内蒙古风能与动力工程专业人才培养与课程体系探索

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摘要：随着风能开发利用的大力发展，作为风电产业发展中坚力量和技术储备基础的本科人才培养显得越来越重要，改进和完善其课程体系设置也尤为迫切。对风能与动力工程专业的人才培养模式与课程体系设置进行了深入的比对研究，分析了风电行业的发展形势以及风电专业人才的培养现状，并结合内蒙古的资源优势、地域特色及毕业分配去向给出了详细的培养方案和课程体系。研究结果表明，我国未来风电人才需求缺口较大，教学计划和培养计划滞后于现实需求，必须加以改进和完善，为国家的风电产业长期稳定发展奠定人才基础。

关键词：风能与动力工程专业；教学改革；人才培养模式；课程体系设置

作者简介：任永峰（1971-），男，山西怀仁人，内蒙古工业大学电力学院，教授；彭伟（1970-），男，内蒙古赤峰人，内蒙古工业大学电力学院，讲师。（内蒙古 呼和浩特 010080）

基金项目：本文系教育部新世纪优秀人才支持计划（项目编号：NCET-11-1018）、内蒙古工业大学教改项目（项目编号：2011073）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0036-02

风能与动力工程专业是近几年来随着风力发电技术迅速发展而设置的实践性强且有地域特色的新专业。由于该专业涉及电气、机械、自动化、空气动力学等多学科，目前国内开设此专业的高校为数不多，各高校的办学基础和定位也各不相同，不同学校制订的培养方案和教学计划存在差别，需要不断进行探索和实践。本文在综合分析国内几所设置本专业兄弟院校相关材料的基础上，对风能与动力工程专业人才培养模式与课程体系设置进行了细致深入的分析研究，提出适用于内蒙古工业大学风能与动力工程专业的人才培养模式与课程体系设置方案。

一、国内外风电产业发展现状及人才需求

风能作为一种清洁、永不枯竭、环境友好的可替代能源，风能资源开发利用的综合社会效益较高。风力发电是目前新能源发电技术中技术最成熟、开发规模最大、商业化发展最好的发电方式，随着化石能源的日益短缺，发展风电越来越受到各国的重视，风电已成为电力系统增长最快的绿色能源和全球发展最快的可再生能源。

截止到2011年底，已有100多个国家开始发展风电，累计装机超过1GW的国家有20个，有五个国家累计装机容量超过了10GW，4个国家超过了5GW，中国和美国均超过40GW。2011年总装机容量与新增装机容量前十位国家见表1。

中国风电装机容量从2006至2009年连续4年翻倍成长后，2010年底我国风电首次超过美国，跃居世界第一，新增装机容量为1600万千瓦，累计装机容量达到4473万千瓦。到2011年新增装机容量分别为1800万千瓦，累计装机容量达到6273万千瓦。预计从2012年开始风电发发展速度进入稳定增长期。表2是中国历年新增装机以及累计装机容量表。

随着风电产业的快速发展，我国培养出一批世界级的风电设备制造企业，在世界风电设备企业十强中我国的华锐风电、金风科技、东方电气三家企业名列其中。虽然中国风电从产业规模到市场规模都居于世界前列，但是风力发电产业技术创新和人才匮乏依然是长期制约我国风电产业发展、核心竞争力的关键，风电从业人员中掌握装备制造、变频器开发、控制理论应用、风能资源评估、风电场规划、标准体系检测认证等风电领域核心技术的人才匮乏，掌握风电装备系统设计、集成技术、控制系统研发和设计的专业技术人才不是短时间能够解决的。我国风电人才的培育和储备也远远不能适应风电商业快速发展的要求。如何应对我国风能产业从初期发展到实现自主创新和消化吸收引进技术，这对风能行业人才培养方式和高等教育衔接提出了更高的要求。

二、风能与动力工程专业人才培养现状

由于风电产业的飞速发展，高等学校的专业设置显得相对滞后，导致风电相关技术人才匮乏，同时这方面的专业教育资源和专业的高级人才也相当缺乏。风电产业的可持续发展、风电领域核心技术的突破很大程度上依赖我国风电本科人才培养。伴随着产业规模的日益扩大、风力机组单机容量的进一步增加以及风电科技的快速发展，人才短缺的问题日益凸显。

风电本科教育始于2006年，教育部相继批准华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、兰州理工大学、内蒙古工业大学、东北电力大学和沈阳工业大学等少数高等院校开办“风能与动力工程”本科专业。国内设置风能与动力工程专业的院校，如兰州理工大学主要依托能源与动力工程学院，华北电力大学主要依托可再生能源学院，沈阳工业大学主要依托新能源工程学院，培养计划偏重于动力机械；专业设置侧重于风力发电的只有河海大学，由原电气工程学院与水利水电工程学院部分学科专业调整合并组建了能源与电气学院，并设置了新能源系，但是也成立于2009年，其人才培养和课程体系也属于摸索阶段。目前，设置本专业的高校因发展基础和办学定位等方面的差别，所制定的培养方案也存在一定差别和侧重，对于风电这个新兴产业对人才的需求及风电人才培养缺乏系统的、深入的研究。

师资短缺是新办专业普遍面临的问题，之前没有这方面的人才储备，也缺乏这方面的专业教育资源，现有的少数高级人才相对集中在一些科研单位。教师除部分从事过与新专业相关科研项目的骨干教师外，一般都对新专业课程体系缺乏总体掌握，在转行教师中常出现的问题是教学内容组织缺乏面向新专业的针对性。对于骨干教师应注意的问题是科研成果向教学中的转化问题，将风能最新技术进展融入到课堂教学中。

结合我国风电行业发展的现状和趋势，从人才现实需求和高等教育衔接的角度立足于内蒙古的资源优势、地域特色及毕业去向，构建以风能与动力工程专业为核心，形成创新型、实践型为主的风电人才培养体系，不求规模的最大化，但求优势和特色的互补。在横向对比其他院校风能与动力工程专业人才培养的基础上构建创新人才培养体系，将培养创新能力和工程实践能力视为风能与动力工程专业的主要人才培养模式，同时培养学生具备到边远艰苦地区工作的身体素质和意志品质。

三、风能与动力工程专业课程体系设置规划

风力发电系统是一个综合电机制造、空气动力学、电力电子、电力系统、先进控制理论等多学科知识的高度交叉的新技术系统工程，现有风能与动力工程专业的教材缺乏系统性、实用性和时效性，同时复合型师资和教育资源有所欠缺，各学科交叉联合攻关研究的学术氛围不浓。在调研其他院校风能与动力工程专业课程体系的基础上，本着学以致用的思想，立足内蒙古风电大发展的现实，面向风电制造企业和风电场，秉承服务社会的理念，优化整合教学资源，既要保证理论知识的掌握又要提升学生实际动手能力，构建科学合理、特色鲜明的以风力发电为主体专业课程体系。

在完善风电人才教育体系的基础上构建了内蒙古工业大学风能与动力工程专业选课指导，如图1所示。

课程体系设置以综合素质教育为核心，实践能力和创新精神培养为重点，要求学生具备较宽广的电气学科工程技术基础和风能与动力工程领域专业知识，接受风能开发利用技术的基本科研和工程训练，具有分析和解决风能利用方面问题的基本能力，能把握电机电器、电力系统、电力电子、自动控制与风力机械和风电场的有机结合，强化多学科交叉融合与实际工程应用能力的紧密联系。其专业主干课程主要包括：工程力学、机械制图、电路原理、电子技术基础、电力电子技术、自动控制理论、电机学、电力拖动自动控制系统、风力机空气动力学、风资源测量与评估、风电机组控制技术、风电场电气工程、风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、太阳能发电技术、可再生能源。

风能与动力工程专业作为一个工科专业，要求很强的实践性，需要配备良好的实验环境和实践基地。由于开办时间短、缺少相关的教学实验设备，加之风电机组的安装条件等因素，高校虽然拥有良好的育人环境，但是教学资源和实践基地的缺失已经严重制约了风电人才的培养。目前国内只有少数单位开发了演示性风电实验装置。为弥补实验设备不足的问题，可以采用建立校企产学研合作的方式，充分利用地区优势，与内蒙古范围内的风力发电企业建立实习基地。

目前我国正式出版的风能技术书籍不少，但其中能直接用于本科教学的书籍较少。主要是由于这些书籍集中于以下三类：第一类为技术培训类教材，理论性和知识的系统性不足；第二类为理论性专著，偏重理论性，有深度，很多内容源自作者的学位论文或技术报告，部分章节的难度远超本科生的理解能力；第三类是各国风电行业标准和操作规程，可作为教学辅助用书，但同样不适于课堂教学。由于以上问题，内蒙古工业大学在没有进行专业师资培训的前提下，教师们通过自身科研和刻苦自学克服了很多实际困难，采取自编校内讲义和其他近似参考教材相结合的方式开出了风能与动力工程专业所有大纲要求的专业课程，如风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、无功补偿技术等专业课程，计划在经过两到三届的试用和修改补充后正式出版一些教材。

四、结语

我国风力发电在大规模非水可再生能源发电中的先行地位已经明确。为适应我国风能产业的快速发展对相关技术人员的迫切需求，在本科阶段设立风能与动力工程专业、培养从事风电事业的技术人才是十分必要和及时的。通过分析我国风能产业对专业人才知识技能结构的需求，规划一套可行的人才培养模式和专业课程体系方案将对这个新型专业的建设和发展起到积极的促进作用，也将对风电产业持续、快速的发展起到一定的推动作用。

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