新工科背景下“新能源設備事故處置”課程探索實踐

［摘 要］ 新工科建設是面向新興專業、智能制造和新能源發展而演變出來的深化高等工科教育改革的新方向、新思路和新舉措。按照新工科的要求，當前本科教學改革的必經之路要求必須將當前的新技術和新方法與教學過程集成融合，推動教學和科研項目交叉結合。同時，基于消防救援“全災種，大應急”的背景要求，按照“新能源設備事故處置”的教學要求和特點，結合教師科研項目，對教學過程和最終考核等方面均進行了深入研究與集成規劃，提升了學生綜合素質和創新性能力，同時為其他課程的創新教學和實踐教學提供了借鑒和指導。

［關鍵詞］ 新工科；新能源設備事故處置；多元化教學；創新性

［基金項目］ 2024年度中國消防救援學院校級面上教改項目（2024JXMS05）

［作者簡介］ 王 爽（1989—），男，河南安陽人，博士，中國消防救援學院應急救援系講師，主要從事新能源設備及應急裝備研究；李瑞寶（1981—），男，河北唐山人，學士，中國消防救援學院應急救援系講師（通信作者），主要從事應急裝備及災害處置研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）34-0109-04 ［收稿日期］ 2024-01-10

引言

2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，象征著我國高等工科教育改革踏入新的發展范式。2018年3月，教育部辦公廳印發的《關于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》指出，加快培養新興領域工程科技人才，改造升級傳統工科專業，主動布局未來戰略必爭領域人才培養［1］。在目前新增的31個新工科人才培養專業中，新能源汽車工程、新能源科學與工程和“新能源設備事故處置”課程的關聯較為貼近，而“新能源設備事故處置”課程作為新能源科學與工程的前沿及熱點方向，其理論和技術已與其他的專業領域交叉融合［2］。因此，中國消防救援學院基于本院人才培養模式和特色，根據當下新能源設備事故災害高發頻發的特點，建立“新能源設備事故處置”課程體系，為新能源設備事故的搶險救援和災害處置提供借鑒與指導。

“新能源設備事故處置”作為應對新能源設備及設施災害事故的關鍵措施和保障途徑，其涵蓋面廣、實踐性強、操作要求高、學科融合豐富。實踐教學完美地將理論教學知識轉換為實踐操作，可以極大地提升學生學習理論知識的積極性，調動學生學習的創造性和主動性，更有利于激發學生在“最后一公里”階段中的創新性［3-5］。

目前，新能源設備事故處置屬于新能源科學與工程專業中最急待、最緊迫的研究領域［6］。新技術、新方法、新工藝的不斷出現和優化給“新能源設備事故處置”的實踐教學提供了更多新的研究理論知識，為該課程的講授注入了新活力，提升了挑戰度［7］。同時，從側面反映出“新能源設備事故處置”的發展尚處于萌芽階段，需要不斷深入探索，更需要在該課程的實踐教學過程中不斷更新操作知識和教學內容，以培養學生在新能源設備理論基礎和事故機理方面發現問題、分析問題和解決問題的能力。中國消防救援學院應急救援系（以下簡稱本系）以新工科背景下的應急裝備技術與工程學科人才培養為目標，集成國家綜合性消防救援隊伍職業建設需求，對“新能源設備事故處置”課程的教學過程進行了探索與思考。

一、現狀及挑戰度問題

本系從2021年開設“新能源設備事故處置”課程至今已有兩年，共計四輪課程安排。目前該課程教師團隊理論知識扎實，專業技能熟練，形成了具有本系特色的教學實踐體系。但是，新能源技術的日新月異、新方法的異軍突起和新材料工藝的迅猛發展，使得原本的“新能源設備事故處置”課程的教學體系很難滿足當前的創新教育和事故處置現場的要求，主要體現在以下幾個方面：（1）新設備、新工藝、新技術和新方法不斷涌現，但目前使用的教材內容實時更新程度不足，無法展現本課程前沿的事故處置動態，從而弱化了學生針對新能源裝備事故處置現場分析和解決問題的能力。（2）當下的教學形式主要是理論教學和實踐操作，該教學形式造成學生很難參與到教學中。理論教學主要是以灌輸方式將知識傳輸給學生，不利于學生的創新性思維和獨立思考能力的體現；實踐操作卻是更多的以教師示范引導為主，學生缺乏針對不同的場景進行實際災害事故的操作。

二、課程教學模式的設計與探索

新能源設備事故處置是機械和新能源學科交叉融合發展而來的，其研究技術已經被各個消防救援隊伍和專業救援隊伍廣泛應用，并取得了豐碩的成果。因此，本系為搶險救援指揮與技術專業和應急裝備技術與工程專業的本科生開設了“新能源設備事故處置”課程，促進學生學習吸收相關理論基礎知識和實踐操作技能，是培養專業強、素質高、技能硬的消防救援指戰員的必然要求。

（一）教學項目方案設計

學生作為課程教學主體，在個人經歷、學習興趣、知識儲備和操作能力等方面各有不同，基于前期理論基礎知識的整理、事故案例的積累和實踐操作技能的鍛煉，本系將“新能源設備事故處置”課程講授內容劃分為基礎理論、基本操作、綜合技能和實踐操作，該內容安排有利于在學習的全過程中學生個性和特長的兼顧培養。基礎理論包括太陽能發電設備及技術、風力發電設備及技術、新能源汽車技術、燃料電池技術、事故處置策略等內容，旨在讓學生掌握相關新能源設備的基礎知識、事故背后原因和觸發機理。基本操作則涵蓋了水槍的使用、高倍數泡沫的使用、防護服的穿戴和破拆器材的簡單使用。綜合技能由現場指揮、應急決策、戰術戰法、特種裝備的基礎理論和個人防護裝備的基礎知識等方面構成，將基于災害事故現場情景構建的模式引入案例，該案例分析由6～8人的小組自行完成，在該過程中，加強團隊協調和統一指揮，促進學生間的溝通，提升現場指揮能力。

為進一步深化新工科建設目標中對本科生創新意識、能力和科研素養的要求，教師將涉及“新能源設備事故處置”課程的部分科研項目（見表1）摘要推送給學生，引導學生關注新能源設備事故處置的現狀和需求，積極學習現代新能源設備事故處置的新方法、新技術和新設備，最終實現對學生前沿技術和創新性能力的培養。

（二）創新性教學方式

目前，本系在每學年的春季和秋季學期均開設“新能源設備事故處置”課程，每次總學時為32學時，其中理論授課為24學時，實踐操作為8學時，但學生很難在32學時之內掌握好本門課程。因此，基于創新性教學的特點，本系采用線上線下混合教學方式，實行以學生為主、教師為輔的教學過程，按照“新能源設備事故處置”課程的建設要求，本教研室教師針對理論知識和實踐操作設計了48個微課視頻，并聯系北京市消防救援總隊某支隊，組織人員借用其訓練場地進行實地的技術運用和操作，將整個災害事故現場正確操作和錯誤示范均進行視頻制作。要求每名學生利用假期時間反復觀看學習，并就視頻學習情況反饋給教師，教師要對學生提出的問題和反饋信息進行實時的回復與指導，基于該反饋信息對整個課程設計進行改進優化，為改進教學方式創新性做好準備。

由于學院招收學生的類型分為隊伍生和高考生，兩種學生的成長經歷、個性特點、教育背景和實踐技能等均不同，因此需要針對每名學生進行差異化的指導和反饋，并針對不同學生所選項目的研究背景和意義等提出問題，引導學生多思考、多互動、多提問，促進學習氛圍更加活躍。該過程充分保證了教學過程的順利進行，同時基于學生的課余時間、前期基礎和實踐操作熟練程度來挖掘學生的學習潛力，最終實現對不同學生的差異化培養。

（三）創新性教學評價

傳統的“新能源設備事故處置”課程的最終成績評價主要是根據期末考試卷面成績和實踐操作技能熟練程度等進行考核。為彌補以往主觀片面的缺陷，該課程的教學評價與線上線下混合教學模式保持一致，采用平時與課堂結合、線上與線下集成的理念，要求對學生的學習情況進行考核評價，需要將平時學生學習狀態和掌握程度融入考評指標中去，課堂到勤率、線下課堂表現情況、線上視頻觀看情況等按照一定比例進行分數賦值，然后結合學生期末考試卷面成績和實踐操作技能熟練程度獲取最終成績，如圖1所示。

期末考試主要考查學生掌握基礎理論知識的熟練程度，以及對基礎理論概念、結構、原理、分類、機理分析、處置對策、優化建議等進行考核；實踐操作報告主要考查學生面對新能源設備突發事件的臨場指揮協調處置能力和文字撰寫功底；到勤率主要考查學生在線下理論授課過程中的按時到達課堂上課考勤情況；線下課堂表現主要考查學生在線下理論授課環節中討論、發言、協作的能力；線上討論主要考查學生針對線上視頻內容和知識的積極踴躍發言與討論程度；線上視頻觀看主要考查學生對視頻觀看的準時、理解和掌握程度；實踐操作主要考查學生對實際工具和搶險救援器材在面對新能源設備事故災害現場的處置和操作表現。“新能源設備事故處置”課程主要是以線下考核為主，為確保整個考核過程客觀、公正、公平，還應采取學生自評、團隊成員互評及教師評價等多元化評價方式。這種基于新工科背景下的“新能源設備事故處置”課程的多元化考評方式，更加重視對學生在整個學習過程中理論知識的吸收、實踐操作的掌握和應用時效的推廣等評估，從而激發學生在學習過程中的積極性和主觀能動性。

三、教學實施效果

本系在新工科背景下研究“新能源設備事故處置”課程的教學探索實踐已有多年，經過教學理念和教學方法的優化，教學效果得到明顯提升，主要體現在以下幾個方面：（1）從最終成績可以看出，成績較以往有明顯提升，尤其是按照新工科建設背景和要求，將所學內容與新技術、新工藝、新方法和新設備集成融合，提出創新性思考和探索；（2）從課題項目、專利論文來看，近兩年本系結合“新能源設備事故處置”課程的課題項目成績斐然；（3）從畢業生回訪情況反饋來看，更能全面促進學生對專業理論知識的掌握，鍛煉學生的操作實踐技能和災害事故現場指揮協調能力。

結語

與起初的“新能源設備事故處置”課程教學相比，本系所采用的新工科背景下“新能源設備事故處置”課程創新性教學可以反映出以下幾個特點：（1）科學研究方面。本系圍繞“新能源設備事故處置”課程，將該課程相關的科研項目與本課程授課的內容集成，培養學生基于課程理論知識和實踐技能與科研課題的結合，克服了在傳統課堂教學中灌輸式的單一性弊端。（2）差異化方面。基于傳統的學生被動接受教學模式，學生僅靠被動接受教師課堂上傳授的知識，缺乏本身自主思考、分析等環節的設計過程。（3）應用實踐方面。該課程能夠培養學生新能源設備事故處置的技能和思維，鍛煉創新和現場指揮的能力，這是新工科人才培養模式的要求，也是課程教學改革的必然趨勢。

本系在研究“新能源設備事故處置”教學與新工科建設結合的實踐中取得較多的成果，為其他課程教學建設起到了一定的指導作用。同時，教學改革深化過程中也必然會遇到新的挑戰和不足：（1）實行以教研型為主的教師培養，需要教師具有較高的學歷、較好的專業知識和較強的科研能力，以適應新工科的教學改革思路和方法；（2）該課程更需要學生在學習中發揮主觀能動性，對其綜合能力和投入要求更高，需要教師在實際授課教學過程中，鼓勵學生積極參與項目申報和隊伍實踐等；（3）在實踐基地和實訓內容不斷建設與完善的過程中，需要各部門在政策、制度和經費方面統籌協作管理，予以課程教學和實踐充分保障。

總之，在“全災種，大應急”的背景下，基于新工科的建設要求，目前本系獲取的一些經驗，可與同行予以交流指導，面對新能源不斷涌現的事故災害、新的問題、新的要求，本系將繼續深化“新能源設備事故處置”課程教學改革，為培養專業化的國家綜合性消防救援隊伍貢獻力量。

參考文獻

［1］教育部辦公廳.關于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知：教高廳函〔2018〕17號［A/OL］.（2018-03-15）［2023-12-13］.https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2018-12/31/content_5443324.htm.

［2］陳瑋.新工科背景下新能源專業人才的創新創業能力培養［J］.儲能科學與技術，2023，12（9）：3037-3038.

［3］沈少華，郭烈錦.新工科背景下新能源科學與工程專業“通專融合”課程體系建設［J］.高等工程教育研究，2023（S1）：84-87.

［4］李曉杰，梁健.新工科背景下工業設計工作室建設模式研究［J］.機械設計，2020，37（S2）：305-308.

［5］錢劍峰，白天，楊曉莊.“雙碳”戰略背景下能源類專業的發展探究［J］.黑龍江教育（理論與實踐），2023（12）：71-73.

［6］任娜，賈彥，施永紅.新工科背景下新能源專業課程設計教學改革探索［J］.中國教育技術裝備，2023（19）：122-126.

［7］李建林，鄒菲，王茜，等.儲能學科體系構建及人才培養模式探討［J］.中國電機工程學報，2023（12）：1-12.

Exploration and Practice of New Energy Equipment Accident Disposal Course under the Background of Emerging Engineering Education

WANG Shuang， LI Rui-bao

（Department of Emergency Rescue， China Fire and Rescue Institute， Beijing 102202， China）

Abstract： The construction of emerging engineering education is a new direction， idea， and initiative to deepen the reform of higher engineering education that has evolved in the face of emerging professions， intelligent manufacturing， and the development of new energy sources. According to the requirements of the new engineering， the current undergraduate teaching reform must be required to integrate the current new technologies and methods with the teaching process and promote the cross-combination of teaching and research projects. Meanwhile， based on the background requirement of “all kinds of disasters， comprehensive emergency” of fire rescue， the department has carried out in-depth research and integrated planning by the teaching requirements and characteristics of new energy equipment accident disposal， combined with teachers’ scientific research projects， the teaching process and the final assessment， etc.， which has improved students’ comprehensive quality and innovative ability， and at the same time has provided a reference for the innovative teaching and practical teaching of other courses.

Key words： emerging engineering education; New Energy Equipment Accident Disposal; diversified teaching; innovation