西部地区新能源科学与工程专业人才培养体系
构建与实践总结报告
成果完成人:徐锐、李明、陈玉保、王华斌、罗川旭、黄晶心、
浦绍选、涂洁磊、杨智、尹芳、王云峰、刘莹
一、成果概况
(一)成果背景
近年来,支撑人类文明高速发展的石化能源出现了前所未有的危机,其产生的二氧化碳等温室气体的排放导致了全球气候变化,引发人们对未来社会发展动力来源的广泛关注和思考。新能源开发已经成为未来最重要的经济增长引擎,新能源产业必将成为世界各国培育新经济增长点的重要突破口,特别是太阳能和生物质能技术的研发和人才培养成为社会经济发展的必由之路。
我国新能源产业集中在西部欠发达地区,培养新能源科学与工程等专业高级人才对于西部新能源市场的开发与可持续发展意义重大。云南师范大学地处西部,如何解决新能源产业发展和技术创新高层次人才短缺问题,改善专业人才培养支撑条件,加强区域合作,扩大对外开放成为限制该专业建设与发展的主要瓶颈。
本成果依托校内教育部重点实验室等20余个省部级平台打造“创新人才培养实验室集群”,协同国内外15家政府部门、高校、研究机构和新能源相关企业,构建工科人才培养“实践基地群”,努力打造实践教学体系,提升西部地区新能源科学与工程专业高水平人才培养质量,服务云南发展“绿色能源、绿色食品、健康生活目的地”三张牌战略(如图1所示)。
图1“通过协同创新培养新能源多层次人才”现实需求
通过体系的构建,主要解决了以下几方面问题:
1、新能源科学与工程专业人才培养体系构建
针对国家战略和地方需求,结合专业特色解决服务精准脱贫攻坚、民族团结示范区建设、“一带一路”倡议等亟需的新能源科学与工程专业人才短缺的问题。通过体系化人才培养,10年来学生参与各类学科竞赛获得国家级奖28项,省级奖22项;主持各类创新创业、科研训练项目200余项;学生发表代表性论文100余篇,授权专利184件;实现国家级教改项目的突破,获省级奖励6项。
2、新能源本科专业人才培养条件改善
针对边疆教育资源匮乏,整合资源构建“实践基地群”,解决新能源专业人才培养实践教学平台短缺问题。依托本校教育部重点实验室、教育部工程中心、云南省协同创新中心、中国—老挝可再生能源联合实验室等20余个省部级平台搭建“创新人才培养实验室集群”,与重庆大学等区域内5所高校实现了开放共享;协同国内外15家政府部门、高校、研究机构和企业,建成工科人才培养“实践基地群”,共同开展人才培养;与老挝国立大学、缅甸仰光大学、越南河内大学等开展学生联合培养,共建“境外实践教学基地”;教师团队14人次获全国先进工作者、全国优秀教师、全国模范教师、云南五一劳动奖章、云南省“最关爱学生班主任” 等称号,组成4个包括教育部创新团队在内的高水平教学团队,8人入选云南省“产业领军人才”“青年拔尖人才”等项目,获国家杰出青年基金(国际)2项;教学资源建设方面,出版核心课教材11部,其中《新能源专业导论》一书已被33所高校选用;建成一批线上线下混合式、虚拟仿真、双语一流课程;引入150余门中国大学MOOC、智慧树、泛雅等平台的精品在线开放课程。
3、在区域合作、对外开放中服务社会
针对区域新能源专业人才培养整体水平不高现状,解决师资队伍人才短缺和能力提升问题。通过“四协同”汇聚人才,在全产业链推进“四融合”建设资源,积极打造高水平的教师团队,实现全方位提升人才培养能力。人民日报海外版、光明日报、人民网、老挝国家电视台等媒体予以多次报道。
二、成果的主要内容
本成果依托校内资源整合而成“创新人才培养实验室集群”,以及协同校外资源组建工科人才培养“实践基地群”,努力提升西部地区新能源科学与工程专业高水平人才培养质量。积极推动校校协同、校政协同、校企协同以及国际协同(四协同),在科学前沿、基础教育、技术研发、工程设计、工业转化等全产业链推进课程融合、实践融合、国际融合以及思政融合(四融合),进行多层次的人才培养,实现全方位人才能力提升(核心能力+通用能力+专业能力),努力打造高水平新能源人才培养教师队伍(如图2所示)。
图2 “4协同+4融合+综合能力”的新能源人才培养体系
1、充分借助区位优势,彰显国际化特色
云南省具有丰富的太阳能和生物质能源,与周边国家互联互通,具有独特区位优势。云南师范大学积极参与孟中印缅经济走廊、大湄公河次区域合作,并探索了以中老、中泰、中缅合作为代表的与周边国家合作成功机制,并在此基础上形成了具有云师特色的人才培养和产业发展模式,形成了融入国内、联通周边的开放格局。
2、充分发挥学科专业优势,服务地方社会经济发展
云南师范大学前身是诞生于1938年的国立西南联合大学,传承了主动服务和融入国家发展战略的红色基因,有较强的学科和人才培养实力,经过长期建设和发展形成了以太阳能、生物质能、特色作物生态种植与水肥高效利用研发的特色优势,在云南边远无电村寨光伏取水灌溉工程建设、土壤污染生物质消减与修复保育、农业有机废物沼气工程及资源化技术研究与推广等方面,为地方社会经济发展和人才培养做出了积极贡献。
3、坚持“学生中心”育人导向,精心打造人才培养指标体系
通过协同融合,实现从本科生到博士后,从实用技术人才到国际化人才的全方位多层次人才培养。围绕“高、中、低”不同层次19种指标的能力打造,设计人才培养方案,搭建人才培养平台,帮助学生进行生涯规划和能力提升(如图3所示)。
图3 人才培养多重能力体系构建
三、成果的实践内容
(一)培养目标坚持出口导向,打造多功能复合型人才
坚持“学生中心”的育人导向,通过“4协同”“4融和”,实现从本科生到博士后,从实用技术人才到国际化人才的全方位多层次人才培养和教育教学资源的建设。围绕“高、中、低”不同层次人才能力培养指标的打造,设计人才培养方案,搭建人才培养平台,积极帮助学生进行生涯规划和能力提升。
(二)办学定位坚持鲜明特色,培养区域发展需求专门人才
构建以低碳绿色发展理念为指导、清洁生产及工程控制理论为支撑、可再生能源与环境保护关键技术为重要实践环节的新能源专业办学目标定位,以及“三特色”专业战略发展思路。“三特色”即可再生能源开发及利用、设施农业节能工程、有机废弃物资源化利用三个专业办学方向。
(三)平台建设坚持四个协同,激发成果转化和育人活力
在整合校内资源打造“创新人才培养实验室集群”基础上,对外开展“四协同”,构建了香格里拉藏区新能源实践基地、洱海生物天然气工程实践教学基地、边远山区无电贫困村寨光伏提水实践教学基地、服务“一带一路”国际实验室、境外新能源工程示范基地等为代表的“实践基地群”和优质实践教学资源。
校校协同——整合国内外高等院校、科研院所,建设新能源专业高端人才聚集地与培养基地。
校政协同——与政府机构进行协同,利用科研成果积极服务地方经济和促进产业提升,并在此过程中积极搭建人才培养平台。
校企协同——以企业实际需求为导向,组成“工程师+学科带头人+教师+学生”的项目团队,针对产业化关键技术问题开展攻关,将人才培养融入成果转化全过程。
国际协同——与境外学校、政府、企业、科研机构协同,构建国际新能源技术推广网络,并借助网络搭建国际化人才培养平台。
(四)课程建设坚持四个融合,将协同理念贯穿人才培养全过程
以专业战略发展思路、专业规范和人才培养模式为指导,以科研项目和工程案例为牵引,坚持课程融合、实践融合、国际融合、思政融合(“四融合”),即将科研成果融入“金课”建设,将工程案例融入实践教学体系,将国际合作经验融入国际化人才培养,将新能源科学与工程专业相关的生态文明、乡土情怀、民族团结等融入课程思政建设,呈现科研反哺教学,学科支持专业的新格局。
(五)师资队伍坚持外引内培,打造新能源高端人才聚集地
对外整合高等院校、科研院所以及企业人才,对内以“学科、课程、教学、科研”四位一体的团队建设为抓手,开展人才培养,建设新能源领域高端人才聚集地与培养基地,解决师资队伍人才短缺和能力提升问题。
四、成果创新点
(一)创新人才培养体系,满足西部地区新能源人才培养需求
构建了“一个”体系,实现“四协同”,实践“四融合”,体现“学生中心,教学为本”理念,落实“多层次、全方位、全过程”育人的发展思路;创新了“科研反哺教学、产业带动教学、政策引导教学、国际化强化教学”的机制,即政府、企业、学校共同参与,国内国外协同打造“课程、标准、教师、学分、成果、平台、基地”的全程育人体系。本成果强化新能源专业建设、建好建强师资队伍、促进区域精准扶贫、带动区域产业发展、践行低碳发展理念以及保障生态文明建设,人才培养及教育综合改革成效显著。
(二)创新资源整合机制,提升新能源科学与工程人才培养质量
实践教学资源建设方面,打造了“创新人才培养实验室集群”和境内境外结合的“实践基地群”;教材资源建设方面,教师团队通过将国际培训积累的讲义进行整理并本土化编撰出双语教材,将工程实践经验整理编撰成实验教材等,共计自编教材11部,所编教材累计被33所高校选用;课程资源建设方面,在教材建设基础上,通过新形态教材等的助力,建成一批线上线下混合式、虚拟仿真、双语一流课程,同时引入中国大学MOOC、智慧树、泛雅等平台的优质课程150余门。
(三)创新实践育人途径,呈现科研反哺教学,学科支持专业格局
统筹校内外实践资源,积极将科研成果融入教学和人才培养的全过程,真正实现科研反哺教学,学科支持专业,孕育优质教学资源。以相关科研项目和工程案例为牵引,将理论课程、创新思维和实践应用相结合,构建专业核心课程体系;通过参与国际培训班、境外工程示范、科技合作项目等帮助学生拓展国际化视野,提升实践能力,丰富国际合作经验;将爱国主义生态文明、精准扶贫、工匠精神、职业规范等融入课程思政,从政治认同和国家意识、品德修养和人格养成、学术志向和专业伦理三个层面对学生进行价值引导。
五、成果的应用推广效果
成果的应用推广效果具体体现在以下四个方面:
(一)培养各类紧缺人才,践行立德树人使命
近年来培养行业亟需人才8000余人,为西部地区的社会经济发展做出了突出贡献。具体包括:
前沿研究人才:聚焦创新热点,学生第一作者发表代表性论文180余篇,学生主持各类创新创业、科研训练项目200余项,获创新创业大赛国家级奖20余项,省级奖30余项。
基层实践人才:助力边疆发展,参与新冠疫情防控志愿服务40 余人,近85%的毕业生扎根边疆、基层,2人获省、市级脱贫攻坚奖。打造云南绿色发展典范,实现政府、企业、高校共赢新局面,开展土壤障碍因素生物消减技术及三七生态种植技术研究和推广示范。2016年4月,中央政治局委员、上海市委书记韩正同志参观了基地,对三七连作土壤障碍因素生物消减技术及相关成果给予了高度评价。
工程技术人才:强化工程实践,借助协同创新的“实践基地”,培训包括来自昆明理工大学、楚雄师范学院的3000余名学生,学生参与了30余项工程实践,促进精准扶贫和当地产业发展。学院师生组成团队,开展了以香格里拉地区为代表的寒冷地区太阳能供暖研究和技术示范,为100户藏族民居安装采暖热水系统,实现了太阳能与热泵在藏族地区的高效利用。学生创业团队针对果蔬废弃物,集成厌氧消化、沼液沼渣固液分离、沼肥生产线、液肥灌溉还田等工程示范,为绿色有机农业发展提供可行的思路。数百名学生还参与了在云南和四川建设的140余个光伏水泵系统(老挝2个),多次刷新我国及世界光伏水泵单级最大扬程、总扬程及规模的记录,解决了数万人饮用水及数万亩农田的灌溉问题,年经济效益高达数亿元,解决了干旱季节的提水问题,促进了农村脱贫致富。另外,学生团队在教师指导下开发的酶法水解地沟油制取脂肪酸技术取得了可产业化应用的生物柴油生产线及装备设计的成果,助力了当地企业的发展。
国际合作人才:2008年以来,学生共计参与国际科技合作专项、德援项目等16项,参与9期“可再生能源技术国际培训班”,其中包括科技部首次境外培训任务。2018年 “中国—老挝可再生能源开发与利用联合实验室(老挝)”建成后,学生大量参与双方的交流和科技合作,得到老挝科技部部长波万坎·冯达拉院士的高度肯定,特别针对我校师生在高端人才培养及技术人员培训、重要领域可再生能源应用示范工程、实验室建设等方面的工作,授予了“杰出贡献奖”,并“永载老挝史册”。
2019年“缅甸可再生能源工程应用示范——仰光大学有机废弃物资源化利用”民生援助项目立项,云师大为仰光大学生活污水及垃圾处理项目提供技术和设备支持,昂山素季对中方的贡献专程回复了亲笔感谢信!
学生参与了孟加拉乡村银行格莱珉银行的农村能源推广示范和培训项目,受到了孟加拉国经济学家,孟加拉乡村银行格莱珉银行的创始人,诺贝尔经济学奖获得者Muhammad Yunus博士的亲切接见。
(二)树立师德师风典范,持续提升师资水平
坚持党管人才,按照“四有”好老师的要求,着力提升教师政治素养、品格素养、专业素养、职业素养,引导教师践行立德树人本职,不断提高育人能力和水平。全国先进工作者张无敌教授带领学生深入农村基层,通过推广沼气技术和循环农业模式解决了农业有机废物处理和资源化利用问题;云岭教学名师李明教授带领学生扎根少数民族聚集地,通过推广太阳能干燥、取暖和热泵结合技术解决了低纬高海拔地区供暖和农产品加工节能问题;刘祖明教授带领学生远赴贫困山区,通过推广光伏提水技术和工程示范解决高原工程性缺水难题,解决了140余个边远无电贫困村寨的人蓄饮水和灌溉用水问题,为乡村振兴、生态文明建设做出了积极贡献。教师团队1人获全国先进工作者,1人入选全国教书育人楷模候选人,1个团队获云南省黄大年式教学团队,1人获云南省五一劳动奖章,1人获得云岭教学名师称号,1人获云南省“最关爱学生班主任”,1人获云南省高校辅导员素质能力冠军,3人获“云南省产业领军人才”称号,5人获得省级“青年拔尖人才”称号,3人获校“三育人”先进个人,16人获校“优秀辅导员、优秀班主任”。
(三)建设专业特色教材,推动课程建设升级
结合国家战略和学校专业特色,编写了《新能源专业导论》《流体力学》等11部专业课教材,其中由云南师范大学联合国内11所高校共同编撰的《新能源专业导论》已被修订再版多次,被国内33所高校选用作为核心课程教材。在承办9届科技部新能源国际培训班的过程中,总结出4套新能源实用技术双语教材,被作为我校和西部地区多所高校专业教材使用。教材建设促进了课程质量提升,尤其是新形态教材的运用极大地推动了混合式教学的开展和过程性评价体系的运用,目前本专业采取过程性评价考核的比例为100%。建成一批线上线下混合式、虚拟仿真、双语一流课程,同时引入中国大学MOOC、智慧树、泛雅等平台的优质课程150余门。
(四)瞄准一流党建目标,融入人才培养全程
党建工作融入人才培养全过程,全面引领育人体系建设。获得全国优秀基层党组织、云南省黄大年式教学团队等先进集体;发挥全国先进工作者张无敌同志典型示范作用,鼓励党员参与科教扶贫,解决边远山村用能、土壤污染修复、有机废弃物资源化利用等问题,将党旗插在祖国最需要的地方。人民日报海外版、光明日报、人民网、老挝国家电视台等媒体予以多次报道。
回望过去,新能源科学与工程专业取得了巨大的进步,放眼未来新能源科学与工程学科将会以建设“国际一流专业”为目标,在立足专业特色的基础上,强化自身优势,进一步打通国际国内育人体系,为人类命运共同体的建设贡献力量。