“雙碳”目標驅(qū)動下電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式探究

胡 堃，鄧先明

習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上向國際社會做出“碳達峰、碳中和”（以下簡稱“雙碳”）鄭重承諾，并在氣候雄心峰會上提出了具體目標。隨后，黨的十九屆五中全會、中央經(jīng)濟工作會議做出了相關(guān)工作部署。在“雙碳”形勢下，高校的學(xué)科發(fā)展與人才培養(yǎng)必將隨之發(fā)生變化。本文以電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)為例，分析傳統(tǒng)電氣工程及其自動化專業(yè)本科教學(xué)體系的原生優(yōu)勢以及存在的不足，進而設(shè)計出“雙碳”形勢下、能源互聯(lián)網(wǎng)加持下的該專業(yè)人才培養(yǎng)方案與課程知識體系。

一、影響電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定的外部因素

電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)與其他工科專業(yè)一樣，緊緊跟隨著工程教育的發(fā)展態(tài)勢，不斷地適應(yīng)與調(diào)整著人才培養(yǎng)模式，以使得人才培養(yǎng)質(zhì)量可以跟得上時代的潮流?？偨Y(jié)現(xiàn)有文獻，至少有以下五個外部因素在近年來影響著其人才培養(yǎng)方案的制定。

1.專業(yè)認證與執(zhí)業(yè)資格制度

李昂結(jié)合工程教育認證的要求，認為要培養(yǎng)具有工程實踐能力和創(chuàng)新意識的高級電氣工程技術(shù)人才，必須以課程建設(shè)為抓手，深化教育教學(xué)改革，完善實踐教學(xué)體系和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，強化教學(xué)管理與質(zhì)量監(jiān)控體系［1］。龔立嬌等人結(jié)合工程教育專業(yè)認證標準及理念，以電氣工程類專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系為例，以成果導(dǎo)向教育理念為指引，分析了高校工程專業(yè)培養(yǎng)目標和課程體系構(gòu)建的思路并設(shè)計了專業(yè)課程體系［2］。章順華等人提出，電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定、專業(yè)核心課程設(shè)置及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化，必須要適應(yīng)我國的注冊電氣工程師執(zhí)業(yè)資格制度，即必須要建立與注冊電氣工程師制度相適應(yīng)的輸變電及供配電專業(yè)方向設(shè)置方案［3］。

2.工匠精神

吳國中結(jié)合電氣自動化技術(shù)專業(yè)的特點提出了該專業(yè)工匠精神的內(nèi)涵，并給出了培育該專業(yè)學(xué)生工匠精神的方法與路徑［4］。樊偉等人也提出，要進一步提高應(yīng)用型本科院校電氣工程及其自動化專業(yè)課程教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量，必須要在“工匠精神”培養(yǎng)理念下進行專業(yè)課程教學(xué)改革實踐［5］。李飛等人從培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和課程體系設(shè)置三個方面構(gòu)建專業(yè)人才培養(yǎng)方案，提出要注重培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、創(chuàng)新意識和實踐動手能力［6］。

3.能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合

朱桂萍等人提出，為實現(xiàn)能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，為了滿足國家戰(zhàn)略需求，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，高校必須盡快培養(yǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)所需的復(fù)合型人才，必須通過學(xué)科交叉建立全新的人才培養(yǎng)體系和培養(yǎng)模式［7］。蘇勛文等人認為，在能源互聯(lián)網(wǎng)取代傳統(tǒng)電網(wǎng)的重大變革即將來臨之際，要對高校電氣工程系教學(xué)體系進行改進，擴大高校電氣工程學(xué)科人才培養(yǎng)對國家科技和工業(yè)技術(shù)的影響力，尤其是在人才培養(yǎng)修訂中要考慮能源互聯(lián)網(wǎng)的知識體系，增加網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、電氣工程專題講座、新能源發(fā)電技術(shù)、智能電網(wǎng)、人工智能導(dǎo)論等課程［8］。劉奕敏認為，隨著社會科技的發(fā)展和工廠的智能化，電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)模式面臨著新的要求，學(xué)校教育需要緊跟企業(yè)發(fā)展需求，進行課程教育體系改革，使學(xué)生具備扎實基本功，了解互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容，具有創(chuàng)新意識和能力，使學(xué)生的理論知識與能力更加貼近社會的實際［9］。

4.“新工科”建設(shè)

白逸仙等人以“電氣工程及其自動化”專業(yè)人才培養(yǎng)方案為研究對象，探討了傳統(tǒng)工科專業(yè)的改造升級問題，重點考察了“實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力”在人才培養(yǎng)目標以及課程體系中的貫徹情況，建議高校要對標“新工科”的新要求科學(xué)制定人才培養(yǎng)目標，強化課程對培養(yǎng)目標的支撐度［10］。余雷、費樹岷認為，以新工科背景下電氣工程及其自動化專業(yè)的社會需求為導(dǎo)向，通過強化專業(yè)特色，借力區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，構(gòu)建新工科背景下電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)體系評價機制，培養(yǎng)實踐能力及解決復(fù)雜工程問題能力，從根本上提升新工科背景下專業(yè)競爭力［11］。張建輝等人以新工科建設(shè)為契機，圍結(jié)合電氣工程專業(yè)的鐵路特色，認為高校必須以行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展需求為導(dǎo)向，從優(yōu)化培養(yǎng)方案、創(chuàng)新教學(xué)模式、強化師資隊伍建設(shè)、深化校企協(xié)同育人、健全質(zhì)量評價機制等方面對人才培養(yǎng)模式進行改革與實踐，著力培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)新經(jīng)濟發(fā)展需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才［12］。

5.“卓越計劃”與高校品牌專業(yè)建設(shè)

李廣偉認為，高校要明確“卓越計劃”在人才培養(yǎng)過程中的具體要求，結(jié)合自身的特點及實際情況，對現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱及教學(xué)內(nèi)容進行分析論證，提出調(diào)整和修改意見，培養(yǎng)出滿足社會需求的應(yīng)用型電氣工程及其自動化專業(yè)人才［13］。劉書閣認為要采用品牌專業(yè)群方式構(gòu)建人才培養(yǎng)模式，充分發(fā)揮“發(fā)電廠及電力系統(tǒng)”傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)的引領(lǐng)作用，通過已有的優(yōu)質(zhì)資源共享、核心資源共建，帶動“電力系統(tǒng)自動化技術(shù)”和“電網(wǎng)調(diào)度及自動化”專業(yè)的建設(shè)工作，發(fā)揮各專業(yè)的特色優(yōu)勢，從而保證人才的培養(yǎng)質(zhì)量［14］。鄒紅利提出要將高校工科教育與工程實踐結(jié)合的思想應(yīng)用到電氣自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)中，在專業(yè)培養(yǎng)方案內(nèi)增添新的知識內(nèi)容，調(diào)整傳統(tǒng)教學(xué)所占比例，增強實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，主動布局未來戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域的人才培養(yǎng)［15］。

二、“雙碳”形勢下電氣工程及其自動化專業(yè)的原生優(yōu)勢及不足

電氣工程及其自動化專業(yè)既和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，也具有高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特征，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著重要的作用。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和現(xiàn)代化電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，特別是近年來能源互聯(lián)網(wǎng)、新能源、大功率電氣傳動、礦山智能開采等技術(shù)的快速發(fā)展，電氣工程及其自動化專業(yè)已成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和主導(dǎo)，社會對該專業(yè)畢業(yè)生的需求也在不斷增加。

1.原生優(yōu)勢

根據(jù)行業(yè)特點、社會人才需求以及學(xué)生個人需求，將電氣工程及其自動化專業(yè)課程分為電力電子與電力傳動、電力系統(tǒng)自動化兩個課程組模塊，形成兩個專業(yè)方向，學(xué)生可根據(jù)需求選擇不同專業(yè)方向的課程進行學(xué)習(xí)。

電力電子與電力傳動模塊：本專業(yè)方向的學(xué)生要學(xué)習(xí)電力電子、大功率電氣傳動、電機設(shè)計、新能源機電設(shè)備及控制等專業(yè)知識，設(shè)有電力電子技術(shù)、電機與拖動基礎(chǔ)、現(xiàn)代控制理論、控制系統(tǒng)計算機仿真、現(xiàn)代電機控制技術(shù)、電氣控制技術(shù)等核心課程設(shè)有電力電子技術(shù)、電機與拖動基礎(chǔ)、現(xiàn)代電機控制技術(shù)等核心課程。學(xué)生畢業(yè)后可以從事電力拖動、自動控制系統(tǒng)、工廠供電系統(tǒng)和電氣信息綜合自動化系統(tǒng)等領(lǐng)域的設(shè)計與制造、技術(shù)開發(fā)、工程施工、試驗分析、運營維護、技術(shù)管理、教學(xué)科研等方面的工作。

電力系統(tǒng)自動化模塊：本專業(yè)方向的學(xué)生主要學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)及其相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計制造、施工運行、測試分析、控制和管理等專業(yè)知識，設(shè)有電力電子技術(shù)、電機與拖動基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護、高電壓與絕緣技術(shù)、發(fā)電過程與電氣設(shè)備等核心課程。學(xué)生畢業(yè)后可以在電力工業(yè)和大型企業(yè)自備電廠從事電力的生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換、使用（輸、配）和電器生產(chǎn)制造等領(lǐng)域的設(shè)計與制造、技術(shù)開發(fā)、工程施工、試驗分析、運營維護、技術(shù)管理、教學(xué)科研等方面的工作。

另外，可以按照本專業(yè)深入拓展、挑戰(zhàn)性課程拓展、跨學(xué)科交叉融合拓展三個模式進行拓展課程教學(xué)與人才培養(yǎng)。

2.存在的不足

在能源互聯(lián)網(wǎng)和低碳的新形勢下必將產(chǎn)生全新的工程對象，而原來的專業(yè)適合目前的電網(wǎng)應(yīng)用，沒有兼顧能源、電、熱等多種能源，因此不適應(yīng)當(dāng)下新興信息技術(shù)整合的低碳清潔能源利用模式，滿足不了我國未來能源革命和能源發(fā)展新形勢對于人才培養(yǎng)的需求。另言之，當(dāng)前的電氣工程及其自動化專業(yè)不能夠充分體現(xiàn)在能源互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域的學(xué)科交叉性，現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式不適應(yīng)未來“碳達峰、碳中和”形勢下工業(yè)發(fā)展對新型人才的需求。

三、“雙碳”形勢下電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標

“雙碳”形勢下電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)能夠深刻理解電、熱、冷、氣等多種能源體系及其相互轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)原理，具備綜合貫通與協(xié)同思維的低碳能源觀，掌握信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合的關(guān)鍵知識與技能，了解國內(nèi)外能源市場與消費機制，具備能源政策、能源經(jīng)濟等專業(yè)素質(zhì)的人才。按照這一目標設(shè)置的知識體系將會幫助學(xué)生初步確立創(chuàng)新、開放、平等、共享的低碳能源互聯(lián)網(wǎng)核心價值理念，掌握寬廣的多學(xué)科基礎(chǔ)知識，并且具有綜合運用基礎(chǔ)知識創(chuàng)新性地解決實際問題的能力。

中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)是國家特色專業(yè)、江蘇省品牌專業(yè)，培養(yǎng)方案的制定應(yīng)促進通識教育與專業(yè)教育融合、專業(yè)交叉融合和科教融合，將思想政治教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、實踐教育和國際化教育貫通于培養(yǎng)全過程。具體來說：第一，應(yīng)體現(xiàn)專業(yè)知識體系的新發(fā)展和高等教育改革的新動態(tài)，吸收學(xué)術(shù)研究的最新成果，更新專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和課程體系；第二，應(yīng)以學(xué)生發(fā)展為中心，以培養(yǎng)質(zhì)量為導(dǎo)向，以持續(xù)改進為機制，以專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標準為基礎(chǔ)，突出培養(yǎng)新理念，創(chuàng)新培養(yǎng)新模式；第三，應(yīng)讓學(xué)生掌握扎實的基礎(chǔ)知識，掌握先進技術(shù)特別是新能源技術(shù)，具備創(chuàng)新能力和適應(yīng)發(fā)展的能力。

四、“雙碳”形勢下電氣工程及其自動化專業(yè)的課程體系

課程體系是培養(yǎng)方案最重要的組成部分。依據(jù)企業(yè)單位調(diào)研結(jié)果，對標國內(nèi)外高校相關(guān)培養(yǎng)方案，中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)力圖促進能源和信息的深度融合，對專業(yè)課程體系進行了重新設(shè)計，建立了能源互聯(lián)網(wǎng)、低碳專業(yè)的實踐體系，形成了具有能源互聯(lián)網(wǎng)、低碳特色的本科培養(yǎng)方案，建立了新的人才培養(yǎng)體系和培養(yǎng)模式。按照現(xiàn)行的高校人才培養(yǎng)方案，第1～4 學(xué)期大學(xué)生主要學(xué)習(xí)通用性的基礎(chǔ)課程，第5～8 學(xué)期是專業(yè)學(xué)習(xí)階段。中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)知識課程體系如圖1所示。

圖1 中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)第5～8 學(xué)期知識課程體系

如圖1所示，為了提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，在第7 學(xué)期開設(shè)“新能源發(fā)電技術(shù)”“智能電網(wǎng)基礎(chǔ)”“工程項目管理”等專業(yè)課程。為培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，該專業(yè)還建立了施耐德電氣“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用實驗室”和RTDS（實時數(shù)字仿真系統(tǒng)）實驗室。

為了實現(xiàn)“立德樹人”的教育終極價值，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，樹立社會主義核心價值觀，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷，中國礦業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)有意識地在課程教學(xué)體系中融入課程思政元素，精心地進行專業(yè)課思政教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計。其主要策略是在課程質(zhì)量標準制定過程中加入課程思政內(nèi)容，并明確課程思政的教學(xué)要求與目標。總結(jié)來說，“雙碳”形式下新課程教學(xué)質(zhì)量標準要能夠充分體現(xiàn)“三融合”（通識教育和專業(yè)教育融合、專業(yè)交叉融合、科教融合）、“四貫通”（將思想政治教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、實踐教育、國際化教育貫通人才培養(yǎng)全過程）的理念。