“双碳”背景下高校多维实践教学模式研究

丁艳 金蕊

摘要：在“双碳”背景下，应用创新能力培养是高校人才培养的关键。文章以中国矿业大学徐海学院能源与动力工程专业为例，分析了传统教学模式的弊端，提出了基于应用创新能力培养的多维实践教学模式，论证了“双碳”背景下高校多维实践教学模式的可行性和实效性。研究表明，多维实践教学模式能够帮助能源与动力工程专业学生更好地理解和掌握所学知识，提升实践能力和综合素质，增强创新意识，提高就业竞争力，从而为学生未来的职业发展做出积极贡献。

关键词：应用创新能力；多维实践教学；能源与动力工程；教学模式

中图分类号：G642; TK1  文献标志码：A

0 引言

2020年9月22日，习近平总书记向国际社会宣布中国力争在2030年前实现“碳达峰”和2060年前实现“碳中和”的“双碳”目标［1-2］。2021年，国务院发布了《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，全面推进了我国经济社会发展向绿色转型［3-4］；同年，教育部发布了《高等学校碳中和科技创新行动计划》［5-6］，要求若干高校建成世界一流碳中和相关学科和专业，为我国实现能源碳中和、资源碳中和、信息碳中和提供充分科技支撑和人才保障。在实现“双碳”目标的大背景下，高校的能源与动力工程专业（以下简称“能动专业”）不仅要培养具备扎实的专业知识和丰富实践经验的技术人才，还要培育掌握新能源技术、清洁能源技术和高效能源利用技术的创新型人才，能够将这些技术应用于实际工程项目中，推动我国能源结构的优化和能源可持续发展。然而，传统的教育模式和人才培养理念已无法满足“双碳”目标下的国家发展战略。为了满足学生在“双碳”背景下的应用创新能力培养和实践能力提升的需求，对传统教学模式进行改造升级并探索新的实践教学模式是非常必要的。本文以中国矿业大学徐海学院能源与动力工程专业（以下简称“徐海学院能动专业或本专业”）为例，分析传统教学过程中存在的诸多问题，提出适应“双碳”目标的高校多维实践教学模式，并论证“双碳”背景下高校多维实践教学模式的可行性和实效性。

1 传统能源与动力工程专业教学模式的弊端

“双碳”背景下，以徐海学院能动专业为例，传统教学过程中主要存在以下问题。

1.1 教学大纲以火力发电为主，新能源课程占比较低

传统的火力发电依赖于煤炭等化石能源，使用时产生大量的二氧化碳、氮氧化物、硫化物等有害气体以及粉尘、灰渣等固体废弃物，对环境造成严重污染，不利于“双碳”目标的实现。而且传统的教学大纲中，新能源课程占比较低，学生无法对新能源技术深入学习和掌握，影响学生对未来能源发展的认知。学生毕业后无法快速适应产业对新技术、新产品的需求，进而降低了学生在就业市场上的竞争力。

1.2 课程设计内容陈旧，未能与时俱进

在传统教学大纲的框架下，老师更倾向于使用自己多年熟悉的教材和教法，没有充分考虑到日新月异的科技进步和社会变革，从而导致课程设计内容多来源于多年教学经验下的陈旧课题，缺乏与时俱进的新课题和新内容。

1.3 实验方法单一，学生实践能力受限

单一的实验导致学生对能动专业的认知不够全面，实验知识学习和实践锻炼的广度和深度不够，无法真正理解其在现实中的应用和意义，影响学生的综合能力提升，造成学生的专业素质提升与发展受限。

1.4 考核内容不全面，学生创新能力不足

传统的考核方式注重学生对基础理论知识检测，多采用书面答题，而对实践能力、创新思维等方面的考核较少。这将导致学生在实际应用和解决问题能力上的欠缺。传统的考核方式偏重记忆和重复性的应用，缺乏对学生创新能力的考核和激发。传统的考核方式往往比较固定和单一，缺乏针对性的个性化评估。这将对学生的学习积极性和主动性产生一定的负面影响。

2 多维实践教学模式的实施

在应对“双碳”背景的挑战时，多维实践教学模式被提出作为一种创新的教学方式。该模式将教学内容、教学方法和教学评估有机地结合在一起，通过多样化的实践活动，促进学生的学习和发展，让学生掌握绿色低碳技术，提高学生在不同领域的实践应用水平，培养学生全面发展的能力和可持续发展观。除此之外，多维实践教学模式还能够激发学生的创新意识和问题解决能力，培养他们独立思考和自主学习的能力。在能动专业教学中，多维实践教学模式是将专业课程设计与毕业设计、实验实习实训、科技竞赛、科创项目、产学研项目等进行有机融合，通过实践操作和多样化的实践活动，多维实践教学模式旨在提升学生的实践能力和创新能力，为他们未来的发展和职业生涯奠定坚实的基础。

2.1 实施的原则

（1）强调实践和理论知识的相互融合：采用多样化的实践活动激发学生对理论知识的学习兴趣和创新意识。

（2）注重多学科间的相互融合：鼓励和引导学生采用多学科知识来解决实际遇到的问题。

（3）鼓励学生融入社会：鼓励学生积极参与各种相关的社会实践活动或者项目，提高学生的社会责任感。

（4）促进个性发展和团队协作：根据学生的兴趣和特长设计个性化的实践项目，促进学生的个人成长和发展，提供多样化的实践环境和项目，促进团队协作与交流。

2.2 实施的内容与方法

以徐海学院能动专业为例，多维实践教学模式的实施采取了“两主体三环节”的手段，即抓住教师和学生这两个主体，依托课程设计、实践教学、产学合作3个环节提升应用创新型人才培养质量。为教师提供相关培训，让教师熟悉多维实践教学模式的理念、目标和方法，了解如何设计多维实践课程，引导学生实践和评价学生实践成果；让学生根据个人兴趣自主选课并进行分组，确保每个小组具有多样化的背景和能力，以促进合作学习和互补优势。课程设计环节，根据多维实践教学模式的原则，设计具体的课程计划和教学活动，并准备所需的教学资源、实验设备以及与企业或科研机构的合作项目；实践教学环节，教师充分发挥指导者和引导者的角色，通过案例分析、讨论、实验操作等方式引导学生进行实践活动，促进学生的主动参与和探索精神；产学合作环节，根据校企合作项目的要求，教师与合作单位一起制定明确的目标、任务和时间表，监督学生在实践中的进展和成果。

2.2.1 完善教学体系

在应对“双碳”背景下的人才培养需求方面，合理设置教学大纲的内容和学时分配至关重要。这包括理论教学、实验教学、课程设计、实习与实训以及毕业设计等各个环节。根据“基础—综合—创新”3个能力层次整合教学内容，注意实践课程与理论课程之间的联系。根据行业发展情况，定期并及时地更新教学大纲和实践教学内容，如课程设计环节补充与新能源或者清洁能源相关，以及与数据处理和分析相关的设计内容，这样既可以训练学生分析和解决工程实际问题的能力，又能强化学生对绿色技术知识和跨学科知识的掌握，利于培养具有创新意识的绿色低碳技术人才。

2.2.2 搭建实验室设施和模拟平台

提供逼真的实验环境，让学生亲自进行实验操作和工程设计。在能动专业中，搭建热能转换实验室、光伏发电模拟平台等，让学生进行实际操作和数据分析。同时，根据课程内容需要优化升级现有的实践教学平台，及时调整与购置实验实训装置。通过实践教学平台锻炼学生实践操作、故障处理以及分析、解决实际问题的能力。

2.2.3 引入项目驱动式教学方法

根据教学内容，将校内课程整合成多个项目课题，将企业项目引进教学过程，形成校内校外项目相结合模式，促进学生实践能力、创新能力以及跨学科解决实际问题能力的培养。校内项目难度设置为适中程度，重点锻炼学生运用知识分析问题和解决实际问题的工程实践能力；企业课题聚焦企业生产过程，贴合生产实际，难度进阶，着重锻炼学生参与企业实践的工程创新能力。

2.2.4 搭建科创和竞赛平台

成立科创中心，组织学生进行创业项目的策划与执行，鼓励学生申报省级和国家级创新训练计划项目，锻炼他们的实践操作与创新设计能力。搭建各类竞赛平台，鼓励学生进行跨专业、跨学科组队，由有竞赛经验的教师按需组成跨专业指导团队，指导学生参加各类科技创新竞赛。通过科创及竞赛平台，实现创赛结合，以赛促学促创，通过设计、实物制作、实验测试来提升学生的实践能力、创新能力和跨学科实践能力。

2.2.5 深入推进校企协同育人合作

通过校企双方共同制定人才培养方案、与企业共建实践教学平台、校内校外“双导师”制，将校企协同育人工作落到实处，实现教育链与产业链的双链对接，快速提升学生的工程实践能力；组织行业专家和工程师讲座、研讨会等活动，促进学生了解行业最新动态和需求，拓宽视野；通过年轻教师假期“顶岗实习”、骨干教师挂职基地并深入开展产学研项目合作，打造“双师”“强师”队伍，通过校企科研项目协同开展，促进教学、科研与生产的深度融合，进一步提升学生的综合应用及创新实践能力。

2.2.6 优化评估方法

采取“学生-教师-学校”三位一体的过程化评估方法。在学生层面：通过课堂表现、实践报告、作业、项目演示等方式对学生进行绩效评估。评估内容包括对学生实践操作能力、问题解决能力、思维创新能力和团队合作能力等方面的考察。同时，定期收集学生对多维实践教学模式的反馈意见，要求学生进行自我评价。学生的反馈和自评有利于教师了解教学效果，便于及时调整和改进教学策略，促进教学模式的不断优化。在教师层面：定期对多维实践教学模式进行评估和反思，分析教学效果和存在的问题，根据评估结果进行适当调整和改进。在学校层面：学校主要负责质量保障和改进，通过建立质量保障体系，定期对多维实践教学模式进行评估和监测，以确保教学质量的持续改进。通过实施和评估的循环过程，可以不断改进和优化多维实践教学模式，提高学生的实践能力和创新思维，促进他们在实际应用中的发展，同时促进教师教学水平的不断提升，助力教师成长。

2.3 实施的成效

徐海学院能动专业在人才培养中实施了基于创新能力培养的多维实践教学模式以来，每年都有众多学生受益，取得了显著的效果。专业建设水平在独立学院中遥遥领先，在2022年大学专业就业率排行榜中，能源与动力工程专业就业率95.8%，排名第二位。在2023年校友会中国能源动力类一流专业（应用型）排名中居全国第18位。目前，具有高质量的产教融合基地10余个，校内实训室、专业综合实验室和专项实验室多个。通过多年的调查统计数据发现，本专业毕业生近3年年终就业率接近100%。本专业毕业生就业集中度最高的行业为电力生产/制冷工程/新能源/城市热网/空调企业，五大电力系统等企事业单位都有本专业学生的足迹。本专业学生注重深造，近3年研究生录取率近15%且录取学校的层次较高，往往是“985”或“211”高校。根据用人单位的反馈，本专业毕业学生基础扎实、专业综合素质好、实践创新能力强、岗位适应快，因此一些就业门槛较高的企业因往届就业学生在该单位表现优秀，之后每年都来招聘，而且优先录用本专业学生。其中，一些大型企业单位也因此成为本专业的实习或产教融合基地。

3 结语

在“双碳”背景下，（1）多维实践教学模式注重将理论知识与实践应用相结合，通过大量实践活动，帮助学生更好地理解和掌握所学知识，提升他们综合运用知识能力和实际操作能力，使他们具备扎实的实践技能。（2）多维实践教学模式注重培养学生的学习能力、创新能力、团队协作能力等多方面的综合素质，能够帮助学生更好地适应未来职业发展的需要。（3）多维实践教学模式致力于培养学生的创新意识和创造能力，重点关注学生在实践环节中的探索和创新表现，有效促进学生的科技创新能力发展，为能源与动力工程领域的发展作出贡献。这一模式在徐海学院能动专业的人才培养中得到了验证并取得了积极成效。总之，多维实践教学模式将理论知识和实践应用相结合，能够帮助能动专业学生更好地理解和掌握所学知识，提升实践能力和综合素质，增强创新意识，提高就业竞争力，从而为他们未来的职业发展做出积极贡献。

参考文献

［1］王如志，崔素萍，聂祚仁.“双碳”目标视角下“四位一体”本科教育模式创新［J］.中国大学教学，2022（4）：14-18.

［2］孙金龙.为全球气候治理贡献中国智慧中国方案中国力量［J］.当代世界，2022（6）：4-9.

［3］佚名.中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见［N］.人民日报，2021-10-25（001）.

［4］袁学良，杨月，盛雪柔，等.碳达峰碳中和政策解析与对策建议［J］.山东大学学报（工学版），2023（5）：132-141.

［5］刘玉娟，张云筝.创新系统理论视域下高校碳中和科技创新能效路径优化［J］.中国高校科技，2023（7）：67-72.

［6］付乾，廖强，叶丁丁，等.双碳战略下新能源与储能科学研究生培养模式探索［J］.高等工程教育研究，2023（增刊1）：17-20.

（编辑 姚 鑫）

Exploration of multi-dimensional practical teaching mode in colleges and universities under the background of “Dual Carbon”： taking the thermal energy and power engineering major of Xuhai College， China University of Mining and Technology as an example

DING  Yan， JIN  Rui

（Xuhai College， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221008， China）

Abstract：  In the context of “Dual Carbon”， the cultivation of applied innovation ability is the key to talent cultivation in universities. The article takes the energy and power engineering major of Xuhai College， China University of Mining and Technology as an example， analyzes the drawbacks of traditional teaching models， proposes a multi-dimensional practical teaching model based on the cultivation of application innovation ability， and demonstrates the feasibility and effectiveness of the multi-dimensional practical teaching model in universities under the background of “Dual Carbon”. Research has shown that the multi-dimensional practical teaching model can help students majoring in energy and power engineering better understand and master the knowledge they have learned， improve their practical ability and comprehensive quality， enhance their innovation awareness， enhance their employment competitiveness， and make positive contributions to their future career development.

Key words： application innovation ability; multi-dimensional practice teaching; energy and power engineering; teaching mode

基金项目：江苏高校哲学社会科学研究项目；项目名称：双碳背景下应用型高校能动专业应用创新型人才培养生态体系研究；项目编号：2023SJYB1162。2020年江苏高校“青蓝工程”资助项目；项目编号：20200415。中国矿业大学徐海学院专业建设与教改研究项目；项目名称：能源与动力工程一流本科专业培育；项目编号：YA2005。

作者简介：丁艳（1980— ），女，副教授，博士研究生；研究方向：热能与动力工程，瓦斯燃烧利用，生物质资源化利用。