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“双碳”目标下地方高校国际化与工程认证育人体系构建与实践

2024-06-20李迺璐杨华朱卫军

高教学刊 2024年16期
关键词:育人体系双碳人才培养模式

李迺璐 杨华 朱卫军

摘  要:近年教育部明确高校着力培育“双碳”人才、提高碳中和人才国际合作交流能力的要求。为满足我国新能源行业对自主创新、国际化工程人才的迫切需求,扬州大学新能源学科与工程专业从教学团队、课程建设、教学方法、数字化资源、创新实践和国际合作六个方面入手,整合产学研和国际化资源,初步构建面向全球工程教育标准的新能源国际化与工程认证育人体系,显著提升地方高校的“双碳”育人水平、学生创新能力和国际化水平,为地方性高校长效输出碳中和国际化人才提供有效途径。

关键词:国际化与工程认证;新能源科学与工程;育人体系;人才培养模式;“双碳”目标

中图分类号:C961        文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)16-0012-05

Abstract: In recent years, the Ministry of Education has clarified the requirements for universities to focus on cultivating carbon reduction talents and improving the international cooperation capacity of carbon neutral talents. In order to meet the urgent needs of independent innovation and international engineering talents for China's renewable industry, the renewable engineering major of Yangzhou University has constructed an international and engineering certificated education system according to global engineering education standards. The system integrates education, research and international resources, based on six aspects of faculty team, the curriculum, teaching method, digital resources, innovation practice education and international cooperation. It significantly improves the level of carbon target education, student innovation and internationalization of local universities, and provide effective ways for local universities to export carbon neutral and international talents in a long-term manner.

Keywords: internationalization and engineering certification; new energy science and engineering; education system; personnel training mode; carbon peaking and carbon neutrality goals

碳达峰、碳中和是我国发展低碳绿色经济,推动产业结构转型,健全交易机制并建立清洁发电体系的重要核心思想[1],体现了我国未来能源技术发展的重要方向。教育部2021年7月印发了《高等学校碳中和科技创新行动计划》文件,明确了碳中和人才培育的迫切需求,包括培养适应未来碳中和技术的复合型人才、配备高质量的科教资源及数字化平台、加快碳中和学院及专业建设。同时,强调了碳中和国际合作交流能力,为我国打造“一带一路”工程,积极参与国际能源事务提供人才储备[2]。因此,碳中和人才培养已成为当代高等教育发展的重要目标之一。地方性高校数量众多,如何培养符合国家战略需求的高质量碳中和人才,对于我国实现“双碳”目标具有重要意义。相比传统高等教育,碳中和人才对本科生的创新能力和国际化交流能力提出了更高的要求,同时,工程教育认证体现了对标全球工程教育水平的培育标准[3],因此,为了长效输出高质量的碳中和人才,地方性高校国际化与工程认证育人体系的建设与研究是必经之路。

新能源技术是实现“双碳”目标的主导技术,2060年碳中和要求达到全社会零碳排放,这需要在未来的综合能源系统中构建100%清洁能源或新能源消费结构,而目前仍存在较大差距,带来巨大的新能源人才缺口。教育部2012年整合多种能源方向统一称为新能源科学与工程,主要包括风能、太阳能、生物质、核电能及储能相关等,学科涉及机械学、物理学、热力学、传热学、化学、流体力学、电力学和控制学等,为多学科交叉专业[4]。近年来全国开设新能源科学与工程专业的高校不断增加,各高校根据自身基础和特点,选择不同方向设置课程体系来培育专业人才。江苏省开设新能源科学与工程专业的高校包括东南大学、河海大学、江苏大学、扬州大学、常熟理工、盐城工学院、江苏海洋大学和常州工学院等,为长三角地区的新型产业发展、江苏省及全国新能源行业输送技术人才[5]。然而,相比其他能源动力类专业,大部分高校设立新能源科学与工程专业的时间较短,人才培养模式、学科建设和育人体系仍处于不断探索和发展过程中。随着新能源技术和全球碳交易体系发展,完善新能源国际化与工程认证育人体系及培养模式是亟待解决的问题。

一地方性高校新能源专业人才培养存在的关键问题

扬州大学坐落于江苏省苏中地区,是拥有二十多个学院的地方性综合大学,经教育部批准2015年招收新能源科学与工程专业学生,2019年第一届学生毕业[6]。经过这几年的办学经验以及走访兄弟院校,针对新能源科学与工程专业建设与国际化人才培养进行了有益的探索与实践,由于专业开设时间较短,育人体系与培养模式仍需要不断研究与完善。结合国家“双碳”目标、教育部碳中和人才要求,作者认为专业人才培育在以下方面还需要进一步加强。

(一)构建适用于地方高校的新能源国际化与工程认证人才培养模式

“双一流”知名高校较多采用昂贵的“正规军式”合作办学模式进行国际化人才培养,而地方高校虽然数量众多,但由于经费、学科、平台等局限性,难以推广应用这种模式[7];同时,地方高校的新能源科学与工程专业具有各自鲜明特点、培养方向不尽相同,使得人才培育难以直接套用传统固有模式。因此,如何构建新能源国际化复合型人才的培养模式,使其适用于地方性高校、符合工程认证标准、提升国际化教育水平,是地方高校长效、稳定地输出碳中和国际化人才的关键问题之一。

(二)新能源人才培育较少兼顾“国际化教育链和创新产业链”

传统国际化人才培养重点往往停留在课程建设、教学方案改革和英文能力提升等方面,容易忽略人才实践创新能力的培养,导致国际化人才的教育链与科技创新链、产业链脱节;同时,全国大部分新能源科学与工程专业,人才培育重点仍在工程实践能力,在新能源国际化人才培育方面还有待进一步研究与发展。然而,“双碳”目标对于未来新能源人才的创新实践能力、国际化交流合作能力均提出了较高要求,如何融入全球工程教育体系、兼顾国际化和创新实践能力,培养碳中和高层次人才是新能源人才培育的难点。

(三)传统师资队伍、科教资源和实践平台,难以支撑“双碳”目标下的新能源国际化人才培养与工程认证需求

目前国内开设有新能源专业的高校,普遍采用传统科教资源和实践教学平台,较少考虑国际化人才培养的需求,针对工程教育认证标准仍在查漏补缺;同时,由于新能源领域学科分类较多、专业性极强,专业领域的师资人数较少,导致符合全球工程教育标准、具有国际先进水平的中英科教资源和“双碳”实践平台较为匮乏,难以较好地支撑“双碳”目标下的新能源工程教育认证与高质量国际化人才培养。

二符合国际化和工程教育认证的新能源人才培养策略

工程教育认证是国际公认的工程类专业教育认证,是以培养目标和行业需求为导向的认证体系,享有工程教育及工程师资格的国际互认资质,即育人质量对标全球工程教育水平[8-9]。从行业导向、对标国际这两层维度,工程教育认证与“创新性、国际化”的碳中和人才培育不谋而合,是保障高质量、高层次人才培养的有效机制。因此,本专业结合“双碳”目标,依托工程教育认证体系,推进课程思政、全英文课程建设与教学改革[10-11],打造国际化教学团队,整合产学研和国际化资源,基于校企研发平台及实践平台,开发数字资源及虚拟仿真平台[12],深入国际科教合作,从而在整体上优化构建育人体系并提升专业建设与国际化育人水平,具体如下。“双碳”目标下地方高校新能源专业认证与国际化人才培养思路如图1所示。

(一)“双碳”目标下专业人才的培养模式探索

确立“双碳”目标,充分发挥扬州大学自身特色,构建“服务‘双碳、适用地方大学、对标全球工程教育”的新能源专业认证制度与国际化人才培养模式。首先,以“双碳”目标为出发点,结合毕业生/企业/海外高校反馈,建设新能源专业认证制度,包括培养目标评估制度、课程质量与教学评估制度、国际化水平评估制度,对培养目标和课程教学的毕业达成度、合理性进行分析评价,并根据反馈进行持续改进,从而形成闭环评价改进机制。其次,以专业认证制度为指导,从地方大学的可行性和经济性出发,集中经费重点引进新能源领域的高端海外人才、通过筑巢引凤,以较低成本吸引了领域内海外背景的教师和博士,联合组建了高水平的国际化教学团队。然后,团队成员充分发挥自身海外背景优势,紧密合作海外高校,汇聚海内外优秀教学经验和资源,建设全英文科教资源、开发数字化平台,实现多种教学方式改革。最后,充分利用企业资源进行碳中和创新实践培养,依托校企风能研发中心将工程问题、先进技术引入学生“课设、科创、竞赛、毕设”的四位一体实践教学,开发双语实践平台进行创新设计与新能源工程实践教学,提升学生的国际化水平和创新实践能力。从上述四个方面入手,全面构建适用于地方高校,面向“双碳”目标和工程教育认证的新能源国际化人才培养模式。

(二)  “双碳”目标下专业人才的培养路径研究

结合“双碳”目标和自身优势,立足国际化教育、科技和产业协同发展,构建新能源专业认证体系与国际化人才培养路径。根据“双碳”目标下的国际化教育、科技和产业统筹推进要求,在新能源专业认证体系建设与国际化人才培养路径研究中,充分考虑“国际化教学-创新技术-产业转化-产反哺教”的闭环关系。首先,根据毕业生企业反馈,对新能源专业培养目标进行合理性评价,根据评价结果改进培养目标和培养方案,以满足“双碳”目标、全球工程教育要求和新能源行业需求;根据培养目标方案,对师资情况进行合理性评价,通过引进新能源海外人才、联合境外师资的方式进行改进,完善教师队伍;对国际化课程的毕业达成度进行评价,根据评价结果完善全英文专业课程、改革教学方法,建设碳中和学科交叉课程;对教学资源的国际化水平进行评价,根据评价结果完善国际化数字化教学资源,包括碳中和相关的中英文在线教学资源、网络课程平台和虚拟仿真资源;在毕业生创新实践能力评价的基础上,通过“课设、科创、竞赛、毕设”四位一体的方式改进本科生实践教学环节,提高学生创新实践能力;对实验实践平台进行评价,根据评价结果建议并完善新能源实验平台、校企合作实践平台和虚拟仿真实验平台;最后通过企业用人单位评价,反哺培养方案的持续改进。

(三)  “双碳”目标下专业人才的科教资源及实践平台建设

为了保障并持续改善新能源国际化人才的培养质量,积极构建“国外高校+国内企业”的双闭环长效合作机制,打造高质量的科教资源和实践平台。一方面,依托欧洲风能顶级高校的国际交流合作协议,汇聚海内外优秀教学资源和国际先进技术,建设碳中和通识课、碳中和与人工智能/互联网/经济学等多学科交叉课、多门全英文新能源专业课程,构建高质量的碳中和国际化课程群,根据课程配套数字化科教资源与平台,将建设成果与海外高校定期交流研讨,从而持续改进,形成海内外高校闭环机制;另一方面,依托风电龙头企业和校企研发中心,汇聚校企研发资源和技术需求,建设适应未来技术的风能资源库、虚拟仿真实验平台、创新实践平台和校企联合研发平台,在课程建设中增加相应的创新技术、产业技术介绍,将建设成果与骨干企业交流反馈,持续改进,形成校企闭环机制。在双闭环长效合作机制下,为持续提高新能源国际化人才的质量提供了保障。

三  专业建设与人才培养的初步成效

扬州大学新能源科学与工程专业建设及国际化工程人才培育成果见表1。

(一)  教学团队、课程建设与教学改革

基于上述专业建设与人才培养策略,扬州大学新能源专业已初步建设具有较强新能源国际化背景和专业知识的教师团队,包括江苏省特聘教授1人,省科技副总2人,师资博士率100%,其中海归博士占比30%,具有海外经历教师占比80%。国家级和省级人才为全球风能排名第一的丹麦科技大学引进的高端人才,起到了良好的筑巢引凤效果,团队教师大多为新能源方向的博士,在美国、英国和澳大利亚等国家具有学习交流经历,保证了新能源专业的国际化师资水平。

在课程建设方面,在原有的新能源课程体系上,一方面,新增了碳中和通识课程、学科交叉课程和最新技术课程,如能源经济学、海上风电、储能技术及应用和智慧能源电网技术等;另一方面,着力打造新能源全英文课,经过2~3年建设,已初步建成“电子技术基础双语课程-风力机空气动力学全英文课程-风力发电原理全英文课程-新能源专业英语”的全英文课程群,配套全英文教材和PPT、全英文作业、全英文演讲和全英文考试,授课也改革为100%全英文教学方法。风力机空气动力学获扬州大学全英文品牌授课课程,对比其他专业大三学生和新能源专业大二学生,同时选修风力发电原理全英文课程,新能源学生成绩普遍高出15%左右,验证了全英文课程群在提高学生国际化能力中发挥的重要作用。在教学改革方面,围绕专业建设与新能源国际化人才培养,2020—2023年,教师团队共获批省级一流课程1项,省级教改项目2项,校教学成果奖1项,校教学优秀奖2项和校级教改课题多项,极大提高了教学改革水平和国际化人才培育效果。

(二)  数字化资源与创新实践平台

在数字化科教资源建设方面,依托扬州大学网络教学平台和慕课平台,已建设完成多门全英文专业课程、新能源专业课程的网络教学资源,利用教学平台的数字化资源,教师可进行学生分组管理、发布线上教学资源和学习任务、发布主题讨论、课堂师生互动、批改作业和学生学情汇总,帮助教师从传统线下教学方式过渡至线上线下的混合教学方式,同时,专业建设了思政素材库、在课程教学大纲中均增加了思政教学目标,并获批了2项校级思政教改课题,积极推进新能源专业的课程思政改革。

在创新实践平台方面,一方面联合行业龙头企业——上海电气风电集团成立了“上海电气-扬州大学的风电气动与噪声联合研发中心”,同时,投入400多万元建设完成了大型回流式风洞教学平台和小型直流式风洞教学平台,为专业学生提供了面向产业技术需求、高质量的创新实践平台;另一方面,基于创新实践平台,建设完成了中英双语的“风力机气动性能分析虚拟仿真实验平台”,获批了江苏省首批一流课程——虚拟仿真项目,入驻了iLAB国家虚拟仿真实验教学课程共享平台,实验项目获广大用户好评,该虚拟仿真实验项目对疫情下的创新实践性教学与新能源国际化人才培育具有重大意义。

(三)  国际化交流、学生就业及行业影响

国际交流合作方面,与丹麦技术大学构建了新能源方向的合作关系,与之签署了教研合作交流协议,实现高水准的国际化平台搭建。双方定期举办扬州大学-丹麦技术大学的学术研讨会,丹麦技术大学教师进行短期新能源专业授课与交流。2020—2023年,受益于本国际合作平台,1名本科生受邀参加了剑桥大学举办的暑期夏令营,1名本科生赴美参加中美教育及文化交流项目,先后有3名学生通过正常程序录取丹麦技术大学、攻读新能源方向的硕士学位,作为地方性高校的新能源毕业生,其国际化水平受到认可。在学生成果方面,新能源专业学生在国际大学生数学建模竞赛、全国大学生可再生能源科技竞赛、全国大学生数学建模竞赛、“挑战杯”学生课外学术科技竞赛、全国大学生英语竞赛等比赛中斩获佳绩。2020—2023年,毕业生考研率逐年攀升,本科生被东方电气风电集团、上海电气风电集团、中国能源集团等行业内龙头央企录取,毕业生质量在新能源行业的就业市场获得认可。

世界风能协会前主席贺德馨对扬州大学新能源科学与工程专业的科研与教学活动给予了充分的肯定和深切期望。本团队教师在新能源国际化人才培养与全英文课程建设探索方面的教改论文获得贺德馨先生的高度关注与赞扬,表明国际化培养新模式、新体系对于新能源专业发展具有重要的引领意义。上海电气风电集团副总裁缪骏[13]指出与扬州大学签订战略合作框架协议,既为高校科研注入了新的活力、引入新的资源,提供新的发展方向,也将发挥高校智囊团的作用,为企业进军国际化市场提供有力的技术支撑。

四  结束语

面向地方高校的新能源科学与工程专业,培育国际化复合型的新能源工程人才,需要以服务“双碳”目标为出发点,依托工程教育认证体系及全球工程教育标准,积极探索适用于地方高校、长效输出碳中和国际化人才的培养模型和培养路径,兼顾专业人才的国际化水平和创新实践能力培育,建设国际化师资团队和高质量中英科教资源,搭建虚实结合的“双碳”创新实践平台,以行业反馈和海外反馈为助力,持续改进课程建设和培养方案,打造地方高校的碳中和国际化与工程认证育人体系,切实服务国家碳达峰碳中和目标。

参考文献:

[1] 陈向国.碳达峰碳中和:推动高质量发展的必由之路[J].节能与环保,2022(12):10-11.

[2] 教育部关于印发《高等学校碳中和科技创新行动计划》的通知[J].中华人民共和国教育部公报,2021(10):43-46.

[3] 郝慧荣,王清华,宋力,等.基于工程教育认证的汽车理论课程改革实践[J].高教学刊,2023,9(1):143-146.

[4] 李少白,杨天华,李延吉,等.新能源科学与工程专业应用及创新型人才培养探索[J].中国电力教育,2021(12):78-79.

[5] 张兰红,何坚强.地方院校的新能源科学与工程专业建设探索与实践[J].电气电子教学学报,2018,40(6):27-30,46.

[6] 王相军,杨华,李迺璐,等.提高新能源科学与工程专业本科教学质量的思考和探索[J].科技风,2022(19):13-15.

[7] 栾海燕,周金其.中外合作办学中本科人才培养的研究综述[J].教育教学论坛,2020(22):148-149.

[8] 吴子平,肖健.工程教育认证背景下课程思政教学探索与实践——以粉末冶金技术课程为例[J].高教学刊,2022,8(35):106-109.

[9] 尚飞,许积文,熊健,等.面向工程教育认证的新能源材料与器件专业人才培养模式与课程体系建设探索[J].高教学刊,2021,7(29):160-162,166.

[10] 李迺璐,杨华,朱卫军,等.面向国际化人才培养的“风力发电原理”全英文课程建设探索[J].风能,2016(7):46-48.

[11] 孙振业.基于“腾讯会议”和“优慕课在线平台”的风电机组设计与制造混合式教学[J].科技风,2020(27):38-39.

[12] 李迺璐,杨华,朱卫军,等.基于LabVIEW CDS的风力机智能叶片控制实验系统设计[J].实验技术与管理,2018,35(9):145-149.

[13] 我院与上海电气风电集团有限公司签订战略合作框架协议[EB/OL].(2019-08-29).http://dnxy.yzu.edu.cn/info/1073/1258.htm.

基金项目:教育部高等学校能源动力类教学研究与实践项目“双碳目标下地方性大学新能源专业认证和国际化人才培养研究与实践”(NSJZW2021Y-34);江苏省高等教育教学改革研究项目“双碳目标下地方性综合大学新能源国际化人才培养模式研究与实践”(2021JSJG241);江苏省首批一流本科课程“风力机气动性能分析虚拟仿真实验”(苏教办高函[2021]14号);扬州大学卓越本科课程建设工程项目“风力机气动性能分析虚拟仿真实验”(2022ZYKCB-23)

第一作者简介:李迺璐(1985-),女,汉族,江苏扬州人,博士,副教授,专业主任,硕士研究生导师。研究方向为风能利用技术。

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