摘  要：在全球能源转型和低碳发展的背景下，电气工程及其自动化专业的课程体系需要向“新能源”方向转型，以适应新兴技术和行业需求的变化。本文通过分析当前课程体系的现状和不足，探讨了“新能源”课程体系转型的必要性和路径。提出增设新能源技术相关课程、调整现有课程内容、强化实践教学和校企合作，以及推动跨学科课程整合等具体措施。旨在培养具有创新能力和环保意识的高素质人才，为我国新能源产业的发展提供有力支持。

关键词：电气工程；自动化；新能源；课程体系

一、引言

随着全球气候变化的加剧和能源需求的增长，新能源技术的发展受到越来越多地受到关注。传统的化石能源面临资源枯竭的风险，相比之下新能源技术如太阳能、风能、生物质能等，不仅能提供清洁能源，减少温室气体排放，还能够促进能源结构的多元化和安全性，从而增强能源供应的稳定性和灵活性。

电气工程及其自动化专业面临新能源技术发展的挑战与机遇。传统课程体系主要集中于电力系统的基础理论和技术，如电机学、电力电子学和自动控制理论，虽奠定理论基础，但在应对新能源技术的迅速发展时显得滞后，这种滞后体现为课程内容老化及教学方法和实践环节的不足。例如，传统的电气工程课程更关注于大规模集中式电力系统的运行和控制，而较少涉及分布式能源系统和智能电网技术。随着可再生能源比例逐渐增加，电力系统的稳定性和安全性问题变得更加复杂，这些实际问题和挑战在现有的课程设置中未能得到充分地讨论和应对。导致毕业生在进入工作岗位时，难以适应新能源产业的需求，缺乏对新技术的理解和实践经验。因此，高校教育改革迫在眉睫，电气工程及其自动化专业需要对课程体系进行审视和调整，探索和实施向“新能源”课程体系的转型。这不仅是为了满足行业和市场对新兴技术人才的需求，也是为了使学生能够更好地理解和应对未来能源领域的变化和挑战。本文将分析电气工程及其自动化专业课程体系在应对新能源技术发展中的不足，并提出转型为“新能源”课程体系的措施，包括增设新能源课程、更新课程内容、强化实践教学和推动跨学科整合。这些措施旨在为高校教育改革提供参考，培养具备创新能力和环境意识的高素质人才，助力可持续发展。

二、现有课程体系的现状与不足

（一）现有课程体系的构成

现有课程体系主要包括三方面课程：第一，基础理论课程：基础理论课程如《电路理论》《电磁场理论》等，为学生提供数学和物理基础，涵盖电学、电子学和磁场波动等内容。第二，专业核心课程：课程包括《电力系统分析》《电机与电器》和《自动控制原理》等，涵盖电力系统的基本原理、设备及控制方法，是电气工程教育的核心。第三，专业选修课程：课程包括《电力拖动》《供配电技术》《工业自动化》等。选修课程的多样性使学生能够根据自己的兴趣和职业规划选择合适的方向。

（二）课程体系的不足之处

现有课程体系的不足之处在于：第一，缺乏新能源技术的系统性教学：目前的课程体系对新能源技术如光伏发电、风能发电、储能技术等的覆盖较少。尽管有些课程提及基础知识，但缺乏系统的课程安排和深入探讨，导致学生对新兴领域理解有限，难以满足未来职业需求。例如，学生学习电力系统时，主要关注传统发电方式，对分布式能源系统了解不够。第二，传统课程内容陈旧：部分课程内容较为陈旧，过度依赖传统电力系统理论，忽视智能电网、微电网和可再生能源集成等现代技术的探讨。《电力系统分析》课程重点在于传统电力网络的稳定性和优化设计，而对信息通信技术和新型电力市场动态介绍不足。第三，实践教学环节薄弱：当前课程体系在实践教学方面存在不足，主要体现在缺乏对新能源设备如光伏系统、风力发电机组和储能系统等现代设备的操作训练。大多数实践课程仍使用传统设备，限制学生的动手能力和实际应用经验。这些不足表明课程体系在应对新能源技术和现代电力系统需求上有较大改进空间，电气工程及其自动化专业亟须进行课程体系的全面转型，增加新能源相关课程，更新传统课程，加强实践教学环节。

三、“新能源”课程体系转型的必要性

（一）行业发展需求

随着全球对清洁能源需求的增加，新能源产业迅速发展，成为经济增长和可持续发展的重要支柱。传统化石能源正被太阳能、风能和生物质能等清洁能源取代，同时电动汽车和储能技术也在崛起，形成新的产业链和经济增长点。而传统电气工程教育模式主要关注基础理论和传统技术，难以满足新能源产业对复合型人才的需求。电气工程及其自动化专业的课程内容必须与时俱进，培养适应行业需求的复合型人才。这种调整不仅是为了满足市场对技术人才的需求，也是帮助学生在快速变化的技术环境中保持竞争力和职业前景。

（二）科技进步与创新

新能源技术领域涉及诸多前沿科技，如高效光伏材料、先进风力发电机、智能储能系统和氢能技术。这些技术的进步推动能源产业的革新，并对电气工程及其自动化专业提出新的教学要求。高效光伏材料提高太阳能电池的效率和经济性，先进风力发电机技术提升风力发电的可靠性和成本效益，智能储能系统解决了可再生能源的不稳定性问题提高能源系统的效率和灵活性。氢能技术的创新也在推进其在未来清洁能源中的应用。高校作为科技创新的前沿阵地，高校应积极将这些最新科技成果纳入课程体系，让学生接触前沿技术，激发创新能力，并为他们提供与实际科研和产业发展对接的平台。

（三）社会与环境责任

全球气候变化问题日益严重，各国政府和企业纷纷采取措施减少碳排放、提高能源利用效率，以实现可持续发展的目标。电气工程及其自动化专业的学生需具备扎实的技术能力和对环境与社会责任感。课程体系应增设包括环境保护和可持续发展内容，以帮助学生理解能源技术的长期影响并培养职业责任感。这样培养出德才兼备的人才能在工作中平衡经济发展与环境保护，为社会的可持续发展贡献力量。

四、向“新能源”课程体系转型的具体措施

（一） 增设新能源技术相关课程

为了系统性地介绍和教授各种新能源技术，电气工程及其自动化专业应在现有课程体系中增加一系列专门的新能源技术课程，第一，将《新能源技术概论》，这门课程将作为导论课程，全面介绍各种新能源技术的基本原理和应用现状。课程内容应涵盖光伏、风能、生物质能、地热能、海洋能等多种新能源形式，强调各类技术的特点、优势及其在能源转型中的作用。第二，改革并提出增加《光伏发电技术》课程，专注于光伏发电的技术原理和应用。课程应包括太阳能电池材料的物理基础、光伏系统的设计与优化、太阳能资源评估、光伏发电站的建设与运营等。同时，还应设置实验环节，让学生实际操作光伏电池和组件，进行光伏系统的设计与测试。第三，增加《风能发电技术》课程，讲授风力发电的基本原理、风能资源评估、风力发电机组的结构与工作原理、风电场的设计与布局，以及风能发电系统的控制与管理。实验部分应包括风力发电机的性能测试和模拟风电场的运行管理。第四，增加《储能技术》课程，针对储能在新能源系统中的关键作用，课程应详细介绍各种储能技术，如电化学储能（电池）、机械储能（飞轮、抽水蓄能）、热储能等。课程探讨储能技术的原理、设计、效率优化及其在电网中的应用。

（二）调整现有课程内容

应针对现有课程体系进行部分调整，如在《电力系统分析》中，更新内容应增加关于智能电网、微电网、分布式发电的专题。智能电网涉及的关键技术，如智能测量、分布式能源管理系统（DERMS）、需求侧响应等，应成为教学重点。微电网的设计、控制策略及其在能源安全中的作用。此外，还应加入关于可再生能源接入电网的动态分析和优化调度的内容。在《电力电子技术》中，更新内容应涵盖现代电力电子在新能源系统中的应用，如光伏逆变器、风能变流器和储能转换系统。课程应探讨电力电子技术在能量转换和控制中的应用，介绍最新器件和拓扑结构，如宽禁带半导体（SiC、GaN）。实验部分应包括现代电力电子设备的设计与测试。

（三）强化实践教学和校企合作

需增加对新能源设备的实验操作，如光伏电池的性能测试、风力发电机组的运行特性分析、储能系统的效率测试等。这些实验课程应配备先进的实验设备和软件工具，使学生能够亲身体验和操作前沿技术。与新能源企业建立紧密的合作关系，建立校外实训基地和产学研合作项目。例如，与光伏企业、风电企业、储能技术公司合作，让学生有机会到企业中实习，接触实际工程案例和最新技术设备。这不仅有助于学生理解理论知识在实际中的应用，还能增强他们的职业技能和就业竞争力。

（四）推动跨学科课程整合

为了培养学生的综合分析能力和多学科协作能力，应引入和整合跨学科课程。这些课程覆盖能源经济、环境政策、社会责任等多个领域，如应引入《环境经济学》，介绍环境与经济发展的关系，分析环境保护的经济效益和成本，探讨环境政策的经济工具和市场机制，如碳交易市场、绿色税收等。通过实际案例分析，使学生理解如何在经济活动中考虑环境因素。引入《新能源政策与法规》，详细讲解国内外新能源政策与法律法规，包括可再生能源激励政策、碳排放法规、能源补贴等。课程应帮助学生了解政策对新能源技术发展的影响，以及如何在实际工作中遵守和应用相关政策法规。引入《可持续发展导论》，介绍可持续发展的理念和实践，包括资源管理、能源效率、生态保护等。课程应强调社会责任和伦理问题，使学生认识到在工程实践中需要平衡经济、社会和环境效益。

通过这些跨学科课程的整合，学生不仅能够掌握技术知识，还能从经济、政策、环境等多维度理解新能源的应用和发展，提升学生在复杂环境中进行决策的能力。

五、结论

电气工程及其自动化专业向“新能源”课程体系转型，旨在适应时代发展和行业需求。这一转型更新了学科教学内容，也深刻变革了教育理念和人才培养模式。全球对清洁能源需求增加，传统电气工程教育已无法满足市场对复合型、创新型人才的需求。

在课程体系的调整中，包括增设《新能源技术概论》《光伏发电技术》《风能发电技术》和《储能技术》等课程，让学生们掌握基本原理到实际应用的全面知识并更新课程内容，引入智能电网、微电网和分布式发电技术，拓宽学生知识面，提升应对复杂能源挑战的能力。强化实践教学和校企合作，通过增加实验课程、建立实训基地和参与产学研项目，提升学生的动手能力和实际问题解决能力。这种理论与实践的紧密结合，为他们的职业生涯打下坚实基础。此外，推动跨学科课程整合，引入《环境经济学》《新能源政策与法规》和《可持续发展导论》等相关课程，使学生能够从经济、政策、环境等多维度理解新能源技术的应用和发展。这种跨学科教育模式培养学生的综合分析能力和批判性思维，也增强他们的社会责任感和伦理意识，使其能够在未来的职业生涯中兼顾技术、社会和环境的平衡。转型后的课程体系将培养高素质人才，为可持续发展目标提供人才支持。随着能源结构优化和低碳经济推进，课程体系将持续优化与更新以保持与科技和产业发展的同步。高校将继续关注行业动态，灵活调整教学内容和方法，确保学生始终处于技术和市场发展的前沿。总之，电气工程及其自动化专业向“新能源”课程体系的转型，不仅是对教育体系的一次革新，更是对培养下一代技术领袖和社会责任担当者的一次深入探索。这一转型将为学生提供更广阔的发展空间，为社会注入更多创新动力，为全球的可持续发展贡献力量。

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基金项目：吉林省教育科学“十四五”规划2023年度一般课题（GH23785）

作者简介：董吉哲（1985—），男，博士，长春工业大学副教授，硕士生导师，研究方向：电力系统及其自动化；王梓蘅（1997—），男，长春工业大学硕士研究生，研究方向：电力系统及其自动化；许崇珊（1998—），女，长春工业大学硕士研究生，研究方向：电力系统及其自动化。