章學(xué)來 王迎輝

[摘 要] 儲(chǔ)能技術(shù)是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)能源生產(chǎn)消費(fèi)變革以及堅(jiān)持能源可持續(xù)化發(fā)展的重要支撐性技術(shù)。本文基于一級(jí)學(xué)科—?jiǎng)恿こ碳肮こ虩嵛锢韺I(yè)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的需求以及我校對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，初步探討了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《儲(chǔ)能技術(shù)》課程的教學(xué)改革，提出了梯隊(duì)式培養(yǎng)模式，構(gòu)建了以創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)了一批兼具工程能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

[關(guān)鍵詞] 儲(chǔ)能技術(shù);研究生創(chuàng)新能力;教學(xué)改革

[作者簡(jiǎn)介] 章學(xué)來（1964—），男，浙江海寧人，博士，上海海事大學(xué)商船學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閮?chǔ)能技術(shù);王迎輝（1995—），女，河南駐馬店人，上海海事大學(xué)商船學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)閮?chǔ)能技術(shù)。

[中圖分類號(hào)] G642 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）43-0189-03 ? ?[收稿日期] 2020-03-20

一、課程定位與改革背景

眾所周知，儲(chǔ)能，作為平衡能源供需的重要途徑，是指是能量轉(zhuǎn)化為在自然條件下比較穩(wěn)定的存在形態(tài)的一個(gè)過程。那么，什么是儲(chǔ)能技術(shù)？?jī)?chǔ)能的方法是什么？?jī)?chǔ)能技術(shù)應(yīng)用在哪里？這些都是《儲(chǔ)能技術(shù)》這門課程需要解決的問題?！秲?chǔ)能技術(shù)》課程是順應(yīng)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而開設(shè)的一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課程[1]，旨在培養(yǎng)技術(shù)研發(fā)型和產(chǎn)業(yè)實(shí)用型的創(chuàng)新人才。

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和儲(chǔ)能技術(shù)作為新能源發(fā)展的核心支撐，覆蓋電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、居民側(cè)以及社會(huì)化功能性儲(chǔ)能設(shè)施等多方面需求。2020年1月17號(hào)，教育部、國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合制定的《儲(chǔ)能技術(shù)專業(yè)學(xué)科發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2020—2024年）》文件明確提出目標(biāo)任務(wù)[2]：經(jīng)過5年左右的努力，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，形成一批重點(diǎn)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，有效推動(dòng)能源革命和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。儲(chǔ)能技術(shù)作為重要的戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域，如何完善高?，F(xiàn)有人才培養(yǎng)體系，健全相關(guān)學(xué)科專業(yè)，突破學(xué)科專業(yè)壁壘，加快培養(yǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域高水平創(chuàng)新型研究人才，成為各大高校儲(chǔ)能學(xué)科教學(xué)的重要任務(wù)。

上海海事大學(xué)基于以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《儲(chǔ)能技術(shù)》課程的教學(xué)改革方式，積極開展教學(xué)研究與改革，提出了創(chuàng)新教學(xué)與學(xué)生培養(yǎng)的一系列新理念，構(gòu)建了以創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。

二、創(chuàng)新培養(yǎng)與課程教學(xué)的融合

儲(chǔ)能技術(shù)課程必須在新時(shí)代新理念的指導(dǎo)下進(jìn)行，以黨的十九大精神為指導(dǎo)，把創(chuàng)新教育貫穿整個(gè)教學(xué)過程。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與教學(xué)過程的融合體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1.構(gòu)建理論知識(shí)框架

儲(chǔ)能技術(shù)是一門內(nèi)容廣泛的交叉學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，包括冰蓄冷空調(diào)技術(shù)、電能儲(chǔ)存技術(shù)、熱能儲(chǔ)存技術(shù)、氣體水合物儲(chǔ)能技術(shù)、化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)以及其他儲(chǔ)能技術(shù)（儲(chǔ)能灶、汽車動(dòng)力儲(chǔ)能、冷板冷藏車等）。從1978年至2018年來，碩士研究生的招生數(shù)量從最初的兩千多人增長(zhǎng)了約32倍。研究生招生規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，體現(xiàn)了社會(huì)對(duì)于人才的需求越來越高端化。與此同時(shí)，在碩士研究生的知識(shí)背景和專業(yè)認(rèn)知上卻出現(xiàn)了較大的跨學(xué)科差距。課程基礎(chǔ)知識(shí)面涵蓋廣，學(xué)生專業(yè)背景知識(shí)差距大，使得教學(xué)內(nèi)容難以選擇。如何科學(xué)合理地設(shè)計(jì)授課方案，為碩士研究生構(gòu)建一套清晰健全的理論知識(shí)框架顯得尤為重要。

2.培養(yǎng)創(chuàng)新思辨能力

社會(huì)的發(fā)展是一個(gè)從學(xué)科到技術(shù)再到生產(chǎn)的過程;是一個(gè)尋求規(guī)律、探索未知、創(chuàng)新知識(shí)，再轉(zhuǎn)化為應(yīng)用、生產(chǎn)和實(shí)踐的過程。碩士研究生人才培養(yǎng)包括理論型人才和應(yīng)用型人才。理論型人才具備很強(qiáng)的創(chuàng)新能力和科研興趣，擔(dān)任著學(xué)科到技術(shù)這一角色;應(yīng)用型人才把發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造轉(zhuǎn)化為實(shí)踐或近似實(shí)踐，承擔(dān)著技術(shù)到生產(chǎn)的任務(wù)。從概念出發(fā)，兩者只是類型不同，不存在層次的差異;從社會(huì)生產(chǎn)消費(fèi)和發(fā)展的角度出發(fā)，兩者都是國(guó)家不可或缺的人才。這兩種人才的培養(yǎng)，不僅需要有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的專業(yè)知識(shí)體系，更需要具備較強(qiáng)的創(chuàng)新思辨能力。儲(chǔ)能技術(shù)，是分布式能源的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，在解決能源間歇性技術(shù)短板上發(fā)揮著重要作用，當(dāng)前新能源發(fā)展、電力系統(tǒng)平衡峰谷、冷鏈物流發(fā)展和制冷及低溫工程革新都亟需儲(chǔ)能技術(shù)的支撐[3]。儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新突破將激發(fā)能源工業(yè)發(fā)展?jié)摿Γ苿?dòng)能源體系轉(zhuǎn)型。在這樣的宏觀背景下，培養(yǎng)高校研究生創(chuàng)新思辨能力，加快培養(yǎng)儲(chǔ)能技術(shù)學(xué)科緊缺人才，是推動(dòng)我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和能源高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要和必然選擇。

3.增強(qiáng)綜合實(shí)踐能力

在高校人才培養(yǎng)目標(biāo)中，“實(shí)踐”所占的地位越來越突出。儲(chǔ)能技術(shù)這門課程的“技術(shù)”二字，更是強(qiáng)調(diào)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要性。高等教育的教育過程遵循一般的、特殊的、實(shí)踐的和社會(huì)能力的發(fā)展。只有具備了綜合實(shí)踐能力，才可以進(jìn)一步滿足自己的探索求知欲。增強(qiáng)綜合實(shí)踐能力，不僅體現(xiàn)在增強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐動(dòng)手能力上，還旨在培養(yǎng)學(xué)生的評(píng)估能力。這種能力是在以下基礎(chǔ)上形成的：學(xué)生在實(shí)踐過程中適當(dāng)和有效地使用預(yù)測(cè)性、形成性和累積性評(píng)估;在評(píng)估過程中的永久性參與—描述執(zhí)行情況，指出、糾正他人錯(cuò)誤并就表現(xiàn)打分等。

4.發(fā)展團(tuán)隊(duì)合作精神

在競(jìng)爭(zhēng)社會(huì)中，合作和團(tuán)隊(duì)極為重要。對(duì)于學(xué)術(shù)科研而言，更是不可或缺。研究生階段，除了必修的課程外，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、做實(shí)驗(yàn)、開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等無(wú)一不體現(xiàn)著團(tuán)隊(duì)合作精神。基于團(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)和科研意味著從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)，提高知識(shí)和技能，創(chuàng)造出新的解決問題的方案，進(jìn)而提高工作績(jī)效;以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)有兩個(gè)主要的特點(diǎn)：一是團(tuán)隊(duì)成員在團(tuán)隊(duì)中將全身心地投入精力;二是學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)能夠解決大多數(shù)個(gè)人不能獨(dú)立解決的問題。合作學(xué)習(xí)對(duì)大學(xué)生的知識(shí)、理解、充分利用以及分析科學(xué)信息的能力有顯著的影響。

三、課程教學(xué)模式改革思路與實(shí)踐

儲(chǔ)能專業(yè)要培養(yǎng)一批多元化、創(chuàng)新型的儲(chǔ)能技術(shù)專業(yè)人才，以服務(wù)國(guó)家和地方能源經(jīng)濟(jì)為宗旨，培養(yǎng)適應(yīng)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展，體現(xiàn)學(xué)校特色的研究應(yīng)用型高水平技術(shù)人才?；谏虾：Ｊ麓髮W(xué)的歷史背景，以及臨港校區(qū)得天獨(dú)厚的地理位置，關(guān)于風(fēng)能、波浪能、潮汐能、海流能、鹽差能、光伏光熱等新能源的儲(chǔ)能技術(shù)得到了良好的發(fā)展資源。針對(duì)如何建立與研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相適應(yīng)的創(chuàng)新教學(xué)體系，加強(qiáng)創(chuàng)新教學(xué)基地建設(shè)，進(jìn)一步提高創(chuàng)新教學(xué)資源開放共享，我校動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)緊緊圍繞著學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)這一宗旨，積極開展教學(xué)研究與改革。

1.課上教學(xué)模式探索

對(duì)于課上的教學(xué)，由于儲(chǔ)能技術(shù)的內(nèi)容涵蓋面較廣，儲(chǔ)能理論較深，授課老師需要在課前對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。在了解當(dāng)前能源發(fā)展形勢(shì)的前提下，篩選出幾項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)重點(diǎn)講解，比如潛熱儲(chǔ)存、蓄冷蓄熱技術(shù)等;在了解研究生整體知識(shí)背景、專業(yè)技能的基礎(chǔ)上，結(jié)合“互動(dòng)模式”合理組織教學(xué)內(nèi)容，利用發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將抽象晦澀難懂的內(nèi)容形象化，進(jìn)而幫助學(xué)生構(gòu)建一套清晰健全的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

基于“大工程建設(shè)”的教育理念，制定“雙師型”教學(xué)體系，教師利用90%的課時(shí)精選前沿學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、工程案例、相應(yīng)儲(chǔ)能技術(shù)的科學(xué)發(fā)展史及潮流趨勢(shì)，并融合到課本教學(xué)過程中;行業(yè)企業(yè)專家、高級(jí)工程師等利用10%的課時(shí)開展專題討論，向?qū)W生分析當(dāng)前與時(shí)俱進(jìn)的儲(chǔ)能工程案例，并與學(xué)生隨時(shí)跟蹤項(xiàng)目進(jìn)展現(xiàn)狀，就遇到的工程問題展開頭腦風(fēng)暴。專題討論的形式包括但不限于小組討論和辯論式討論，老師在課堂上需要引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題—認(rèn)識(shí)問題—解決問題，讓學(xué)生對(duì)科研實(shí)踐探索有更深入的了解。例如，以潛熱儲(chǔ)能問題驅(qū)動(dòng)為牽引，形成一條什么是潛熱儲(chǔ)能、實(shí)現(xiàn)潛熱儲(chǔ)能的最基本的材料有哪些、符合當(dāng)前潛熱儲(chǔ)能的材料特征以及現(xiàn)有問題、如何研發(fā)制備新儲(chǔ)能材料，如何實(shí)現(xiàn)材料在儲(chǔ)能技術(shù)中應(yīng)用的一種理論到實(shí)踐的創(chuàng)新思維。

2.課下教學(xué)模式探索

對(duì)于課下的教學(xué)，我們實(shí)施梯隊(duì)式培養(yǎng)模式，組成了全班參與的以授課老師為總負(fù)責(zé)人，基礎(chǔ)較好、樂于接受挑戰(zhàn)的研究生為組長(zhǎng)的創(chuàng)新小組。指導(dǎo)教師按照學(xué)生的不同情況為小組制定儲(chǔ)能創(chuàng)新培養(yǎng)方案，學(xué)生按照方案接受科學(xué)思維和科研方法的訓(xùn)練，包括申請(qǐng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、查找文獻(xiàn)、制定實(shí)施方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析總結(jié)等。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，做到學(xué)生與老師之間零距離溝通。

創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效手段，通過開展相關(guān)的科技創(chuàng)新活動(dòng)及科技競(jìng)賽，為學(xué)生提供鍛煉和展示的機(jī)會(huì)，促使學(xué)生形成團(tuán)隊(duì)合力，這已成為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要方面。通過創(chuàng)新實(shí)踐，近幾年來學(xué)院儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)總計(jì)獲得了56項(xiàng)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)，近二年獲得中國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)研究生創(chuàng)新設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)、中國(guó)制冷學(xué)會(huì)創(chuàng)新大賽研究生組二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，全國(guó)大學(xué)生過程裝備實(shí)踐與創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)4項(xiàng)等。

與此同時(shí)，在研究生的培養(yǎng)過程中，組建了以蓄冷技術(shù)、冷藏運(yùn)輸技術(shù)、先進(jìn)制冷技術(shù)為主題和特色的三個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，為創(chuàng)新教學(xué)提供了有力支撐和保證。同時(shí)，學(xué)校建立了創(chuàng)新基地—儲(chǔ)能研究所，帶動(dòng)學(xué)生廣泛參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng);學(xué)生內(nèi)部建立創(chuàng)新組織—新能源協(xié)會(huì)，積極開展科普活動(dòng)，包括進(jìn)社區(qū)，進(jìn)高校、進(jìn)小學(xué)等，開設(shè)“新能源儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新展”，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。為了調(diào)動(dòng)教師參與創(chuàng)新指導(dǎo)的工作熱情，將教師的工作量核算、評(píng)優(yōu)晉級(jí)、業(yè)務(wù)培訓(xùn)等方面與指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐相掛鉤。

目前，我專業(yè)在不斷地對(duì)創(chuàng)新平臺(tái)的功能進(jìn)一步豐富、拓展。學(xué)校的儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)簽約參與了聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)海洋能源產(chǎn)學(xué)研合作中心，為學(xué)生提供了良好的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。此外校外大學(xué)生實(shí)踐基地和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實(shí)習(xí)基地如源牌集團(tuán)、雙良集團(tuán)、上海三菱電機(jī)上菱空調(diào)機(jī)電器有限公司、上海冰熊、上?；拭魈?yáng)能、上海西西阿爾等為我們提供了良好的校外實(shí)習(xí)基地，上海市一流學(xué)科船舶新能源以及國(guó)家級(jí)示范實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心航海技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心的支撐，拓展了開展儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新教學(xué)資源。

3.課程考核體系探索

就儲(chǔ)能技術(shù)這門課程而言，技術(shù)性科研論文是展示研究生科研能力的一項(xiàng)重要手段。在以往的教學(xué)中，期末考試成績(jī)是衡量學(xué)生對(duì)于某學(xué)科的掌握程度的標(biāo)準(zhǔn)，或者期末考試成績(jī)占據(jù)了衡量標(biāo)準(zhǔn)的一大部分。這樣的考核可能會(huì)存在考前突擊重點(diǎn)知識(shí)，考后已經(jīng)拋擲腦后的情況，且失去了日常教學(xué)研究生創(chuàng)新培養(yǎng)的意義，使得學(xué)生自身的總體水平并未有進(jìn)一步提升?；诖?，我們探索并實(shí)施了“6+4”的課程考核模式。課堂成績(jī)占60%，主要表現(xiàn)在課堂活躍度、創(chuàng)新小組、專題討論、實(shí)踐操作、團(tuán)隊(duì)精神等幾個(gè)方面上。期末成績(jī)占40%，主要表現(xiàn)為每隊(duì)創(chuàng)新小組圍繞儲(chǔ)能技術(shù)完成的綜述性論文或者研究型論文評(píng)估以及終極答辯。

四、結(jié)語(yǔ)

研究生教育不是本科教育的簡(jiǎn)單延續(xù)，教學(xué)過程也不僅僅是課本知識(shí)的傳授和積累的過程。近幾年來，在研究生儲(chǔ)能技術(shù)課程教學(xué)中，我們以培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力為目標(biāo)，通過創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式深入實(shí)施，實(shí)踐教學(xué)成效顯著：在創(chuàng)新項(xiàng)目上取得了越來越優(yōu)異的成績(jī);學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到很大的提升，促進(jìn)了學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力;多家企業(yè)在本專業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)學(xué)金;學(xué)生發(fā)表了多篇高水平科研論文等，并有3篇碩士論文獲得了“上海市優(yōu)秀研究生優(yōu)秀成果獎(jiǎng)（學(xué)位論文）”。教學(xué)成效受到了學(xué)校、學(xué)生以及企業(yè)的一致肯定，為推動(dòng)我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和能源高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)了力量。

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