利用和氫能轉(zhuǎn)化方向的知識(shí)和技能。兩個(gè)專業(yè)方向的課程模塊一樣，前兩年的通識(shí)教育課程和學(xué)科教育課程設(shè)置基本相同。從第三年開始通過動(dòng)態(tài)調(diào)整單元化專業(yè)教育課程模塊、實(shí)踐教學(xué)課程模塊和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程模塊，兩個(gè)方向的專業(yè)出現(xiàn)差異化，第四年各自進(jìn)行相關(guān)專業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文寫作。兩個(gè)方向可以根據(jù)需要對(duì)單元內(nèi)部的選修課程進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，最大化地實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向間的相互融合，既有共性，也有區(qū)別，從而實(shí)現(xiàn)新能源科學(xué)與工程專業(yè)特點(diǎn)鮮明化的目標(biāo)。

(二)優(yōu)化新工科專業(yè)結(jié)構(gòu)與課程體系

新能源科學(xué)與工程專業(yè)根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)及卓越工程師2.0培養(yǎng)計(jì)劃的要求，主要圍繞以下內(nèi)容展開。

1.強(qiáng)化工程思維與綜合能力培養(yǎng)的“模塊化”

在整體專業(yè)培養(yǎng)方案的課程模塊化基礎(chǔ)上，強(qiáng)化工程思維與綜合能力培養(yǎng)的“模塊化”。工科學(xué)生應(yīng)該具備一定的工程思維和綜合能力，這就需要大量的基礎(chǔ)性實(shí)踐活動(dòng)。根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，并結(jié)合“新工科”建設(shè)的有關(guān)要求，運(yùn)用綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和工程研發(fā)平臺(tái)構(gòu)成的實(shí)踐教學(xué)模塊對(duì)學(xué)生的工程思維與綜合能力進(jìn)行鍛煉。綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和氫能利用等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，專業(yè)工程研發(fā)平臺(tái)主要依托河北省光伏導(dǎo)電薄膜工程研究中心進(jìn)行半導(dǎo)體材料制備、測(cè)試和產(chǎn)品項(xiàng)目研發(fā)工作。

具體課程的實(shí)施包括：第一，普通專業(yè)課程中基本設(shè)置配套的實(shí)驗(yàn)課程，用于驗(yàn)證和提高學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解。第二，獨(dú)立設(shè)置部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。第三，設(shè)置了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)、就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)及社會(huì)實(shí)踐等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類理論和實(shí)踐課程。第四，第二～七學(xué)期，每學(xué)期的理論授課變成16周，增加2周的教學(xué)實(shí)踐周。通過單獨(dú)的實(shí)踐周設(shè)置，將技術(shù)上較為成熟的、應(yīng)用范圍較寬或發(fā)展前景看好的“新材料、新技術(shù)、新工藝”內(nèi)容納入實(shí)踐周教學(xué)中，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)拆裝、檢修與維護(hù)和新能源發(fā)電廠運(yùn)行、檢修和維護(hù)等操作納入專業(yè)基本技能的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)應(yīng)用訓(xùn)練，形成“理論知識(shí)先進(jìn)、專業(yè)技能熟練、工程能力突出”的課程教學(xué)特色。第五，狠抓畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文寫作，為學(xué)生初步具備工程思維和綜合能力打下良好基礎(chǔ)。通過企業(yè)實(shí)習(xí)，快速鍛煉學(xué)生的工程動(dòng)手能力、工程協(xié)作能力、工程創(chuàng)新能力以及工程思維能力，學(xué)生在了解企業(yè)工程項(xiàng)目運(yùn)行模式的同時(shí)也能了解到行業(yè)企業(yè)對(duì)于從業(yè)人員的要求，學(xué)生畢業(yè)前就能找到未來努力的方向。這是傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)與現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)的差異之處，也是構(gòu)建新工科工程思維的重要內(nèi)容。

2.專業(yè)課程模塊“單元化”

依據(jù)本科教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)培養(yǎng)方案進(jìn)行了調(diào)整，將專業(yè)課程模塊調(diào)整為3個(gè)“單元”，包括通過必修課來實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)知識(shí)單元、通過部分必修課和選修課共同來實(shí)現(xiàn)的專業(yè)拓展單元和通過部分專業(yè)選修課來實(shí)現(xiàn)的綜合知識(shí)單元，配合開設(shè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程模塊，開展以光伏、風(fēng)力發(fā)電和氫能利用培養(yǎng)為主線的專業(yè)課程教學(xué)。通過以上“單元化”專業(yè)課程，循序漸進(jìn)地讓學(xué)生依次掌握新能源基本知識(shí)、基礎(chǔ)應(yīng)用知識(shí)和綜合運(yùn)用知識(shí)，逐步提高知識(shí)應(yīng)用水平。此外，專業(yè)課程各“單元”可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，通過選擇不同的選修課程達(dá)到不同的培養(yǎng)效果，從而極大地提高了專業(yè)培養(yǎng)的靈活度。

3.課程體系反映學(xué)科前沿與技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)需要

當(dāng)今新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)進(jìn)步日新月異，課程教學(xué)中應(yīng)體現(xiàn)本學(xué)科領(lǐng)域的最新前沿以及相應(yīng)的工程技術(shù)進(jìn)步，讓學(xué)生了解該學(xué)科該專業(yè)最新的技術(shù)動(dòng)態(tài)。如綜合知識(shí)模塊中的新能源發(fā)電廠虛擬仿真實(shí)訓(xùn)課程，采用了硬件仿真與軟件仿真相結(jié)合的工程仿真模式，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)時(shí)，首先由教師在智能微電網(wǎng)仿真中心講授理論知識(shí)，然后在微電網(wǎng)仿真中心進(jìn)行新能源發(fā)電廠硬件仿真操作，讓學(xué)生直觀地感受發(fā)電廠的各種設(shè)備和實(shí)操，最后進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，在虛擬新能源發(fā)電廠中進(jìn)行不同發(fā)電廠多網(wǎng)融合、電網(wǎng)故障處理和變電站檢修等操作，從而達(dá)到超越新能源發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地培訓(xùn)的效果，解決了特殊故障在現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)時(shí)不能進(jìn)行演示的問題。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，對(duì)于各種操作原理和操作規(guī)范理解更深刻，取得了非常好的教學(xué)效果。

4.健全創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系

創(chuàng)新主要指思維模式和工程技術(shù)上的創(chuàng)新。針對(duì)地方高校大學(xué)生的特點(diǎn)，除了通過課堂進(jìn)行理論學(xué)習(xí)外，結(jié)合課程驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)周、基礎(chǔ)性科研實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型科研實(shí)驗(yàn)和校企合作項(xiàng)目等方法，共同促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新工程思維的產(chǎn)生。大學(xué)生只有具備了技術(shù)創(chuàng)新與工程思維創(chuàng)新能力之后，帶著想法、思路、技術(shù)和產(chǎn)品，才能夠更好地進(jìn)行創(chuàng)業(yè)，提高創(chuàng)業(yè)的成功率[6]。

(三)構(gòu)建“政產(chǎn)學(xué)研用”的協(xié)同育人機(jī)制

2018年，在國(guó)家大力發(fā)展可再生能源的背景下，本著團(tuán)結(jié)協(xié)作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和資源共享的原則，河北北方學(xué)院與張家口市人民政府、達(dá)華工程管理集團(tuán)有限公司、中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所、中國(guó)科學(xué)院電工研究所、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所和華北電力大學(xué)合作共建，成立了“張家口可再生能源研究院”。同年，河北北方學(xué)院理學(xué)院獲批建設(shè)“河北省光伏導(dǎo)電薄膜工程研究中心”。新能源科學(xué)與工程專業(yè)還與河北漢盛科技有限公司、國(guó)網(wǎng)綠源風(fēng)光儲(chǔ)有限公司、秀美懷來新能源有限公司、張家口金風(fēng)科技有限公司、張家口環(huán)歐國(guó)際新能源有限公司、張家口原軾新型材料有限公司和中國(guó)廣核新能源控股有限公司華北分公司等企業(yè)從科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)等方面建立了定期專家交流制度，構(gòu)成“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體的協(xié)同育人模式，充分發(fā)揮政府在新能源產(chǎn)業(yè)(行業(yè))的組織、引領(lǐng)和指導(dǎo)功能。由于有政府的引領(lǐng)指導(dǎo)和政策支持，企業(yè)對(duì)協(xié)同育人參與比較積極，能充分發(fā)揮其行業(yè)創(chuàng)新的主體作用。學(xué)校和企業(yè)建立有關(guān)資源的“雙向流動(dòng)”機(jī)制，增強(qiáng)了培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才的動(dòng)力，也有效地推進(jìn)了高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就業(yè)工作[7]，為今后更好地根據(jù)行業(yè)企業(yè)需要打造適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型人才打下了良好基礎(chǔ)[8]。

通過以上實(shí)踐，能夠及時(shí)了解京津冀地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)的未來人才大致需求量、產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)情況、不同企業(yè)對(duì)本科專業(yè)人才能力的要求和新能源地區(qū)產(chǎn)業(yè)未來政策走向等行業(yè)最新動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)方案，進(jìn)一步提高了辦學(xué)質(zhì)量。畢業(yè)生受到了用人單位的好評(píng)，畢業(yè)生協(xié)議簽約率持續(xù)提高。

三、“新工科”視角下地方高校的專業(yè)人才的培養(yǎng)成效

河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)改變教學(xué)理念，從傳統(tǒng)的以教為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生發(fā)展為中心，通過整體課程模塊化、專業(yè)課程單元化、實(shí)踐課程項(xiàng)目化以及教學(xué)內(nèi)容緊跟技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向等措施，實(shí)現(xiàn)了“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體協(xié)同育人機(jī)制有效聯(lián)動(dòng)，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新思維的形成，推動(dòng)了專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。通過以上探索與實(shí)踐，專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲，解決實(shí)際問題和應(yīng)用能力得到提高，畢業(yè)生就業(yè)前景好。目前，該專業(yè)畢業(yè)生滿意度持續(xù)走高，實(shí)現(xiàn)了河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)特色“新工科”培養(yǎng)的目的。未來，該專業(yè)準(zhǔn)備從津京冀協(xié)同發(fā)展和2022年冬季奧運(yùn)會(huì)的建設(shè)要求出發(fā)，不斷改進(jìn)并努力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，更好地為地方產(chǎn)業(yè)升級(jí)與可再生能源發(fā)展服務(wù)，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和可再生能源事業(yè)發(fā)展作出自己的貢獻(xiàn)。

河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)認(rèn)真分析學(xué)校辦學(xué)實(shí)際，積極探索符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的人才培養(yǎng)定位，構(gòu)建了較為科學(xué)合理的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式和實(shí)踐教學(xué)體系。河北北方學(xué)院有效提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量與水平，更好地實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)于地方高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)路徑的探索和應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。