基于成果导向和实践性的教学模式探究

摘要：“双碳”背景下，我国能源结构逐渐向新能源转变，储能技术可以在新能源产生多余能量进行储存，以便在需要时进行释放，使新能源得以充分利用。储能是能源革命的一项重要技术，是实现“双碳”目标的重要支撑。为深入推进高职院校新能源装备技术，本文以储能基本原理为基础，以广泛应用的储能技术为教学案例，将储能技术成果导向作为教育理念，向学生阐明“双碳”目标下储能技术的内涵，融合实践性教学模式，培养学生“零碳思维”，培养出储能行业“高素质、强基础、创新型”的高技能人才。

关键词：储能技术；成果导向；教学模式；实践性

引言

随着全球对可持续发展和对清洁能源的需求不断增加，储能技术在新能源领域得到了广泛应用。储能是实现“碳达峰，碳中和”目标的重要支撑，是“开源节流”后的关键环节，因此，储能技术是能源革命重要的核心技术[1]。教育部在《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》提出，加快储能等绿色低碳相关专业学科建设。储能技术与应用是新能源装备技术专业的核心专业课，是面向国家能源战略重大需求和“碳达峰、碳中和”战略目标的重要课程，旨在培养储能技术和相关产业发展的专业人才[2-3]。储能技术与应用课堂难度大，要求学生具备一定的数学、物理和化学等基础学科的基本理论和基本知识，同时还要具备一定的计算机辅助设计能力。对于高职院校，学生生源具有多样化特点，例如单考单招、中职直升和普通高考等，学生自身知识储备和学习能力有较大差异性，传统的教学模式导致学生课堂参与度较低，不能充分满足各类学生学习的需求。将复杂的理论进行矩阵构建，开展与岗位需求相一致的实践性教学是提高高职院校学生综合技能的重要途径[4]。成果导向教学强调学生的学习成果，可以综合评价学生的学习能力，基于成果导向开展必要的实践性教学，提高学生对岗位需求技能的适应性，满足“双碳”人才需求[5-6]。此外，高水平技能人才是发展新质生产力的主要动能。本文以储能技术及应用课程改革为例，从课程介绍到知识体系重构，提出基于产业需求建立“课、赛、证”融通教学模式，并进行多维度的考核方式，从成果导向和实践性目标进行教学评价和成效分析，本研究对新能源装备技术等相关专业的教学改革提供参考。

一、课程介绍

储能技术及应用是新能源装备技术专业的一门专业核心课，其前沿性强、知识信息量大、内容庞杂、工程应用性强，要求学生在有限的课时内掌握的知识点多[7]。该门课程开设于第二学年，学生已经具备了高等数学、电工电子和新能源材料等基本理论知识和实验技能。这门课程旨在向学生介绍不同储能技术的基本原理、不同的储能领域的储能系统以及现代能源系统中的应用场景。主要包括储能技术概述、不同类型的储能技术、储能技术的物理和化学原理、储能系统的应用场景和未来储能技术的发展趋势，内容涉及面广、知识点分散及交叉学科的特点。部分学生理化基础薄弱，理论内容难以理解，课堂无法消化当堂内容，此外，储能电池更新速度快，储能产业技术更新迭代快，传统教材与课堂教学内容往往落后于产业发展，难以实现即时更新，学生在校期间接受的技能训练与工作后从事的生产任务脱节，训练内容的更新速度落后于产业技术更新迭代速度，毕业生就业困难，企业也难招聘到符合需求的人才。不同生源的学生的学习能力差异性明显，导致传统的教学模式无法满足“双碳”目标下对储能人才的需求，亟须对课程知识体系进行矩阵重构，提高教学成果导向性，并基于产业需求建立课程实践内容，拉近学校与企业的距离，提高学生的就业成才率。

二、基于产业需求课程知识矩阵重构

本课程的教学核心思路是基于“双碳”目标对储能的基本内涵诠释不同储能技术的原理、应用范围及未来发展趋势，根据不同的应用场景选择一种或多种储能技术，提高能源的利用率。根据OBE理念，新能源装备技术专业人才培养目标是培养具有较高专业技能、实践能力和创新能力的高技能型人才，同时掌握新能源储能技术的通识理论和熟练设备的运行维护。根据专业及产业需求对储能技术及应用课程进行优化。储能技术及应用课程的理论教学围绕“储能类型—应用场景—性能指标”之间的关系，先讲储能的定义和储能的分类等基础知识，然后介绍储能的本质和核心及能量的转换方式，并以规模化的储能技术为主要案例进行讲解，以未来发展趋势为兴趣引导。在课堂上通过储能定义、储能意义、储能技术、储能原理及储能应用进行系统讲解，让学生了解储能技术与应用产业链。提高能量的利用率是储能应用的关键技术，通过运用一种或多种混合储能技术实现新型储能系统的安全、稳定和高效，只有合理应用储能技术才能“留能”。围绕“高效—稳定—节能”之间的闭环关系，结合“双碳”背景下人才培养目标，对标国家能源局印发的《储能技术专业学科发展行动计划》的通知，深化多学科人才培养，加强产教融合。在讲解储能电池时，针对性地选取铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池等化学储能电池作为教学案例进行讲解，并对新能源汽车电池的能量密度、循环寿命和成本投入对高效及稳定性进行诠释。从新能源发电和储能两个维度进行产业分析，结合光伏、风能和抽水蓄能等发电储能产业区域长三角区域经济优势进行系统分析，聚焦区域产业链和岗位需求对储能技术进行筛选讲解。针对湖州地区产业优势，对储能电池及动力电池进行重点讲解；通过对电池的分解进行动画展示，锻炼学生的观察和分析能力；通过对高质量论文和报道进行研讨，拓宽学生科研视野。每周将6名学生分成一组，提前选取一种储能技术及应用场景，并在下一次课堂进行15min左右的分享，其他学生对其进行打分提问，教师将更多的时间给学生，教学角色由主讲变成辅导，激发学生主动学习新知识的热情，通过打分和提高对学生自学效果进行评价，实现学生从“知识输入”到“知识输出”的转变，最后教师通过相应的储能技术和应用场景进行升华，融入标杆企业文化，对行业顶级技术专家的科研精神进行分享。

课程全过程融入思政教育，中国储能技术处于全球第一梯队，储能是能源革命的关键技术支撑，储能是连接新能源与传统能源的纽带。在讲到锂离子电池时，可以提到湖州在新能源汽车的发展，新能源汽车是湖州八大新兴产业链中最重要的产业之一，湖州拥有新能源汽车产业链上下游企业约300多家，营收接近1000亿元，产业集聚明显，是浙江省五大新能源汽车产业培育基地之一，增加学生对职业的认同感。在讲到锂离子电池回收利用时，可以提到电池剩余使用寿命和梯级利用，提升学生的环保意识，提高课堂的活跃度。

三、基于产业需求建立“课、赛、证”融通教学模式

课程是知识传播的载体，知识源于实践，又作用于实践。基于产业需求对新能源储能产业技术进行归纳总结，提炼出典型的工程案例。传统的教学模式是理论知识体系讲解和基础实验验证，对于高职教育要以岗位需求和学习成果为导向，强技能，重专业，通理论，重点培养学生利用技能解决实际工作问题的能力。结合课程的培养目标，基于产业需求及岗位需求提出“课、赛、证”融通的教学模式，打造课赛融通、岗证融通和课证融通。创新是新质生产力的主体，随着技术快速迭代升级，创新型人才、科技型人才缺失是不少地区存在的共性问题。通过竞赛学生掌握先进技术，培养学生创新能力。人是新质生产力的创造者和使用者，也是生产力生成中最活跃、最具决定意义的能动主体。高职院校是培养技能人才的主战场，将企业产线上的实际项目搬到课堂教学中，企业具体项目不仅可以促进学生的技能培训，还能参加储能行业相关竞赛，实现课堂知识性和趣味性的融合。

以学生为中心，对接行业需求，课程内容连接企业技术，将“零碳创新思维”融入课程教学中。在教学过程引入“碳追踪、碳足迹、碳核算”，让碳排放“有迹可循”，将储能技术的应用从原材料的获取、生产、运输、销售到最终处置整个生命周期过程中产生的二氧化碳等温室气体排放量进行数量化，引入直接排放和间接排放概念，逐渐培养学生的零碳思维。在教学案例中，将特斯拉车企卖“碳积分”收益16亿美元的典型案例背后所付出的努力进行讲解，刷新学生对低碳发展道路上的传统认知。储能技术及应用课程内容较多、学科交叉性强及储能形式多种多样，可以在课前结合区域行业发展进行调研、课堂讲授和小组讨论等多种方式完成。另外，根据教学内容可适应开设第二创新课堂，学生分组在课后进行文献调研和总结，形成一篇规范性的调研报告，并整理PPT在课堂展示。通过师生互评充分调动学生学习的参与性，培养学生探究专业前沿理论与知识的能力。在职业证书方面，以课程项目和学科竞赛为引导，通过岗位证书与企业岗位的实际工作进行深度融合，通过储能技术工程师、储能电站运维工程师和储能电站系统设计师等职业证书的考评，提升学生实践技能水平，提高学生工作岗位适应能力；在学科行业竞赛方面，鼓励学生参加大学生节能减排竞赛、大学生动力电池竞赛、国际储能创新大赛和可再生能源大赛等，在竞赛中深入接触行业需求，使学生提前进行“岗前培训”，提高学生的就业率；在课程内容上，增加行业和区域企业的技术标准，与企业技术人员共同对教学案例和竞赛案例进行学习研讨，将成熟的项目和优秀的竞赛项目进行拆解分析，作为教学案例，提高竞赛的实用性。在教学过程中，充分利用虚拟仿真软件，利用讲到光伏储能时，可以将光伏+储能+并网结合Simulink进行，学生通过对波形的认识进一步对储能的基本原理进行强化，并通过工商业实际案例进行讲解，从企业降本增效的原则进行讲解，提高学生的环保节能意识。在课程考核上，将学生竞赛获奖作为考评成绩的加分项，提高学生的竞赛参与度。

四、基于成果导向和实践性建立多维考评方式

学生最关心就是学科成绩，直接影响学生的评奖评优，科学的考评方式可充分调动学生学习的积极性，有助于学生学习目标达成。基于成果导向和实践性，根据储能技术及应用课程的特点，结合教学模式的改革，我校建立了多维度的考评机制，即：总成绩（100%）=课堂表现（15%）+阶段性检测（25%）+第二创新课堂（20%）+期末成绩（40%）。具体考核方式分别为：（1）课堂表现，考核内容主要是出勤情况、课堂发言及课堂目标达成情况，加权后成绩占比为15分；（2）阶段性检测，主要考查学生对阶段性知识点的掌握情况，课堂随机抽查和期中考试成绩，加权后成绩占比为25分；（3）第二创新课堂，分组自主学习，学生查阅储能资料并做成PPT，在第二课堂进行讲解，师生共同对专题内容提问，共同打分，加权后成绩占比为20分；（4）期末考试，考查理论知识掌握情况，加权后成绩占比为40分。此外，对于参加技能大赛的学生可以根据获奖名次比例兑换相应分数，提高学生参与竞赛的积极性。通过降低期末成绩的占比，增加创新课堂，降低学生的畏难情绪，注重学生过程性学习，提高学生的学习成效。

五、改革成效

教学改革后，通过学生的评价和企业反馈，学生学习兴趣和主动性有了极大地提升，学生课堂参与度普遍提高。在本学期内，随堂发布了多次课堂问卷调查，深入企业了解毕业生就业情况，并对反馈意见进行归纳。该授课班级学生共224人，有效参评人数为224人，对比上一学年该门课程的问卷调查。通过课堂满意度调查可知，教改后课堂参与度明显提高，原来课堂选择性参与的同学也积极参与课堂讨论及项目实践活动，通过对毕业生工作单位进行走访得出，用人单位对毕业生满意度明显提升。将企业项目在课堂上进行教学，缩短了学校与企业距离，毕业生进入企业可以快速适应企业生产环境，大大降低企业的用人成本。

结语

随着新能源产业的发展，储能是平衡能源供需的重要途径，相关装备技术也在不断更新，新时代下，对人才培养提出更高要求。高职院校的“新能源装备技术”专业相应的课程应不断深化改革，结合国家能源相关政策，根据区域经济、岗位需求及学生生源背景对教学内容和实践内容进行优化。通过基于成果导向和实践性统一的教学方法，学生不仅可以具备目标岗位扎实的专业理论知识，同时还培养了其在储能技术开发和维护的实践能力和自学能力，提高其学习的主动性和积极性。通过开展专业课程的改革，实现专业建设和区域经济发展相结合，其研究成果对“新能源装备技术”专业课程体系建设具有重要意义。

参考文献：

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[2]吴皓文，王军，龚迎莉，等.储能技术发展现状及应用前景分析[J].电力学报，2021，36（05）：434-443.

[3]杜海英，陈显飞，罗大伟，等.储能材料与技术教学实践与思考[J].广州化工，2016，44（18）：188+197.

[4]刘劲松，张校刚.“双碳”背景下新能源材料与器件专业人才培养探索与实践[J].储能科学与技术，2023，12（03）：985-991.

[5]李志义，朱泓，刘志军，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014，（02）：29-34+70.

[6]陈明华，王宇晴.柔性阵列电极制备及储能性能测试实验教学设计[J].实验室研究与探索，2022，41（12）：177-182.

[7]刘云花，邹树良，马先果.储能原理与技术课程教学探索[J].山东化工，2021，50（06）：214-216.

（作者单位：湖州职业技术学院）

（责任编辑：豆瑞超）