新工科背景下新能源科学与工程专业培养模式的改革与实践

韩巧丽 塔 娜 王 旭 甄 琦 闫彩霞

内蒙古农业大学能源与交通工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018

随着我国经济转型升级和“双碳”目标的提出，高校新能源科学与工程工科类本科专业人才培养模式面临新的挑战。为推动国家工程教育改革创新，“复旦共识”分析了新工科本科专业建设的必要性和紧迫性，给高等教育指出了开展工科类专业教育改革的路径[1]。在新工科建设背景下，高校工程教育改革发展存在与企业协同办学不足，现有的教学组织落后，工程实践能力培养不够等问题，需围绕产业发展需求布局专业培养目标、构建校企合作、推进工程教育教学改革[2-4]。工科类专业发展需要高校改革传统的学科组织模式，推进学科之间的交叉融合，构建多学科交叉融合的研究模式，形成新的人才培养模式[5-6]。

新能源科学与工程专业涉及专业面宽，不同学校由于地区经济发展的需求不同而形成了各自的专业方向。内蒙古农业大学新能源科学与工程专业培养目标是培养具有风电机组、光伏组件等设备及新能源场站运行维护基础知识和实践能力，已培养8届毕业生，就业契合度高，一次就业率高。

该专业培养方案修订了两次后，目前存在企业用人对专业知识综合实践能力要求高、培养模式传统、专业知识更新不及时、教学内容跟不上技术发展、教学方法及教学手段未能跟上时代步伐。在内蒙古经济社会发展需求推动下，企业要求对风电场等新能源场站运行维护具备一定的实践能力，对新能源专业提出新要求，培养具有较强行业背景知识、与新能源场站运维的工程实际结合紧密的实践能力的复合应用人才。

一、培养目标及模式定位

2012年教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》中特设新能源科学与工程专业[7]，专业代码为080503T，由新能源科学与工程、风能与动力工程合并而成，经过不到十年的发展，涉及风能、太阳能和生物质能利用等领域，专业学科涉及能源动力、电气、机械、物理、材料、化学等多个学科。这充分体现了我国经济发展现状的需求，以及对“双碳”政策的支持。

内蒙古农业大学作为国家“中西部高等教育振兴计划”支持院校，不断提升办学质量，在西部工程技术人才培养中起到重要作用。该校的新能源科学与工程专业，立足于农林学校、地区经济发展需求，开辟了不同于其他理工科院校的专业，区域特色鲜明。

并根据新能源行业的发展及学校生源结构等，逐步对培养目标进行了修改，确立了“立足内蒙古，面向全国”培养符合风电、光伏发电等行业和内蒙古经济建设需求，能够承担社会责任、具有创新意识和工程实践能力的工程技术人才的专业定位。以“立德树人”为根本目标，培养学生适应社会主义现代化建设需要，具有专业基础宽厚、专业良好，实践技能较强，具有一定解决实际问题的复合应用型人才。

内蒙古农业大学于1961年设置农业机械化及其自动化专业和1994年设置农业电气化专业，经长期专业建设和发展，形成了稳定的专业培养模式、就业率稳定和合理师资结构，为该专业奠定了机械类、电气类课程基础教学和实践；于1988年获批农业机械化工程学科硕士点，开辟了小型风电机组技术研究方向。于1996年成立新能源技术研究所，经多年研究生培养、学科建设为新能源教学、科研培养了师资队伍；于2004年获批农业工程中农业生物环境与能源工程二级学科博士学位授权点，奠定了新能源的学科基础。目前，还缺少与新能源学科与工程专业相对应学科，为该专业本科生读研究生提供深造机会。

目前新能源科学与工程专业招生规模为2个班60人，现有237名全日制在读学生。学生积极参加各类科技创新大赛，获奖级别逐年升高。近年来，毕业生就业于电力行业国企、央企，毕业生因工程实践能力强、适应快，深受企业欢迎，就业单位认可度高，一次就业率达到了85%。

二、课程体系中学科交叉融合

内蒙古农业大学新能源科学与工程专业主干学科属于“能源—电气—机械”三学科交叉融合。以能源动力专业基础课为基础、电气工程学科为主干学科、机械工程学科为辅助学科。以“厚基础、宽口径”为培养目的，按照学校制定的公共课培养方案，保留数学、力学和电路等大学时通识教育课程，夯实能源动力、电气学科基础课程，强化风电机组运维等专业核心课程的思路，优化课程体系，融合贯通了实践类教学内容形成体系，专业课程体系如图1所示。

图1 课程体系

推进实践教学模式改革，搭建空气动力学基础实验、风电机组PLC控制实训、小型风电机组拆装等实践能力锻炼平台。根据专业培养目标，分类构建空气动力学基础实验基本素质训练、风电机组PLC控制专业实训基础能力训练、小型风电机组拆装综合素质训练、金工实习等模块组成的、贯穿全学程的实践教学体系。同时，要进一步开发空气动力学基础课程实验、风电机组PLC控制实训，增加实验学时，增设体现办学特色的实践课程和环节。突出学生创新精神和创新能力的培养，将学生创新创业教育落实到各个教学环节，融入人才培养全过程。

在考研升学方面，由于内蒙古农业大学能源与交通工程学院新能源专业课程设置以电气工程和机械工程为主干学科，在能源动力类学科报考，深受相关院校老师关注，成为相关院校攻读硕士研究生好生源，考研升学率达到了15%。

三、课程设置与教材建设

专业核心课程中包括，能源动力类：空气动力学基础、热工基础；机械工程类：理论力学、材料力学、工程制图C和机械设计基础等；电气工程类：电路、自动控制原理与技术、电气控制与PLC和风电场电气工程基础等；风电机组专业类：风力发电原理、风电机组构造与设计等。根据从事风电场运维工作的毕业生反馈，在培养方案中增加了液压传动、通讯原理与应用等课程，完善了课程设置。

该专业主要实践性教学环节按三学科交叉融合进行设置，设置了机械工程类：工程实训、风电机组拆装实习；电气工程类：电气控制与PLC课程设计、风电场电气工程基础课程设计；风电机组专业类：专业认识实习、风电机组构造与设计课程设计、风电场规划与设计课程设计、生产实习、毕业论文（设计）。

专业教师们通过教师在教学方面的积累，出版新能源专业方面的专业课教材3部，分别为《风力机设计理论及方法》《风电发电原理》和《风力发电原理与技术》。因教材内容充实，贴近教学实践，被国内诸多大学选为专业课教材。为华润电力中西分公司新能源运维培训编制教材7本，教材编制过程中教师们深入风电运维现场与工程技术人员交流学习，了解了新能源场站运维工作流程、充实风电机组运维相关知识，培养锻炼了社会实践能力，对“双师型”师资培养具有重要意义。

四、实践教学改革与措施

全面落实工程教育专业认证标准和高等学校课程思政建设指导纲要，修订了人才培养方案，建立与风电行业内几家企业联合、协同育人的培养模式，优化课程体系。形成了校内课程实验与校外实训相结合，在课程设计、毕业设计等方面实现教学与科研相补充、面向工程实际的多层次实践教学体系。

在毕业设计环节，邀请校所在地区从事风电场前期规划设计、风电机组制造生产和风电机组运维的工程技术人员，从事风电研究的科研院所的研究人员担任校外导师，单独指导毕业设计，选题贴近实际，使学生体会到理论知识怎样应用到实践中，融合社会实践教育，同时促进教师与工程技术人员、科研人员交流，丰富教师工程实践经验。

依托农林院校优势，紧扣产业发展需求，与机电工程学院电气工程、机械工程专业，理学院化工专业等相关专业打造了能源类高水平专业群及相关课程群，探讨专业课课程主线、专业课之间衔接，使基础知识、专业知识和专业实践结合紧密，形成一条主线。充分利用企业工程实践方面资源，探索并完善校企合作新模式，推行与企业培训机构合作进行学生岗前培训。以就业驱动的人才培养理念为指导，采取“实习—岗前培训—就业”联动实践教学模式，提高学生实践能力的培养规格。近年来，与企业共建立实践教学基地8个，岗前培训300人次，获得相关培训证书，促进了就业，提高了内蒙古农业大学能源与交通工程学院该专业在行业内知名度。

五、结语

随着国家工科高等教育改革的发展，具有国际化视野的工程教育质量认证工程的启动，各高校在培养模式、教学改革方面都在积极探索。近年来内蒙古农业大学新能源科学与工程专业向设置同专业高校学习，与校友沟通交流，深入合作企业龙源培训机构、金风大学和华润电力中西分公司等调研，不断调整培养方案，实现协同育人，增强学生的就业能力，提高学生在社会上的认可度和竞争力。

在该专业建设过程中也遇到了一些值得深入探讨的问题，希望与各位同行共勉。新能源科学与工程专业是多学科融合，在课程设置中专业基础课、专业核心课，专业课中有两个主干学科时，课时安排较难。部分院校新能源专业设置太阳能、风能和生物质能利用领域时，课程庞杂，不能突出重点，专业基础知识不扎实。建议新能源专业培养突出某主干学科、深厚基础知识的高素质人才，其他交叉学科知识可在今后实践中通过后期学习和实践来培养。

内蒙古农业大学新能源科学与工程专业，与地方企业合作、协同育人，发挥自身优势，今后将不断改革实践适应新工科背景下专业人才需求的培养模式。