基于BOPPPS教學(xué)模式的“儲能安全管理”課程設(shè)計與教學(xué)實(shí)踐

摘"要：隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整更新，新能源技術(shù)將成為未來電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵方向。儲能安全管理是解決新能源并網(wǎng)、電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、分布式能源等問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了適應(yīng)當(dāng)前行業(yè)發(fā)展，解決脫離行業(yè)的發(fā)展、教學(xué)方式刻板及評價方式流于表面的問題，本文基于BOPPPS教學(xué)模式對“儲能安全管理”課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和實(shí)踐，采用“三段制”教學(xué)方式，提升學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)效率，增加未來就業(yè)競爭力，同時也為儲能科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)提供支持。

關(guān)鍵詞：儲能安全管理；課程設(shè)計；教學(xué)實(shí)踐；BOPPPS教學(xué)模式；實(shí)踐教學(xué)

新型可再生能源（風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芗俺毕艿龋┑陌l(fā)電并網(wǎng)及電力系統(tǒng)的快速發(fā)展促進(jìn)了儲能裝置在電站領(lǐng)域的落地應(yīng)用。儲能系統(tǒng)相關(guān)安全管理技術(shù)在保障電力系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、提升能源利用率和電網(wǎng)自身調(diào)節(jié)作用等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用［1］。在當(dāng)前電站運(yùn)行環(huán)境下，儲能裝置主要采用鋰離子電池及超級電容器等。這些儲能裝置一旦發(fā)生安全事故，極易導(dǎo)致大量能量瞬間釋放，會引發(fā)惡劣后果［23］。

“儲能安全管理”課程主要從電站儲能系統(tǒng)運(yùn)行原理、電站運(yùn)維風(fēng)險類型及等級評估機(jī)制、相應(yīng)風(fēng)險應(yīng)對措施等方面入手，幫助學(xué)生歸納及理解各類電站儲能安全標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)政策，提升學(xué)生關(guān)于儲能系統(tǒng)的安全意識和應(yīng)對能力。此外，隨著各類儲能技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，相關(guān)部門進(jìn)一步加強(qiáng)在新能源領(lǐng)域的投入和布局，儲能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為一條新興賽道，具有極其廣闊的未來。儲能產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展擴(kuò)大了儲能安全管理相關(guān)人才的需求量。該課程的設(shè)置有利于強(qiáng)化學(xué)生對儲能系統(tǒng)的安全運(yùn)維理念，為畢業(yè)后的職業(yè)規(guī)劃和發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。此外，隨著我國“雙碳”政策的不斷推進(jìn)和能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，儲能技術(shù)在電站領(lǐng)域的更新?lián)Q代速度明顯加快，各種新型裝置和技術(shù)日新月異。在此背景下，該課程可以有效幫助學(xué)生梳理儲能產(chǎn)業(yè)最新技術(shù)發(fā)展趨勢、相關(guān)政策法規(guī)及各類標(biāo)準(zhǔn)等，開闊學(xué)生眼界，拓展就業(yè)機(jī)會和選擇范圍［4］。因此，“儲能安全管理”課程的開設(shè)對于保障電站儲能裝置安全運(yùn)行、改善新能源儲存及利用效率、促進(jìn)行業(yè)健康高速發(fā)展、加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)以及推動儲能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化都具有十分重要的意義。

1"課程特點(diǎn)與課程建設(shè)需求

1.1"課程特點(diǎn)

“儲能安全管理”課程作為儲能科學(xué)與工程專業(yè)的重點(diǎn)課程，具有以下特點(diǎn)。

（1）交叉性：本課程處于多學(xué)科交叉領(lǐng)域，涉及多門專業(yè)理論，如能源、化學(xué)、環(huán)境、電力及機(jī)械等學(xué)科。因此，本課程需要學(xué)生具備一定的多學(xué)科專業(yè)知識基礎(chǔ)，能靈活運(yùn)用多種專業(yè)知識來分析并解決儲能安全問題。

（2）實(shí)踐性：與傳統(tǒng)基礎(chǔ)理論課程不同，“儲能安全管理”具有極強(qiáng)的實(shí)踐性。課程所涉及相關(guān)安全規(guī)章和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要一定量的教學(xué)實(shí)踐活動。因此，課程教學(xué)在設(shè)計階段需要設(shè)置一定的現(xiàn)場演示及實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過教學(xué)實(shí)踐與理論歸納結(jié)合達(dá)到提升學(xué)生對知識的理解和掌握。

（3）迭代性：儲能技術(shù)在容量密度、循環(huán)壽命、安全性、智能系統(tǒng)、構(gòu)網(wǎng)型等多方向上不斷更新和升級。隨著各類儲能技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，儲能技術(shù)已經(jīng)成為世界各國的熱門研究領(lǐng)域，“儲能安全管理”內(nèi)容設(shè)計需要與當(dāng)前國際儲能的發(fā)展接軌。因此，本課程需要時刻關(guān)注當(dāng)前國內(nèi)外電站儲能技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，通過對行業(yè)新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)的解析，提升學(xué)生未來的就業(yè)競爭力，以適應(yīng)當(dāng)前儲能行業(yè)高速發(fā)展的需求。

（4）探索性：“儲能安全管理”課題理論教學(xué)和現(xiàn)場實(shí)踐環(huán)節(jié)需要不斷探索和創(chuàng)新，以適應(yīng)不斷變化的儲能技術(shù)需求及實(shí)際應(yīng)用環(huán)境。因此，本課程教學(xué)過程中需要不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性思考和實(shí)踐操作，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自身創(chuàng)新意識和動手能力的目標(biāo)。

1.2"課程建設(shè)需求

（1）解決教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)不足問題。本課程作為儲能科學(xué)與工程專業(yè)課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，需要通過實(shí)踐操作來加深相關(guān)理論知識的歸納與記憶。然而，由于實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)踐場地等外界條件的限制，可能會使本課程實(shí)踐環(huán)節(jié)明顯不足，嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)際操作能力。

（2）提升教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)需求適配度。儲能安全管理是一個與實(shí)際應(yīng)用緊密相關(guān)的領(lǐng)域，行業(yè)需求和發(fā)展趨勢對課程內(nèi)容的要求較高。然而，由于課程內(nèi)容和行業(yè)需求之間的銜接不足，可能會導(dǎo)致課程內(nèi)容的滯后和不適應(yīng)市場需求。

（3）滿足學(xué)生差異化學(xué)習(xí)需求。本課程的一個重要教學(xué)目標(biāo)是加強(qiáng)學(xué)生在儲能電站運(yùn)行中的安全管理能力。每名學(xué)生對課程知識的理解和掌握能力不同，傳統(tǒng)授課方式導(dǎo)致學(xué)生只是被動地接受專業(yè)知識，無法完全發(fā)揮自身能動性。因此，可加強(qiáng)課程網(wǎng)絡(luò)資源庫建設(shè)，對專業(yè)知識進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，滿足不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的需求。

（4）提升學(xué)生職業(yè)認(rèn)同。儲能科學(xué)與工程專業(yè)目標(biāo)旨在培養(yǎng)具有儲能技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)及相關(guān)工程管理能力的綜合型人才，未來從事儲能領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目管理等方面專業(yè)工作。作為專業(yè)課程，“儲能安全管理”除專業(yè)知識的教學(xué)外，同時也肩負(fù)著提升學(xué)生職業(yè)認(rèn)同感的任務(wù)。

2"基于BOPPPS教學(xué)模式“儲能安全管理”專業(yè)課程設(shè)計

2.1"教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

BOPPPS教學(xué)模式基于建構(gòu)主義和交際法，突出以學(xué)生為中心的參與式的學(xué)習(xí)方法，其教學(xué)過程主要分為6個階段：導(dǎo)入（bridgein）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（objective）、前測（preassessment）、參與式學(xué)習(xí)（participatory"learning）、后測（postassessment）和總結(jié)（summary）［5］。BOPPPS教學(xué)模式注重強(qiáng)調(diào)教學(xué)目標(biāo)，要求任課教師在構(gòu)建“儲能安全管理”課程框架時明確實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)踐活動相結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)，并始終圍繞該目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)安排。這種具有明確目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)方式有利于增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識的掌握。BOPPPS教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀參與度，鼓勵學(xué)生積極參與實(shí)踐，十分契合“儲能安全管理”課程特點(diǎn)。教學(xué)過程中以學(xué)生為主體，可以通過分組討論、課堂互動、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等教學(xué)手段，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。在教學(xué)過程中，對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度及時反饋，提高師生間課堂互動，有利于教師及時調(diào)整及優(yōu)化教學(xué)策略，提升授課品質(zhì)?！皟δ馨踩芾怼睂I(yè)課教學(xué)采用BOPPPS教學(xué)模式作為指導(dǎo)，采用教師引導(dǎo)授課，以學(xué)生為課堂主體的方式進(jìn)行授課。以“學(xué)校+企業(yè)”與“模擬+實(shí)踐”多維度結(jié)合，夯實(shí)學(xué)生專業(yè)理論基礎(chǔ)，加強(qiáng)實(shí)踐技術(shù)能力。通過儲能裝置仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)際測試操作、觀摩安全檢測流程及小組成果展示等環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位培訓(xùn)，貫徹培養(yǎng)具有儲能安全專業(yè)知識和科研能力的專業(yè)人才的課程目標(biāo)。

2.2"教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

2.2.1"課程流程設(shè)計階段

遵循BOPPPS教學(xué)模式，對“儲能安全管理”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案中的教學(xué)目標(biāo)和能力培養(yǎng)計劃擬定教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)［6］。教學(xué)目標(biāo)主要是幫助學(xué)生熟識電力儲能安全風(fēng)險、電力儲能安全防護(hù)技術(shù)、電力儲能系統(tǒng)熱防護(hù)材料、儲能系統(tǒng)安全設(shè)計以及儲能消防安等相關(guān)專業(yè)知識。教學(xué)環(huán)節(jié)除包含傳統(tǒng)課堂授課、分組討論、案例分析、課后習(xí)題和仿真實(shí)驗(yàn)，與電池檢測企業(yè)合作引入實(shí)際檢測觀摩。這可以培養(yǎng)學(xué)生儲能安全意識，探索新材料與新技術(shù)在電站儲能系統(tǒng)中應(yīng)用的能力，為今后從事相關(guān)行業(yè)的工作和研究夯實(shí)基礎(chǔ)。在課程流程設(shè)計階段可從以下三個角度出發(fā)。

（1）全面性：評估教學(xué)內(nèi)容是否包含了電力儲能系統(tǒng)安全行業(yè)動態(tài)、電力儲能安全風(fēng)險成因、電力儲能系統(tǒng)火災(zāi)事故案例、電力儲能安全防護(hù)技術(shù)、儲能系統(tǒng)安全設(shè)計以及儲能電站消防安全等關(guān)鍵內(nèi)容。

（2）邏輯性：檢查教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建是否具有邏輯性，從理論基礎(chǔ)到實(shí)踐應(yīng)用逐級深入，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的儲能安全管理知識體系。

（3）時效性：優(yōu)化課程內(nèi)容，符合行業(yè)技術(shù)、安全標(biāo)準(zhǔn)及政策法規(guī)發(fā)展需求，及時更新相關(guān)案例，確保教學(xué)內(nèi)容的時效性和前瞻性。

2.2.2"課程模式設(shè)計階段

綜上所述，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，將課程分課前、課堂和課后等三個階段逐級進(jìn)行（教學(xué)模式設(shè)計如圖1所示）。

（1）課前：案例導(dǎo)入+文獻(xiàn)調(diào)研+小組討論。解析教學(xué)大綱、教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生對本課程的基本理解。提前發(fā)放相關(guān)學(xué)習(xí)資料，供學(xué)生預(yù)習(xí)［7］。課前采用實(shí)際儲能安全管理案例作為導(dǎo)入，確定本節(jié)課程知識要點(diǎn)，學(xué)生基于這個知識點(diǎn)進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，以小組為單位進(jìn)行調(diào)研討論。利用企業(yè)微信、雨課堂等線上教學(xué)手段，安排小組匯報調(diào)研結(jié)果。根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，及時調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和難易程度。

（2）課堂：技術(shù)解析+仿真實(shí)驗(yàn)+小組討論。教師針對儲能安全領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)采用啟發(fā)式的教學(xué)方式，對課程重點(diǎn)及難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解。BOPPPS教學(xué)模式可針對理論知識講解、工程案例分析、仿真實(shí)驗(yàn)及小組討論等方面進(jìn)行高效融合，幫助任課教師根據(jù)實(shí)際教學(xué)進(jìn)度和學(xué)生的反饋情況調(diào)整教學(xué)方式，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。教師根據(jù)課前小組討論結(jié)果，針對學(xué)生學(xué)習(xí)難點(diǎn)問題進(jìn)行歸納解析，同時引入行業(yè)最新發(fā)展及前沿成果，拓展學(xué)生關(guān)于儲能安全管理領(lǐng)域的眼界。針對重點(diǎn)理論及原理，鼓勵學(xué)生進(jìn)行小組討論，加強(qiáng)學(xué)生課堂參與度，提升其學(xué)習(xí)的主觀能動性，結(jié)合配套實(shí)訓(xùn)課程夯實(shí)理論基礎(chǔ)，提升實(shí)際動手能力。

（3）課后：企業(yè)實(shí)踐+調(diào)研報告。BOPPPS教學(xué)模式鼓勵學(xué)生開展團(tuán)隊(duì)合作，注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，可在企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)采用團(tuán)隊(duì)合作的方式培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。在理論教學(xué)過程中合理穿插企業(yè)實(shí)踐調(diào)研活動，依托學(xué)?？萍紙@，為學(xué)生提供儲能裝置檢測實(shí)地調(diào)研活動，引導(dǎo)學(xué)生活用理論知識來解決實(shí)際問題。以實(shí)踐活動中的工程案例作為學(xué)生實(shí)踐報告的主題，加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，鼓勵學(xué)生提出有效解決實(shí)際工程問題的方法。以報告評估作為課后檢測，分析學(xué)生知識的掌握程度，改善后續(xù)教學(xué)進(jìn)度安排及課程內(nèi)容。

2.3"素質(zhì)提升融入課程建設(shè)

“儲能安全管理”課程建設(shè)過程中持續(xù)融入素質(zhì)提升元素，解構(gòu)教學(xué)大綱、細(xì)化到具體教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)入相應(yīng)課程案例，鼓勵學(xué)生參與課程相關(guān)創(chuàng)新計劃，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和家國情懷。

2.3.1"加強(qiáng)社會責(zé)任與環(huán)保意識

分析儲能安全相關(guān)技術(shù)在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略等方面表現(xiàn)出的積極作用，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到儲能安全管理對于社會和諧發(fā)展的重要意義，幫助學(xué)生樹立綠色發(fā)展理念。

2.3.2"提升工匠精神與職業(yè)道德

在課程教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，鼓勵學(xué)生在儲能安全管理領(lǐng)域不斷創(chuàng)新和探索，介紹儲能安全管理相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)具備的基本職業(yè)道德規(guī)范。通過相關(guān)儲能安全案例分析，學(xué)生意識到職業(yè)道德在儲能安全管理領(lǐng)域中的重要地位，進(jìn)而培養(yǎng)其具備良好的職業(yè)操守和責(zé)任感。

2.3.3"融入法制教育

教師講解與儲能安全管理相關(guān)的法規(guī)和政策文件，使學(xué)生了解相關(guān)法律在儲能安全管理中的指導(dǎo)作用。教師加強(qiáng)學(xué)生的法律意識和守法習(xí)慣，使學(xué)生能夠自覺遵守相關(guān)法律法規(guī)和政策要求。

2.4"課程評價標(biāo)準(zhǔn)

基于BOPPPS教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性，以學(xué)生作為教學(xué)主體，從被傳統(tǒng)被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)［8］。為達(dá)到以上目標(biāo)，“儲能安全管理”課程可評價方式如右表所示。

結(jié)語

“儲能安全管理”具有學(xué)科交叉度高、實(shí)踐性強(qiáng)及技術(shù)更新快等特點(diǎn)。參考專業(yè)建設(shè)大綱及學(xué)生學(xué)習(xí)需求，基于BOPPPS教學(xué)模式，設(shè)計并優(yōu)化了課程設(shè)計。本課程通過強(qiáng)化學(xué)生關(guān)于儲能安全管理專業(yè)領(lǐng)域認(rèn)知和理解，培養(yǎng)安全管理意識和電站運(yùn)維能力，為學(xué)生未來的職業(yè)規(guī)劃夯實(shí)基礎(chǔ)，同時也為儲能安全技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供人才支持。

參考文獻(xiàn)：

［1］郝俊紅，杜小澤，徐超，等.新工科儲能專業(yè)“儲能與綜合能源系統(tǒng)”的課程建設(shè)與實(shí)踐［J］.儲能科學(xué)與技術(shù)，2023（11）：10741082.

［2］常龍，李志偉，于昊，等.儲能技術(shù)學(xué)科建設(shè)及本科生培養(yǎng)探索［J］.化工管理，2023（9）：3235.

［3］李云松，蔡天亮，崔健，等.電化學(xué)儲能電站安全風(fēng)險及防控措施［J］.電力安全技術(shù)，2023（12）：13+16.

［4］葉雪，李杰，石國軍.新能源發(fā)展背景下的化工專業(yè)課程教學(xué)改革思路［J］.廣東化工，2023（19）：195197.

［5］李瑞茜.基于BOPPPS模式的統(tǒng)計學(xué)研究型教學(xué)改革研究［J］.焦作大學(xué)學(xué)報，2023，37"（04）"：9296.

［6］楊光明，龍?jiān)苹?基于師生學(xué)習(xí)共同體的分析化學(xué)課程的設(shè)計與實(shí)施［J］.大學(xué)化學(xué)，2023（39）：132.

［7］刁宏.基于OBE的燃料電池專業(yè)課程設(shè)計與實(shí)踐［J］.電池，2024（54）：130132.

［8］趙聰聰，施繼紅，邸巍，等.基于OBE理念的新能源汽車技術(shù)課程資源庫建設(shè)與實(shí)現(xiàn)［J］.汽車教育，2023（22）：174177.

作者簡介：張代樂（1989—"），男，漢族，遼寧鞍山人，博士研究生，講師，研究方向：水系鎂離子電池電極材料。