夏帥，陳瑞成，劉建華，張同莊

（中國礦業(yè)大學(xué) 徐海學(xué)院，江蘇徐州 221008）

針對人才培養(yǎng)模式這一概念，王凡提出：它指培養(yǎng)主體為了實現(xiàn)特定的人才培養(yǎng)目標(biāo)，在一定的教育理念指導(dǎo)和一定的培養(yǎng)制度保障下設(shè)計構(gòu)建的，由培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置、課程體系、教學(xué)組織形式、教學(xué)管理制度、教學(xué)評價等若干要素構(gòu)成的人才培養(yǎng)過程的理論模型和組織形式[1]。人才培養(yǎng)模式明確了人才培養(yǎng)過程所采用的具體方法，直接決定了人才培養(yǎng)的質(zhì)量，在高校人才培養(yǎng)中具有重要地位。自改革開放以來，我國高等教育人才培養(yǎng)模式經(jīng)歷了“恢復(fù)建設(shè)期”“內(nèi)涵發(fā)展期”和“守正出新期”三個階段[2]。當(dāng)前，高等教育人才培養(yǎng)模式主要圍繞培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型應(yīng)用人才開展研究，以適應(yīng)當(dāng)前社會、經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求。

針對實踐教學(xué)地位弱化問題，郭名靜等提出以“實踐+”為核心的理工類本科人才培養(yǎng)模式[3]；侯旭鋒等提出“訓(xùn)練—項目—競賽”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[4]；孫艷春等構(gòu)建了“課證賽崗”四位一體人才培養(yǎng)模式[5]；徐伶伶等提出“一定位三對接”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，強調(diào)方向?qū)有袠I(yè)、團隊對接項目、學(xué)生對接崗位[6]；童海玥、肖瑩慧等分別基于CDIO、OBE 理念，對高等教育人才培養(yǎng)模式開展了相關(guān)研究[7-8]。

本文以中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院（簡稱徐海學(xué)院）電氣工程及其自動化專業(yè)為例，介紹新能源特色導(dǎo)向下人才培養(yǎng)的目標(biāo)、理論和實踐教學(xué)課程體系，以及質(zhì)量管理和保障措施等。

1 新能源特色背景下人才培養(yǎng)目標(biāo)的確立

1.1 徐海學(xué)院電氣專業(yè)新能源特色確定過程與論證

徐海學(xué)院地處江蘇省徐州市，堅持“學(xué)而優(yōu)則用，學(xué)而優(yōu)則創(chuàng)”的辦學(xué)理念，培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、精專業(yè)、重實踐、強能力、高素質(zhì)”的應(yīng)用型人才，服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展。隨著“碳達(dá)峰、碳中和”國家戰(zhàn)略的提出，新能源發(fā)電、新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。徐州作為淮海經(jīng)濟區(qū)中心城市，全市新能源領(lǐng)域累計建成省級以上各類研發(fā)平臺17 家，地方經(jīng)濟發(fā)展對新能源發(fā)電、新能源電動汽車人才的需求旺盛。

在徐海學(xué)院2018 版學(xué)生培養(yǎng)方案制定過程中，經(jīng)過廣泛的畢業(yè)生調(diào)研、企業(yè)走訪、專家論證等環(huán)節(jié)，首次將新能源學(xué)生培養(yǎng)寫入電氣專業(yè)人才培養(yǎng)方案。2022 年6 月，執(zhí)行2018 版培養(yǎng)方案的新能源專業(yè)首屆畢業(yè)生在應(yīng)聘新能源相關(guān)崗位時具有顯著優(yōu)勢。為了進一步開展電氣專業(yè)建設(shè)，提高新能源人才培養(yǎng)質(zhì)量，學(xué)院明確了新能源專業(yè)特色建設(shè)。圍繞新能源專業(yè)特色，優(yōu)化課程體系，并將新能源特色寫入2022 版學(xué)生培養(yǎng)方案，進一步開展新能源特色內(nèi)涵建設(shè)。

1.2 2022 版培養(yǎng)方案的人才培養(yǎng)目標(biāo)

依據(jù)地方經(jīng)濟發(fā)展，并結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有資源，將電氣專業(yè)建設(shè)特色定位于新能源發(fā)電和新能源電動汽車兩個行業(yè)。電氣專業(yè)每年共設(shè)置6 個班級，分為“電力系統(tǒng)及其自動化”“電力電子與電力傳動”兩個專業(yè)方向，每個方向有3 個班級，分別以新能源發(fā)電技術(shù)、新能源電動汽車控制技術(shù)為專業(yè)特色。

在新能源發(fā)電方面，突出光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計、安裝維護、實驗測試、運營管理等應(yīng)用型人才培養(yǎng)，要求學(xué)生掌握光伏發(fā)電原理等基礎(chǔ)理論、光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計與測試等基本技能，擁有光伏電站設(shè)計及運營等實踐經(jīng)驗。

在新能源電動汽車方面，突出高性能電機驅(qū)動器的設(shè)計、開發(fā)、組裝、測試和應(yīng)用，要求學(xué)生熟悉新能源電動汽車基本結(jié)構(gòu)，掌握電機、電池和電控“三電系統(tǒng)”關(guān)鍵技術(shù)，具備永磁同步電機、鼠籠異步電機驅(qū)動器設(shè)計開發(fā)基礎(chǔ)、測試維護等基本技能。

2 專業(yè)理論課程體系

人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)需要設(shè)計科學(xué)合理的課程體系[9]，專業(yè)核心課程是凸顯專業(yè)特色的重要保障。單純依靠幾門獨立的專業(yè)課程或增設(shè)1～2 門特色課程，不足以支撐專業(yè)特色人才培養(yǎng)。依據(jù)新能源特色培養(yǎng)目標(biāo)有機整合專業(yè)課程，保證學(xué)生接受系統(tǒng)的課程教學(xué)，以獲得完整、綜合的專業(yè)知識。每門課程與學(xué)生能力培養(yǎng)對接，進而與企業(yè)的人才需求對接[10]。

2.1 新能源發(fā)電專業(yè)特色導(dǎo)向下的專業(yè)課程

以光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電為主線，設(shè)置如下專業(yè)核心課程：電路理論、電機原理與拖動技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制原理、單片機原理與接口技術(shù)、檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)、電機控制與調(diào)速技術(shù)、電力系統(tǒng)分析、高電壓技術(shù)、電力系統(tǒng)繼電保護、新能源發(fā)電技術(shù)等。

圍繞新能源發(fā)電特色，統(tǒng)籌制定各專業(yè)課程講授內(nèi)容，并寫入課程教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，有效保證專業(yè)特色的人才培養(yǎng)質(zhì)量。相關(guān)專業(yè)核心課程——新能源發(fā)電特色教學(xué)內(nèi)容列舉如下：（1） 電力電子技術(shù)：突出光伏并網(wǎng)逆變器、風(fēng)力發(fā)電變換器工作原理、電路結(jié)構(gòu)、功率器件選型、仿真分析等能力的培養(yǎng)；（2）自動控制原理：建立光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析新能源并網(wǎng)發(fā)電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；（3）檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)：分析光伏電站、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)測需求，選擇相應(yīng)的光照強度、風(fēng)向風(fēng)速、溫濕度、電壓、電流、功率等傳感器，掌握其工作原理和轉(zhuǎn)換技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)需求合理配置檢測方案；（4）電力系統(tǒng)分析：新能源發(fā)電接入電網(wǎng)導(dǎo)致電力系統(tǒng)電力電子化，分析電力電子化電力系統(tǒng)的特征，分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量等的影響，并提出改善措施；（5）電力系統(tǒng)繼電保護：光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等分布式發(fā)電對電網(wǎng)安全、系統(tǒng)保護的影響和應(yīng)對措施；（6）新能源發(fā)電技術(shù)：重點介紹光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)組成、工作原理、最大功率跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)；（7）發(fā)電過程與電氣設(shè)備：開展光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)流程，主要電氣設(shè)備及其運營維護，電站建設(shè)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

2.2 新能源電動汽車專業(yè)特色導(dǎo)向下的專業(yè)課程

以新能源電動汽車高性能電機驅(qū)動技術(shù)為主線，設(shè)置如下專業(yè)核心課程：電路理論、電機原理與拖動技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制原理、PLC 原理及應(yīng)用、檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)、DSP原理及應(yīng)用、運動控制系統(tǒng)、新能源電動汽車控制技術(shù)等。

相關(guān)專業(yè)核心課程——新能源電動汽車特色教學(xué)內(nèi)容列舉如下：（1）電機原理與拖動技術(shù)：在傳統(tǒng)直流電機、異步電機教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加直流無刷電機BLDC、永磁同步電機PMSM 等新能源電動汽車常用電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計基礎(chǔ)；（2）檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)：符合新能源電動汽車電池管理系統(tǒng)BMS、電機控制器、汽車狀態(tài)（車速、溫度、胎壓等）監(jiān)測需求，介紹相應(yīng)傳感器工作原理以及后續(xù)信號變換電路等；（3）電力電子技術(shù)：BLDC、PMSM 電機驅(qū)動電路的工作原理、電路結(jié)構(gòu)、功率器件選型、仿真分析等內(nèi)容；（4）自動控制原理：在建立電機驅(qū)動控制器等動態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用反饋控制實現(xiàn)電壓、電流、轉(zhuǎn)速等物理量的閉環(huán)控制；（5）運動控制系統(tǒng)：在介紹電力電子變換器調(diào)制策略的基礎(chǔ)上，開展高性能交流電機調(diào)速理論的學(xué)習(xí)，包括矢量控制FOC 理論和直接轉(zhuǎn)矩控制DTC 理論；（6）DSP 原理及應(yīng)用：分析新能源電動汽車電機控制器對數(shù)字處理器的需求，以電機控制主流DSP 為例，結(jié)合新能源電動汽車電機控制，介紹DSP 的內(nèi)部資源、AD 采樣、PWM 資源等；（7）新能源電動汽車控制技術(shù)：掌握新能源電動汽車電機、電池和電控“三電系統(tǒng)”的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和關(guān)鍵技術(shù)，開展BLDC、PMSM 電機控制理論的學(xué)習(xí)。

3 實踐教學(xué)體系建設(shè)

應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)需要構(gòu)建有效的實踐教學(xué)體系，實踐教學(xué)主要包括：課內(nèi)實驗、獨立設(shè)課實驗、集中實踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)。課內(nèi)實驗、獨立設(shè)課實驗等實踐形式遵循理論課程體系，本部分重點構(gòu)建新能源特色導(dǎo)向下的包括集中實踐、畢業(yè)設(shè)計、實習(xí)等環(huán)節(jié)的實踐教學(xué)體系。

3.1 集中實踐環(huán)節(jié)

集中實踐環(huán)節(jié)是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決工程實際問題而設(shè)置的具有一定創(chuàng)新性和綜合性的實踐類課程，是應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，也是專業(yè)特色建設(shè)的重要保證。近年來，徐海學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)以新能源特色人才培養(yǎng)為目標(biāo)，不斷改進和優(yōu)化實訓(xùn)項目和考核方式，自主開發(fā)設(shè)計了多款實訓(xùn)套件并持續(xù)改進[11]，表1 列舉了新能源發(fā)電方向集中實踐環(huán)節(jié)的具體實踐環(huán)節(jié)名稱、實訓(xùn)項目等內(nèi)容。

表1 新能源發(fā)電特色集中實踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系

專業(yè)技能實訓(xùn)和專業(yè)綜合實訓(xùn)則根據(jù)兩個方向的特色培養(yǎng)目標(biāo)分別設(shè)置，表1 突出以光伏發(fā)電為代表的新能源發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)的培養(yǎng)，包括追日系統(tǒng)設(shè)計制作、并網(wǎng)變換器設(shè)計制作、集中式光伏電站設(shè)計，并綜合應(yīng)用于光伏、風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)專題設(shè)計綜合實踐環(huán)節(jié)。通過第三至第七學(xué)期循序漸進的實踐項目訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生具備變換器設(shè)計開發(fā)和測試維修、光伏電站系統(tǒng)設(shè)計和運營維護等能力。

3.2 畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計是本科教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，學(xué)分多、學(xué)時長，是學(xué)生綜合利用所學(xué)知識解決工程實際問題的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[12]，也是提升學(xué)生實踐動手能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；趹?yīng)用型人才培養(yǎng)定位，工程實際類畢業(yè)設(shè)計題目占總數(shù)量的80%以上。指導(dǎo)教師依據(jù)新能源特色培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)劃畢業(yè)設(shè)計題目，表2 為近3 年徐海學(xué)院電氣專業(yè)新能源發(fā)電、新能源電動汽車相關(guān)畢業(yè)設(shè)計題目數(shù)量及所占比例，新能源類畢業(yè)設(shè)計題目穩(wěn)步增加，涉及內(nèi)容有：光伏并網(wǎng)逆變器控制、雙饋風(fēng)力發(fā)電控制、風(fēng)力發(fā)電機、直流微電網(wǎng)DC/DC 變換器、光伏電站監(jiān)測、風(fēng)力發(fā)電變流器溫濕度檢測、新能源電動汽車永磁同步電機設(shè)計、電動汽車新型電機驅(qū)動、電動汽車分布式驅(qū)動、鋰電池電源管理系統(tǒng)、電動汽車雙向充電器DC/DC變換器、電動汽車功率變換器故障診斷、電動汽車中控系統(tǒng)等。通過畢業(yè)設(shè)計進一步強化對學(xué)生新能源發(fā)電、新能源電動汽車工程實踐能力的培養(yǎng)和專業(yè)特色建設(shè)。

表2 2020—2022 年新能源相關(guān)畢業(yè)設(shè)計題目匯總

3.3 實習(xí)環(huán)節(jié)

企業(yè)作為檢驗應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[13]，應(yīng)從如下三個方面提高企業(yè)人才培養(yǎng)的參與度：（1）邀請電氣專業(yè)相關(guān)企業(yè)和用人單位參與人才培養(yǎng)方案的制定，建立企業(yè)專家?guī)?，了解用人單位對人才的需求；?）結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)等生產(chǎn)實際，企業(yè)工程師參與畢業(yè)設(shè)計、聯(lián)合申報大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目等工作；（3）校企共建校外實習(xí)、實踐教學(xué)基地，積極開展校外實習(xí)等實踐活動，有效補充課堂教學(xué)內(nèi)容。

徐海學(xué)院電氣專業(yè)共設(shè)置認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)兩類實習(xí)環(huán)節(jié)，分別在第2 學(xué)期和第6 學(xué)期開展。認(rèn)識實習(xí)的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生了解電氣專業(yè)的工作崗位、工作環(huán)境，提升專業(yè)認(rèn)同感，促進后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。生產(chǎn)實習(xí)則是在學(xué)生具備電氣專業(yè)相關(guān)知識后，進入企業(yè)，由企業(yè)工程師指導(dǎo)參與企業(yè)具體產(chǎn)品設(shè)計、實驗、測試、維護等各環(huán)節(jié)工作。生產(chǎn)實習(xí)的培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生將所學(xué)專業(yè)知識應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)實際，熟悉用人單位運營模式，為后續(xù)工作積累經(jīng)驗。徐海學(xué)院依托新能源專業(yè)特色，積極與周邊光伏電站等新能源發(fā)電企業(yè)、永磁同步電機驅(qū)動器等新能源電動汽車企業(yè)共建實習(xí)基地，并聘請企業(yè)工程師定期面向在校學(xué)生舉辦講座、開展指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計，確保學(xué)生實習(xí)質(zhì)量。

4 教學(xué)質(zhì)量管理和保障措施

全面完整的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系是評估人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保證[14]，為人才培養(yǎng)模式的持續(xù)改進提供有力支撐。應(yīng)針對理論課程、實踐環(huán)節(jié)、實習(xí)環(huán)節(jié)等不同教學(xué)內(nèi)容，依據(jù)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建對應(yīng)的考核制度，考查課程培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度。理論課程的考核不僅包括考試成績，還應(yīng)包含課堂小組討論、課內(nèi)實驗、課程學(xué)習(xí)總結(jié)等多個環(huán)節(jié)的成績。例如：在電力電子技術(shù)課堂小組討論中，設(shè)置“電力電子技術(shù)在新能源發(fā)電和新能源電動汽車中的應(yīng)用”專題討論環(huán)節(jié)，并單獨考核，讓學(xué)生更好地掌握理論課程在實際中的應(yīng)用。集中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要方式，其考核應(yīng)堅持“全員、全方位、全流程”原則，多采用撰寫技術(shù)報告、匯報答辯等考核形式。在具體教學(xué)方法上，可采用項目化教學(xué)方式，將實訓(xùn)內(nèi)容拆分成相對獨立的任務(wù)，循序漸進考核。同時，將電氣專業(yè)相關(guān)學(xué)科競賽引入集中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，采用“賽教融合”教學(xué)模式，提高教學(xué)效果。實習(xí)環(huán)節(jié)的考核可借鑒實習(xí)單位考核制度，由企業(yè)工程師給出具體評價意見。

在保障措施方面，進一步加強實訓(xùn)條件建設(shè)，補充新能源發(fā)電、新能源電動汽車等專業(yè)實驗設(shè)備。同時，開展校外實訓(xùn)基地建設(shè)，鼓勵學(xué)生參與各類學(xué)科競賽，以賽促學(xué)、以賽促教。加強“雙師型”教師隊伍建設(shè)，有計劃組織教師到企業(yè)掛職鍛煉，提升教師專業(yè)實踐技能。同時，積極開展教學(xué)改革研究，將“項目化教學(xué)”“賽教融合”“翻轉(zhuǎn)課堂”等教學(xué)方式用于課堂教學(xué)，在實踐教學(xué)中引入“實踐+”“互聯(lián)網(wǎng)+”等教學(xué)模式，有效保證人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

5 結(jié)語

人才培養(yǎng)模式是人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保障，本文結(jié)合徐海學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，在分析地方經(jīng)濟發(fā)展對人才需求的基礎(chǔ)上，確定了將新能源發(fā)電、新能源電動汽車作為電氣專業(yè)人才培養(yǎng)特色。結(jié)合近年來電氣專業(yè)特色建設(shè)，介紹了新能源特色導(dǎo)向下的專業(yè)理論課程體系，制定了專業(yè)理論課程在特色培養(yǎng)目標(biāo)下的教學(xué)內(nèi)容。從集中實踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計、實習(xí)三個方面介紹了實踐教學(xué)體系的構(gòu)建，列舉了實踐教學(xué)的具體項目，為應(yīng)用型本科電氣專業(yè)人才培養(yǎng)提供參考。