“双碳”目标下电厂锅炉混合式教学设计与课程思政建设研究

2025-01-05赵芳芳

现代商贸工业 2025年1期

摘要：在国家“双碳”目标的背景下，电力行业对人才的需求由单一技术技能人才向创新型复合型人才转变。依托“超星”混合式教学平台，结合学院现有设备优势和资源：充分利用二维、三维仿真系统、二维绘图、网络教学平台，按照课程理论体系将教学内容进行教学设计与课程重构，融入课程思政；完成《电厂锅炉》课程思政改革的必要性分析、建设内容设计并在平台上搭建统，讲安全”“懂性质，论创新”等9个专栏实现思政教育的模块化构建，培养学生的职业素养、工匠精神，激发学生的创新精神，实现技能培养及价值引领。

关键词：“双碳”目标；混合式教学；课程思政；电厂锅炉

中图分类号：TB"文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.01.085

1"课程思政教学设计的必要性分析及研究现状

2014年课程思政概念提出并在上海高校试点展开，课程思政建设逐步从部分高校在“点”上的探索发展成为我国高等教育“面”上的共识，目前已成为国家政策在全国实施，目前课程思政已经覆盖到全国所有高校、学科专业、教师及课程。2020年5月教育部发布《高等学校课程思政建设指导纲要》（教高〔2020〕3号）指出要全面推进高校课程思政建设，根据教育教学规律和人才培养规律，结合学科专业建设特点，有针对性的进行课程思政设计。目前课程思政从思政理论基础研究拓展到了实践研究，开展得较为深入与广泛。

文献从课程思政的现实根源及理论基础开展了研究，提出中国高等教育由于其艰辛曲折发展，导致高校原有的人才培养导向趋于单向化、专业课教师价值培养不足，并提出课程思政应充分融合马克思主义哲学和教育思想、习近平新时代中国特色社会主义思想。文献分析了目前高效课程思政改革的趋势、堵点、痛点、难点与应对策略，提出高校所有课程都要发挥思想政治教育的作用，充分发挥思政课程的“隐形教育”与思想政治理论的“显性教育”同向同行。同时思政元素的挖掘从课程向学科拓展，由嵌入向融入发展，从单一向协同发展，通过对教师开展思政教育能力的培养，建立健全激励机制、完善思政教育的评价机制解决专业课融入课程思政的堵点、痛点和难点。文献对新工科背景下课程思政建设现状、背景与内容，工科背景下思政建设的实施路径及目前存在的理念、时间、能力等方面的困境进行了分析与研究，提出新工科背景下要充分挖掘所对应专业课程蕴含的思政教育元素，对融入体系进行总体设计，形成科学完善的理论体系，在教学实践中采用更为巧妙的方法实现课程思政。文献针对能源与动力工程专业核心课程汽轮机原理的汽轮机变工况章节试点“PBL+课程思政”教学，通过我国汽轮机工业的发展，汽轮机设备材料的要求将爱国情怀、职业道德职业素养融入专业课程教学中。文献对模块化课程思政融入进行了探索与实践，并根据课程特点，对接“1+X”职业技能等级证书，重构教学模块，进行模块化课程思政点融入与探索。

2"课程定位与学情分析

2.1"课程定位

电厂锅炉课程是电厂热能动力装置一门必修的专业核心课程，面向高职一年级学生，通过本课程的学习使学生能够了解火力发电厂电厂锅炉系统设备组成等应具备的专业基础理论知识，为专业培养电厂巡检、运行、检修的高素质技术技能人才奠定基础。本课程的前置课程为热力发电厂系统运行、热工基础及应用，后置课程为单元机组运行、顶岗实习。

课程的主要内容涉及能源高效清洁利用、污染物排放控制、节能环保，课程包括了燃料及燃料的燃烧计算、锅炉热平衡、煤粉制备、燃烧基本原理及燃烧设备等与国家“双碳”目标密切相关的理论知识；课程理论性强且涉及工程伦理的知识较多，对其进行课程思政探索，形成课程思政体系，将有助于将理论知识形象化、具体化，通过思政的融入培养本专业学生的学习热情和兴趣，调动其潜在能力和创新意识，培养专业认可度、职业忠诚度和社会责任感。因此，对接职业教育技术技能证书，结合全国职业院校技能大赛标准和行业技能竞赛标准和行业竞赛标准，重构教学内容，变革教学方法，有机融入课程思政，是全面落实立德树人根本任务的举措，符合国家培养复合型人才的培养目标。

2.2"学情分析

火电厂电能生产过程复杂、现场设备庞大，设备多而且各个系统交叉布置，平时很难看到设备复杂的内部结构，学生很难在现场把实际设备系统化，导致其认识有欠缺。且汽水系统设备属于高温高压特种设备，传统的课本教学无法解决系统流程抽象化、设备结构复杂的问题。另一方面，随着信息技术的发展，传统的课堂教学不能有效的进行师生互动、生生互动，教师全面了解及掌握学生的学习情况，因此传统的课堂教学已经不能满足人才培养的需求。同时，习近平总书记从国家意识形态战略角度出发，在全国高效思想政治工作会议上强调，要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。因此充分利用互联网和新媒体激发学生学习兴趣及好奇心，拓展学生的学习空间，充分发挥学校二维仿真资源、三维仿真资源的优势，通过教育内容、教学过程、教育手段的优化与创新，在提升课堂教学质量的同时，实现润物细无声的思政融入是教师进行改革探索的方向。

3"课程设计与实践

3.1"思政设计

本文以电厂锅炉课程为载体，在教学过程中，教师通过隐性教育的方式，将火电厂节能减排、安全环保、绿色双碳目标实现、火电厂排放法律法规等方面的思政元素融入电厂专业知识的教育中，依托混合式教学平台，通过设计课堂有效采用小组探究、任务驱动等教学方法，辅以视频、二维仿真软件等多种教学资源，同时引入“玩游戏环节”环节解决理论学习枯燥、乏味的学习状况。课程以故事“小黑和小白在电厂中的一生”为主线，以漫画人物“小黑”代表煤，“小白”代表水，重构课程体系，使学生形象化理解电厂锅炉生产过程，按照课前初认知、课中详剖析、课后强认知的认知规律设计教学单元，以任务驱动的方式由浅入深递进式开展教学并根据章节特点将“认系统，讲安全”“懂性质，论创新”“论流程、讲劳动”“懂流程、谈节能”等9个思政主题模块化融入章节中，在超星平台上构建与之对应的9个思政专栏，形成完整的思政体系，实现思政元素的专业渗透、价值引领，培养学生的职业素养、工匠精神。

3.2"混合式教学设计

依据人才培养方案，教学团队结合专业实际，对接行业企业工作任务和职业能力，在尊重职业教育自身规律的前提下，打破传统的学科体系，改革教学内容和方法，按知识、能力、素质结构要求重新整合教学内容和体系，确定教学目标；按照理论知识体系将课程划分为4个子项目，教学重点突出，教学难点明确；基于电厂生产流程为主线，采用“线上线下混合式”教学策略将教学过程分解为课前、课中、课后。课前采用微课、动画、视频、图片等开展导预习通过“看、测、说”解决学生怕学、不学的问题；课中采用二维仿真系统、绘图游戏、三维仿真软件、萝卜蹲游戏等环节让学生“做、拆、玩、讲”开展导学习，解决理论知识枯燥、抽象学不懂的困境；课后采用现场视频、模型制作等拓展检验学生学习效果。课前、课中、课后3个环节环环相扣。课中充分利用平台签到，问卷、随堂测试等环节开展任务驱动、案例分析，让学生充分参与课堂，充分调动学生学习的积极性。

3.3"课程实践

以自然循环汽水系统流程为例：思政元素主要以“小白”的变形记为故事主线，思政主题为“论参数，讲安全”，联系电厂中“小白”——蒸汽在汽水系统中的温度变化及形态变化，引导学生通过蒸汽的高温高压重视电厂中“三高”的特殊工作环境，建立起电厂操作中“两票三制”“三不伤害”的行业规范意识。以“小白”的参数变化引起的形态变化，引导学生思考“量变与质变”的发展规律，培养学生日常生活中“勿以恶小而为之，勿以善小而不为”的处事心态，树立正确的世界观、人生观、价值观。

3.3.1"课前初认知

教师在课前发布学习任务，学生根据【课程导学】，在平台上自学【课件】、【视频】并进行【小组测试】，在【交流讨论】区，教师引导学生课前思考，学生交流学习中遇到的问题，充分利用学习平台点互动功能开展课前导预习。

3.3.2"课中详剖析（线上线下结合）

课中详剖析，通过“辨流程”“玩游戏”“二维仿真”“三维仿真”进行自然循环锅炉汽水系统流程点详细剖析。

辨流程环节，通过活动一：“选一选”学生在APP签到后，教师分析课前测试结果，教师展示水循环与汽水循环微课动画，学生根据微课动画结合课前学习情况，投票选出水循环流程突破教学重点。活动二：“讲一讲”开展小组讨论，激发学习兴趣，通过微课对照课本流程，通过师生探讨，引导学生自己思考，鼓励学生开展自我探究学习，通过学生代表上台讲解“水循环流程”，攻克教学难点的同时，培养学生的语言表达能力。活动三：“听一听”教师讲解蒸汽流程，学生通过教师讲解，在学习通上完成平台问卷调查，选出蒸汽流程中四种蒸汽，在培养学生专注力的同时，引出电厂生产环境特点，电厂巡检、集控值班员需要加强沟通与交流，培养学生的职业素养。

“玩游戏”环节设计了二维仿真对自然循环锅炉汽水系统流程开展趣味游戏，学生通过分组讨论，最终将结果上传平台，教师总结点评进行重难点的突破，通过强调蒸汽的高温高压引出安全生产培养学生的安全操作及规范意识。

“认流程”环节主要借助三维仿真软件，学生分组在三维软件中找到“蒸汽循环”与“水循环流程”并将结果上传学习通，采用“做中学，学中做”的方式巩固及提高；“讲流程”环节引入漫画故事，学生化身为“小白”看漫画讲故事，将理论知识转化最终转化为学生理解的知识进行固化，同时提高语言组织能力，学生最终掌握知识点的同时提升了职业综合素质；“总结评”环节借助思维导图，组织对课堂知识点进行总结，构建知识体系，最后根据小组综合表现，评定小组星级，激发学习兴趣。

3.3.3"课后强认知（线下实施，线上反馈）

“强认知”环节通过跟帖讨论、课后游戏、在线指导、模型制作环节及时巩固已学内容，并准备新学知识。鼓励学生进行模型制作，不断提升自己的理论知识及动手能力，培养“电力工匠”精神。

3.3.4"课程思政融入教学设计

（1）火力发电在中国能源中的地位极其重要，中国的能源发展离不开煤炭。课前通过在课前微课中任务中发布观看视频人物—上海外高桥第三发电有限责任公司副董事长冯伟忠在电厂中潜心钻研，降低煤耗，打造了世界上最清洁的火力发电的事迹，课中教师强调能源电力人应具备的踏实肯定，不断创新的工匠精神，激励学生努力学好专业知识，在将来的工作岗位上发光发热，报效祖国。

（2）在讲解自然循环汽水系统流程知识中，对照电厂特殊的“三高”环境，强调学生安全操作规范意识，运用课堂提问、小组讨论、角色扮演逐步培养学生的职业精神、职业素养。

4"结论

教学中，教师应该担当好课堂的导航者、设计者与促进者，扮演好学生学习的帮助者和陪伴者的角色。在教学中与学生共同设计与体验自主学习的整个过程。

在电厂锅炉教学中，采用以教师为主导，学生探索式学习为主体，讲解过程中穿插“玩游戏”环节，并将电厂生产过程进行拟人化设计，激发学生学习兴趣，课后采用模型制作拓展学生学习空间，利用学习通的随堂评价机制，激发学生积极参与教学互动。

通过将行业规范、行业能工巧匠事迹、行业前沿技术应用等方面的内容有机融入思政元素，让价值领导达到春风化雨、润物细无声的育人效果。同时通过现代化信息技术手段将思政专栏开设于超星混合式教学平台中。将科学家的爱国事迹、科技最新进展等内容以视频形式发布到“学习通”上，引导学生课前、课后观看，全方位、多维度、深层次地实现思政教育与专业课程的同向同行。

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