储能科学与工程专业新工科人才培养模式构建与创新实践

［摘 要］ 储能作为新能源发展过程中的关键环节，是推动构建绿色和多元现代能源体系、实现“双碳”目标的重要支撑。储能科学与工程作为国家战略性新兴专业，涉及化学、物理、材料、电力电子、机械等多学科交叉，专业建设缺少成熟方案参考。总结了西南石油大学从学校学科优势出发，依托传统能源学科优势及在新能源学科的布局与能源大学的战略定位，开展的西南石油大学储能科学与工程专业人才培养模式构建与创新实践探索，可为相关专业的人才培养提供参考。

［关键词］ 储能科学与工程；人才培养；新工科；专业建设

［基金项目］ 2021年度西南石油大学教育教学改革研究项目“储能科学与工程储能领域‘高精尖缺’新工科人才培养模式构建与创新研究”（X2021JGZDI025）；2021—2023年四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目“创新创业导向、科研训练支撑的创新创业人才培养模式”（JG2021-590）；2021—2023年四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目“‘双碳’背景下新能源相关专业政产学研用五维协同育人人才培养模式改革”（JG2021-535）

［作者简介］ 王明珊（1986—），女，四川达州人，博士，西南石油大学新能源与材料学院副教授（通信作者），主要从事二次电池储能、混合电容器储能研究；郭秉淑（1992—），女，甘肃白银人，博士，西南石油大学新能源与材料学院讲师，主要从事高比能量储能电池研究；李 星（1981—），男，安徽亳州人，博士，西南石油大学新能源与材料学院教授，主要从事高比能锂/钠金属电池研究。

［中图分类号］ C961 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）06-0081-04 ［收稿日期］ 2023-11-15

随着科学技术的加速发展，全球能源格局正在发生时代性的变化，可再生能源正逐步成为新增电力的重要来源，电网结构和运行模式都将发生重大变化。2014年6月，习近平总书记站在党和国家事业发展全局高度，提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略。根据这一战略，国家发展改革委、国家能源局先后联合印发了《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》［1］和《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》［2］。随着能源技术革命和能源消费革命的不断发展，储能技术和产业已成为国家能源发展的重要需求，同时也使得储能领域的人才需求呈井喷式增长，必须加快储能产业人才培养和技术储备，抢占能源技术进步先机，谋求新一轮科技革命和产业变革竞争制高点。

为了应对国内外能源发展的新趋势，适应我国新能源战略思想、全球新能源革命、新兴产业和人才培养的需要，西南石油大学整合全校的教学和科研资源，依托传统能源学科优势及在新能源学科的布局与能源大学的战略定位，针对储能行业全产业链，构建了以新能源材料与器件专业为核心，以材料科学与工程、化学工程与工艺、机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化为支撑，多专业配套的“1+4+X”的储能全产业链专业群［3］。在2020年申报了储能科学与工程专业，并于2021年获批招生，成为全国第二批25所获得该专业的高校之一。但是，由于我国目前尚没有专门的储能相关专业，这些企业只能在能源化工、材料、电子、电力、物理、化学等专业内招聘人才。此外，大规模电力储能是解决新能源平稳接入与输出的主要手段，是实现安全、可靠、绿色、高效的智能电网的关键技术支撑，电力行业也迫切需要大量既具备电力系统知识又掌握储能科学与工程知识的复合型人才。

一、强化专业特色的人才培养目标确定

结合学校办学定位和我校能源学科优势，我校在人才培养目标上确定了本专业面向国家能源发展战略和国民经济发展的需要，培养具有解决电能、氢能、化学能等在存储和转换过程的复杂工程问题，具备从事能量储备过程控制、储能材料、器件与系统的研究、开发、设计、制造和管理的技术和工程实践能力，注重多学科交叉融合，基础扎实、知识面宽、能力强的复合型高素质专门人才的培养目标。形成了拥有“材料化学工程”二级博士学位授权点，“材料科学与工程”一级硕士学位授权点以及“能源材料与工程”等新能源相关学科硕士点的梯度人才培养体系。

二、优化课程体系和教学内容

储能科学与工程专业作为动力工程及工程热物理一级学科下的新兴专业，涉及化学、物理、材料、电力电气等众多学科，具有典型的学科交叉学科属性。同时，要对照一级学科“动力工程及工程热物理”的人才培养要求，结合能源动力发展的新趋势，紧跟新能源前沿技术和产业发展需求，研究课程体系构建。根据我校人才培养目标的定位要求和全面贯彻OBE教育理念，在达到国家对高等教育的“刚性”要求基础上，对公共课、专业基础课和专业课的比例结构进行了优化。加强通识教育的同时，夯实了学生数学、物理、化学等学科基础和与储能科学相关的材料、电化学、能源动力、电力电气等学科专业基础（如图1所示）。此外，强化专业人才培养特色，开设模块化课程群，确定了氢能技术、化学储能、物理储能、智慧储能四个模块课程群，每个模块课程群中包括专业核心课和专业方向选修课，专业方向选修课对专业核心课内容在知识深度与广度上进一步深化和拓展，延伸课程的高阶性、创新性与挑战度。在专业实践能力培养方面，强调对学科基础能力、专业核心能力和综合创新能力的培养，总开设实践教学学分比例达30%，满足国家质量标准要求和审核评估要求。编撰《储能材料与器件》核心课程教材，入选第一批石油和化工行业“十四五”规划教材。“材料分析方法”“材料科学工程基础”等10门课程入选国家级和省级一流本科课程。加入全国首批“储能科学与工程专业虚拟教研室”试点建设。打造全国首个光伏全产业链和全生命周期虚拟仿真系统，构建虚实结合、以虚补实的光伏+储能产业实践教学资源。建设了200 千瓦零碳能源示范区，融合学校光伏、氢能、储能、智慧能源等特色方向，服务学校材料、化学、电气、计算机等多个学科，打造成集教学、科研、实践和科普于一体的新能源示范区。

三、科学研究和产教融合协同的创新人才培养模式

围绕科学研究和创新创业锻炼协同并重，将科学研究能力和创新创业实践能力的培养充分融入人才培养的整个环节［4-5］。以研究成果为导向，以创新创业为手段，开展了以高素质人才培养为目标的创新型人才培养模式，最终达到人才培养不脱钩、实践教学更深入的教学效果（如图2）。

1.强化教师团队学科交叉和工程应用背景，提高教师的创新创业指导能力。从实验课程、生产实习、大精仪器操作、技能大赛、过学术关、过实践关等多个环节培养团队教师在学生科研训练方面的指导能力；以行业需求为导向，在课程设计、二课训练、毕业论文和工程实践等活动中制定科研题目，结合本校的科研创新资源以及团队教师主持、参与的科研项目，组织学生参与和开展科学研究，通过项目的计划、实施、控制等管理过程，提高教师的项目与团队管理能力；鼓励团队教师参加企业技术培训，参与产线管理，担任企业技术顾问，积极进行校企科研合作和成果转化，提高教师在创新创业实践方面的指导能力，同时整合企业以及其他科研院所的产业、技术等资源，为学生创新创业创造有利条件，让学生能够亲身经历创新创业的整个过程。

2.基于科研团队的科研优势，鼓励学生在前期专业知识理论学习的基础上以项目的形式参与科学研究，培养学生的科研创新能力。基于研究团队的科研优势，专业教师成立科研团队，参与校级大学生开放实验项目、省级创新创业训练项目、互联网+大学生创新创业项目的指导，依托国家、省市部级科研项目和企业合作项目，以及校级大型设备共享平台，为学生开展创新创业实验项目提供了良好的平台。在对学生进行指导的过程中，指导教师团队在设立科研题目时，充分结合了市场需求与发展训练培养学生的科研创新能力。围绕电化学储能、氢能、物理储能等关键材料及器件，在科研能力培养阶段与学生创新创业团队共同制定研究方向，充分提高了学生的创新创业科学研究能力。在科研实践过程中，指导学生进行相应的文献调研和市场调查，让学生在科学研究过程中也能充分掌握市场和产业发展方向，为项目的落地和成果转化奠定基础。这样不仅在科学研究中提升了学生的科学素养与科研技能，也让学生充分接触了市场的发展趋势，既有助于学生的创新创业活动，更有助于学生在走向社会后的职业规划和适应能力的提升。

3.联合华鼎国联动力电池有限公司、宜宾锂宝新材料股份有限公司、璞泰来四川紫宸科技有限公司等川内储能领域龙头企业开展校企合作人才培养，通过行业企业专家参与培养计划制订、培养过程指导、培养质量反馈等方式不断优化课程体系。同时，企业通过设立“揭榜挂帅”项目、企业奖学金、科研专项鼓励教师带领科研团队结合企业产业问题展开技术攻关，通过科研引导教学，通过教学促进科研。共建本科生产实习实践基地、研究生科研基地，鼓励学生到企业开展具有专业特色的课程和实践活动，不断丰富和深化产学研合作，打通培养人才的壁垒。探索研、赛、学联合培养模式，鼓励学生积极参与教师的科研项目，开展科研创新训练和科技竞赛，提升学生创新创业能力。

4.为重点加强新能源储能方向的学科布局，学校先后建立了“四川省碳基储能材料工程技术研究中心”以及“能量转换与储存先进材料四川省国际科技合作基地”等储能方向相关科研基地，为高素质技能人才培养提供了硬件支持。聚焦解决碳中和领域关键技术难题，打造具有全国影响力的碳中和科技创新中心，2021年成立碳中和研究院，设立天然气绿色开发利用、零碳能源系统、储能技术、二氧化碳高效捕集与绿色转化4个研究中心，致力于解决碳中和领域“卡脖子”问题。为加快集聚“双碳”背景下新能源、绿色化工等领域战略性、前沿性、稀缺性创新资源，抢占科技竞争制高点，加速科技成果转化和产业化，推进产业链与创新链深度融合发展。天府新区管委会联合西南石油大学和四川能投集团，集三方优势资源共同打造省属企业首个“地校企产学研”合作平台——天府新能源研究院，在探索地校企合作、加强核心技术研发，助力成渝地区双城经济圈建设。

结语

储能科学技术的创新突破将成为带动全球能源格局革命性、颠覆性调整的重要引领技术，储能技术的发展将成为我国能源安全的重要保障，也必将成为新一轮经济增长的创新驱动新引擎。储能科学与工程专业的建设是推动我国储能产业发展、构建多元化能源结构的重要保障，如何培养多学科交叉融合、基础扎实、知识面广、能力强的复合型高素质储能科学与工程专业人才，仍有待各高校对人才培养模式的深入探索和实践。

参考文献

［1］国家发展改革委 国家能源局关于印发《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》的通知：发改能源〔2016〕513号［A/OL］.（2016-06-01）［2023-10-15］.https：//www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/201606/t20160601_963080.html.

［2］国家发展改革委 国家能源局关于印发《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》的通知：发改基础〔2016〕2795号［A/OL］.（2016-12-29）［2023-10-15］.https：//zfxxgk.ndrc.gov.cn/web/iteminfo.jsp？id=2767.

［3］何雅玲，陶文铨，郑庆华，等.储能科学与工程专业的建设与实践［J］.高等工程教育研究，2023（S1）：14-16.

［4］焦连志.“新工科”建设与高校创新型人才培养体系改革［J］.现代教育科学，2021（1）：123-128.

［5］罗远新，王树新，李正良，等.创新引领，特色发展：重庆大学新工科教育的探索与实践［J］.高等工程教育研究，2023（3）：31-36.

Training Model Construction and Innovation Practice for the Major of Energy Storage Science and Engineering under the Background of Emerging Engineering Education

WANG Ming-shan， GUO Bing-shu， LI Xing

（School of New Energy and Materials， Southwest Petroleum University， Chengdu，

Sichuan 610500， China）

Abstract： Energy storage techniques are one of the most important part in the highly efficiency application of new energy， which is considered the guarantee of constructing the green and diversified energy system， as well as the important support of realization of carbon peaking and carbon neutrality goals. As a national strategic emerging major， energy storage science and engineering involves chemistry， physics， materials， power electronics， machinery and other interdisciplinary cross-disciplinary. However， it still lacks mature specialty construction experience. This paper summarizes the construction and innovative practice exploration of the undergraduate training model of energy storage science and engineering in Southwest Petroleum University based on the discipline advantages of the school， relying on the advantages of traditional energy disciplines and layout of new energy disciplines， which can provide reference for the undergraduate training of related majors.

Key words： energy storage science and engineering; talent cultivation; emerging engineering education; specialty construction