劉燕 王燚 楊浩東

摘? 要? 針對(duì)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展及技術(shù)特征，分析現(xiàn)有電氣工程專業(yè)在人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系構(gòu)建、協(xié)同育人模式等方面存在的問(wèn)題，給出新發(fā)展階段人才培養(yǎng)的路徑，指出從技術(shù)特征、行業(yè)要求方面提煉人才培養(yǎng)方案，從學(xué)科交叉構(gòu)建課程體系，發(fā)展多元校企合作模式，以此探索新型電力系統(tǒng)背景下工程專業(yè)教育改革路徑。

關(guān)鍵詞? 新工科；新型電力系統(tǒng)；電氣工程；人才培養(yǎng)；課程體系

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）10-0070-05

Research on Talent Training Path of Electri-cal Engineering Professionals Under Back-ground of New Power System//LIU Yan， WANG Yi，

YANG Haodong

Abstract? In view of the technical characteristics of?the new power system， the existing training objec-tives of electrical engineering professionals are relatively backward， the interdisciplinary knowledge integrated in the curriculum system is insufficient， and the collaborative education mode is single， this paper gives the training path of electrical engineering professionals in the new development period， and points out that the talent training scheme is refined from the aspects of technical characteristics and industry requirements， builds the curriculum system from the two directions of physics system and information technology， and ex-plores the diversified school enterprise cooperation mode of sustainable development. It defines?the development path and talent training scheme of?electrical engineering major with new energy as the?main body， promotes the depth and breadth of inno-vative talent training of electrical engineering.

Key words? new engineering; new power system; elec-trical engineering; talent training; curriculum sys-tem

Authors address? School of Electrical and Automo-tive Engineering， Changshu Institute of Technology; Changshu， Jiangsu， China， 215500

0? 引言

“雙碳”目標(biāo)下，未來(lái)十年，我國(guó)每年將增加風(fēng)能和太陽(yáng)能裝機(jī)一億千瓦。隨著用電需求、新能源裝機(jī)的持續(xù)增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性和電源結(jié)構(gòu)將面臨更深刻的變化?！耙孕履茉礊橹黧w的新型電力系統(tǒng)”是對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)深刻變革的高度概括和目標(biāo)要求。

新型電力系統(tǒng)的發(fā)展與電氣工程專業(yè)的人才培養(yǎng)息息相關(guān)。建立在發(fā)電、輸配電、電能應(yīng)用等高新技術(shù)基礎(chǔ)上的新能源技術(shù)必將對(duì)現(xiàn)有電氣工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式帶來(lái)很大的沖擊，對(duì)電氣工程專業(yè)人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)提出更高的要求[1-2]。電氣工程專業(yè)應(yīng)該進(jìn)行有針對(duì)性的變革，在新型電力系統(tǒng)背景下，從系統(tǒng)發(fā)展的維度解決專業(yè)建設(shè)思路、人才培養(yǎng)體系、教學(xué)模式轉(zhuǎn)型、服務(wù)面向等關(guān)乎轉(zhuǎn)型發(fā)展的基本問(wèn)題；對(duì)本專業(yè)發(fā)展方向、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)模、專業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)模式等一系列問(wèn)題進(jìn)行深層次思考[1-2]。需建立適應(yīng)新技術(shù)應(yīng)用的人才培養(yǎng)模式，探索新型電力系統(tǒng)背景下工程專業(yè)教育改革路徑，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展培養(yǎng)堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。

1? 新型電力系統(tǒng)背景下電氣工程專業(yè)面臨的主要問(wèn)題

1.1? 人才培養(yǎng)目標(biāo)滯后于電力系統(tǒng)的發(fā)展

新型電力系統(tǒng)意味著新能源發(fā)電將逐漸成為電力電量供應(yīng)的主體。電力系統(tǒng)將形成源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)深度協(xié)調(diào)互動(dòng)的狀態(tài)，而傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行模式將不能適應(yīng)電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)雙向隨機(jī)變動(dòng)的運(yùn)行需求[2-3]。電氣工程學(xué)科缺少以數(shù)據(jù)為中心的人工智能新技術(shù)的滲透。專業(yè)發(fā)展需要在產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，以“面向產(chǎn)出”為導(dǎo)向，確定新型電力系統(tǒng)發(fā)展下的人才培養(yǎng)目標(biāo)，使專業(yè)培養(yǎng)的人才既能支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)，又能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的需要。

1.2? 現(xiàn)有課程體系融合的跨學(xué)科知識(shí)不足

新型電力系統(tǒng)的物理構(gòu)成及其核心特征具有學(xué)科交叉性質(zhì)，其核心是以電氣工程學(xué)科為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)與其他新原理、新應(yīng)用以及信息技術(shù)學(xué)科、管理學(xué)科的交叉創(chuàng)新[1-2]。新型電力系統(tǒng)在涉及的對(duì)象和處理手段上有了很大拓展，現(xiàn)有的高等學(xué)校電氣工程專業(yè)課程體系融合的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要將跨學(xué)科知識(shí)上升到專業(yè)知識(shí)和技能的層面，建立適應(yīng)發(fā)展的課程體系。

1.3? 單一協(xié)同育人不適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展下的人才培養(yǎng)

新型電力系統(tǒng)發(fā)展中能源生產(chǎn)端將形成多元化清潔能源供應(yīng)體系；電網(wǎng)側(cè)將呈現(xiàn)交直流混聯(lián)大電網(wǎng)與多種形態(tài)電網(wǎng)并存的格局；負(fù)荷側(cè)將用能模式向多能互補(bǔ)、源荷互動(dòng)發(fā)展。發(fā)電廠、電網(wǎng)、電能用戶各自分屬不同的管理體系[3-5]。僅靠單一的單方向協(xié)同育人模式不能與新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)相適應(yīng)，應(yīng)完善多主體協(xié)同育人機(jī)制，探索并建立行業(yè)技術(shù)主導(dǎo)企業(yè)、高校與行業(yè)應(yīng)用企業(yè)群多方聯(lián)動(dòng)、點(diǎn)面結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展的校企合作教育新模式。

2? 人才培養(yǎng)的研究路徑

新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，會(huì)催生大量新技術(shù)、新業(yè)態(tài)，電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷”生態(tài)發(fā)生重大變化。新型電力系統(tǒng)專業(yè)涉及的知識(shí)廣度要大于原來(lái)的電氣工程，電氣工程學(xué)科被賦予了更廣泛的技術(shù)內(nèi)涵。在現(xiàn)有人才培養(yǎng)體系的基礎(chǔ)上，應(yīng)該確定新型電力系統(tǒng)發(fā)展中人才應(yīng)該具備的核心素養(yǎng)，明確人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)核和維度[1-5]。研究的路徑和方法如圖1所示，以提升人才培養(yǎng)質(zhì)量為根本目標(biāo)，通過(guò)深入行業(yè)企業(yè)調(diào)查、查閱文獻(xiàn)、實(shí)證考察、分析比較等多種研究方法，結(jié)合當(dāng)前新工科、OBE人才培養(yǎng)理念、工程教育的要求，對(duì)新型電力系統(tǒng)下電氣專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案、課程體系、校企合作等問(wèn)題開(kāi)展研究。基于工程認(rèn)證的十二項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)，從知識(shí)應(yīng)用、工程能力、通用能力、自我發(fā)展四個(gè)方面探索新型電力系統(tǒng)背景下人才培養(yǎng)的要求。

3? 新型電力系統(tǒng)背景下電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案

3.1? 從技術(shù)特征、行業(yè)要求等方面提煉人才培養(yǎng)方案

電氣工程專業(yè)應(yīng)培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、復(fù)合交叉的創(chuàng)新人才，并將多維交叉教學(xué)和新工科有機(jī)結(jié)合。在新發(fā)展時(shí)期，應(yīng)深入電力生產(chǎn)企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、大中型用電企業(yè)與電氣裝備制造行業(yè)開(kāi)展調(diào)查研究，了解新型電力系統(tǒng)發(fā)展與能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)電氣工程專業(yè)人才知識(shí)、能力和素質(zhì)的要求；調(diào)研電力行業(yè)帶來(lái)的技術(shù)轉(zhuǎn)變、生產(chǎn)過(guò)程的轉(zhuǎn)變，探尋電力技術(shù)發(fā)展與校企合作人才培養(yǎng)模式的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

在此基礎(chǔ)上，從電力系統(tǒng)的電源端、電網(wǎng)端、負(fù)荷端、儲(chǔ)能端所呈現(xiàn)的技術(shù)特征出發(fā)，從中提煉電氣工程人才培養(yǎng)的目標(biāo)。分析新型電力系統(tǒng)這一典型的應(yīng)用型學(xué)科人才應(yīng)該具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)，指出新技術(shù)對(duì)電氣工程融合集成的知識(shí)結(jié)構(gòu)；最后基于新工科的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人理念，提出人才本科專業(yè)培養(yǎng)方案以及新開(kāi)設(shè)的部分核心課程的主要教學(xué)內(nèi)容。人才培養(yǎng)方案的研究思路如圖2所示。

3.2? 調(diào)整課程構(gòu)成，使之反映學(xué)科的交叉融合

新一代電力系統(tǒng)的技術(shù)特征將對(duì)電氣工程專業(yè)原有的課程體系帶來(lái)沖擊，改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。課程體系應(yīng)融入與上述技術(shù)特征一致的知識(shí)與能力。面對(duì)未來(lái)電氣裝備的制造特征，即智能配電網(wǎng)、電力系統(tǒng)通信、電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電、微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、充電樁等新的電氣工程技術(shù)，知識(shí)建構(gòu)上應(yīng)以電氣工程專業(yè)的知識(shí)貫穿，以計(jì)算機(jī)、控制、通信、機(jī)械等知識(shí)的交叉融合，反映新能源、電力裝備及供配電系統(tǒng)的知識(shí)發(fā)展趨勢(shì)的課程體系。在課程設(shè)置上，一方面引入智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等交叉學(xué)科的課程，另一方面在傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程中增加新業(yè)態(tài)催生的新技術(shù)內(nèi)容。在專業(yè)選修課程中可以分別加入電力系統(tǒng)通信、嵌入式系統(tǒng)、電力系統(tǒng)仿真與分析、電力需求側(cè)管理、柔性輸配電技術(shù)、新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)、電能質(zhì)量分析與控制、現(xiàn)代電源技術(shù)等內(nèi)容。

在實(shí)踐教學(xué)設(shè)置上應(yīng)全面契合“綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決電氣工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題”指標(biāo)。從工程問(wèn)題出發(fā)，提出新工科背景下電氣工程綜合性工程實(shí)踐項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)相關(guān)的工程實(shí)踐能力；讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生解決和研究問(wèn)題的能力。在設(shè)置的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目中應(yīng)融入對(duì)工程原理分析、多學(xué)科知識(shí)的綜合。

3.3? 完善多主體協(xié)同育人機(jī)制

從電氣工程專業(yè)對(duì)接新型電力系統(tǒng)發(fā)展這一角度出發(fā)，依據(jù)電氣行業(yè)發(fā)展特征規(guī)律，探索電氣工程專業(yè)發(fā)展的路徑及教學(xué)模式的新途徑。將產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的最新發(fā)展、行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求引入，實(shí)現(xiàn)以行業(yè)需求為導(dǎo)向的交叉協(xié)同培養(yǎng)。積極探索更為完善的新型合作培養(yǎng)模式，以及互惠共贏、可持續(xù)發(fā)展的校企合作發(fā)展新模式，協(xié)同發(fā)揮學(xué)校、行業(yè)與企業(yè)多方的作用，建立業(yè)界深入融入人才培養(yǎng)全過(guò)程的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式[8-9]。

4? 教學(xué)設(shè)計(jì)解決方案

電氣工程是多學(xué)科交叉的專業(yè)，不同層次的高校人才培養(yǎng)特色各不相同，有的高校人才培養(yǎng)特色體現(xiàn)在電力傳輸分配方面；有的則體現(xiàn)在電器設(shè)備的智能化、電力電子及新能源發(fā)電、電氣傳動(dòng)等不同方面。針對(duì)新型電力系統(tǒng)發(fā)展帶來(lái)的新技術(shù)、新理論，根據(jù)教學(xué)規(guī)律及技術(shù)理論內(nèi)在的繼承性，梳理新、舊技術(shù)體系的知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建與時(shí)俱進(jìn)的專業(yè)課程內(nèi)容體系，以保證課程內(nèi)容的先進(jìn)性與適應(yīng)性。針對(duì)電力電子及電氣傳動(dòng)、智能配電網(wǎng)兩個(gè)方向給出具體的教學(xué)設(shè)計(jì)案例。

【案例1】針對(duì)電氣傳動(dòng)方向的培養(yǎng)特色，在開(kāi)設(shè)課程電力電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、控制電機(jī)及應(yīng)用、現(xiàn)代電源技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一個(gè)貼近于實(shí)際工程項(xiàng)目的綜合實(shí)踐案例，并將案例項(xiàng)目貫穿于本專業(yè)所有課程的教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生帶著問(wèn)題和項(xiàng)目進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，在理論學(xué)習(xí)完成后，完成規(guī)定案例項(xiàng)目相關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容，并在課程最后的綜合實(shí)踐課程中，完成整個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施。

電氣傳動(dòng)課程教學(xué)設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)如圖3所示。該項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)一款簡(jiǎn)易的變頻器，涉及電源、控制、編程、驅(qū)動(dòng)和電機(jī)等相關(guān)知識(shí)，是電力電子和電氣傳動(dòng)中具有代表性的綜合案例。新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車、高精度工業(yè)驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合所用到的基本的核心技術(shù)實(shí)際都與本項(xiàng)目相關(guān)，或者是本案例項(xiàng)目的拓展。

【案例2】針對(duì)智能配電網(wǎng)方向，設(shè)計(jì)規(guī)劃本地區(qū)配電網(wǎng)系統(tǒng)，在此過(guò)程中融合專業(yè)課程內(nèi)容。具體教學(xué)方案如圖4所示。

通過(guò)一個(gè)地區(qū)配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)，貫穿配電網(wǎng)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)通信、柔性輸配電技術(shù)等專業(yè)課程內(nèi)容，在完成項(xiàng)目的過(guò)程中有理論分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)、選型等環(huán)節(jié)，融合通信、計(jì)算機(jī)、電力系統(tǒng)等方面的知識(shí)。綜合性實(shí)踐項(xiàng)目中融入對(duì)工程原理的分析、多學(xué)科知識(shí)的綜合，在實(shí)踐項(xiàng)目中涉及多方面的技術(shù)、工程和其他因素（包含技術(shù)與非技術(shù)因素）。仿真、綜合實(shí)驗(yàn)、技術(shù)報(bào)告等不同形式的大作業(yè)置于各個(gè)方向課程中。

5? 結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是國(guó)家層面提出的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。深入研究以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)技術(shù)特征，確定對(duì)電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求，提出電氣工程專業(yè)改革的思路、方法、實(shí)現(xiàn)路徑，使專業(yè)人才的培養(yǎng)具有新型電力系統(tǒng)發(fā)展的前瞻性、適應(yīng)性，可以為高校電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供依據(jù)，推動(dòng)高校教育改革中教學(xué)模式的有效創(chuàng)新，使專業(yè)發(fā)展換發(fā)活力。

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