儲能科學(xué)與工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)模式構(gòu)建與創(chuàng)新實(shí)踐

［摘 要］ 儲能作為新能源發(fā)展過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是推動構(gòu)建綠色和多元現(xiàn)代能源體系、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。儲能科學(xué)與工程作為國家戰(zhàn)略性新興專業(yè)，涉及化學(xué)、物理、材料、電力電子、機(jī)械等多學(xué)科交叉，專業(yè)建設(shè)缺少成熟方案參考?？偨Y(jié)了西南石油大學(xué)從學(xué)校學(xué)科優(yōu)勢出發(fā)，依托傳統(tǒng)能源學(xué)科優(yōu)勢及在新能源學(xué)科的布局與能源大學(xué)的戰(zhàn)略定位，開展的西南石油大學(xué)儲能科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式構(gòu)建與創(chuàng)新實(shí)踐探索，可為相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)提供參考。

［關(guān)鍵詞］ 儲能科學(xué)與工程；人才培養(yǎng)；新工科；專業(yè)建設(shè)

［基金項(xiàng)目］ 2021年度西南石油大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“儲能科學(xué)與工程儲能領(lǐng)域‘高精尖缺’新工科人才培養(yǎng)模式構(gòu)建與創(chuàng)新研究”（X2021JGZDI025）；2021—2023年四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)向、科研訓(xùn)練支撐的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式”（JG2021-590）；2021—2023年四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“‘雙碳’背景下新能源相關(guān)專業(yè)政產(chǎn)學(xué)研用五維協(xié)同育人人才培養(yǎng)模式改革”（JG2021-535）

［作者簡介］ 王明珊（1986—），女，四川達(dá)州人，博士，西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院副教授（通信作者），主要從事二次電池儲能、混合電容器儲能研究；郭秉淑（1992—），女，甘肅白銀人，博士，西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院講師，主要從事高比能量儲能電池研究；李 星（1981—），男，安徽亳州人，博士，西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院教授，主要從事高比能鋰/鈉金屬電池研究。

［中圖分類號］ C961 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2025）06-0081-04 ［收稿日期］ 2023-11-15

隨著科學(xué)技術(shù)的加速發(fā)展，全球能源格局正在發(fā)生時代性的變化，可再生能源正逐步成為新增電力的重要來源，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式都將發(fā)生重大變化。2014年6月，習(xí)近平總書記站在黨和國家事業(yè)發(fā)展全局高度，提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略。根據(jù)這一戰(zhàn)略，國家發(fā)展改革委、國家能源局先后聯(lián)合印發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃（2016—2030年）》［1］和《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》［2］。隨著能源技術(shù)革命和能源消費(fèi)革命的不斷發(fā)展，儲能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)已成為國家能源發(fā)展的重要需求，同時也使得儲能領(lǐng)域的人才需求呈井噴式增長，必須加快儲能產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)和技術(shù)儲備，搶占能源技術(shù)進(jìn)步先機(jī)，謀求新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革競爭制高點(diǎn)。

為了應(yīng)對國內(nèi)外能源發(fā)展的新趨勢，適應(yīng)我國新能源戰(zhàn)略思想、全球新能源革命、新興產(chǎn)業(yè)和人才培養(yǎng)的需要，西南石油大學(xué)整合全校的教學(xué)和科研資源，依托傳統(tǒng)能源學(xué)科優(yōu)勢及在新能源學(xué)科的布局與能源大學(xué)的戰(zhàn)略定位，針對儲能行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建了以新能源材料與器件專業(yè)為核心，以材料科學(xué)與工程、化學(xué)工程與工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、電氣工程及其自動化為支撐，多專業(yè)配套的“1+4+X”的儲能全產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)群［3］。在2020年申報了儲能科學(xué)與工程專業(yè)，并于2021年獲批招生，成為全國第二批25所獲得該專業(yè)的高校之一。但是，由于我國目前尚沒有專門的儲能相關(guān)專業(yè)，這些企業(yè)只能在能源化工、材料、電子、電力、物理、化學(xué)等專業(yè)內(nèi)招聘人才。此外，大規(guī)模電力儲能是解決新能源平穩(wěn)接入與輸出的主要手段，是實(shí)現(xiàn)安全、可靠、綠色、高效的智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)支撐，電力行業(yè)也迫切需要大量既具備電力系統(tǒng)知識又掌握儲能科學(xué)與工程知識的復(fù)合型人才。

一、強(qiáng)化專業(yè)特色的人才培養(yǎng)目標(biāo)確定

結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位和我校能源學(xué)科優(yōu)勢，我校在人才培養(yǎng)目標(biāo)上確定了本專業(yè)面向國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，培養(yǎng)具有解決電能、氫能、化學(xué)能等在存儲和轉(zhuǎn)換過程的復(fù)雜工程問題，具備從事能量儲備過程控制、儲能材料、器件與系統(tǒng)的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和管理的技術(shù)和工程實(shí)踐能力，注重多學(xué)科交叉融合，基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、能力強(qiáng)的復(fù)合型高素質(zhì)專門人才的培養(yǎng)目標(biāo)。形成了擁有“材料化學(xué)工程”二級博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，“材料科學(xué)與工程”一級碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)以及“能源材料與工程”等新能源相關(guān)學(xué)科碩士點(diǎn)的梯度人才培養(yǎng)體系。

二、優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容

儲能科學(xué)與工程專業(yè)作為動力工程及工程熱物理一級學(xué)科下的新興專業(yè)，涉及化學(xué)、物理、材料、電力電氣等眾多學(xué)科，具有典型的學(xué)科交叉學(xué)科屬性。同時，要對照一級學(xué)科“動力工程及工程熱物理”的人才培養(yǎng)要求，結(jié)合能源動力發(fā)展的新趨勢，緊跟新能源前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，研究課程體系構(gòu)建。根據(jù)我校人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位要求和全面貫徹OBE教育理念，在達(dá)到國家對高等教育的“剛性”要求基礎(chǔ)上，對公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的比例結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。加強(qiáng)通識教育的同時，夯實(shí)了學(xué)生數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)和與儲能科學(xué)相關(guān)的材料、電化學(xué)、能源動力、電力電氣等學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)（如圖1所示）。此外，強(qiáng)化專業(yè)人才培養(yǎng)特色，開設(shè)模塊化課程群，確定了氫能技術(shù)、化學(xué)儲能、物理儲能、智慧儲能四個模塊課程群，每個模塊課程群中包括專業(yè)核心課和專業(yè)方向選修課，專業(yè)方向選修課對專業(yè)核心課內(nèi)容在知識深度與廣度上進(jìn)一步深化和拓展，延伸課程的高階性、創(chuàng)新性與挑戰(zhàn)度。在專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)方面，強(qiáng)調(diào)對學(xué)科基礎(chǔ)能力、專業(yè)核心能力和綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，總開設(shè)實(shí)踐教學(xué)學(xué)分比例達(dá)30%，滿足國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求和審核評估要求。編撰《儲能材料與器件》核心課程教材，入選第一批石油和化工行業(yè)“十四五”規(guī)劃教材?！安牧戏治龇椒ā薄安牧峡茖W(xué)工程基礎(chǔ)”等10門課程入選國家級和省級一流本科課程。加入全國首批“儲能科學(xué)與工程專業(yè)虛擬教研室”試點(diǎn)建設(shè)。打造全國首個光伏全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期虛擬仿真系統(tǒng)，構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合、以虛補(bǔ)實(shí)的光伏+儲能產(chǎn)業(yè)實(shí)踐教學(xué)資源。建設(shè)了200 千瓦零碳能源示范區(qū)，融合學(xué)校光伏、氫能、儲能、智慧能源等特色方向，服務(wù)學(xué)校材料、化學(xué)、電氣、計(jì)算機(jī)等多個學(xué)科，打造成集教學(xué)、科研、實(shí)踐和科普于一體的新能源示范區(qū)。

三、科學(xué)研究和產(chǎn)教融合協(xié)同的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

圍繞科學(xué)研究和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)鍛煉協(xié)同并重，將科學(xué)研究能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)充分融入人才培養(yǎng)的整個環(huán)節(jié)［4-5］。以研究成果為導(dǎo)向，以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為手段，開展了以高素質(zhì)人才培養(yǎng)為目標(biāo)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，最終達(dá)到人才培養(yǎng)不脫鉤、實(shí)踐教學(xué)更深入的教學(xué)效果（如圖2）。

1.強(qiáng)化教師團(tuán)隊(duì)學(xué)科交叉和工程應(yīng)用背景，提高教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)能力。從實(shí)驗(yàn)課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、大精儀器操作、技能大賽、過學(xué)術(shù)關(guān)、過實(shí)踐關(guān)等多個環(huán)節(jié)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)教師在學(xué)生科研訓(xùn)練方面的指導(dǎo)能力；以行業(yè)需求為導(dǎo)向，在課程設(shè)計(jì)、二課訓(xùn)練、畢業(yè)論文和工程實(shí)踐等活動中制定科研題目，結(jié)合本校的科研創(chuàng)新資源以及團(tuán)隊(duì)教師主持、參與的科研項(xiàng)目，組織學(xué)生參與和開展科學(xué)研究，通過項(xiàng)目的計(jì)劃、實(shí)施、控制等管理過程，提高教師的項(xiàng)目與團(tuán)隊(duì)管理能力；鼓勵團(tuán)隊(duì)教師參加企業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，參與產(chǎn)線管理，擔(dān)任企業(yè)技術(shù)顧問，積極進(jìn)行校企科研合作和成果轉(zhuǎn)化，提高教師在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐方面的指導(dǎo)能力，同時整合企業(yè)以及其他科研院所的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等資源，為學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造有利條件，讓學(xué)生能夠親身經(jīng)歷創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的整個過程。

2.基于科研團(tuán)隊(duì)的科研優(yōu)勢，鼓勵學(xué)生在前期專業(yè)知識理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上以項(xiàng)目的形式參與科學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力?；谘芯繄F(tuán)隊(duì)的科研優(yōu)勢，專業(yè)教師成立科研團(tuán)隊(duì)，參與校級大學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的指導(dǎo)，依托國家、省市部級科研項(xiàng)目和企業(yè)合作項(xiàng)目，以及校級大型設(shè)備共享平臺，為學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供了良好的平臺。在對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)的過程中，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)在設(shè)立科研題目時，充分結(jié)合了市場需求與發(fā)展訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。圍繞電化學(xué)儲能、氫能、物理儲能等關(guān)鍵材料及器件，在科研能力培養(yǎng)階段與學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)共同制定研究方向，充分提高了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科學(xué)研究能力。在科研實(shí)踐過程中，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的文獻(xiàn)調(diào)研和市場調(diào)查，讓學(xué)生在科學(xué)研究過程中也能充分掌握市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，為項(xiàng)目的落地和成果轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。這樣不僅在科學(xué)研究中提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與科研技能，也讓學(xué)生充分接觸了市場的發(fā)展趨勢，既有助于學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，更有助于學(xué)生在走向社會后的職業(yè)規(guī)劃和適應(yīng)能力的提升。

3.聯(lián)合華鼎國聯(lián)動力電池有限公司、宜賓鋰寶新材料股份有限公司、璞泰來四川紫宸科技有限公司等川內(nèi)儲能領(lǐng)域龍頭企業(yè)開展校企合作人才培養(yǎng)，通過行業(yè)企業(yè)專家參與培養(yǎng)計(jì)劃制訂、培養(yǎng)過程指導(dǎo)、培養(yǎng)質(zhì)量反饋等方式不斷優(yōu)化課程體系。同時，企業(yè)通過設(shè)立“揭榜掛帥”項(xiàng)目、企業(yè)獎學(xué)金、科研專項(xiàng)鼓勵教師帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)結(jié)合企業(yè)產(chǎn)業(yè)問題展開技術(shù)攻關(guān)，通過科研引導(dǎo)教學(xué)，通過教學(xué)促進(jìn)科研。共建本科生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地、研究生科研基地，鼓勵學(xué)生到企業(yè)開展具有專業(yè)特色的課程和實(shí)踐活動，不斷豐富和深化產(chǎn)學(xué)研合作，打通培養(yǎng)人才的壁壘。探索研、賽、學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)模式，鼓勵學(xué)生積極參與教師的科研項(xiàng)目，開展科研創(chuàng)新訓(xùn)練和科技競賽，提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

4.為重點(diǎn)加強(qiáng)新能源儲能方向的學(xué)科布局，學(xué)校先后建立了“四川省碳基儲能材料工程技術(shù)研究中心”以及“能量轉(zhuǎn)換與儲存先進(jìn)材料四川省國際科技合作基地”等儲能方向相關(guān)科研基地，為高素質(zhì)技能人才培養(yǎng)提供了硬件支持。聚焦解決碳中和領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)難題，打造具有全國影響力的碳中和科技創(chuàng)新中心，2021年成立碳中和研究院，設(shè)立天然氣綠色開發(fā)利用、零碳能源系統(tǒng)、儲能技術(shù)、二氧化碳高效捕集與綠色轉(zhuǎn)化4個研究中心，致力于解決碳中和領(lǐng)域“卡脖子”問題。為加快集聚“雙碳”背景下新能源、綠色化工等領(lǐng)域戰(zhàn)略性、前沿性、稀缺性創(chuàng)新資源，搶占科技競爭制高點(diǎn)，加速科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈深度融合發(fā)展。天府新區(qū)管委會聯(lián)合西南石油大學(xué)和四川能投集團(tuán)，集三方優(yōu)勢資源共同打造省屬企業(yè)首個“地校企產(chǎn)學(xué)研”合作平臺——天府新能源研究院，在探索地校企合作、加強(qiáng)核心技術(shù)研發(fā)，助力成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)。

結(jié)語

儲能科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新突破將成為帶動全球能源格局革命性、顛覆性調(diào)整的重要引領(lǐng)技術(shù)，儲能技術(shù)的發(fā)展將成為我國能源安全的重要保障，也必將成為新一輪經(jīng)濟(jì)增長的創(chuàng)新驅(qū)動新引擎。儲能科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)是推動我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、構(gòu)建多元化能源結(jié)構(gòu)的重要保障，如何培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合、基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面廣、能力強(qiáng)的復(fù)合型高素質(zhì)儲能科學(xué)與工程專業(yè)人才，仍有待各高校對人才培養(yǎng)模式的深入探索和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

［1］國家發(fā)展改革委 國家能源局關(guān)于印發(fā)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃（2016—2030年）》的通知：發(fā)改能源〔2016〕513號［A/OL］.（2016-06-01）［2023-10-15］.https：//www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/201606/t20160601_963080.html.

［2］國家發(fā)展改革委 國家能源局關(guān)于印發(fā)《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》的通知：發(fā)改基礎(chǔ)〔2016〕2795號［A/OL］.（2016-12-29）［2023-10-15］.https：//zfxxgk.ndrc.gov.cn/web/iteminfo.jsp？id=2767.

［3］何雅玲，陶文銓，鄭慶華，等.儲能科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)與實(shí)踐［J］.高等工程教育研究，2023（S1）：14-16.

［4］焦連志.“新工科”建設(shè)與高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系改革［J］.現(xiàn)代教育科學(xué)，2021（1）：123-128.

［5］羅遠(yuǎn)新，王樹新，李正良，等.創(chuàng)新引領(lǐng)，特色發(fā)展：重慶大學(xué)新工科教育的探索與實(shí)踐［J］.高等工程教育研究，2023（3）：31-36.

Training Model Construction and Innovation Practice for the Major of Energy Storage Science and Engineering under the Background of Emerging Engineering Education

WANG Ming-shan， GUO Bing-shu， LI Xing

（School of New Energy and Materials， Southwest Petroleum University， Chengdu，

Sichuan 610500， China）

Abstract： Energy storage techniques are one of the most important part in the highly efficiency application of new energy， which is considered the guarantee of constructing the green and diversified energy system， as well as the important support of realization of carbon peaking and carbon neutrality goals. As a national strategic emerging major， energy storage science and engineering involves chemistry， physics， materials， power electronics， machinery and other interdisciplinary cross-disciplinary. However， it still lacks mature specialty construction experience. This paper summarizes the construction and innovative practice exploration of the undergraduate training model of energy storage science and engineering in Southwest Petroleum University based on the discipline advantages of the school， relying on the advantages of traditional energy disciplines and layout of new energy disciplines， which can provide reference for the undergraduate training of related majors.

Key words： energy storage science and engineering; talent cultivation; emerging engineering education; specialty construction