韓巧麗 塔 娜 王 旭 甄 琦 閆彩霞
內蒙古農業(yè)大學能源與交通工程學院,內蒙古 呼和浩特 010018
隨著我國經濟轉型升級和“雙碳”目標的提出,高校新能源科學與工程工科類本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式面臨新的挑戰(zhàn)。為推動國家工程教育改革創(chuàng)新,“復旦共識”分析了新工科本科專業(yè)建設的必要性和緊迫性,給高等教育指出了開展工科類專業(yè)教育改革的路徑[1]。在新工科建設背景下,高校工程教育改革發(fā)展存在與企業(yè)協同辦學不足,現有的教學組織落后,工程實踐能力培養(yǎng)不夠等問題,需圍繞產業(yè)發(fā)展需求布局專業(yè)培養(yǎng)目標、構建校企合作、推進工程教育教學改革[2-4]。工科類專業(yè)發(fā)展需要高校改革傳統(tǒng)的學科組織模式,推進學科之間的交叉融合,構建多學科交叉融合的研究模式,形成新的人才培養(yǎng)模式[5-6]。
新能源科學與工程專業(yè)涉及專業(yè)面寬,不同學校由于地區(qū)經濟發(fā)展的需求不同而形成了各自的專業(yè)方向。內蒙古農業(yè)大學新能源科學與工程專業(yè)培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有風電機組、光伏組件等設備及新能源場站運行維護基礎知識和實踐能力,已培養(yǎng)8屆畢業(yè)生,就業(yè)契合度高,一次就業(yè)率高。
該專業(yè)培養(yǎng)方案修訂了兩次后,目前存在企業(yè)用人對專業(yè)知識綜合實踐能力要求高、培養(yǎng)模式傳統(tǒng)、專業(yè)知識更新不及時、教學內容跟不上技術發(fā)展、教學方法及教學手段未能跟上時代步伐。在內蒙古經濟社會發(fā)展需求推動下,企業(yè)要求對風電場等新能源場站運行維護具備一定的實踐能力,對新能源專業(yè)提出新要求,培養(yǎng)具有較強行業(yè)背景知識、與新能源場站運維的工程實際結合緊密的實踐能力的復合應用人才。
2012年教育部頒布《普通高等學校本科專業(yè)目錄》中特設新能源科學與工程專業(yè)[7],專業(yè)代碼為080503T,由新能源科學與工程、風能與動力工程合并而成,經過不到十年的發(fā)展,涉及風能、太陽能和生物質能利用等領域,專業(yè)學科涉及能源動力、電氣、機械、物理、材料、化學等多個學科。這充分體現了我國經濟發(fā)展現狀的需求,以及對“雙碳”政策的支持。
內蒙古農業(yè)大學作為國家“中西部高等教育振興計劃”支持院校,不斷提升辦學質量,在西部工程技術人才培養(yǎng)中起到重要作用。該校的新能源科學與工程專業(yè),立足于農林學校、地區(qū)經濟發(fā)展需求,開辟了不同于其他理工科院校的專業(yè),區(qū)域特色鮮明。
并根據新能源行業(yè)的發(fā)展及學校生源結構等,逐步對培養(yǎng)目標進行了修改,確立了“立足內蒙古,面向全國”培養(yǎng)符合風電、光伏發(fā)電等行業(yè)和內蒙古經濟建設需求,能夠承擔社會責任、具有創(chuàng)新意識和工程實踐能力的工程技術人才的專業(yè)定位。以“立德樹人”為根本目標,培養(yǎng)學生適應社會主義現代化建設需要,具有專業(yè)基礎寬厚、專業(yè)良好,實踐技能較強,具有一定解決實際問題的復合應用型人才。
內蒙古農業(yè)大學于1961年設置農業(yè)機械化及其自動化專業(yè)和1994年設置農業(yè)電氣化專業(yè),經長期專業(yè)建設和發(fā)展,形成了穩(wěn)定的專業(yè)培養(yǎng)模式、就業(yè)率穩(wěn)定和合理師資結構,為該專業(yè)奠定了機械類、電氣類課程基礎教學和實踐;于1988年獲批農業(yè)機械化工程學科碩士點,開辟了小型風電機組技術研究方向。于1996年成立新能源技術研究所,經多年研究生培養(yǎng)、學科建設為新能源教學、科研培養(yǎng)了師資隊伍;于2004年獲批農業(yè)工程中農業(yè)生物環(huán)境與能源工程二級學科博士學位授權點,奠定了新能源的學科基礎。目前,還缺少與新能源學科與工程專業(yè)相對應學科,為該專業(yè)本科生讀研究生提供深造機會。
目前新能源科學與工程專業(yè)招生規(guī)模為2個班60人,現有237名全日制在讀學生。學生積極參加各類科技創(chuàng)新大賽,獲獎級別逐年升高。近年來,畢業(yè)生就業(yè)于電力行業(yè)國企、央企,畢業(yè)生因工程實踐能力強、適應快,深受企業(yè)歡迎,就業(yè)單位認可度高,一次就業(yè)率達到了85%。
內蒙古農業(yè)大學新能源科學與工程專業(yè)主干學科屬于“能源—電氣—機械”三學科交叉融合。以能源動力專業(yè)基礎課為基礎、電氣工程學科為主干學科、機械工程學科為輔助學科。以“厚基礎、寬口徑”為培養(yǎng)目的,按照學校制定的公共課培養(yǎng)方案,保留數學、力學和電路等大學時通識教育課程,夯實能源動力、電氣學科基礎課程,強化風電機組運維等專業(yè)核心課程的思路,優(yōu)化課程體系,融合貫通了實踐類教學內容形成體系,專業(yè)課程體系如圖1所示。
圖1 課程體系
推進實踐教學模式改革,搭建空氣動力學基礎實驗、風電機組PLC控制實訓、小型風電機組拆裝等實踐能力鍛煉平臺。根據專業(yè)培養(yǎng)目標,分類構建空氣動力學基礎實驗基本素質訓練、風電機組PLC控制專業(yè)實訓基礎能力訓練、小型風電機組拆裝綜合素質訓練、金工實習等模塊組成的、貫穿全學程的實踐教學體系。同時,要進一步開發(fā)空氣動力學基礎課程實驗、風電機組PLC控制實訓,增加實驗學時,增設體現辦學特色的實踐課程和環(huán)節(jié)。突出學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),將學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育落實到各個教學環(huán)節(jié),融入人才培養(yǎng)全過程。
在考研升學方面,由于內蒙古農業(yè)大學能源與交通工程學院新能源專業(yè)課程設置以電氣工程和機械工程為主干學科,在能源動力類學科報考,深受相關院校老師關注,成為相關院校攻讀碩士研究生好生源,考研升學率達到了15%。
專業(yè)核心課程中包括,能源動力類:空氣動力學基礎、熱工基礎;機械工程類:理論力學、材料力學、工程制圖C和機械設計基礎等;電氣工程類:電路、自動控制原理與技術、電氣控制與PLC和風電場電氣工程基礎等;風電機組專業(yè)類:風力發(fā)電原理、風電機組構造與設計等。根據從事風電場運維工作的畢業(yè)生反饋,在培養(yǎng)方案中增加了液壓傳動、通訊原理與應用等課程,完善了課程設置。
該專業(yè)主要實踐性教學環(huán)節(jié)按三學科交叉融合進行設置,設置了機械工程類:工程實訓、風電機組拆裝實習;電氣工程類:電氣控制與PLC課程設計、風電場電氣工程基礎課程設計;風電機組專業(yè)類:專業(yè)認識實習、風電機組構造與設計課程設計、風電場規(guī)劃與設計課程設計、生產實習、畢業(yè)論文(設計)。
專業(yè)教師們通過教師在教學方面的積累,出版新能源專業(yè)方面的專業(yè)課教材3部,分別為《風力機設計理論及方法》《風電發(fā)電原理》和《風力發(fā)電原理與技術》。因教材內容充實,貼近教學實踐,被國內諸多大學選為專業(yè)課教材。為華潤電力中西分公司新能源運維培訓編制教材7本,教材編制過程中教師們深入風電運維現場與工程技術人員交流學習,了解了新能源場站運維工作流程、充實風電機組運維相關知識,培養(yǎng)鍛煉了社會實踐能力,對“雙師型”師資培養(yǎng)具有重要意義。
全面落實工程教育專業(yè)認證標準和高等學校課程思政建設指導綱要,修訂了人才培養(yǎng)方案,建立與風電行業(yè)內幾家企業(yè)聯合、協同育人的培養(yǎng)模式,優(yōu)化課程體系。形成了校內課程實驗與校外實訓相結合,在課程設計、畢業(yè)設計等方面實現教學與科研相補充、面向工程實際的多層次實踐教學體系。
在畢業(yè)設計環(huán)節(jié),邀請校所在地區(qū)從事風電場前期規(guī)劃設計、風電機組制造生產和風電機組運維的工程技術人員,從事風電研究的科研院所的研究人員擔任校外導師,單獨指導畢業(yè)設計,選題貼近實際,使學生體會到理論知識怎樣應用到實踐中,融合社會實踐教育,同時促進教師與工程技術人員、科研人員交流,豐富教師工程實踐經驗。
依托農林院校優(yōu)勢,緊扣產業(yè)發(fā)展需求,與機電工程學院電氣工程、機械工程專業(yè),理學院化工專業(yè)等相關專業(yè)打造了能源類高水平專業(yè)群及相關課程群,探討專業(yè)課課程主線、專業(yè)課之間銜接,使基礎知識、專業(yè)知識和專業(yè)實踐結合緊密,形成一條主線。充分利用企業(yè)工程實踐方面資源,探索并完善校企合作新模式,推行與企業(yè)培訓機構合作進行學生崗前培訓。以就業(yè)驅動的人才培養(yǎng)理念為指導,采取“實習—崗前培訓—就業(yè)”聯動實踐教學模式,提高學生實踐能力的培養(yǎng)規(guī)格。近年來,與企業(yè)共建立實踐教學基地8個,崗前培訓300人次,獲得相關培訓證書,促進了就業(yè),提高了內蒙古農業(yè)大學能源與交通工程學院該專業(yè)在行業(yè)內知名度。
隨著國家工科高等教育改革的發(fā)展,具有國際化視野的工程教育質量認證工程的啟動,各高校在培養(yǎng)模式、教學改革方面都在積極探索。近年來內蒙古農業(yè)大學新能源科學與工程專業(yè)向設置同專業(yè)高校學習,與校友溝通交流,深入合作企業(yè)龍源培訓機構、金風大學和華潤電力中西分公司等調研,不斷調整培養(yǎng)方案,實現協同育人,增強學生的就業(yè)能力,提高學生在社會上的認可度和競爭力。
在該專業(yè)建設過程中也遇到了一些值得深入探討的問題,希望與各位同行共勉。新能源科學與工程專業(yè)是多學科融合,在課程設置中專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課,專業(yè)課中有兩個主干學科時,課時安排較難。部分院校新能源專業(yè)設置太陽能、風能和生物質能利用領域時,課程龐雜,不能突出重點,專業(yè)基礎知識不扎實。建議新能源專業(yè)培養(yǎng)突出某主干學科、深厚基礎知識的高素質人才,其他交叉學科知識可在今后實踐中通過后期學習和實踐來培養(yǎng)。
內蒙古農業(yè)大學新能源科學與工程專業(yè),與地方企業(yè)合作、協同育人,發(fā)揮自身優(yōu)勢,今后將不斷改革實踐適應新工科背景下專業(yè)人才需求的培養(yǎng)模式。