雙碳目標(biāo)下的新能源技術(shù)教學(xué)改革

周慧 粟玨

摘? 要? 新能源技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的課程，課程內(nèi)容涵蓋當(dāng)前人類社會探索和開發(fā)的各類新能源利用技術(shù)。分析實際教學(xué)中的一些問題，結(jié)合能源與動力工程專業(yè)的特點，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法方面進行一些改革。通過課程教學(xué)改革，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力，教學(xué)質(zhì)量得到很大提升。

關(guān)鍵詞? 能源與動力工程；新能源技術(shù)；教學(xué)改革；課程思政

中圖分類號：G642.3? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）22-0109-03

0? 引言

能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在世界能源利用總量不斷增長的同時，能源結(jié)構(gòu)也在發(fā)生巨大變化。2020年9月22日，國家主席習(xí)近平

在第75屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”碳達(dá)峰和碳中和的提出，為能源的發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)和機遇，促使人類探索與開發(fā)更加清潔、高效的新型能源，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤炭、石油等能源。在這一大背景下，能源與動力工程專業(yè)為學(xué)生開設(shè)新能源技術(shù)課程就顯得極為重要。

1? 課程概況及存在的問題

新能源技術(shù)是一門專業(yè)選修課，共40個學(xué)時，安排在第六學(xué)期。課程內(nèi)容涵蓋當(dāng)前人類社會探索和開發(fā)的各類新能源利用技術(shù)，主要包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、核能和海洋能等，旨在幫助學(xué)生了解和學(xué)習(xí)新能源利用的基本原理與發(fā)展前景，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，開闊學(xué)生對能源改革的國際視野。新能源技術(shù)課程具有知識點多、綜合性強以及與實際聯(lián)系緊密等特點[1]。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式一直以教師單向輸出、學(xué)生被動輸入為主。新能源技術(shù)這門課程包含的知識點很多，教學(xué)每種新能源都要講到該能源的利用形式、發(fā)電的基本原理、能源的優(yōu)缺點以及發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。因為課時緊張，每種新能源只能安排2～4個學(xué)時，整個教學(xué)過程比較緊張，課程內(nèi)容講起來也很枯燥，課堂氣氛比較沉悶，學(xué)生反饋情況很不理想，并且期末考試一般是寫課程論文。傳統(tǒng)教學(xué)模式不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，最后的期末考試成績也不能反映學(xué)生對知識的掌握和理解情況。

新能源發(fā)展日新月異，而教材內(nèi)容更新較慢，這就造成講課內(nèi)容跟不上時代發(fā)展，無形中對學(xué)生的思維產(chǎn)生限制。因此，老舊的教學(xué)內(nèi)容和日新月異的科技發(fā)展之間的矛盾成為本課程需要解決的問題之一。

基于以上情況，對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法等方面進行改革和優(yōu)化，以下是在實際教學(xué)過程中的改革措施及成果。

2? 新能源技術(shù)課程改革

2.1? 教學(xué)內(nèi)容調(diào)整和更新

本課程內(nèi)容多、知識點廣，但課時較少，所以在授課過程中要對內(nèi)容做一些適當(dāng)?shù)娜∩岷蛢?yōu)化，突出重點，詳略得當(dāng)。在實際教學(xué)中，做到“精講多看，講一考二”。所謂“精講多看”，就是講課時不是講得又細(xì)又全，而是要精講重點和難點，比較簡單、容易理解的內(nèi)容讓學(xué)生自己學(xué)。所謂“講一考二”，是指考試的內(nèi)容超出講授的內(nèi)容，包括那些要求學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容。例如：對發(fā)展較好和未來發(fā)展?jié)撃茌^大的太陽能、風(fēng)能和海洋能等新能源詳細(xì)講、重點講，對地?zé)崮堋⒑四艿瓤梢赃m當(dāng)略講；新能源的利用形式和發(fā)電原理可以重點講，新能源的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢少講或者不講，讓學(xué)生自學(xué)；在講太陽能發(fā)電的時候，光伏發(fā)電詳細(xì)講、重點講，太陽能熱發(fā)電略講；在講海洋能時，潮汐能和波浪能詳細(xì)講，溫差能和鹽差能略講，同時留一些內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)[2]。通過授課內(nèi)容的優(yōu)化解決內(nèi)容多和課時少的矛盾，同時培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的習(xí)慣和能力。

教材內(nèi)容更新慢，新能源技術(shù)發(fā)展日新月異，因此，在授課過程中不能將教材生搬硬套，要對知識點及時進行更新。在備課過程中，除了參考大量的教材和期刊外，還要時刻關(guān)注“國際能源網(wǎng)”網(wǎng)站上的新聞，及時了解新能源的發(fā)展情況和未來的舉措，隨時更新上課內(nèi)容。同時引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注相關(guān)網(wǎng)站，培養(yǎng)學(xué)生對新知識、新事物的好奇心和探索精神。

2.2? 授課形式改革

傳統(tǒng)授課形式單一，很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，加上本課程內(nèi)容多、知識點廣，單一的理論知識講授會比較乏味，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣[3]。在教學(xué)過程中，改變教學(xué)理念，從傳統(tǒng)的教師為主、學(xué)生被動接收改變?yōu)橐詫W(xué)生為中心、教師為導(dǎo)向的教學(xué)模式，可以更好地調(diào)動學(xué)生的積極性，同時培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考能力。

以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，采用“讀、討、寫、講、結(jié)”五位一體的合作式教學(xué)，可以鍛煉學(xué)生主動思考、團隊協(xié)作能力、語言表達(dá)能力等。“讀”是指學(xué)生閱讀教材和資料，廣泛收集有關(guān)文獻資料；“討”是指學(xué)生分組討論，消化教材和文獻資料的有關(guān)內(nèi)容；“寫”是指學(xué)生自己寫出報告并制作相應(yīng)的課件；“講”是指學(xué)生推出代表上臺講課；“結(jié)”是指教師補充完善和最后總結(jié)。

在課堂教學(xué)中，采用分組討論式教學(xué)，學(xué)生先自行分組，組員之間需要協(xié)同合作。整個課堂教學(xué)主要劃分為三大部分：第一部分是教師講新能源的工作原理并提出相關(guān)問題；第二部分是學(xué)生組根據(jù)教師講的內(nèi)容和提出的問題查詢資料，并對資料進行整理，以文件和PPT的形式展現(xiàn)，各組之間進行討論；第三部分，教師根據(jù)各組討論的內(nèi)容作出評價和補充。現(xiàn)以太陽能發(fā)電為例，教師在課堂上引出太陽能光伏發(fā)電和熱發(fā)電兩種形式，并對其工作原理進行詳細(xì)講解，然后提出問題分配任務(wù)：太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電兩種形式的不同，在世界和我國這兩種發(fā)電形式所占的份額，以及兩種發(fā)電形式未來的發(fā)展趨勢。學(xué)生針對這些問題查找資料，下次課以組為單位展開討論。教師在學(xué)生討論結(jié)束后作出評價并歸納總結(jié)。

分組討論式教學(xué)可以極大地調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，學(xué)生在查找資料的時候可以對新能源產(chǎn)生更深更廣的認(rèn)識，對世界能源的發(fā)展也有一定見解，不僅有利于本課程的學(xué)習(xí)，對就業(yè)和考研也有一定的指導(dǎo)意義。分組式討論也可以培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同合作的能力，有了團隊意識，在每次課布置任務(wù)后，各組成員自行分配任務(wù)，有人負(fù)責(zé)查找資料，有人負(fù)責(zé)整理材料，最后討論的時候要求每位成員都要發(fā)言，保證每個學(xué)生都參與進來。每次討論都按照各組成員的表現(xiàn)和內(nèi)容打分，這個分?jǐn)?shù)對最后的成績有至關(guān)重要的作用。

分組式教學(xué)取得良好的教學(xué)效果，討論環(huán)節(jié)學(xué)生的積極性很高，授課效果很好。

2.3? 課程思政融入課程教學(xué)

習(xí)近平總書記提出，高校思想政治工作應(yīng)堅持將立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治教育貫穿教育教學(xué)工作全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面。課程思政建設(shè)的目標(biāo)在于培養(yǎng)思想可靠、專業(yè)過硬的有能力、有擔(dān)當(dāng)?shù)母叩葘I(yè)技術(shù)人才，課程思政重點在于將思想政治教育與專業(yè)知識技能教育內(nèi)容相融合，將“踐行社會主義核心價值觀”“培養(yǎng)工匠精神”“健全法治觀念”“提高職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)”等幾個方面的思想政治教育在課堂上傳授給學(xué)生[4]。本著專業(yè)課程和思政教育同向同行的原則，在課程中結(jié)合課程的發(fā)展歷史、國家和世界重大的歷史與現(xiàn)實事件，對學(xué)生進行“勿忘國恥，中國人要奮發(fā)圖強”的愛國主義教育。

如在講到風(fēng)能這一部分的時候，把知識點和思政教育相融合，其中專業(yè)知識點有四個，分別是：

1）風(fēng)能利用的形式；

2）風(fēng)力發(fā)電的工作原理；

3）風(fēng)能利用的優(yōu)缺點；

4）風(fēng)能的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

相對應(yīng)地設(shè)置有四個思政教育點：

1）我國有著悠久的風(fēng)能利用的歷史，其中有一些重要的歷史事件和人物；

2）我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到世界前列，國家鼓勵建設(shè)海上風(fēng)電項目，推廣應(yīng)用低速風(fēng)電技術(shù)，讓學(xué)生了解國情，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和責(zé)任感；

3）風(fēng)能在使用過程可能會出現(xiàn)一些問題，這些問題的解決是長遠(yuǎn)的，引發(fā)學(xué)生的思考，培育學(xué)生的工匠精神；

4）祖國未來的發(fā)展依靠年輕的一代，引導(dǎo)學(xué)生思考通過自己的努力，在實現(xiàn)個人社會價值的同時為祖國的發(fā)展貢獻自己的力量，融入國家的建設(shè)浪潮中，不斷提高個人精神品質(zhì)。

思政教育貫穿整個教學(xué)過程，通過思政教育不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和分析問題的能力，還可以幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，深刻理解和踐行“愛國、敬業(yè)、誠信、友善”的社會主義核心價值觀。同時，思政教育可以提升學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同度，鼓勵學(xué)生繼續(xù)深造，為民族振興貢獻自己的力量。

2.4? 增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

新能源技術(shù)課程中的一些知識比較新穎，有的新能源發(fā)電的形式和傳統(tǒng)火力發(fā)電機組有很大的區(qū)別，學(xué)生理解起來有點兒難度，可以適當(dāng)增加一些實踐教學(xué)，一方面利于學(xué)生對知識的理解，另一方面也可以拓寬學(xué)生的思維。本專業(yè)設(shè)有節(jié)能減排實驗室，其中設(shè)置有風(fēng)力發(fā)電機組模型和光伏發(fā)電機組模型，以及一些學(xué)生獲獎的作品，這些都可以作為實踐教學(xué)的工具。同時，學(xué)校和生物質(zhì)發(fā)電廠有校企合作，也可以作為學(xué)生實踐教學(xué)場所。

例如：在教學(xué)風(fēng)力發(fā)電的時候，學(xué)生因為對機械方面的知識掌握較少，對風(fēng)力發(fā)電機構(gòu)難以理解，讓他們?nèi)嶒炇矣^摩，并且進行設(shè)備的拆裝，在拆裝的過程中對設(shè)備的結(jié)構(gòu)就會有很深的理解；在教學(xué)光伏發(fā)電的時候，讓學(xué)生課下在實驗室用光伏板搭建電路，通過采用不同類型的光伏板和改變光伏板的數(shù)量來理解光伏發(fā)電的原理和特點；在教學(xué)生物質(zhì)能發(fā)電的時候，帶領(lǐng)學(xué)生去生物質(zhì)電廠參觀學(xué)習(xí)，了解生物質(zhì)能的多樣性和實用性，對生物質(zhì)能的利用有了更好的認(rèn)識和理解。通過理論教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合，取得很好的教學(xué)效果，學(xué)生就會對新能源有很大的興趣。

2.5? 考核模式改革

傳統(tǒng)的考核一般采用課程論文的形式，這種情況下，有一些平時不積極學(xué)習(xí)的學(xué)生最后也可能通過網(wǎng)上摘抄、東拼西湊，最后獲得一個理想的成績。這種考核方式不利于調(diào)動學(xué)生平時學(xué)習(xí)的積極性和主動性，因此也要改革，不能僅以期末考試成績?yōu)橹鳎鴳?yīng)更加注重學(xué)生的平時表現(xiàn)，包括平時聽課狀態(tài)、討論課的參與度等。

傳統(tǒng)的考核方式平時成績只占30%，主要通過考勤和課堂表現(xiàn)來評價。這樣一來，學(xué)生對平時成績的重視度普遍不高，平時成績表現(xiàn)一般的學(xué)生最后也可能獲得不錯的成績，這對平時表現(xiàn)好、參與度高的學(xué)生不公平。改革后增加平時成績，平時成績主要由討論課成績、課堂表現(xiàn)和考勤組成，各部分成績占比如表1所示。

改革后的考核形式，平時成績占比為60%，最后課程論文只占40%，整個考核更加注重學(xué)生平時學(xué)習(xí)的狀態(tài)，可以更好地調(diào)動學(xué)生平時學(xué)習(xí)的主動性和積極性，也可以更公平合理地對每位學(xué)生作出評價。改革之后，學(xué)生的課堂參與度大大提高，討論課中大家更加愿意表達(dá)自己的觀點，更加愿意表現(xiàn)自己、展現(xiàn)自己。

同時，對課程結(jié)課論文內(nèi)容也作了要求，不再是讓學(xué)生寬泛地介紹新能源，而是要求與實際相結(jié)合。現(xiàn)在很多路燈和公交站臺設(shè)置了光伏發(fā)電裝置和小型風(fēng)力發(fā)電裝置，學(xué)校和生物質(zhì)發(fā)電廠也有合作，可以設(shè)計新農(nóng)村綜合利用生物質(zhì)能的方案。這些都可以作為課程論文的題材，鼓勵學(xué)生進行實際調(diào)研、考查，最后以匯報的形式寫成課程論文。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力，并且為后續(xù)課程設(shè)計打下基礎(chǔ)。結(jié)果顯示，學(xué)生通過實地調(diào)研之后，學(xué)到很多課本上沒有的知識，很好地培養(yǎng)了工程實踐能力。

3? 結(jié)束語

綜上所述，新能源技術(shù)這門課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核形式三大模塊進行改革和創(chuàng)新，從改革后學(xué)生的參與度和最后的考核成績可以看出，教學(xué)效果得到很大改善，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和熱情，也使學(xué)生對能源的發(fā)展和變革有了更深的認(rèn)識，他們更加關(guān)注祖國的未來。

參考文獻

[1] 徐寅，齊永鋒，王向民.新工科下“新能源概論”課程教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2021（24）：89-92.

[2] 楊靜，左永剛，易斌，等.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)改革研究與實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2017，39（2）：57-59.

[3] 萬少華.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)改革研究與實踐[J].信息系統(tǒng)工程，2018（12）：175.

[4] 何國榮.《自動化生產(chǎn)線技術(shù)》課程思政建設(shè)研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2022，43（8）：155-156.

作者：周慧，文華學(xué)院機械與電氣工程學(xué)部碩士研究生，主要研究領(lǐng)域為能源與動力工程；粟玨，文華學(xué)院機械與電氣工程學(xué)部，高級工程師，主要研究方向為能源與動力工程（430074）。