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文檔簡介
高職院校“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)探討
本文根據(jù)教育部發(fā)布的高職教育專業(yè)目錄增補(bǔ)專業(yè)中的“氫能技術(shù)應(yīng)用”這個(gè)新增專業(yè)項(xiàng),結(jié)合氫能源產(chǎn)業(yè)情況,對高職院校“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)作初步探討。
一、高職院?!皻淠芗夹g(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)背景
2019年10月18日,教育部職成司發(fā)布了:《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育(??疲I(yè)目錄》2019年增補(bǔ)專業(yè)方案。方案中2019年新增專業(yè)有9個(gè),其中序號1的就是“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè),它屬“能源動(dòng)力與材料大類”——“新能源發(fā)電工程類”。這是對全國高職院校吹響“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)的號角。
(一)行業(yè)背景
1.氫能源產(chǎn)業(yè)介紹
氫一般利用其他能源來制取,所以氫能屬二次能源,它具有以下特點(diǎn):
(1)氫的熱值為142351kJ/kg,是所有化工燃料、生物燃料和化石燃料中最高的,可達(dá)汽油熱值的3倍。
(2)氫氣與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍,而且燃燒速度快,燃點(diǎn)高。
(3)氫氣燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫,可反復(fù)循環(huán)使用,而且氫本身無毒,屬于清潔能源。
(4)氫可以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)金屬氫化物形式出現(xiàn),能適應(yīng)貯運(yùn)及不同應(yīng)用環(huán)境的要求。
因此,在當(dāng)前世界能源短缺和環(huán)境不斷惡化的情況下,對可持續(xù)清潔能源的需求日益迫切,氫能被視為21世紀(jì)極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?/p>
從“新能源發(fā)電工程類”的角度來看,氫能源產(chǎn)業(yè)鏈并不復(fù)雜,產(chǎn)業(yè)鏈上游是“氫氣的制備”,目前主要技術(shù)方式有傳統(tǒng)能源的熱化學(xué)重整、電解水或光解水等。產(chǎn)業(yè)鏈中游是“氫氣的儲(chǔ)運(yùn)”,目前主要技術(shù)方式包括低溫液態(tài)、高壓氣態(tài)或固體材料儲(chǔ)氫,產(chǎn)業(yè)中加氫站的建設(shè)、運(yùn)維人才較緊缺。產(chǎn)業(yè)鏈下游是氫氣的應(yīng)用,氫氣的應(yīng)用可涉及傳統(tǒng)能源的各個(gè)方面,其中發(fā)電是這里主要討論的,當(dāng)前主要發(fā)電方式是燃料電池,目前燃料電池發(fā)電規(guī)模較小,多用在新能源汽車,隨著燃料電池技術(shù)的發(fā)展、發(fā)電規(guī)模的增大,作為風(fēng)電、光伏和核電的儲(chǔ)能調(diào)峰設(shè)備都非常有前景,并可建成容量較大的燃料電池發(fā)電站,其相應(yīng)的人才需求將非常大。
2.國際氫能源產(chǎn)業(yè)情況
目前反映氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的指標(biāo)主要有:加氫站(產(chǎn)業(yè)鏈中游)的數(shù)量和氫能源車輛(產(chǎn)業(yè)鏈下游)的制造或使用的種類、數(shù)量。
截至2018年全球已建成加氫站369座,日本最多,有113座,2020年將建成160座,2025年將建成320座,2030年將達(dá)到900座。燃料電池乘用車保有量達(dá)到2839輛(2018年),計(jì)劃保有量2025年達(dá)20萬輛,2030年達(dá)80萬輛,2040年實(shí)現(xiàn)燃料電池車的普及。而且,日本過去30年累計(jì)投入數(shù)千億日元用于研發(fā)推廣,在氫能和燃料電池技術(shù)擁有專利數(shù)世界第一。
歐洲發(fā)展氫能最具代表性的國家是德國,其可再生能源制氫規(guī)模為全球第一,并運(yùn)營著世界第二大加氫網(wǎng)絡(luò),共有加氫站60座。全球首列氫燃料電池列車已在德國投入商業(yè)運(yùn)營,續(xù)航里程接近1000公里,計(jì)劃2021年增加氫燃料電池列車14列。
同期美國在營加氫站42座,計(jì)劃2020年建成75座,2025年達(dá)到200座,燃料電池乘用車數(shù)量達(dá)到5899輛。全年固定式燃料電池安裝超過100兆瓦,累計(jì)固體式燃料電池安裝超過500兆瓦。美國在氫能及燃料電池領(lǐng)域擁有的專利數(shù)僅次于日本。
3.我國氫能源產(chǎn)業(yè)情況
我國政府高度關(guān)注氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,相繼發(fā)布《“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》和《中國制造2025》等頂層規(guī)劃,鼓勵(lì)并引導(dǎo)氫能及燃料電池技術(shù)研發(fā)。此外,全國各地區(qū)也紛紛出臺相關(guān)政策鼓勵(lì)氫能及燃料電池的發(fā)展。
我國2018年已建成加氫站23座,根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》所提出規(guī)劃目標(biāo):2020年率先實(shí)現(xiàn)氫能汽車及加氫站的規(guī)?;茝V應(yīng)用,建成加氫站100座,燃料電池發(fā)電站達(dá)20萬kW,1萬輛燃料電池運(yùn)輸車輛,燃料電池有軌電車達(dá)50列;到2030年,建成加氫站1000座,燃料電池發(fā)電站達(dá)1億kW,燃料電池車輛保有量達(dá)到200萬輛。
中國是世界上最大的制氫國,現(xiàn)有工業(yè)制氫產(chǎn)能為2500萬噸/年,同時(shí),中國每年風(fēng)電、光伏、水電等可再生能源棄電約1000億千瓦時(shí),可用于電解水制氫約200萬噸,可為氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段提供低成本的氫源。
我國氫能產(chǎn)業(yè)雖然起步晚,但由于政府重視、科研人員發(fā)奮,目前已掌握了部分氫能基礎(chǔ)設(shè)施與燃料電池相關(guān)核心技術(shù),具備一定的產(chǎn)業(yè)裝備及燃料電池整車的生產(chǎn)能力。隨著由氫制取、儲(chǔ)運(yùn)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、燃料電池研發(fā)及整車制造等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)代表企業(yè)構(gòu)成的“中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新聯(lián)盟”于2018年成立,標(biāo)志著中國氫能大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)開啟。在趕超世界先進(jìn)水平的過程中,除了技術(shù)的創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的拓展,行業(yè)規(guī)范的建設(shè)和從業(yè)人員職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)也非常重要,這是高職院校要承擔(dān)的責(zé)任和面臨的挑戰(zhàn)。
(二)高職院校氫能源專業(yè)建設(shè)可行性
從表面來看,一個(gè)專業(yè)建設(shè)的好壞主要看兩個(gè)指標(biāo):①專業(yè)招生時(shí)第一志愿的投檔率;②專業(yè)的畢業(yè)生在專業(yè)相關(guān)企業(yè)的就業(yè)率。
這兩個(gè)指標(biāo)屬市場類指標(biāo),它們一方面取決于專業(yè)對應(yīng)的行業(yè)(產(chǎn)業(yè))在社會(huì)中的地位、影響力;另一方面取決于校企合作的程度和專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。
市場的因素使學(xué)校在專業(yè)設(shè)定上比較謹(jǐn)慎,而針對新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)設(shè)定,這就考驗(yàn)決策者的戰(zhàn)略眼光。新興的產(chǎn)業(yè)必然需要新型人才的進(jìn)入和推動(dòng),為企業(yè)培養(yǎng)適用的人才是學(xué)校的義務(wù)和責(zé)任。
氫能源產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè),其相關(guān)企業(yè)除傳統(tǒng)的制氫企業(yè)外,大多比較年輕,特別是產(chǎn)業(yè)鏈的中、下游企業(yè),如儲(chǔ)運(yùn)氫、加氫站建設(shè)和管理、燃料電池研制、氫能源汽車研制等企業(yè)基本都是近年發(fā)展起來的。產(chǎn)業(yè)技術(shù)和規(guī)模在快速發(fā)展,行業(yè)的規(guī)范才開始建設(shè),企業(yè)本身也在急劇變化,目前企業(yè)效益有待提高,而且各地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不均衡。這些對于學(xué)校的專業(yè)建設(shè)來說既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。高職院校應(yīng)該根據(jù)本校的教育資源和所在地區(qū)的氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況,關(guān)注“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)。
因此,高職院校在開展“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)時(shí),應(yīng)根據(jù)該地區(qū)氫能源產(chǎn)業(yè)狀況選擇產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)作為突破口,如電解水制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、加氫站建設(shè)和管理、燃料電池研制、燃料電池維護(hù)等,以點(diǎn)帶面。以后隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)需求再細(xì)分出與產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)配套的專業(yè)。
在“氫能技術(shù)應(yīng)用專業(yè)”建設(shè)時(shí),首先必須要做的,而且必須堅(jiān)持貫徹始終的是校企合作。這既需要學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的重視,也需要地方政府對企業(yè)有相關(guān)的鼓勵(lì)政策。校企合作是高水平專業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵。
另外,因?yàn)椤皻淠芗夹g(shù)應(yīng)用”專業(yè)是對應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)的,不要追求建設(shè)初期就有“放衛(wèi)星”的效果。關(guān)鍵是看它如何為產(chǎn)業(yè)服務(wù),如何在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期就與產(chǎn)業(yè)融合,并伴隨、支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。
二、建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)內(nèi)容
在建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)內(nèi)容方面,除了與其他專業(yè)建設(shè)相似的內(nèi)容外,“氫能技術(shù)應(yīng)用”專業(yè)建設(shè)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
(一)建設(shè)目標(biāo)
以高素質(zhì)技術(shù)技能型氫能源專業(yè)人才培養(yǎng)為目標(biāo),在開拓氫能源專業(yè)辦學(xué)特色的基礎(chǔ)上,為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和結(jié)構(gòu)的不斷升級,探索并總結(jié)一套較為完整的、服務(wù)區(qū)域建設(shè)和發(fā)展需要的氫能源專業(yè)高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式。突出能力培養(yǎng)和工程應(yīng)用,力求教學(xué)內(nèi)容和課程體系與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求相適應(yīng)、畢業(yè)生能力和素質(zhì)與氫能源行業(yè)需求相吻合。以建設(shè)成為國內(nèi)行業(yè)一流的人才培養(yǎng)基地為要求,同時(shí)為同地區(qū)同類高職院校氫能源專業(yè)的建設(shè)起示范作用。
(二)建設(shè)內(nèi)容
1.校企合作建設(shè)
以“校企合作”為綱,先選擇2~3家氫能源企業(yè)展開校企合作,今后不斷增加合作企業(yè)。同時(shí)挑選3~5位在氫能源產(chǎn)業(yè)鏈中不同企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)專家組成“氫能源技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”?!皩I(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”全方位參與到專業(yè)的專業(yè)定位、培養(yǎng)規(guī)格、人才培養(yǎng)方案、課程體系、教材、實(shí)訓(xùn)基地等建設(shè)項(xiàng)目,并每年都對專業(yè)運(yùn)行進(jìn)行評審。
2.人才培養(yǎng)模式建設(shè)
在“專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)”引領(lǐng)下,逐步在課程體系中引入學(xué)生職業(yè)技能競賽、職業(yè)技能考核,突出技能培養(yǎng),推動(dòng)專業(yè)人才培養(yǎng)與企業(yè)崗位需求銜接,人才培養(yǎng)鏈和氫能源產(chǎn)業(yè)鏈相融合。建立并健全選課制、導(dǎo)師制、學(xué)分計(jì)量制、補(bǔ)考重修制、學(xué)分互認(rèn)制等;建立學(xué)分積累與轉(zhuǎn)換制度,推廣信息化教學(xué),推進(jìn)學(xué)習(xí)成果互認(rèn),拓寬技術(shù)技能人才終身學(xué)習(xí)通道。隨著專業(yè)的建設(shè)同步開展教學(xué)診斷與改進(jìn)工作,不斷完善內(nèi)部質(zhì)量保證制度體系和運(yùn)行機(jī)制。
3.課程建設(shè)
根據(jù)氫能源企業(yè)對專業(yè)人才的需求,通過調(diào)研和召開專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)等方式,參照氫能源相關(guān)企業(yè)技能人員評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),總結(jié)和歸納了氫能源行業(yè)企業(yè)的職業(yè)崗位技能,對專業(yè)所對應(yīng)的職業(yè)崗位群的職業(yè)技能的形成規(guī)律進(jìn)行分析,共同設(shè)計(jì)開發(fā)出滿足專業(yè)群的“標(biāo)課相融、做學(xué)合一”的專業(yè)課程體系。
因?yàn)闅淠茉串a(chǎn)業(yè)還比較“年輕”,相關(guān)的職業(yè)技能鑒定還沒完善,學(xué)校應(yīng)積極參與氫能源企業(yè)職業(yè)技能鑒定建設(shè)工作,并在專業(yè)推行“雙證書”制度,把職業(yè)崗位所需要的知識、技能和職業(yè)素養(yǎng)融入相關(guān)專業(yè)教學(xué)中,將相關(guān)課程考試考核與職業(yè)技能鑒定合并進(jìn)行。
4.教材建設(shè)
因?yàn)樵谖覈母呗氃盒@?,氫能源技術(shù)應(yīng)用專業(yè)是新辦的專業(yè),其適用的教材很少,所以只能一方面在我國現(xiàn)有出版的教材里選用,另一方面考慮聯(lián)合氫能源行業(yè)的專家技術(shù)人員共同編寫專業(yè)教材。教材必須具有很強(qiáng)的崗位針對性,以氫能源企業(yè)需求為導(dǎo)向,要強(qiáng)調(diào)教材的先進(jìn)性和職業(yè)性,要易于被學(xué)生接受。注重引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)過程,在學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)上引導(dǎo)學(xué)生建立具有“主動(dòng)合作、樂于探究、交流合作”特征的學(xué)習(xí)方式,使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。同時(shí),因?yàn)闅淠茉串a(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,教學(xué)所用教材必須保持動(dòng)態(tài)調(diào)整。
5.師資隊(duì)伍建設(shè)
從企業(yè)引進(jìn)(兼職)各一名專業(yè)帶頭人,企業(yè)引進(jìn)的專業(yè)帶頭人選自在國際上或國內(nèi)氫能源行業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)豐富的高級技術(shù)人員,并成立技能大師工作室,引領(lǐng)專業(yè)的“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”發(fā)展,及時(shí)跟蹤產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和行業(yè)動(dòng)態(tài),準(zhǔn)確把握專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革方向,保持專業(yè)建設(shè)的領(lǐng)先水平,提升專業(yè)水平、擴(kuò)大在行業(yè)的影響力。
專業(yè)課大比例聘用氫能源相關(guān)企業(yè)兼職教師,推行“既能培養(yǎng)技能型人才,又能進(jìn)行社會(huì)服務(wù)”的“雙師型”教師建設(shè)。每年安排教師參加氫能企業(yè)鍛煉,鼓勵(lì)專業(yè)教師在國際、國內(nèi)教學(xué)組織或行業(yè)協(xié)會(huì)中擔(dān)任重要職務(wù)。
6.實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)
因?yàn)闅淠茉串a(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展,其生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝等都在不斷發(fā)展,所以校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)場除了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),其他主要以“虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”為主,這既可以避免實(shí)訓(xùn)設(shè)備短時(shí)間因過時(shí)被淘汰而浪費(fèi),也可以避免學(xué)生實(shí)物操作不當(dāng)產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
另外,與相關(guān)企業(yè)共建數(shù)量充足、專業(yè)對口、運(yùn)行穩(wěn)定的校外實(shí)踐教學(xué)基地是重中之重。
7.教學(xué)資源庫及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺建設(shè)
建設(shè)一個(gè)交互式、共享型、能學(xué)、輔教的專業(yè)教學(xué)資源庫,建設(shè)時(shí)應(yīng)尋求與當(dāng)?shù)貧淠茉串a(chǎn)業(yè)聯(lián)盟合作,使專業(yè)教學(xué)資源庫與氫能源產(chǎn)業(yè)人才資源庫、氫能源產(chǎn)業(yè)職業(yè)技能鑒定學(xué)習(xí)資源庫一起共建,促進(jìn)“校企合作”。
建立學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新、論文、專利、自主創(chuàng)業(yè)學(xué)分庫兌換機(jī)制。對某些有意愿、有潛質(zhì)自主創(chuàng)業(yè)的學(xué)生,通過技能大師工作室的指導(dǎo),制定創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)計(jì)劃,以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新發(fā)明成果的轉(zhuǎn)換為主要目標(biāo)。
8.國際、國內(nèi)合作交流建設(shè)
因?yàn)槿毡?、歐美等國家氫能源產(chǎn)業(yè)起步早,很多方面的技術(shù)領(lǐng)先我們,同時(shí)國內(nèi)各地的氫能
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