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新能源与科学工程范文

发布时间:2023-09-28 09:38:52

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新能源与科学工程

篇1

【基金项目】常州工学院教学改革研究课题(项目编号:J120324;J120305)。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)10-0247-02

引言

新能源产业人才培养落后于产业发展,培养新能源方面专业技术人才已经成为当务之急[1-4]。新能源科学工程专业是教育部2011批准的第一批战略性新兴产业专业,涉及的学科领域广泛,属于交叉学科,涉及物理、能源与动力工程等多个学科。目前国内对该专业的专业课程体系设置存在专业定位、培养方向模糊;专业基础课程与专业课程的知识结构不成体系;缺乏合理的实践、实训体系等诸多问题。如何依托众多的所属学科,明确准确的培养人才定位,构建可操作性强、结构合理的课程体系是新能源科学与工程专业建设迫切需要解决的问题。

1.以地方产业背景为引导,明确培养方向定位

围绕长三角地区光伏产业背景,依据学校创新型应用人才培养目标,创新教学理念,提炼新能源科学与工程专业的培养方向与专业特色。

为适应创新型应用人才培养目标,围绕学校“让每一个学生都获得成功”的办学理念,创建“以人为本,因材施教,学、做、创并举”的教学理念,为教学改革和创新型人才培养引领方向。围绕长三角地区的新能源产业背景,尤其是光伏产业,确定常州工学院新能源科学与工程专业以光伏技术为培养方向,培养从事可再生能源,尤其是光伏技术开发与应用系统的设计、开发、测试、运行、管理等方面的具有创新精神的应用型高级工程技术人才。

2.以“新能源产业链”为主线,构建纵横协同的专业课程体系

根据学生的认知规律,依据“以人为本,因材施教,学、做、创并举”的教学理念,结合新能源技术的理论与实践特点,以“新能源产业链为主线”构建纵横协同的专业课程体系,课程体系如图1所示。实现专业知识覆盖到“新能源材料开发”、“新能源器件制备”、“新能源应用系统设计”等整个完整的新能源产业链。

纵向以“新能源产业链中的各种技术能力培养”为主线,建立适应新能源技术学科特点,涵盖新能源材料开发技术、新能源器件制备技术、新能源系统设计与应用等三大系列的“模块化、系列化”完整的课程体系。横向按知识体系与认知能力模块化专业课程,以“机电基础”与“理化基础”为两个专业基础模块、以“光伏技术”为专业主导线、“测试技术”为专业副主线、“各种新能源技术”为专业支撑线,“能源管理”为专业特色线四个专业模块,共六个课程模块。在课程体系范围内,根据培养目标的要求,完善教学大纲,科学合理的设置各个系列各门课程的“多样化”内容。

3.以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系

以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系,如图2所示。纵横之间通过综合实训、课程实验、生产实习、课程设计、毕业设计等环节有机联系,协调运作,有效解决传统实践教学内容依附于理论课程进行划分,模块之间关联度小,知识体系缺乏连续性、系统性的问题,更好地适应信息时代的需求。

将学生实践能力的培养贯穿于实验、课程设计、毕业设计、技能培训、参加科研项目、创新训练项目、各种学科竞赛等实践教学活动的全过程,体现“全程化”。注重工程实际应用能力的培养,大部分课程设计、毕业设计的选题来自于各类科研项目,科研反哺教学,使学生受到更为系统的工程训练,体现“工程化”。针对基础、能力不同的学生,在实践能力培养上提出不同层次的要求,不搞“一刀切”体现 “多元化”。

4.结语

紧密围绕长江三角洲地方光伏产业背景,确定常州工学院新能源科学与工程专业以光伏技术为培养方向;根据学生的认知规律,结合新能源技术的理论与实践特点,以“新能源产业链为主线”构建纵横协同的专业课程体系;以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系;探索出与产业背景紧密结合、具有明显特色的专业课程设置,带动人才培养体系创新,实现教育教学质量提高。培养多层次的光伏方向的专业人才,服务于地方经济的发展。

参考文献:

[1]王伟东、艾建军、杨坤,新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育,2011.(12).5-6

[2]王彦辉、齐威娜,新能源产业人才培养存在的问题及对策[J].中国成人教育,2010.(2).54

[3]王永、张渊、刘浩、程超,长三角地区高职光伏专业建设研究[J].职业教育研究,2012.(2).31-32

[4]刘学东、邵理堂、孟春站、宋祥磊,新能源科学与工程(太阳能利用方向)人才培养探讨[J].淮海工学院学报(社会科学版 教育论坛),2010.(8).46-47

篇2

“新能源科学与工程”是高校根据国务院关于加快培育发展战略性新兴产业的决定而新设的。国务院提出的七大战略性新兴产业包括节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业。其中,对于新能源产业,国家要积极研发新一代核能技术和先进反应堆,发展核能产业。加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。提高风电技术装备水平,有序推进风电规模化发展,加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。因地制宜开发利用生物质能。

2011年,“新能源科学与工程”专业将在南京理工大学、华北电力大学、东北大学、河海大学、浙江大学、华中科技大学、中南大学、重庆大学、西安交通大学、上海理工大学、江苏大学等十所高校“生根发芽”。仅江苏就有3所高校设立了这个专业。国家战略性新兴产业把新能源产业作为其中的一部分提出来,可见其重要性,为什么这个产业会受到这么关注?新兴专业学什么?就业前景怎样?本文将对“新能源科学与工程”专业的相关状况做个详细分析,为考生了解、有的放矢的报考服务。

发展前景

东北大学博士生导师蔡九菊教授认为,发展新能源符合社会发展的需要,市场前景广阔,同时相关的专业人才需求量大。近年来我国经济持续高速增长,传统能源消耗量大幅增长,引发的能源短缺和环境污染等问题成为制约我国经济又好又快发展的瓶颈,为此,发展新能源产业势在必行。一方面,发展新能源产业孕育着巨大的投资机会,将有效拉动经济增长;另一方面,也可以有效地改变经济增长方式,引领中国经济走向低碳化。

目前,中国大力推动新能源产业的发展,在加大水电、核电、太阳能和风能设施建设的同时,计划在2020年前使新能源消费比例达到15%,规划到2020年,中国在新能源领域的总投资将超过3万亿元。虽然我国新能源产业迅速发展,然而推动新能源行业前进的人才供给却显得捉襟见肘。高素质专业人才和核心技术的缺失,已严重阻碍了我国当前新能源产业的健康发展。据估算,到2020年在风电领域的从业人员就将会有几十万,其中包括几万名专业人员。根据《核电中长期发展规划(2005―2020)》,在未来10年内,国家每年平均要开工建设5-8台以上的核电机组,预计每年对核电人才的需求有数千人,而全国每年相关专业的毕业生总量不超过500人。对于快速发展的太阳能产业而言,人才供应同样面临严重不足。因此,亟待加大新能源产业人才的培养力度,以满足新能源产业发展对高素质人才的迫切需求。

专业培养目标

新能源科学与工程专业面向新能源产业,根据能源领域的发展趋势和国民经济发展需要,培养在新能源科学研究及其利用的技术开发与实施等方面既有扎实的理论基础,又有较强的实践和创新能力的专门人才,以满足国家战略性新兴产业发展对该领域教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的专业人才需求。学生的修业年限为4年,对于完成培养要求者授予工学学士学位。

专业课程体系

新能源科学与工程专业在课程内容体系的设置上紧密结合培养目标要求,既注重“厚基础”,突出基本理论与方法,又注重“宽方向”,丰富课程知识结构。注重学生“知识结构”的构建和“能力结构”的形成。

理论部分:在基础教育系列中重点强调基础性与综合性相结合的原则。包括高等数学、大学物理等工程技术基础课群;大学外语、原理等社会科学课群。在专业教育系列中重点遵循厚基础、宽口径的原则。包括工程热力学、流体力学、传热学、能源系统工程、可再生能源及其利用、光伏科学与工程、风力发电原理、生物质能工程、核能利用基础等专业平台课群;光伏材料与太阳能电池、风力发电场等专业选修课群等。

实践部分:重点培养学生的独立思考能力、动手能力和工程实践能力。单独设立“能源工程综合实验”课程,目的是充分利用学科的开放式实验室,指导学生开展设计性、综合性实验项目,培养学生发现问题、解决问题的创新能力。

毕业生就业去向

毕业生就业前景广阔,可在核能、风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和政府部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。

如河海大学主修课程包括:理论力学、材料力学、机械设计基础、电工技术基础、微型计算机原理及应用、工程热力学、气象学、太阳能发电电气设备与系统、太阳能发电并网技术、项目及企业管理等。毕业生就业方向:培养太阳能利用工程系统设计、研究、运行、施工管理等方面知识的高级工程技术人才。

南京理工大学主要以新能源的能源转换过程、高效清洁能源利用与功率转换技术为核心,培养掌握上述领域基础知识和专业技能、具备良好综合素质的高级工程技术人才,为太阳能、风能电站和供电公司等电力部门提供后续人才及技术支持。南京理工大学对新能源科学研究与人才培养已有25年的历史,包括太阳能、风能以及能效节能的可持续能源投资中,还有一个巨大的市场有待开发――能效和节能。可再生能源的开发在中国有广阔的空间,新能源科学与工程专业人才的缺口很大,目前学校在此方向培养的硕士生一入校就被用人单位盯上。

新闻链接

北大世界新能源战略研究中心成立

篇3

【Abstract】New energy science and engineering is a typical multi subject cross specialty and has already become an emerging industries which our nation prefers to develop. Based on the analysis of the current situation of the new energy profession, this paper proposes a distinctive training program for new energy science and engineering, combing with our own advantages.

【Key words】New energy science and Engineering; Multi discipline; Training program

随着社会经济的发展,传统能源产业已经成为制约当今社会经济发展的关键因素,新能源产业的发展必然是未来中国可持续发展的趋势。然而与发达国家相比,我国的新能源产业化发展起步相对较晚,技术也较为落后,总体产业化程度不高,且新能源领域的科技创新能力明显不足。特别是我国高校新能源专业人才培养方案尚处于摸索阶段[1-3]。

目前,国内大部分高校的新能源科学与工程专业都是以能源与动力工程专业为基础,再开设几门与新能源领域相关的课程,并没有从根本上解决培养方案的问题,因此,在课程体系设置、专业素质培养、本科生就业等方面存在不少问题。例如:(1)专业特色不明确;(2)专业基础课程与专业课程脱节;(3)实践教学和创新教学的形式化[4-5]。因此,本文针对目前各高校在新能源科学与工程专业人才模式培养中存在的主要问题,提出了具有特色的新能源科学与工程专业培养方案。

1 一体化人才培养

本校新能源科学与工程专业的课程体系由四个主要模块组成:通识课程71学分(人文社科课程和公共基础课程)、学科课程58学分(学科基础课程、专业核心课程和专业选修课课程)、集中实践教学38学分(毕业设计、课程设计、项目设计、电工实习、金工实习、生产实习、课外实践教学等)和素质、创新、创业教育16学分。在本课程体系中,一方面开设了本专业的基础技术知识课程,让学生能够掌握与新能源体系设计、开发和测试相关的知识,另一方面开设了能源管理等方面的课程,最终培养的学生能够熟悉规划-设计-制造-运营-管理环节中关键的技术和方式,使得他们能更好的适应社会的需求。

2 供求关系引导特色学科

目前,各高校根据自身专业设置的特点和学科发展的优势,制定了稍有不同的新能源科学与工程专业人才的培养方案,如华北电力大学新能源科学与工程专业以生物质能、太阳能和风能三个专业为主;江苏大学的新能源科学与工程专业则围绕风能发展相关课程,实行单方向发展模式。本专业由于是新组建专业,暂时还未形成特色学科,因此,在专业核心课程设置时,以全面介绍新能源的动力系统、新能源的利用、新能源的储存和节能方式为目的,未涉及具体的特色方向,同时,河南省是以农业产品为主,结合目前太阳能热泵技术的大力推进,因此,在设置专业选修课程时,主要以热泵技术、太阳能制冷和冷热源工程为主导。在以后的实践过程中,发展出自身特色后,再利用选修课色学科对专业核心课程进行替换,从而形成“从发展中找特色”的人才培养方式。

3 “1+1”就业模式

新能源科学与工程专业属于新生学科,该方向毕业的学生较少,在能源行业中并未站稳脚步,在考虑学生就业问题时,一方面要以新能源学科为基础,开设新能源就业较好的课程,另一方面,也要重视我们现状,新能源比重小于20%,目前仍然以传统能源为主,因此,也开设了传统能源的节能技术课程,从而形成新能源利用和传统能源升级改造并行的“1+1”就业模式。

4 “分层次”创新教学

高校的教学模式必须具有连贯性,才能保证教学的质量。因此,本专业在设置相关软件学习课程时,尝试性地在大学一年级开设程序设计技术(C语言),大学二年级开设工程软件基础,让学生掌握工程软件基本知识,大学三年级时开设工程软件应用技术,让学生能熟练的利用三维软件进行实物绘制,在大学四年级的素质教育时,开设CAD-CFD综合应用创新教育课,更进一步让学生掌握模型的网格划分和传热与流动方面的简单编程计算。在上述的课程学习中,既保证的课程学习的连贯性,也形成了“分层次”创新教学的发展模式。

5 结语

新能源领域的发展,关键在于人才的培养。由于新能源科学与工程专业涉及物理学、化学、传热学、材料科学、管理学等学科,是一个典型的多学科交叉的新兴专业。因此,其培养方式和课程设置必须紧跟新能源科学技术的发展步伐,与时俱进。在贯彻厚基础、宽方向、重实践原则的基础上,积极培养具有扎实的自然科学基础、人文社会科学基础和专业知识,能够承担新能源工程的设计、运行管理、技术开发、科学技术教育与教学等工作,富有社会责任感,具有创新精神、实践能力和竞争力的高级专门人才。

【参考文献】

[1]冯大千,刘国良,范大和,等.浅谈《新能源概论》课程教学实践[J].科技视界, 2016(19):157-157.

[2]张宏丽,王存旭,郭瑞.美国俄勒冈州技术学院新能源专业人才培养的启示[J]. 当代教育理论与实践,2015(12):103-105.

篇4

中图分类号:G642.3 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.023

新能源产业人才培养落后于产业发展,已严重阻碍了我国当前新能源产业的健康发展,培养新能源方面专业技术人才已经成为当务之急[1-3]。新能源科学与工程专业是教育部2011批准的第一批战略性新兴产业专业,目前处于初步形成和探索阶段,没有现成的经验和模式可以借鉴。明确准确的培养人才定位,形成可操作性强、结构合理的课程体系是新能源科学与工程专业建设迫切需要解决的一项重大课题。

1 新能源科学与工程专业存在的问题

新能源科学与工程专业是2011年开始招生的战略性新兴产业专业,大部分高校都是在原有能源与动力工程专业基础上开始几门新能源领域相关的课程,专业培养方向、课程体系设置等方面存在不少问题。

第一,专业定位、培养方向模糊。在原有能源与动力工程专业基础上开设几门新能源领域相关的课程,培养出来的学生无法满足企业对专业人才的需求。

第二,设置的专业基础课程与专业课程的知识结构不成体系、不能相互支撑。新能源本身涵盖学科知识领域广,学生学习困难,难以达到理想的学习效果。

第三,缺乏合理的实践、实训体系。新能源技术涉及到多个领域,多种技术,要想达到理想的教学效果,培养合格的具备实践应用能力和创新能力的复合型人才,必须开设多种实践、实训教学,但教学设备状况根本无法满足人才培养的需求。

2 新能源科学与工程专业人才培养方案的制定思路

江苏是光伏产业大省,立足地方,结合光伏产业背景,构建常州工学院新能源科学与工程专业的课程体系,探索出与产业背景紧密结合、具有明显特色的专业课程设置,带动人才培养体系创新,实现教育教学质量提高。

第一,依据学校创新型应用人才培养目标,结合新能源技术的理论与实践特点,创新教学理念,提炼新能源科学与工程专业的培养方向与专业特色,为教学改革和创新型人才培养引领方向。

第二,根据学生的认知规律,结合新能源技术的理论与实践特点,以“新能源产业链为主线”构建纵横协同的专业课程体系。实现专业知识覆盖到“新能源材料开发”、“新能源器件制备”、“新能源应用系统设计”等整个完整的新能源产业链。

第三,以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系。纵横之间通过综合实训、课程实验、生产实习、课程设计、毕业设计等环节有机联系,协调运作,有效解决传统实践教学内容依附于理论课程进行划分,模块之间关联度小,知识体系缺乏连续性、系统性的问题,更好地适应信息时代的需求。

3 新能源科学与工程专业人才培养方案构建

3.1 结合江苏省的光伏产业背景,以及学校的实际情况明确培养方向

围绕常州的新能源产业背景,尤其是光伏产业,依托常州新能源学院,确定常州工学院新能源科学与工程专业以光伏技术为培养方向,培养从事可再生能源,尤其是光伏技术开发与应用系统的设计、开发、测试、运行、管理等方面的具有创新精神的应用型高级工程技术人才。

3.2 以“新能源产业链”为主线,构建纵横协同的课程体系

依据“以人为本,因材施教,学、做、创并举”的教学理念,构建纵横协同教学课程体系。纵向以“新能源产业链中的各种技术能力培养”为主线,建立适应新能源技术学科特点,涵盖新能源材料开发技术、新能源器件制备技术、新能源系统设计与应用等三大系列的“模块化、系列化”完整的课程体系。横向按知识体系与认知能力模块化专业课程,以“机电基础”与“理化基础”为两个专业基础模块、以“光伏技术”为专业主导线、“测试技术”为专业副主线、“各种新能源技术”为专业支撑线,“能源管理”为专业特色线四个专业模块,共六个课程模块。在课程体系范围内,根据培养目标的要求,完善教学大纲,科学合理的设置各个系列各门课程的“多样化”内容。

3.3 以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系

以“实践创新能力培养”为主线构建“分层次、递进式”实践能力训练体系。将学生实践能力的培养贯穿于实验、课程设计、毕业设计、技能培训、参加科研项目、创新训练项目、各种学科竞赛等实践教学活动的全过程,体现“全程化”。注重工程实际应用能力的培养,大部分课程设计、毕业设计的选题来自于各类科研项目,科研反哺教学,使学生受到更为系统的工程训练,体现“工程化”。针对基础、能力不同的学生,在实践能力培养上提出不同层次的要求,不搞“一刀切”体现 “多元化”。

4 结语

紧密围绕长江三角洲地方产业背景,确定常州工学院新能源科学与工程专业以光伏技术为培养方向;根据学生的认知规律,结合新能源技术的理论与实践特点,以“新能源产业链为主线”构建纵横协同的专业课程体系;以“实践创新能力培养”为实践主线,构建“分层次、递进式”实践训练体系;探索出与产业背景紧密结合、具有明显特色的专业课程设置,带动人才培养体系创新,实现教育教学质量提高。培养多层次的光伏方向的专业人才,服务于地方经济的发展。

参考文献:

[1]王伟东,艾建军,杨坤.新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育,2011,(12):5-6.

[2]王彦辉,齐威娜.新能源产业人才培养存在的问题及对策[J].中国成人教育,2010,(2):54.

[3]王永,张渊,刘浩,程超.长三角地区高职光伏专业建设研究[J].职业教育研究,2012,(2):31-32.

作者简介:熊超,常州工学院光电工程学院,江苏常州 213002

篇5

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)26-0046-02

新能源属于我国战略性新兴产业,也是国民经济发展的基础性产业。面对环境污染与能源危机的双重压力,全球都在加快推进新能源产业发展。规模化开发与利用太阳能、风能、生物质能、地热能等为代表的新能源,实现我国传统化石能源过渡为清洁、可再生能源为主的能源结构是必然之举。中国将大力推动新能源产业的发展,在加大水电、核电、太阳能和风能设施建设的同时,计划在2020年前使新能源消费比例达到15%。特别是近年来风力发电和太阳能发电作为新能源电力的两支主力军迅猛发展,出现并驾齐驱的局面,新能源电力产业的蓬勃发展对新能源专业人才提出迫切需求。在这种形势下,怎样培养适应新能源产业需求的人才,既有巨大的机遇,也有很大的挑战性。

为适应我国战略性新兴产业的需要,自2006年以来我国相继有华北电力大学、河海大学、长沙理工大学等多所高等院校开办风能与动力工程本科专业;2010年教育部紧急下达《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》,自2011年开始,我国部分高等院校设置了新能源科学与工程、新能源材料与器件等新能源产业相关的本科专业。但怎么样才能更好地为国家发展新能源产业起到人才培养的支撑作用,培养什么样的新能源产业人才以及如何培养,怎么样结合学校自身的特色与资源优势开设专业方向和课程体系,是当前面临的主要课题。

一、我国新能源电力产业的发展形势

自2007年,我国风电装机容量呈高速增长趋势。2010年,我国(不包括台湾地区)新增风电装机1893万千瓦,累计风电装机容量4473万KW,超过美国跃居世界第一位。至2012年底,全国新增安装风电机组7872台,装机容量1296万KW;累计安装风电机组53764台,装机容量达到7532万KW;风电并网总量达到6083万KW,发电量达到1004亿千瓦时,风电已超过核电成为继煤电和水电之后的第三大主力电源。2013年我国风电又新增风电并网容量1492万千瓦。2014年我国风电发展目标为1800万千瓦。根据2014年国家能源局印发“十二五”第四批风电项目计划显示,列入“十二五”第四批风电核准计划的项目总装机容量为2760万千瓦(27.6GW)。从2011年开始,我国为把握风电发展节奏,促进产业健康有序发展,国家能源局开始制定风电项目核准计划,前三批风电核准规模分别为2683万千瓦、1676万千瓦(后又增补852万千瓦)和2797万千瓦。至此,“十二五”以来拟核准的风电项目规模累计已超过1亿千瓦。

在风电大规模发展的同时,自2009年以来我国太阳能光伏发电也迅速扩张。截至2012年底,我国累计光伏装机容量达到7.5GWp;截至2013年底,中国光伏发电新增装机容量达到10.66GWp,光伏发电累计装机容量达到18.16GWp。2013年全球光伏新增装机39GWp,比2012年增长28%。2013年,就新增光伏装机而言,中国、日本和美国成为世界上最大的三个市场,而德国则退居第四。中国2014年光伏发电的发展目标是全年新增光伏装机14GWp。根据《太阳能发电“十二五”规划》,中国光伏发电装机容量与发展目标如表1所示。

在太阳能光伏发电快速成长的过程中,全球太阳能光热发电也正以惊人的速度发展。截至2013年底为止,美国已有5座大型太阳能光热发电站投入运行,规模都在100MW以上。其中美国NRG能源公司联合Google、Brightsource公司投资22亿美元在加州莫哈维沙漠建设的太阳能发电站于2013年成功发电,装机规模为392MW,这是目前世界上规模最大的塔式电站。美国能源部SunShot计划光热发电的研发目标是到2020年实现75%的成本削减,在不依赖政策补贴的前提下将光热发电推至每千瓦时6美分甚至更低的水平。欧洲早在2009年12家跨国公司在德国慕尼黑签署协议,计划投资4000亿欧元在北非建立太阳能热发电厂,10年后开始供电,据估计到2050年,该项目在北非的发电厂将满足欧洲15%的用电需求,这也是目前世界上拟建中太阳能发电厂同类中最大的太阳能项目。此外,西班牙、南非、印度、智利、摩洛哥、以色列、沙特、阿联酋、科威特以及澳大利亚都已经开始了大规模光热发电的兴建,印度已有50MW规模的电站并网运行。中国在北京延庆县八达岭建设了首个规模为1MW的太阳能热发电示范电站,于2012年8月成功发电,但还没有商业化规模电站。可以预见,随着国外太阳能光热发电公司进入中国和国内太阳能光热发电技术的研究进展,中国未来十年将在太阳能光热发电方向上大有作为。

二、新能源科学与工程专业人才培养的定位

2012年,教育部将原风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为新能源科学与工程。相应地,风动专业也将面向更宽广意义的新能源产业需求,需要对专业培养方案进行调整;特别是更名为新能源科学与工程,就业的主战场不能较好地定位,致使专业课程体系达不到市场的期望值,对该专业课程体系怎样设计仍需继续研究探讨。从用人单位和学生自身需求上来看,专业课程设置和职业能力培养占有很重要的位置。其主要原因有两个:一是我国经济水平还欠发达,从读大学所付出的成本上来看,大多数学生期望接受到职业技能方面的训练;二是用人单位企盼招收到适合于工程技术需要的、能够尽快进入工作角色的应用型、技能型、复合型人才。

对于专业设置,国内其它专业的普遍做法是根据就业渠道下设专业方向。专业必须有支撑产业为基础才会有生命力。因此,本文提出“以学科为基础设置大类专业,以产业为支撑开设专业方向”的观点。新能源科学与工程专业应该在强化“工程实践能力培养”的基础上,必须以风力发电、太阳能发电作为就业主战场,分别面向风电机组设计与制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域,设置各具特色的专业方向的课程体系。

三、新能源科学与工程专业课程体系的优化

新能源科学与工程专业自2010年教育部批准开设以来,全国已有34所高校开设此专业。2013年5月19日,“首届全国新能源科学与工程专业建设研讨会”在华北电力大学召开,指出课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到人才培养的质量。现阶段我国系统培养新能源科学与工程专业本科生、研究生的工作才刚刚起步,对于相应课程体系的构建正处于探索阶段。

根据国内部分高校新能源科学与工程专业公布的培养方案,其课程体系设置与专业定位(如表2所示)。总体上来看,各高校的课程体系呈现自由发展、特色发展的局面,这有利于各学科交叉融合,促进新能源产业发展,但同时应注意一些专业基础课程的共性、相通性问题。课程体系可以大致分为两大类:一类是遵循厚基础、宽口径的原则,强调能源类基础理论课程教学(A类),但专业核心课程各高校有所偏重;另一类则是专业方向针对性较强,更强调职业能力培养(B类)。例如风动方向加强了力学、机械、电气方面的课程模块,太阳能方向则强调了半导体物理、材料科学的课程模块,但缺少光学、热学、电气工程方面的教学。

表2 国内部分高校新能源科学与工程专业的课程设置与专业定位

学 校 专业课程体系 专业定位

A类:

浙江大学、华中科技大学、西安交通大学、中南大学、重庆大学、上海理工大学等 专业基础课程:工程热力学、工程流体力学、传热学、应用电化学、固体与半导体物理、材料科学基础、工程制图、机械设计基础、电工电子技术、自动控制原理等

专业核心课程:可再生能源和新能源概论、太阳能电池原理与制造技术、太阳能光伏发电系统与应用、太阳能热利用原理与技术、风力发电原理、生物质能转化原理与技术、核能发电概论、氢气大规模制取的原理和方法、能源与环境、燃料电池概论、薄膜材料与器件、半导体材料、新能源材料、热泵技术、能源低碳利用技术、Matlab及其工程应用、CFD软件应用等 具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等理论基础,掌握可再生能源与新能源专业知识

B类1:

华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、沈阳工业大学等 专业基础课程:理论力学、风力机空气动力学、材料力学、机械设计基础与CAD、、画法几何与机械制图、电机学、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制原理、微机原理与接口技术等

专业核心课程:新能源与可再生能源概论、风力发电原理、风资源测量与评估、风电机组设计与制造、液压与气压传动、风电场电气工程、风电机组控制与优化运行、风力机组状态监测与故障诊断、风电机组测试与认证、风电场施工与管理、风电场建模与仿真、风力机设备材料、新能源材料、近海风力发电、风能与其它能源互补发电系统、风电场并网、风力发电机组计算机辅助设计、风电场规划与设计等 面向风电机组设计与制造、风电场工程等

B类2:

福建师范大学 理论物理基础、材料科学基础、固体物理学、材料分析方法与技术、材料热力学、单片机技术、电工电子技术、工程制图、磁性材料与器件、光电子材料与技术、太阳电池物理、光伏工程与技术、光热工程与技术、固体发光材料、半导体材料、电化学基础、磁熵变材料与磁制冷技术、传感材料及其传感技术、X射线分析技术、储能材料与技术、先进功能材料、光电薄膜与器件、锂离子电池原理与技术、材料设计与模拟计算、纳米材料与应用、新型能源材料与技术、太阳能光热转换理论及设备、太阳能热利用、薄膜材料与技术、光源设计与应用技术等 面向太阳电池及其它新能源材料技术研发

应当指出,大学的专业课程体系不可能完全为企业的需求而量身定做;即使课程体系相同,但由于学校资源的差别和培养方式、途径及方法的不同,人才培养的类型、质量与层次也会存在很大的差别。因此新能源本科专业教育主要考虑人才质量的基础性、技能型、创新型、复合型与可拓展性。专业基础课应该以能源科学为基础,兼顾高校各自的资源优势,设定各具特色的专业课程。

以长沙理工大学(以下简称“我校”)新能源科学与工程专业为例,应针对风机制造、风电场、太阳能发电站三个就业领域,结合学校现有学科与专业优势,培养目标定位于既具有较宽广、厚实的专业基础,又有专业方向的特长。为此,针对新能源产业的发展需求和我校的学科优势,新能源科学与工程专业可增设太阳能发电工程方向。主要面向太阳能光伏、光热发电站及并网工程,同时兼顾太阳能领域的技术研发,为太阳能光热发电储备人才,开设材料科学、光学、热学、电气工程等模块的课程,主干学科为材料科学、电气工程,使学生具有材料科学、光学、热学理论基础,具备电气工程的职业能力。目前我校已有的材料科学与工程、光电信息科学与工程、热能与动力工程、电气工程及自动化专业为太阳能方向的开设奠定了基础。

四、结论

当前,我国风电、光伏发电呈规模化发展的趋势,太阳能光热发电也未雨绸缪。为适应新能源电力产业蓬勃发展的需要,新能源科学与工程专业应该“以学科为基础设置大类专业,以产业为支撑开设专业方向”。在风力发电、太阳能发电专业方向上,遵循厚基础、宽口径的原则,在强化“工程实践能力培养”的基础上,分别面向风机制造、风电场工程、太阳能发电工程三个主要领域,专业基础课应以能源科学为基础,兼顾高校各自的资源优势,设定各具特色的专业课程体系。新能源产业属于国家战略性新兴产业,也是国民经济发展的基础性产业;面对环境污染与能源危机的双重压力,全球都在加速发展新能源产业。应当抓住这一有利时机,整合各校相关的资源优势,推动新能源科学与工程专业人才培养的发展,打造新能源专业品牌。

参考文献:

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(21):26-28.

[2] 熊怡.我国新能源人才培养的道与术[J].中国电力教育,2013,

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[3] 陈建林,陈荐. 新能源科学与工程本科专业人才培养模式探究[J].中国电力教育,2013,(22): 20-25.

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