“双碳”战略目标背景下高职电气专业“新工科”教育实施路径

［摘 要］ 随着我国经济的持续发展和全球环境问题的日益突出，实现碳达峰、碳中和已成为国家发展战略重要目标。为此，我国提出了“双碳”战略，即通过降低碳排放、提高碳吸纳能力，实现碳排放与碳吸收的双重目标，以应对气候变化、推动经济转型升级。在“双碳”战略的指导下，各行各业都将迎来新的机遇与挑战，其中，高职教育在培养具备适应新时代要求的专业人才方面具有重要作用。电气专业作为高职院校重要的学科之一，其人才培养模式需要与时俱进，紧密结合“双碳”战略的要求，注重培养具备可持续发展理念、技术创新能力和工程实践能力的应用型人才。主要探讨了高职电气专业“新工科”教育的实施路径，在“双碳”战略背景下，推动电气专业人才培养模式的转型与升级，为我国电气工程领域的可持续发展贡献力量。

［关 键 词］ “双碳”战略目标；高职电气专业；“新工科”教育

［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2024）21-0０29-04

随着我国“双碳”战略的提出，高职电气专业面临着新的机遇和挑战，要求学生具备较强的实践能力。为了更好地培养学生的动手操作能力以及创新思维能力，需要对传统教学模式进行改革创新，在教学中注重理论与实际相结合，提高教学质量和教学效果，同时要不断强化实践环节，加强实验设备建设，为电气自动化技术的发展提供更多智力支持，切实推动电气专业人才培养模式的转型与升级。

一、“新工科”教育概述

“新工科”教育是指面向21世纪新兴产业和技术发展需求的工程教育改革与创新，强调跨学科融合、实践能力培养、创新精神培养和产学研结合，旨在培养适应未来科技发展和社会需求的高素质工程技术人才。“新工科”教育目的在于塑造人才培养新模式，其核心任务是实现学生从接受知识到创造知识再到应用知识的转变，使之成为具有良好科学素养和创新能力的创新型科技人才。

进入21世纪，新的一轮科技与产业变革为我国经济结构转型提供了重要机遇，同时也带来巨大挑战。人才强国战略的实施要求高职教育在专业建设方面坚持以服务国家经济社会发展需要为目标，强化特色鲜明的学科群体系，构建协同育人机制，发挥高校各自优势，形成优势互补的新型合作关系。从微观角度来看，传统工科教育主要侧重于单一学科的专业知识培养，而“新工科”教育更加注重跨学科融合，将工程学与计算机科学、信息技术、人文社会科学等学科相结合，培养学生具备跨学科思维和能力，能从多个角度解决复杂问题。

“新工科”建设伊始，教育部提出要推进产教深度融合，校企共同参与学校教学全过程管理，并逐步建立起由企业主导的多主体办学体制，瞄准的不仅是学科专业和人才培养类型结构问题，还包括课程设置、教材编写、教学模式等诸多方面的深层次教学改革。以科学与工程问题为牵引，围绕现代科学技术前沿及其对人类生产生活产生影响这一主题进行研究，打通校内外资源建设，通过整合校内资源与校外优质教育资源，打造符合应用型院校实际情况的课程体系。

从另一角度来看，“新工科”的“新”主要体现在以下四个方面：一是“新”在多学科交叉融合，它所倡导的是一种跨学科的综合教育观，旨在打破原有学科间壁垒，促进不同领域之间相互渗透，加强各学科之间的联系，从而达到融会贯通。二是“新”在课程体系与众不同，即打破原有课程内容陈旧老化、过于偏重理论传授的局面，引入实践环节作为补充，让教学内容更具应用性，更贴近社会需求，实现“通识+专业+双创”的深度复合型培养目标。三是“新”在教学方式新颖独特，采用翻转课堂教学模式，借助网络平台开展线上学习以及现场实习实训等多种方式，使课堂内知识内化于课外，有效提升学生的自主学习及创新能力。四是“新”在产教深度融合，即以市场需求为导向，结合行业特点与产业特征，探索产学研一体化道路，使之成为推动职业学院转型升级的重要引擎，促进教育链、人才链、产业链与创新链形成良性循环[1]。

总的来说，“新工科”方案是建立在立德树人这一根本任务上的人才培养新模式，是工业革命与产业革命背景下的产物，是基于科技发展而构建的新型高等教育体系，是高校改革创新的成果之一。其基本理念是：立足国家战略需要，适应经济结构调整和产业变革趋势，坚持育人为本、德育为先、能力为重，注重培养具有扎实专业知识技能基础、掌握先进技术方法和具备较强实践应用能力的高级工程技术人才[2]。

二、“双碳”战略目标背景下高职电气专业“新工科”教育方向

“双碳”战略旨在通过创新科技、推动工程技术应用等手段，实现温室气体排放的双重目标：即在2030年前实现碳排放达峰，到2060年实现碳中和，这一战略目标对于高职电气专业的“新工科”教育方向有着深远的意义和影响。

“双碳”战略目标的实现需要大量的技术创新和工程实践，对电气专业学生提出了更高的要求，学生需要深入学习电力系统优化、可再生能源技术、智能电网等领域的知识，掌握先进的电气工程技术，为实现碳达峰和碳中和做出贡献。

“双碳”战略目标的实现将推动电气工程领域的技术革新和产业升级，学生在校期间将接触到最新的电力系统仿真软件、智能电网调度技术等前沿技术，培养创新精神和实践能力，为未来从事电气工程领域的工作做好准备。

“双碳”战略目标的提出也为电气工程专业学生提供了更广阔的就业和发展空间。随着我国在可再生能源、电力系统优化等领域的发展，电气工程专业毕业生将有更多的就业机会，同时将在实现碳中和的过程中发挥重要作用，为推动可持续发展做出贡献。

（一）塑造高质量就业的排头尖兵

在“双碳”战略目标背景下，人才培育作为国家战略的重要组成部分已被纳入高职人才培养方案中，以培养适应社会发展和行业需求的技能型专门人才。高职院校的育人目标在于实现学生职业能力与综合素质的提升，其中最关键也是最核心的因素是学生职业技能的提高。如何在“双碳”背景下实现这一育人要求呢？高职院校要紧紧围绕“新工科”建设开展教学工作，结合自身专业特点进行教学改革，并将其融入课程改革中，通过校企合作等多种方式，构建基于“双碳型”特色的课程体系。对于人才培养模式而言，需要根据企业岗位技能对人才知识、能力以及素质的要求，制定科学、合理的教学计划，以此为基础实施多样化教学方式，进而促进学生职业技能水平及就业质量的有效提升[3]。

（二）打造助推企业升级的智慧驿站

在办好高质量教育的基础上，高职院校要依托电力行业资源，不断优化办学思路，强化服务意识，主动对接区域经济社会发展需要，推动学校转型升级，积极推进现代学徒制试点项目落地见效，探索建立符合职业院校实际情况的“1+X”证书制度，使之成为支撑产业技术进步的有力抓手。并在此基础上，依托“全、真、广、新”的培训平台，着力探索多元化实践教学模式，形成理论学习和现场实训相融合的一体化课堂教学体系，努力营造“全员参与、全程参与、全方位参与”的氛围。一方面，为企业提供优质人力资源保障；另一方面，增强企业对人才需求的预测准确度，确保企业能够及时调整用人计划，从而更好地满足市场需求。同时，加强校内外协同创新机制的落实，进一步深化产教深度融合，引导企业积极参与教师教学团队的组建，共同致力于校企之间的资源共享和优势互补，发挥各自优势，真正达到互利共赢的目的[4]。

（三）点亮社会服务的梦想之光

高职院校专业性强、任务重、责任大，必须立足行业领域，以服务地方经济为宗旨，坚持立德树人根本任务不动摇，牢固树立“以服务为天职，以就业为导向”的理念。基于绿色发展理念和专业技术优势，充分利用互联网、物联网等先进技术手段，围绕生产制造、交通运输、能源电力等行业中存在的共性问题开展研究，实现产学研用有机衔接，充分发挥高等职业教育与区域经济社会发展的互动作用。积极开展各类职业培训，培养面向各行业领域的高技能应用型专门人才，提高劳动者的综合职业素养和市场竞争力。

三、“双碳”战略目标背景下高职电气专业“新工科”教育实施策略

（一）建立单独的融合性创新实验室，突出工程全周期化项目管理

融合性创新实验室是高职电气专业“新工科”教育的关键平台，不仅要满足传统电气专业的教学需求，还要融合新能源、新技术、新标准，为学生提供开放、共享、创新的实践环境。实验室的建设需要紧扣“双碳”战略目标，注重低碳、环保、高效的能源利用，例如可以引入太阳能、风能等可再生能源供电系统，让学生在实践中体验并理解新能源的应用和优势。同时，实验室应配备先进的电气控制设备和自动化生产线，让学生深入了解现代电气系统的运行原理和维护管理。此外，融合性创新实验室还应与产业界紧密合作，引入企业的真实项目和技术难题，让学生在解决实际问题的过程中锻炼实践能力，培养创新思维。这种“产学研”一体化的教学模式，不仅有助于提高学生的就业竞争力，还能为产业界输送更多具有实际操作经验和创新能力的高素质人才。

在传统的电气专业教学中，往往只关注某一具体技术点的学习和应用，而忽略了工程项目的整体性和系统性，而工程全周期化项目管理则强调从项目立项、设计、施工、调试到运维的整个过程管理，使学生能全面了解工程项目的运行规律和管理要求。在融合性创新实验室中，应引入工程全周期化项目管理的理念和方法，将学生分组，模拟真实的工程项目环境，让学生在项目中扮演不同的角色，体验项目管理的全过程，培养学生的团队协作能力和项目管理能力，提高他们解决实际问题的能力。同时，工程全周期化项目管理还有助于培养学生的创新精神和责任感，在项目实施过程中，学生需要不断面对新的挑战和问题，需不断创新和改进，以确保项目的顺利进行，使学生更为深刻地理解创新的重要性和价值，增强他们的责任感和使命感。

（二）建立基于网络的虚拟实验平台，实现远程定制化实践教学

在“双碳”战略背景下，高职电气专业需要采取切实有效的教育实施策略，以适应未来发展需要。其中，建立基于网络的虚拟实验平台是一项关键策略，帮助学校快速响应市场需求，满足社会对技能型人才培养的需求。同时，能促进学校自身教学改革，提升教学质量。平台构建应坚持以学生为中心、以实践为核心、以网络为纽带的原则，确保平台的易用性、交互性和可扩展性，注重数据安全和隐私保护。平台框架主要包含实验教学管理系统、虚拟实验环境系统、资源共享与交流系统三大部分，实验教学管理系统负责实验教学的组织与管理；虚拟实验环境系统提供丰富的虚拟实验资源和实验场景；资源共享与交流系统则促进师生之间的资源共享与经验交流[5]。

根据高职电气专业的课程要求，应开发涵盖基础实验、综合实验和创新实验在内的虚拟实验资源，建设开放式共享型的学习空间，并利用互联网技术搭建教师指导与自主探究相结合的教学模式，例如采用翻转课堂模式，“线上+线下”混合式教学方法，依托网络平台，开展在线开放实训活动，包括电工电子类课程群、电气工程及其自动化课程群以及电气信息类课程群三个层次，鼓励各专业课程间交叉渗透和横向整合。同时，对现有的实验资源进行统一整合，通过多种渠道向学生展示实验内容及相关成果，激发学生的参与热情和探索欲，从而提高其应用能力。

远程定制化实践教学的开展要充分考虑到企业对人才的实际需求，将理论教学与生产实践紧密结合，使学生能从被动接受知识转变成为主动获取知识，进而培养学生解决复杂工程问题的能力和创新能力。在此过程中，教师要利用好网络平台监控学生的实验过程，及时调整教学计划，保证教学效果，引导学生完成由传统实验室向数字化实验室的转型，最终达到教学相长。通过收集、分析学生在平台的学习数据，运用数理统计方法，研究学生的学习效果和行为规律。发现影响学生成绩变化的因素有：学习者特征（性别、年级）、学习态度（学习动机、兴趣）等变量，并据此提出相应对策和建议。

（三）开发覆盖课内验证仿真、课下重复的实践性作业

明确实践性作业的目标和定位。在高职电气专业教育中，实践性作业应侧重于培养学生的工程实践能力和创新思维能力，使学生能将所学理论知识应用于实际工程中，解决实际问题。在课内验证仿真方面，教师可结合课程内容设计一系列仿真验证实验，既可以是综合性、研究性或应用性很强的课题实验，又可以是针对某一知识点而组织的专题讨论性实验课，例如“基于PLC控制的直流稳压电源原理及其在工控机系统中的应用”，该课程为典型的电子电路类课程设计；还可以以具体的工作任务形式设置各种不同类型的实践性作业，如模拟调试直流电机控制电路、制作直流电动机调速控制系统以及制作交流异步电动机正反转控制器等等。

在课下重复的实践性作业设计中，可根据教学内容划分成若干项目，每个项目都包括预习环节、操作练习环节和课后总结三个部分。其中，前两个阶段主要用于学生自学和巩固基础知识，第三个阶段则是让学生把这些知识点以真实设备作为载体，进一步理解和掌握相关概念、公式和技巧，这样就能实现真正意义上的课外实验教学与课堂教学相结合。具体而言，要从以下几点入手：第一，充分做好准备工作，编写适合本专业特点的教学大纲，认真进行备课，对教材、参考书、教辅资料进行整理、归纳，形成一个较为完整的教学体系。精心设计每一节实训课内容，做到“精讲多练”，合理安排时间，提高上课效率。第二，采用多样化考核方式，采取笔试+现场观摩考核+实际操作考核的综合评价方式。第三，积极拓展校企合作与交流，为学生提供更多的实践机会和平台。通过与企业合作，学校能了解行业发展趋势和市场需求，及时调整教学内容和方式，学生也可以在企业实践中接触到更多的实际工程项目，提升实践能力和创新思维[6]。

（四）培养多学科融合能力的“新工科”职业教师，建设跨学科应用型教师队伍

在“双碳”战略目标背景下，高职电气专业“新工科”教育的实施策略需要聚焦于培养具备多学科融合能力的职业教师，以建设跨学科应用型教师队伍。这一策略的核心在于通过深化改革，提升教师队伍的综合素质和跨学科教学能力，以适应新能源、新材料、智能制造等领域快速发展的需要。

针对高职电气专业“新工科”教育的特点，应制定具体的教师培养计划和选拔标准，选拔具有电气工程背景，同时具备一定计算机科学、控制理论、经济管理等相关学科知识的优秀人才进入教师队伍。对于在职教师，通过开展定期的跨学科培训和学术交流活动，拓宽他们的知识视野，增强他们的跨学科教学能力。建立跨学科的教学团队和研究机构，鼓励电气专业教师与其他学科教师进行深度合作，共同开发跨学科课程，设计综合性实验项目，以培养学生的多学科融合能力，并设立跨学科研究机构，吸引国内外优秀学者参与，开展前沿性的跨学科研究，提升学校的整体科研水平。

此外，加强与企业和行业的合作也很关键，高职电气专业“新工科”教育需要紧密结合产业发展需求，通过与企业合作开展实习实训、技术研发等活动，使教师能深入了解行业最新动态和技术发展趋势，从而更好地指导学生的学习和实践。在评价体系方面，建立科学的教师评价机制，将跨学科教学能力、科研成果转化率等纳入评价体系，激励教师积极参与跨学科教学和科研工作。同时，对于在跨学科教学和科研方面取得突出成果的教师，应给予相应的奖励和晋升机会，以激发他们的工作热情和创新动力。通过与国际知名高校和研究机构建立合作关系，引进国外先进的教学理念和教育资源，拓宽教师的国际化视野和提升跨文化交流能力，派遣教师到国外学习深造，参与国际学术会议和研究项目，提升他们的学术水平和国际影响力[7]。

四、结束语

综上所述，在“双碳”战略目标背景下，高职电气专业的“新工科”教育实施路径具有重要的现实意义和战略意义，通过对电气专业教育的转型升级，有助于培养更多符合国家产业发展需要的高素质电气工程技术人才，为我国的碳中和可持续发展战略贡献力量。然而，也要清醒地认识到，实施“新工科”教育并非一蹴而就的事情，需要政府、高校、企业等多方共同努力，形成合力。同时，需不断地跟进国家政策导向，结合产业需求，完善和调整教育实施路径，确保其能够与时俱进、切实有效地服务于国家的“双碳”战略目标。总之，高职电气专业的“新工科”教育实施路径的探索和实践是一项长期而复杂的任务，但也是一项充满希望和机遇的事业。相信，在各方的共同努力下，高职电气专业教育将迎来新的发展机遇，为我国的电气工程技术人才培养事业做出更大的贡献。

参考文献：

［1］ 陈广仁.新工科“双创”人才“三全育人”培养：现实问题、运行机制及实践路径［J］.创新创业理论研究与实践，2024，7（3）：82-87.

［2］ 梁林晴.基于自贸港需求的高职新工科理念外语人才培养策略研究：以新能源汽车技术专业为例［J］.时代汽车，2024（3）：74-76.

［3］ 王云.新工科背景下融合“岗课赛证”的工匠精神培养模式研究：以高职机电一体化技术专业为例［J］.杨凌职业技术学院学报，2023，22（4）：61-64.

［4］ 孟婷婷，邓海英，樊昱.新工科背景下高职“逆向工程与快速成型”课程思政改革的探索与实践［J］.柳州职业技术学院学报，2023，23（6）：69-74.

［5］ 郝玮，姚康华.新工科背景下高职院校体育课程思政建设的指标体系构建研究：基于利益相关者视角的分析［J］.当代体育科技，2023，13（33）：157-160.

［6］ 梁芬.新工科背景下高职院校电气自动化技术专业人才培养研究［J］.南方农机，2023，54（18）：174-177.

［7］ 洪耀杰，王坤，张纪龙，等.“新工科”背景下高职课堂实践教学模式改革的探索：以汽车检测与维修专业“汽车电气设备检修”课程为例［J］.教育科学论坛，2022（12）：74-77.

◎编辑 尹 军