基于成果導(dǎo)向和實(shí)踐性的教學(xué)模式探究

摘要：“雙碳”背景下，我國能源結(jié)構(gòu)逐漸向新能源轉(zhuǎn)變，儲能技術(shù)可以在新能源產(chǎn)生多余能量進(jìn)行儲存，以便在需要時(shí)進(jìn)行釋放，使新能源得以充分利用。儲能是能源革命的一項(xiàng)重要技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。為深入推進(jìn)高職院校新能源裝備技術(shù)，本文以儲能基本原理為基礎(chǔ)，以廣泛應(yīng)用的儲能技術(shù)為教學(xué)案例，將儲能技術(shù)成果導(dǎo)向作為教育理念，向?qū)W生闡明“雙碳”目標(biāo)下儲能技術(shù)的內(nèi)涵，融合實(shí)踐性教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生“零碳思維”，培養(yǎng)出儲能行業(yè)“高素質(zhì)、強(qiáng)基礎(chǔ)、創(chuàng)新型”的高技能人才。

關(guān)鍵詞：儲能技術(shù)；成果導(dǎo)向；教學(xué)模式；實(shí)踐性

引言

隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展和對清潔能源的需求不斷增加，儲能技術(shù)在新能源領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。儲能是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)的重要支撐，是“開源節(jié)流”后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，儲能技術(shù)是能源革命重要的核心技術(shù)[1]。教育部在《綠色低碳發(fā)展國民教育體系建設(shè)實(shí)施方案》提出，加快儲能等綠色低碳相關(guān)專業(yè)學(xué)科建設(shè)。儲能技術(shù)與應(yīng)用是新能源裝備技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課，是面向國家能源戰(zhàn)略重大需求和“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要課程，旨在培養(yǎng)儲能技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)人才[2-3]。儲能技術(shù)與應(yīng)用課堂難度大，要求學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的基本理論和基本知識，同時(shí)還要具備一定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力。對于高職院校，學(xué)生生源具有多樣化特點(diǎn)，例如單考單招、中職直升和普通高考等，學(xué)生自身知識儲備和學(xué)習(xí)能力有較大差異性，傳統(tǒng)的教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生課堂參與度較低，不能充分滿足各類學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。將復(fù)雜的理論進(jìn)行矩陣構(gòu)建，開展與崗位需求相一致的實(shí)踐性教學(xué)是提高高職院校學(xué)生綜合技能的重要途徑[4]。成果導(dǎo)向教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，可以綜合評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，基于成果導(dǎo)向開展必要的實(shí)踐性教學(xué)，提高學(xué)生對崗位需求技能的適應(yīng)性，滿足“雙碳”人才需求[5-6]。此外，高水平技能人才是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的主要?jiǎng)幽?。本文以儲能技術(shù)及應(yīng)用課程改革為例，從課程介紹到知識體系重構(gòu)，提出基于產(chǎn)業(yè)需求建立“課、賽、證”融通教學(xué)模式，并進(jìn)行多維度的考核方式，從成果導(dǎo)向和實(shí)踐性目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)評價(jià)和成效分析，本研究對新能源裝備技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革提供參考。

一、課程介紹

儲能技術(shù)及應(yīng)用是新能源裝備技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課，其前沿性強(qiáng)、知識信息量大、內(nèi)容龐雜、工程應(yīng)用性強(qiáng)，要求學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)掌握的知識點(diǎn)多[7]。該門課程開設(shè)于第二學(xué)年，學(xué)生已經(jīng)具備了高等數(shù)學(xué)、電工電子和新能源材料等基本理論知識和實(shí)驗(yàn)技能。這門課程旨在向?qū)W生介紹不同儲能技術(shù)的基本原理、不同的儲能領(lǐng)域的儲能系統(tǒng)以及現(xiàn)代能源系統(tǒng)中的應(yīng)用場景。主要包括儲能技術(shù)概述、不同類型的儲能技術(shù)、儲能技術(shù)的物理和化學(xué)原理、儲能系統(tǒng)的應(yīng)用場景和未來儲能技術(shù)的發(fā)展趨勢，內(nèi)容涉及面廣、知識點(diǎn)分散及交叉學(xué)科的特點(diǎn)。部分學(xué)生理化基礎(chǔ)薄弱，理論內(nèi)容難以理解，課堂無法消化當(dāng)堂內(nèi)容，此外，儲能電池更新速度快，儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新迭代快，傳統(tǒng)教材與課堂教學(xué)內(nèi)容往往落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，難以實(shí)現(xiàn)即時(shí)更新，學(xué)生在校期間接受的技能訓(xùn)練與工作后從事的生產(chǎn)任務(wù)脫節(jié)，訓(xùn)練內(nèi)容的更新速度落后于產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新迭代速度，畢業(yè)生就業(yè)困難，企業(yè)也難招聘到符合需求的人才。不同生源的學(xué)生的學(xué)習(xí)能力差異性明顯，導(dǎo)致傳統(tǒng)的教學(xué)模式無法滿足“雙碳”目標(biāo)下對儲能人才的需求，亟須對課程知識體系進(jìn)行矩陣重構(gòu)，提高教學(xué)成果導(dǎo)向性，并基于產(chǎn)業(yè)需求建立課程實(shí)踐內(nèi)容，拉近學(xué)校與企業(yè)的距離，提高學(xué)生的就業(yè)成才率。

二、基于產(chǎn)業(yè)需求課程知識矩陣重構(gòu)

本課程的教學(xué)核心思路是基于“雙碳”目標(biāo)對儲能的基本內(nèi)涵詮釋不同儲能技術(shù)的原理、應(yīng)用范圍及未來發(fā)展趨勢，根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇一種或多種儲能技術(shù)，提高能源的利用率。根據(jù)OBE理念，新能源裝備技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有較高專業(yè)技能、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高技能型人才，同時(shí)掌握新能源儲能技術(shù)的通識理論和熟練設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)。根據(jù)專業(yè)及產(chǎn)業(yè)需求對儲能技術(shù)及應(yīng)用課程進(jìn)行優(yōu)化。儲能技術(shù)及應(yīng)用課程的理論教學(xué)圍繞“儲能類型—應(yīng)用場景—性能指標(biāo)”之間的關(guān)系，先講儲能的定義和儲能的分類等基礎(chǔ)知識，然后介紹儲能的本質(zhì)和核心及能量的轉(zhuǎn)換方式，并以規(guī)模化的儲能技術(shù)為主要案例進(jìn)行講解，以未來發(fā)展趨勢為興趣引導(dǎo)。在課堂上通過儲能定義、儲能意義、儲能技術(shù)、儲能原理及儲能應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)講解，讓學(xué)生了解儲能技術(shù)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。提高能量的利用率是儲能應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，通過運(yùn)用一種或多種混合儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)新型儲能系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和高效，只有合理應(yīng)用儲能技術(shù)才能“留能”。圍繞“高效—穩(wěn)定—節(jié)能”之間的閉環(huán)關(guān)系，結(jié)合“雙碳”背景下人才培養(yǎng)目標(biāo)，對標(biāo)國家能源局印發(fā)的《儲能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動計(jì)劃》的通知，深化多學(xué)科人才培養(yǎng)，加強(qiáng)產(chǎn)教融合。在講解儲能電池時(shí)，針對性地選取鉛酸電池、鋰離子電池、鈉離子電池等化學(xué)儲能電池作為教學(xué)案例進(jìn)行講解，并對新能源汽車電池的能量密度、循環(huán)壽命和成本投入對高效及穩(wěn)定性進(jìn)行詮釋。從新能源發(fā)電和儲能兩個(gè)維度進(jìn)行產(chǎn)業(yè)分析，結(jié)合光伏、風(fēng)能和抽水蓄能等發(fā)電儲能產(chǎn)業(yè)區(qū)域長三角區(qū)域經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢進(jìn)行系統(tǒng)分析，聚焦區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈和崗位需求對儲能技術(shù)進(jìn)行篩選講解。針對湖州地區(qū)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，對儲能電池及動力電池進(jìn)行重點(diǎn)講解；通過對電池的分解進(jìn)行動畫展示，鍛煉學(xué)生的觀察和分析能力；通過對高質(zhì)量論文和報(bào)道進(jìn)行研討，拓寬學(xué)生科研視野。每周將6名學(xué)生分成一組，提前選取一種儲能技術(shù)及應(yīng)用場景，并在下一次課堂進(jìn)行15min左右的分享，其他學(xué)生對其進(jìn)行打分提問，教師將更多的時(shí)間給學(xué)生，教學(xué)角色由主講變成輔導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)新知識的熱情，通過打分和提高對學(xué)生自學(xué)效果進(jìn)行評價(jià)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從“知識輸入”到“知識輸出”的轉(zhuǎn)變，最后教師通過相應(yīng)的儲能技術(shù)和應(yīng)用場景進(jìn)行升華，融入標(biāo)桿企業(yè)文化，對行業(yè)頂級技術(shù)專家的科研精神進(jìn)行分享。

課程全過程融入思政教育，中國儲能技術(shù)處于全球第一梯隊(duì)，儲能是能源革命的關(guān)鍵技術(shù)支撐，儲能是連接新能源與傳統(tǒng)能源的紐帶。在講到鋰離子電池時(shí)，可以提到湖州在新能源汽車的發(fā)展，新能源汽車是湖州八大新興產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的產(chǎn)業(yè)之一，湖州擁有新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)約300多家，營收接近1000億元，產(chǎn)業(yè)集聚明顯，是浙江省五大新能源汽車產(chǎn)業(yè)培育基地之一，增加學(xué)生對職業(yè)的認(rèn)同感。在講到鋰離子電池回收利用時(shí)，可以提到電池剩余使用壽命和梯級利用，提升學(xué)生的環(huán)保意識，提高課堂的活躍度。

三、基于產(chǎn)業(yè)需求建立“課、賽、證”融通教學(xué)模式

課程是知識傳播的載體，知識源于實(shí)踐，又作用于實(shí)踐?；诋a(chǎn)業(yè)需求對新能源儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)，提煉出典型的工程案例。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是理論知識體系講解和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對于高職教育要以崗位需求和學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，強(qiáng)技能，重專業(yè)，通理論，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生利用技能解決實(shí)際工作問題的能力。結(jié)合課程的培養(yǎng)目標(biāo)，基于產(chǎn)業(yè)需求及崗位需求提出“課、賽、證”融通的教學(xué)模式，打造課賽融通、崗證融通和課證融通。創(chuàng)新是新質(zhì)生產(chǎn)力的主體，隨著技術(shù)快速迭代升級，創(chuàng)新型人才、科技型人才缺失是不少地區(qū)存在的共性問題。通過競賽學(xué)生掌握先進(jìn)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。人是新質(zhì)生產(chǎn)力的創(chuàng)造者和使用者，也是生產(chǎn)力生成中最活躍、最具決定意義的能動主體。高職院校是培養(yǎng)技能人才的主戰(zhàn)場，將企業(yè)產(chǎn)線上的實(shí)際項(xiàng)目搬到課堂教學(xué)中，企業(yè)具體項(xiàng)目不僅可以促進(jìn)學(xué)生的技能培訓(xùn)，還能參加儲能行業(yè)相關(guān)競賽，實(shí)現(xiàn)課堂知識性和趣味性的融合。

以學(xué)生為中心，對接行業(yè)需求，課程內(nèi)容連接企業(yè)技術(shù)，將“零碳創(chuàng)新思維”融入課程教學(xué)中。在教學(xué)過程引入“碳追蹤、碳足跡、碳核算”，讓碳排放“有跡可循”，將儲能技術(shù)的應(yīng)用從原材料的獲取、生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售到最終處置整個(gè)生命周期過程中產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體排放量進(jìn)行數(shù)量化，引入直接排放和間接排放概念，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的零碳思維。在教學(xué)案例中，將特斯拉車企賣“碳積分”收益16億美元的典型案例背后所付出的努力進(jìn)行講解，刷新學(xué)生對低碳發(fā)展道路上的傳統(tǒng)認(rèn)知。儲能技術(shù)及應(yīng)用課程內(nèi)容較多、學(xué)科交叉性強(qiáng)及儲能形式多種多樣，可以在課前結(jié)合區(qū)域行業(yè)發(fā)展進(jìn)行調(diào)研、課堂講授和小組討論等多種方式完成。另外，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容可適應(yīng)開設(shè)第二創(chuàng)新課堂，學(xué)生分組在課后進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研和總結(jié)，形成一篇規(guī)范性的調(diào)研報(bào)告，并整理PPT在課堂展示。通過師生互評充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的參與性，培養(yǎng)學(xué)生探究專業(yè)前沿理論與知識的能力。在職業(yè)證書方面，以課程項(xiàng)目和學(xué)科競賽為引導(dǎo)，通過崗位證書與企業(yè)崗位的實(shí)際工作進(jìn)行深度融合，通過儲能技術(shù)工程師、儲能電站運(yùn)維工程師和儲能電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)師等職業(yè)證書的考評，提升學(xué)生實(shí)踐技能水平，提高學(xué)生工作崗位適應(yīng)能力；在學(xué)科行業(yè)競賽方面，鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生節(jié)能減排競賽、大學(xué)生動力電池競賽、國際儲能創(chuàng)新大賽和可再生能源大賽等，在競賽中深入接觸行業(yè)需求，使學(xué)生提前進(jìn)行“崗前培訓(xùn)”，提高學(xué)生的就業(yè)率；在課程內(nèi)容上，增加行業(yè)和區(qū)域企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與企業(yè)技術(shù)人員共同對教學(xué)案例和競賽案例進(jìn)行學(xué)習(xí)研討，將成熟的項(xiàng)目和優(yōu)秀的競賽項(xiàng)目進(jìn)行拆解分析，作為教學(xué)案例，提高競賽的實(shí)用性。在教學(xué)過程中，充分利用虛擬仿真軟件，利用講到光伏儲能時(shí)，可以將光伏+儲能+并網(wǎng)結(jié)合Simulink進(jìn)行，學(xué)生通過對波形的認(rèn)識進(jìn)一步對儲能的基本原理進(jìn)行強(qiáng)化，并通過工商業(yè)實(shí)際案例進(jìn)行講解，從企業(yè)降本增效的原則進(jìn)行講解，提高學(xué)生的環(huán)保節(jié)能意識。在課程考核上，將學(xué)生競賽獲獎(jiǎng)作為考評成績的加分項(xiàng)，提高學(xué)生的競賽參與度。

四、基于成果導(dǎo)向和實(shí)踐性建立多維考評方式

學(xué)生最關(guān)心就是學(xué)科成績，直接影響學(xué)生的評獎(jiǎng)評優(yōu)，科學(xué)的考評方式可充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成?；诔晒麑?dǎo)向和實(shí)踐性，根據(jù)儲能技術(shù)及應(yīng)用課程的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)模式的改革，我校建立了多維度的考評機(jī)制，即：總成績（100%）=課堂表現(xiàn)（15%）+階段性檢測（25%）+第二創(chuàng)新課堂（20%）+期末成績（40%）。具體考核方式分別為：（1）課堂表現(xiàn)，考核內(nèi)容主要是出勤情況、課堂發(fā)言及課堂目標(biāo)達(dá)成情況，加權(quán)后成績占比為15分；（2）階段性檢測，主要考查學(xué)生對階段性知識點(diǎn)的掌握情況，課堂隨機(jī)抽查和期中考試成績，加權(quán)后成績占比為25分；（3）第二創(chuàng)新課堂，分組自主學(xué)習(xí)，學(xué)生查閱儲能資料并做成PPT，在第二課堂進(jìn)行講解，師生共同對專題內(nèi)容提問，共同打分，加權(quán)后成績占比為20分；（4）期末考試，考查理論知識掌握情況，加權(quán)后成績占比為40分。此外，對于參加技能大賽的學(xué)生可以根據(jù)獲獎(jiǎng)名次比例兌換相應(yīng)分?jǐn)?shù)，提高學(xué)生參與競賽的積極性。通過降低期末成績的占比，增加創(chuàng)新課堂，降低學(xué)生的畏難情緒，注重學(xué)生過程性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

五、改革成效

教學(xué)改革后，通過學(xué)生的評價(jià)和企業(yè)反饋，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性有了極大地提升，學(xué)生課堂參與度普遍提高。在本學(xué)期內(nèi)，隨堂發(fā)布了多次課堂問卷調(diào)查，深入企業(yè)了解畢業(yè)生就業(yè)情況，并對反饋意見進(jìn)行歸納。該授課班級學(xué)生共224人，有效參評人數(shù)為224人，對比上一學(xué)年該門課程的問卷調(diào)查。通過課堂滿意度調(diào)查可知，教改后課堂參與度明顯提高，原來課堂選擇性參與的同學(xué)也積極參與課堂討論及項(xiàng)目實(shí)踐活動，通過對畢業(yè)生工作單位進(jìn)行走訪得出，用人單位對畢業(yè)生滿意度明顯提升。將企業(yè)項(xiàng)目在課堂上進(jìn)行教學(xué)，縮短了學(xué)校與企業(yè)距離，畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)可以快速適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，大大降低企業(yè)的用人成本。

結(jié)語

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，儲能是平衡能源供需的重要途徑，相關(guān)裝備技術(shù)也在不斷更新，新時(shí)代下，對人才培養(yǎng)提出更高要求。高職院校的“新能源裝備技術(shù)”專業(yè)相應(yīng)的課程應(yīng)不斷深化改革，結(jié)合國家能源相關(guān)政策，根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、崗位需求及學(xué)生生源背景對教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。通過基于成果導(dǎo)向和實(shí)踐性統(tǒng)一的教學(xué)方法，學(xué)生不僅可以具備目標(biāo)崗位扎實(shí)的專業(yè)理論知識，同時(shí)還培養(yǎng)了其在儲能技術(shù)開發(fā)和維護(hù)的實(shí)踐能力和自學(xué)能力，提高其學(xué)習(xí)的主動性和積極性。通過開展專業(yè)課程的改革，實(shí)現(xiàn)專業(yè)建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，其研究成果對“新能源裝備技術(shù)”專業(yè)課程體系建設(shè)具有重要意義。

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（作者單位：湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

（責(zé)任編輯：豆瑞超）