高職院?！皻淠芗夹g(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)探討

文/廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 呂 軍 黎安軍

本文根據(jù)教育部發(fā)布的高職教育專業(yè)目錄增補(bǔ)專業(yè)中的“氫能技術(shù)應(yīng)用”這個(gè)新增專業(yè)項(xiàng)，結(jié)合氫能源產(chǎn)業(yè)情況，對(duì)高職院?！皻淠芗夹g(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)作初步探討。

一、高職院?！皻淠芗夹g(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)背景

2019年10月18日，教育部職成司發(fā)布了：《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(?？?專業(yè)目錄》2019年增補(bǔ)專業(yè)方案。方案中2019年新增專業(yè)有9個(gè)，其中序號(hào)1的就是“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)，它屬“能源動(dòng)力與材料大類”——“新能源發(fā)電工程類”。這是對(duì)全國(guó)高職院校吹響“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)的號(hào)角。

(一)行業(yè)背景

1.氫能源產(chǎn)業(yè)介紹

氫一般利用其他能源來(lái)制取，所以氫能屬二次能源，它具有以下特點(diǎn):

(1)氫的熱值為142351kJ/kg，是所有化工燃料、生物燃料和化石燃料中最高的，可達(dá)汽油熱值的3倍。

(2)氫氣與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且燃燒速度快，燃點(diǎn)高。

(3)氫氣燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，可反復(fù)循環(huán)使用，而且氫本身無(wú)毒，屬于清潔能源。

(4)氫可以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)金屬氫化物形式出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及不同應(yīng)用環(huán)境的要求。

因此，在當(dāng)前世界能源短缺和環(huán)境不斷惡化的情況下，對(duì)可持續(xù)清潔能源的需求日益迫切，氫能被視為21世紀(jì)極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?/p>

從“新能源發(fā)電工程類”的角度來(lái)看，氫能源產(chǎn)業(yè)鏈并不復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)鏈上游是“氫氣的制備”，目前主要技術(shù)方式有傳統(tǒng)能源的熱化學(xué)重整、電解水或光解水等。產(chǎn)業(yè)鏈中游是“氫氣的儲(chǔ)運(yùn)”，目前主要技術(shù)方式包括低溫液態(tài)、高壓氣態(tài)或固體材料儲(chǔ)氫，產(chǎn)業(yè)中加氫站的建設(shè)、運(yùn)維人才較緊缺。產(chǎn)業(yè)鏈下游是氫氣的應(yīng)用，氫氣的應(yīng)用可涉及傳統(tǒng)能源的各個(gè)方面，其中發(fā)電是這里主要討論的，當(dāng)前主要發(fā)電方式是燃料電池，目前燃料電池發(fā)電規(guī)模較小，多用在新能源汽車，隨著燃料電池技術(shù)的發(fā)展、發(fā)電規(guī)模的增大，作為風(fēng)電、光伏和核電的儲(chǔ)能調(diào)峰設(shè)備都非常有前景，并可建成容量較大的燃料電池發(fā)電站，其相應(yīng)的人才需求將非常大。

2.國(guó)際氫能源產(chǎn)業(yè)情況

目前反映氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的指標(biāo)主要有：加氫站(產(chǎn)業(yè)鏈中游)的數(shù)量和氫能源車輛(產(chǎn)業(yè)鏈下游)的制造或使用的種類、數(shù)量。

截至2018年全球已建成加氫站369座，日本最多，有113座，2020年將建成160座，2025年將建成320座，2030年將達(dá)到900座。燃料電池乘用車保有量達(dá)到2839輛(2018年)，計(jì)劃保有量2025年達(dá)20萬(wàn)輛，2030年達(dá)80萬(wàn)輛，2040年實(shí)現(xiàn)燃料電池車的普及。而且，日本過(guò)去30年累計(jì)投入數(shù)千億日元用于研發(fā)推廣，在氫能和燃料電池技術(shù)擁有專利數(shù)世界第一。

歐洲發(fā)展氫能最具代表性的國(guó)家是德國(guó)，其可再生能源制氫規(guī)模為全球第一，并運(yùn)營(yíng)著世界第二大加氫網(wǎng)絡(luò)，共有加氫站60座。全球首列氫燃料電池列車已在德國(guó)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，續(xù)航里程接近1000公里，計(jì)劃2021年增加氫燃料電池列車14列。

同期美國(guó)在營(yíng)加氫站42座，計(jì)劃2020年建成75座，2025年達(dá)到200座，燃料電池乘用車數(shù)量達(dá)到5899輛。全年固定式燃料電池安裝超過(guò)100兆瓦，累計(jì)固體式燃料電池安裝超過(guò)500兆瓦。美國(guó)在氫能及燃料電池領(lǐng)域擁有的專利數(shù)僅次于日本。

3.我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)情況

我國(guó)政府高度關(guān)注氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相繼發(fā)布《“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》和《中國(guó)制造2025》等頂層規(guī)劃，鼓勵(lì)并引導(dǎo)氫能及燃料電池技術(shù)研發(fā)。此外，全國(guó)各地區(qū)也紛紛出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)氫能及燃料電池的發(fā)展。

我國(guó)2018年已建成加氫站23座，根據(jù)《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》所提出規(guī)劃目標(biāo)：2020年率先實(shí)現(xiàn)氫能汽車及加氫站的規(guī)?；茝V應(yīng)用，建成加氫站100座，燃料電池發(fā)電站達(dá)20萬(wàn)kW，1萬(wàn)輛燃料電池運(yùn)輸車輛，燃料電池有軌電車達(dá)50列；到2030年，建成加氫站1000座，燃料電池發(fā)電站達(dá)1億kW，燃料電池車輛保有量達(dá)到200萬(wàn)輛。

中國(guó)是世界上最大的制氫國(guó)，現(xiàn)有工業(yè)制氫產(chǎn)能為2500萬(wàn)噸/年，同時(shí)，中國(guó)每年風(fēng)電、光伏、水電等可再生能源棄電約1000億千瓦時(shí)，可用于電解水制氫約200萬(wàn)噸，可為氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段提供低成本的氫源。

我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)雖然起步晚，但由于政府重視、科研人員發(fā)奮，目前已掌握了部分氫能基礎(chǔ)設(shè)施與燃料電池相關(guān)核心技術(shù)，具備一定的產(chǎn)業(yè)裝備及燃料電池整車的生產(chǎn)能力。隨著由氫制取、儲(chǔ)運(yùn)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、燃料電池研發(fā)及整車制造等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)代表企業(yè)構(gòu)成的“中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新聯(lián)盟”于2018年成立，標(biāo)志著中國(guó)氫能大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)開啟。在趕超世界先進(jìn)水平的過(guò)程中，除了技術(shù)的創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的拓展，行業(yè)規(guī)范的建設(shè)和從業(yè)人員職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)也非常重要，這是高職院校要承擔(dān)的責(zé)任和面臨的挑戰(zhàn)。

(二)高職院校氫能源專業(yè)建設(shè)可行性

從表面來(lái)看，一個(gè)專業(yè)建設(shè)的好壞主要看兩個(gè)指標(biāo)：①專業(yè)招生時(shí)第一志愿的投檔率；②專業(yè)的畢業(yè)生在專業(yè)相關(guān)企業(yè)的就業(yè)率。

這兩個(gè)指標(biāo)屬市場(chǎng)類指標(biāo)，它們一方面取決于專業(yè)對(duì)應(yīng)的行業(yè)(產(chǎn)業(yè))在社會(huì)中的地位、影響力；另一方面取決于校企合作的程度和專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。

市場(chǎng)的因素使學(xué)校在專業(yè)設(shè)定上比較謹(jǐn)慎，而針對(duì)新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)設(shè)定，這就考驗(yàn)決策者的戰(zhàn)略眼光。新興的產(chǎn)業(yè)必然需要新型人才的進(jìn)入和推動(dòng)，為企業(yè)培養(yǎng)適用的人才是學(xué)校的義務(wù)和責(zé)任。

第一，自然計(jì)算系統(tǒng)必須是物理上可實(shí)現(xiàn)的。 計(jì)算系統(tǒng)對(duì)物質(zhì)和能量的使用必須是有限的，所有物理實(shí)例化的量必須是有限的。例如，噪聲通常是高頻的，這限制了高頻端的帶寬。

氫能源產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，其相關(guān)企業(yè)除傳統(tǒng)的制氫企業(yè)外，大多比較年輕，特別是產(chǎn)業(yè)鏈的中、下游企業(yè)，如儲(chǔ)運(yùn)氫、加氫站建設(shè)和管理、燃料電池研制、氫能源汽車研制等企業(yè)基本都是近年發(fā)展起來(lái)的。產(chǎn)業(yè)技術(shù)和規(guī)模在快速發(fā)展，行業(yè)的規(guī)范才開始建設(shè)，企業(yè)本身也在急劇變化，目前企業(yè)效益有待提高，而且各地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不均衡。這些對(duì)于學(xué)校的專業(yè)建設(shè)來(lái)說(shuō)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。高職院校應(yīng)該根據(jù)本校的教育資源和所在地區(qū)的氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，關(guān)注“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)。

因此，高職院校在開展“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)該地區(qū)氫能源產(chǎn)業(yè)狀況選擇產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)作為突破口，如電解水制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、加氫站建設(shè)和管理、燃料電池研制、燃料電池維護(hù)等，以點(diǎn)帶面。以后隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)需求再細(xì)分出與產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)配套的專業(yè)。

在“氫能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)”建設(shè)時(shí)，首先必須要做的，而且必須堅(jiān)持貫徹始終的是校企合作。這既需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的重視，也需要地方政府對(duì)企業(yè)有相關(guān)的鼓勵(lì)政策。校企合作是高水平專業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵。

另外，因?yàn)椤皻淠芗夹g(shù)應(yīng)用”專業(yè)是對(duì)應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)的，不要追求建設(shè)初期就有“放衛(wèi)星”的效果。關(guān)鍵是看它如何為產(chǎn)業(yè)服務(wù)，如何在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期就與產(chǎn)業(yè)融合，并伴隨、支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。

二、建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)內(nèi)容

在建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)內(nèi)容方面，除了與其他專業(yè)建設(shè)相似的內(nèi)容外，“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(一)建設(shè)目標(biāo)

以高素質(zhì)技術(shù)技能型氫能源專業(yè)人才培養(yǎng)為目標(biāo)，在開拓氫能源專業(yè)辦學(xué)特色的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和結(jié)構(gòu)的不斷升級(jí)，探索并總結(jié)一套較為完整的、服務(wù)區(qū)域建設(shè)和發(fā)展需要的氫能源專業(yè)高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式。突出能力培養(yǎng)和工程應(yīng)用，力求教學(xué)內(nèi)容和課程體系與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求相適應(yīng)、畢業(yè)生能力和素質(zhì)與氫能源行業(yè)需求相吻合。以建設(shè)成為國(guó)內(nèi)行業(yè)一流的人才培養(yǎng)基地為要求，同時(shí)為同地區(qū)同類高職院校氫能源專業(yè)的建設(shè)起示范作用。

(二)建設(shè)內(nèi)容

1.校企合作建設(shè)

2.人才培養(yǎng)模式建設(shè)

在“專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)”引領(lǐng)下，逐步在課程體系中引入學(xué)生職業(yè)技能競(jìng)賽、職業(yè)技能考核，突出技能培養(yǎng)，推動(dòng)專業(yè)人才培養(yǎng)與企業(yè)崗位需求銜接，人才培養(yǎng)鏈和氫能源產(chǎn)業(yè)鏈相融合。建立并健全選課制、導(dǎo)師制、學(xué)分計(jì)量制、補(bǔ)考重修制、學(xué)分互認(rèn)制等；建立學(xué)分積累與轉(zhuǎn)換制度，推廣信息化教學(xué)，推進(jìn)學(xué)習(xí)成果互認(rèn)，拓寬技術(shù)技能人才終身學(xué)習(xí)通道。隨著專業(yè)的建設(shè)同步開展教學(xué)診斷與改進(jìn)工作，不斷完善內(nèi)部質(zhì)量保證制度體系和運(yùn)行機(jī)制。

3.課程建設(shè)

根據(jù)氫能源企業(yè)對(duì)專業(yè)人才的需求，通過(guò)調(diào)研和召開專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)等方式，參照氫能源相關(guān)企業(yè)技能人員評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)和歸納了氫能源行業(yè)企業(yè)的職業(yè)崗位技能，對(duì)專業(yè)所對(duì)應(yīng)的職業(yè)崗位群的職業(yè)技能的形成規(guī)律進(jìn)行分析，共同設(shè)計(jì)開發(fā)出滿足專業(yè)群的“標(biāo)課相融、做學(xué)合一”的專業(yè)課程體系。

因?yàn)闅淠茉串a(chǎn)業(yè)還比較“年輕”，相關(guān)的職業(yè)技能鑒定還沒(méi)完善，學(xué)校應(yīng)積極參與氫能源企業(yè)職業(yè)技能鑒定建設(shè)工作，并在專業(yè)推行“雙證書”制度，把職業(yè)崗位所需要的知識(shí)、技能和職業(yè)素養(yǎng)融入相關(guān)專業(yè)教學(xué)中，將相關(guān)課程考試考核與職業(yè)技能鑒定合并進(jìn)行。

4.教材建設(shè)

因?yàn)樵谖覈?guó)的高職院校里，氫能源技術(shù)應(yīng)用專業(yè)是新辦的專業(yè)，其適用的教材很少，所以只能一方面在我國(guó)現(xiàn)有出版的教材里選用，另一方面考慮聯(lián)合氫能源行業(yè)的專家技術(shù)人員共同編寫專業(yè)教材。教材必須具有很強(qiáng)的崗位針對(duì)性，以氫能源企業(yè)需求為導(dǎo)向，要強(qiáng)調(diào)教材的先進(jìn)性和職業(yè)性，要易于被學(xué)生接受。注重引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)過(guò)程，在學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)上引導(dǎo)學(xué)生建立具有“主動(dòng)合作、樂(lè)于探究、交流合作”特征的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。同時(shí)，因?yàn)闅淠茉串a(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，教學(xué)所用教材必須保持動(dòng)態(tài)調(diào)整。

5.師資隊(duì)伍建設(shè)

從企業(yè)引進(jìn)(兼職)各一名專業(yè)帶頭人，企業(yè)引進(jìn)的專業(yè)帶頭人選自在國(guó)際上或國(guó)內(nèi)氫能源行業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)技術(shù)人員，并成立技能大師工作室，引領(lǐng)專業(yè)的“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”發(fā)展，及時(shí)跟蹤產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和行業(yè)動(dòng)態(tài)，準(zhǔn)確把握專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革方向，保持專業(yè)建設(shè)的領(lǐng)先水平，提升專業(yè)水平、擴(kuò)大在行業(yè)的影響力。

專業(yè)課大比例聘用氫能源相關(guān)企業(yè)兼職教師，推行“既能培養(yǎng)技能型人才，又能進(jìn)行社會(huì)服務(wù)”的“雙師型”教師建設(shè)。每年安排教師參加氫能企業(yè)鍛煉，鼓勵(lì)專業(yè)教師在國(guó)際、國(guó)內(nèi)教學(xué)組織或行業(yè)協(xié)會(huì)中擔(dān)任重要職務(wù)。

6.實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

因?yàn)闅淠茉串a(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展，其生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝等都在不斷發(fā)展，所以校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)除了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其他主要以“虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”為主，這既可以避免實(shí)訓(xùn)設(shè)備短時(shí)間因過(guò)時(shí)被淘汰而浪費(fèi)，也可以避免學(xué)生實(shí)物操作不當(dāng)產(chǎn)生的危險(xiǎn)。

另外，與相關(guān)企業(yè)共建數(shù)量充足、專業(yè)對(duì)口、運(yùn)行穩(wěn)定的校外實(shí)踐教學(xué)基地是重中之重。

7.教學(xué)資源庫(kù)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)建設(shè)

建設(shè)一個(gè)交互式、共享型、能學(xué)、輔教的專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)，建設(shè)時(shí)應(yīng)尋求與當(dāng)?shù)貧淠茉串a(chǎn)業(yè)聯(lián)盟合作，使專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)與氫能源產(chǎn)業(yè)人才資源庫(kù)、氫能源產(chǎn)業(yè)職業(yè)技能鑒定學(xué)習(xí)資源庫(kù)一起共建，促進(jìn)“校企合作”。

建立學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新、論文、專利、自主創(chuàng)業(yè)學(xué)分庫(kù)兌換機(jī)制。對(duì)某些有意愿、有潛質(zhì)自主創(chuàng)業(yè)的學(xué)生，通過(guò)技能大師工作室的指導(dǎo)，制定創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)計(jì)劃，以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新發(fā)明成果的轉(zhuǎn)換為主要目標(biāo)。

8.國(guó)際、國(guó)內(nèi)合作交流建設(shè)

因?yàn)槿毡?、歐美等國(guó)家氫能源產(chǎn)業(yè)起步早，很多方面的技術(shù)領(lǐng)先我們，同時(shí)國(guó)內(nèi)各地的氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不均衡，在產(chǎn)業(yè)鏈的著重點(diǎn)也不同。所以，必須建設(shè)好國(guó)際、國(guó)內(nèi)常態(tài)交流機(jī)制，交流涵蓋教師、學(xué)生。通過(guò)交流，拓展視野、互通有無(wú)、取長(zhǎng)補(bǔ)短，使專業(yè)建設(shè)更高效為氫能源產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

三、總結(jié)

氫能源產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，年輕有活力，雖然目前有一定的不確定性，但有廣闊的前景。高職院校“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)是與氫能源產(chǎn)業(yè)一起成長(zhǎng)，還是等氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟才建設(shè)，這取決于院校領(lǐng)導(dǎo)的決策和主管部門的支持。如果考慮“摸著石頭下水”與氫能源產(chǎn)業(yè)共同壯大，愿以上觀點(diǎn)能提供參考。