摘  要：在全球“双碳”目标背景下，能源结构的转型和技术创新成为当务之急。本文探讨了电气工程及其自动化专业课程体系的优化方案，以适应低碳发展需求。通过分析现有课程体系的不足之处，提出在课程设置中加强新能源技术、智能电网技术以及节能降耗技术的教学内容。旨在培养具备前瞻性视野和创新能力的专业人才，为实现碳达峰、碳中和目标提供有力支持。

关键词：双碳目标；电气工程；课程体系；优化方案；新能源；节能降耗

一、引言

全球气候变化问题的日益严峻，使得世界各国纷纷提出碳达峰与碳中和（以下简称“双碳”）目标。随着工业化和城市化进程的加快，温室气体排放量持续增加，导致全球气温上升、极端天气事件频发、生物多样性锐减等问题。各国政府和组织采取措施控制碳排放，积极寻求可持续发展的道路。中国作为全球最大的能源消费国和碳排放国之一，能源结构以化石燃料为主，特别是煤炭的高比例使用对环境造成巨大压力。中国政府于2020年宣布力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。这一宣言不仅展现中国在全球气候治理中的责任担当，也为国内的能源结构调整和低碳技术创新设定明确的方向和时间表。要实现“双碳”目标，我国需要在多个领域进行系统性变革。能源结构的调整是关键，要求大幅减少化石能源的使用，增加清洁能源的比重。低碳技术的研发和应用也是重中之重，如新能源技术、节能技术、碳捕集与封存技术等。

电气工程及其自动化专业作为培养电力系统和自动化控制领域人才的重要学科，其课程体系的设置和内容直接关系到能否培养出适应新时代需求的专业人才。传统的课程体系往往以电力系统的基础理论和传统技术为主，对新能源、智能电网、节能降耗等新兴领域的覆盖不足。如何调整和优化这一专业的课程体系，使其能够紧跟技术发展的前沿，成为当前高校教学改革的一个重要议题。科技发展和全球化改变了对电气工程及其自动化专业人才的要求，不仅需扎实的理论基础和专业技能，还需跨学科知识、国际视野及复杂问题解决能力。本文分析了该专业课程体系的现状与不足，提出优化方案，包括加强新能源技术、智能电网和节能技术的教学，推动跨学科课程整合，为能源转型和低碳发展提供人才支持，助力实现碳达峰、碳中和目标。

二、电气工程及其自动化专业的课程体系现状分析

（一）课程设置现状

当前的课程体系主要分为三大类：第一类，基础理论类课程，例如《电路理论》《电磁场理论》，这些课程为学生打下数学和物理基础，覆盖了电学、电子学和电磁波等领域的知识。第二类，专业核心课程，包括《电力系统分析》《电机与电器》和《自动控制原理》等，这些课程是电气工程教育的基石，涉及电力系统的基本理论、设备和控制技术。第三类，专业选修课程，如《电力拖动》《供配电技术》《工业自动化》等，提供多样化的课程选择，允许学生根据自己的兴趣和职业发展目标选择适合的课程方向。

（二）课程体系的不足之处

随着全球对清洁能源需求的增长，新能源技术如风能和太阳能正迅速发展，但现有课程体系在这些领域的教育上显得不足。《电力系统分析》课程虽然涉及了新能源的基本原理，但缺乏对风电、光伏、储能系统管理和设计优化等关键领域的深入讲解。此外，智能电网技术作为电力系统发展的未来方向，其教育也相对滞后，课程中对大数据分析、通信协议和分布式能源协调控制等前沿技术介绍不多，实际操作和实验课程中相关内容也有限。在“双碳”目标的推动下，节能降耗技术的重要性日益凸显，但现有课程体系在能源管理、节能评估和能源效率提升等方面的教学较为薄弱。建筑节能、电机系统节能以及工业过程节能等领域的详细讲解和实际案例分析在课程中较少，这限制了学生在面对实际工程问题时的知识储备和解决方案能力。因此，有必要对课程体系进行更新和扩展，以更好地适应新能源技术和智能电网技术的发展需求，同时加强节能降耗技术的教育，以培养具备全面技能和知识的学生，满足未来能源领域的挑战。

三、电气工程及其自动化专业的课程体系优化方案

（一）增设新能源技术相关课程内容

应该增设部分新能源技术方面的课程内容，第一，新能源的基本原理方面，应详细介绍各种新能源的基本原理，包括光伏发电的半导体物理原理、风能发电的空气动力学基础等。此外，还应涵盖生物质能、地热能、海洋能等其他可再生能源的基本知识。第二，新能源系统设计与优化方面，应重点讲解新能源系统的设计与优化。例如，在光伏系统设计中，应包括太阳能电池组件的选择、系统的布局设计、电气接线方案及系统效率优化等内容；在风电系统设计中，则应涵盖风力发电机的选型、风电场的布局优化及控制策略等。第三，新能源实际应用案例分析方面，应通过典型的新能源应用案例，如光伏电站、风电场、分布式发电项目等，帮助学生理解理论与实践的结合。这些案例分析应涵盖项目的设计、建设、运营及维护等各个阶段，重点讲解项目在实际运行中遇到的问题及解决方案。第四，实验课程的强化方面，除了理论课程外，还应增加相应的实验课程，使学生有机会动手操作新能源设备，增强实践能力。例如，可设立光伏发电实验、风力发电实验、储能系统实验等，使学生亲身体验和操作各类新能源设备，了解其工作原理和实际应用中的注意事项。

（二）强化智能电网技术的教学

应强化智能电网技术方面教学，第一，智能计量与信息通信方面，介绍智能电表、智能传感器、物联网技术等在电力系统中的应用。第二，分布式能源管理方面，介绍分布式能源的接入与管理技术，包括分布式发电系统的调度与控制、微电网的设计与运行等。第三，大数据分析与智能决策方面，介绍大数据分析的基本方法和工具，以及如何利用这些技术进行智能电力调度和优化决策。第四，加强节能降耗技术的课程设置，应设置节能相关课程，能源管理的基本方法，介绍能源审计、能源管理系统的设计与实施等基本方法，这些内容包括能源使用情况的监测与分析、节能潜力的评估、节能措施的制定与实施等。通过这些课程，学生能够掌握节能管理的系统性方法，为未来的实际工作提供支持。增设节能评估技术，讲授节能项目的可行性分析和节能效果评估方法。包括能源效率的计算方法、节能项目的经济性分析、节能效果的监测与评估等。课程应通过实际案例，帮助学生理解如何评估和优化节能项目。在节能减排政策与法规方面，介绍国际国内的节能减排政策及其对工程实践的影响。这包括环保法规、碳排放交易、能源效率标准等。通过学习这些内容，学生能够理解政策环境对节能技术应用和推广的影响。

（三）推动跨学科课程的整合

应推动跨学科课程整合，第一，引入《环境经济学》课程，分析环境保护与经济发展的关系，探讨环境政策的经济效应。这包括环境经济学的基本理论、环境政策工具的设计与实施、环境经济评价方法等。课程应通过实际案例，帮助学生理解环境政策对经济活动的影响。第二，引入《低碳政策与法规》课程，解读全球及国内的低碳政策和法规，分析其对产业和社会的影响。这包括国际气候变化协议、国内低碳发展政策、碳市场机制等。通过这些课程，学生能够理解和分析不同政策工具的效果和适用性。第三，引入《社会责任与可持续发展》课程，探讨企业社会责任和可持续发展的理念及其在实际中的应用。这包括企业如何通过可持续发展策略实现经济、环境和社会效益的平衡，如何履行社会责任等。

（四）积极推进国际合作与交流

需与国际高校合作，开展联合培养项目，使学生有机会参与国际前沿研究。鼓励教师参加国际学术会议和访问学者项目，提升国际视野和学术水平。引进国际领先的课程资源，丰富学生的学习内容和视角。首先，专业院校应积极参与国际研究项目，与全球同行共同探索智能电网、可再生能源、能效提升等关键技术，实现知识共享和技术突破。其次，通过建立学术交流平台，如国际会议和研讨会，加强学术思想的碰撞和最新研究成果的交流，提升学科的国际影响力。同时，专业院校应设计国际人才培养计划，包括学生交换、联合学位和短期访学项目，以培养具有国际视野和跨文化沟通能力的电气工程人才。此外，专业标准与国际规范的对接，将有助于提升国内电气工程领域的国际竞争力。组织和参与国际竞赛与创新活动，不仅能够激发学生的创新精神和团队协作能力，还能够提升他们的国际竞争力。最后，跨文化沟通能力的培养和国际网络课程的开发，将为电气工程专业的师生提供更广阔的国际学习和交流平台。通过这些综合性措施，电气工程及其自动化专业能够在“双碳”背景下，积极推进国际合作与交流，共同促进全球可持续发展和应对气候变化的挑战。

四、电气工程及其自动化专业课程体系优化的具体实施策略

（一）促进师资力量整体提升

应聘请具有新能源、智能电网、节能降耗等领域丰富经验的专家，提升师资队伍的专业水平。对在职教师培训，组织教师参加专业领域的培训和研讨会，及时了解行业最新发展动态，不断更新教学内容。进行跨学科合作，鼓励教师跨学科合作，共同开发新课程，提升教学的多样性和深度。

（二）推进校企合作与实训基地建设

通过建立实训基地，与新能源公司、智能电网企业等合作，建立校外实训基地，为学生提供真实的工作环境和实践机会。建立企业导师制度，邀请企业专家担任学生的实习导师，指导学生的实践项目，提供行业前沿的技术和管理经验。进行合作开发课程，与企业共同开发实践课程，如项目管理、技术创新等，让学生接触到最新的行业需求和技术动态。

（三）丰富智能化教学资源和教学内容

根据最新的技术发展，编写适合学生的教材，尤其是在新能源和智能电网领域。利用在线教育平台，提供丰富的课程资源和学习工具，如视频教程、在线实验等。更新实验设备，特别是新能源和智能电网相关的实验设施，使学生能够进行前沿技术的实际操作。

（四）以新工科为改革方向推动课程创新

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，引入《环境经济学》《新能源政策与法规》《可持续发展导论》等课程，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，推动课程思政建设。

五、结论

在“双碳”目标背景下，优化电气工程及其自动化专业的课程体系不仅是高校教学改革的迫切需求，也是培养适应新时代需求的高素质人才的关键所在。随着全球气候变化问题的加剧和能源结构的转型，传统的电气工程教育模式已难以完全适应现代社会对专业人才的多样化和高层次要求。

本文通过对现有课程体系的全面分析，明确当前课程设置中的不足之处，提出系统化的课程体系优化方案。在具体的实施策略上，建议提升师资力量是保障教学质量的基础，学校应通过引进行业专家、加强在职教师培训等方式，提升教师的专业知识和教学能力；加强校企合作和建立实训基地，为学生提供更多实践机会，将理论知识转化为实际操作能力；丰富的教学资源，特别是在实验课程和在线教育资源方面，能够提高教学的灵活性和学生的学习兴趣。最后，促进国际交流与合作，通过引进国际先进课程资源和教学理念。这些优化措施能提升学生的综合素质和创新能力，还能为实现碳达峰、碳中和目标提供有力支持。通过培养具备前瞻性视野和实际操作能力的高素质人才。未来，随着技术的不断发展和社会需求的变化，电气工程及其自动化专业的课程体系还需持续优化和更新。高校应密切关注行业动态，及时调整教学内容和方法，以培养更多适应社会需求的创新型人才，为国家能源转型和可持续发展作出更大贡献。

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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。