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彭锦星
新工科背景下新能源科学与工程专业的课程体系改革探索
彭锦星
（天津农学院 工程技术学院，天津 300392）
现代工程教育人才培养必须适应新时代的发展和新经济与新形势的社会需求。课程体系改革是高等工程教育教学改革的重要课题。构建科学合理的课程体系是实现培养质量和培养目标的根本保障。本文探讨了在新工科背景下构建和优化新能源科学与工程专业人才知识结构体系，分析了新能源科学与工程专业人才培养计划中的典型问题，并对新能源科学与工程专业的课程体系改革提出了工作思路，主要以立德树人为目的，完善培养目标，增强课程建设，加强与新兴战略产业的交叉融合，注重学生综合素质及创新能力的提高，形成具有特色的课程体系。
新能源科学与工程；
新工科；
课程体系
为了适应新的工业革命和全球一体化的进程，现代工程教育人才培养新思路被提出，新工科应时而生。自2016新工科的提出，从复旦共识到天大行动，再到北京指南，新工科建设步步为营，渐入佳境。2017年教育部组织进行新工科研究与实践项目申报，鼓励高校进行深入探索和实践。钟登华院士从新理念、新途径和新要求三个层面将新工科的本质定义为：以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才[1]。钟登华院士提炼新工科的特征为：战略型、创新性、系统化和开放式。
能源是现代工业革命的基础和动力，是实现社会主义现代化强国的保障。我国已将“新能源”列为战略性新兴产业[2]。为适应新经济发展对综合素质人才的需求，以国家能源发展战略规划为导向，建设“新能源科学与工程”特色专业。新能源科学与工程专业隶属于能源动力类专业，从新能源科学与工程的发展历程来看，从“热能与动力工程”专业几经学科细分与整合，形成现在的“新能源科学与工程”专业[3]。新能源科学与工程专业具有明显的学科交叉融合特点[4-6]，这为课程体系的设置提出了新的挑战。
为实现专业改革目标和对接能源产业发展潮流，结合天津农学院的现有情况，新能源科学与工程专业培养目标被定位为“具备德、智、体、美全面发展的，在新能源装备设计、制造及生物质能利用等方面具备基本知识和基本技能的，能在新能源相关单位从事研究、开发、设计、施工等工作的应用型工程技术人才。”为了更好地实现新能源科学与工程专业培养目标，课题组调研了国内部分高校的新能源科学与工程专业课程体系。通过调研结果的深入剖析，并结合天津农学院的实际情况，构建和优化了专业课程体系，促进各门课程之间知识内容与知识系统结构的交叉融合，坚持以系统优化与协调发展。
1.1 新能源学科范围的延伸对新工科背景下的人才知识结构影响
随着可再生能源和新能源的开发利用，形成了大量的研究团队和巨大的新能源产业链，如太阳能光热发电产业链、太阳能光伏发电产业链、风能产业链、生物质能产业链、地热能产业链等，为新能源科学与工程专业毕业生提供了数量庞大的就业岗位，新工科背景下高校要能对接产业保障不同层次的人才供给。现有的专业培养方案中，课程体系与知识架构已经出现了一些与新能源产业链脱节的现象，需要及时重构和优化。但是，在当前培养计划中总学分下降、总课程数减少的背景下，新工科的开放性和系统性产生增设新领域课程，必将会冲击传统课程体系。
1.2 新工科背景下人才培养的“宽口径”和“产业脱节”的矛盾
新工科的战略性确定了宽口径是新工科背景下新能源科学与工程专业的一个重要特征，知识涉及了太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等，这些知识内涵差异性非常明显，造成知识结构割裂。“宽口径”培养模式一方面解决了专业面狭窄的问题，提高了人才知识体系丰满性，拓展了就业的适应性。另一方面也产生了不利影响，特别是专业课程门数和学时局限性，毕业生在各方面都不精通，不能马上满足产业与企业对人才知识架构的需求，还要通过较长时间的社会实践学习过程才能对接产业。由于目前岗前培训和继续教育制度的一些缺陷，我国企业不愿意接受“宽口径”的毕业生，希望毕业生毕业马上适应工作岗位，甚至是专业和产业的零缝隙对接[7]。
1.3 新工科背景下的课程体系设置传统模式和高校学生的个性化需求的冲突
大学阶段是形成人生观、价值观和世界观的关键阶段。大学生对自己将来所从事的职业选择兴趣不同，如有的偏好太阳能光伏发电，有的偏好地热发电，还有的偏好生物质发电；
另外，大学生的人生规划具有差异性，如有的考取研究生做科研工作者，有的直接就业做技术工程师，有的考公务员做行政管理人员，有的经济头脑发达做商人，还有的自主创业做企业经营者。新工科的创新性与学生的个性化需求不谋而合。高等教育可以为大学生个性化需求提供弹性支撑，在课程体系设置上为学生提供一定的独立选择的弹性空间，使学生能够按照自己的综合实际情况去选择未来从事的职业和人生道路。目前课程体系设置传统模式相对单一，相同专业的大学生学习的课程几乎相同，教学内容差别性不足，学生几乎都是相同培养模式，不能满足不同类型学生的个性化需求，不利于学生的个性化发展，也不利于创新精神培养。
2.1 打造新领域核心课程，优化人才知识体系
继承与创新是新工科人才培养的主要途径之一，新能源科学与工程专业课程体系改革需要继承与创新，既要继承传统能源动力类的基础，又要创新拓展新能源学科方向，对接新能源产业，充分把握新能源专业的发展动态及学科方向，掌握新领域的学科本质和新能源产业对人才培养的需求，从而优化人才知识结构体系。在总学分和学时的双重局限下，优化培养方案中的课程设置，提炼教学内容，将传统专业课程与新领域的核心课程融会贯通，制定适应学科领域发展、满足应对变化、塑造未来的课程体系，使毕业生具有完备的知识结构体系，增强毕业生的就业竞争力。
2.2 统一专业大类基础课程设置，分设专业方向模块课程群
以解决“宽口径”和薄基础的矛盾的学生专业知识结构和多元化需求的问题为目标，在课程体系设置中分设专业方向。同时为了防止专业方向过于狭窄，每个专业方向的公共基础课程和专业大类基础课程全部统一设置，体现出新能源科学与工程的课程模块交叉与融合，交叉和融合是新工科人才培养的另一条主要途径。按照不同的专业方向需求设置不同的模块化课程群，每个专业模块化课程群设置3～4门课程，同时增设部分应用性强的专业选修课，增强实践环节，这样就有效解决了“宽口径”专业和产业对接的问题。
2.3 建立弹性的课程体系，满足高校学生的创新化和多元化
建立弹性的课程体系，通过协调与共享多样化、分层次设置课程，构建和优化课程体系以满足不同类型学生的多元化需求和创新思维的培养。通过专业方向差异化模块设置，学生可以按照自己对未来职业和人生规划进行选择。培养计划可分科学创新型和工程应用型。“科学创新型”培养计划的学时结构侧重基础课程与专业基础课程，实践教育环节以培养学生创新能力为目标。“工程应用型”培养计划的学时结构侧重传授专门工程技术的专业课程，实践教育环节以培养学生应用所学专业知识的能力为目标。同时，适度增加选修课门数，选修课程也分科学创新型和工程应用型，满足毕业生的不同需求。
3.1 完善的公共课程体系
公共课程体系本着新工科的本质以立德为引领，以德育、体育和美育为准绳，以培养正确的价值观、人生观和世界观为教学重点。通过调整课程体系，建立与新工科相关的公共基础知识体系，包括：思想道德类、哲学类、史学类、政治类、计算机类、英语类和体育类等公共理论课程。
3.2 构筑合理的基础课程体系
理论基础课程体系以应对变化、塑造未来为建设理念，以实践为目标，以产业需求为基础，重点掌握陈述式知识、强化程序式知识。通过优化课程体系，建立与新能源科学与工程专业相关的基础知识体系，包括：数学类、物理类和化学类基础理论等。
3.3 多链并联的专业基础课程与专业课程体系
针对新能源科学与工程专业培养目标中的“在新能源装备设计、制造及生物质能利用等方面具备基本知识和基本技能的，能在新能源相关单位从事研究、开发、设计、施工等工作的应用型工程技术人才”的就业目标，以响应继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，构建了三个课程子体系，即设计课程子体系、制造课程子体系和生物质能利用课程子体系。设计课程子体系包括机械与设计课程链和能源管理类课程链；
制造课程子体系包括热类设备课程链、电类设备课程链、控制类设备课程链；
生物质能利用课程子体系包括热化学课程链和生物化学课 程链。
3.4 拓宽知识面，增设选修课
立足人才全面发展的需要，以适应培养未来多元化、创新型卓越工程人才为目标，设置了包括社会科学、人文科学、工程技术等领域的选修课程。选修课程分为公共选修课程和专业选修课程。公共选修课程注重对人才的全面发展，使学生能更好的了解社会，适应各种社会环境的变化。专业选修课以培养工程实践能力为目标，提高学生考取研究生与社会就业相关的新技术的能力；
聚焦对学生知识面的延展以及国家注册公用设备工程师动力专业与暖通空调专业考试的需求。
新工科背景下的课程体系改革是一项长期的艰巨任务，在高等工程教育实践中总结经验，不断探索与时俱进。新工科背景下的课程体系改革要本着课程体系服务于专业培养目标，专业培养目标服务于产业，产业服务于国家需求。新能源科学与工程专业有效衔接新能源产业，打通新能源专业与新能源产业链。新能源科学与工程专业人才培养要解决的关键问题，不仅有与其他专业的共性问题，又有其特性问题。新能源科学与工程专业课程体系改革要适应国家高等工程教育人才培养目标的总体要求，可以借鉴国际和国内其他学校和专业的成功改革经验，结合专业自身特点和学校实际情况，探索出更多行之有效的措施。
[1] 钟登华. 新工科建设的内涵与行动[J]. 高等工程教育研究，2017（3）：1-6.
[2] 饶政华，廖胜明. 新能源科学与工程专业课程体系研 究[J]. 中国大学教学，2015（3）：44-46.
[3] 彭锦星. 农业院校新能源科学与工程专业的定位与建设[J]. 天津农学院学报，2015，22（3）：62-64.
[4] 李微，陈荐，何建军，等. 多学科背景下人才培养模式的探讨——以长沙理工大学“新能源科学与工程”专业为例[J]. 教育教学论坛，2020，28（7）：86-87.
[5] 杨晴，王晓墨，成晓北，等. 新工科背景下的新能源科学与工程专业——哈佛大学工科教育在学科交叉方面的启示[J]. 高等工程教育研究，2019（S1）：23-24.
[6] 沈娜，韩凤琴. 新能源科学与工程专业人才培养探 索[J]. 中国电力教育，2020（4）：61-63.
[7] 张力，杨晨. 能源动力类专业工程教育改革初探[J]. 中国电力教育，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
天津农学院教改项目（2021-YC-003）
彭锦星（1981—），男，高级工程师，博士，主要从事燃气应用和生物质新能源方面的科研与教学工作。E-mail：pjxchina@126.com。
责任编辑：杨霞
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