储能领域新专业的高等教育培养模式探究.pdf

第 12 卷 第 6 期2023 年 6 月Vol.12 No.6Jun.2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology储能领域新专业的高等教育培养模式探究陈树根（广州番禺职业技术学院，广东 广州 511483）储能作为一种新型的电力系统核心发展技术，国家发改委以及教育部等为能够充分适应能源体系进行了全面改革，积极推动储能领域新专业相关高等教育人才培养体系的变化革新，加快推进“储能科学与工程”新专业的建设。储能科学与工程专业与相关产业联系密切，知识学科体系交叉复杂，是一门具有典型产教融合特点的工科新专业。在光伏以及风电领域飞速发展的时代背景下，电力系统不断转变，储能技术作为一种灵活电源，已逐渐成为了新型电力系统的关键环节和中枢支撑。为提高储能专业人才培养的质量与数量，国家各部门联合印发了多次文件通知，要求全国各高校加快储能领域新专业高等教育人才的培养，目前全国几十所高等院校设立了储能相关专业，储能领域新专业发展已逐渐成为实现“碳达峰碳中和”目标的主要支柱。储能科学与工程作为针对新兴产业而衍生的一门典型新工科专业，主要是针对储能领域欠缺涉及化学、物理、材料等知识和化工、能源、电气、自动化等技能类型的人才培养，亟需打破学科壁垒构建交叉学科的储能专业健全知识体系。国内众高校刚刚设立储能领域新专业，培养方式与培养目标各不相同，尚未构建完善成熟的人才培养机制。面对涉及方向众多、技术差异过大的储能学科，其师资团队也并不具备相关领域的学科背景，急需知识结构体系的更新与优化，同时也给专业的学科建设带来了一定程度的挑战。1 储能专业学科建设现状1.1储能专业建设存在的问题针对目前出现的储能知识结构体系单一、产教融合程度薄弱、复合型人才培养空白等一系列问题，在储能领域专业建设的全过程中，需要首先解决目前培养方式中存在的一些传统性问题，构建符合新时代学生学习方式和学习特点、教师教学能力、社会需求变化的新型培养体系。主要是解决以下三个问题：传统的培养体系很难形成目前储能专业完善的人才培养模式，同时不能够形成符合产业实际生产需要的素质能力和知识结构；课程设置不涉及学生的实际技能培养，对于学生掌握工科基础技能培养质量有待提高；除毕业设计以外，培养阶段缺乏接近技能应用的相关实践，不能搭建学生学以致用的桥梁，导致部分毕业生不具有专业的基础能力。1.2储能专业人才培养策略作为一门新兴的工科产业，全方位培养高质量人才、充分适应新型产业的蓬勃发展，已成为了储能专业培养的首要任务。在储能的专业知识上，以储能专业课程大纲的知识体系与学科人才的培养方案为主要和次要，建立同时具备离散化和结构化特点的储能课程知识体系。通过完善知识架构、教材建设、培养方案，设立符合新技术新理念的学科知识体系；在基础技能上，技能课程多以选修模块加以建设，例如编程、实验、制图等，教师通过指导学生的选修课程选择，真正实现知识与技能的协同整合；在实践能力上，创造知识与技能应用连接的通路，一方面重点建设校内外实习实践平台，另一方面充分挖掘创新实践的软硬件资源。通过将知识、技能以及实践紧密结合，从而实现知识和能力之间的通路，以建设培养储能专业的复合型创新人才。2 储能课程培养体系特征分析2.1专业课知识的相互交叉基于储能专业涉及面宽、知识体系难以架构、人才培养机制欠缺的定位，储能专业基础课程的构建要充分考量交叉的专业知识和专业课程的知识需求，主要特点包括：工程热物理、控制工程、电气工程、化学工程、材料等课程为储能专业课程的基础知识提供了多方面的理论支撑，除此之外还可资讯聚焦第 6 期陈树根：储能领域新专业的高等教育培养模式探究增加数值分析等相关课程，为后续储能课程提供数学方面的基础；针对学科交叉融合过程中的一系列知识点重叠问题，需要进行系统性的调整和梳理，有助于知识更具有针对性；基础课程由储能专业教师授课，在课程体系中注重储能相关的元素与课程内容的应用关联，使得教授的知识更全面。2.2专业课体系的侧重与覆盖储能专业课程主要由技术课程和系统课程相结合，此类课程主要包括在储能技术系统层面的扩展与集中上，其中包括储能电池技术 储能电站系统 储能技术及应用 储能与综合能源系统氢能技术及应用等。此类课程的特点为：储能技术课程的选择原则是要具有显著的区别性特点，同时能够在市场中具有大量储能技术的应用潜力，从而培养学生兼具深度全面的知识体系；以储能系统课程为入手点，全面教学基础课程的各个环节，使学生对储能知识系统具有更全面、清晰的认知。2.3专业选修课的辅助储能专业选修课的架构主要按照知识扩展型和技能需求型这两大类型进行布局，其中包括技能掌握、储能知识拓展、新能源知识拓展三类课程。技能掌握课程包括Matlab语言、现金测试技术、计算机辅助设计(CAD)等；储能知识拓展与新能源知识拓展课程包括机械储能技术、燃料电池技术、新能源发电。专业选修课特征如下：通过学生的主观意向进行选择，同时结合学生学习实践的差异化发展需求，进行选修课程的学以致用、有的放矢；鼓励导师根据特定研究方向进行储能知识拓展课程的开设，同时提高技能型课程的比重和选择面。适当增加一些其他学科新技术在储能领域交叉的选修课，全面推动储能基础知识的交叉与融合。2.4实验课的衔接实验课程主要由课内实验和课外实践两部分组成，其中课内实验包括电气、材料、化学、自控等多领域的实验模块，专业课实验包括电池、氢能、储能、综合能源等，课外实践包括储能专业实习、储能专业综合实验。实验课的主要特征为：充分利用周边储能、氢能已有的实践条件与资源，例如协同风光储示范基地、国家重点储能实验室、太阳能热发电实验基地、氢能示范区等共同建立校外实践基地；在现有实验教学平台与资源的基础上，不断发挥各高校的优势，充分结合与创新国家相关储能技术产教融合平台，建设开展校内外储能学科协作一体的实验教学平台，塑造一流储能领域新专业实验教学中心；在实验中全面贯彻应用知识与技能，将课程设计与科研训练等课程进行联动，推动知识技能转化为实际能力。3 培养过程中师资团队的作用探究建设教师体制主要为了全面指导学生专业知识体系架构的学习与创新，提高学生的实践能力与专业认知，同时加强师生之间的沟通。储能新专业教师团队的建立离不开以下几个条件：中青年教师往往具有更高的参与意愿与专业能力，在储能领域的科研能力和专业知识等方面能够进行有效指导；师资团队自身的经验积累对于师生工作与学习有着很好的推动作用；基于行政层面和外部激励进行对学生参与科研实践活动的全面推动，有助于调动学生参与实践活动的积极性。师资团队需要针对学生因材施教，主要从以下几个方面进行培养：指导学生参加储能专业竞赛；通过进入课题实验室全面掌握储能相关科学研究的基本技能；与同学和教师进行学习以及生活方面的沟通交流；参加教学教研活动，充分掌握储能领域专业知识。除此之外，在与储能相关产业的联合教学中，基于产教融合的教育理念，通常采取邀请企业专业人员讲座授课的形式，同时建立企业工作人员与校内老师相结合的模式，在合作的基础上进行模式的探索，尽可能避免实际落地难度大等问题。基于储能领域新专业的人才培养特征，构建产教融合的培养体系，采用课程与实践双体系创新驱动的方式，促进知识与技能的有机结合。在课程体系方面，建立以多学科的专业基础与实践课程相结合的教育体系，同时根据学生的学习能力和具体需求进行专业选修课程的教学设计；在师资力量方面，要在健全师资力量的同时加强教师团队的产教融合建设，以促进学生在教师的全方位指导下全面掌握科研技能，同时建立学生之间的交流通道，积极参加教育调研活动以巩固自身的专业知识，推动储能领域新专业的学科建设与人才培养。课题：广东省教育厅科研项目：面向国产软件生态测试的产教融合创新平台（2020CJPT001）。2043