新能源科学与工程专业课程体系研究

饶政华　廖胜明

摘 要：为了满足国家对新能源领域高层次人才的需求，适应新设立的新能源科学与工程专业教学需求，须制定出科学合理的人才培养方案和课程体系。本文以“厚基础、创新型、应用性、复合型”人才培养目标为主旨，对新能源科学与工程专业人才培养模式、课程体系进行了研究。

关键词：新能源科学与工程专业；课程体系；人才培养

目前，能源对我国经济社会可持续发展的约束日趋严重，我国已将“新能源”列为战略性新兴产业。根据教育部发布的《普通高等学校本科专业目录（2012年）》，新能源科学与工程专业是能源动力类下的特设专业。

课程体系是人才培养模式的核心内容和具体表现。本专业涉及能源动力、材料、机械、电气、电子信息等多学科的交叉融合，是一门新兴的、不断发展的学科。目前，新能源专业在课程设置的科学性和人才培养的专业性等方面，仍无法完全适应国家对新能源领域专业人才的需求。本文以能源动力学科为基础，对新能源科学与工程专业课程体系进行了有益的分析和探讨。

一、新能源专业人才培养目标分析

1. 新能源产业发展及社会需求分析

新能源产业的全球格局尚处在形成之中，其发展有赖于技术和装备的进步，新能源的转变、分散式生产、储存、通过能源“互联网”实现分配以及零排放的运输方式，将构成新的能源经济模式。目前，我国新能源利用现状及发展规划具有以下特征：

（1）太阳能光伏近期主要是在大中型城市推广屋顶并网系统，并结合大型标志性公共建筑实施。未来技术成熟时，考虑在太阳能资源丰富、靠近电网、具有大片荒漠土地或靠近负荷中心的地点建设大型光伏电站。

（2）太阳能中低温热利用的可开发地区广，市场潜力大，将逐步推行强制利用政策。考虑到太阳能直射辐射资源、土地地形和水资源情况，以及交通和电网覆盖等因素，选择在适宜地区建立大规模太阳能热发电站。

（3）风能的发展近期以陆上为主，在风资源丰富的重点区域开发较大规模的风电场。近海风电的发展以示范性工程为主，为今后大规模发展创造条件。

（4）生物质能的技术和利用途径较多，目前战略发展重点是非粮液体燃料和替代石油基的生物基产品。因地制宜发展生物质发电，推广集中养殖场的沼气和农村生物质气化发电项目，发展生物质交通燃料技术。

（5）在地热方面，推广采用热泵技术开发利用浅层地热能，用于供暖和制冷，扩大高温地热发电规模。

（6）与新能源的分散式生产、储存、互联相关的新能源材料与设备、分布式能源、智能电网与微电网等备受关注。

新能源的资源种类多，能够采取不同的技术方式和利用途径实现多样化的能源产品供应，其中相当一部分新能源技术的实现还必须依靠传统能源利用技术的学科基础。另外，不同技术的商业化水平差异也较大，开发条件受到各种因素的制约。因此，新能源专业知识体系构建的关键是，既要满足现有产业的现实需要，又要面向未来技术发展的先进方向，兼顾新能源对专业基础知识要求的差别性，在“专”与“宽”之间有效平衡和取舍，使其更符合新能源产业发展需求。

2. 人才培养目标与方向

新能源人才培养计划必须符合国民经济发展需要及产业结构布局的要求，从科学有效和可持续开发利用新能源的角度出发，适应各种新能源的资源分布、产品技术现状与发展趋势。人才培养的总体目标可定位为：“培养适应国家重大需求和战略性新兴产业发展，具有能源动力、材料、机械、电气、电子信息等学科门类的理论基础，系统掌握新能源高效转换利用及其自动化控制与运行、常规能源清洁高效利用的专业知识，具有一定的创新能力和科研能力、较强的工程实践能力和德智体美全面发展的复合型高级专门人才。”根据学科交叉的特点，以及经济社会发展的需求，培养专业口径宽、基础知识扎实、创新精神强、适应能力强的高层次人才，满足能源、建筑、交通、材料、电子、环保等行业领域对新能源产品研发与生产、工程设计与施工、科研和管理等各方面人才的需要。

二、新能源专业人才培养基本要求

1. 坚持能源领域大类培养

新能源专业人才培养应遵循“厚基础、宽口径”的原则，体现本科专业通识教育思想，强调能源类基础理论课程学习，使学生不仅仅局限于某一二个研究对象，还要有比较坚实的知识基础、比较广的知识面和一定的能力储备。在此基础上，从能源系统的概念出发，依据专业基础主线方向，掌握太阳能、风能、生物质能等主要新能源高效转换和综合利用技术、常规能源清洁高效利用技术以及能源储存与系统集成技术，掌握提供开发新能源和节约能源并行的能源系统解决方案能力。

2. 坚持大学办学特色

随着新能源产业的日益兴起，新能源相关专业也开始备受社会的关注和高校的青睐，许多高校都在不断地调整本专业的培养计划、课程设置，甚至增设此类专业。然而，应认识到开办新能源专业是为了满足国家能源可持续发展的重大需求，为国家可再生能源高效开发和利用提供科技理论创新和先进技术基础，并培养新能源领域复合型、应用型高级专门人才。因此，应坚持大学办学特色，以课程教学为载体，注重思想方法的传授，培养学生的专业基本能力和探索未知的强烈意识和能力。

3. 坚持工程实践与创新能力培养

在课程体系的设计上要坚持探索、创新，不断把丰富的学术前沿知识、最新的工程实践和科研成果、学生和社会反馈信息引入到教学实践中。在专业基础课建设上，除开设紧跟科技前沿的概论课外，应在专业课程中引入最新学术动态内容。在专业课的教学内容上，注重教师的研究成果和科研积累，主动引入最新科研成果，不断丰富课程内容。在培养过程中探索导师制，使学生在有序的指导下接受扎实的实验和工程实践训练，参加科研项目和学科竞赛，提高学习兴趣，掌握进一步从事研究工作的基础以及从事技术开发和管理工作的能力。

三、新能源专业课程体系设计endprint

1. 总体设计

新能源专业培养方案应坚持能源领域综合知识和能力的培养，注重加强学生基础知识，突出本科教育阶段的通用性和基础性。新能源专业课程体系应与培养目标密切关联，课程设置要充分体现工程教育认证在工程知识、问题分析、解决方案、现代工具应用、道德操守、沟通交流、项目管理、国际视野等方面的基本要求。每门课程在课程体系中都拥有自己的价值和作用，彼此在知识、意识、思想、方法、能力基础上既有关联，又有区别。

新能源专业课程体系应在科学与工程上提供对新能源技术的综合理解，涵盖机械设计与制造、工程力学与材料、电子工程、流体与传热等基础理论知识。因此，课程体系应相应地设置“人文社科类公共平台课”、“基础科学类公共平台课”、“电子信息类基础课”、“机械工程类基础课”、“能源动力类基础课”等通识教育类基础课程（如表1所示）。在通识教育类课程的基础上，设置新能源专业课程群和实践教学环节。

2. 专业课程设置

新能源专业课可分为以下主要方向的课程群：太阳能（光伏）、太阳能（光热）、风能、生物质能、地热能、能源系统与评价。

根据专业课程的内在关系和修课顺序确定模块化专业课课程群，如表2所示。考虑到不同新能源对专业基础知识要求上的差异性，各高校对专业核心课程设置上可有所偏重。学生应必修（或必选）新能源领域所列研究方向上的专业课程，并完成对应的课程设计。在此基础上，按照学校办学特色或学生个人兴趣或基础，选修2个大类方向上的专业交叉选修课。

为了弥补学时压缩对教学深度及学生知识结构的影响，专业课组的设置应涵盖能源与动力工程、建筑能源环境与能源利用工程、电气工程等专业方向的系列课程。这样可保证学生主修新能源方向的同时，掌握与此相关的专业技术基础，同时对其他方向的专业基础知识有所了解，以完善学生的知识结构。系列课程交叉选取制的推行，既能扩大专业口径，又尊重学生的志向，有利于复合型人才的培养。

3. 实践课程设置

新能源科学与工程专业具有很强的实践性特点。本专业设置的实践教学环节包括实验、课程设计、认识实习、生产实习和毕业论文教学。为保证实践教学内容的实施，应充分研究和优化实验、实训、实习的内容，使其既能满足课堂教学的需要，又能为学生提供充分的动手和实习机会，探索课堂理论知识—实验室研究—工厂生产实习—工程项目设计理论与实践相结合的教学模式。

[责任编辑：夏鲁惠]endprint