適應全球能源互聯網需求的人才培養框架建議

張恒旭， 袁振華， 劉玉田

(山東大學 電氣工程學院， 山東 濟南 250061)

適應全球能源互聯網需求的人才培養框架建議

張恒旭， 袁振華， 劉玉田

(山東大學 電氣工程學院， 山東 濟南 250061)

本文對我國電氣學科人才培養現狀進行總結，分析了全球能源互聯網對于人才培養所提出的新需求，提出了 “一個中心、兩條主線、三個體系、四個抓手” 電氣學科人才培養模式的改革思路，并且以山東大學為具體案例，提出了以“優化課程體系、強化實踐教學、加強師資建設”為核心的改革措施。希望這些探索對于培養適應全球能源互聯網的電氣學科人才具有借鑒作用。

全球能源互聯網；電氣工程學科；人才培養

0 引言

由于傳統石化能源的大量開發，人類社會的可持續發展目前面臨著資源緊張、環境污染、氣候變化等問題的挑戰。解決能源和環境問題，改變建立在化石能源基礎上的傳統能源發展方式已經變得十分緊迫。2015年9月26日，習近平總書記在聯合國發展峰會上發表重要講話，倡導構建全球能源互聯網，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求，這對于實現人類可持續發展具有深遠的意義。構建全球能源互聯網這一偉大工程離不開大量高層次人才的共同努力，其中電氣工程人才將發揮至關重要的作用。然而我國當前的電氣工程學科人才培養模式由于其針對性和局限性，難以滿足建設全球能源互聯網對于電氣工程人才的新需求。

我國電氣工程學科作為一門傳統學科，在其100多年的發展過程中為我國電力行業的發展輸送了大量的學術研究和工程建設人才，對我國電力事業快速發展發揮了重要的作用。目前，該學科的人才培養目標主要是培養面向我國傳統電氣工程領域的規劃設計、運行控制、技術開發和經營管理等方面的人才。其課程體系相對陳舊，實踐教學偏離工程應用，同時對于清潔能源開發與配置的相關技術涉及較少且不夠深入，缺乏全球能源視野和綜合素質的培養，這些專業知識和人文素養恰好是建設全球能源互聯網對于人才培養所提出的新需求，因此應大力推進我國電氣工程學科人才培養模式的全面改革。

本文對我國電氣工程學科人才培養現狀進行了深入的總結，指出了其當前存在的不足，闡述了全球能源互聯網對于人才培養的新需求，提出了“一個中心、兩條主線、三個體系、四個抓手”的電氣學科人才培養模式改革思路，并結合我校電氣學科人才培養模式的實際情況，提出了以此改革思路為指導思想的具體改革措施。

1 電氣學科人才培養現狀及新挑戰

1.1 電氣工程學科人才培養現狀

自1908年南洋大學堂(上海交通大學前身)設置電機?？埔詠?，我國電氣工程學科已經有100多年的發展歷史。在其發展歷程中，該學科人才培養目標、學科特點以及專業方向分化都發生過階段性的變化。目前，該學科的主要特點為強弱電相結合，與信息科學和能源科學等學科交叉融合，同時注重理論聯系實踐?，F從以下幾個方面對電氣工程學科人才培養現狀進行剖析。

1) 電氣工程專業的培養目標與定位

當前我國電氣工程專業的培養目標為：培養可以從事與電氣工程有關的規劃設計、電氣設備制造、發電廠和電網建設、系統調試與運行、信息處理、保護與系統控制、狀態監測、維護檢修、環境保護、經濟管理、質量保障、市場交易等領域的工作，具有科學研究、技術開發與組織管理能力的復合型工程科技人才[1]。該培養目標反映了當前社會對于電氣工程人才的要求，但也具有一定的滯后性，難以體現世界新能源和未來電力行業的發展方向。

2) 理論教學體系現狀

目前，大多數國內高校在理論教學方面采用“通識教育課、專業大類基礎課、專業基礎課和專業方向課”的課程體系結構[2]。這種課程體系基本上采取“串行”模式，前一類課程多為后續課程的基礎，在結構上具有一定的連貫性。大多數課程都是針對電力系統某個具體方向設立的，它們幾乎涉及到了傳統電氣工程各領域的方方面面，而且其教學內容較為深入，因此當前的課程體系能夠為培養對象打下堅實的專業理論基礎。

當前的理論教學模式也存在諸多問題。主要表現為各門課程各自較為完善但又相對封閉，知識零散化、碎片化較嚴重，沒有注重對于電力系統整體性認知的培養；課程體系相對陳舊，部分課程的教學內容沒有做到與時俱進，對于清潔能源的開發與配置的新技術涉及不夠深入；與計算機、信息等學科的交叉不夠緊密，難以反映電網數字化、信息化的發展方向；國際化水平不高和國際視野不足，雙語課程所占比重小等方面。

3) 實踐教學體系現狀

目前各高校電氣學科的實踐教學主要包括課程實驗、課程設計、生產實習、畢業設計和課外科技活動等環節，實踐形式多樣，教學內容豐富。然而，當前的實踐教學存在的問題也比較突出，例如教學內容浮于形式，沒有充分調動學生的主觀能動性和創新能力；部分實踐內容過于簡單或偏離實際應用等。

1.2 全球能源互聯網對于人才培養的新需求

全球能源互聯網是以特高壓電網為骨干網架(通道)，以輸送清潔能源為主導，全球互聯泛在的堅強智能電網[3]。作為一項解決世界能源與環境問題的全球性重大工程，其構建過程將會面臨經濟利益、社會環境、市場建設、地緣政治、技術創新等方面的重大挑戰，這對電氣工程學科人才培養提出了若干新的要求。

1)大的能源觀與環境觀

建設全球能源互聯網，解決世界能源問題與環境問題，必須以科學的世界觀和方法論為指導。要正確認識和把握世界能源發展的內在規律，理清能源發展與環境變化之間的內在關系，熟悉能源和環境的現狀與發展趨勢，樹立全球性的大能源觀與環境觀。

全球能源觀是遵循能源發展規律，適應“兩個替代”發展趨勢，總結提煉形成的關于全球能源可持續發展的基本觀點和理論[3]。全球能源觀堅持以全球性、歷史性、差異性、開放性的觀點和立場來研究和解決世界能源發展問題，更加注重能源與政治、經濟、社會、環境的協調發展。全球能源觀不但明確了能源的發展規律和未來能源發展的理論體系，還從可持續發展的角度統籌考慮了滿足能源需求與保護生態環境的關系，對于構建全球能源互聯網能夠起到重要理論指導作用。這迫切需要在我國當前的電氣學科人才培養計劃中增加全球能源觀的培養內容。

2)電氣工程技術創新

全球能源互聯網的實質是全球互聯泛在的智能電網，而先進的科學技術是保障其穩步建設和合理運行的關鍵。然而目前的能源技術和通信技術水平還難以滿足全球能源互聯網的需求，迫切需要在電源、電網、儲能和信息通訊四個技術領域取得重大創新突破[3]。其中，電氣工程學科主要針對的是電網技術的學習與創新，如特高壓輸電、直流電網、微電網等關鍵技術，同時也要兼顧跟蹤另外三個技術領域的最新進展。

3)國際政治經濟關系理論和法律基礎

構建能源互聯網，除了面臨工程技術創新的挑戰，同時也涉及到很多政治、經濟、貿易和法律等方面的問題[4]。這要求培養對象特別是領軍人才把握好相關的理論基礎與國際形勢研究。例如，石化能源或清潔能源的地域分布格局使能源成為了國際政治博弈的焦點，因此把握好國際政治關系、地緣政治格局是統籌協調各個國家或地區政治利益的前提；擁有豐富的國際經濟學、國際貿易學基礎知識是保障以電能為載體的能源貿易能夠實現全球經濟利益最大化的必要條件；熟悉各國、各組織的能源法律政策又是推動能源政策改革、建立全球能源新秩序的基礎。

4)國際化與國際視野

構建全球能源互聯網的目標是實現對全球能源科學合理地開發與配置，這一過程需要全世界多個領域人才的通力合作，必將涉及到人力、物質資源在跨國范圍內的大量流動。提高國際合作與交流能力、樹立國際視野自然成為了全球能源互聯網對人才培養的一項新要求。對于國際化人才素質的要求具體體現為：具有全球視野，了解當今時代的問題和世界發展趨勢；善于學習，能夠適應變化，具有競爭精神；具有跨文化溝通的能力，能理解尊重不同的文化；至少精通一門外語，聽、說、讀、寫和譯等本領過硬等[5]。

2 人才培養模式改革思路

為滿足全球能源互聯網重大戰略的人才需求，探索高層次的電網人才培養新模式，我們提出以“一個中心、兩條主線、三個體系、四個抓手”為人才培養模式改革的總體思路，以求對人才培養體系進行全方位的提升。

一個中心：以滿足全球能源互聯網對于高層次人才的需求為中心。人才培養模式改革的根本動力是滿足全球能源互聯網對人才素質的需求，因此在改革過程中要時刻把握這一中心思想，保證改革措施的針對性與有效性。

兩條主線：一是創新能力與實踐能力的培養；二是綜合素質的全面提升。建設全球能源互聯網需要先進的科技水平和勇于探索的實踐精神，這對人才的實踐與創新能力提出了更高的要求。同時，全球能源互聯網作為全球通力合作的產物，涉及到國際政治、經濟、法律、外交等方面的社會活動，這就要求人才具備包含自然科學和人文社科等多方面的綜合素質。

三個體系：以全球的能源觀與環境觀、電氣工程基礎理論與前沿技術、國際政經關系理論和法律基礎為人才知識結構的三個體系。這三個體系是建設全球能源互聯網對人才素質提出的具體要求，其中大的能源觀與環境觀是指導思想，電氣工程基礎理論與前沿技術是工程技術支持，國際政治經濟關系理論和法律基礎是資源合理配置和利益最大化的保障。

四個抓手：一是高校電氣工程專業課程體系改革。根據全球能源互聯網的新需求對原有的課程進行整合與更新，同時增添新的課程，做到與時俱進。二是高校電氣工程專業實踐教育的強化。努力搭建創新型實踐平臺，以全球能源互聯網的現有實踐成果為出發點，豐富實踐活動。三是高水平的師資隊伍構建。著力打造一支學術水平高、科研能力出眾、學術視野開闊的教師隊伍，為高校人才培養奠定雄厚的師資力量。四是國際視野與國際化的提升。樹立全球思維、開放理念，努力創造國際學術交流的條件，提高辦學的國際化水平，幫助教師隊伍和學生群體開拓國際視野，提高國際合作能力。

3 人才培養體系改革的措施建議

我校是教育部直屬重點綜合性大學，是國家“985工程”、“211工程”重點建設高校。我校電氣學科始創于1946年所設立的電機工程系，專業歷史悠久。自學科創立以來，始終致力于為我國電力行業培養高級專業人才，能夠根據社會需求進行人才培養方案的改革，為國家電力及相關事業的發展做出了重大貢獻。本文以我校電氣學科為例，對當前的課程內容和實踐教學等方面提出改革建議，力爭能夠為全球能源互聯網“又好又快”的發展輸送一大批高素質創新人才。

3.1 改革課程體系，優化教學內容

課程體系是教學內容和進程的總和，是大學教育的主要內容。大學在應對社會發展提出的新要求時，往往以課程為突破口，注重通過改革大學課程結構、增設新的課程來增加新的職能，滿足社會的需求，進而達到高等教育改革的目的[6]。目前，我校電氣工程及其自動化專業的課程體系如表1所示。

表1 我校電氣工程及其自動化專業課程體系

結合建設全球能源互聯網對人才素質的新要求，現從以下三個方面對課程體系進行改進。

1) 改善課程體系的連貫性與整體性

如前所述，當前的理論教學存在碎片化嚴重、整體性欠缺的弊端，培養對象難以站在全局的層面看待電力系統作為一個有機整體在實際過程中的運維、控制和保護等各環節的問題，這與全球能源互聯網所要求的電力系統全球性的大局觀是不相符的。為此，可針對具體的實驗案例或模擬電網事故，開設綜合多門專業課程內容的研究性課題，并指導學生自主地對實驗或仿真結果進行探索分析，從而將課程內容有機地串聯起來。

以“電力系統分析”這門課程為例，可在教學過程中設置研究性教學環節，從模擬電網某個實際故障出發，分析故障處的故障電流、重構網絡的潮流計算等電網實際運行控制過程。這一教學環節將涉及到“電力系統分析”、“電力系統繼電保護”等多門課程的理論知識，其具體過程如圖1所示。該環節不僅可以有效增強各門專業課程之間的聯系，同時也幫助學生對所學知識加深理解，學以致用。

圖1 研究性教學環節示意圖

2)增強課程內容的實用性

部分課程的教學內容雖然能夠適應過去或當前電力發展對于電氣人才的要求，但是已經無法滿足全球能源互聯網這一特大型電網的應用與創新需求，因此在實用性方面有所欠缺。此外，電氣設備更新換代迅速，技術含量不斷提升，如果相應的課程內容不能與時俱進，必將造成教學與實際的脫節，因此應當及時對課程內容進行更新，需要更多地考慮到電力行業實際的應用需求。例如，可將“單片機原理與應用”升級為“DSP原理及其應用”，因為當前越來越多的電力系統智能控制應用是采用DSP器件完成的，DSP器件取代單片機的時機已經成熟；在“數據庫技術及應用”中，除了保留原有的數據庫原理、技術與方法，還應更多的涉及大數據的數據存儲、處理和挖掘等大數據技術；在“電機學”、“高電壓絕緣技術”等面向實際電氣設備的課程中，在保留核心理論知識的基礎上，更多地吸收和反映最新的專業創新技術與成果。

3)體現知識結構的綜合性與交叉性

根據前文所述的新需求，分別增設相應的課程。如增設課程“能源與環境”，主要介紹世界能源發展與環境變化的內在關系、現狀與發展趨勢以及全球能源觀的基本內涵，幫助培養對象樹立全球的能源觀與環境觀；增設課程“國際政治關系、地緣關系概論”，主要介紹國際關系史、國際關系理論和地緣政治理論的基本內容，并探討以上理論在全球能源開發利用問題中的應用；增設課程“國際貿易與國際貿易法概論”，主要介紹國際經濟學、國際貿易和國家貿易法的基本概念和理論，幫助培養對象在今后以電能作為商品的國際貿易中正確貫徹我國對外貿易的方針政策和經營意圖，確保最佳經濟效益。此外，大力開展“新能源發電技術”、“智能電網概論”、“智能電網中的儲能技術”、“高壓直流輸電技術”等與全球能源互聯網電源、電網和儲能技術緊密聯系的課程，幫助學生提升適應學科和行業迅速發展的能力，為全球能源互聯網技術創新打下堅實的基礎。

4) 樹立全球視野、國際觀念，提升課程體系的國際性

構建全球能源互聯網不僅對于追蹤國際前沿技術提出了要求，同時也迫切需要提高學生的國際交流與合作的能力，這需要在課程體系建設中予以反映。具體的改革措施為

(1)增加雙語課程所占的比例，針對性地選擇經典英文教材進行授課。

(2)改革外語教學方式，將教學重點放在提高學生的外語應用能力上，并將外語教育與專業課程結合起來，使學生在利用國際資源提升專業素養時更加游刃有余。

(3)加大世界文化、哲學和國際知識在通識課程模塊中的比重，幫助學生熟悉不同國家不同民族的文化觀點。

(4)積極舉辦國際前沿講座，邀請電氣學科方面的國內外專家學者介紹最新研究成果，幫助本校教師與學生把握最新的學術動態。

(5)采用國際化的教學方式，注重學生國際思維的培養。更多的設置研討性的教學內容，強調學生在學習過程中的自主性與創造性，注重批判思維的培養。

3.2 切實強化實踐性教學

目前，我校電氣工程專業的實踐教學主要包括課程實驗、課程設計、生產實習、畢業設計和課外科技活動等環節。對于課程實驗部分，其實驗內容多為貫穿專業基礎課和專業課的驗證性實驗，缺乏綜合型與創新型實驗，學生的主觀能動性不強，沒有對所學知識靈活運用，難以在此教學環節培養學生的創新意識。對于生產實習部分，我校已建立了多個校外專業實踐基地，涵蓋了火力發電企業，變壓器、電動機制造企業，以及多家電網設計單位，幫助學生對電力企業生產過程獲得感性認識。具體的改革措施為

(1)適當減少課程實驗中的驗證性實驗，鼓勵并引導學生更多的進行研究設計性實驗，由學生自主設計實驗項目，充分調動學生的積極性和創造能力。

(2)努力搭建或完善包含新能源發電和儲能等電氣工程學科新方向的實驗平臺，為科學研究和技術創新提供良好的實踐環境。目前這些新方向在課程體系中普及程度較低，因此可以從仿真入門實驗和教學實物模型出發，逐步引導學生進行綜合實驗設計等綜合性、創新性較強的實踐活動。

(3)在校企合作的生產實習過程中，更多地涉及工程背景、工業規范、工藝流程等內容的介紹，注重培養學生的工程意識和系統思維。在企業導師的指導下，鼓勵學生自主完成工程項目中的部分內容，使學生切實參與到工程實際中去。

(4)為使學生對全球能源互聯網的形成更加具體的認識，了解建設全球能源互聯網的研究與實踐基礎，可組織學生對特高壓示范工程、風光儲輸示范工程、智能變電站等最新研究實踐成果進行參觀。

3.3 加強師資隊伍建設

優質的師資力量是提高人才培養質量和靈活教學的重要因素。建設一支高水平的、具有國際視野、能夠全面把握行業信息和學術動態的師資隊伍是提高教學質量的關鍵。

(張恒旭等文)

(1)充分利用國家“千人計劃”和地方“百人計劃”等政策支持，積極吸引優秀海外歸國學術精英任教，同時聘請國內外知名專家作為本專業的特聘教授或兼職教授，發揮他們在學科建設、科學研究等方面的作用，提高辦學層次。

(2)有計劃地選派優秀中青年教師去海外知名高校和研究所學習，學習國外先進的教學理念和科研方式，提升本校教師的科研能力與教學水平。支持教師參加各種國際學術交流活動，掌握最新的國際學術動態。

(3)建立有效的激勵機制，做到物質激勵與精神激勵的有機結合。建立健全與學術科研成果掛鉤的評價體系，創造良性的競爭環境，切實調動教師的科研積極性。

(4)鼓勵教師參與電力企業科研項目，了解電力行業發展動向，從而把握全球能源互聯網的建設進展。

4 結語

本文針對我校電氣學科人才培養現狀，結合全球能源互聯網對人才培養的需求分析，提出了人才培養模式改革的具體措施。這些措施的有效性與可行性仍需接受實踐的檢驗，同時在實踐過程中需要調動廣大教師和學生的積極性，不斷探索、潛心鉆研，總結經驗教訓，將理論與實踐緊密結合，這樣才能為建設全球能源互聯網提供強有力的人才支持。

[1] http://dqjzw.seu.edu.cn/59/8/8/news.html.

[2] 電氣工程及其自動化專業教學指導分委會.電氣工程及其自動化專業發展戰略研究報告[A]. 第三屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集[C].鄭州：鄭州大學出版社，2005年9月

[3] 劉振亞.全球能源互聯網[M].北京：中國電力出版社，2015年10月

[4] 蔣華林.工程師倫理培養：工程教育不能承受之重[J]，武漢：高等工程教育研究,2009,(06):37-40

[5] 朱雪波、王繪建.我國大學教育國際化發展路徑研究[J]，武漢：高等工程教育研究,2014,(06):68-72

[6] 郭德紅.美國大學課程思想的歷史演進[M].北京：中央編譯出版社，2007年5月

Suggestions on Talent Training for the Development of Global Energy Interconnection

ZHANG Heng-xu, YUAN Zhen-hua, LIU Yu-tian

(SchoolofElectricalEngineering,ShandongUniversity,Jinan250002,China)

This paper summarizes the current situation of the talent-training system of electrical engineering discipline in China and further analyses the new requirements for talents from global energy interconnection. The paper proposes a systematic reforming strategy consisting of one central task, two main lines, three systems and four key points. In the case of our university, some concrete reforming methods are put forward based on optimizing curriculum, strengthening practical teaching and promoting the faculty. The author hopes that this paper has certain reference significance to cultivating talents of electrical engineering discipline in order to meet the demands of global energy interconnection.

global energy interconnection; electrical engineering; talent cultivation

2016-05-23;

2016-07-28

張恒旭(1975-)，男，博士，教授，主要從事電網安全穩定分析、電力系統運行模擬等研究工作，E-mail: zhanghx@sdu.edu.cn

G420

A

1008-0686(2017)03-0001-06