适应全球能源互联网需求的人才培养框架建议

张恒旭， 袁振华， 刘玉田

(山东大学 电气工程学院， 山东 济南 250061)

适应全球能源互联网需求的人才培养框架建议

张恒旭， 袁振华， 刘玉田

(山东大学 电气工程学院， 山东 济南 250061)

本文对我国电气学科人才培养现状进行总结，分析了全球能源互联网对于人才培养所提出的新需求，提出了 “一个中心、两条主线、三个体系、四个抓手” 电气学科人才培养模式的改革思路，并且以山东大学为具体案例，提出了以“优化课程体系、强化实践教学、加强师资建设”为核心的改革措施。希望这些探索对于培养适应全球能源互联网的电气学科人才具有借鉴作用。

全球能源互联网；电气工程学科；人才培养

0 引言

由于传统石化能源的大量开发，人类社会的可持续发展目前面临着资源紧张、环境污染、气候变化等问题的挑战。解决能源和环境问题，改变建立在化石能源基础上的传统能源发展方式已经变得十分紧迫。2015年9月26日，习近平总书记在联合国发展峰会上发表重要讲话，倡导构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求，这对于实现人类可持续发展具有深远的意义。构建全球能源互联网这一伟大工程离不开大量高层次人才的共同努力，其中电气工程人才将发挥至关重要的作用。然而我国当前的电气工程学科人才培养模式由于其针对性和局限性，难以满足建设全球能源互联网对于电气工程人才的新需求。

我国电气工程学科作为一门传统学科，在其100多年的发展过程中为我国电力行业的发展输送了大量的学术研究和工程建设人才，对我国电力事业快速发展发挥了重要的作用。目前，该学科的人才培养目标主要是培养面向我国传统电气工程领域的规划设计、运行控制、技术开发和经营管理等方面的人才。其课程体系相对陈旧，实践教学偏离工程应用，同时对于清洁能源开发与配置的相关技术涉及较少且不够深入，缺乏全球能源视野和综合素质的培养，这些专业知识和人文素养恰好是建设全球能源互联网对于人才培养所提出的新需求，因此应大力推进我国电气工程学科人才培养模式的全面改革。

本文对我国电气工程学科人才培养现状进行了深入的总结，指出了其当前存在的不足，阐述了全球能源互联网对于人才培养的新需求，提出了“一个中心、两条主线、三个体系、四个抓手”的电气学科人才培养模式改革思路，并结合我校电气学科人才培养模式的实际情况，提出了以此改革思路为指导思想的具体改革措施。

1 电气学科人才培养现状及新挑战

1.1 电气工程学科人才培养现状

自1908年南洋大学堂(上海交通大学前身)设置电机专科以来，我国电气工程学科已经有100多年的发展历史。在其发展历程中，该学科人才培养目标、学科特点以及专业方向分化都发生过阶段性的变化。目前，该学科的主要特点为强弱电相结合，与信息科学和能源科学等学科交叉融合，同时注重理论联系实践。现从以下几个方面对电气工程学科人才培养现状进行剖析。

1) 电气工程专业的培养目标与定位

当前我国电气工程专业的培养目标为：培养可以从事与电气工程有关的规划设计、电气设备制造、发电厂和电网建设、系统调试与运行、信息处理、保护与系统控制、状态监测、维护检修、环境保护、经济管理、质量保障、市场交易等领域的工作，具有科学研究、技术开发与组织管理能力的复合型工程科技人才[1]。该培养目标反映了当前社会对于电气工程人才的要求，但也具有一定的滞后性，难以体现世界新能源和未来电力行业的发展方向。

2) 理论教学体系现状

目前，大多数国内高校在理论教学方面采用“通识教育课、专业大类基础课、专业基础课和专业方向课”的课程体系结构[2]。这种课程体系基本上采取“串行”模式，前一类课程多为后续课程的基础，在结构上具有一定的连贯性。大多数课程都是针对电力系统某个具体方向设立的，它们几乎涉及到了传统电气工程各领域的方方面面，而且其教学内容较为深入，因此当前的课程体系能够为培养对象打下坚实的专业理论基础。

当前的理论教学模式也存在诸多问题。主要表现为各门课程各自较为完善但又相对封闭，知识零散化、碎片化较严重，没有注重对于电力系统整体性认知的培养；课程体系相对陈旧，部分课程的教学内容没有做到与时俱进，对于清洁能源的开发与配置的新技术涉及不够深入；与计算机、信息等学科的交叉不够紧密，难以反映电网数字化、信息化的发展方向；国际化水平不高和国际视野不足，双语课程所占比重小等方面。

3) 实践教学体系现状

目前各高校电气学科的实践教学主要包括课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计和课外科技活动等环节，实践形式多样，教学内容丰富。然而，当前的实践教学存在的问题也比较突出，例如教学内容浮于形式，没有充分调动学生的主观能动性和创新能力；部分实践内容过于简单或偏离实际应用等。

1.2 全球能源互联网对于人才培养的新需求

全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架(通道)，以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网[3]。作为一项解决世界能源与环境问题的全球性重大工程，其构建过程将会面临经济利益、社会环境、市场建设、地缘政治、技术创新等方面的重大挑战，这对电气工程学科人才培养提出了若干新的要求。

1)大的能源观与环境观

建设全球能源互联网，解决世界能源问题与环境问题，必须以科学的世界观和方法论为指导。要正确认识和把握世界能源发展的内在规律，理清能源发展与环境变化之间的内在关系，熟悉能源和环境的现状与发展趋势，树立全球性的大能源观与环境观。

全球能源观是遵循能源发展规律，适应“两个替代”发展趋势，总结提炼形成的关于全球能源可持续发展的基本观点和理论[3]。全球能源观坚持以全球性、历史性、差异性、开放性的观点和立场来研究和解决世界能源发展问题，更加注重能源与政治、经济、社会、环境的协调发展。全球能源观不但明确了能源的发展规律和未来能源发展的理论体系，还从可持续发展的角度统筹考虑了满足能源需求与保护生态环境的关系，对于构建全球能源互联网能够起到重要理论指导作用。这迫切需要在我国当前的电气学科人才培养计划中增加全球能源观的培养内容。

2)电气工程技术创新

全球能源互联网的实质是全球互联泛在的智能电网，而先进的科学技术是保障其稳步建设和合理运行的关键。然而目前的能源技术和通信技术水平还难以满足全球能源互联网的需求，迫切需要在电源、电网、储能和信息通讯四个技术领域取得重大创新突破[3]。其中，电气工程学科主要针对的是电网技术的学习与创新，如特高压输电、直流电网、微电网等关键技术，同时也要兼顾跟踪另外三个技术领域的最新进展。

3)国际政治经济关系理论和法律基础

构建能源互联网，除了面临工程技术创新的挑战，同时也涉及到很多政治、经济、贸易和法律等方面的问题[4]。这要求培养对象特别是领军人才把握好相关的理论基础与国际形势研究。例如，石化能源或清洁能源的地域分布格局使能源成为了国际政治博弈的焦点，因此把握好国际政治关系、地缘政治格局是统筹协调各个国家或地区政治利益的前提；拥有丰富的国际经济学、国际贸易学基础知识是保障以电能为载体的能源贸易能够实现全球经济利益最大化的必要条件；熟悉各国、各组织的能源法律政策又是推动能源政策改革、建立全球能源新秩序的基础。

4)国际化与国际视野

构建全球能源互联网的目标是实现对全球能源科学合理地开发与配置，这一过程需要全世界多个领域人才的通力合作，必将涉及到人力、物质资源在跨国范围内的大量流动。提高国际合作与交流能力、树立国际视野自然成为了全球能源互联网对人才培养的一项新要求。对于国际化人才素质的要求具体体现为：具有全球视野，了解当今时代的问题和世界发展趋势；善于学习，能够适应变化，具有竞争精神；具有跨文化沟通的能力，能理解尊重不同的文化；至少精通一门外语，听、说、读、写和译等本领过硬等[5]。

2 人才培养模式改革思路

为满足全球能源互联网重大战略的人才需求，探索高层次的电网人才培养新模式，我们提出以“一个中心、两条主线、三个体系、四个抓手”为人才培养模式改革的总体思路，以求对人才培养体系进行全方位的提升。

一个中心：以满足全球能源互联网对于高层次人才的需求为中心。人才培养模式改革的根本动力是满足全球能源互联网对人才素质的需求，因此在改革过程中要时刻把握这一中心思想，保证改革措施的针对性与有效性。

两条主线：一是创新能力与实践能力的培养；二是综合素质的全面提升。建设全球能源互联网需要先进的科技水平和勇于探索的实践精神，这对人才的实践与创新能力提出了更高的要求。同时，全球能源互联网作为全球通力合作的产物，涉及到国际政治、经济、法律、外交等方面的社会活动，这就要求人才具备包含自然科学和人文社科等多方面的综合素质。

三个体系：以全球的能源观与环境观、电气工程基础理论与前沿技术、国际政经关系理论和法律基础为人才知识结构的三个体系。这三个体系是建设全球能源互联网对人才素质提出的具体要求，其中大的能源观与环境观是指导思想，电气工程基础理论与前沿技术是工程技术支持，国际政治经济关系理论和法律基础是资源合理配置和利益最大化的保障。

四个抓手：一是高校电气工程专业课程体系改革。根据全球能源互联网的新需求对原有的课程进行整合与更新，同时增添新的课程，做到与时俱进。二是高校电气工程专业实践教育的强化。努力搭建创新型实践平台，以全球能源互联网的现有实践成果为出发点，丰富实践活动。三是高水平的师资队伍构建。着力打造一支学术水平高、科研能力出众、学术视野开阔的教师队伍，为高校人才培养奠定雄厚的师资力量。四是国际视野与国际化的提升。树立全球思维、开放理念，努力创造国际学术交流的条件，提高办学的国际化水平，帮助教师队伍和学生群体开拓国际视野，提高国际合作能力。

3 人才培养体系改革的措施建议

我校是教育部直属重点综合性大学，是国家“985工程”、“211工程”重点建设高校。我校电气学科始创于1946年所设立的电机工程系，专业历史悠久。自学科创立以来，始终致力于为我国电力行业培养高级专业人才，能够根据社会需求进行人才培养方案的改革，为国家电力及相关事业的发展做出了重大贡献。本文以我校电气学科为例，对当前的课程内容和实践教学等方面提出改革建议，力争能够为全球能源互联网“又好又快”的发展输送一大批高素质创新人才。

3.1 改革课程体系，优化教学内容

课程体系是教学内容和进程的总和，是大学教育的主要内容。大学在应对社会发展提出的新要求时，往往以课程为突破口，注重通过改革大学课程结构、增设新的课程来增加新的职能，满足社会的需求，进而达到高等教育改革的目的[6]。目前，我校电气工程及其自动化专业的课程体系如表1所示。

表1 我校电气工程及其自动化专业课程体系

结合建设全球能源互联网对人才素质的新要求，现从以下三个方面对课程体系进行改进。

1) 改善课程体系的连贯性与整体性

如前所述，当前的理论教学存在碎片化严重、整体性欠缺的弊端，培养对象难以站在全局的层面看待电力系统作为一个有机整体在实际过程中的运维、控制和保护等各环节的问题，这与全球能源互联网所要求的电力系统全球性的大局观是不相符的。为此，可针对具体的实验案例或模拟电网事故，开设综合多门专业课程内容的研究性课题，并指导学生自主地对实验或仿真结果进行探索分析，从而将课程内容有机地串联起来。

以“电力系统分析”这门课程为例，可在教学过程中设置研究性教学环节，从模拟电网某个实际故障出发，分析故障处的故障电流、重构网络的潮流计算等电网实际运行控制过程。这一教学环节将涉及到“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等多门课程的理论知识，其具体过程如图1所示。该环节不仅可以有效增强各门专业课程之间的联系，同时也帮助学生对所学知识加深理解，学以致用。

图1 研究性教学环节示意图

2)增强课程内容的实用性

部分课程的教学内容虽然能够适应过去或当前电力发展对于电气人才的要求，但是已经无法满足全球能源互联网这一特大型电网的应用与创新需求，因此在实用性方面有所欠缺。此外，电气设备更新换代迅速，技术含量不断提升，如果相应的课程内容不能与时俱进，必将造成教学与实际的脱节，因此应当及时对课程内容进行更新，需要更多地考虑到电力行业实际的应用需求。例如，可将“单片机原理与应用”升级为“DSP原理及其应用”，因为当前越来越多的电力系统智能控制应用是采用DSP器件完成的，DSP器件取代单片机的时机已经成熟；在“数据库技术及应用”中，除了保留原有的数据库原理、技术与方法，还应更多的涉及大数据的数据存储、处理和挖掘等大数据技术；在“电机学”、“高电压绝缘技术”等面向实际电气设备的课程中，在保留核心理论知识的基础上，更多地吸收和反映最新的专业创新技术与成果。

3)体现知识结构的综合性与交叉性

根据前文所述的新需求，分别增设相应的课程。如增设课程“能源与环境”，主要介绍世界能源发展与环境变化的内在关系、现状与发展趋势以及全球能源观的基本内涵，帮助培养对象树立全球的能源观与环境观；增设课程“国际政治关系、地缘关系概论”，主要介绍国际关系史、国际关系理论和地缘政治理论的基本内容，并探讨以上理论在全球能源开发利用问题中的应用；增设课程“国际贸易与国际贸易法概论”，主要介绍国际经济学、国际贸易和国家贸易法的基本概念和理论，帮助培养对象在今后以电能作为商品的国际贸易中正确贯彻我国对外贸易的方针政策和经营意图，确保最佳经济效益。此外，大力开展“新能源发电技术”、“智能电网概论”、“智能电网中的储能技术”、“高压直流输电技术”等与全球能源互联网电源、电网和储能技术紧密联系的课程，帮助学生提升适应学科和行业迅速发展的能力，为全球能源互联网技术创新打下坚实的基础。

4) 树立全球视野、国际观念，提升课程体系的国际性

构建全球能源互联网不仅对于追踪国际前沿技术提出了要求，同时也迫切需要提高学生的国际交流与合作的能力，这需要在课程体系建设中予以反映。具体的改革措施为

(1)增加双语课程所占的比例，针对性地选择经典英文教材进行授课。

(2)改革外语教学方式，将教学重点放在提高学生的外语应用能力上，并将外语教育与专业课程结合起来，使学生在利用国际资源提升专业素养时更加游刃有余。

(3)加大世界文化、哲学和国际知识在通识课程模块中的比重，帮助学生熟悉不同国家不同民族的文化观点。

(4)积极举办国际前沿讲座，邀请电气学科方面的国内外专家学者介绍最新研究成果，帮助本校教师与学生把握最新的学术动态。

(5)采用国际化的教学方式，注重学生国际思维的培养。更多的设置研讨性的教学内容，强调学生在学习过程中的自主性与创造性，注重批判思维的培养。

3.2 切实强化实践性教学

目前，我校电气工程专业的实践教学主要包括课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计和课外科技活动等环节。对于课程实验部分，其实验内容多为贯穿专业基础课和专业课的验证性实验，缺乏综合型与创新型实验，学生的主观能动性不强，没有对所学知识灵活运用，难以在此教学环节培养学生的创新意识。对于生产实习部分，我校已建立了多个校外专业实践基地，涵盖了火力发电企业，变压器、电动机制造企业，以及多家电网设计单位，帮助学生对电力企业生产过程获得感性认识。具体的改革措施为

(1)适当减少课程实验中的验证性实验，鼓励并引导学生更多的进行研究设计性实验，由学生自主设计实验项目，充分调动学生的积极性和创造能力。

(2)努力搭建或完善包含新能源发电和储能等电气工程学科新方向的实验平台，为科学研究和技术创新提供良好的实践环境。目前这些新方向在课程体系中普及程度较低，因此可以从仿真入门实验和教学实物模型出发，逐步引导学生进行综合实验设计等综合性、创新性较强的实践活动。

(3)在校企合作的生产实习过程中，更多地涉及工程背景、工业规范、工艺流程等内容的介绍，注重培养学生的工程意识和系统思维。在企业导师的指导下，鼓励学生自主完成工程项目中的部分内容，使学生切实参与到工程实际中去。

(4)为使学生对全球能源互联网的形成更加具体的认识，了解建设全球能源互联网的研究与实践基础，可组织学生对特高压示范工程、风光储输示范工程、智能变电站等最新研究实践成果进行参观。

3.3 加强师资队伍建设

优质的师资力量是提高人才培养质量和灵活教学的重要因素。建设一支高水平的、具有国际视野、能够全面把握行业信息和学术动态的师资队伍是提高教学质量的关键。

(张恒旭等文)

(1)充分利用国家“千人计划”和地方“百人计划”等政策支持，积极吸引优秀海外归国学术精英任教，同时聘请国内外知名专家作为本专业的特聘教授或兼职教授，发挥他们在学科建设、科学研究等方面的作用，提高办学层次。

(2)有计划地选派优秀中青年教师去海外知名高校和研究所学习，学习国外先进的教学理念和科研方式，提升本校教师的科研能力与教学水平。支持教师参加各种国际学术交流活动，掌握最新的国际学术动态。

(3)建立有效的激励机制，做到物质激励与精神激励的有机结合。建立健全与学术科研成果挂钩的评价体系，创造良性的竞争环境，切实调动教师的科研积极性。

(4)鼓励教师参与电力企业科研项目，了解电力行业发展动向，从而把握全球能源互联网的建设进展。

4 结语

本文针对我校电气学科人才培养现状，结合全球能源互联网对人才培养的需求分析，提出了人才培养模式改革的具体措施。这些措施的有效性与可行性仍需接受实践的检验，同时在实践过程中需要调动广大教师和学生的积极性，不断探索、潜心钻研，总结经验教训，将理论与实践紧密结合，这样才能为建设全球能源互联网提供强有力的人才支持。

[1] http://dqjzw.seu.edu.cn/59/8/8/news.html.

[2] 电气工程及其自动化专业教学指导分委会.电气工程及其自动化专业发展战略研究报告[A]. 第三届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].郑州：郑州大学出版社，2005年9月

[3] 刘振亚.全球能源互联网[M].北京：中国电力出版社，2015年10月

[4] 蒋华林.工程师伦理培养：工程教育不能承受之重[J]，武汉：高等工程教育研究,2009,(06):37-40

[5] 朱雪波、王绘建.我国大学教育国际化发展路径研究[J]，武汉：高等工程教育研究,2014,(06):68-72

[6] 郭德红.美国大学课程思想的历史演进[M].北京：中央编译出版社，2007年5月

Suggestions on Talent Training for the Development of Global Energy Interconnection

ZHANG Heng-xu, YUAN Zhen-hua, LIU Yu-tian

(SchoolofElectricalEngineering,ShandongUniversity,Jinan250002,China)

This paper summarizes the current situation of the talent-training system of electrical engineering discipline in China and further analyses the new requirements for talents from global energy interconnection. The paper proposes a systematic reforming strategy consisting of one central task, two main lines, three systems and four key points. In the case of our university, some concrete reforming methods are put forward based on optimizing curriculum, strengthening practical teaching and promoting the faculty. The author hopes that this paper has certain reference significance to cultivating talents of electrical engineering discipline in order to meet the demands of global energy interconnection.

global energy interconnection; electrical engineering; talent cultivation

2016-05-23;

2016-07-28

张恒旭(1975-)，男，博士，教授，主要从事电网安全稳定分析、电力系统运行模拟等研究工作，E-mail: zhanghx@sdu.edu.cn

G420

A

1008-0686(2017)03-0001-06