基于成果導向和實踐性的教學模式探究

摘要：“雙碳”背景下，我國能源結構逐漸向新能源轉變，儲能技術可以在新能源產生多余能量進行儲存，以便在需要時進行釋放，使新能源得以充分利用。儲能是能源革命的一項重要技術，是實現“雙碳”目標的重要支撐。為深入推進高職院校新能源裝備技術，本文以儲能基本原理為基礎，以廣泛應用的儲能技術為教學案例，將儲能技術成果導向作為教育理念，向學生闡明“雙碳”目標下儲能技術的內涵，融合實踐性教學模式，培養學生“零碳思維”，培養出儲能行業“高素質、強基礎、創新型”的高技能人才。

關鍵詞：儲能技術；成果導向；教學模式；實踐性

引言

隨著全球對可持續發展和對清潔能源的需求不斷增加，儲能技術在新能源領域得到了廣泛應用。儲能是實現“碳達峰，碳中和”目標的重要支撐，是“開源節流”后的關鍵環節，因此，儲能技術是能源革命重要的核心技術[1]。教育部在《綠色低碳發展國民教育體系建設實施方案》提出，加快儲能等綠色低碳相關專業學科建設。儲能技術與應用是新能源裝備技術專業的核心專業課，是面向國家能源戰略重大需求和“碳達峰、碳中和”戰略目標的重要課程，旨在培養儲能技術和相關產業發展的專業人才[2-3]。儲能技術與應用課堂難度大，要求學生具備一定的數學、物理和化學等基礎學科的基本理論和基本知識，同時還要具備一定的計算機輔助設計能力。對于高職院校，學生生源具有多樣化特點，例如單考單招、中職直升和普通高考等，學生自身知識儲備和學習能力有較大差異性，傳統的教學模式導致學生課堂參與度較低，不能充分滿足各類學生學習的需求。將復雜的理論進行矩陣構建，開展與崗位需求相一致的實踐性教學是提高高職院校學生綜合技能的重要途徑[4]。成果導向教學強調學生的學習成果，可以綜合評價學生的學習能力，基于成果導向開展必要的實踐性教學，提高學生對崗位需求技能的適應性，滿足“雙碳”人才需求[5-6]。此外，高水平技能人才是發展新質生產力的主要動能。本文以儲能技術及應用課程改革為例，從課程介紹到知識體系重構，提出基于產業需求建立“課、賽、證”融通教學模式，并進行多維度的考核方式，從成果導向和實踐性目標進行教學評價和成效分析，本研究對新能源裝備技術等相關專業的教學改革提供參考。

一、課程介紹

儲能技術及應用是新能源裝備技術專業的一門專業核心課，其前沿性強、知識信息量大、內容龐雜、工程應用性強，要求學生在有限的課時內掌握的知識點多[7]。該門課程開設于第二學年，學生已經具備了高等數學、電工電子和新能源材料等基本理論知識和實驗技能。這門課程旨在向學生介紹不同儲能技術的基本原理、不同的儲能領域的儲能系統以及現代能源系統中的應用場景。主要包括儲能技術概述、不同類型的儲能技術、儲能技術的物理和化學原理、儲能系統的應用場景和未來儲能技術的發展趨勢，內容涉及面廣、知識點分散及交叉學科的特點。部分學生理化基礎薄弱，理論內容難以理解，課堂無法消化當堂內容，此外，儲能電池更新速度快，儲能產業技術更新迭代快，傳統教材與課堂教學內容往往落后于產業發展，難以實現即時更新，學生在校期間接受的技能訓練與工作后從事的生產任務脫節，訓練內容的更新速度落后于產業技術更新迭代速度，畢業生就業困難，企業也難招聘到符合需求的人才。不同生源的學生的學習能力差異性明顯，導致傳統的教學模式無法滿足“雙碳”目標下對儲能人才的需求，亟須對課程知識體系進行矩陣重構，提高教學成果導向性，并基于產業需求建立課程實踐內容，拉近學校與企業的距離，提高學生的就業成才率。

二、基于產業需求課程知識矩陣重構

本課程的教學核心思路是基于“雙碳”目標對儲能的基本內涵詮釋不同儲能技術的原理、應用范圍及未來發展趨勢，根據不同的應用場景選擇一種或多種儲能技術，提高能源的利用率。根據OBE理念，新能源裝備技術專業人才培養目標是培養具有較高專業技能、實踐能力和創新能力的高技能型人才，同時掌握新能源儲能技術的通識理論和熟練設備的運行維護。根據專業及產業需求對儲能技術及應用課程進行優化。儲能技術及應用課程的理論教學圍繞“儲能類型—應用場景—性能指標”之間的關系，先講儲能的定義和儲能的分類等基礎知識，然后介紹儲能的本質和核心及能量的轉換方式，并以規?；膬δ芗夹g為主要案例進行講解，以未來發展趨勢為興趣引導。在課堂上通過儲能定義、儲能意義、儲能技術、儲能原理及儲能應用進行系統講解，讓學生了解儲能技術與應用產業鏈。提高能量的利用率是儲能應用的關鍵技術，通過運用一種或多種混合儲能技術實現新型儲能系統的安全、穩定和高效，只有合理應用儲能技術才能“留能”。圍繞“高效—穩定—節能”之間的閉環關系，結合“雙碳”背景下人才培養目標，對標國家能源局印發的《儲能技術專業學科發展行動計劃》的通知，深化多學科人才培養，加強產教融合。在講解儲能電池時，針對性地選取鉛酸電池、鋰離子電池、鈉離子電池等化學儲能電池作為教學案例進行講解，并對新能源汽車電池的能量密度、循環壽命和成本投入對高效及穩定性進行詮釋。從新能源發電和儲能兩個維度進行產業分析，結合光伏、風能和抽水蓄能等發電儲能產業區域長三角區域經濟優勢進行系統分析，聚焦區域產業鏈和崗位需求對儲能技術進行篩選講解。針對湖州地區產業優勢，對儲能電池及動力電池進行重點講解；通過對電池的分解進行動畫展示，鍛煉學生的觀察和分析能力；通過對高質量論文和報道進行研討，拓寬學生科研視野。每周將6名學生分成一組，提前選取一種儲能技術及應用場景，并在下一次課堂進行15min左右的分享，其他學生對其進行打分提問，教師將更多的時間給學生，教學角色由主講變成輔導，激發學生主動學習新知識的熱情，通過打分和提高對學生自學效果進行評價，實現學生從“知識輸入”到“知識輸出”的轉變，最后教師通過相應的儲能技術和應用場景進行升華，融入標桿企業文化，對行業頂級技術專家的科研精神進行分享。

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

三、基于產業需求建立“課、賽、證”融通教學模式

課程是知識傳播的載體，知識源于實踐，又作用于實踐?；诋a業需求對新能源儲能產業技術進行歸納總結，提煉出典型的工程案例。傳統的教學模式是理論知識體系講解和基礎實驗驗證，對于高職教育要以崗位需求和學習成果為導向，強技能，重專業，通理論，重點培養學生利用技能解決實際工作問題的能力。結合課程的培養目標，基于產業需求及崗位需求提出“課、賽、證”融通的教學模式，打造課賽融通、崗證融通和課證融通。創新是新質生產力的主體，隨著技術快速迭代升級，創新型人才、科技型人才缺失是不少地區存在的共性問題。通過競賽學生掌握先進技術，培養學生創新能力。人是新質生產力的創造者和使用者，也是生產力生成中最活躍、最具決定意義的能動主體。高職院校是培養技能人才的主戰場，將企業產線上的實際項目搬到課堂教學中，企業具體項目不僅可以促進學生的技能培訓，還能參加儲能行業相關競賽，實現課堂知識性和趣味性的融合。

以學生為中心，對接行業需求，課程內容連接企業技術，將“零碳創新思維”融入課程教學中。在教學過程引入“碳追蹤、碳足跡、碳核算”，讓碳排放“有跡可循”，將儲能技術的應用從原材料的獲取、生產、運輸、銷售到最終處置整個生命周期過程中產生的二氧化碳等溫室氣體排放量進行數量化，引入直接排放和間接排放概念，逐漸培養學生的零碳思維。在教學案例中，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行講解，刷新學生對低碳發展道路上的傳統認知。儲能技術及應用課程內容較多、學科交叉性強及儲能形式多種多樣，可以在課前結合區域行業發展進行調研、課堂講授和小組討論等多種方式完成。另外，根據教學內容可適應開設第二創新課堂，學生分組在課后進行文獻調研和總結，形成一篇規范性的調研報告，并整理PPT在課堂展示。通過師生互評充分調動學生學習的參與性，培養學生探究專業前沿理論與知識的能力。在職業證書方面，以課程項目和學科競賽為引導，通過崗位證書與企業崗位的實際工作進行深度融合，通過儲能技術工程師、儲能電站運維工程師和儲能電站系統設計師等職業證書的考評，提升學生實踐技能水平，提高學生工作崗位適應能力；在學科行業競賽方面，鼓勵學生參加大學生節能減排競賽、大學生動力電池競賽、國際儲能創新大賽和可再生能源大賽等，在競賽中深入接觸行業需求，使學生提前進行“崗前培訓”，提高學生的就業率；在課程內容上，增加行業和區域企業的技術標準，與企業技術人員共同對教學案例和競賽案例進行學習研討，將成熟的項目和優秀的競賽項目進行拆解分析，作為教學案例，提高競賽的實用性。在教學過程中，充分利用虛擬仿真軟件，利用講到光伏儲能時，可以將光伏+儲能+并網結合Simulink進行，學生通過對波形的認識進一步對儲能的基本原理進行強化，并通過工商業實際案例進行講解，從企業降本增效的原則進行講解，提高學生的環保節能意識。在課程考核上，將學生競賽獲獎作為考評成績的加分項，提高學生的競賽參與度。

四、基于成果導向和實踐性建立多維考評方式

學生最關心就是學科成績，直接影響學生的評獎評優，科學的考評方式可充分調動學生學習的積極性，有助于學生學習目標達成。基于成果導向和實踐性，根據儲能技術及應用課程的特點，結合教學模式的改革，我校建立了多維度的考評機制，即：總成績（100%）=課堂表現（15%）+階段性檢測（25%）+第二創新課堂（20%）+期末成績（40%）。具體考核方式分別為：（1）課堂表現，考核內容主要是出勤情況、課堂發言及課堂目標達成情況，加權后成績占比為15分；（2）階段性檢測，主要考查學生對階段性知識點的掌握情況，課堂隨機抽查和期中考試成績，加權后成績占比為25分；（3）第二創新課堂，分組自主學習，學生查閱儲能資料并做成PPT，在第二課堂進行講解，師生共同對專題內容提問，共同打分，加權后成績占比為20分；（4）期末考試，考查理論知識掌握情況，加權后成績占比為40分。此外，對于參加技能大賽的學生可以根據獲獎名次比例兌換相應分數，提高學生參與競賽的積極性。通過降低期末成績的占比，增加創新課堂，降低學生的畏難情緒，注重學生過程性學習，提高學生的學習成效。

五、改革成效

教學改革后，通過學生的評價和企業反饋，學生學習興趣和主動性有了極大地提升，學生課堂參與度普遍提高。在本學期內，隨堂發布了多次課堂問卷調查，深入企業了解畢業生就業情況，并對反饋意見進行歸納。該授課班級學生共224人，有效參評人數為224人，對比上一學年該門課程的問卷調查。通過課堂滿意度調查可知，教改后課堂參與度明顯提高，原來課堂選擇性參與的同學也積極參與課堂討論及項目實踐活動，通過對畢業生工作單位進行走訪得出，用人單位對畢業生滿意度明顯提升。將企業項目在課堂上進行教學，縮短了學校與企業距離，畢業生進入企業可以快速適應企業生產環境，大大降低企業的用人成本。

結語

隨著新能源產業的發展，儲能是平衡能源供需的重要途徑，相關裝備技術也在不斷更新，新時代下，對人才培養提出更高要求。高職院校的“新能源裝備技術”專業相應的課程應不斷深化改革，結合國家能源相關政策，根據區域經濟、崗位需求及學生生源背景對教學內容和實踐內容進行優化。通過基于成果導向和實踐性統一的教學方法，學生不僅可以具備目標崗位扎實的專業理論知識，同時還培養了其在儲能技術開發和維護的實踐能力和自學能力，提高其學習的主動性和積極性。通過開展專業課程的改革，實現專業建設和區域經濟發展相結合，其研究成果對“新能源裝備技術”專業課程體系建設具有重要意義。

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（作者單位：湖州職業技術學院）

（責任編輯：豆瑞超）