“雙碳”背景下新工科多元立體化創新實踐教學探索

鄭立星　吳彥麗　王峰　白濤

［摘 要］文章分析山西大學能源與動力工程專業學生在“雙碳”背景下的創新實踐情況，探索并建立多元立體化創新實踐教學模式，通過構建多元立體化創新實踐平臺、加強校企合作育人、優化實踐教學指導體系、建設指導團隊等綜合措施系統地開展新工科創新實踐教學探索，提高學生的創新實踐能力。

［關鍵詞］能源與動力工程專業；創新實踐；實踐教學；教學改革

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）10-0028-03

實施“雙碳”戰略是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，將在能源供給側和需求側引發結構性改革。能源動力類產業是支撐我國國民經濟與國防建設的重要基礎和支柱產業，同時也是涉及多個領域高新技術的集成產業，將在能源轉型時期繼續發揮重要作用[1]。“雙碳”背景下，以新產業、新技術、新模式、新業態為代表的新經濟發展，對能源行業工程技術人員提出了更高的要求。新工科建設已成為新時代我國工程教育變革的主要趨勢。實踐教學是新工科人才培養至關重要的教學環節，在培養學生的創新能力、科研能力和實踐能力等綜合能力中發揮著尤為重要的作用。目前許多高校圍繞實踐教學研究探索了諸多改革策略和運行模式[2-5]。在新工科建設和“雙碳”背景下，能源與動力工程專業亟須進行教學改革，優化人才培養模式，培養具有創新實踐能力的人才。

一、學生創新實踐能力培養問題分析

為了滿足火電行業和地方經濟發展對人才的需求，山西大學的能源與動力工程專業經過60多年的發展變革，逐步形成了“重基礎、寬口徑、強實踐、求創新”人才培養模式，但在注重工程實踐和密切聯系行業實際方面存在以下問題。

（一）課外創新實踐教學模式仍處于摸索階段

課外創新實踐教學模式是為大一新生配備學業導師，為大學生開展創新創業項目安排指導老師，但缺乏行之有效的實踐教學方法，通常是采用提交見面交流記錄、介紹實驗儀器設備等方式，容易出現指導不深入，導師單向輸出、學生無反饋，創新性成果產出少等問題。

（二）部分本科生學習主動性不足，專業實踐能力不強

部分本科生自由探索和自主學習的主動性不足，在填寫創新創業項目等報名申請表時，仍然依靠指導老師確定項目內容和實施方法，對要參加的實踐大賽的宗旨理解不深刻，在開展項目時表現出實踐經驗不足、動手能力差，在項目結束后也不及時總結存在的問題和取得的收獲。

因此，筆者結合山西大學的辦學層次和培養目標，探索和構建適合所教學生發展水平的課外創新實踐教學模式和體系，以期為高校進行多元立體化創新實踐教學探索提供借鑒。

二、創新實踐教學問卷調查及其結果分析

為了了解大學生創新實踐能力培養現狀，筆者對山西大學電力與建筑學院（下文簡稱學院）的1000余名能源與動力工程專業本科生進行了大學生創新實踐主題問卷調查。調查內容主要涉及創新實踐活動參與度、創新實踐活動形式、校企合作開展創新實踐的情況和創新實踐教學指導體系等方面，并廣泛收集學生的建設性意見，為多元立體化創新實踐教學探索提供數據支撐，并為創新實踐教學方案的制訂提供可行性依據。

（一）創新實踐活動參與度

問卷前半部分的調查重點在于學生自身對創新實踐活動的興趣以及參與活動的積極性等相關問題。調查結果顯示，有57.3%的學生對創新實踐活動有較濃厚的興趣，但自主查詢相關活動的人數不多，僅占總人數的30％，大部分學生都是通過學校和院系宣傳來了解創新實踐活動的，而且有48.3%的學生僅僅參加過1到2次的創新實踐活動，甚至有38.9%的學生還沒有參加過創新實踐活動。

很多學生對創新實踐活動有興趣但是參與的次數并不多，這從一定程度上說明創新實踐活動的宣傳仍然不到位，其部分內容和形式與學生的興趣存在不相符的地方。學校應創造更多的條件去拓寬學生查詢活動信息的渠道，比如通過社交平臺（微信公眾號等）推送幫助學生了解創新實踐活動途徑的文章、短視頻等，這樣能夠讓更多的學生找到自己感興趣的合適的創新實踐活動。如此可以讓學生能夠主動參與到創新實踐活動中去，而不是被動參與其中，這樣才會充分調動學生的積極性，提高學生參與創新實踐活動的頻率，讓學生能更快地發展自身的創新實踐能力。

（二）創新實踐活動形式

通過對學生參與過的創新實踐活動進行調查發現，學生參與創新實踐活動的形式以學術報告和社會調研居多（人數占70％），而參加過校外企業實踐活動的人數較少（僅占30％）。由于受新冠疫情的影響，2019級至2021級學生無法外出實踐，學院為學生提供的創新實踐活動主要以學術報告與虛擬仿真實驗為主，缺乏對學生動手實踐能力的培養。學院應當豐富創新實踐活動內容，加大學生創新實踐活動的比重，以促進學生理論水平與實踐能力的共同提升。而在諸多創新實踐活動形式中，校企合作培養無疑是最好的培養學生動手實踐能力與就業適應能力的形式。

（三）校企合作開展創新實踐的情況

調查問卷中設計了關于校企合作的相關問題，來調查學生參與產學研項目的積極性。調查結果顯示，能源動力類專業學生對參加校外創新創業實踐基地的活動具有濃厚興趣，大部分學生認為學校加強校企創新創業實踐基地建設有利于提升學生創新實踐能力，并且希望依托創新創業實踐基地，在專任教師與高年級學生的指導下通過參加產學研項目開展創新實踐活動。同時，有52.4%的學生認為通過校企合作開展創新實踐活動可以提高學生的創新實踐能力。因此，校外創新創業實踐基地不僅受學生歡迎還受學校重視，如果能夠對其進行有效管理，定能對學生產生更多積極影響。

（四）創新實踐教學指導體系

對學院本科生參與各項創新實踐活動時遇到的困難以及創新實踐活動開展形式的調查結果顯示，學生參與創新實踐活動普遍遇到的困難是缺乏指導和資料難找。調查發現，在開展創新實踐活動前，有45%的學生沒有清晰的活動思路、活動計劃和活動目標。這說明學生的活動準備不充分，同時缺乏指導老師的有效指導。學生通過收集資料能夠充分認識課題內容，增強信息意識，準備解決課題相關問題需要的方法和措施。有76%的學生愿意加入有高年級學生指導的團隊。這說明學生是希望參與團隊合作的，并且希望能夠與和諧相處的學長們一起開展實踐活動。因此應重視組建高年級學生參與的指導團隊，指導學生查找資料、梳理思路、提出解決方案等，一步步培養學生的實踐能力。

三、探索創新實踐教學措施

（一）構建多元立體化創新實踐平臺

依托國家級一流本科專業建設點、山西省特色專業、“能源動力工程”山西省虛擬仿真實驗教學中心、山西省實驗教學示范中心、山西省工程技術研究中心以及中電聯電力行業仿真培訓基地，借助面向火電行業的360余臺套設備基礎和專業實驗實踐設備，建立院內專業實驗室、“雙創中心”工程訓練中心和學生社團以及企業實踐基地的多元立體化創新實踐平臺，組建由校內專業教師（含跨專業教師）、企業行業導師、高年級學生組成的指導團隊，組織學生參加大學生創新創業訓練，提升學生創新實踐能力。

（二）加強校企合作，完善人才培養模式

在已有校企合作的基礎之上，創建“深度融合、互利共贏、貫穿全程”的校企長效合作機制。通過創建校企合作委員會和制定校企合作的規范制度來明確各方在共同發展、共同建設、共同育人中的責任、權利和義務，形成多元化的校企合作長效機制[6]。現在學院已經與山西京能呂臨發電有限公司、晉能控股電力集團陽光電廠、國能榆次熱電有限公司等10余家企業建立了校企合作平臺，組織學生走進企業進行生產實習、畢業實習，并在導師的指導、高年級學生的幫助下，充分利用企業的軟硬件資源，提高學生的專業技能和專業素質[7]。

校企合作平臺并不僅僅以創新創業實踐基地建設為主，還通過熔融課堂教學進行相關理論知識的講授。能源動力類行業從業人員需要掌握多種專業軟件知識，因此需要通過建設校企合作平臺，聘請企業軟件工程師來教授學生相關軟件的使用方法與技巧。

此外，建立科學有效的校企合作培養制度，便于實現校企共贏。從企業的角度來看，企業的發展需要加入新鮮血液與強大的科技創新動力，通過與高校合作引進優秀人才，助力企業實現蓬勃發展；從高校的角度來看，可以解決實踐教學和學生就業問題；從學生的角度來看，能夠最大限度地將所學的理論知識運用于實踐當中，提高專業技能[8]。這對提高人才培養質量能夠起到重要作用。

（三）優化實踐教學指導體系

實踐教學是學校教學工作的重要組成部分，是深化課堂教學改革、提高人才培養質量的關鍵環節[9]。構建、優化實踐教學指導體系，增強學生創新實踐能力，有利于培養學生理論聯系實際的能力，使學生掌握科學方法并提高實踐能力。

在實踐教學過程中，專任教師必須指導學生采用正確高效的方式來收集資料。學生在老師的指導下，掌握并運用資料收集整理的方法，在自主收集資料的過程中深化對課題的認識，并從中發現問題，提出自己的見解和觀點，通過對資料的研讀、分析、整合與提煉，為實施課題研究的下一步計劃打下堅實的基礎。

（四）加強實踐教學指導團隊建設

實踐教學過程中存在指導不深入，導師單向輸出、學生無反饋等問題，究其原因，主要是導師與學生之間缺乏充分的溝通交流，從而導致問題堆積無法解決。指導團隊引入高年級學生來健全團隊結構，他們可以作為師生溝通的橋梁，讓導師及時得到反饋，便于及時發現與解決問題。高年級學生的加入，可以輔助導師引領低年級學生形成相對比較成熟的活動思路，以使其能夠比較順利地參與課題研究。同時，指導團隊也可以增加同年級學生合作交流的機會，加入團隊的學生所學專業不局限于能源動力類，不同專業的學生通過思維碰撞，更容易迸發出創新靈感和提高實踐能力。

實踐教學指導體系以“寓教于學、寓學于練、寓練于做”為宗旨，根據學生及導師的特長，合理安排指導內容和指導環節，通過導師與高年級學生的配合與協作落實導師負責制。指導團隊成員來源不局限于本專業，不同專業師生發揮各自專業優勢互補作用，共同指導本科生參加創新創業實踐項目，使得實踐教學能夠符合學生創新能力培養要求。

四、結語

新工科背景下的工程教育改革，應當始終以學生為主體，結合國家和社會對工程類人才的需求以及廣大學生的創新實踐需求來進行創新和改革，從理論上創新、從政策上完善、在實踐中推進和落實，深入系統地開展新工科研究和實踐，做好未來工科創新領軍人才的前瞻性和戰略性培養，一步步將建設世界工程教育強國的藍圖變成現實。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 楊凱， 沈國清， 李驚濤. 能源與動力工程專業“新工科”人才培養探索[J]. 中國電力教育， 2019（3）：59-61.

[2］ 史廣泰.新工科背景下能源與動力工程專業人才培養模式探究[J].高教學刊，2021，7（16）：148-151.

[3］ 張宏遠，吳凈，王素梅，等.面向新工科建設的應用創新型人才培養模式優化升級探索：以能源與動力工程專業為例[J].中國教育技術裝備，2021（8）：78-80.

[4］ 張寶磊，朱帥玲，宋小鵬，等.“新工科”背景下校企合作共同體人才培養模式探索：以桂航能源與動力工程專業為例[J].教育觀察，2021，10（5）：93-96.

[5］ 蔣潤花，左遠志，陳佰滿，等.“新工科”建設背景下能源與動力工程專業人才培養模式改革探索[J].東莞理工學院學報，2018，25（3）： 118-121.

[6］ 趙燕萍，王愛心，姜旭霞.校企合作如何做到真正的“互利共贏”[J].科技與企業，2012（9）：274.

[7］ 李明娟，王小東，杜洪濤.搭建校企合作平臺 培養創新型人才：以山農大植保學院為例談校企合作在培養創新型人才中的作用[J].科技創新導報，2013（18）：227.

[8］ 朱寶忠，孫運蘭，何巖峰，等.新工科背景下能源與動力工程專業實踐教學的探索與研究[J].高教學刊，2020（2）：70-71.

[9］ 吳大付，張莉，任秀娟，等.強化實踐教學環節 提高人才的培養質量[J].大眾科技，2012，14（11）：153-154.

［責任編輯：龐丹丹］