李俊杰，韓 冰，王偉平，王延峰，吳婷婷，戴冰婷，郭亞娟，馬 林

(河北北方學(xué)院 理學(xué)院，河北 張家口 075000)

高等工程教育承擔(dān)著推動國家科技進步和未來發(fā)展的重要責(zé)任，為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才支撐，對推動產(chǎn)業(yè)升級和占領(lǐng)未來世界發(fā)展先機具有非常重要的作用[1]。國家教育部從2017年起先后多次召開了有關(guān)新工科建設(shè)的會議，形成了新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識”“天大宣言”和“北京指南”[2]三部曲，從思想上統(tǒng)一了新工科建設(shè)的目的，明確了工科優(yōu)勢高校、綜合性高校和地方性高校各自的發(fā)展目標(biāo)[3]，為深化高等工程教育改革鋪平了道路。河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)針對地方經(jīng)濟特點，結(jié)合對“新工科”建設(shè)的深度理解，依據(jù)學(xué)校制訂的人才培養(yǎng)目標(biāo)，對現(xiàn)有工科專業(yè)人才培養(yǎng)路徑進行了探索與實踐。

一、“新工科”視角下地方高校的專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

京津冀協(xié)同發(fā)展、一帶一路和長江經(jīng)濟帶3大國家重大戰(zhàn)略已經(jīng)成為推動經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的強大動力。河北北方學(xué)院作為河北省屬普通院校，篤定應(yīng)用型大學(xué)的目標(biāo)定位，把為地方經(jīng)濟建設(shè)培養(yǎng)具有一定理論知識與動手能力的高級應(yīng)用型人才作為當(dāng)前的第一要務(wù)。同時，結(jié)合“新時代高教40條”精神和2019年4月教育部“六卓越一拔尖”計劃2.0啟動大會上提出的學(xué)科建設(shè)精神，梳理總結(jié)出滿足該地區(qū)需要且適合該專業(yè)發(fā)展的教育培養(yǎng)模式[4]。

(一)突出地方優(yōu)勢，凸顯區(qū)域特色

河北省張家口市是國務(wù)院批復(fù)成立的全國唯一可再生能源示范區(qū)，與雄安新區(qū)并稱京津冀協(xié)同發(fā)展的新兩翼，又是2022年北京-張家口冬奧會的主辦城市[5]，示范區(qū)內(nèi)匯集了國內(nèi)眾多知名的新能源企業(yè)，承載了大量的可再生能源產(chǎn)業(yè)配套設(shè)施與項目。河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)依據(jù)地方院校自身特點，依托示范區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)鏈，制定了“重基礎(chǔ)、寬口徑、多實踐，強化工程思維,作好工程師訓(xùn)練”的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，突出地方院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)優(yōu)勢，使學(xué)生畢業(yè)后具備一定的工程實踐能力和創(chuàng)新精神，為地方經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)“下得去、留得住、用得上、能吃苦、上手快、有后勁”的應(yīng)用型人才。

(二)牢固樹立高等工程教育新理念

為了提高應(yīng)用型本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)與能力，按照“新工科”和“卓越工程師2.0計劃”的要求，新能源科學(xué)與工程專業(yè)始終堅持“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”的高等教育理念，把建立高等工程教育新觀念和提高教育教學(xué)質(zhì)量放在首位。在修訂培養(yǎng)方案時充分借鑒了國內(nèi)外地方工科院校先進的工程師培養(yǎng)模式，遵循工程教育回歸工程的理念，突出光伏、風(fēng)力發(fā)電和氫能應(yīng)用的技術(shù)主線，利用國家可再生能源示范區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢，主動面向工程一線需求，探索適合地方高校的人才培養(yǎng)路徑。

(三)構(gòu)建新型知識體系

通過強化理論與實踐的高度融合，突出“重基礎(chǔ)、有前沿、接行業(yè)、重創(chuàng)新”的特點，對原有專業(yè)知識體系進行了重組，構(gòu)建了新型的“課程模塊+專業(yè)單元”的知識體系。將大學(xué)本科4年的課程體系劃分為通識教育課程模塊、學(xué)科教育課程模塊、專業(yè)教育課程模塊、實踐教學(xué)課程模塊和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程模塊5個部分。新工科課程體系建設(shè)主要圍繞專業(yè)課程模塊、實踐教學(xué)課程模塊和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程模塊展開。在教學(xué)模式上，凝練出“政產(chǎn)學(xué)研用”“虛實結(jié)合”和“課程思政”等多種教學(xué)模式，通過實訓(xùn)周、企業(yè)見習(xí)和畢業(yè)實習(xí)等多層次、多方向、多手段且多種教學(xué)模式共同應(yīng)用的方法，促進了培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，取得了良好的效果。修訂的培養(yǎng)目標(biāo)主要圍繞OBE理念，通過4年的理論學(xué)習(xí)和實踐訓(xùn)練，使學(xué)生具備較強的社會責(zé)任感和創(chuàng)新精神，并掌握新能源科學(xué)與工程專業(yè)的基本技能、基本理念和基礎(chǔ)知識。

二、“新工科”視角下地方高校的專業(yè)人才培養(yǎng)路徑實踐

河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)圍繞國家“新工科”教育提出的有關(guān)要求，根據(jù)專業(yè)服務(wù)地方經(jīng)濟建設(shè)的定位，在人才培養(yǎng)路徑上進行了整合專業(yè)方向、優(yōu)化課程體系和打造政產(chǎn)學(xué)研用五位一體協(xié)同育人機制等實踐創(chuàng)新。

(一)整合專業(yè)方向

目前，河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)置了風(fēng)能光伏發(fā)電和氫能利用兩個培養(yǎng)方向。風(fēng)能光伏發(fā)電方向依托國家可再生能源示范區(qū)的設(shè)備制造、光伏制造、發(fā)電和電力設(shè)施維護等相關(guān)企業(yè)，主要學(xué)習(xí)風(fēng)能和光伏發(fā)電專業(yè)知識和技能；氫能利用方向依托示范區(qū)氫能開發(fā)利用企業(yè)，主要學(xué)習(xí)氫能生產(chǎn)與利用和氫能轉(zhuǎn)化方向的知識和技能。兩個專業(yè)方向的課程模塊一樣，前兩年的通識教育課程和學(xué)科教育課程設(shè)置基本相同。從第三年開始通過動態(tài)調(diào)整單元化專業(yè)教育課程模塊、實踐教學(xué)課程模塊和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程模塊，兩個方向的專業(yè)出現(xiàn)差異化，第四年各自進行相關(guān)專業(yè)實習(xí)和畢業(yè)論文寫作。兩個方向可以根據(jù)需要對單元內(nèi)部的選修課程進行動態(tài)調(diào)整，最大化地實現(xiàn)兩個方向間的相互融合，既有共性，也有區(qū)別，從而實現(xiàn)新能源科學(xué)與工程專業(yè)特點鮮明化的目標(biāo)。

(二)優(yōu)化新工科專業(yè)結(jié)構(gòu)與課程體系

新能源科學(xué)與工程專業(yè)根據(jù)專業(yè)特點及卓越工程師2.0培養(yǎng)計劃的要求，主要圍繞以下內(nèi)容展開。

1.強化工程思維與綜合能力培養(yǎng)的“模塊化”

在整體專業(yè)培養(yǎng)方案的課程模塊化基礎(chǔ)上，強化工程思維與綜合能力培養(yǎng)的“模塊化”。工科學(xué)生應(yīng)該具備一定的工程思維和綜合能力，這就需要大量的基礎(chǔ)性實踐活動。根據(jù)學(xué)校實際情況，并結(jié)合“新工科”建設(shè)的有關(guān)要求，運用綜合實驗平臺和工程研發(fā)平臺構(gòu)成的實踐教學(xué)模塊對學(xué)生的工程思維與綜合能力進行鍛煉。綜合實驗平臺主要包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和氫能利用等專業(yè)實驗室，專業(yè)工程研發(fā)平臺主要依托河北省光伏導(dǎo)電薄膜工程研究中心進行半導(dǎo)體材料制備、測試和產(chǎn)品項目研發(fā)工作。

具體課程的實施包括：第一，普通專業(yè)課程中基本設(shè)置配套的實驗課程，用于驗證和提高學(xué)生對于知識的理解。第二，獨立設(shè)置部分專業(yè)實驗課程。第三，設(shè)置了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)、就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)及社會實踐等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類理論和實踐課程。第四，第二～七學(xué)期，每學(xué)期的理論授課變成16周，增加2周的教學(xué)實踐周。通過單獨的實踐周設(shè)置，將技術(shù)上較為成熟的、應(yīng)用范圍較寬或發(fā)展前景看好的“新材料、新技術(shù)、新工藝”內(nèi)容納入實踐周教學(xué)中，將先進的計算機虛擬仿真技術(shù)，如風(fēng)力發(fā)電機拆裝、檢修與維護和新能源發(fā)電廠運行、檢修和維護等操作納入專業(yè)基本技能的學(xué)習(xí)，加強應(yīng)用訓(xùn)練，形成“理論知識先進、專業(yè)技能熟練、工程能力突出”的課程教學(xué)特色。第五，狠抓畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)論文寫作，為學(xué)生初步具備工程思維和綜合能力打下良好基礎(chǔ)。通過企業(yè)實習(xí)，快速鍛煉學(xué)生的工程動手能力、工程協(xié)作能力、工程創(chuàng)新能力以及工程思維能力，學(xué)生在了解企業(yè)工程項目運行模式的同時也能了解到行業(yè)企業(yè)對于從業(yè)人員的要求，學(xué)生畢業(yè)前就能找到未來努力的方向。這是傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)與現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)的差異之處，也是構(gòu)建新工科工程思維的重要內(nèi)容。

2.專業(yè)課程模塊“單元化”

依據(jù)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)對培養(yǎng)方案進行了調(diào)整，將專業(yè)課程模塊調(diào)整為3個“單元”，包括通過必修課來實現(xiàn)的基礎(chǔ)知識單元、通過部分必修課和選修課共同來實現(xiàn)的專業(yè)拓展單元和通過部分專業(yè)選修課來實現(xiàn)的綜合知識單元，配合開設(shè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程模塊，開展以光伏、風(fēng)力發(fā)電和氫能利用培養(yǎng)為主線的專業(yè)課程教學(xué)。通過以上“單元化”專業(yè)課程，循序漸進地讓學(xué)生依次掌握新能源基本知識、基礎(chǔ)應(yīng)用知識和綜合運用知識，逐步提高知識應(yīng)用水平。此外，專業(yè)課程各“單元”可以進行動態(tài)調(diào)整，通過選擇不同的選修課程達(dá)到不同的培養(yǎng)效果，從而極大地提高了專業(yè)培養(yǎng)的靈活度。

3.課程體系反映學(xué)科前沿與技術(shù)進步和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)需要

當(dāng)今新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)進步日新月異，課程教學(xué)中應(yīng)體現(xiàn)本學(xué)科領(lǐng)域的最新前沿以及相應(yīng)的工程技術(shù)進步，讓學(xué)生了解該學(xué)科該專業(yè)最新的技術(shù)動態(tài)。如綜合知識模塊中的新能源發(fā)電廠虛擬仿真實訓(xùn)課程，采用了硬件仿真與軟件仿真相結(jié)合的工程仿真模式，學(xué)生在實訓(xùn)時，首先由教師在智能微電網(wǎng)仿真中心講授理論知識，然后在微電網(wǎng)仿真中心進行新能源發(fā)電廠硬件仿真操作，讓學(xué)生直觀地感受發(fā)電廠的各種設(shè)備和實操，最后進入虛擬仿真實驗室，在虛擬新能源發(fā)電廠中進行不同發(fā)電廠多網(wǎng)融合、電網(wǎng)故障處理和變電站檢修等操作，從而達(dá)到超越新能源發(fā)電廠現(xiàn)場實地培訓(xùn)的效果，解決了特殊故障在現(xiàn)場培訓(xùn)時不能進行演示的問題。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，對于各種操作原理和操作規(guī)范理解更深刻，取得了非常好的教學(xué)效果。

4.健全創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系

創(chuàng)新主要指思維模式和工程技術(shù)上的創(chuàng)新。針對地方高校大學(xué)生的特點，除了通過課堂進行理論學(xué)習(xí)外，結(jié)合課程驗證性實驗、綜合性實驗、畢業(yè)設(shè)計、實訓(xùn)周、基礎(chǔ)性科研實驗、應(yīng)用型科研實驗和校企合作項目等方法，共同促進學(xué)生創(chuàng)新工程思維的產(chǎn)生。大學(xué)生只有具備了技術(shù)創(chuàng)新與工程思維創(chuàng)新能力之后，帶著想法、思路、技術(shù)和產(chǎn)品，才能夠更好地進行創(chuàng)業(yè)，提高創(chuàng)業(yè)的成功率[6]。

(三)構(gòu)建“政產(chǎn)學(xué)研用”的協(xié)同育人機制

2018年，在國家大力發(fā)展可再生能源的背景下，本著團結(jié)協(xié)作、優(yōu)勢互補和資源共享的原則，河北北方學(xué)院與張家口市人民政府、達(dá)華工程管理集團有限公司、中國科學(xué)院廣州能源研究所、中國科學(xué)院電工研究所、中國科學(xué)院工程熱物理研究所和華北電力大學(xué)合作共建，成立了“張家口可再生能源研究院”。同年，河北北方學(xué)院理學(xué)院獲批建設(shè)“河北省光伏導(dǎo)電薄膜工程研究中心”。新能源科學(xué)與工程專業(yè)還與河北漢盛科技有限公司、國網(wǎng)綠源風(fēng)光儲有限公司、秀美懷來新能源有限公司、張家口金風(fēng)科技有限公司、張家口環(huán)歐國際新能源有限公司、張家口原軾新型材料有限公司和中國廣核新能源控股有限公司華北分公司等企業(yè)從科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)等方面建立了定期專家交流制度，構(gòu)成“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體的協(xié)同育人模式，充分發(fā)揮政府在新能源產(chǎn)業(yè)(行業(yè))的組織、引領(lǐng)和指導(dǎo)功能。由于有政府的引領(lǐng)指導(dǎo)和政策支持，企業(yè)對協(xié)同育人參與比較積極，能充分發(fā)揮其行業(yè)創(chuàng)新的主體作用。學(xué)校和企業(yè)建立有關(guān)資源的“雙向流動”機制，增強了培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高素質(zhì)人才的動力，也有效地推進了高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)就業(yè)工作[7]，為今后更好地根據(jù)行業(yè)企業(yè)需要打造適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型人才打下了良好基礎(chǔ)[8]。

通過以上實踐，能夠及時了解京津冀地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)的未來人才大致需求量、產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)情況、不同企業(yè)對本科專業(yè)人才能力的要求和新能源地區(qū)產(chǎn)業(yè)未來政策走向等行業(yè)最新動態(tài)，及時調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)方案，進一步提高了辦學(xué)質(zhì)量。畢業(yè)生受到了用人單位的好評，畢業(yè)生協(xié)議簽約率持續(xù)提高。

三、“新工科”視角下地方高校的專業(yè)人才的培養(yǎng)成效

河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)改變教學(xué)理念，從傳統(tǒng)的以教為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生發(fā)展為中心，通過整體課程模塊化、專業(yè)課程單元化、實踐課程項目化以及教學(xué)內(nèi)容緊跟技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向等措施，實現(xiàn)了“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體協(xié)同育人機制有效聯(lián)動，促進了學(xué)生創(chuàng)新思維的形成，推動了專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。通過以上探索與實踐，專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲，解決實際問題和應(yīng)用能力得到提高，畢業(yè)生就業(yè)前景好。目前，該專業(yè)畢業(yè)生滿意度持續(xù)走高，實現(xiàn)了河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)特色“新工科”培養(yǎng)的目的。未來，該專業(yè)準(zhǔn)備從津京冀協(xié)同發(fā)展和2022年冬季奧運會的建設(shè)要求出發(fā)，不斷改進并努力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，更好地為地方產(chǎn)業(yè)升級與可再生能源發(fā)展服務(wù)，為地方經(jīng)濟發(fā)展和可再生能源事業(yè)發(fā)展作出自己的貢獻。

河北北方學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)認(rèn)真分析學(xué)校辦學(xué)實際，積極探索符合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需要的人才培養(yǎng)定位，構(gòu)建了較為科學(xué)合理的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式和實踐教學(xué)體系。河北北方學(xué)院有效提高了人才培養(yǎng)的質(zhì)量與水平，更好地實現(xiàn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，對于地方高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)路徑的探索和應(yīng)用型人才培養(yǎng)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建具有重要的理論意義和現(xiàn)實價值。