工程教育認(rèn)證背景下應(yīng)用型高?！靶履茉纯茖W(xué)與工程”專業(yè)課程體系建設(shè)的研究

王帥杰

（沈陽工程學(xué)院 新能源學(xué)院，遼寧 沈陽 110136）

一、工程教育專業(yè)認(rèn)證

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。［1］我國開展工程教育專業(yè)認(rèn)證的目的是：構(gòu)建工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系，推進(jìn)工程教育改革，進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量；建立與工程師制度相銜接的工程教育專業(yè)認(rèn)證體系，促進(jìn)工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系，增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性；促進(jìn)中國工程教育的國際互認(rèn)，提升我國工程技術(shù)人才的國際競爭力。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)工程教育的基本質(zhì)量要求，是一種合格評估，鼓勵專業(yè)在滿足基本要求基礎(chǔ)上發(fā)展多樣性，并以學(xué)校和專業(yè)自身定位的要求來進(jìn)行衡量。［2］工程教育認(rèn)證是通過被認(rèn)證專業(yè)的“說、做、證”三個環(huán)節(jié)，考察學(xué)校資源、投入、過程等，判斷其是否達(dá)到學(xué)生能力培養(yǎng)的基本質(zhì)量要求，做出認(rèn)證結(jié)論，因此專業(yè)的“說、做、證”必須一致。所謂“說”，即說明，認(rèn)證專業(yè)要明確自己的辦學(xué)定位、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求等；“做”即實行，專業(yè)以目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向所實施的教學(xué)活動，以及對學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程中的全程跟蹤與進(jìn)程式評估措施和做法；“證”即證明，是專業(yè)為證明自身達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)提供相關(guān)證明材料。［3］加入《華盛頓協(xié)議》，表明我國工程教育質(zhì)量及其保障能夠得到國際工程教育界的認(rèn)可；意味著能夠為工程教育類學(xué)生提供具有國際互認(rèn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的“通行證”，并為將來走向世界打下基礎(chǔ)；標(biāo)志著我國工程教育國際化邁出了重大步伐，能夠促進(jìn)我國工程類產(chǎn)業(yè)走出去、走向世界。［4］

“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)是2011 年我國教育部根據(jù)國家新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要批準(zhǔn)設(shè)立的新專業(yè)。沈陽工程學(xué)院作為一所應(yīng)用型本科院校也在同年開設(shè)了該專業(yè)并開始招生，截至2020 年已經(jīng)有六屆本科畢業(yè)生，并在2021 年獲得了第二學(xué)士學(xué)位授予權(quán)，10 年間該專業(yè)得到了迅速發(fā)展。由于“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)存在學(xué)科之間的融合性和交叉性，因此針對不同種類的新能源對專業(yè)要求的側(cè)重點不同，如風(fēng)力發(fā)電主要融合了電氣和機(jī)械專業(yè)的知識；生物質(zhì)能側(cè)重于熱能與動力工程和化學(xué)專業(yè)的知識；太陽能發(fā)電融合了物理、電氣和控制專業(yè)知識；氫能以化學(xué)專業(yè)知識為主。因此每個學(xué)校對于“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)的課程建設(shè)側(cè)重點不同，各有特色。［5］沈陽工程學(xué)院設(shè)立的“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)主要針對風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電領(lǐng)域進(jìn)行課程建設(shè)，根據(jù)工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了培養(yǎng)方案的修訂，課程體系的建設(shè)。

二、培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的明確化

沈陽工程學(xué)院開設(shè)的“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)主要針對的是風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電，專業(yè)制定的培養(yǎng)目標(biāo)依據(jù)了工程教育認(rèn)證中對畢業(yè)的要求。隨著國家新興戰(zhàn)略和政策的調(diào)整與實施，更多的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電站開始大規(guī)模建設(shè)，這需要更多的一線工程人員。結(jié)合行業(yè)的發(fā)展，學(xué)院對相關(guān)企業(yè)及高校進(jìn)行了大量的調(diào)研工作，邀請了新能源企業(yè)的一線工程技術(shù)人員、人力資源管理人員、高校專家、往屆畢業(yè)生開展了廣泛的交流工作，結(jié)合學(xué)院辦學(xué)特色，修訂了培養(yǎng)目標(biāo)，即：本專業(yè)面向遼寧，輻射全國，服務(wù)能源電力行業(yè)，特別是新能源工程行業(yè)，以“明德致知，精工博學(xué)”為精神內(nèi)核，培養(yǎng)“德智體美勞”全面發(fā)展，具備“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與技能，能夠?qū)㈦姎夤こ?、自動化與本專業(yè)知識有機(jī)融合，并考慮社會、法律、安全、文化、環(huán)境等非技術(shù)性因素，有效解決復(fù)雜工程問題，有較強(qiáng)的工程實踐能力與創(chuàng)新意識，能夠從事新能源工程的設(shè)計開發(fā)、運(yùn)行管理、檢測控制、維修維護(hù)等方面工作的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。本專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)后5 年左右時間內(nèi)預(yù)期能實現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）具備數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、專業(yè)知識及基本技能，能綜合運(yùn)用專業(yè)領(lǐng)域理論知識與基本技能，進(jìn)行新能源系統(tǒng)設(shè)計及運(yùn)行管理。

（2）具備工程師專業(yè)素質(zhì)，勝任能源電力及新能源相關(guān)領(lǐng)域系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)、運(yùn)行管理、檢測控制、維修維護(hù)等工作，成為單位的技術(shù)骨干。

（3）具備良好的人文社會科學(xué)素養(yǎng)、高度的社會責(zé)任感和職業(yè)道德、較強(qiáng)的團(tuán)隊精神和創(chuàng)新精神、有效的溝通與表達(dá)能力，在工程實踐中能夠考慮社會、環(huán)境、健康、安全、法律、文化和可持續(xù)性發(fā)展等因素，在團(tuán)隊中發(fā)揮有效作用。

（4）具備批判性思維，能夠主動適應(yīng)不斷變化的國內(nèi)外形勢和環(huán)境，能夠通過多種學(xué)習(xí)渠道更新知識，形成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

三、課程體系的建設(shè)

依據(jù)專業(yè)工程認(rèn)證的要求，加強(qiáng)課程體系的建設(shè)，著重培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和對培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求的支撐。修訂的培養(yǎng)方案中課程體系主要分為六大模塊：專業(yè)基礎(chǔ)模塊、新能源系統(tǒng)設(shè)計能力模塊、新能源控制系統(tǒng)能力模塊、新能源電站運(yùn)行與管理模塊、專業(yè)綜合能力模塊和拓展模塊并設(shè)置了一、二、三級項目。

1.專業(yè)基礎(chǔ)模塊

根據(jù)工程教育認(rèn)證中“能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)知識及相關(guān)的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識用于解決新能源科學(xué)與工程領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問題?！贝_立本模塊的培養(yǎng)目標(biāo)為：①掌握機(jī)械、電路、電子、電機(jī)及用于新能源發(fā)電必備的自控專業(yè)基礎(chǔ)知識。具備對風(fēng)力機(jī)動力模型進(jìn)行分析計算與基礎(chǔ)設(shè)計的能力，具備進(jìn)行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的能力。②培養(yǎng)機(jī)械識圖、制圖初步能力。具有工程制圖的基本知識，能使用CAD 繪制簡單的工程圖，能讀懂一般的工程圖紙。③培養(yǎng)獨立進(jìn)行實踐訓(xùn)練的初步能力。模塊課程包括機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、電路、電機(jī)學(xué)、電子技術(shù)、自動控制原理、工程制圖與CAD、工程流體力學(xué)。相應(yīng)的課程及二、三級項目見表1。

表1 專業(yè)基礎(chǔ)模塊

2.新能源系統(tǒng)設(shè)計能力模塊

根據(jù)工程教育認(rèn)證中的要求：“能夠針對新能源科學(xué)與工程領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜問題，設(shè)計合理的解決方案，以及設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、部件或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)體現(xiàn)創(chuàng)新意識，能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜新能源科學(xué)與工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實驗方案、操作實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論，勝任能源電力及新能源相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計開發(fā)工作?！贝_立本模塊的培養(yǎng)目標(biāo)為：①了解太陽能電池材料，掌握硅基太陽能電池片的制備工藝、制備參數(shù)對電池片性能的影響，以及太陽能電池的封裝技術(shù)和性能測試的方法。②掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)理、風(fēng)電設(shè)備結(jié)構(gòu)及功能；掌握風(fēng)電設(shè)備及各部件功能，以及風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)檢能力。③培養(yǎng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計能力，能結(jié)合用戶實際需求配置相應(yīng)的發(fā)電系統(tǒng)；能夠獨立設(shè)計系統(tǒng)內(nèi)各組成部件及電氣一次設(shè)備的配置、選型和相應(yīng)的計算。模塊課程包括太陽能電池材料與制備工藝、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電原理和風(fēng)電場電氣系統(tǒng)，相應(yīng)的課程及二、三級項目見表2。

表2 新能源系統(tǒng)設(shè)計能力模塊

3.新能源控制系統(tǒng)能力模塊

根據(jù)工程教育認(rèn)證中的要求：“能夠針對復(fù)雜新能源科學(xué)與工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜新能源工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。勝任能源電力及新能源相關(guān)領(lǐng)域系統(tǒng)的檢測控制工作?！贝_立本模塊的培養(yǎng)目標(biāo)為：①對風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)中電力電子產(chǎn)品的電子線路進(jìn)行熟練分析，并完成制樣與性能測試；能對典型的風(fēng)力機(jī)組中PLC 和光伏控制器中的單片機(jī)進(jìn)行編程和應(yīng)用。②掌握新能源電站設(shè)備檢測、控制與調(diào)試能力。能識別各種電子元器件封裝；能熟練使用常見測量儀表。③掌握系統(tǒng)中電力電子器件的交流技術(shù)（整流、逆變、斬波、變專頻、變相等）。模塊課程包括光伏系統(tǒng)檢測與控制技術(shù)、風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)和電力電子技術(shù)，相應(yīng)的課程及二、三級項目見表3。

表3 新能源控制系統(tǒng)能力模塊

4.新能源電站運(yùn)行與管理能力模塊

根據(jù)工程教育認(rèn)證中的要求：“能夠基于新能源科學(xué)與工程相關(guān)背景知識，合理分析與評價專業(yè)工程實踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律、文化的影響，并理解工程技術(shù)人員應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)。勝任能源電力及新能源相關(guān)領(lǐng)域系統(tǒng)的運(yùn)行管理、維修維護(hù)工作?！贝_立本模塊的培養(yǎng)目標(biāo)為：①掌握風(fēng)電場、光伏電站運(yùn)行與檢修能力。②能完成風(fēng)電場和光伏電站的日常檢查、定期維護(hù)，能根據(jù)設(shè)備表征及相關(guān)監(jiān)控信息對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，推斷設(shè)備的故障機(jī)理。③能對風(fēng)電機(jī)組、光伏組件及其相關(guān)的電控柜、電力線路、一二次系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行檢測與維護(hù)；可對發(fā)電運(yùn)行設(shè)備常規(guī)故障分析與排除。模塊課程包括風(fēng)電機(jī)組檢測與故障診斷、光伏電站運(yùn)行與故障檢修、風(fēng)電場運(yùn)行與檢修、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和二次回路，相應(yīng)的課程及二、三級項目見表4。

表4 新能源電站運(yùn)行與管理能力模塊

5.專業(yè)綜合能力模塊

根據(jù)工程教育認(rèn)證中的要求：“能夠就復(fù)雜新能源科學(xué)與工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。”確立本模塊的培養(yǎng)目標(biāo)為：①具備新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計（配置）能力；具有較強(qiáng)的分析和解決工程實際問題的能力。②綜合培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用專業(yè)知識及現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；培養(yǎng)生產(chǎn)過程中團(tuán)隊協(xié)作、溝通能力；訓(xùn)練學(xué)生實踐動手能力，培養(yǎng)遵守工作紀(jì)律和勞動紀(jì)律的觀念，建立正確的工作態(tài)度。模塊課程包括專業(yè)英語、專業(yè)導(dǎo)論、工程項目可研報告撰寫（講座）、新能源政策與法律法規(guī)（講座）和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)（講座），相應(yīng)的課程及一級項目見表5。

表5 專業(yè)綜合能力模塊

6.知識拓展模塊

根據(jù)工程教育認(rèn)證中的要求：“具備批判性思維，能夠主動適應(yīng)不斷變化的國內(nèi)外形勢和環(huán)境，能夠通過多種學(xué)習(xí)渠道更新知識，形成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣?！贝_立本模塊課程的設(shè)置是對主要專業(yè)課程進(jìn)行的補(bǔ)充，以學(xué)生為本，讓學(xué)生對自己感興趣的方向進(jìn)行選擇，具體課程和能力培養(yǎng)目標(biāo)見表6。

表6 知識拓展模塊

表6 （續(xù)）

四、結(jié)論

“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)自2011 年成立以來已有10年，而以工程教育認(rèn)證作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行課程體系的建設(shè)才剛剛起步，但許多高校尤其是應(yīng)用型高校已認(rèn)識到專業(yè)的工程教育認(rèn)證的重要性和必然性。沈陽工程學(xué)院作為一所典型的應(yīng)用型高校，通過深入分析工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合應(yīng)用型高校的辦學(xué)定位，研究了適合本?！靶履茉纯茖W(xué)與工程”專業(yè)的課程體系，為其他應(yīng)用型高校的“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)構(gòu)建課程體系提供了參考，同時也為以后申請通過本專業(yè)的工程教育認(rèn)證做好了準(zhǔn)備。