电气工程学科建设研究——以加强应用型人才培养为例

新疆工程学院能源工程学院 朱婷婷 张慧娥 贠振刚

一、行业需求解析

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》关于能源方面提出：推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力。2020年9月，“双碳”目标的提出，实现碳达峰、碳中和，构建以新能源为主体的新型电力系统需求十分迫切。面对行业的变化，电气工程学科作为能源电力行业的重要学科，其建设思路对解决行业实际问题及人才输出十分重要。

电气工程学科为一级学科，主要包括电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术5个二级学科。结合目前的行业需求，每个二级学科包含具体的研究方向，为保证学科建设的方向与行业人才培养的关联性，需详细分析各二级学科的研究具体内容。

新疆工程学院作为应用型本科学校，结合行业特色，目前学院建设的重点二级学科为电力系统及其自动化和电力电子和电力传动。结合国家及新疆战略需求，分析我院专业设置现状：目前电气工程建设的二级学科为电力系统及其自动化、电力电子与电力传动，研究方向围绕电力系统的运行与控制，结合信息与控制技术进行学科建设，在本学院融合动力工程对电机进行测试研究，结合新能源方向对分布式电网的协同及并网技术进行研究。为进一步挖掘上述两个二级学科（电力系统及其自动化和电力电子和电力传动）与行业发展的对应要求，以及落实到应用型人才培养的专业定位，本文进一步解耦学科建设与行业需求及专业重点培养方向的关系。

（一）学科建设与行业需求

深入进行行业企业调研，结合我院近年来学生的就业方向，我们发现市场的行业需求主要包括以下3个方面：（1）面向发电及厂矿企业：从事设备调试安装，发电厂电气设备运行、发电厂集控运行设备检修与维护、电厂综合信息管理等工作；（2）针对电网公司、设计院等企业：从事电网运维检修、电力系统保护、智能电网通信与调度、智能电网检修与维护、分布式电源系统的综合信息管理、智能电网设计规划、用电互动平台、智能电表管理及电动汽车充放电装置等工作；（3）面向电气设备自动制造企业、其他工矿企业：从事电力设备的设计、制造、安装、调试、试验、检修与维护，其他企业电气工程运维等工作。

（二）学科建设与知识、能力和素质要求

目前，围绕能源电力行业，我院设置电气工程及其自动化专业、电气工程与智能控制专业。围绕行业的生产方式形成学科方向，针对电力行业，本文提出以电气工程作为主导，基于电力系统的人才和技术需求，专业设置沿着源—网—荷—储形成完整产业链，完成学科的交叉融合。

通过分析现有学科培养体系的设置方式，我们将相关的企业需求对标到应用型人才培养的具体目标中，得出具体应用型人才培养的知识、能力及素质要求，实现培养过程的可操作性。对应用型人才专业知识的能力素质要求如下：

1.面向发电及厂矿企业

知识：掌握电路、模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子技术、自动控制理论、单片机原理及应用、电气控制技术及PLC、发电厂电气部分等专业知识，熟知各种电力设备的结构、工作原理。

能力：具备电力设备包括智能仪表的安装调试、操作应用、检修与维护、信息管理、设计制造等基本能力。

2.针对电网公司、设计院等企业

知识：掌握电路、模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子技术、信号与系统、自动控制理论、智能电网技术、电力系统分析、电力系统继电保护、检测技术与传感器、智能控制技术、变电站综合自动化等专业知识。

能力：具备智能电网和智能变电站的安装调试、运行维护等基本操作能力，电厂、分布式能源系统的综合信息管理。

3.面向电气设备自动制造企业、其他工矿企业

知识：掌握电路基础、数电、模电、电力电子、自动控制、PLC电气控制技术等专业基本知识，熟知各种电力设备的结构、工作原理及检测过程。

能力：具备电力设备的安装调试、操作应用、检修与维护等基本能力；具备通过设计、制图并实现设备具体加工制造的能力。

总体素质要求：热爱祖国，拥护中国共产党的领导；树立科学的世界观、人生观和价值观；具有责任心和社会责任感；具有法律意识，自觉遵纪守法；热爱本专业、掌握本专业知识；注重职业道德修养；具有诚信意识、团队精神、创新精神和交流沟通能力。

基于上述分析形成围绕应用型人才培养专业支撑的学科建设与行业需求解耦关系如图1所示。

二、围绕应用型人才培养的学科建设需求

（一）人才培养和教学改革的必要性

面对能源互联网对电力系统人才提出的新要求，应用型人才培养需以能源互联系统的基础知识为支撑，融合控制技术，微电子技术，扩展学生的综合能力，在此背景下，学科建设的方向将直接推动教育教学的改革方向，而应用型人才培养对改革的必要性十分迫切。

（二）科研与综合实践仿真平台的重要性

科研是学科建设的重要内容，作为应用型本科高校，学科建设的广度应紧紧围绕企业行业急需解决的问题，研究的深度应关切目前电气工程学科的关键前沿问题。我们应充分发挥科研育人的作用，基于科研平台的架构提出综合实践仿真平台，科研与实践相辅相成，服务好应用型人才培养。

（三）注重培养学生的创新创业能力

电气类专业涉及技术，同时市场需要围绕电力系统发展面向服务于发电、供配电企业及电气设备制造企业，且融合智能控制技术及大数据技术，服务一线的工程技术人才，再加上面对现代大能源观，学生学习的知识是交叉学科知识，这对学生创新能力提出新的需求，因此学科建设中应注重培养学生的创新创业能力。

三、电气工程学科建设探索

依据上述需求，根据电气工程的学科现状和学院的优势，抽离学科建设的重点方向，我们对围绕应用型人才培养的学科建设提出以下思路。

建设“一中心（学科规划和人才培养中心）”支撑学科发展。为保证学科的发展与行业紧密联系，学科的发展需紧跟国家战略目标并服务行业技术需求。

中心主要任务：电气工程学科规划与人才培养中心围绕学科规划和人才培养制定总体规划，主要包括以下4项任务：（1）通过调研共同研讨确定电气工程学科重点建设方向；（2）根据现状制订年度学科建设的目标及具体规划任务；（3）依据学科建设的需要，不断融合控制及信息通信技术，在校内与相关学院开展交流，并调研疆内其他高校电气工程学科的建设经验并进行走访，及时反馈企业所需的技术服务和培养要求，加强与企业的联系，从学科建设和人才培养的内涵体现应用型；④人才是高校对行业的直接输出，结合学院应用型的人才培养定位，学科的规划与人才培养有直接的联系，因此需从学科的角度确定专业的人才培养目标。

（一）教学平台建设

教学平台根据学院应用型的定位需求，根据教学团队确定进行教学改革的具体改革方向，结合各课程的具体特点及硬件支撑，现对学科教学平台进行教学改革规划：电子类等基础课程，其实践装置为弱电供电类装置，可操作性较大，因此该类课程改革的方向可采用开发电子实践教学装置的项目的方式实现；电气工程主干课所涉及的研究对象为电力系统及相关强电设备，因此对此类课程可采用模拟仿真＋实地实践的方式。

依托教学平台进行教学改革的过程中不断积累课程资源，从改革过程到考核评价方式不断打磨课程，进行课程建设，并且根据立德树人根本任务，挖掘各课程的思政元素，以大国工匠精神对标建立学科的思政元素库，并完成全部课程的课程思政建设。

（二）科研平台建设

支撑学科发展的重要平台为科研平台。进行学科建设的过程中充分围绕重点支持方向，企业需要解决的技术服务，结合学院教师的研究方向建立科研平台，在学科建设的过程中将科研平台分解为两个分平台。（1）主要进行理论研究的纵向课题组，深入研究目前电气工程学科的关键前沿问题；（2）为解决企业实际问题的横向课题组，与企业深入合作，可直接为企业提供技术服务，理论与实践充分融合，不断将理论研究转化为市场服务。

（三）综合实践服务平台

围绕电气工程的学科建设方向，需进行实验室的整合，按照学科方向进行实验室建设，形成电气工程源—网—荷的综合实践中心，并依据通信技术和控制技术形成综合智慧电网实验室和能源互联综合实验室。

综合实验室作为教学过程中实践教学环节的重要硬件条件，通过分离单元为电气工程学科主干课程提供课内实验的硬件支撑，并为学生创新式的实验提供开放的实验场所。它融合整体能源观，从实践角度形成整体电气工程学科的能源观，将各个独立的实验室组成学科的各实践单元，注重各实践单元之间的联系，发挥综合实验室的作用。

（四）创新创业平台建设

在学科建设的过程中，注重学科培养学生的创新创业能力，下设学生创新创业平台，考虑学校与学院的发展，该平台主要承担以下任务。

（1）基于教学研究平台和科研平台的育人作用，利用该平台联系教师科研与学生创新，以教师科研带动学生创新，实现科研育人目标；（2）在该平台下设大学生创新工作室及社团，充分提升学生素质能力；（3）利用该平台对毕业生进行跟踪反馈，调研学科培养人才去向。

四、结语

面对电力系统在能源互联网的行业背景和“新工科”模式下的人才需求，学科的建设思路直接影响人才培养的知识、能力及素质。在应用型本科院校，人才培养与企业需求的契合度要求较高，这使得在电气工程学科建设过程中考虑以“应用型”为驱动尤为重要。经过不断动态解耦行业需求、学科建设、人才培养的相互关系，实现需求与供给相统一的学科建设模式。