“雙碳”背景下高校多維實踐教學模式研究

丁艷 金蕊

摘要：在“雙碳”背景下，應用創新能力培養是高校人才培養的關鍵。文章以中國礦業大學徐海學院能源與動力工程專業為例，分析了傳統教學模式的弊端，提出了基于應用創新能力培養的多維實踐教學模式，論證了“雙碳”背景下高校多維實踐教學模式的可行性和實效性。研究表明，多維實踐教學模式能夠幫助能源與動力工程專業學生更好地理解和掌握所學知識，提升實踐能力和綜合素質，增強創新意識，提高就業競爭力，從而為學生未來的職業發展做出積極貢獻。

關鍵詞：應用創新能力；多維實踐教學；能源與動力工程；教學模式

中圖分類號：G642; TK1? 文獻標志碼：A

0 引言

2020年9月22日，習近平總書記向國際社會宣布中國力爭在2030年前實現“碳達峰”和2060年前實現“碳中和”的“雙碳”目標［1-2］。2021年，國務院發布了《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，全面推進了我國經濟社會發展向綠色轉型［3-4］；同年，教育部發布了《高等學校碳中和科技創新行動計劃》［5-6］，要求若干高校建成世界一流碳中和相關學科和專業，為我國實現能源碳中和、資源碳中和、信息碳中和提供充分科技支撐和人才保障。在實現“雙碳”目標的大背景下，高校的能源與動力工程專業（以下簡稱“能動專業”）不僅要培養具備扎實的專業知識和豐富實踐經驗的技術人才，還要培育掌握新能源技術、清潔能源技術和高效能源利用技術的創新型人才，能夠將這些技術應用于實際工程項目中，推動我國能源結構的優化和能源可持續發展。然而，傳統的教育模式和人才培養理念已無法滿足“雙碳”目標下的國家發展戰略。為了滿足學生在“雙碳”背景下的應用創新能力培養和實踐能力提升的需求，對傳統教學模式進行改造升級并探索新的實踐教學模式是非常必要的。本文以中國礦業大學徐海學院能源與動力工程專業（以下簡稱“徐海學院能動專業或本專業”）為例，分析傳統教學過程中存在的諸多問題，提出適應“雙碳”目標的高校多維實踐教學模式，并論證“雙碳”背景下高校多維實踐教學模式的可行性和實效性。

1 傳統能源與動力工程專業教學模式的弊端

“雙碳”背景下，以徐海學院能動專業為例，傳統教學過程中主要存在以下問題。

1.1 教學大綱以火力發電為主，新能源課程占比較低

傳統的火力發電依賴于煤炭等化石能源，使用時產生大量的二氧化碳、氮氧化物、硫化物等有害氣體以及粉塵、灰渣等固體廢棄物，對環境造成嚴重污染，不利于“雙碳”目標的實現。而且傳統的教學大綱中，新能源課程占比較低，學生無法對新能源技術深入學習和掌握，影響學生對未來能源發展的認知。學生畢業后無法快速適應產業對新技術、新產品的需求，進而降低了學生在就業市場上的競爭力。

1.2 課程設計內容陳舊，未能與時俱進

在傳統教學大綱的框架下，老師更傾向于使用自己多年熟悉的教材和教法，沒有充分考慮到日新月異的科技進步和社會變革，從而導致課程設計內容多來源于多年教學經驗下的陳舊課題，缺乏與時俱進的新課題和新內容。

1.3 實驗方法單一，學生實踐能力受限

單一的實驗導致學生對能動專業的認知不夠全面，實驗知識學習和實踐鍛煉的廣度和深度不夠，無法真正理解其在現實中的應用和意義，影響學生的綜合能力提升，造成學生的專業素質提升與發展受限。

1.4 考核內容不全面，學生創新能力不足

傳統的考核方式注重學生對基礎理論知識檢測，多采用書面答題，而對實踐能力、創新思維等方面的考核較少。這將導致學生在實際應用和解決問題能力上的欠缺。傳統的考核方式偏重記憶和重復性的應用，缺乏對學生創新能力的考核和激發。傳統的考核方式往往比較固定和單一，缺乏針對性的個性化評估。這將對學生的學習積極性和主動性產生一定的負面影響。

2 多維實踐教學模式的實施

在應對“雙碳”背景的挑戰時，多維實踐教學模式被提出作為一種創新的教學方式。該模式將教學內容、教學方法和教學評估有機地結合在一起，通過多樣化的實踐活動，促進學生的學習和發展，讓學生掌握綠色低碳技術，提高學生在不同領域的實踐應用水平，培養學生全面發展的能力和可持續發展觀。除此之外，多維實踐教學模式還能夠激發學生的創新意識和問題解決能力，培養他們獨立思考和自主學習的能力。在能動專業教學中，多維實踐教學模式是將專業課程設計與畢業設計、實驗實習實訓、科技競賽、科創項目、產學研項目等進行有機融合，通過實踐操作和多樣化的實踐活動，多維實踐教學模式旨在提升學生的實踐能力和創新能力，為他們未來的發展和職業生涯奠定堅實的基礎。

2.1 實施的原則

（1）強調實踐和理論知識的相互融合：采用多樣化的實踐活動激發學生對理論知識的學習興趣和創新意識。

（2）注重多學科間的相互融合：鼓勵和引導學生采用多學科知識來解決實際遇到的問題。

（3）鼓勵學生融入社會：鼓勵學生積極參與各種相關的社會實踐活動或者項目，提高學生的社會責任感。

（4）促進個性發展和團隊協作：根據學生的興趣和特長設計個性化的實踐項目，促進學生的個人成長和發展，提供多樣化的實踐環境和項目，促進團隊協作與交流。

2.2 實施的內容與方法

以徐海學院能動專業為例，多維實踐教學模式的實施采取了“兩主體三環節”的手段，即抓住教師和學生這兩個主體，依托課程設計、實踐教學、產學合作3個環節提升應用創新型人才培養質量。為教師提供相關培訓，讓教師熟悉多維實踐教學模式的理念、目標和方法，了解如何設計多維實踐課程，引導學生實踐和評價學生實踐成果；讓學生根據個人興趣自主選課并進行分組，確保每個小組具有多樣化的背景和能力，以促進合作學習和互補優勢。課程設計環節，根據多維實踐教學模式的原則，設計具體的課程計劃和教學活動，并準備所需的教學資源、實驗設備以及與企業或科研機構的合作項目；實踐教學環節，教師充分發揮指導者和引導者的角色，通過案例分析、討論、實驗操作等方式引導學生進行實踐活動，促進學生的主動參與和探索精神；產學合作環節，根據校企合作項目的要求，教師與合作單位一起制定明確的目標、任務和時間表，監督學生在實踐中的進展和成果。

2.2.1 完善教學體系

在應對“雙碳”背景下的人才培養需求方面，合理設置教學大綱的內容和學時分配至關重要。這包括理論教學、實驗教學、課程設計、實習與實訓以及畢業設計等各個環節。根據“基礎—綜合—創新”3個能力層次整合教學內容，注意實踐課程與理論課程之間的聯系。根據行業發展情況，定期并及時地更新教學大綱和實踐教學內容，如課程設計環節補充與新能源或者清潔能源相關，以及與數據處理和分析相關的設計內容，這樣既可以訓練學生分析和解決工程實際問題的能力，又能強化學生對綠色技術知識和跨學科知識的掌握，利于培養具有創新意識的綠色低碳技術人才。

2.2.2 搭建實驗室設施和模擬平臺

提供逼真的實驗環境，讓學生親自進行實驗操作和工程設計。在能動專業中，搭建熱能轉換實驗室、光伏發電模擬平臺等，讓學生進行實際操作和數據分析。同時，根據課程內容需要優化升級現有的實踐教學平臺，及時調整與購置實驗實訓裝置。通過實踐教學平臺鍛煉學生實踐操作、故障處理以及分析、解決實際問題的能力。

2.2.3 引入項目驅動式教學方法

根據教學內容，將校內課程整合成多個項目課題，將企業項目引進教學過程，形成校內校外項目相結合模式，促進學生實踐能力、創新能力以及跨學科解決實際問題能力的培養。校內項目難度設置為適中程度，重點鍛煉學生運用知識分析問題和解決實際問題的工程實踐能力；企業課題聚焦企業生產過程，貼合生產實際，難度進階，著重鍛煉學生參與企業實踐的工程創新能力。

2.2.4 搭建科創和競賽平臺

成立科創中心，組織學生進行創業項目的策劃與執行，鼓勵學生申報省級和國家級創新訓練計劃項目，鍛煉他們的實踐操作與創新設計能力。搭建各類競賽平臺，鼓勵學生進行跨專業、跨學科組隊，由有競賽經驗的教師按需組成跨專業指導團隊，指導學生參加各類科技創新競賽。通過科創及競賽平臺，實現創賽結合，以賽促學促創，通過設計、實物制作、實驗測試來提升學生的實踐能力、創新能力和跨學科實踐能力。

2.2.5 深入推進校企協同育人合作

通過校企雙方共同制定人才培養方案、與企業共建實踐教學平臺、校內校外“雙導師”制，將校企協同育人工作落到實處，實現教育鏈與產業鏈的雙鏈對接，快速提升學生的工程實踐能力；組織行業專家和工程師講座、研討會等活動，促進學生了解行業最新動態和需求，拓寬視野；通過年輕教師假期“頂崗實習”、骨干教師掛職基地并深入開展產學研項目合作，打造“雙師”“強師”隊伍，通過校企科研項目協同開展，促進教學、科研與生產的深度融合，進一步提升學生的綜合應用及創新實踐能力。

2.2.6 優化評估方法

采取“學生-教師-學校”三位一體的過程化評估方法。在學生層面：通過課堂表現、實踐報告、作業、項目演示等方式對學生進行績效評估。評估內容包括對學生實踐操作能力、問題解決能力、思維創新能力和團隊合作能力等方面的考察。同時，定期收集學生對多維實踐教學模式的反饋意見，要求學生進行自我評價。學生的反饋和自評有利于教師了解教學效果，便于及時調整和改進教學策略，促進教學模式的不斷優化。在教師層面：定期對多維實踐教學模式進行評估和反思，分析教學效果和存在的問題，根據評估結果進行適當調整和改進。在學校層面：學校主要負責質量保障和改進，通過建立質量保障體系，定期對多維實踐教學模式進行評估和監測，以確保教學質量的持續改進。通過實施和評估的循環過程，可以不斷改進和優化多維實踐教學模式，提高學生的實踐能力和創新思維，促進他們在實際應用中的發展，同時促進教師教學水平的不斷提升，助力教師成長。

2.3 實施的成效

徐海學院能動專業在人才培養中實施了基于創新能力培養的多維實踐教學模式以來，每年都有眾多學生受益，取得了顯著的效果。專業建設水平在獨立學院中遙遙領先，在2022年大學專業就業率排行榜中，能源與動力工程專業就業率95.8%，排名第二位。在2023年校友會中國能源動力類一流專業（應用型）排名中居全國第18位。目前，具有高質量的產教融合基地10余個，校內實訓室、專業綜合實驗室和專項實驗室多個。通過多年的調查統計數據發現，本專業畢業生近3年年終就業率接近100%。本專業畢業生就業集中度最高的行業為電力生產/制冷工程/新能源/城市熱網/空調企業，五大電力系統等企事業單位都有本專業學生的足跡。本專業學生注重深造，近3年研究生錄取率近15%且錄取學校的層次較高，往往是“985”或“211”高校。根據用人單位的反饋，本專業畢業學生基礎扎實、專業綜合素質好、實踐創新能力強、崗位適應快，因此一些就業門檻較高的企業因往屆就業學生在該單位表現優秀，之后每年都來招聘，而且優先錄用本專業學生。其中，一些大型企業單位也因此成為本專業的實習或產教融合基地。

3 結語

在“雙碳”背景下，（1）多維實踐教學模式注重將理論知識與實踐應用相結合，通過大量實踐活動，幫助學生更好地理解和掌握所學知識，提升他們綜合運用知識能力和實際操作能力，使他們具備扎實的實踐技能。（2）多維實踐教學模式注重培養學生的學習能力、創新能力、團隊協作能力等多方面的綜合素質，能夠幫助學生更好地適應未來職業發展的需要。（3）多維實踐教學模式致力于培養學生的創新意識和創造能力，重點關注學生在實踐環節中的探索和創新表現，有效促進學生的科技創新能力發展，為能源與動力工程領域的發展作出貢獻。這一模式在徐海學院能動專業的人才培養中得到了驗證并取得了積極成效。總之，多維實踐教學模式將理論知識和實踐應用相結合，能夠幫助能動專業學生更好地理解和掌握所學知識，提升實踐能力和綜合素質，增強創新意識，提高就業競爭力，從而為他們未來的職業發展做出積極貢獻。

參考文獻

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［5］劉玉娟，張云箏.創新系統理論視域下高校碳中和科技創新能效路徑優化［J］.中國高校科技，2023（7）：67-72.

［6］付乾，廖強，葉丁丁，等.雙碳戰略下新能源與儲能科學研究生培養模式探索［J］.高等工程教育研究，2023（增刊1）：17-20.

（編輯 姚 鑫）

Exploration of multi-dimensional practical teaching mode in colleges and universities under the background of “Dual Carbon”： taking the thermal energy and power engineering major of Xuhai College， China University of Mining and Technology as an example

DING? Yan， JIN? Rui

（Xuhai College， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221008， China）

Abstract：? In the context of “Dual Carbon”， the cultivation of applied innovation ability is the key to talent cultivation in universities. The article takes the energy and power engineering major of Xuhai College， China University of Mining and Technology as an example， analyzes the drawbacks of traditional teaching models， proposes a multi-dimensional practical teaching model based on the cultivation of application innovation ability， and demonstrates the feasibility and effectiveness of the multi-dimensional practical teaching model in universities under the background of “Dual Carbon”. Research has shown that the multi-dimensional practical teaching model can help students majoring in energy and power engineering better understand and master the knowledge they have learned， improve their practical ability and comprehensive quality， enhance their innovation awareness， enhance their employment competitiveness， and make positive contributions to their future career development.

Key words： application innovation ability; multi-dimensional practice teaching; energy and power engineering; teaching mode

基金項目：江蘇高校哲學社會科學研究項目；項目名稱：雙碳背景下應用型高校能動專業應用創新型人才培養生態體系研究；項目編號：2023SJYB1162。2020年江蘇高校“青藍工程”資助項目；項目編號：20200415。中國礦業大學徐海學院專業建設與教改研究項目；項目名稱：能源與動力工程一流本科專業培育；項目編號：YA2005。

作者簡介：丁艷（1980— ），女，副教授，博士研究生；研究方向：熱能與動力工程，瓦斯燃燒利用，生物質資源化利用。