绿色电力理念的应用化学人才培养研究

摘要：能源电力的可持续发展是支撑我国未来经济社会高质量发展的首要任务，因此电力行业的人才培养不可或缺。在新工科建设背景下，华北电力大学作为电力行业卓越人才培养的摇篮，以电力产业需求为导向，率先提出并构建了基于“绿色电力”理念的复合型应用化学人才培养的模式，并成功应用于本科教学改革与实践。使学生既掌握电力环保技术的应用背景和工程实践技能，又具备协同分析及解决复杂多污染物控制的创新能力，以培养新时代应用化学高素质人才，服务国家发展。

关键词：绿色能源；产业需求；应用化学

1建设电力特色能源应用化学复合型人才培养新模式的必要性

伴随我国能源电力工业的技术进步，燃煤发电过程污染物控制已全面迈入超低排放时代，并建成了全球最大的清洁发电系统，我国电力工业也由此成为环境污染控制的行业典范。同时随着中国特色社会主义进入新时代，关于能源工作提出了一系列新思想、新论断、新指示，倡议“构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”，并承诺中国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，这对以华北电力大学为代表的能源电力类高校的发展，尤其是人才培养质量提出了新的更高要求[1,2]。因此，对应用化学专业的本科人才培养模式进行改革，通过课堂、实践教学环节培养具有“绿色电力”理念的复合型应用化学专业人才，使其不仅能解决电力环保的实际问题，还能针对行业前沿开展系统科学研究，这既是践行党中央“生态文明建设”、实现“美丽中国”的重要举措，也是保障我国电力工业绿色发展、完成“碳达峰、碳中和”宏伟目标的必然选择[3,4]。

2新形势下应用化学复合型人才培养思路和目标

2.1培养思路

华北电力大学作为国家“双一流”建设高校，秉持着学科立校、人才强校、科研兴校、特色发展的办学方针，积极参与国家创新体系建设，以服务我国能源电力工业可持续发展作为应用化学专业建设的指导思想，结合发展形势和趋势，从深化人才培养课程体系改革、建设多元化创新实践教学平台、推进课程思政建设三个方面进行创新，从而构建“绿色理念”的应用-研究型的应用化学人才培养模式(图1)，使学生既具有电力环保技术的应用背景和工程实践技能，又兼具研究和解决“双碳”问题的创新能力，从而为培养具有新时代应用化学专业复合型高素质人才奠定坚实基础。

2.2培养目标

我校应用化学专业培养品德优良、身心健康，具有正确的人生观、高度社会责任感和良好人文素养，掌握扎实的应用化学专业基础理论知识、工程实践知识，具有自主学习和国际视野、较强的应用研究和技术开发能力，以及良好科学素养的技术开发和创新复合型的卓越工程技术人才。“绿色电力”理念培养下的应用化学专业本科生在毕业时应具备以下知识与能力：基础理论和工程技术知识，问题分析和解决能力，使用现代工具的能力，工程与社会、环境保护和可持续发展意识，工程长远规划意识，团队沟通能力、项目管理能力和终身学习能力。

3具有电力特色的应用化学人才培养实践

3.1创新课程体系设计

我校多年来不断凝练应用化学专业特色，紧紧围绕“绿色电力”的专业特色，注重提高学生的工程实践和创新能力，培养学生的“双碳”意识。对课程体系进行了创新设计(图2)。

(1)对标工程教育认证标准。应用化学专业全面对标《中国工程教育专业认证协会工程教育认证标准(2015版)》修订培养方案和教学大纲，优化专业知识构架，精减学时[5]。在修订2021版培养方案中，给学生留出更多的时间用于自主学习及创新训练，重点加强学生分析问题、解决问题能力的培养，发挥学生个人特长、拓展潜力。制订“菜单式”人才培养方案，鼓励学生根据自己的兴趣选修相应课程，极大增强学生实验能力的训练。

(2)建立能源电力行业特色课。在课堂教学方面，以解决能源电力工业中的现实性及预测性环境问题为导向，通过课程大纲的修订，突出知识构架的专业化，引导学生将课堂学习和自主学习结合；将“绿色电力”理念融入应用化学课程体系改革的全过程，建立了能源电力行业特色课。表1列举了部分专业核心课程对毕业要求指标点进行支撑的实现方法，这些课程包括：热力设备腐蚀与防护、热力发电厂水质工程、核电站水化学、燃料化学、化工基础，这些课程也是体现本专业传统优势的课程。

(3)“全局规划、循序渐进”的分阶段教学布局。课程体系设置中支持毕业要求的核心课程都将“解决复杂电厂化学工程问题”的能力培养作为教学的背景目标，由此设计了分阶段教学体系。此体系共分为四个阶段：第一阶段以数学与自然科学类课程和人文社会科学类课程中的具体内容为基础，讲授数学与自然科学和人文社会科学基础知识；第二阶段以基础化学课程中的具体内容为载体，运用数学与自然科学知识解释、描述与应用化学相关的工程知识，讲授系统建模与仿真等方面的基础知识，使学生能够运用物理、化学、数学等自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达复杂电厂化学工程问题；第三阶段以专业基础类和专业类课程中的内容为载体，以第一、二阶段的知识为支撑，培养学生的系统分析、设计、研究的能力；第四阶段运用前面所学内容在实践环节和毕业设计(论文)类课程中进行动手实践，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力，完成“解决复杂电厂化学工程问题”的能力培养。

3.2创新专业能力培养

为保障人才培养适用性，建成电力污染物控制的创新实践平台。通过对学生的课堂内外、理论实践、教师与学生、能源与环境等多个角度的教学探索，提升了学生对理论知识的掌握与实践知识的运用；建成了校内外实践教学平台，尤其是建立了中试规模的电力环境污染物排放控制研究实践平台，提升了学生对专业的整体认知水平以及将理论与实际相结合、研究分析解决实际问题的能力；推行短期多行业生产见习和较长期的企业跟班运行实习，全面提升学生的实践创新能力。积极开展校内多元化实践教学(图3)，在保证基础性教学实验的同时，强化提升创新性实践教学效果。以教育部、省重点实验室为依托，以导师科研项目为基础，以科研产出现身说法，为学生展示由概念到实践的历程。

(1)建设了独具特色的电力环境污染物控制研究中试平台。建设包括燃煤烟气污染控制平台、水污染控制平台，以及大型仪器表征分析测试平台等，使学生能够零距离接触到电/袋除尘器及水膜除尘器、干/湿法脱硫系统、选择性催化还原脱硝工艺、重金属脱除工艺、CO2捕集工艺、废水处理系统、煤制油/气系统等专业设备的运行，提升了学生对行业的整体认知水平和分析解决问题的实际能力。

(2)培养学生开展创新实践活动的兴趣和个性发展的需求。充分利用燃煤污染控制的学科特色和雄厚的师资力量，为学生配备专业导师，开展“大气污染控制”“水污染控制”“复合污染协同控制”“生态修复”等为主要方向的模块化、交叉式教学，积极引导学生交叉融合课内、外的实践创新，构建“体验+意识+基本实验能力+专业实验技能+创新能力”全方位实践教学体系，提升教学的应用性、技能性、创新性以及专业自豪感。培养学生联系实际、研究分析及解决能源电力应用化学专业的前沿科学技术问题的能力。

(3)改革校外实践平台，将走马观花式校外实践及单一电力行业实践改变为以电力行业为主、相关环保企业为辅的实践教学，推行短期多行业生产见习和中长期的企业跟班运行实习制度。通过多元化的校外实践深化改革，使学生加深了对电力环境污染现状及治理技术的深刻理解，明确了污染物产生的全过程及去除技术原理，拓宽了学生的专业视野，提高了学生的专业学习积极性，提升了学生将理论与实际相结合、研究分析解决实际问题的能力，有效推动了能源电力人才培养模式由应用型向应用-研究复合型的转变。

3.3创新思政建设模式

以校级思政示范课为牵引，设立具有能源环境特色的院级课程思政项目，深挖应用化学专业课程的思政元素；发挥骨干教师的示范带头作用，形成讨论小组，开展不定期的讨论与总结；完善教学质量监控与激励体系，并内部出版了《课程思政案例汇编》一部。

(1)提升教师课程思政的意识与能力。加强教师的思想政治教育，通过各种形式多样的学校、院系组织的培训、讲座，转变教师重知识传授、能力培养，轻价值引领的观念，提高专业课教师的思政水平与育人意识和育人能力。

(2)深挖应用化学专业课程思政元素。充分发挥有经验教师与骨干教师的示范带头作用，运用学科组讨论、老教师传帮带、教材教案编写、骨干教师的示范作用等手段，开展思想政治教育技能培养。依据环境科学与工程学院课堂特色，根据不同课程内在联系，形成专业讨论小组，开展不定期的讨论总结，充分挖掘蕴含在应用化学专业课程中丰富的思政元素，努力研究思政教育与专业课内容的结合点，并体现在培养方案和教学大纲当中。

(3)完善教学质量监控与激励体系。在教学大纲等教学文件的审定中，考量能力提升和价值引领的同步实现度；在课程建设、组织实施、过程管理、质量评价等过程中，将“价值引领”作为重要监测指标；在年终考核、评优评选、选拔评聘等方面，将课程的价值引领作为一个重要衡量指标。

4应用化学复合型人才培养模式取得显著成效

华北电力大学作为电力行业卓越人才培养的摇篮，针对我国能源电力可持续发展需求，于2014年率先提出并构建了基于“绿色电力”理念的应用化学专业“应用-研究”复合型人才培养的新模式，并成功应用于本科教学改革与实践。以提升课内-课外创新实践能力培养为突破口，发挥基于“绿色电力”理念的课程思政体系在人才培养中的重要作用，注重本科人才培养过程中对学生的学习能力、科研能力以及工程实践能力的培养，在具有能源环境特色的课程思政建设、课程体系改革、创新实践等方面取得了一系列教研成果，学生的科研能力和解决实际问题的能力显著提升，尤其是学生对口就业率、深造率以及企业满意率等关键教学质量指标不断提高，得到了用人单位及国内外同行的广泛赞誉。

(1)打造“能源电力行业污染控制”人才培养的国家特色专业名片，学生培养质量得到用人单位的广泛认可。通过大创项目、导师制及本科生进实验室等项目，80%以上本科生参与了创新实践课题，近60%的学生参与了国家重点研发计划、国家/省部级自然科学基金等科研项目。在校本科生获省级以上学术竞赛奖励120余项，包括全国大学生节能减排大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生数学建模竞赛等。随着综合能力的提升，学生在就业和深造方面均取得了好成绩。据统计，近三年我校应用化学专业的本科毕业生对口就业率达96%，主要服务于国电电力投资集团有限公司、国家能源投资集团有限责任公司、中国大唐集团有限公司、中国华电集团有限公司等大型电力集团旗下的发电企业、研究所及其他电力环境领域，为能源电力的可持续发展做出了重要贡献，受到了就业单位的一致好评；学生深造率达65%，其中近30%的学生进入美国加州大学、清华大学、北京大学、中国科学院大学、浙江大学、武汉大学、华中科技大学等国内外知名院校深造。

(2)富有能源电力环境特色的复合型人才培养模式得到了国内外同行的广泛赞誉。天津大学、太原理工大学、浙江工业大学、南京工程学院等在内的多家兄弟院校曾来我院调研和交流；清华大学、中国环境科学研究院、中国科学院过程工程研究所、中国科学院山西煤炭化学研究所、浙江大学等知名高校和科研院所曾来我院参观学习电力环境污染物排放控制研究实践平台。教育部环境科学与工程教指委主任、国务院学位委员会环境科学与工程学科评议组召集人、中国工程院院士/美国工程院外籍院士郝吉明教授等环境领域的知名专家前来我院参观后，对学校的创新实践成果和平台建设给予了高度赞赏。清华大学贺克斌院士来我校参观后，认为“华北电力大学的应用化学学科具有鲜明的能源电力环境特色”。

5结语

培养绿色能源领域的应用化学专业人才，服务国家战略，成为高校不可推卸的责任。华北电力大学面向国家能源强国战略重大需求，以产业需求为导向改革课程内容，通过不断深化能源环境特色的课程体系改革与课程思政建设，结合多元化实践教学助力学生实践能力的提高，在“应用-研究复合型”应用化学人才培养方面取得了显著成效，服务国家建设和发展。

参考文献

[1]郭天祥,王淑勤,汪黎东.山东化工,2018,47(14),184.

[2]霍冀川,张树永,朱亚先,李攻科,杨屹,李梦龙,王玉枝,郑兰荪.大学化学,2020,35(10),11.

[3]张树永,丁玉强,杜凤沛,苑世领,郭今心,朱亚先,霍冀川,龚良玉,陈春霞,王芬,等.大学化学,2023,inpress.doi:10.3866/PKU.DXHX202208003

[4]刘娅莉,张小华,周海晖,何德良,陈金华,邓剑如,李永军.大学化学,2018,33(9),38.

[5]郭哲,王玉佳,王孙禺.高等工程教育研究,2021,No.6,196.

作者:孙振丽 曹丹丹 金洁 方明 汪黎东 单位:华北电力大学环境科学与工程学院