新能源科学与工程专业人才培养再探

郭瑞，关新，王帅杰，高微

(沈阳工程学院新能源学院，辽宁沈阳110136)

2010年国务院通过了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，提出要培育和发展包括新能源产业在内的七大战略性新兴产业.同年3月，教育部发布《教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批的通知》，鼓励有条件的高校申办战略性新兴产业相关专业.随之，11所大学(浙江大学、西安交通大学、华北电力大学等)当年就获批开设“新能源科学与工程”专业，此后每年都有高校获批开办该专业.截至目前，国内共有46所高校获得教育部批准开设新能源科学与工程专业.2012年10月15日，教育部相继通知印发《普通高等学校本科专业目录(2012年)》《普通高等学校本科专业设置管理规定》等文件.通知要求，2012年度普通高等学校本科专业设置备案和审批工作按新目录执行，普通高等学校的招生计划和招生工作自2013年起按新目录执行，在校生的培养和就业工作仍按原专业执行.2012年，新目录将原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并，统一改为新能源科学与工程.对此，沈阳工程学院新能源科学与工程专业建设团队，依据新目录和新的专业介绍对该专业的人才培养方案按照要求进行了全面修订，同时在查阅我国部分高校现行的新能源科学与工程专业人才培养方案的基础上，对沈阳工程学院结合实际修订的2013级培养方案，从培养目标的确定、培养方案的总体设计思路到详细的课程设置进行了较为详细的介绍.

1 国内部分高校新能源科学与工程专业设置及人才培养方案现状

建设团队查阅了相关大学网上公开的人才培养方案，未查到具体培养方案的，查阅了其2013年招生简章中对该专业所做出的描述说明，从中选取几所有代表性的大学分别简单归类介绍.第一类首先以浙江大学为例，该新专业归属能源工程系，其主要设置的专业课程中囊括了太阳能、风能、氢气大规模制取的原理和方法、生物能源概论、燃料电池概论等多种新能源的理论知识，同时还开设了能源与环境技术进展、能源与环境系统工程概论、能源低碳技术3门研究环境与能源关系的课程.其专业基础课框架下包含了流体力学、传热学、工程热力学和自动控制原理课程.东北大学是东北地区第一所获批设置新能源科学与工程专业的高校，其专业归属材料与冶金学院.该专业主要开设的专业课程包括光伏科学与工程、光伏材料与太阳能电池、风力发电原理、风力发电场、生物质能工程、核能利用基础、能源系统工程.其专业基础课框架同于浙江大学设置.通过比较可以发现，同为“985工程大学”，浙江大学与东北大学在课程设置上有相同也有不同.相同之处在于，2所大学都以工程热力学、传热学、流体力学作为专业的学科基础课，表明了新能源科学与工程专业为能源动力类的特设专业.不同之外在于，浙江大学的课程内容涉及太阳能、风能、生物质能和氢气能与燃料电池，这样多种新能源课程的广泛开设可以很好地拓宽学生的知识面.东北大学不设置氢能，但开设了核能相关课程，同时把太阳能课程延伸至光伏材料，风电也由原理扩展到风力发电场的整个系统及其运行.这种课程设置侧重了新能源科学属于多学科的综合与交叉，而本科四年制总学分限制了该课程体系兼顾不到多种形式不同的新能源对专业基础知识的不同要求.比如，物理、化学和材料科学是太阳能的专业基础;风能的专业基础重点是力学、电学和机械;生物质能需要由热能、化学和生物学作为基础.这样多种新能源的课程体系会由于缺乏必要的专业基础知识做支撑，而限制了每种新能源专业知识的讲解深度，从而也影响学生的理解与应用程度.另一类培养方案的设置侧重某一种新能源，即在课程体系的设置上设有专业方向，侧重于太阳能、风能和生物质能中的某一类.这一类以华北电力大学为例说明.华北电力大学的人才培养方案设置分为3个方向，分别是太阳能、风能和生物质能.太阳能方向主要课程包括无机化学、有机化学、物理化学、固体物理、太阳电池物理、材料基础科学、太阳电池设计与工艺、太阳电池材料、太阳电池材料测试与分析，光伏电站设计运行与控制.风能方向的主要课程包括理论力学、材料力学、风力机空气动力学、电机学、机械设计基础、风力发电原理、风电机组设计与制造、风电机组检测与控制、风电场电气工程、风力发电场.生物质能方向主要课程包括无机化学、有机化学、生物化学、工业微生物学、生物质生物转化技术、生物质热化学转化技术、生物燃料分析与测试、反应工程.这3个方向的课程设置都很突出地展示了各方向所需要作为支撑的相对比较雄厚的专业基础知识.沈阳工程学院2011年第一届新能源专业学生的培养方案，定位是新能源科学与工程太阳能方向(同时开设有风能与动力工程、核工程与核技术专业).从太阳能工程的技术体系出发，设置的主要核心课程包括电工技术基础、电子技术基础、热工基础、太阳能理论基础、太阳能电池原理与组件工艺、太阳能光伏发电系统、太阳能热发电系统、太阳能应用检测及控制技术、电力工程、电力电子学、太阳能照明工程、太阳能光伏与建筑一体化、太阳能热利用等.以华北电力大学为代表的基于某种方向化思路所开展的课程设置，明确突出了专业的单一方向性，学生只对某一种新能源方向进行深入的研究和学习.但其不足也很明显，表现为学生新能源综合知识的培养欠缺，知识面广度上掌握不够，新能源全局意识缺乏.

2 沈阳工程学院新能源科学与工程专业培养计划(2013年修订)

2013年，沈阳工程学院新能源科学与工程专业建设团队，依据新目录和新的专业介绍，对该专业的人才培养方案按照教育部的通知要求进行了全面修订.首先，确定培养目标，改变原来单一的太阳能方向，进行专业拓宽.专业目标定位在培养具有热学、电学、力学、自动控制、能源科学、系统工程等方面理论基础，掌握风能、太阳能、生物质能等新能源领域的专业知识和实践技能，具有较强工程实践和创新能力，能够在风力发电、太阳能利用、生物质燃料等新能源开发利用相关领域，从事科学研究、技术开发、工程设计及运行管理等工作的应用型高级工程技术人才.同时，根据培养目标提出支撑该目标的知识体系框架.专业学生需要具备扎实的基础科学(数学、计算机、自然科学等)知识，掌握工程制图、工程编程与计算的工程基本知识，学习力学、热力学、传热学及流体力学、自动控制的基本原理及方法、风力机空气动力学基础理论、电工电子学基础知识等专业基础科学，最终熟练掌握太阳能热利用原理及技术、太阳能供暖系统设计方法、太阳能光热发电、光伏发电系统设计方法、太阳能电池与组件工艺的测试技术、光伏发电系统运行及管理、风力发电原理、风电机组安装与调试、风电机组设计与制造、风电机组监测与控制、风电场运行与管理以及海上风电技术、生物质能的特点及其应用、新能源发电并网技术、系统分析及控制方法等专业知识与技能.从知识体系细化、分解到各课程，搭建出课程体系.专业主要课程包括工程制图与CAD、工程力学、电路、电子技术、热工基础、自动控制原理、工程数学、工程流体力学、电机学、风力机空气动力学、固态电子学、新能源概论、专业导论、电力电子技术、电力工程基础、风力发电原理、新能源并网技术、生物质能工程、太阳能光伏发电系统等必修课.在学生进入第六学期(学制4年，共8个学期)之前，所有的专业必修课都开设完毕.从学生进入第六学期开始，分设太阳能和风能2个方向，加强其专业课知识的学习.课程设置如表1所示.

表1 课程模块

表1中所列专业课程都属于企业课程，均采用校企合作开发或者外聘企业高级工程师讲授的形式来完成.同时注重专业学生工程实践、创新能力培养也是2013年修订的一个重点.专业学生的毕业标准规定，在学习年限内，完成本专业教学计划规定的全部教学环节，所学课程全部及格(合格)，获得理论课程142.5学分、集中性实践环节45学分.表2中的实践项目学生至少需要修2学分.

表2 创新创业实践项目

续表2

3 结论

现行的相关大学所制定的新能源科学与工程专业人才培养方案有两种类型，一种是培养具备多种类别新能源综合知识与能力的人才，一种是培养系统和深入掌握某类新能源专门知识的人才.各高校根据自己不同的办学定位，确定了与之匹配的培养目标，虽然不同高校的培养模式不同，但却恰恰可以为新能源产业和技术的发展提供所需的不同类型人才.

沈阳工程学院新能源科学与工程专业自2011年教育部批准开设以来，对于如何建设该专业一直在进行积极探索，并结合新能源产业对人才的特殊要求，制定出了符合该校定位的较有特色的人才培养方案.同时在修订2013级人才培养方案时，在设计理念和具体内容方面都积极学习和借鉴国内外相关大学先进、优秀的教学改革成果，科学设置课程体系，致力于为国家能源产业的可持续健康发展输送优秀的人才.

目前，我国已初步构建了新能源人才培养的专业体系，战略性新兴产业以及新能源技术的快速发展不仅对新专业的建设提出了更高的要求，也不断融入新的思路.但由于是新专业，因此，仍需各高校在现有人才培养方案的基础上，继续开展深入的研究，进一步完善和改进人才培养方案，提高人才培养质量，使其更符合新能源产业的发展需求.

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