儲(chǔ)能學(xué)科體系建設(shè)與思考

李建林，梁忠豪，王 力

（儲(chǔ)能技術(shù)工程研究中心（北方工業(yè)大學(xué)），北京 100144）

2021年3月中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議首次明確要構(gòu)建以可再生能源為主體的能源體系。然而，隨著我國(guó)可再生能源裝機(jī)規(guī)模迅速增大，用戶側(cè)負(fù)荷呈多樣性變化，電力系統(tǒng)面臨綜合效率不高、運(yùn)行靈活性受限、各類電源互補(bǔ)互濟(jì)不足等諸多問(wèn)題。為解決以上問(wèn)題，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。儲(chǔ)能不僅可以平滑功率輸出、跟蹤計(jì)劃出力、削峰填谷，還可以改善電能質(zhì)量、調(diào)頻調(diào)壓、提高系統(tǒng)可靠性、輔助分布式電源接入等，大大減少棄風(fēng)棄光，支撐可再生能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)和并網(wǎng)[1-8]。儲(chǔ)能技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，將深刻影響電力系統(tǒng)中資源配置結(jié)構(gòu)，加快我國(guó)乃至全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。

目前，隨著電力行業(yè)儲(chǔ)能配置需求以及儲(chǔ)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展迅猛，儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于高質(zhì)量專業(yè)人才的需求呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。然而，我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展時(shí)間較短，并沒(méi)有培養(yǎng)足夠多的相關(guān)人才，儲(chǔ)能領(lǐng)域各方面面臨專業(yè)人才供給嚴(yán)重不足的巨大挑戰(zhàn)。因此，目前各個(gè)高校也積極行動(dòng)起來(lái)，對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)科建設(shè)給予足夠的重視，加大儲(chǔ)能技術(shù)的科研力度。但儲(chǔ)能技術(shù)涉及眾多學(xué)科的知識(shí)，具有較強(qiáng)的學(xué)科交叉性，而且隨著工程研究的不斷深入，儲(chǔ)能技術(shù)隨之會(huì)有較快的更新迭代，這就給各個(gè)高校對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)相關(guān)人才培養(yǎng)帶來(lái)很大的困難。所以如何構(gòu)建儲(chǔ)能學(xué)科課程體系及如何選擇人才培養(yǎng)模式來(lái)應(yīng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)科交叉及更新較快的挑戰(zhàn)顯得尤為重要，進(jìn)而對(duì)提高儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，以及搶占能源戰(zhàn)略制高點(diǎn)具有重要的意義[9]。

本文圍繞儲(chǔ)能領(lǐng)域高質(zhì)量人才培養(yǎng)需求，首先描述了“雙碳”目標(biāo)下能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的背景中我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)儲(chǔ)能高質(zhì)量人才需求進(jìn)行分析，提出培養(yǎng)應(yīng)用型人才的儲(chǔ)能學(xué)科課程體系建設(shè)構(gòu)想，并進(jìn)一步對(duì)儲(chǔ)能人才培養(yǎng)模式展開(kāi)論述，最后對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)人才的未來(lái)發(fā)展做進(jìn)一步的展望。

1 我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)可再生能源裝機(jī)容量迅速增加，截至2021 年6 月底，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)總規(guī)模達(dá)9.71億千瓦，占總裝機(jī)的比重達(dá)43.1%。以風(fēng)光為例，2012—2020 年我國(guó)可再生能源新增裝機(jī)容量趨勢(shì)如圖1 所示?？稍偕茉吹拇笠?guī)模入網(wǎng)，極大刺激了儲(chǔ)能需求。實(shí)際上，自2016 年儲(chǔ)能首次進(jìn)入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃，近幾年，國(guó)家一直加大政策支持力度。2020年6月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于做好2020 年能源安全保障工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》要求提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用[10]；同年8 月，國(guó)家發(fā)改委官網(wǎng)公開(kāi)征求對(duì)《國(guó)家發(fā)展改革委 國(guó)家能源局關(guān)于開(kāi)展“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的指導(dǎo)意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》具體部署中，給我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)明確了發(fā)展方向，鼓勵(lì)創(chuàng)新型儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)生[11]。目前我國(guó)已有多個(gè)地區(qū)提出可再生能源配置儲(chǔ)能要求，部分地區(qū)相關(guān)政策匯總見(jiàn)表1。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年全年我國(guó)共發(fā)布了152項(xiàng)儲(chǔ)能政策，其中國(guó)家政策49項(xiàng)，地方政策103項(xiàng)。

表1 部分地區(qū)可再生能源配置儲(chǔ)能政策Table 1 List of policies for energy storage deployment of renewable energy in some regions

圖1 中國(guó)可再生能源新增裝機(jī)容量趨勢(shì)(單位：GW)Fig.1 Trends in China’s new installed capacity of renewable energy(unit:GW)

表1 中各地區(qū)均按不低于10%配備儲(chǔ)能設(shè)施。因此，假設(shè)從2021 年開(kāi)始測(cè)算，在每年風(fēng)電、光伏裝機(jī)為60 GW 的情況下，如果按10%的容量配置儲(chǔ)能，大概每年需要新增6 GW 儲(chǔ)能。由此可見(jiàn)，儲(chǔ)能的發(fā)展空間非常大，并且隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)能推動(dòng)，儲(chǔ)能成本不斷下降，更加激發(fā)了儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)?；l(fā)展。近日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局共同發(fā)布了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000 萬(wàn)千瓦以上[12]。我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)將由百M(fèi)W/MW·h 級(jí)時(shí)代步入GW/GW·h級(jí)時(shí)代，大規(guī)模、大容量的儲(chǔ)能將廣泛有序地應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)的發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)各環(huán)節(jié)。

2 我國(guó)儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)現(xiàn)狀

目前，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展與儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)I(yè)人才短缺的矛盾日益突出，建設(shè)和發(fā)展儲(chǔ)能學(xué)科已成為國(guó)家重大戰(zhàn)略需求[13-14]。為加快儲(chǔ)能領(lǐng)域“高精尖”人才培養(yǎng)，2020 年1 月，教育部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合制定印發(fā)的《儲(chǔ)能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2020—2024 年)》(以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)計(jì)劃》)指出：首先，高校人才培養(yǎng)體系需打破學(xué)科專業(yè)壁壘，加快多學(xué)科多領(lǐng)域交叉融合、協(xié)同創(chuàng)新，完善儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)；其次，大力培養(yǎng)技術(shù)研發(fā)型人才和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才；最后，加強(qiáng)科教聯(lián)動(dòng)，產(chǎn)教融合，促進(jìn)教育鏈、人才鏈和產(chǎn)業(yè)鏈有機(jī)銜接和深度融合[15]?！缎袆?dòng)計(jì)劃》所含的主要內(nèi)容如圖2所示。

圖2 《行動(dòng)計(jì)劃》主要內(nèi)容Fig.2 Main content of“Action Plan”

全國(guó)多所高校正積極響應(yīng)《行動(dòng)計(jì)劃》籌劃儲(chǔ)能專業(yè)，截至目前，全國(guó)共有17省市26所高校增設(shè)了“儲(chǔ)能科學(xué)與工程”專業(yè)(26 所高校儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)概況見(jiàn)表2)。其中西安交通大學(xué)深度融合動(dòng)力工程及工程熱物理、電氣工程、材料科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)、物理學(xué)、化學(xué)六大學(xué)科，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)等的深度融合，建立本-碩-博貫通的培養(yǎng)模式，保證人才培養(yǎng)周期，圍繞熱質(zhì)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和儲(chǔ)能系統(tǒng)三大模塊開(kāi)展跨學(xué)科協(xié)同人才培養(yǎng)。華中科技大學(xué)以能源動(dòng)力和電氣工程為主，兼顧材料科學(xué)、化學(xué)工程等，依托學(xué)校現(xiàn)有的3 個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，2 個(gè)國(guó)家級(jí)試驗(yàn)教學(xué)示范中心，開(kāi)展跨學(xué)科人才培養(yǎng)，涉及電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、電轉(zhuǎn)氣技術(shù)、分布式儲(chǔ)能、離網(wǎng)儲(chǔ)能等研究方向。北京科技大學(xué)聚焦電力儲(chǔ)能與冶金工業(yè)用能交叉領(lǐng)域，以冶金工程為主體，依托其專業(yè)優(yōu)勢(shì)，融合動(dòng)力工程與工程熱物理、材料科學(xué)與工程、人工智能科學(xué)與工程等專業(yè)，構(gòu)建工業(yè)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、智慧儲(chǔ)能與能源互聯(lián)網(wǎng)4 個(gè)教學(xué)板塊，進(jìn)行儲(chǔ)能人才培養(yǎng)，其本科生培養(yǎng)以基礎(chǔ)理論知識(shí)為主，涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、儲(chǔ)電、儲(chǔ)氫及儲(chǔ)熱專業(yè)。儲(chǔ)能作為典型學(xué)科交叉支撐的新工科專業(yè)，跨學(xué)科的人才施教方式是必然選擇，不同高校可結(jié)合自身專業(yè)優(yōu)勢(shì)，尋找現(xiàn)有學(xué)科之間的融合點(diǎn)，最大化利用現(xiàn)有學(xué)科軟硬件資源，確定儲(chǔ)能專業(yè)發(fā)展方向，據(jù)此設(shè)置人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域“高精尖”人才。

表2 26所高校儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)概況Table 2 Overview of construction of energy storage disciplines in 26 universities

同時(shí)，為促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者撰寫了相關(guān)研究方向的一系列教材，部分儲(chǔ)能學(xué)科教材見(jiàn)表3。

表3 部分儲(chǔ)能學(xué)科教材Table 3 Part of textbooks of energy storage

3 儲(chǔ)能學(xué)科體系建設(shè)構(gòu)想

3.1 新工科背景

當(dāng)今世界各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)，本質(zhì)上是人才競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展都離不開(kāi)創(chuàng)新型人才。面對(duì)以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)，2017 年，教育部提出“新工科”發(fā)展規(guī)劃，旨在樹(shù)立工程教育新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新體系[16]。其中，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜和不確定性工程問(wèn)題是我國(guó)高等工程教育的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是全世界工程教育所面臨的共同課題，因?yàn)闆](méi)有兩個(gè)工程項(xiàng)目完全相同[17-19]。因此，在產(chǎn)業(yè)融合、能源轉(zhuǎn)型的背景下，培養(yǎng)高素質(zhì)、強(qiáng)基礎(chǔ)、創(chuàng)新型的杰出工程人才已成為高等工程教育的重要任務(wù)。

3.2 人才培養(yǎng)思路及目標(biāo)

儲(chǔ)能技術(shù)專業(yè)人才的缺乏很大程度上制約了儲(chǔ)能行業(yè)健康發(fā)展。為順應(yīng)我國(guó)新工科建設(shè)和國(guó)際工程教育發(fā)展新趨勢(shì)，高?？梢劳鞋F(xiàn)有學(xué)科專業(yè)，從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求出發(fā)，考慮全鏈條技術(shù)需求——儲(chǔ)能本體技術(shù)、儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)、儲(chǔ)能控制技術(shù)來(lái)支撐儲(chǔ)能學(xué)科全方位、整體性建設(shè)，并根據(jù)自身定位，圍繞不同的儲(chǔ)能人才培養(yǎng)目標(biāo)(例如產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才、技術(shù)研發(fā)型人才等)靈活設(shè)置不同課程體系及人才培養(yǎng)模式。本文以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才為人才培養(yǎng)目標(biāo)，提出從素質(zhì)、知識(shí)、能力三個(gè)維度考慮的人才培養(yǎng)思路(具體見(jiàn)圖3)，培養(yǎng)具有較高的綜合素質(zhì)，過(guò)硬的專業(yè)知識(shí)，過(guò)強(qiáng)的綜合能力以及國(guó)際視野的儲(chǔ)能領(lǐng)域高素質(zhì)、強(qiáng)基礎(chǔ)、創(chuàng)新型的杰出工程人才。

老三這時(shí)也看到了孔老一，連滾帶爬沖了過(guò)來(lái)，也不說(shuō)話，見(jiàn)面就跪：“哥，哥，咱爸過(guò)山去了。”說(shuō)罷便伏地嚎啕大哭說(shuō)罷便伏地號(hào)啕大哭。

圖3 素質(zhì)、知識(shí)、能力三維人才培養(yǎng)思路Fig.3 Three-dimensional talent training ideas of quality,knowledge and ability

由圖3可知，素質(zhì)維度包括碳中和理念、可持續(xù)發(fā)展理念、國(guó)際視野、緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展的服務(wù)意識(shí)等；能力維度主要包括捕獲前沿知識(shí)的能力，系統(tǒng)思維能力，運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程知識(shí)的實(shí)踐能力以及能夠在全球化、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)背景下判斷工程解決方案效果的能力。個(gè)人能力的發(fā)揮不僅可以使知識(shí)的作用發(fā)揮得淋漓盡致，還可以體現(xiàn)自身價(jià)值，素質(zhì)則可以指導(dǎo)能力往正確的方向前進(jìn)。下節(jié)即從素質(zhì)、知識(shí)、能力三個(gè)維度出發(fā)，圍繞產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)行相應(yīng)的課程體系建設(shè)。

3.3 課程體系建設(shè)

儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的基石，是國(guó)家能源戰(zhàn)略重大需求，而課程體系建設(shè)又是儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵因素。在新工科背景下，“跨學(xué)科交叉融合”被視為工程人才所需具備的核心素質(zhì)之一[10-21]?！翱鐚W(xué)科交叉融合”教學(xué)逐漸成為“高精尖”人才培養(yǎng)的重要途徑，高校通過(guò)將現(xiàn)有不同學(xué)科專業(yè)交叉融合，可形成學(xué)科之間動(dòng)態(tài)交叉整合，不僅突破單一學(xué)科局限性進(jìn)而豐富了相關(guān)學(xué)科內(nèi)涵，而且適應(yīng)了知識(shí)創(chuàng)新和社會(huì)需求，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力[22-25]。

儲(chǔ)能技術(shù)涉及電氣工程、材料學(xué)、化學(xué)、能源動(dòng)力等眾多學(xué)科的知識(shí)(圖4)，是典型的學(xué)科交叉支撐的新工科專業(yè)。按照新工科內(nèi)涵，構(gòu)建“跨學(xué)科交叉融合”課程設(shè)計(jì)主旨思想，通過(guò)儲(chǔ)能相關(guān)學(xué)科橫向聯(lián)系，打破專業(yè)壁壘，充分利用高校現(xiàn)有教育資源，培養(yǎng)儲(chǔ)能行業(yè)高質(zhì)量、復(fù)合型人才，真正做到儲(chǔ)能學(xué)科高起點(diǎn)建設(shè)。文獻(xiàn)[24]中指出中國(guó)礦業(yè)大學(xué)針對(duì)跨學(xué)科教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐與探索，并且取得了良好的效果，給儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)及人才培養(yǎng)提供了借鑒與思考。

圖4 儲(chǔ)能技術(shù)涉及學(xué)科Fig.4 Disciplines involved in energy storage technology

根據(jù)以上提出的儲(chǔ)能學(xué)科課程設(shè)計(jì)主旨思想，我們對(duì)課程體系建設(shè)中的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方案具體如下。

3.3.1 關(guān)于跨學(xué)科交叉具體方案

以北方工業(yè)大學(xué)為例，涉及儲(chǔ)能技術(shù)的相關(guān)學(xué)科(學(xué)校已開(kāi)設(shè))有新能源科學(xué)與工程、能源動(dòng)力、控制科學(xué)與工程學(xué)科、電氣工程、材料科學(xué)與工程專業(yè)等，涉及儲(chǔ)能技術(shù)研究方向有大規(guī)模電儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用研究、大型抽水蓄能技術(shù)等(部分儲(chǔ)能技術(shù)研究方向見(jiàn)圖5)，基于此，可以以電氣工程學(xué)科為基礎(chǔ)，以優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)能技術(shù)研究方向?yàn)橹黧w，以其他相關(guān)學(xué)科為支撐，補(bǔ)充其他儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)課程，橫向整合現(xiàn)有學(xué)科的教師、技術(shù)研究人員、校外實(shí)踐基地、設(shè)備、軟件等資源，培植儲(chǔ)能學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。

圖5 部分儲(chǔ)能技術(shù)研究方向Fig.5 Part of research direction of energy storage technology

3.3.2 關(guān)于素質(zhì)、能力培養(yǎng)的課程設(shè)置

3.3.3 關(guān)于專業(yè)課程設(shè)置

專業(yè)課程設(shè)置分為4個(gè)梯次，第一，工程基礎(chǔ)課，即工程類專業(yè)的通識(shí)課程，包括工程制圖及CAD基礎(chǔ)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、仿真技術(shù)與應(yīng)用等課程；第二，專業(yè)基礎(chǔ)課，即本學(xué)科專業(yè)所需基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)應(yīng)的課程，包括電機(jī)學(xué)、材料學(xué)、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)等課程；第三，工程專業(yè)課，即本專業(yè)中不同方向(見(jiàn)3.3.4節(jié))所需專業(yè)知識(shí)對(duì)應(yīng)的課程，例如機(jī)械儲(chǔ)能方向有水輪機(jī)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)等課程，而電化學(xué)儲(chǔ)能方向有電化學(xué)導(dǎo)論、電化學(xué)熱力學(xué)、電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)等課程，故學(xué)生學(xué)習(xí)工程專業(yè)課程需要在選擇所學(xué)專業(yè)方向之后；第四，專業(yè)選修課，即每個(gè)專業(yè)方向下各個(gè)子方向所需增加的專業(yè)知識(shí)對(duì)應(yīng)的課程，以及其他專業(yè)延展性技術(shù)課程或相關(guān)技術(shù)課程，學(xué)生可以按照不同方向自主選擇選修課程。對(duì)于以上專業(yè)課程，高?？梢园凑諏W(xué)生入學(xué)時(shí)間，安排學(xué)生分階段逐步學(xué)習(xí)。

3.3.4 關(guān)于專業(yè)方向設(shè)置

高?？山Y(jié)合自身技術(shù)研究重點(diǎn)及當(dāng)前教育資源，設(shè)置相應(yīng)儲(chǔ)能專業(yè)二級(jí)方向及三級(jí)小方向。以北方工業(yè)大學(xué)為例，結(jié)合目前學(xué)校儲(chǔ)能技術(shù)研究方向(表4)，且儲(chǔ)能技術(shù)課題組開(kāi)展的研究已經(jīng)覆蓋了飛輪儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、鋰離子電池、鉛酸電池等方面。因此可將二級(jí)方向設(shè)為：物理儲(chǔ)能方向、電化學(xué)儲(chǔ)能方向、電氣類儲(chǔ)能。其中對(duì)于物理儲(chǔ)能方向，可根據(jù)技術(shù)類型，將三級(jí)小方向設(shè)為抽水蓄能技術(shù)、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)；對(duì)于電化學(xué)儲(chǔ)能方向，由于鋰離子電池應(yīng)用性最好，但安全問(wèn)題一直沒(méi)有突破，據(jù)此，將三級(jí)小方向設(shè)為電化學(xué)儲(chǔ)能本體技術(shù)、電化學(xué)儲(chǔ)能安全管理技術(shù)；對(duì)于電氣類儲(chǔ)能方向，可根據(jù)技術(shù)類型，將三級(jí)小方向設(shè)為電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能。

綜上考慮，我們對(duì)儲(chǔ)能學(xué)科課程體系設(shè)計(jì)(以物理儲(chǔ)能方向?yàn)槔?具體如表4所示。高?？筛鶕?jù)實(shí)際情況，設(shè)置課程時(shí)間權(quán)重，采取線上和線下相結(jié)合的靈活授課形式。

3.4 人才培養(yǎng)模式

傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式更加注重理論教學(xué)，培養(yǎng)出的學(xué)生容易出現(xiàn)高分低能，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性未被完全激發(fā)，學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力較弱，加之儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)更新迭代較快，故學(xué)生知識(shí)能力與產(chǎn)業(yè)實(shí)際崗位需求之間很容易存在較大的差異，而產(chǎn)教研結(jié)合是實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求緊密結(jié)合的有效途徑之一，更有利于推動(dòng)社會(huì)發(fā)展[26]。所以，從社會(huì)需求出發(fā)，圍繞儲(chǔ)能學(xué)科人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建了“校企聯(lián)合、科教融合、5+4+1 考核”儲(chǔ)能學(xué)科新型人才培養(yǎng)模式，如圖6所示。

圖6 儲(chǔ)能學(xué)科新型人才培養(yǎng)模式Fig.6 New talent training model for energy storage subject

3.4.1 校企聯(lián)合

在“校企聯(lián)合”模式中，企業(yè)作為校外實(shí)踐教學(xué)基地，接受學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)及教師項(xiàng)目培訓(xùn)，而高校則為學(xué)生提供理論知識(shí)學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，與企業(yè)一起建設(shè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。首先，從企業(yè)引進(jìn)工程項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)多個(gè)項(xiàng)目橫向分析以及縱向分解，衍生出不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，比如基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等，形成從理論到實(shí)踐、從被動(dòng)到主動(dòng)、從知識(shí)傳授到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系?；蛘咴趯W(xué)生掌握一定的基礎(chǔ)知識(shí)之后，參與企業(yè)委托的橫向課題研究或一些綜合性的實(shí)踐項(xiàng)目，以項(xiàng)目做引導(dǎo)，讓學(xué)生全程參與項(xiàng)目申報(bào)、立項(xiàng)、實(shí)施等，全方位訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考、分析解決問(wèn)題的能力以及科研創(chuàng)新意識(shí)。其次，教師不定期到企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目培訓(xùn)，及時(shí)了解工程中待攻破的難點(diǎn)問(wèn)題，以解決問(wèn)題為目的教學(xué)。學(xué)校不定期地邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員到學(xué)校開(kāi)展專題講座，和教師、學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)探討等，豐富教師教學(xué)內(nèi)容。

通過(guò)“校企聯(lián)合”模式，有效聯(lián)合高校院所和企業(yè)的儲(chǔ)能研究團(tuán)隊(duì)，建立技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，讓學(xué)生、教師“走出去”，把企業(yè)技術(shù)人員、項(xiàng)目“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”，充分發(fā)揮校內(nèi)外資源優(yōu)勢(shì)，以儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)，聯(lián)合各界推動(dòng)儲(chǔ)能專業(yè)學(xué)科人才培養(yǎng)、技術(shù)創(chuàng)新與科技成果轉(zhuǎn)化。

3.4.2 科教融合

儲(chǔ)能領(lǐng)域高質(zhì)量人才的培養(yǎng)離不開(kāi)儲(chǔ)能科研的支撐，所以將儲(chǔ)能領(lǐng)域的科研資源(包括設(shè)備成果等)向教學(xué)資源轉(zhuǎn)化對(duì)人才培養(yǎng)有重大意義[27-28]。為此，高?？山?chǔ)能研究中心，比如：為促進(jìn)科教融合，促進(jìn)儲(chǔ)能領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，北方工業(yè)大學(xué)與國(guó)網(wǎng)綜合能源服務(wù)集團(tuán)有限公司、國(guó)家電投集團(tuán)中央研究院合作成立了儲(chǔ)能技術(shù)工程研究中心，積極開(kāi)設(shè)學(xué)科前沿課程或講座，發(fā)揮科研對(duì)人才培養(yǎng)的作用。以科研項(xiàng)目為依托，對(duì)其進(jìn)行合理的分解，將科研成果融入教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目，使其從簡(jiǎn)單的課本知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)入科學(xué)研究的殿堂，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及創(chuàng)新思維，激發(fā)他們的成就感和使命感。

3.4.3 “5+4+1”考核

新工科背景下對(duì)人才的培養(yǎng)更注重素質(zhì)和能力，在以往的教學(xué)中，卷面考試成績(jī)?cè)诤饬繉W(xué)生對(duì)于某學(xué)科的掌握程度上占有很大的比重，導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)試思想嚴(yán)重，考前突擊重點(diǎn)知識(shí)，考后拋之腦后的現(xiàn)象比比皆是，學(xué)生自身的能力水平并未有很大的提升，這樣就失去了日常教學(xué)的意義[29]。因此，我們提出“5+4+1”的考核模式，即實(shí)踐成績(jī)占50%，主要包括實(shí)驗(yàn)成績(jī)、實(shí)習(xí)成績(jī)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績(jī)；考試成績(jī)占40%，指期中或期末的卷面成績(jī)；課堂表現(xiàn)成績(jī)占10%，指課堂出勤率、課堂活躍程度等。這種考核模式可引導(dǎo)學(xué)生重視綜合素質(zhì)和能力培養(yǎng)，提升運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力等。

4 總結(jié)與展望

本文從素質(zhì)、知識(shí)、能力三個(gè)維度出發(fā)，圍繞產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，遵循“跨學(xué)科交叉融合”課程設(shè)計(jì)主旨思想，建設(shè)儲(chǔ)能學(xué)科的課程教育體系，提出校企結(jié)合、科教融合、5+4+1考核的人才培養(yǎng)模式，解決儲(chǔ)能學(xué)科交叉性難題以及因儲(chǔ)能行業(yè)更新較快而產(chǎn)生的專業(yè)教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求脫節(jié)問(wèn)題。推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)、企業(yè)和社會(huì)力量深度參與人才培養(yǎng)過(guò)程，形成多元協(xié)同的育人模式，更加精準(zhǔn)的培養(yǎng)儲(chǔ)能行業(yè)“高素質(zhì)、強(qiáng)基礎(chǔ)、創(chuàng)新型”的杰出產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才[30]。在“雙碳”目標(biāo)下能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展依然會(huì)突飛猛進(jìn)，儲(chǔ)能領(lǐng)域人才需求不會(huì)是短期的、間斷的，必將是長(zhǎng)期的、可持續(xù)的?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，這一橫跨多學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)合型人才會(huì)成為中堅(jiān)力量，為儲(chǔ)能的可持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。