新工科背景下“新能源设备事故处置”课程探索实践

［摘 要］ 新工科建设是面向新兴专业、智能制造和新能源发展而演变出来的深化高等工科教育改革的新方向、新思路和新举措。按照新工科的要求，当前本科教学改革的必经之路要求必须将当前的新技术和新方法与教学过程集成融合，推动教学和科研项目交叉结合。同时，基于消防救援“全灾种，大应急”的背景要求，按照“新能源设备事故处置”的教学要求和特点，结合教师科研项目，对教学过程和最终考核等方面均进行了深入研究与集成规划，提升了学生综合素质和创新性能力，同时为其他课程的创新教学和实践教学提供了借鉴和指导。

［关键词］ 新工科；新能源设备事故处置；多元化教学；创新性

［基金项目］ 2024年度中国消防救援学院校级面上教改项目（2024JXMS05）

［作者简介］ 王 爽（1989—），男，河南安阳人，博士，中国消防救援学院应急救援系讲师，主要从事新能源设备及应急装备研究；李瑞宝（1981—），男，河北唐山人，学士，中国消防救援学院应急救援系讲师（通信作者），主要从事应急装备及灾害处置研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）34-0109-04 ［收稿日期］ 2024-01-10

引言

2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，象征着我国高等工科教育改革踏入新的发展范式。2018年3月，教育部办公厅印发的《关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》指出，加快培养新兴领域工程科技人才，改造升级传统工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养［1］。在目前新增的31个新工科人才培养专业中，新能源汽车工程、新能源科学与工程和“新能源设备事故处置”课程的关联较为贴近，而“新能源设备事故处置”课程作为新能源科学与工程的前沿及热点方向，其理论和技术已与其他的专业领域交叉融合［2］。因此，中国消防救援学院基于本院人才培养模式和特色，根据当下新能源设备事故灾害高发频发的特点，建立“新能源设备事故处置”课程体系，为新能源设备事故的抢险救援和灾害处置提供借鉴与指导。

“新能源设备事故处置”作为应对新能源设备及设施灾害事故的关键措施和保障途径，其涵盖面广、实践性强、操作要求高、学科融合丰富。实践教学完美地将理论教学知识转换为实践操作，可以极大地提升学生学习理论知识的积极性，调动学生学习的创造性和主动性，更有利于激发学生在“最后一公里”阶段中的创新性［3-5］。

目前，新能源设备事故处置属于新能源科学与工程专业中最急待、最紧迫的研究领域［6］。新技术、新方法、新工艺的不断出现和优化给“新能源设备事故处置”的实践教学提供了更多新的研究理论知识，为该课程的讲授注入了新活力，提升了挑战度［7］。同时，从侧面反映出“新能源设备事故处置”的发展尚处于萌芽阶段，需要不断深入探索，更需要在该课程的实践教学过程中不断更新操作知识和教学内容，以培养学生在新能源设备理论基础和事故机理方面发现问题、分析问题和解决问题的能力。中国消防救援学院应急救援系（以下简称本系）以新工科背景下的应急装备技术与工程学科人才培养为目标，集成国家综合性消防救援队伍职业建设需求，对“新能源设备事故处置”课程的教学过程进行了探索与思考。

一、现状及挑战度问题

本系从2021年开设“新能源设备事故处置”课程至今已有两年，共计四轮课程安排。目前该课程教师团队理论知识扎实，专业技能熟练，形成了具有本系特色的教学实践体系。但是，新能源技术的日新月异、新方法的异军突起和新材料工艺的迅猛发展，使得原本的“新能源设备事故处置”课程的教学体系很难满足当前的创新教育和事故处置现场的要求，主要体现在以下几个方面：（1）新设备、新工艺、新技术和新方法不断涌现，但目前使用的教材内容实时更新程度不足，无法展现本课程前沿的事故处置动态，从而弱化了学生针对新能源装备事故处置现场分析和解决问题的能力。（2）当下的教学形式主要是理论教学和实践操作，该教学形式造成学生很难参与到教学中。理论教学主要是以灌输方式将知识传输给学生，不利于学生的创新性思维和独立思考能力的体现；实践操作却是更多的以教师示范引导为主，学生缺乏针对不同的场景进行实际灾害事故的操作。

二、课程教学模式的设计与探索

新能源设备事故处置是机械和新能源学科交叉融合发展而来的，其研究技术已经被各个消防救援队伍和专业救援队伍广泛应用，并取得了丰硕的成果。因此，本系为抢险救援指挥与技术专业和应急装备技术与工程专业的本科生开设了“新能源设备事故处置”课程，促进学生学习吸收相关理论基础知识和实践操作技能，是培养专业强、素质高、技能硬的消防救援指战员的必然要求。

（一）教学项目方案设计

学生作为课程教学主体，在个人经历、学习兴趣、知识储备和操作能力等方面各有不同，基于前期理论基础知识的整理、事故案例的积累和实践操作技能的锻炼，本系将“新能源设备事故处置”课程讲授内容划分为基础理论、基本操作、综合技能和实践操作，该内容安排有利于在学习的全过程中学生个性和特长的兼顾培养。基础理论包括太阳能发电设备及技术、风力发电设备及技术、新能源汽车技术、燃料电池技术、事故处置策略等内容，旨在让学生掌握相关新能源设备的基础知识、事故背后原因和触发机理。基本操作则涵盖了水枪的使用、高倍数泡沫的使用、防护服的穿戴和破拆器材的简单使用。综合技能由现场指挥、应急决策、战术战法、特种装备的基础理论和个人防护装备的基础知识等方面构成，将基于灾害事故现场情景构建的模式引入案例，该案例分析由6～8人的小组自行完成，在该过程中，加强团队协调和统一指挥，促进学生间的沟通，提升现场指挥能力。

为进一步深化新工科建设目标中对本科生创新意识、能力和科研素养的要求，教师将涉及“新能源设备事故处置”课程的部分科研项目（见表1）摘要推送给学生，引导学生关注新能源设备事故处置的现状和需求，积极学习现代新能源设备事故处置的新方法、新技术和新设备，最终实现对学生前沿技术和创新性能力的培养。

（二）创新性教学方式

目前，本系在每学年的春季和秋季学期均开设“新能源设备事故处置”课程，每次总学时为32学时，其中理论授课为24学时，实践操作为8学时，但学生很难在32学时之内掌握好本门课程。因此，基于创新性教学的特点，本系采用线上线下混合教学方式，实行以学生为主、教师为辅的教学过程，按照“新能源设备事故处置”课程的建设要求，本教研室教师针对理论知识和实践操作设计了48个微课视频，并联系北京市消防救援总队某支队，组织人员借用其训练场地进行实地的技术运用和操作，将整个灾害事故现场正确操作和错误示范均进行视频制作。要求每名学生利用假期时间反复观看学习，并就视频学习情况反馈给教师，教师要对学生提出的问题和反馈信息进行实时的回复与指导，基于该反馈信息对整个课程设计进行改进优化，为改进教学方式创新性做好准备。

由于学院招收学生的类型分为队伍生和高考生，两种学生的成长经历、个性特点、教育背景和实践技能等均不同，因此需要针对每名学生进行差异化的指导和反馈，并针对不同学生所选项目的研究背景和意义等提出问题，引导学生多思考、多互动、多提问，促进学习氛围更加活跃。该过程充分保证了教学过程的顺利进行，同时基于学生的课余时间、前期基础和实践操作熟练程度来挖掘学生的学习潜力，最终实现对不同学生的差异化培养。

（三）创新性教学评价

传统的“新能源设备事故处置”课程的最终成绩评价主要是根据期末考试卷面成绩和实践操作技能熟练程度等进行考核。为弥补以往主观片面的缺陷，该课程的教学评价与线上线下混合教学模式保持一致，采用平时与课堂结合、线上与线下集成的理念，要求对学生的学习情况进行考核评价，需要将平时学生学习状态和掌握程度融入考评指标中去，课堂到勤率、线下课堂表现情况、线上视频观看情况等按照一定比例进行分数赋值，然后结合学生期末考试卷面成绩和实践操作技能熟练程度获取最终成绩，如图1所示。

期末考试主要考查学生掌握基础理论知识的熟练程度，以及对基础理论概念、结构、原理、分类、机理分析、处置对策、优化建议等进行考核；实践操作报告主要考查学生面对新能源设备突发事件的临场指挥协调处置能力和文字撰写功底；到勤率主要考查学生在线下理论授课过程中的按时到达课堂上课考勤情况；线下课堂表现主要考查学生在线下理论授课环节中讨论、发言、协作的能力；线上讨论主要考查学生针对线上视频内容和知识的积极踊跃发言与讨论程度；线上视频观看主要考查学生对视频观看的准时、理解和掌握程度；实践操作主要考查学生对实际工具和抢险救援器材在面对新能源设备事故灾害现场的处置和操作表现。“新能源设备事故处置”课程主要是以线下考核为主，为确保整个考核过程客观、公正、公平，还应采取学生自评、团队成员互评及教师评价等多元化评价方式。这种基于新工科背景下的“新能源设备事故处置”课程的多元化考评方式，更加重视对学生在整个学习过程中理论知识的吸收、实践操作的掌握和应用时效的推广等评估，从而激发学生在学习过程中的积极性和主观能动性。

三、教学实施效果

本系在新工科背景下研究“新能源设备事故处置”课程的教学探索实践已有多年，经过教学理念和教学方法的优化，教学效果得到明显提升，主要体现在以下几个方面：（1）从最终成绩可以看出，成绩较以往有明显提升，尤其是按照新工科建设背景和要求，将所学内容与新技术、新工艺、新方法和新设备集成融合，提出创新性思考和探索；（2）从课题项目、专利论文来看，近两年本系结合“新能源设备事故处置”课程的课题项目成绩斐然；（3）从毕业生回访情况反馈来看，更能全面促进学生对专业理论知识的掌握，锻炼学生的操作实践技能和灾害事故现场指挥协调能力。

结语

与起初的“新能源设备事故处置”课程教学相比，本系所采用的新工科背景下“新能源设备事故处置”课程创新性教学可以反映出以下几个特点：（1）科学研究方面。本系围绕“新能源设备事故处置”课程，将该课程相关的科研项目与本课程授课的内容集成，培养学生基于课程理论知识和实践技能与科研课题的结合，克服了在传统课堂教学中灌输式的单一性弊端。（2）差异化方面。基于传统的学生被动接受教学模式，学生仅靠被动接受教师课堂上传授的知识，缺乏本身自主思考、分析等环节的设计过程。（3）应用实践方面。该课程能够培养学生新能源设备事故处置的技能和思维，锻炼创新和现场指挥的能力，这是新工科人才培养模式的要求，也是课程教学改革的必然趋势。

本系在研究“新能源设备事故处置”教学与新工科建设结合的实践中取得较多的成果，为其他课程教学建设起到了一定的指导作用。同时，教学改革深化过程中也必然会遇到新的挑战和不足：（1）实行以教研型为主的教师培养，需要教师具有较高的学历、较好的专业知识和较强的科研能力，以适应新工科的教学改革思路和方法；（2）该课程更需要学生在学习中发挥主观能动性，对其综合能力和投入要求更高，需要教师在实际授课教学过程中，鼓励学生积极参与项目申报和队伍实践等；（3）在实践基地和实训内容不断建设与完善的过程中，需要各部门在政策、制度和经费方面统筹协作管理，予以课程教学和实践充分保障。

总之，在“全灾种，大应急”的背景下，基于新工科的建设要求，目前本系获取的一些经验，可与同行予以交流指导，面对新能源不断涌现的事故灾害、新的问题、新的要求，本系将继续深化“新能源设备事故处置”课程教学改革，为培养专业化的国家综合性消防救援队伍贡献力量。

参考文献

［1］教育部办公厅.关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知：教高厅函〔2018〕17号［A/OL］.（2018-03-15）［2023-12-13］.https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2018-12/31/content_5443324.htm.

［2］陈玮.新工科背景下新能源专业人才的创新创业能力培养［J］.储能科学与技术，2023，12（9）：3037-3038.