◇江蘇大學(xué)能源與動力工程學(xué)院 周 磊 王軍鋒 喬 芬

我國提出碳達(dá)峰、碳中和的“雙碳”目標(biāo)將極大推動經(jīng)濟(jì)社會向綠色低碳轉(zhuǎn)型?！半p碳”目標(biāo)對儲能產(chǎn)業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)需求產(chǎn)生了重大變化，所以儲能科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)對于培養(yǎng)“高精尖缺”復(fù)合型人才和推動國家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型具有現(xiàn)實意義。本文基于“雙碳”目標(biāo)背景并結(jié)合儲能技術(shù)的發(fā)展方向，探討江蘇大學(xué)儲能科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)、培養(yǎng)模式與課程體系等內(nèi)容，旨在為培養(yǎng)儲能科學(xué)與工程專業(yè)的高級復(fù)合型人才提供有益的思考與探索，促進(jìn)我國儲能技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。

中國提出二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，推動我國能源結(jié)構(gòu)的加速調(diào)整。發(fā)展儲能技術(shù)將為“雙碳”目標(biāo)提供堅實支撐。儲能技術(shù)的發(fā)展離不開儲能人才的培養(yǎng)，而儲能人才的培養(yǎng)關(guān)鍵在于儲能技術(shù)相關(guān)專業(yè)的建設(shè)[1]。教育部、國家發(fā)改委、國家能源局于2020年1月17日印發(fā)的《儲能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動計劃2020-2024年》，明確指出加快培養(yǎng)儲能領(lǐng)域“高精尖缺”人才，增強產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)和自主創(chuàng)新能力，以滿足國家對儲能技術(shù)的人才需求[2]。教育部、發(fā)改委等部門積極推動儲能技術(shù)人才培養(yǎng)體系的變革與“儲能科學(xué)與工程”專業(yè)的建設(shè)。為積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略布局與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，多所高校已經(jīng)或正在籌劃增設(shè)儲能科學(xué)與工程專業(yè)[3]。儲能科學(xué)與工程專業(yè)的發(fā)展已成為實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)以及推動能源生產(chǎn)消費變革的關(guān)鍵支撐。

儲能科學(xué)與工程專業(yè)包含多學(xué)科交叉融合與協(xié)同創(chuàng)新。儲能人才的培養(yǎng)涉及到能源動力、化學(xué)、物理、材料與電力電氣等領(lǐng)域的專業(yè)知識與實踐技能[4]。雖然國內(nèi)多所高校根據(jù)各自的學(xué)科特色設(shè)立了儲能科學(xué)與工程專業(yè)，但是培養(yǎng)模式與培養(yǎng)目標(biāo)差異明顯，人才培養(yǎng)機制也尚未完善健全[5]。因此，在專業(yè)建設(shè)上，現(xiàn)有的高校培養(yǎng)方案將面臨諸多的挑戰(zhàn)。本文將從江蘇大學(xué)儲能科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)實踐工作出發(fā)，對專業(yè)建設(shè)、培養(yǎng)模式與課程體系等內(nèi)容進(jìn)行探討，為我國培養(yǎng)儲能技術(shù)復(fù)合型人才提供有益參考與探索，推動儲能技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。

1 專業(yè)建設(shè)

儲能行業(yè)歷史發(fā)展較短，以機械儲能、電化學(xué)儲能及氫能為代表的儲能技術(shù)是學(xué)科交叉較強的領(lǐng)域，相關(guān)高層次復(fù)合型人才十分緊缺。根據(jù)《中國能源展望2030》的報道，到2030年中國對儲能技術(shù)的專業(yè)人才需求將突破300多萬，因此儲能科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)刻不容緩。江蘇大學(xué)優(yōu)化專業(yè)建設(shè)方案，緊跟新工科要求，對儲能技術(shù)領(lǐng)域復(fù)合型人才的培養(yǎng)進(jìn)行了探索與思考。

1.1 培養(yǎng)模式

儲能科學(xué)與工程專業(yè)的開設(shè)，應(yīng)該著力于探索創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)的新模式[6]?；A(chǔ)教學(xué)方面，江蘇大學(xué)通過搭建專業(yè)教學(xué)課程體系，發(fā)展特色教材建設(shè)和教學(xué)手段等方式，創(chuàng)新儲能專業(yè)人才培養(yǎng)模式。充分利用混合式、翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式，采用案例與問題導(dǎo)向的教學(xué)方法，把傳統(tǒng)的教師主體型授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主探究型模式。

實踐教學(xué)方面，通過整合學(xué)校實驗、實踐教學(xué)平臺資源，強化實踐教學(xué)平臺建設(shè)，開展基礎(chǔ)實驗教學(xué)。依托江蘇省優(yōu)勢學(xué)科以及能源與動力工程專業(yè)教學(xué)實踐平臺，打造課程實踐、科研訓(xùn)練為重點的實踐教學(xué)基地。江蘇大學(xué)利用長三角的區(qū)位優(yōu)勢，拓展產(chǎn)學(xué)研合作，結(jié)合國內(nèi)新能源科研機構(gòu)和企業(yè)的優(yōu)質(zhì)資源，開展“科研進(jìn)課堂，學(xué)生進(jìn)科研”，建立教、學(xué)、產(chǎn)、研相融合的專業(yè)人才培養(yǎng)模式。引導(dǎo)學(xué)生加強實踐動手技能，提升學(xué)生分析問題與解決問題的能力。

1.2 培養(yǎng)目標(biāo)

江蘇大學(xué)依托動力工程及工程熱物理、材料科學(xué)與工程、電氣工程等學(xué)科特色與專業(yè)優(yōu)勢，瞄準(zhǔn)機械儲能、電化學(xué)儲能、氫能存儲與利用等關(guān)鍵性前沿技術(shù)，致力于培養(yǎng)掌握儲能專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)技能的“高精尖缺”復(fù)合型人才。本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生擁有堅實的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)與工程科學(xué)等多學(xué)科交叉融合背景，具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、實踐能力、國際化視野、團(tuán)隊合作精神，能夠促進(jìn)我國儲能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提升儲能關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與自主創(chuàng)新能力。

1.3 方向定位

儲能技術(shù)的知識與理論涉及多學(xué)科間交叉融合[7]。儲能科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)很難做到完全覆蓋，各個院校根據(jù)自身的學(xué)科優(yōu)勢找準(zhǔn)發(fā)展方向。因此，江蘇大學(xué)面向國家能源戰(zhàn)略重大需求，順應(yīng)我國新工科建設(shè)和國際工程教育發(fā)展新趨勢，堅持以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向的工程教育理念，以“數(shù)理基礎(chǔ)厚實、專業(yè)交叉融合、工程思維導(dǎo)向、實踐能力創(chuàng)新”為特色，重點圍繞機械儲能（壓縮空氣儲能，抽水蓄能）、電化學(xué)儲能、氫能與燃料電池和儲能系統(tǒng)集成設(shè)計等儲能技術(shù)領(lǐng)域，致力于培養(yǎng)儲能領(lǐng)域一流技術(shù)人才和復(fù)合型管理人才，提高自主創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)能力，推動儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2 課程體系

儲能科學(xué)與工程專業(yè)的良好發(fā)展，必須依賴于科學(xué)而健全的課程體系。江蘇大學(xué)儲能科學(xué)與工程專業(yè)依托動力工程及工程熱物理、電氣工程等優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)，匯聚能源與動力工程學(xué)院、汽車與交通工程學(xué)院、能源研究院、流體機械工程技術(shù)研究中心、電氣信息工程學(xué)院、材料科學(xué)與工程學(xué)院、化學(xué)化工學(xué)院等優(yōu)質(zhì)教師資源，打破動力工程及工程熱物理、電氣工程、物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科間壁壘，加強儲能技術(shù)與相關(guān)學(xué)科深度交叉融合發(fā)展，打造科學(xué)合理、與時俱進(jìn)的儲能科學(xué)與工程專業(yè)課程體系。江蘇大學(xué)儲能科學(xué)與工程專業(yè)的課程體系可以分為通識教育課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)方向課程與實驗實踐四個方面。

2.1 通識教育

儲能科學(xué)與工程專業(yè)的通識教育旨在培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀與科學(xué)素養(yǎng)，分為必修與選修課程，總學(xué)分占比約為32%。必修課程包括思政教育、中國近現(xiàn)代史綱要、大學(xué)英語、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程化學(xué)、大學(xué)體育與形勢與政策等課程。選修課程根據(jù)江蘇大學(xué)辦學(xué)特色與儲能科學(xué)與工程專業(yè)特點開設(shè)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類、藝術(shù)審美類、人文科學(xué)類、經(jīng)濟(jì)管理類等課程。通識教育課程為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供強有力的支撐。

2.2 專業(yè)基礎(chǔ)

專業(yè)基礎(chǔ)課程是儲能科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的核心組成部分?；诒緦I(yè)的特點與江蘇大學(xué)辦學(xué)方向定位，專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置了儲能科學(xué)與工程導(dǎo)論、工程圖學(xué)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、電工電子學(xué)、儲能材料基礎(chǔ)等，覆蓋了機械儲能、電化學(xué)儲能和氫能存儲與利用等方向的專業(yè)基礎(chǔ)知識，能夠讓學(xué)生建立完整的課程體系。

2.3 專業(yè)方向

根據(jù)儲能技術(shù)的發(fā)展趨勢和行業(yè)需求，結(jié)合學(xué)生的研究興趣和發(fā)展規(guī)劃，我們相應(yīng)設(shè)置了專業(yè)方向課程。專業(yè)方向分為必修和選修課程。必修部分包括了儲能系統(tǒng)及技術(shù)、抽水蓄能控制、電化學(xué)儲能原理與氫能與燃料電池等課程，囊括了當(dāng)前儲能技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展主流和前沿。選修部分設(shè)置了壓縮空氣儲能、熱能存儲技術(shù)與應(yīng)用、電池材料制備技術(shù)、電池?zé)峁芾?、智能電網(wǎng)儲能應(yīng)用技術(shù)與能源互聯(lián)網(wǎng)等課程。將來從事機械儲能相關(guān)方向的同學(xué)可以學(xué)習(xí)壓縮空氣儲能等專業(yè)選修課。將來從事電化學(xué)儲能技術(shù)方面的學(xué)生，可以深入學(xué)習(xí)電池材料制備技術(shù)、電池?zé)峁芾淼日n程知識。致力于能源管理與智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的學(xué)生，可以選修能源互聯(lián)網(wǎng)等課程。

2.4 實驗實踐

由于儲能科學(xué)與工程專業(yè)具有較強的實踐性，必須提高實踐課程的占比和地位，來增強學(xué)生的動手能力。根據(jù)儲能技術(shù)對復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求，儲能科學(xué)與工程專業(yè)的實驗實踐設(shè)置課程總學(xué)分占比超過30%。實踐課程應(yīng)當(dāng)立足于當(dāng)前課本的知識體系，同時要和課本的理論學(xué)習(xí)有良好的銜接。我們設(shè)置了課程設(shè)計、綜合實踐課程與專業(yè)實習(xí)訓(xùn)練等。充分利用江蘇大學(xué)多個國家級與省部級教學(xué)實驗示范和實踐教育中心展開教學(xué)實踐工作，并加強與儲能相關(guān)企業(yè)密切合作，建立實訓(xùn)基地，提升學(xué)生的實習(xí)和實踐能力，讓學(xué)生盡早接觸當(dāng)前社會前沿的科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3 結(jié)束語

本文從江蘇大學(xué)儲能科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)實踐工作出發(fā)，聚焦儲能技術(shù)領(lǐng)域“高精尖缺”復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，針對儲能技術(shù)涵蓋多學(xué)科交叉融合的特點，圍繞專業(yè)建設(shè)、培養(yǎng)模式與課程體系等內(nèi)容進(jìn)行探討。在打破學(xué)科壁壘，促進(jìn)校企聯(lián)合，增強學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力等方面給出有益的思考與探索。上述面向儲能科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)的探索與教學(xué)實踐對儲能技術(shù)領(lǐng)域復(fù)合型人才的培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)具有一定參考價值。