1.7.3　知识体系

科学完善的知识体系,是专业发展的基础。储能科学与技术专业的知识体系除了通识教育课程外,在专业教育方面,可分为基础课程、专业基础课程、专业发展课程、实践课程和毕业设计。具体推荐课程和课时占比建议如下:

(1)通识教育课程(20%~25%):政治、体育、外语、人文素质课程;

(2)基础课程(25%~30%):微积分、线性代数、概率论、数理统计、普通物理(力热声光电、量子物理、固体物理、工程力学、材料力学、流体力学等)、工程热力学、普通化学(无机化学、有机化学、分析化学、高分子化学、物理化学、应用化学)、仪器分析、化学原理、材料化学、化工基础等)、工程技术(计算机研究与编程、电工电子技术、工程制图、传热与传质、电子工业/金工实习);

(3)专业基础课程(25%~30%):电化学、固体物理、固体化学、固态离子学、能源化学、能源物理、能源器件设计、能源存储与转化工程、能源系统综合与优化;

(4)专业发展课程(12%~17%):考虑专业分流,可开设选修课程,包括但不限于:电化学储能、氢能工程、燃料电池、物理储能、储冷与储热、能源材料、智能制造、人工智能、区块链与大数据、先进测试分析方法、多尺度计算和模拟仿真、材料基因组方法、电力电子、储能应用与系统集成技术、动力能源、分布式与规模储能、能源互联网、电力输送、可持续能源、储能项目管理、储能产业链管理、储能市场分析、储能政策法规、能源政策经济分析等;

(5)实践课程(2%~5%):与储能相关企业合作,建成若干方向的实训基地,开展储能专业实习与实践;

(6)毕业设计(6%~8%):与储能相关企业合作,完成储能创新链和产业链中某一环节的短期科学研究和训练,初步理解科学研究的流程,以及科研报告、论文、专利的撰写、发表或申请等。

为方便阅读和理解以上推荐课程的相互关系,图1⁃5给出了相应的思维导图。其中各推荐课程的学时、学分,和主修、选修等可根据实际情况进行调整。图1⁃6则以电化学储能为例,列举了电化学储能的关联知识体系。

根据开设储能专业的学校层次和定位,可设置和强化不同的专业课程。一流理科高校强调培养栋梁之才,要求学生具有引领和创新的意识,掌握扎实的专业基础知识和广博的见识,则可加强培养其从事储能方向基础科学和应用基础科学研究的能力;一流工科高校强调培养未来成为高水平总工和高级工程技术人员,则可加强培养其打好储能工程应用技术的基础;推广到一流的技术和职业院校,强调毕业生能够建立整体的知识体系,具备较强的动手实践的能力,可大幅度提升其参加实践课程的比例,尽早了解和对接储能工程。通过这种有目的的定制化课程设置和强化,有望形成我国完备的储能专业知识和能力培训体系,并可类似地推进到储能专业研究生的培养。以上课程虽然选择不同,但课程授课方式可灵活多样,如采取线上和线下课程相结合的形式。需要说明的是,目前大学教育中,基础课程设置的广度和深度学校之间差别较大,留给专业课程的时间并不充分,主干学科、相关学科,核心课程、必修和选修课程的具体安排和考虑,由各院系根据自己的具体培养目标和专业特色,做相应的取舍和强化。一些上述推荐课程的学习,也可以在研究生阶段完成。

图1⁃5　储能学科专业课程的思维导图示例

图1⁃6　电化学储能知识体系关联图