海洋可再生能源課程教學(xué)改革中幾個(gè)問題的思考

荊豐梅　張亮

摘要：21世紀(jì)以來，面對常規(guī)能源日益枯竭、環(huán)境惡化的局面，作為清潔無污染的海洋可再生能源，越來越成為各國研究的熱點(diǎn)。結(jié)合海洋可在生能源課程教學(xué)改革中的若干問題，探討教材、多媒體、實(shí)驗(yàn)資源以及學(xué)研結(jié)合在課程建設(shè)中的作用，從而提高海洋可再生能源課程的教學(xué)水平。

關(guān)鍵詞：海洋可再生能源課程 教學(xué)改革 大學(xué)生

海洋可再生能源是海洋工程學(xué)科領(lǐng)域的重要分支。課程的目的是為船舶與海洋工程專業(yè)的本科生建立包括潮汐能、潮流能、波浪能、溫差能、鹽差能和海上風(fēng)能等相對完整的海洋可再生能源及其開發(fā)利用的基礎(chǔ)概念和知識體系，為學(xué)生從事海洋工程相關(guān)學(xué)科與工程領(lǐng)域的科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)與技術(shù)管理打下良好的基礎(chǔ)。

一、海洋可再生能源課程的特點(diǎn)

海洋可再生能源概論是船舶與海洋工程專業(yè)一門很重要的專業(yè)課程，是在可持續(xù)發(fā)展的思想推動(dòng)下發(fā)展起來的一門新學(xué)科，是在人類產(chǎn)業(yè)活動(dòng)與環(huán)境和資源的對立日益加劇的背景下產(chǎn)生的。該課程具有特點(diǎn)如下：

1.內(nèi)容廣泛

海洋可再生能源通常指海洋中所特有的依附于海水的可再生自然能源，即潮汐能、潮流能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能以及海洋風(fēng)能。按照能量儲存形式分類，海洋能可分為機(jī)械能（包括潮汐能、潮流能、波浪能以及海上風(fēng)能）、熱能（溫差能）和物理化學(xué)能（鹽差能）。針對不同的能源開發(fā)利用，不管是成因、工作原理、技術(shù)特征、實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用情況都具有各自的特點(diǎn)。因此，海洋可再生能源需要系統(tǒng)地闡述各種能源，在教學(xué)中向?qū)W生全面詳盡的闡述每一種海洋能源的特點(diǎn)，研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。

2.多學(xué)科交叉

海洋可再生能源利用是一門多學(xué)科綜合技術(shù)，包括海洋環(huán)境學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、海洋工程、電工基礎(chǔ)、物理和化學(xué)等。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生將已學(xué)過課程有機(jī)的結(jié)合起來，了解并掌握海洋可再生能源的生成、特點(diǎn)和海洋能轉(zhuǎn)換原理與發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方法，提高創(chuàng)新思維和多學(xué)科知識的綜合與應(yīng)用能力。以潮流能利用為例：第一，潮流能電站載體設(shè)計(jì)屬于海洋工程學(xué)科研究范疇。第二，水輪機(jī)的水動(dòng)力性能是研究潮流能發(fā)電裝置非常重要的環(huán)節(jié)，其歸屬于流體力學(xué)專業(yè)學(xué)科的研究范疇。第三，水下密封是潮流發(fā)電裝置所面臨的難題，歸于機(jī)械工程專業(yè)學(xué)科研究的范疇。第四，電能變換與控制系統(tǒng)涉及電站能否安全可靠運(yùn)行的問題，其屬于電氣工程專業(yè)學(xué)科研究范疇。因此，講授海洋可再生能源課程需要任課老師具有合理的知識結(jié)構(gòu)以及相關(guān)理論基礎(chǔ)；同時(shí)，學(xué)科交叉的特點(diǎn)使得海洋可再生能源的受眾面也可以是不同專業(yè)和背景的人員。

二、當(dāng)前海洋可再生能源課程教學(xué)存在的問題

海洋能以其總蘊(yùn)藏量大，可永續(xù)利用，綠色清潔等特點(diǎn)，成為我國能源戰(zhàn)略的重要組成部分。目前很多高校開設(shè)了海洋可再生能源的課程，課程除了面對船舶與海洋工程專業(yè)的本科生，其他專業(yè)的學(xué)生也可以選修，授課以課堂講授與實(shí)驗(yàn)室參觀為主。授課過程中存在的問題：

1.課本知識體系與時(shí)俱進(jìn)不足

海洋可再生能源的開發(fā)利用并不是新生事物，只是在過去的很長時(shí)間里，由于技術(shù)與經(jīng)費(fèi)的限制，發(fā)展較為緩慢。在近十年里，許多國家政府的使用了政策工具，以確保新技術(shù)的投資。在國家激勵(lì)措施的導(dǎo)向下，海洋能開發(fā)利用如雨后春筍迅速發(fā)展，新技術(shù)、新方法源源不斷地涌現(xiàn)出來。海洋可再生能源課程教材的內(nèi)容與理論體系需要不斷的更新，國內(nèi)關(guān)于海洋能的書籍很多，但是大部分屬于科普性質(zhì)或者能源概述方面，而設(shè)計(jì)海洋能開發(fā)利用理論與技術(shù)方法的研究類參考書較少，因而在授課過程中，不斷的完善補(bǔ)充新內(nèi)容與新技術(shù)，使學(xué)生掌握完善的理論知識并且了解國內(nèi)外最先進(jìn)的技術(shù)與方法，是非常重要的。

2.實(shí)踐認(rèn)識不足

馬克思基本原理闡述道：一個(gè)正確的認(rèn)識常常是通過實(shí)踐——認(rèn)識——再實(shí)踐，多次反復(fù)才能完成。對與海洋可再生能源知識的學(xué)習(xí)也是這樣的一個(gè)反復(fù)認(rèn)知的過成。目前課程相關(guān)基礎(chǔ)知識以及技術(shù)的傳遞主要是通過課堂講授的方式。包括潮流能，波浪能，潮汐能以及海上風(fēng)能等海洋能開發(fā)裝置都遠(yuǎn)離海岸，采用不同的載體形式（漂浮或固定于海底）在工作海域運(yùn)行。因而，學(xué)生很難有機(jī)會(huì)到實(shí)地去考察，產(chǎn)生直觀認(rèn)識，因而不免存在實(shí)踐認(rèn)識不足的問題。

三、建立多媒體立體化教學(xué)模式是保證教學(xué)效果的手段

針對課本知識體系不能與時(shí)俱進(jìn)以及實(shí)踐認(rèn)識不足的問題，建立多媒體立體化教學(xué)模式，保證教學(xué)效果。以課程為單元，以教學(xué)資源為平臺，充分尊重學(xué)生的主體地位和個(gè)性發(fā)展，使學(xué)生在知識、能力、素質(zhì)方面有機(jī)的融合，動(dòng)用所有的教學(xué)要素，建立立體化以及全方位的融合學(xué)習(xí)與創(chuàng)新為一體的教學(xué)模式。

1.引入英文教材，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

海洋可再生能源開發(fā)是目前國際研究熱點(diǎn)，屬于世界前沿課題，新成果的更新效率很高。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，我們在教學(xué)材料上融入英文教材，例如，海上風(fēng)電類書籍xx作者，offshore wind；作為課程的補(bǔ)充和延伸資料，在專題討論環(huán)節(jié)，給定關(guān)鍵詞，讓學(xué)生通過學(xué)校圖書館檢索下載國際最新的研究成果，翻譯并總結(jié)部分內(nèi)容，開拓知識。

2.引入錄像、Flash、Powerpoint等媒介資源，培養(yǎng)學(xué)生理解能力

信息時(shí)代使得學(xué)生獲取知識的途徑更加廣泛與快捷，因而在教學(xué)過程中，引入錄像、Flash、Powerpoint等媒介資源，使課程難點(diǎn)“分而治之，化繁為簡”。在教授海洋能資源特性的部分，引入相應(yīng)的圖片輔助解釋，比如，潮流能與潮汐能成因部分，通過太陽、月亮與地球三者位置圖片，闡述望、朔以及上下弦空間位置三者之間引力作用。可以通過海洋中的漲潮與退潮錄像來提高學(xué)生潮流與潮汐的感官認(rèn)識。對錄像的播放采用多次播放再講解，分段播放同時(shí)講解相結(jié)合的方式，通過錄像建立起對這些物理現(xiàn)象清晰的概念。采用Flash清晰的演示了潮流能垂直軸水輪機(jī)與水平軸水輪機(jī)工作原理的差別。通過播放教學(xué)錄像與Flash軟件，可以解決很多復(fù)雜的難以用語言清晰表達(dá)的教學(xué)難點(diǎn)。采用Powerpoint簡潔明了的表明知識體系，重要概念，圖標(biāo)等，讓學(xué)生方便查閱整理。

3.參觀創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)施素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的搖籃，是培養(yǎng)學(xué)生具有正確思維方式、嚴(yán)謹(jǐn)工作作風(fēng)、訓(xùn)練動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力的基地。以船舶工業(yè)、海軍裝備、海洋開發(fā)及核能應(yīng)用為特色的“三海一核”學(xué)科領(lǐng)域是我校的支柱學(xué)科，具有良好的工作環(huán)境、實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)科條件。學(xué)生通過參觀深海工程實(shí)驗(yàn)水池、船模拖曳水池、循環(huán)水槽了解海洋能開發(fā)環(huán)境；通過參觀是模型，直觀認(rèn)識海洋能模型裝置。這樣做的目的主要是為課程本身服務(wù)、為專業(yè)學(xué)科服務(wù)、為培養(yǎng)創(chuàng)新人才、為學(xué)生個(gè)性化服務(wù)。

4.基于科研豐富教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生興趣

為了彌補(bǔ)學(xué)生實(shí)踐認(rèn)識不足的問題，在教學(xué)中采用基礎(chǔ)知識與科研相結(jié)合的方式。學(xué)生對海洋能的研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景表現(xiàn)出極大的興趣，因而在知識的講授過程除了普及基本概念，基礎(chǔ)知識之外，還必須要把海洋能的應(yīng)用清晰的描述出來。建議任課老師具有從事海洋能開發(fā)利用的科研基礎(chǔ)，在授課過程中融合科研遇到的科學(xué)問題，清晰的概括目前海洋能的研究現(xiàn)狀以及全面地描述其應(yīng)用前景，將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣帶動(dòng)起來。比如，潮流能發(fā)電裝置，基于載體的不同，可以分為漂浮式、座底式與樁柱式。結(jié)合科研項(xiàng)目給出三種不同類型裝置的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，輔助有相應(yīng)科研項(xiàng)目的數(shù)據(jù)、圖片及視頻資料。這對于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性是非常有益的。

四、展望

雖然我們正在努力進(jìn)行海洋能可再生能源課程建設(shè)，但由于自身?xiàng)l件所限仍然存在很多問題需要改進(jìn)：

1.加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

通過網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源共享、信息發(fā)布與師生互動(dòng)等，但是網(wǎng)絡(luò)資源的更新與維護(hù)需要一定人力和物力，因而需要對網(wǎng)站建設(shè)進(jìn)行提前的規(guī)劃。

2.加強(qiáng)雙語教學(xué)

雙語教學(xué)是未來課程發(fā)展的必然趨勢，因而需要對教學(xué)方法、教學(xué)理念，教學(xué)效果進(jìn)行深入的研究，建設(shè)雙語教材。

參考文獻(xiàn)：

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