產教研融合的電氣類課程資源建設方法

摘" 要：以電能質量及其控制技術課程為例，提出思政資源、教學資源、實踐資源等產教研融合的電氣類課程資源建設方法。首先，提出產教研融合的思政元素提煉方法，以“分析案例—探究本質—提煉元素”三步驟，從事件層、思政層實現工程案例的思政元素提煉；其次，提出產教研融合的教學資源轉化方法，構建“問題導向，產教資源雙向轉化”和“項目驅動，科研資源反哺教學”教學資源轉化體系；最后，開展產教研融合的學術性實踐資源建設，從虛實結合實驗資源建設和產業實踐平臺建設兩個層次，探索學術性實踐資源的建設方法，為產教研融合的工程人才培養模式提供借鑒和參考。

關鍵詞：產教研融合；電能質量及其控制技術；課程資源；教學資源；思政元素

文章編號：1671-489X（2025）02-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.02.0

0" 引言

在新一輪科技革命和產業變革的趨勢下，圍繞國家發展戰略需求，以新工科建設為抓手，變革工程教育模式，推進工程人才培養進程，是我國工程教育的核心任務之一[1-2]。在國家“雙碳”目標下，高校電氣專業面臨構建新型電力系統的行業發展大勢，傳統的“發—輸—配—用”電產業結構和模式將發生重大變革[3-4]。在行業變革的背景下，產教研融合的電氣類課程教學是新工科人才培養的重要支撐[5-7]。

產教研融合的課程資源建設是課程建設的核心內容。國內高校積極探索產教研融合的課程資源建設方法，主要針對思政資源、教學資源、實踐資源的建設問題：1）缺少工程案例思政元素提煉方法；2）教學資源轉化方法不明確；3）學術性實踐資源建設方法不系統。

應對上述問題，本文面向電氣類專業課，以筆者負責的省級一流課程電能質量及其控制技術（以下簡稱電能質量）為例，提出產教研融合的思政元素提煉方法、產教研融合的教學資源轉化方法，開展產教研融合的學術性實踐資源建設，取得明顯的教學效果，為電氣類專業課程產教研融合的多維度課程資源建設提供了可參考的案例。

1" 產教研融合的思政元素提煉方法

1.1" 思政元素提煉方法

面對某一實際工程案例，從事件層和思政層協同剖析，提取其中的思政元素，包括分析案例、探究本質和提煉元素等三個步驟，具體流程如圖1所示。

1.1.1" 分析案例

在事件層，針對實際工程案例，整合圖片、文字、視頻等背景材料，凝練案例信息要點，形成資料翔實、系統全面的教學案例。在思政層，總結概述問題，思考問題屬性，明確案例基本性質，包括科技國情、工程倫理、法律道德等單一領域或多領域交叉。

1.1.2" 探究本質

在事件層，針對實際工程問題，追根溯源，深入分析案例的發生原因、影響危害等，明確與之契合的課程知識點。在思政層，從家國情懷、職業素養、個人素質等維度入手，將案例信息要點蘊含的思政切入點與思政維度逐一對應。

1.1.3" 提煉元素

在事件層，引導學生針對案例問題，應用課程

知識，提出案例涉及專業問題的解決方案，如電能質量課程的部分案例集中在供電質量影響用戶安全、穩定生產方面。鼓勵學生提出電能質量治理方案，解決劣質供電問題，這是事件層的學習目標。在思政層，提煉不同思政維度的思政元素，具體內容如圖2所示，將社會主義核心價值觀靈活融入課堂教學，將思政元素內化為學生的價值理念。

1）在家國情懷維度，把踐行社會主義核心價值觀和培養學生解決問題的能力串聯在一起，引導學生厚植愛國主義情懷，增強學生對中國特色社會主義的道路自信、理論自信、制度自信和文化自信，將自我價值實現與國家發展相結合，為實現中華民族偉大復興貢獻力量。

2）在職業素養維度，培養學生精益求精、追求卓越的工匠精神，堅持目標導向，引導學生從工程實際中挖掘物理本質，從可獲得的數據中挖掘數學本質，提高學生對工程倫理問題的處理能力，培養學生愛崗敬業的責任擔當。

3）在個人素質維度，以培養學生終身學習能力、激發學生學習動力為目標，鼓勵學生努力學習、刻苦鉆研，以科學創新精神解決實際工程中的難題。培養學生的遵紀守法意識和環保理念，讓學生思考在“雙碳”背景下如何以個人的奉獻促進技術的進步，實現降碳目標等。

1.2" 思政元素提煉案例

1.2.1" 分析案例

【案例】2019年7月21日，某省A公司的35 kV

電纜JH線中間頭爆炸和燒毀。該電纜所在電纜溝為公用電纜溝，燒毀的電纜疊壓在B公司電纜上，導致B公司電纜短路，產生電流II段保護動作；同時導致C公司110 kV系統的A、C相發生電壓暫降，電壓幅值分別降低29%和20%。電壓暫降造成C公司的空壓機、氧化反應器連鎖停車，球磨機異常跳停，蒸汽爐脫硫塔側攪拌機、排出泵等設備大面積跳停。C公司聘請相關人員出具技術鑒定報告，以GB/T 12325—2008《電能質量 供電電壓偏差》的相關規定為依據，狀告A、B公司和電網公司。

事件層信息主要包括事件的發生、發展和危害，課程以“請你來當大法官”為主題，展開案例教學。

在思政層，案例主要涉及工程技術問題，包括電力保障、設備運維、電能質量等多個方面，思政元素的提煉可以從科技國情等領域進行歸納凝練。

1.2.2" 探究本質

該次事件的本質對于事件定性和進一步的定責追責具有至關重要的意義。GB/T 12325—2008規定“35 kV及以上的供電電壓正、負偏差絕對值之和不超過標稱電壓的10%”，是C公司狀告和索賠的依據。

在事件層，該次事件是電纜短路故障引發的ms級電壓暫降事件，C公司定性該次事件為電壓波動現象。引導學生查閱資料，明確兩類電能質量事件的發生原因、定義、計算方法等基本概念，內容與教材4.2和5.1、5.2節緊密關聯。學生通過理論與實際的貫通學習，更能區別兩類電能質量問題的概念與性質。

C公司提供的技術鑒定報告回避了GB/T 12325—

2008中提到的供電電壓偏差的測量方法“獲得電壓有效值的基本測量時間窗口應為10周波，連續測量并計算電壓有效值的平均值，最終計算獲得供電電壓偏差值”，明確規定計算電壓偏差的時間窗口為1 min或10 min。電壓暫降是ms級現象，以上述計算方法進行1 min的平均電壓計算，C公司不存在供電電壓偏離標稱電壓的10%的情況。

在思政層，培養學生認識事件本質才能作出合理判斷的科學精神，幫助學生樹立以事實為依據、以法律為準繩的原則；進一步，從加強電纜紅外測溫巡檢、電纜溝隔離敷設及運維等方面，強調電力行業工作的責任擔當。思政元素涵蓋家國情懷、職業素養等方面。

1.2.3" 提煉元素

在事件層，通過問題導入、啟發式探究、分組辯論等方式，引導學生強化電壓波動和電壓暫降兩類電能質量現象的物理概念、產生機理、傳播規律、測量技術、指標計算方法等內容，達成產教研融合的教學目標。

在思政層，堅定學生學好基礎知識、扎實做好本職工作、提高電網可靠性、提升電能質量、服務人民美好生活的使命感和責任感；將電氣人自我價值實現與參與地方經濟建設、提升“中國智造”水平等時代使命相結合，把學生的個人成長與國家命運聯系在一起。

2" 產教研融合的教學資源轉化方法

遵循“以學生為中心，培養行業領軍人才”的理念，進行產教資源雙向轉化、科研資源反哺教學的教學探索與實踐，有效促進學生問題關聯、研究開發、工程設計、創新實踐等能力的螺旋遞進式提升，教學效果顯著。

2.1" 問題導向，產教資源雙向轉化

以解決實際工程問題為導向，將案例中的技術問題進行重構和再設計，踐行產業問題教學化、教學成果產業化的雙向路徑，持續深化教學內容，實現產教資源的雙向轉化。

2.1.1" 產業問題教學化

在已擬定的教學計劃和教學目標的基礎上，提高課程要求，以案例教學、小班化研討、科研訓練為載體，將實際工程問題引入教學環節，實現產業問題教學化。在電能質量課程的教學中，以電能質量現象檢測、監測數據分析、治理裝置設計與控制等產業問題為切入點，以解決實際工程問題為導向，培育高層次技術人才，提升課程的高階性和挑戰度。

2.1.2" 教學成果產業化

基于課程的高階性，以解決產業問題為目標，課堂內外創造的知識和成果經過提升，有機會應用到實際工程中，實現從理論到實踐的轉化。

2.2" 項目驅動，科研資源反哺教學

2.2.1" 反哺教學模式的探索與實踐

以科研項目為載體，探索產教研融合的科研資源支撐專業課教學的反哺教學模式。反哺教學模式包括本科生進實驗室、進科研團隊、進課題組等，依托課題組教師、研究生在研科研項目，本科生和研究生協作完成項目研究內容。本科生參與的科研項目研究內容與課程知識點相關，保證教學內容與課程目標達成度的統一。

在反哺教學模式的培養過程中，引導學生為解決復雜工程問題進行資料查閱、思考和研究，激發學生學習熱情，啟迪學生思維，開闊學生視野，培養學生的創新能力。教學過程以學生為中心，以項目為驅動，有效解決課堂枯燥、與實踐脫節、學生學習熱情不足等問題。

2.2.2" “兩進”教學模式的探索與實踐

邀請知名學者、企業專家進專業課課堂的“兩進”教學模式是專業課教學內容前沿性與實用性的重要保障。筆者所在科研團隊與國內外學術界和工業界的專家學者合作關系密切，為實現“兩進”教學模式提供了成熟條件。在過去三四年的教學中，電能質量課程邀請10余位專家學者開展“兩進”教學，以線下講座與互動或“線上講座+線下討論”的形式進行，保證課堂內容緊跟學術前沿和工程實際，課堂互動與交流的氛圍濃厚。

“兩進”教學模式成效明顯。一方面，國內外知名學者的高水平講座使學生接觸到學術前沿的研究動向和科研成果，學習先進的學術思想和研究思路，拓寬國際化視野，為學生埋下科研探索與求知的種子；另一方面，跳出課本直面企業專家，讓學生直接了解工程實際問題，將課程基礎知識與工程實踐相結合，打通“學什么—怎么學—怎么用”的課程知識點貫通的產學鏈條。

3" 開展產教研融合的學術性實踐資源建設

電氣類專業課教學需要學術性實踐資源的支撐。產教研融合的實踐資源需要校內與校外、線上與線下協同建設。電能質量課程團隊開發校內外先進資源，打造高端融合型課程教學實踐支撐平臺，讓學生實現沉浸式、體驗式學習，提升學生的實踐創新能力。

3.1" 虛實結合實驗資源建設

1）建立現代城市電網電壓暫降虛擬仿真實驗平臺，給予學生沉浸式體驗。該平臺包含理論學習、理論測驗、建模仿真、數據分析和結果對比等功能模塊，從電壓暫降產生、傳播、影響和治理等多角度融入電壓暫降相關基礎知識與應用技術，滿足專業課程的實驗實訓要求，實現在電網故障、新能源接入等“輸—配—變—用”各環節擾動下的電壓暫降仿真實驗教學。

該平臺于2020年11月3日上線，服務學生超過1 000人次。現已制定面向其他高校和社會開放計劃，后續將與行業協會、電力企業、敏感用戶展開深層次合作，以期培養更多電力行業高水平專業人才。

2）與某企業合作研發便攜式電能質量監測裝置Mini-PDM電壓擾動監測儀，采樣率達256點/周波，支持10周波連續采樣、無縫測量，實時捕捉暫態電能質量事件。該裝置利用云平臺上傳數據，開發電能質量監測App，實時查詢監測儀相關數據并生成評估報告，顯示基礎信息、多特征值、電壓波形等多項信息。該裝置作為情境教學工具，分發學生人手一臺，讓學生能在教室、宿舍、食堂等隨時隨地監測電能質量，獲得移動式云—邊—端協同的電能質量監測體驗。此外，Mini-PDM電壓擾動監測儀已開發為產品，可以為電力用戶提供電能質量數據監測云服務。

3.2" 產業實踐平臺建設

建立校內校外聯合培養模式，搭建以培養專業應用能力為核心的產業實踐平臺：校內平臺包括國家級、省部級的工程中心和重點實驗室；校外平臺包括電能質量領域行業龍頭和骨干企業，建設專業實踐平臺，方便學生在課本和實驗室外直觀認識電能質量問題在實際工程中的發生、演變、分析與治理過程。

四川大學電氣工程學院與國家電網、東方電氣等重要企業有深厚的合作基礎，已建成智能電網四川省重點實驗室、四川大學—國網四川省電力公司能源互聯網研究中心、國網四川省電力公司青峰嶺清潔能源教學示范基地、東方電氣技術創新中心，正在建設四川省碳中和技術創新中心等平臺。課程組所屬的電能質量省級重點實驗室與南京燦能等企業合作搭建工程問題實踐平臺，如電壓暫降檢測等教學實訓和實驗都可以應用企業的在線裝置實測數據，學生提出的檢測算法的精度和準確度等都可以與企業核心算法進行比較。直面實際工程，與企業軟件工程師直接交流，全方位提高學生的實踐能力，有助于培養具有解決復雜工程問題能力和組織規劃工程能力的高級工程人才。

4" 結束語

電氣類課程具有理論起點高、技術融合度高、工程結合度高的特點，產教研融合的育人模式對于培養行業創新人才與卓越工程人才具有重要意義。本文積極探索產教研融合的課程資源建設方法，提出產教研融合的思政元素提煉方法、產教研融合的教學資源轉化方法，開展產教研融合的學術性實踐資源建設。所提出的課程資源建設方法應用于電能質量課程，取得顯著的教學成果，形成較完善的產教研融合的電氣類課程資源建設模式，具有一定的推廣價值?；诒疚牡难芯砍晒?，還應繼續深化課程思政建設，持續更新產教資源，豐富科研資源在教學中的應用，增加實踐內容，提升教學內容的高階性與先進性，培養更多具有崇高理想信念、深厚文化底蘊、扎實專業知識、強烈創新意識和廣闊國際視野的國家棟梁與行業精英。

5" 參考文獻

[1] 王萍，路志英，李鵬，等.面向新工科非電類人才培養的電氣工程知識體系構建與思考[J].中國電機工程學報，2021，41（11）：3730-3741.

[2] 陳麗，梁秀波，楊小虎.基于多方協同的區塊鏈技術人才培養體系的構建[J].高等工程教育研究，2021（4）：54-58.

[3] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[4] 潘垣，陳晉，文勁宇，等.面向“電氣化+”的電氣工程本科人才培養體系重構芻議[J].高等工程教育研究，2021（4）：23-28，40.

[5] 李德賀，李波，張曉.思政元素融入高校數學類課程實現路徑研究[J].教育理論與實踐，2022，42（3）：57-60.

[6] 羅建國，張敏，黃勝利.應用型本科教育產教研融合動力對策研究[J].教育教學論壇，2019（31）：175-177.

[7] 陳金強，趙麗平，陳民武，等.產教研融合的軌道交通電氣工程專業實踐教學體系研究與構建[J].高等工程教育研究，2022（1）：75-79.