“双碳”目标下新能源领域自动化专业人才培养模式改革研究

摘  要：碳中和碳达峰对新能源领域人才培养提出迫切要求。基于华北电力大学的自动化类学科优势，对自动化类新能源领域专业人才培养模式进行探索。以专业培养为发展导向，从明确“双碳”背景下人才培养目标，分析人才需求特征，加强相关学科融合，基于“双碳”理念设计全新课程体系与实践教学体系，健全完善“双碳”目标下产教融合长效机制等方面加强“双碳”背景下新能源领域自动化类专业人才的培养。充分发挥高校各相关学科作用，立足高校学科特色，为国家新能源领域行业发展输送创新型人才。

关键词：“双碳”目标；新能源领域；自动化；教学体系设计；人才培养模式改革

中图分类号：C961      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）06-0039-04

Abstract： "Carbon neutrality and emission peak" has put forward urgent requirements for talent training in the field of new energy. Based on the advantages of automation discipline in North China Electric Power University， the training mode of new automation energy professionals is explored. With professional training as the development orientation， the training of automation professionals in the field of new energy under the background of "dual carbon" has been strengthened from the aspects of clarifying the talent training objectives under the background of "dual carbon"， analyzing the characteristics of talent needs， strengthening the integration of relevant disciplines， designing a new curriculum system and practical teaching system based on the "dual carbon"concept， and improving the long-term mechanism of production and education integration under the "dual carbon" goal， which gives full play to the role of relevant disciplines in universities， based on the characteristics of university disciplines， and transport innovative talents for the development of the national new energy field industry.

Keywords： "dual carbon" goal; new energy field; automation; teaching system design; personnel training model reform

2020年9月，基于“生态优先、绿色发展，构建人类命运共同体”的客观需求，党中央提出了“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略目标。党的二十大又进一步提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”“深入推进能源革命”“加快规划建设新型能源体系”的重要指示。目前，新能源领域人才培养尚在初步探索阶段，而自动化类专业是新能源领域交叉学科的重要组成部分。传统的自动化专业以自动控制理论为基础理论，并以模拟电子技术、数字电子技术、传感器与检测技术和计算机技术等为主要技术手段，对一些装置和系统实施控制。伴随着国家“双碳”目标的提出，如何充分挖掘其在“双碳”领域的学科融合方向、科研发展方向，优化调整学科结构、创新培养模式，加速更新知识结构，以解决传统自动化类专业培养模式无法很好适应“双碳”背景下对新能源领域专业自动化类人才所需知识技能和创新能力培养的矛盾，从而尽快适应“双碳”目标需求下新能源发电大范围进入能源行业对专业人才的迫切需求，是急需重视和改革的人才培养问题。

华北电力大学作为我国能源电力领域的“双一流”高校，长期致力于能源电力相关领域研究，通过了自动化工程教育认证，其控制与计算机工程学院具有“中国自动化学会自动化系统工程师职业资格认证培训”资格。因此，如何利用华北电力大学在国家能源电力领域明显的行业特色优势，增强满足“双碳”背景下能源领域自动化类专业人才的培养质量，是需要思考和解决的问题。本文针对“双碳”目标下新能源领域自动化类专业人才培养模式问题进行分析探讨，结合华北电力大学的电力行业特色和专业优势，通过基于“双碳”理念的课程体系设计、多层面低碳实践教学体系设计和健全完善“双碳”目标下产教融合长效机制等内容进行教学改革探索。

一  明晰“双碳”目标下新能源领域自动化类专业人才培养模式改革方向

早期我国针对工程技术人才的培养方式主要还是以高校课堂教育为主，在课前制定详细的教学大纲，并按照教学大纲开展教学计划，授课结束便通过考试验证学生的学习成果。但是在这种传统的教学模式下，课堂上主要注重“灌输式”教育，实践教育主要以实验和课程设计为主要内容，且实践学习时间较短，这导致学生缺乏独立思考和自主创新的能力。文献[1]根据新工科对人才培养的要求，通过分析该校的自动化类专业人才特色和过往人才培养中存在的问题，提出了创新的人才培养模式。文献[2]和文献[3]根据自动化类专业人才培养的目标要求，对“双创”型人才的培养模式展开了探索，提出了适用于自动化类专业人才的培养模式改革方法。

华北电力大学的自动化专业是国家一流专业，通过了自动化工程教育认证，拥有“电力之光”北京市高等学校示范性校内创新实践基地、“电力工业全过程国家级虚拟仿真实验教学中心”，与特大型电力央企共建特色化联合实验室和协同创新中心。在能源领域中，许多能源生产形式会产生大量的碳排放，因此，利用华北电力大学在国家能源电力领域明显的行业特色优势，为提高满足“双碳”背景下能源领域自动化类专业人才的培养质量，确定了“双碳”目标下新能源领域自动化类专业人才培养模式改革方向如下。

（一）  构建“双碳”理念课程体系以及多层面低碳实践教学体系

构建“双碳”理念课程体系以及多层面低碳实践教学体系，培养可适应未来碳达峰碳中和形势下新能源领域自动化类专业创新型人才。综合考虑师资队伍、人才培养等一体化的建设，以“双碳”理念正确定位人才培养方向、突出新能源领域自动化类专业课程“双碳”特色，制定合理的发展规划和课程体系。在培养新能源领域自动化类人才过程中紧密围绕低碳实践和可持续发展理念，构建并实施与课程体系相结合的多层次低碳实践教学体系。

（二）  健全完善“双碳”目标下产教融合长效机制

健全完善“双碳”目标下产教融合长效机制，围绕电力能源类企业“双碳”需求，结合校企双方优势进行产教深度融合，形成“以产促教”“以产促研”“人才助产”的良性反馈。以“双碳”目标为抓手，健全完善新能源领域自动化类专业产教融合长效机制。加快自动化类专业人才培养速度，实现产教深度融合。

二  “双碳”目标下新能源领域自动化类专业培养模式改革实践

华北电力大学是教育部直属高校中唯一一所以电力为学科特色的高校，肩负着为电力行业和国家新能源战略培养专业人才的重任，其培养的新能源领域自动化类专业人才大多数在能源、电力相关研究领域就业。同时，其控制与计算机工程学院拥有由中国自动化学会授权的自动化系统工程师职业资格培训和认证机构。因此，为了使华北电力大学培养的新能源领域自动化类专业人才更好地适应“双碳”目标下的社会发展要求，全面提升高校教学质量，拓宽人才培养目标，增强人才就业能力，根据能源发展趋势和学科发展方向开展了符合学院特色的新能源领域自动化类专业人才培养方向和模式探索，着重在以下三个方面进行培养模式改革实践。

（一）  基于“双碳”理念设计全新课程体系

文献[4]采用了工作过程系统化的课程体系建设方法，基于此思路构建了符合自身学科特色的自动化专业课程框架，教学效果得到显著提升。在综合考虑师资队伍、人才培养等一体化建设的基础上，以“双碳”理念准确定位人才培养方向、突出新能源领域自动化类专业课程“双碳”特色，制定合理的发展规划。本课程体系分为两个部分：通识教育、学科与交叉学科教育，其全新课程体系设计如图1所示。

图1  全新课程体系设计

1  通识教育

通识教育作为基础结构，在培养过程中起到奠基石的作用。实现新形势下的人才培养目标关键便在于通识课程内容的全面性、知识点掌握的牢固性以及对“双碳”理念的指导性。

2  学科与交叉学科教育

自动化类专业具有自动控制、测量仪器、信号处理等多学科相互渗透的特点，针对新能源发展和低碳新形势产生全新的工程对象，增强新能源领域自动化类专业学科与交叉学科教育的内容（设立发电过程建模与辨识、清洁能源发电控制系统、清洁能源发电设备及测控技术等课程），本专业课程体系中学科教育保留原有专业学科优势并提高了新能源课程的比例，学科内容设置具有基础性、拓展性和辐射性，同时添加交叉学科内容（大数据，人工智能领域），增添学生知识面与技能手段。

在教学手段上，利用数字化智能化信息技术为手段，借助智能化学习环境，实现实体课堂与智慧教学平台的结合，通过课堂实时互动和视频教学等手段激发学习兴趣，加强学生自主学习能力。通识教育的培养和学科与交叉学科教育基本内容的建立，顺应了中国能源发展趋势，教育内容与教育手段与时俱进。在“双碳”理念引导下和符合学生认知与成长规律的基础上，新能源领域自动化类专业课程体系实现课程模块化、协同化与综合化推进。

（二）  围绕低碳实践开展多层面教学体系设计

在碳达峰碳中和的战略背景下，对现有的实践教学体系提出了更高的技术需求。在培养新能源领域自动化类人才方面，需要紧密围绕低碳实践和可持续发展理念，构建并实施与课程体系相结合的多层次低碳实践教学体系。如图2所示，本文将从观念拓宽、资源配置、师生协同和本硕贯通培养四个不同层面推进实践环节的教学改革。

图2  多层面教学体系设计

1 观念拓宽

基于自动化类专业融合电力能源的特色，广泛开展多维度、多角度、多方向的低碳实践，从而改变学生基本认知中低碳实践与所学专业毫不相关、相关实践仅为低碳相关专业所需完成的环节等错误观念。

2  资源配置

依托学院“新能源电力系统国家级重点实验室”，教育部重点实验室“电站设备状态监测与控制实验室”等平台，建立实践环节的资源配置与低碳理念、绿色校园建设融合机制，如无纸化“小程序”电子调查，通过可再生系统实现低碳实践中的电、水、气等能源消耗等。

3  师生协同

以低碳可持续发展理念为抓手，推行低碳实践环节教学改革，促进师生协同发展。在整个实践过程中，教师需要构建低碳化实践平台及其相关实践环节，通过全方位地引导学生，使其形成良好的低碳理念。而学生方面，在教师的引导下充分发挥其主观能动性，在低碳实践活动的参与中更加深入理解低碳实践环节的重要性及低碳理念与自身专业的紧密关联性。

4  本硕贯通培养