“智能電網(wǎng)實驗”課程思政探索與實踐

李文立 吳 婷 姜倩倩 谷 宇

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳),實驗與創(chuàng)新實踐教育中心,深圳 518055)(2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳),機電工程與自動化學(xué)院,深圳 518055)

2019年3月教育部下發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知,強調(diào)全面推進(jìn)課程思政建設(shè),將價值觀融入到知識傳授和能力培養(yǎng)中,實現(xiàn)各類課程與思政課程同向同行,統(tǒng)一顯性教育和隱性教育,形成協(xié)同效應(yīng),構(gòu)建全員全程全方位育人大格局[1]。

全國各高校和學(xué)科全面推進(jìn)思政建設(shè),致力于貫徹立德樹人的根本任務(wù),結(jié)合學(xué)校目標(biāo)定位和人才培養(yǎng)方向,構(gòu)建多維度覆蓋、層次遞進(jìn)、彼此互通的課程思政體系[2]。

在此基礎(chǔ)上,“智能電網(wǎng)實驗”課程作為電氣工程專業(yè)的前沿課程,重點圍繞實驗課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核手段等多個維度進(jìn)行課程思政改革,培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的“三觀”,滿足新時代要求。

1 融入課程思政的必要性

全面推進(jìn)課程思政是高校立德樹人的重要任務(wù),課程思政的目標(biāo)是實現(xiàn)德、知、能三位一體的育人,實現(xiàn)顯性功能和隱形功能的有機融合。切忌認(rèn)為課程思政是獨立于傳統(tǒng)教學(xué)的附加行為,思政教育是思政課的任務(wù),而導(dǎo)致專業(yè)教師只注重知識傳授和能力培養(yǎng),忽略了課程思政的引導(dǎo)學(xué)生將個人價值與國家富強、民族復(fù)興緊密相連的作用。以“智能電網(wǎng)實驗”為例,其教學(xué)內(nèi)容瞄準(zhǔn)學(xué)術(shù)前沿?zé)狳c,仿真難度較高,因此花費較多的時間和精力投入知識的傳道解惑,而忽略了學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)。所以亟需探索課程思政的教學(xué)改革方法,以滿足學(xué)生全面發(fā)展的需求。

2 思政素材的挖掘與融合

“智能電網(wǎng)”是電氣工程專業(yè)本科教學(xué)的前沿課程,主要介紹智能電網(wǎng)領(lǐng)域的國內(nèi)外最新研究成果及發(fā)展趨勢,以激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力?！爸悄茈娋W(wǎng)實驗”主要側(cè)重于利用仿真分析工具、編程算法等手段培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力,實驗內(nèi)容主要包含“光伏性能研究實驗”“電池儲能設(shè)計實驗”“光儲能量協(xié)調(diào)運行實驗”“新能源并網(wǎng)配網(wǎng)保護實驗”四個部分,重點介紹光伏、電池的基本運行原理,以及新能源并網(wǎng)后對潮流分布、傳統(tǒng)繼電保護的影響。本文深入梳理實驗教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合價值理念,挖掘?qū)嶒瀮?nèi)容蘊藏的思政元素,找準(zhǔn)專業(yè)實驗課與思政教育的融合點,探索課程思政的教學(xué)改革方法,構(gòu)建有效的評判機制,從而達(dá)到潤物細(xì)無聲的育人效果。

2.1 教學(xué)內(nèi)容與思政結(jié)合探討

課程思政建設(shè)內(nèi)容要緊密圍繞全面提高人才培養(yǎng)能力這個核心點展開,將課程目標(biāo)由單純的知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閮r值引領(lǐng),對“智能電網(wǎng)實驗”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行思政改革。

1)培養(yǎng)學(xué)生攻堅克難、克服萬難的品質(zhì)

在光伏性能研究實驗過程中,該部分重點介紹光伏發(fā)電模塊的特性,并分析光伏陣列輸出受太陽輻照強度、環(huán)境和面積等因素的影響。在介紹光伏實驗之前,引出了“碳中和”“碳達(dá)峰”等專業(yè)術(shù)語,引發(fā)學(xué)生對新能源的濃厚興趣,并播放中國光伏發(fā)電技術(shù)視頻《改變世界的黑科技,中國光伏發(fā)電到底有多厲害》。同時向?qū)W生介紹中國發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,中國團隊初期受制于多種因素影響,導(dǎo)致各項實驗進(jìn)展緩慢。因此許多科研工作者冒著風(fēng)險前往大西北荒地進(jìn)行光伏研究,最終中國光伏技術(shù)躋身全球首位。這背后是中國光伏產(chǎn)業(yè)謀變破局的艱辛之路,勇攀世界之巔的突圍之旅。從該角度引出科學(xué)研究必定面臨艱難險阻,須克服萬難,百折不撓,激發(fā)學(xué)生投身科研的熱情,培養(yǎng)學(xué)生攻堅克難的奮斗精神。

2) 科學(xué)研究需滿足國家重大需求、服務(wù)人民

在電池儲能設(shè)計研究實驗過程中,除了說明電池雙向DC/DC變換器的原理,電池儲能在面對高滲透率新能源出力不穩(wěn)定性的情況下,需配合電力系統(tǒng)具備雙向互補的功能。從該出發(fā)點引申到科學(xué)研究需要滿足國家重大需求,服務(wù)于人民生活,培養(yǎng)學(xué)生的工程倫理觀,提高學(xué)生的愛國意識和社會責(zé)任感,在實現(xiàn)中國夢的同時實現(xiàn)人生價值。同時客觀描述我國在科技發(fā)展道路缺乏一定的創(chuàng)新性,激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)研究的熱情,樹立自主創(chuàng)新意識,強調(diào)創(chuàng)新是科學(xué)研究的精神內(nèi)核,鼓勵學(xué)生開拓視野,打破常規(guī)。

3) 科學(xué)研究需滿足國家重大需求、服務(wù)人民

在光儲能量協(xié)調(diào)運行實驗過程中,學(xué)生需搭建光伏、儲能、負(fù)載、電網(wǎng)等多個模塊,分析新能源并網(wǎng)后的能量流動關(guān)系。為了調(diào)動學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)積極性,增加鮮活工程案例,如張家口風(fēng)光儲輸示范工程是目前國內(nèi)乃至世界上規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、智能輸電“四位一體”的綜合示范項目[3],通過分享該案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)生的民族自豪感,提升學(xué)生對電氣工程專業(yè)的認(rèn)同感。

4) 培養(yǎng)學(xué)生建立正確的“實踐觀”

在新能源并網(wǎng)配網(wǎng)保護的實驗過程中,學(xué)生需要分析新能源對傳統(tǒng)繼電保護的影響,從數(shù)學(xué)角度分析實驗數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)規(guī)律掌握其內(nèi)在故障機理,該過程體現(xiàn)了辯證唯物主義認(rèn)識論,有助于學(xué)生建立正確的“實踐觀”。

如表1所示是電氣工程專業(yè)大三本科生16學(xué)時的“智能電網(wǎng)實驗”課程內(nèi)容安排,從全方位、多角度在實驗教學(xué)內(nèi)容滲透思政元素。

表1 “智能電網(wǎng)實驗”課程內(nèi)容與思政元素

2.2 教學(xué)方法設(shè)計

教學(xué)方法是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié),教學(xué)內(nèi)容相同,教學(xué)方法不同也會呈現(xiàn)出不同的教學(xué)效果,因此為了達(dá)到“智能電網(wǎng)實驗”課程的思政改革要求,對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行如下改進(jìn)。

1) 多樣性教學(xué)

在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中,教師主要通過口頭講解PPT課程內(nèi)容,并輔助板書形式完成知識的傳授,教學(xué)方式相對單一,學(xué)生容易感到枯燥乏味。因此為了活躍課堂教學(xué)氛圍,利用圖片、動畫及視頻等多種素材形式,生動形象地展示課程內(nèi)容。例如,在講授“電池儲能設(shè)計實驗”中,播放央視大型工業(yè)紀(jì)錄片《大國重器》第二季的片段,介紹國內(nèi)規(guī)模最大新能源電池生產(chǎn)基地,讓學(xué)生了解到中國通過創(chuàng)新驅(qū)動使鋰電產(chǎn)業(yè)強勢崛起、領(lǐng)跑全球,激發(fā)學(xué)生的愛國情懷。

2) 問題引導(dǎo)式教學(xué)

問題引導(dǎo)式教學(xué)是以問題為引導(dǎo),從問題角度思考解決方案的教學(xué)方式[4]。通過把握解決問題主線,牽引零散的知識點,并在基礎(chǔ)上分析事物發(fā)展規(guī)律。例如在新能源并網(wǎng)配網(wǎng)保護實驗過程中,光伏出力具有隨機性、波動性,而當(dāng)大量分布式電源接入配網(wǎng)時,則會影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。從問題出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生思考影響規(guī)律,掌握其內(nèi)在故障機理,進(jìn)而提出一種創(chuàng)新的保護方案,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和深入探索的能力。

3) 討論式教學(xué)

除了講授方法,還采用了討論式教學(xué)方法[5],通過設(shè)置開放性討論題庫,鼓勵學(xué)生深入挖掘社會熱點問題,自由組合學(xué)習(xí)小組,通過成員之間的討論可以促進(jìn)思維碰撞,提出新的觀點和想法,培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維能力。例如:在講授“光儲能量協(xié)調(diào)運行實驗”時,設(shè)置開放性討論題庫,題目包含但不限于總結(jié)家庭屋頂光伏發(fā)電的利與弊、市場環(huán)境下光伏售電交易機制及策略、電改新政下售電公司的發(fā)展前景等等。學(xué)生們通過查閱相關(guān)資料和深入的討論,能夠更加深刻地理解目前光伏發(fā)電市場的實際情況。這樣可幫助學(xué)生在探索的過程中獲取知識、掌握方法,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

2.3 多元考核評價體系設(shè)計

課程考核及評價體系是課程建設(shè)的重要組成部分,是檢驗課程建設(shè)效果的重要手段。通過不斷探索應(yīng)用多元化考核評價體系,將課程評價從知識掌握、能力培養(yǎng)拓展到人文素養(yǎng)、價值塑造等多維度的評價體系(如圖1所示)。同時注重過程性評價,在整個課堂添加價值取向、愛國情懷、自學(xué)能力等考核維度,充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,全面客觀反映課程思政教學(xué)改革的效果。

圖1 多元考核評價體系設(shè)計

3 結(jié)語

思政教育是高等學(xué)校構(gòu)建科學(xué)合理教學(xué)體系的重要組成部分,對大學(xué)生的成長具有潛移默化的影響。以電氣工程專業(yè)的“智能電網(wǎng)實驗”課程為例,針對該實驗課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核手段等多個維度進(jìn)行課程思政改革,以期為電氣工程專業(yè)的課程思政建設(shè)提供新的思路。后續(xù)仍將不斷推進(jìn)“智能電網(wǎng)”課程的教學(xué)改革,深度提煉專業(yè)課程中所蘊含的思想價值,合理拓展實驗課程的廣度、深度,提升實驗課程的溫度,以構(gòu)建全方位育人大格局。