基于抽蓄發展的應用型本科高校專業人才科創能力提升研究

摘要：面向行業發展需求，以OBE（OutcomebasedEducation）教育理念為基礎，探討了應用型本科高校水工專業以抽蓄發展為契機提升大學生科創能力的實踐路徑：在學生科創實踐宣傳活動中，結合抽水蓄能構造特征和應用發展，提升對抽蓄發電的公眾認知；在師生共建專業課程活動實踐中，挖掘抽水蓄能電站建設及管理過程中的典型案例，提升對其典型工程技術要點的深度認知；在凝練與抽蓄相關的賽創成果時，提出融合以賽促學、促改、促用的產—教—研成果持續改進產出模式，提升解決實際工程問題的綜合能力。研究旨在提升水工專業人才培養質量，推進應用型本科高校高質量人才培養基地建設和新工科建設。

關鍵詞：應用型本科高校；OBE教育理念；水工人才培養；抽水蓄能發展；科創能力提升

Abstract：Fortheindustrydevelopmentneeds，BasedontheeducationalconceptofOBE（OutcomebasedEducation），Thispaperdiscussesthepracticalpathofimprovingcollegestudents'scienceandinnovationabilitythroughtheopportunityofdrainageandstoragedevelopment：inthepublicityactivitiesofstudent'sscienceandinnovationpractice，Combinedwiththestructural characteristicsandapplicationanddevelopmentofpumpedstorage，Enhancepublicawarenessofpumpingandstoragepowergeneration;Inthepracticeofprofessionalcurriculumactivitiesjointlybuiltbyteachersandstudents，Excavatingthetypicalcasesintheconstructionandmanagementprocessofpumpedstoragepowerstations，Toenhancethedepthofitstypicalengineeringtechnicalpoints;Insummarizingtheresultsrelatedtopumpingandstorage，Putforwardtheintegrationofproductioneducationresearchresultstopromotelearning，reformanduse，Improvethecomprehensiveabilitytosolvepracticalengineeringproblems.Theresearchaimstoimprovethequalityofhydraulicpersonneltraining，andpromotetheconstructionofhighqualitypersonneltrainingbaseandnewengineeringconstructioninapplicationorientedundergraduateuniversities.

Keywords：applicationorientedundergraduateuniversity;OBEeducationconcept;hydraulicpersonneltraining;pumpedstoragedevelopment;scienceandtechnologyinnovationabilityimprovement

1概述

抽水蓄能以水為儲能介質，通過電能和勢能相互轉換，達到儲能和管理電能目的，在全球范圍內已得到了較為廣泛的應用。截至2021年底，我國抽水蓄能裝機規模已居世界首位，達到3149萬千瓦，占全球抽水蓄能總容量的18.26%［1］。我國也提出計劃，到2035年在培育一批大型骨干抽水蓄能企業的基礎上，建設技術先進、管理優質、具有較強國際競爭力的抽水蓄能現代化產業，滿足新能源高比例規模化發展需求［2］?？梢姡樗钅苡休^大發展空間。

應用型本科高校以培養應用型人才為育人目標，是促進社會經濟發展和產業結構轉型升級的基礎陣地。進入21世紀以來，我國應用型大學地位與作用日益突出［3］，但地方應用型高校在發展中仍面臨著定位不清、動力不足、制度不全、資源不夠、評估不科學等現實困境。為提升應用型本科高校的人才培養質量，強抓特色專業“新工科建設”，持續強化專業發展，夯實推進“工程專業認證”和“一流專業建設”“以學生為中心”的產教融合、科教融合活動不斷優化，成為高校管理和教學過程中的重要環節，高校實施和培養創新型人才的重要舉措，對激發大學生主動思考和自主創新能力，提高專業技能和綜合素質，都起到了關鍵作用［4］。

在抽水蓄能發展的大背景下，如何深化產教融合，打通人才培養供給側和產業需求側，推進水工專業人才培養的高質量發展是相關應用型本科高校值得研究的問題。浙江水利水電學院是一所水利水電特色的工科類應用型本科高校，其水利水電工程專業是國家一流專業建設點，并于2022年通過工程專業認證。以下介紹以抽蓄發展為契機的應用型本科高校人才科創能力的提升路徑。

2提升水工專業大學生對抽蓄發電的公眾認知

抽水蓄能電站作為一項重要的儲能技術，在提高新能源發電的利用率和改善用戶用電體驗等方面都有重要作用。然而，由于公眾對其認知程度相對較低，影響了其在能源領域的應用和發展。ICOLD歐洲區主席、法國大壩委員會主席MichelLino在面對中國記者張志會的采訪中提到，向公眾征求意見是抽水蓄能電站、大壩決策的必經程序［5］。據不完全統計，全國共計超過100多所高校開設了水利水電工程專業，其中“水電站”課程是該專業的主干課程，雖然水電站傳統教學內容已非常成熟，但傳統水電站從基本原理到水輪機構造等方面均和抽水蓄能電站有所區別［6］。在抽水蓄能人才需求量大增的背景下，幫助學生了解抽水蓄能的理論知識和技術應用，培養學生對新能源和清潔技術的興趣熱情，是基于抽蓄發展提升應用型本科高校專業人才科創能力的基礎。

（1）夯實課程改革：通過水利水電工程專業和能源與動力工程專業交叉，可以開設與抽水蓄能相關的選修課程和既有課程延展，增加“新能源技術與應用”或“能源儲存與轉換”的內容。一方面，使得學生可以學習抽水蓄能的原理、技術特點和應用領域；另一方面，提高他們的理論應用能力和創新思維。特別是注重情景設計：如高?？梢越ㄔO抽水蓄能裝置，并將其作為科創實踐項目的一部分，吸引學生參與設計、建設和運行抽水蓄能裝置，從中學習到與機械、電力、水利等相關學科的知識和技能，促進不同學科之間合作與交流，組織跨學科團隊共同研究抽水蓄能技術的問題，推動學科交叉融合與創新。

（2）促進產學合作：與抽水蓄能行業企業或科研機構開展合作項目，鼓勵學有余力，學有興趣的學生參與到抽水蓄能相關的設計管理中。一方面，引導學生通過文獻檢索可以深入了解抽水蓄能行業的現狀和發展趨勢，掌握行業需求和技術，另一方面，通過行業規范應用獲得實踐經驗和技能提升。特別是注重實踐基地建設：如高?？梢苑e極創建抽水蓄能工程的實踐基地，提供給學生進行實地考察、實驗研究和創新實踐的機會，幫助學生能夠深入了解抽水蓄能工程的原理、設計和運行過程，加深對相關知識的理解和掌握。

（3）營建學術交流：組織學術研討會、創新論壇或展覽活動，邀請抽水蓄能領域的專家學者和行業代表進行學術交流和經驗分享。學生可以參與學術報告或項目演示，與專業人士進行溝通和互動，提升專業素養和科創能力。如某大學舉辦《卓越大講壇》之《抽水蓄能的前世今生》專場講座，向與會師生深入淺出地講解了抽水蓄能技術在新型電力系統中的重要作用和顯著優勢［7］。特別是融入科創競賽：高?？梢越M織抽水蓄能工程相關的科創競賽，鼓勵學生團隊進行項目設計、方案策劃，使學生能夠將理論知識應用到實際問題中，培養創新思維和實踐能力，同時也為高校提供了一個有挑戰性和應用前景的研究領域。

3提升水工專業大學生對其典型工程技術要點的深度認知

OBE（OutcomesBasedEducation）教育理念強調以學習結果為導向，注重學生能力的發展，注重學生實際應用能力的訓練。具有明確目標、實踐導向、學生參與和持續評估等特點。面對當下抽水蓄能建設的良好前景，基于OBE理念，將抽水蓄能研究成果，例如海水可變速抽水蓄能［8］、大型交流勵磁變速抽水蓄能機組［9］等國內當下最新、應用最廣泛的抽水蓄能技術，以CBL（CaseBasedLearning）、PBL（ProjectBasedLearning）和TBL（TeamBasedLearning）的組織方式引入“水工建筑物”“水電站”等專業課程教學中，可以幫助學生更好地理解和應用抽水蓄能知識，提高其綜合素質和就業競爭力，增強學生的職業發展基礎，對未來抽水蓄能的發展做出積極貢獻。

（1）案例教學（CaseBasedLearning）：教師可以指導學生收集一些實際的抽水蓄能案例，例如，某抽水蓄能電站主體工程開工，了解該新建抽水蓄能電站的設計、后期的運行和維護等實際案例，將其貫穿于課程的課堂教學中。學生可以通過這些案例來了解抽水蓄能電站的實際運行情況和遇到的問題，并從中學習到解決實際問題的思路和方法。

（2）項目式教學（ProjectBasedLearning）：教師可以指導學生查閱一些實際的項目問題，例如結合抽水蓄能電站機組的穩定性試驗，對抽水蓄能電站水輪機噪聲測試分析，對噪聲產生的原因進行了解和分析，為電站降低噪聲以及噪聲研究提供支撐［10］，讓學生通過實踐來掌握抽水蓄能電站的相關知識。在項目過程中，學生需要自主收集資料、分析問題、制訂方案并實施，教師則提供指導和反饋，幫助學生更好地完成項目。

（3）團隊式教學（TeamBasedLearning）：教師可以指導學生分組完成一個抽水蓄能方面的課題探究，例如廢棄礦井抽水蓄能電站多能互補利用模式及案例分析，將我國存在的數以萬計的廢棄礦井作為抽水蓄能電站的選址資源，實現空間資源的可持續利用以及能源型城市的轉型升級［11］。學生可以在小組內分工合作，共同收集資料、分析問題、制訂方案并實施。通過團隊合作，學生可以更好地掌握抽水蓄能的知識和技能，并且培養團隊合作和溝通能力。

4提升水工專業大學生解決實際工程問題的綜合能力

4.1基于Citespace挖掘知識圖譜提升發現問題的科創能力

知識圖譜將物理世界中的概念及其相互關系用符號的形式進行了結構化的描述。通過“實體、關系、實體”這樣一個包含主題層、數據層、關系層、可視層的基本三元組形式，通過相互聯系的關系，把實體之間構建成網狀的知識結構［12］。Citespace軟件用于知識圖譜分析，可以對時間切片內的參考文獻資料進行檢索，統計諸研究熱點的主題關鍵詞、發文作者、研究機構等信息?；贑itespace軟件進行信息篩選，可以精確檢索范圍；通過信息拓展，可以提供更豐富的信息內容；通過信息連接，可以構建有深度和廣度的知識系統。

進一步地，以知識圖譜為契機，將中、外文獻檢索信息，以及專利技術檢索信息深度挖掘，與專業基礎課程融會貫通，有望培育出可用的技術方案和創新發明點。

4.2通過創賽結合挖掘凝練成果探索解決問題的科創方案

大創是高校大學生科創能力提升的重要平臺，有利于培養大學生的團隊協作、創新思維、技術應用等能力。近年來，高校內各級各類大學生科技創新活動蓬勃興起，類似“挑戰杯”全國大學生科技學術系列競賽、水利創新設計大賽、環保創新創業大賽等。但是，目前的大創也存在一些問題，如創意缺乏、技術應用不足等。抽蓄技術作為一種高效的儲能技術，已成為能源領域的研究熱點。當前，我國正處于綠色低碳能源轉型發展的關鍵時期，結合中國的能源資源稟賦條件，將抽蓄儲能技術、可再生能源并網等方面的發展應用到大創中，培育凝練成果提高高校水工專業大學生的科創能力，有助于解決這些問題。

進一步地，以大創培育為契機，將抽水蓄能技術發展應用到其他相關比賽項目中，有望培育出技術創新與優化、能源數據分析與挖掘、新能源與智能電網融合、環保與可持續發展以及經濟與社會效益等多方面的成果，推動抽水蓄能技術的發展和應用，對于培養創新型人才和推動可持續發展具有重要意義，為國家的能源轉型和可持續發展做出貢獻。

結語

面對行業社會需求，應用型本科高校人才的科創能力顯得尤為重要。以當下熱門的抽水蓄能技術為契機，探討應用型本科高校水工專業大學生科創能力的提升路徑，是產教結合的典型范例，有助于推進應用型高校高質量人才培養基地建設和新工科建設，引導大學生關注社會問題和痛點，培養其思考和處理實際問題的本領。

參考文獻：

［1］丁宇翔.含大規模風電和抽水蓄能的區域電網優化運行研究［D］.鄭州：華北水利水電大學，2022.

［2］《抽水蓄能中長期發展規劃（2021—2035年）》印發實施［J］.中國電力企業管理，2021（27）：7.

［3］王志剛，楊令平.應用型高校一流專業建設的路徑選擇［J］.中國高?？萍?，2020（Z1）：1618.

［4］周婷，周長長，施鋒鋒.高校大學生科創活動推進舉措的思考——以上海電力學院科創活動為例［J］.科技視界，2016（27）：201.

［5］LinoM.要在公眾認知方面做更多工作［J］.中國三峽，2019（02）：6265.

［6］宋錦燾，許增光，李陽，等.抽水蓄能大發展背景下《水電站》課程教學內容改革探究［J］.中國電力教育，2023（06）：6364.

［7］西安理工大學.我院舉辦《卓越大講壇》之《抽水蓄能的前世今生》專場講座［EB/OL］.https：//whe.xaut.edu.cn/info/1429/5559.htm.

［8］陳龍翔，樂振春，劉永奇.大型交流勵磁變速抽水蓄能機組技術特征與研制框架［J］.電網技術，2024，48（06）：23662375.

［9］歐陽晨曦，趙志高，李旭東，等.海水可變速抽水蓄能與風電聯合運行優化研究［J］.水利水電快報，2023，44（05）：6572.

［10］姜明利，孫銘君.抽水蓄能電站水輪機噪聲測試分析案例［J］.水電站機電技術，2020，43（02）：4952.

［11］劉欽節，楊卿干，楊科，等.廢棄礦井抽水蓄能電站多能互補利用模式及案例分析［J］.采礦與安全工程學報，2023，40（03）：578586.

［12］王艷娜，劉君藝.基于平均互信息與知識圖譜的產品預測［J］.電子技術，2017，46（01）：5152+50.

基金項目：國家級大學生創新創業訓練計劃項目（202311481002）；浙江省自然科學基金水利聯合基金探索項目（LZJWY22E090003）；2023年基于工程教育專業認證背景下水利高等教育教學改革研究課題（校企合作加強水工專業項目化課程群建設的教學改革研究）；2023年浙江水利水電學院校級教育教學改革項目（混合式教學下水工認證專業課程的過程性考核改革與實踐）；2023年浙江水利水電學院校級重點課程（水工模型試驗）

作者簡介：陳俊宇（2003—），男，漢族，江蘇常州人，本科在讀，研究方向：水利水電工程研究。

*通訊作者：劉丹（1989—），女，漢族，山西太原人，博士，講師，研究方向：工程水力學研究。