彭錦星

新工科背景下新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的課程體系改革探索

彭錦星

（天津農(nóng)學(xué)院 工程技術(shù)學(xué)院，天津 300392）

現(xiàn)代工程教育人才培養(yǎng)必須適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展和新經(jīng)濟(jì)與新形勢(shì)的社會(huì)需求。課程體系改革是高等工程教育教學(xué)改革的重要課題。構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)質(zhì)量和培養(yǎng)目標(biāo)的根本保障。本文探討了在新工科背景下構(gòu)建和優(yōu)化新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，分析了新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中的典型問(wèn)題，并對(duì)新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的課程體系改革提出了工作思路，主要以立德樹(shù)人為目的，完善培養(yǎng)目標(biāo)，增強(qiáng)課程建設(shè)，加強(qiáng)與新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的交叉融合，注重學(xué)生綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力的提高，形成具有特色的課程體系。

新能源科學(xué)與工程；新工科；課程體系

為了適應(yīng)新的工業(yè)革命和全球一體化的進(jìn)程，現(xiàn)代工程教育人才培養(yǎng)新思路被提出，新工科應(yīng)時(shí)而生。自2016新工科的提出，從復(fù)旦共識(shí)到天大行動(dòng)，再到北京指南，新工科建設(shè)步步為營(yíng)，漸入佳境。2017年教育部組織進(jìn)行新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目申報(bào)，鼓勵(lì)高校進(jìn)行深入探索和實(shí)踐。鐘登華院士從新理念、新途徑和新要求三個(gè)層面將新工科的本質(zhì)定義為：以立德樹(shù)人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1]。鐘登華院士提煉新工科的特征為：戰(zhàn)略型、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化和開(kāi)放式。

能源是現(xiàn)代工業(yè)革命的基礎(chǔ)和動(dòng)力，是實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的保障。我國(guó)已將“新能源”列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[2]。為適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)綜合素質(zhì)人才的需求，以國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃為導(dǎo)向，建設(shè)“新能源科學(xué)與工程”特色專(zhuān)業(yè)。新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)隸屬于能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)，從新能源科學(xué)與工程的發(fā)展歷程來(lái)看，從“熱能與動(dòng)力工程”專(zhuān)業(yè)幾經(jīng)學(xué)科細(xì)分與整合，形成現(xiàn)在的“新能源科學(xué)與工程”專(zhuān)業(yè)[3]。新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)具有明顯的學(xué)科交叉融合特點(diǎn)[4-6]，這為課程體系的設(shè)置提出了新的挑戰(zhàn)。

為實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)改革目標(biāo)和對(duì)接能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展潮流，結(jié)合天津農(nóng)學(xué)院的現(xiàn)有情況，新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)被定位為“具備德、智、體、美全面發(fā)展的，在新能源裝備設(shè)計(jì)、制造及生物質(zhì)能利用等方面具備基本知識(shí)和基本技能的，能在新能源相關(guān)單位從事研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、施工等工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才?！睘榱烁玫貙?shí)現(xiàn)新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，課題組調(diào)研了國(guó)內(nèi)部分高校的新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程體系。通過(guò)調(diào)研結(jié)果的深入剖析，并結(jié)合天津農(nóng)學(xué)院的實(shí)際情況，構(gòu)建和優(yōu)化了專(zhuān)業(yè)課程體系，促進(jìn)各門(mén)課程之間知識(shí)內(nèi)容與知識(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的交叉融合，堅(jiān)持以系統(tǒng)優(yōu)化與協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 新工科背景下新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程體系改革面臨的問(wèn)題

1.1 新能源學(xué)科范圍的延伸對(duì)新工科背景下的人才知識(shí)結(jié)構(gòu)影響

隨著可再生能源和新能源的開(kāi)發(fā)利用，形成了大量的研究團(tuán)隊(duì)和巨大的新能源產(chǎn)業(yè)鏈，如太陽(yáng)能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈、太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)鏈、生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈、地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)鏈等，為新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生提供了數(shù)量龐大的就業(yè)崗位，新工科背景下高校要能對(duì)接產(chǎn)業(yè)保障不同層次的人才供給。現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中，課程體系與知識(shí)架構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了一些與新能源產(chǎn)業(yè)鏈脫節(jié)的現(xiàn)象，需要及時(shí)重構(gòu)和優(yōu)化。但是，在當(dāng)前培養(yǎng)計(jì)劃中總學(xué)分下降、總課程數(shù)減少的背景下，新工科的開(kāi)放性和系統(tǒng)性產(chǎn)生增設(shè)新領(lǐng)域課程，必將會(huì)沖擊傳統(tǒng)課程體系。

1.2 新工科背景下人才培養(yǎng)的“寬口徑”和“產(chǎn)業(yè)脫節(jié)”的矛盾

新工科的戰(zhàn)略性確定了寬口徑是新工科背景下新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一個(gè)重要特征，知識(shí)涉及了太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?，這些知識(shí)內(nèi)涵差異性非常明顯，造成知識(shí)結(jié)構(gòu)割裂。“寬口徑”培養(yǎng)模式一方面解決了專(zhuān)業(yè)面狹窄的問(wèn)題，提高了人才知識(shí)體系豐滿性，拓展了就業(yè)的適應(yīng)性。另一方面也產(chǎn)生了不利影響，特別是專(zhuān)業(yè)課程門(mén)數(shù)和學(xué)時(shí)局限性，畢業(yè)生在各方面都不精通，不能馬上滿足產(chǎn)業(yè)與企業(yè)對(duì)人才知識(shí)架構(gòu)的需求，還要通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的社會(huì)實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程才能對(duì)接產(chǎn)業(yè)。由于目前崗前培訓(xùn)和繼續(xù)教育制度的一些缺陷，我國(guó)企業(yè)不愿意接受“寬口徑”的畢業(yè)生，希望畢業(yè)生畢業(yè)馬上適應(yīng)工作崗位，甚至是專(zhuān)業(yè)和產(chǎn)業(yè)的零縫隙對(duì)接[7]。

1.3 新工科背景下的課程體系設(shè)置傳統(tǒng)模式和高校學(xué)生的個(gè)性化需求的沖突

大學(xué)階段是形成人生觀、價(jià)值觀和世界觀的關(guān)鍵階段。大學(xué)生對(duì)自己將來(lái)所從事的職業(yè)選擇興趣不同，如有的偏好太陽(yáng)能光伏發(fā)電，有的偏好地?zé)岚l(fā)電，還有的偏好生物質(zhì)發(fā)電；另外，大學(xué)生的人生規(guī)劃具有差異性，如有的考取研究生做科研工作者，有的直接就業(yè)做技術(shù)工程師，有的考公務(wù)員做行政管理人員，有的經(jīng)濟(jì)頭腦發(fā)達(dá)做商人，還有的自主創(chuàng)業(yè)做企業(yè)經(jīng)營(yíng)者。新工科的創(chuàng)新性與學(xué)生的個(gè)性化需求不謀而合。高等教育可以為大學(xué)生個(gè)性化需求提供彈性支撐，在課程體系設(shè)置上為學(xué)生提供一定的獨(dú)立選擇的彈性空間，使學(xué)生能夠按照自己的綜合實(shí)際情況去選擇未來(lái)從事的職業(yè)和人生道路。目前課程體系設(shè)置傳統(tǒng)模式相對(duì)單一，相同專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生學(xué)習(xí)的課程幾乎相同，教學(xué)內(nèi)容差別性不足，學(xué)生幾乎都是相同培養(yǎng)模式，不能滿足不同類(lèi)型學(xué)生的個(gè)性化需求，不利于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，也不利于創(chuàng)新精神培養(yǎng)。

2 構(gòu)筑課程體系措施

2.1 打造新領(lǐng)域核心課程，優(yōu)化人才知識(shí)體系

繼承與創(chuàng)新是新工科人才培養(yǎng)的主要途徑之一，新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程體系改革需要繼承與創(chuàng)新，既要繼承傳統(tǒng)能源動(dòng)力類(lèi)的基礎(chǔ)，又要?jiǎng)?chuàng)新拓展新能源學(xué)科方向，對(duì)接新能源產(chǎn)業(yè)，充分把握新能源專(zhuān)業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及學(xué)科方向，掌握新領(lǐng)域的學(xué)科本質(zhì)和新能源產(chǎn)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需求，從而優(yōu)化人才知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。在總學(xué)分和學(xué)時(shí)的雙重局限下，優(yōu)化培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置，提煉教學(xué)內(nèi)容，將傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課程與新領(lǐng)域的核心課程融會(huì)貫通，制定適應(yīng)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展、滿足應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)的課程體系，使畢業(yè)生具有完備的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，增強(qiáng)畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 統(tǒng)一專(zhuān)業(yè)大類(lèi)基礎(chǔ)課程設(shè)置，分設(shè)專(zhuān)業(yè)方向模塊課程群

以解決“寬口徑”和薄基礎(chǔ)的矛盾的學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)和多元化需求的問(wèn)題為目標(biāo)，在課程體系設(shè)置中分設(shè)專(zhuān)業(yè)方向。同時(shí)為了防止專(zhuān)業(yè)方向過(guò)于狹窄，每個(gè)專(zhuān)業(yè)方向的公共基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)大類(lèi)基礎(chǔ)課程全部統(tǒng)一設(shè)置，體現(xiàn)出新能源科學(xué)與工程的課程模塊交叉與融合，交叉和融合是新工科人才培養(yǎng)的另一條主要途徑。按照不同的專(zhuān)業(yè)方向需求設(shè)置不同的模塊化課程群，每個(gè)專(zhuān)業(yè)模塊化課程群設(shè)置3～4門(mén)課程，同時(shí)增設(shè)部分應(yīng)用性強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)選修課，增強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，這樣就有效解決了“寬口徑”專(zhuān)業(yè)和產(chǎn)業(yè)對(duì)接的問(wèn)題。

2.3 建立彈性的課程體系，滿足高校學(xué)生的創(chuàng)新化和多元化

建立彈性的課程體系，通過(guò)協(xié)調(diào)與共享多樣化、分層次設(shè)置課程，構(gòu)建和優(yōu)化課程體系以滿足不同類(lèi)型學(xué)生的多元化需求和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。通過(guò)專(zhuān)業(yè)方向差異化模塊設(shè)置，學(xué)生可以按照自己對(duì)未來(lái)職業(yè)和人生規(guī)劃進(jìn)行選擇。培養(yǎng)計(jì)劃可分科學(xué)創(chuàng)新型和工程應(yīng)用型。“科學(xué)創(chuàng)新型”培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)時(shí)結(jié)構(gòu)側(cè)重基礎(chǔ)課程與專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)踐教育環(huán)節(jié)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)?！肮こ虘?yīng)用型”培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)時(shí)結(jié)構(gòu)側(cè)重傳授專(zhuān)門(mén)工程技術(shù)的專(zhuān)業(yè)課程，實(shí)踐教育環(huán)節(jié)以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力為目標(biāo)。同時(shí)，適度增加選修課門(mén)數(shù)，選修課程也分科學(xué)創(chuàng)新型和工程應(yīng)用型，滿足畢業(yè)生的不同需求。

3 優(yōu)化課程體系

3.1 完善的公共課程體系

公共課程體系本著新工科的本質(zhì)以立德為引領(lǐng)，以德育、體育和美育為準(zhǔn)繩，以培養(yǎng)正確的價(jià)值觀、人生觀和世界觀為教學(xué)重點(diǎn)。通過(guò)調(diào)整課程體系，建立與新工科相關(guān)的公共基礎(chǔ)知識(shí)體系，包括：思想道德類(lèi)、哲學(xué)類(lèi)、史學(xué)類(lèi)、政治類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、英語(yǔ)類(lèi)和體育類(lèi)等公共理論課程。

3.2 構(gòu)筑合理的基礎(chǔ)課程體系

理論基礎(chǔ)課程體系以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念，以實(shí)踐為目標(biāo)，以產(chǎn)業(yè)需求為基礎(chǔ)，重點(diǎn)掌握陳述式知識(shí)、強(qiáng)化程序式知識(shí)。通過(guò)優(yōu)化課程體系，建立與新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)體系，包括：數(shù)學(xué)類(lèi)、物理類(lèi)和化學(xué)類(lèi)基礎(chǔ)理論等。

3.3 多鏈并聯(lián)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程與專(zhuān)業(yè)課程體系

針對(duì)新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的“在新能源裝備設(shè)計(jì)、制造及生物質(zhì)能利用等方面具備基本知識(shí)和基本技能的，能在新能源相關(guān)單位從事研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、施工等工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才”的就業(yè)目標(biāo)，以響應(yīng)繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，構(gòu)建了三個(gè)課程子體系，即設(shè)計(jì)課程子體系、制造課程子體系和生物質(zhì)能利用課程子體系。設(shè)計(jì)課程子體系包括機(jī)械與設(shè)計(jì)課程鏈和能源管理類(lèi)課程鏈；制造課程子體系包括熱類(lèi)設(shè)備課程鏈、電類(lèi)設(shè)備課程鏈、控制類(lèi)設(shè)備課程鏈；生物質(zhì)能利用課程子體系包括熱化學(xué)課程鏈和生物化學(xué)課 程鏈。

3.4 拓寬知識(shí)面，增設(shè)選修課

立足人才全面發(fā)展的需要，以適應(yīng)培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才為目標(biāo)，設(shè)置了包括社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)、工程技術(shù)等領(lǐng)域的選修課程。選修課程分為公共選修課程和專(zhuān)業(yè)選修課程。公共選修課程注重對(duì)人才的全面發(fā)展，使學(xué)生能更好的了解社會(huì)，適應(yīng)各種社會(huì)環(huán)境的變化。專(zhuān)業(yè)選修課以培養(yǎng)工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，提高學(xué)生考取研究生與社會(huì)就業(yè)相關(guān)的新技術(shù)的能力；聚焦對(duì)學(xué)生知識(shí)面的延展以及國(guó)家注冊(cè)公用設(shè)備工程師動(dòng)力專(zhuān)業(yè)與暖通空調(diào)專(zhuān)業(yè)考試的需求。

4 結(jié)語(yǔ)

新工科背景下的課程體系改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的艱巨任務(wù)，在高等工程教育實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷探索與時(shí)俱進(jìn)。新工科背景下的課程體系改革要本著課程體系服務(wù)于專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)于產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)服務(wù)于國(guó)家需求。新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)有效銜接新能源產(chǎn)業(yè)，打通新能源專(zhuān)業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)鏈。新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，不僅有與其他專(zhuān)業(yè)的共性問(wèn)題，又有其特性問(wèn)題。新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程體系改革要適應(yīng)國(guó)家高等工程教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的總體要求，可以借鑒國(guó)際和國(guó)內(nèi)其他學(xué)校和專(zhuān)業(yè)的成功改革經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)自身特點(diǎn)和學(xué)校實(shí)際情況，探索出更多行之有效的措施。

[1] 鐘登華. 新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動(dòng)[J]. 高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 饒政華，廖勝明. 新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程體系研 究[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2015（3）：44-46.

[3] 彭錦星. 農(nóng)業(yè)院校新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的定位與建設(shè)[J]. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，22（3）：62-64.

[4] 李微，陳薦，何建軍，等. 多學(xué)科背景下人才培養(yǎng)模式的探討——以長(zhǎng)沙理工大學(xué)“新能源科學(xué)與工程”專(zhuān)業(yè)為例[J]. 教育教學(xué)論壇，2020，28（7）：86-87.

[5] 楊晴，王曉墨，成曉北，等. 新工科背景下的新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)——哈佛大學(xué)工科教育在學(xué)科交叉方面的啟示[J]. 高等工程教育研究，2019（S1）：23-24.

[6] 沈娜，韓鳳琴. 新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)探 索[J]. 中國(guó)電力教育，2020（4）：61-63.

[7] 張力，楊晨. 能源動(dòng)力類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程教育改革初探[J]. 中國(guó)電力教育，2011（21）：152-154.

Exploration on curriculum system reform of new energy science and engineering specialty under the background of emerging engineering education

Peng Jinxing

（College of Engineering and Technology, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China）

Talent training of modern engineering education must adapt to the development of the new era and the social needs of the new economy and new situation. Curriculum system reform is an important subject in the teaching reform of higher engineering education. The construction of a scientific and reasonable curriculum system is the fundamental guarantee to achieving the training quality and training objectives. This paper discussed on the construction and optimization of knowledge structure system of new energy science and engineering professionals under the background of new engineering education. Typical problems in talent training program of new energy science and engineering specialty were analyzed. And it put forward the work train of thought for the new energy science and engineering curriculum system reform including improving moral education as purpose, enhancing the training objectives and curriculum construction, integrating with the strategic emerging industries, emphasizing the comprehensive quality and innovation ability of the students, and building characteristic curriculum system.

new energy science and engineering; emerging engineering education; curriculum system

1008-5394（2022）02-0088-04

10.19640/j.cnki.jtau.2022.02.017

G642.0

B

2020-09-09

天津農(nóng)學(xué)院教改項(xiàng)目（2021-YC-003）

彭錦星（1981—），男，高級(jí)工程師，博士，主要從事燃?xì)鈶?yīng)用和生物質(zhì)新能源方面的科研與教學(xué)工作。E-mail：pjxchina@126.com。

責(zé)任編輯：楊霞