面向綜合能力和專業素養的項目式教學探索與實踐

摘 要 新型電力系統的構建和數字化轉型對電氣專業人才培養提出新的要求，為適應新的形勢，引入項目式教學模式。以“電網數字產業調研”項目為例，探索項目式教學的實施。首先，教師面向行業發展選定合適的項目主題，從知識、能力、素養三個維度細化項目目標；其次，師生共同參與項目設計，劃分各子項目的核心內容；再次，各組按照計劃協作完成項目探究；最后，從結果、過程和情感態度三方面進行項目活動評價。項目實施結果表明，項目式教學可以有效提高學生的綜合能力和專業素養。

關鍵詞 項目式教學；電氣專業；新型電力系統；電網數字產業；綜合能力；專業素養

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）20-0-05

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.20.156

0 引言

2020年9月22日，國家主席習近平在第75屆聯合國大會一般性辯論上向世界鄭重宣布——中國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。“十四五”時期是我國能源轉型的關鍵時期。黨的二十大報告提出要積極穩妥推進碳達峰碳中和，加快規劃建設新型能源體系。在加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系，推動清潔能源發展背景下，構建新型電力系統是實現能源轉型的重要途徑。隨著電力技術的發展和能源結構的調整，電力產業的能源結構、電網形態都發生很大變化，電力產業朝著信息化、數字化、互動化、智能化的方向不斷發展，在可再生能源接納、電網運行控制和用電智能化等方面取得很大的進展，特高壓、柔性直流互聯、交直流混合電網等新技術層出不窮，電力企業對于人才的知識結構、技能水平和職業素質等方面也有了新的要求。

能源變革新形勢下，高校電氣專業人才培養面臨巨大挑戰，各高校在教育改革方面也進行了積極探索。文獻[1-5]詳細分析了新型電力系統背景下電氣工程專業面臨的主要問題，并從提煉人才培養方案、重構課程體系、發展多元校企合作模式等方面探索教育改革路徑。但人才培養方案的修訂、課程體系的建設和校企合作的開展需要一定的時間，而電力系統的新理論、新技術、新市場、新政策不斷涌現，電氣專業學生獲取前沿技術、提升專業素養的需求十分迫切。項目式教學是強調學生主動參與和實踐的一種高效教學模式，可以突破傳統教學內容和形式的限制[6]。基于學情特點，設計合適的探究項目，讓學生在實踐中掌握前沿技術核心概念，提升專業素養，幫助學生更好地適應能源變革的時代要求。

1 面向行業發展選定項目

選擇合適的項目是項目式教學成功的關鍵。在項目開展之前，需要明確學生應該掌握的知識、技能以及應獲得哪些成果，圍繞預期成果目標選定適宜的項目。項目式教學的目標不是教材內容與社會實踐的簡單整合，以教材內容為指導的項目式教學雖然能提高教學效率，讓學生更加系統地學習知識和技能，但在新型電力系統背景下，教材內容落后于產業發展，應從產業發展情況和企業需求出發，分析學生真正需要的專業能力和綜合素質。為保證項目的可行性，項目還要充分考慮學生現有的知識能力水平。

新型電力系統與傳統電力系統相比，電網功能結構、運行特性發生深刻變化，具有高比例新能源接入、高比例電力電子設備配置的“雙高”特征，以及夏季和冬季負荷高峰的“雙峰”特點，源網荷儲各環節正在深度調整。以“云大移物智鏈”為代表的數字化技術與能源革命深度融合，數字化已經滲透至電力生產、輸配、經營和管理等各個環節。

項目面向的對象是電氣工程及其自動化專業大三下學期的學生，他們已經學習了電氣工程導論、電力電子技術、電力系統分析、工廠電氣技術等課程，對電力系統的組成和運行有基本的認識，大三下學期同步學習新能源發電技術、大數據基礎課程。

為了讓學生深刻體會電網的巨大變革，了解電網數字化先進技術，同時對新型電力產業人才需求有更精準的定位，設計“電網數字產業調研”項目，從新型電力系統的形態特征、技術特征出發，以讓學生初識電力系統新發展、體會數字化新技術與電力系統的融合為目的，從知識目標、能力目標、素養目標三個維度細化項目目標，如圖1所示。

通過項目的實施，學生可以加深對電力系統已有知識的理解，了解新能源、大數據、物聯網等前沿技術，更好地學習相關課程。在讓學生開闊視野、收獲知識的同時，培養學生的溝通協作能力、思辨能力、創造思維等綜合素質。

2 師生共同參與規劃項目

為了激發學生在項目式學習活動中的積極性，明確項目的目的和意義，項目的設計由師生共同完成。課前，教師搜集與項目相關的課程資源，如有關“雙碳”（碳達峰與碳中和）、能源轉型、數字技術等方面的視頻和圖文資料，并將其上傳至學習通平臺，學生通過自主學習對項目有初步感知。課上，教師通過問題引導的方式，讓學生結合已掌握的電力知識對項目資料展開分析，從而引出本次項目的內容。

項目的背景是新型電力系統構建對電力行業提出新的要求和挑戰。首先，帶領學生理解什么是新型電力系統，找出新型電力系統與傳統電力系統的區別，讓學生回顧電力系統的基本組成，引導學生結合項目資料分析新型電力系統的變化。通過教師引導、學生討論、師生共同總結，得出結論。與傳統電力系統相比，新型電力系統在能源組成、電網形式、負荷結構、電網技術等方面發生了巨大變化，如圖2所示。

了解項目背景和目的后，在項目的具體設計上給予學生一定的自由，以學生為中心，讓學生發揮創造力。在師生的討論交流中將項目進一步劃分為子項目任務，項目劃分和各子項目的核心內容如表1所示。

項目內容確定后，以自由組合的方式劃分項目小組，各小組內部根據所選項目內容制定完整的項目計劃，包括研究方法、進度安排、預期作品和其他需要說明的內容。項目計劃主要由組內成員共同討論決定，教師主要起到引導和答疑的作用。這個過程充分發揮學生主動性，提高學生的參與度，讓學生為完成項目任務做好充分準備。在此過程中，學生的溝通和協作能力可以得到極大的鍛煉。最終各小組形成項目計劃書，教師審閱確認后，學生按照計劃書進行后續工作。整個教學活動流程如表2所示。

3 合作探究、成果分享

制作完項目計劃書后，學生按照計劃表的分工，承擔各自的任務。以子項目“電網數字化產業發展現狀”為例，調研電網數字化產業發展現狀。經過小組成員討論和教師指導，項目調研活動分為四個階段：第一階段結合數字化發展浪潮、國家戰略需求、電力數字化改革等調研電力數字化產業發展背景，從項目的需求出發確定調研對象和調研方法；第二階段通過多個信息渠道獲取調研對象在數字產業培育和數字化轉型方面的資料，包括政策文件、研究報告、新聞報道和文獻資料等；第三階段基于對第二階段獲取資料的理解，有針對性地進行深入調研；第四階段總結電力企業的數字化產品和業務以及給電氣專業學生今后就業帶來的啟示。最終以文檔或PPT的形式對整個項目活動進行概況總結。整個過程以學生為主體，教師主要起到協調輔助的作用。

項目完成后，各小組派出一名代表依次展示本組的項目內容和成果。由于有多個組的項目主題一致，通過這種群體分享可以讓學生看到他人的長處，彌補自己的不足。學生在分享的過程中能體會到展示成果的成就感，同時鍛煉表達能力。

通過本項目的實施，學生可以將獲得的成果與掌握的技能運用到學習、生活和今后的工作中。項目式探究的作品成果可以很好地補充相關的課程資源，從而為其他學生和教師提供有用的信息和經驗。圖3展示了該項目完成質量較好的一些作品成果。其中，圖3a分析了新型電力系統背景下源、網、荷、儲及系統側各環節的相互配合、相互影響，電網調度對象、時空范圍、復雜程度大幅增加對于數字化技術的需求；圖3b展示了區塊鏈技術在微電網電力交易中的應用場景。

4 多元化評價

與傳統的考試和測驗不同，項目式教學評價更注重學生的綜合能力和實際應用能力，主張形式多樣、主體多元、方法科學[7-8]。在此項目的評價上，不僅關注學習成果，更關注學習過程。多元化評價指標包含結果評價、過程評價和情感態度三部分，如圖4所示。其中結果評價從作品的內容、排版、完成度和匯報展示時匯報者語言表達的準確性、邏輯性和流暢度等方面進行評價；過程性評價對學生在分析問題、溝通協作、計劃工作、調查研究和做出成果過程中的表現進行評價；情感態度是對學生的學習態度、合作態度和主動性的評價。

評價方式除了以教師為主體的評價，還包括以學生為主體的自我評價、組內互評和組間互評：自我評價有助于培養學生的反思能力；組間互評通過分析其他小組作品的不足和可借鑒的優點反思本組的作品及其后續改善；作為組內的成員，學生是最了解項目執行情況的，組內互評在過程評價方面更加真實客觀。

5 成效與反思

通過對整個項目實施過程的觀察分析，結合項目實施后的多元化評價結果可知，該項目實踐總體達到預期效果，也證明了項目式教學對于學生綜合能力和專業素養的提升是有效的。

5.1 成效

5.1.1 激發學生的學習興趣

所選的項目是電氣專業比較前沿且具有研究價值的問題，可以調動學生參與的積極性。項目實施過程中強調以學生為主，將學習由被動接受變為主動探究。在項目問題的驅動下，學生通過開展資料搜集、信息理解、調研實踐等一系列活動，最終得到結果。整個過程的參與感、項目完成后的成就感都能極大激發學生的興趣。

5.1.2 幫助學生建立知識結構體系

項目任務的設計會讓學生對先前掌握的知識、技能進行復習鞏固，通過項目開展，可以在幫助學生深入理解教材理論知識的同時，彌補教材內容落后于產業發展的不足，在完成項目的同時可以幫助學生對原有的知識進行重組和轉化，建立知識結構體系。

5.1.3 培養學生的綜合能力和素養

在項目成果目標和評價體系的指引下，學生在團隊協作、溝通交流、資料搜集、信息處理、分析解決問題、報告制作、匯報表達方面的能力得到提高。在項目的探索和實踐中需要學生自主制定計劃、確定策略，激發學生思考，培養學生的創新思維能力和解決問題能力。自我評價、組內互評和組間互評的方式可以鍛煉學生反思批判的思維能力。

5.1.4 教學相長

在項目實施過程中，教師和學生形成學習共同體。通過與學生互動，教師能夠深入了解學生的學習情況和在學習過程中遇到的問題，也可以從學生的表現中發現新的學習方法、學習資源和對知識不同角度的理解，以豐富教學內容和教學手段，實現教學相長。

5.2 反思

項目式教學在實施過程中也存在一些問題和不足。首先，項目式教學需要占用學生大量的課外時間用于搜集資料、交流討論、調研分析等，在學習任務繁重的情況下具有一定的實施難度；其次，項目式教學以小組為單位進行團隊協作，學生的合作意識和能力有差異，會出現主動性差的學生依賴能力強的學生的現象，導致組內沖突和合作效果不佳；最后，項目式教學對教師要求較高，教師需要面向人才培養目標和社會發展需求整合課程知識，選取合適的項目主題，在項目設計上需要花費更多的時間和精力。

6 結束語

總的來說，項目式教學是一種能夠有效提高學生綜合素質的教學方法，但需要學校、教師和學生多方共同努力，克服一些潛在的困難和挑戰，并在實踐中總結經驗，將項目式教學與傳統授課方式相融合，更好地培養學生的專業素養，契合社會和行業發展要求。

7 參考文獻

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*項目來源：南京工業大學浦江學院重點教改項目“基于OBE理念的項目式教學在電氣專業課程中的研究與探索——以《工廠電氣技術》課程為例”（項目編號：2022JG005Z）。

作者簡介：黃素娟，高級工程師；諶江波，副教授；周珣，副教授，高級工程師。