構(gòu)筑融合之力打通儲(chǔ)能技術(shù)鏈條

“雖然剛進(jìn)入新能源領(lǐng)域?qū)W習(xí)，但仿佛已從山腳下看到了山巔?！标悡硎翘旖虼髮W(xué)儲(chǔ)能科學(xué)與工程專業(yè)的第一批本科生。不久前，專業(yè)基礎(chǔ)課“儲(chǔ)能科學(xué)與工程概論”給了他極大的震撼。課程第一講的教師竟然是電力系統(tǒng)領(lǐng)域知名專家、中國(guó)工程院院士王成山。其后，一眾學(xué)科“頂流”專家輪流授課。

頂配的師資、定制的課程、前沿的科學(xué)……這是天津大學(xué)國(guó)家儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“儲(chǔ)能平臺(tái)”）探索構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研深度融合模式的一個(gè)縮影。

近年來(lái)，以可再生能源利用技術(shù)為主的新興能源技術(shù)蓬勃興起，儲(chǔ)能技術(shù)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。為加快培養(yǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域“高精尖缺”人才，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng)新能力，以產(chǎn)教融合發(fā)展推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，教育部、國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局決定實(shí)施儲(chǔ)能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2020—2024年）。

作為2021年獲批建設(shè)的全國(guó)首批三所國(guó)家儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)之一，學(xué)校以儲(chǔ)能平臺(tái)為契機(jī)，積極推動(dòng)以儲(chǔ)能學(xué)科專業(yè)為主體、校內(nèi)各優(yōu)勢(shì)學(xué)科為支撐，聯(lián)合儲(chǔ)能行業(yè)龍頭企業(yè)，深入推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的交叉學(xué)科研究和產(chǎn)教融合探索，打通儲(chǔ)能領(lǐng)域人才鏈、創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈，為國(guó)家培養(yǎng)能夠引領(lǐng)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卓越工程師和科學(xué)家。

高水平科研連接產(chǎn)與教

化工、機(jī)械、材料、自動(dòng)化……在天津大學(xué)，儲(chǔ)能科學(xué)與工程專業(yè)的頂配師資可謂“五花八門(mén)”。突破專業(yè)、學(xué)院、行業(yè)限制，通過(guò)共建學(xué)院聯(lián)聘、校外資源挖掘和國(guó)外人才引進(jìn)等方式，打造跨學(xué)科、復(fù)合型、高層次的研究團(tuán)隊(duì)。這是儲(chǔ)能平臺(tái)的一大優(yōu)勢(shì)，這種優(yōu)勢(shì)也同樣被運(yùn)用到學(xué)校人才培養(yǎng)上。

“頂配的師資，大多是儲(chǔ)能鏈條各個(gè)環(huán)節(jié)的頂級(jí)專家?！痹诨W(xué)院教授楊全紅看來(lái)，高水平科研是連接產(chǎn)與教的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一頭連著產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待破解的難題，另一頭連著高水平人才培養(yǎng)。

儲(chǔ)能平臺(tái)在建設(shè)伊始就確定了首批建設(shè)的5個(gè)研究中心，即電化學(xué)儲(chǔ)能、燃料儲(chǔ)能與應(yīng)用、儲(chǔ)能裝備與系統(tǒng)、儲(chǔ)能安全與運(yùn)維、儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)與政策5個(gè)研究中心，中心主任均由國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才擔(dān)任。

“希望大家能夠在交流研討中碰撞出靈感火花，突破合作瓶頸，促進(jìn)學(xué)科交叉融合，推動(dòng)儲(chǔ)能科研創(chuàng)新進(jìn)展?！苯衲?月，在儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)科交叉中心建設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)上，王成山反復(fù)強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉的重要性。

“科研合作正在從‘自由型’向‘有組織型’轉(zhuǎn)變。”材料學(xué)院韓曉鵬教授以儲(chǔ)能電池為例，在這條研發(fā)鏈條上，從基礎(chǔ)材料到電極、電池再到系統(tǒng)控制和應(yīng)用，雖然學(xué)校團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)明顯，但卻分散在各個(gè)學(xué)院，而儲(chǔ)能平臺(tái)則打破了壁壘。

“每周一大家都會(huì)聚在一起交流，把各自的需求帶來(lái)，為下一步科研尋找方向?！表n曉鵬介紹，儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)科交叉中心建設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)拉出了全校儲(chǔ)能研究的“清單”，如數(shù)家珍般地列出了各個(gè)團(tuán)隊(duì)研究的特色、優(yōu)勢(shì)和進(jìn)展。

“我們一直在尋找可以對(duì)鋰離子在納米多孔材料中的傳輸、擴(kuò)散等行為進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合模擬的團(tuán)隊(duì)，沒(méi)想到在校內(nèi)機(jī)械學(xué)院焦魁教授團(tuán)隊(duì)找到了。”化工學(xué)院副教授吉科猛加入儲(chǔ)能平臺(tái)后，很快就嘗到了交叉融合的甜頭。而韓曉鵬則更期待解決“一條鏈條上不同環(huán)節(jié)‘交叉’部分的難題”。

儲(chǔ)能平臺(tái)常務(wù)副主任焦魁介紹，目前平臺(tái)已經(jīng)形成了以3名院士、20余名國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才、40余名國(guó)家級(jí)青年人才領(lǐng)銜的高層次、跨學(xué)科、復(fù)合型科研教學(xué)團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能領(lǐng)域的全環(huán)節(jié)和全鏈條覆蓋。

項(xiàng)目式教學(xué)打通學(xué)與練

一個(gè)周六上午，盡管是周末，但位于天津大學(xué)北洋園校區(qū)的一間教室內(nèi)，儲(chǔ)能專業(yè)的學(xué)生們依然在興致盎然地研討著他們的“風(fēng)光互補(bǔ)碳中和小屋”。四五名學(xué)生一組，他們需要通過(guò)一學(xué)期的課程學(xué)習(xí)完成從供能、儲(chǔ)能再到用能的系統(tǒng)搭建，最終實(shí)現(xiàn)每一棟“小屋”都可以利用自身產(chǎn)生的再生能源進(jìn)行夏季供冷。

這是專為儲(chǔ)能專業(yè)大一學(xué)生量身定制的項(xiàng)目式課程“儲(chǔ)能創(chuàng)客A”?！凹词箶Q螺絲、接水管這些動(dòng)手的基礎(chǔ)工作都需要去學(xué)習(xí)實(shí)踐?！睂W(xué)生傅心雨說(shuō)，除了課堂上的“邊做邊學(xué)”，他們有時(shí)還必須利用課下的時(shí)間自學(xué)相關(guān)知識(shí)，跑到教室里繼續(xù)擺弄“小屋”，成功激起了學(xué)習(xí)興趣。

授課教師馬非是來(lái)自機(jī)械學(xué)院的一名青年教師。在他看來(lái)，這門(mén)課就是要激發(fā)學(xué)生的興趣、培養(yǎng)設(shè)計(jì)思維、鍛煉實(shí)踐能力，讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)思考、討論、合作和實(shí)踐，這也是儲(chǔ)能平臺(tái)項(xiàng)目式教學(xué)的特色之一。

像“儲(chǔ)能創(chuàng)客A”這樣的課程，在儲(chǔ)能專業(yè)定制的“項(xiàng)目式課程庫(kù)”中還有18門(mén)，學(xué)生需要在大二和大三通過(guò)“選課”的形式再選擇兩門(mén)項(xiàng)目式課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。

除了項(xiàng)目式課程，新工科項(xiàng)目式教學(xué)理念已經(jīng)融入其他的專業(yè)課中。機(jī)械學(xué)院劉海峰教授負(fù)責(zé)一門(mén)大三的專業(yè)課“儲(chǔ)能原理”和一門(mén)研究生課程“高等儲(chǔ)能原理”。在他的設(shè)計(jì)中，本科生課程將集共性原理講授、先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)于一體，還要嘗試讓學(xué)生做一個(gè)儲(chǔ)能電池裝置。他在課程中定制了一些來(lái)自企業(yè)的課程，邀請(qǐng)企業(yè)的技術(shù)人員來(lái)講授，同時(shí)將學(xué)生帶到企業(yè)中去感受。而研究生的課程則會(huì)更加突出特色，把教師的科研優(yōu)勢(shì)充分融入教學(xué)。

這樣的課程背后往往有多位教師支撐。比如盡管“儲(chǔ)能創(chuàng)客A”是馬非主講，但課程設(shè)計(jì)卻凝聚了擅長(zhǎng)電能供儲(chǔ)用、可再生供能、冷熱供儲(chǔ)用等領(lǐng)域5位教師的智慧。

“物理課、化學(xué)課、工程數(shù)學(xué)課、編程課……盡管名字看起來(lái)都很普通，但其實(shí)都是‘高端定制’，課堂上經(jīng)常要做任務(wù)，也需要我們根據(jù)任務(wù)目標(biāo)自學(xué)相關(guān)知識(shí)?！标悡碚f(shuō)，這樣的課程壓力大，但收獲更多。

跨學(xué)科、項(xiàng)目式、產(chǎn)教融合、本研貫通……這些都是儲(chǔ)能專業(yè)人才培養(yǎng)模式的重要特征。焦魁介紹，目前儲(chǔ)能平臺(tái)正在以新工科建設(shè)為牽引，深入建設(shè)儲(chǔ)能科學(xué)與工程專業(yè)的課程、教材、教法、教師等高等教育教學(xué)的“新基建”，構(gòu)建具有學(xué)校特色的儲(chǔ)能系統(tǒng)人才培養(yǎng)體系。

企業(yè)融入提升研與教

今年暑假，陳擁赴企業(yè)進(jìn)行了為期6周的帶薪專業(yè)實(shí)習(xí)。想去電力行業(yè)學(xué)習(xí)的他報(bào)了以儲(chǔ)能為主要業(yè)務(wù)的平高集團(tuán)儲(chǔ)能科技有限公司，對(duì)化學(xué)更感興趣的傅心雨則選擇了中汽研新能源汽車檢驗(yàn)中心（天津）有限公司提供的“燃料電池試驗(yàn)輔助及數(shù)據(jù)分析實(shí)習(xí)生”崗位。

按照培養(yǎng)計(jì)劃，這樣真刀實(shí)槍地到企業(yè)的暑期實(shí)習(xí)，本科期間有兩次，這也是學(xué)生對(duì)“產(chǎn)教融合”的初體驗(yàn)。

“全班22名學(xué)生，有6家單位提供了40余個(gè)崗位?！必?fù)責(zé)此次實(shí)習(xí)組織工作的教師李巾錠介紹，儲(chǔ)能平臺(tái)希望給學(xué)生提供一種“沉浸式、體驗(yàn)式、互動(dòng)式”的實(shí)習(xí)模式。

“我們和儲(chǔ)能平臺(tái)的很多老師建立了合作關(guān)系。這次安排了天大畢業(yè)的博士來(lái)做學(xué)生的企業(yè)實(shí)習(xí)老師?！币呀?jīng)受聘為碩士研究生企業(yè)導(dǎo)師的郝冬是中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司首席專家。他介紹，企業(yè)有兩萬(wàn)平方米、50多個(gè)新能源實(shí)驗(yàn)室，可以為學(xué)生們提供國(guó)際一流的平臺(tái)，大幅提升他們對(duì)燃料電池的認(rèn)知。

與本科生們走進(jìn)企業(yè)開(kāi)展專業(yè)實(shí)習(xí)不同，儲(chǔ)能平臺(tái)博士一年級(jí)的黃耀煒前期初步研制完成了一種新型熱力學(xué)循環(huán)，該循環(huán)可以應(yīng)用于儲(chǔ)能、碳捕集與利用、直接空氣碳捕集等技術(shù)。目前，他正打算做一個(gè)放大的真實(shí)系統(tǒng)用于微電網(wǎng)內(nèi)且可以通過(guò)可再生能源驅(qū)動(dòng)。接下來(lái)的工作，他將得到企業(yè)導(dǎo)師——國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院電源技術(shù)中心主任甘智勇的指導(dǎo)。

學(xué)校在本科培養(yǎng)階段全面引入行業(yè)內(nèi)的企業(yè)參與教學(xué)和育人；在研究生培養(yǎng)階段實(shí)行“雙導(dǎo)師”制，同時(shí)支持專項(xiàng)博士生參與企業(yè)的研發(fā)項(xiàng)目，支持博士生依托企業(yè)的科研條件和重大研發(fā)項(xiàng)目開(kāi)展博士學(xué)位論文研究，鼓勵(lì)企業(yè)優(yōu)秀青年技術(shù)骨干申請(qǐng)攻讀定向博士生，企業(yè)的深度參與讓平臺(tái)的人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展齊頭并進(jìn)。據(jù)了解，目前儲(chǔ)能平臺(tái)已與國(guó)家電網(wǎng)、中汽研、濰柴等數(shù)十家儲(chǔ)能行業(yè)頂尖企業(yè)開(kāi)展了科技攻關(guān)合作，與國(guó)家能源集團(tuán)、中石化、比亞迪等企業(yè)簽署了人才聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，并正與國(guó)網(wǎng)天津市電力公司籌備聯(lián)合掛牌“國(guó)家儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)實(shí)訓(xùn)基地”。

與人才培養(yǎng)同步開(kāi)展的還有和企業(yè)更加深入的合作。在新型電力系統(tǒng)儲(chǔ)能并網(wǎng)調(diào)控和關(guān)鍵裝備技術(shù)領(lǐng)域，學(xué)校與南方電網(wǎng)公司聯(lián)合成立“南方電網(wǎng)公司—天津大學(xué)智能配用電與儲(chǔ)能”聯(lián)合研究院。在儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和混合儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，與許繼集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)百兆瓦級(jí)鋰離子儲(chǔ)能電站故障特性模擬系統(tǒng)及相關(guān)測(cè)試平臺(tái)。在儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)與政策研究領(lǐng)域，與國(guó)家電網(wǎng)合作開(kāi)展基于“雙碳”背景的后勤資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)保障模式研究……

王成山表示，學(xué)校正在建設(shè)的國(guó)家儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)將通過(guò)全方位推進(jìn)模式創(chuàng)新和機(jī)制改革，建成能夠貫穿人才培養(yǎng)、科技攻關(guān)、生產(chǎn)實(shí)踐、校企合作創(chuàng)新發(fā)展等多環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能人才培養(yǎng)“天大范式”。

《中國(guó)教育報(bào)》2023年09月04日第7版