“新能源技術(shù)與應(yīng)用”教學(xué)改革與實(shí)踐

張保生?陳寧?袁隆基

摘要：基于專業(yè)素養(yǎng)課“激發(fā)專業(yè)興趣、拓展專業(yè)視野、強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)”的培養(yǎng)目標(biāo)，以“新能源技術(shù)與應(yīng)用”為例，針對(duì)能源動(dòng)力類專業(yè)素養(yǎng)課的特點(diǎn)，構(gòu)建了新的教學(xué)模式，包括課程內(nèi)容的廣泛性和前沿性建設(shè)、教學(xué)手段的多樣性構(gòu)建、會(huì)話式教學(xué)氛圍的營(yíng)造、基于團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃、基于過(guò)程的多元評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，獲得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：教學(xué)法；能源動(dòng)力類；專業(yè)素養(yǎng)課

作者簡(jiǎn)介：張保生（1978-），男，山東金鄉(xiāng)人，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院，副教授；陳寧（1970-），男，河北青縣人，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院，教授。（江蘇 徐州 221116）

基金項(xiàng)目：本文系中國(guó)礦業(yè)大學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2001264）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）15-0052-02

專業(yè)素養(yǎng)教育是在20世紀(jì)末提出并著重探索的教育思想，主要倡導(dǎo)再學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)，適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)人才“寬口徑、厚基礎(chǔ)、復(fù)合型”的要求。[1，2]

能源動(dòng)力類專業(yè)主要培養(yǎng)在能源利用和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的人才，以滿足社會(huì)對(duì)該學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)、科研、工程技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理等各方面的人才需求，即培養(yǎng)具有較高能源動(dòng)力專業(yè)素養(yǎng)的高級(jí)專門人才。[3]

國(guó)內(nèi)著名高校在能源動(dòng)力類專業(yè)培養(yǎng)方案中均開設(shè)了類似“新能源技術(shù)與應(yīng)用”的專業(yè)素養(yǎng)課程。如清華大學(xué)開設(shè)了“可再生能源及其利用技術(shù)”，選修課，32學(xué)時(shí)；浙江大學(xué)開設(shè)了“能源與環(huán)境技術(shù)進(jìn)展”和“新能源”，選修課，均為32學(xué)時(shí)；上海交通大學(xué)開設(shè)了“能源與可持續(xù)發(fā)展”，選修課，36學(xué)時(shí)；天津大學(xué)開設(shè)了“能源與環(huán)境”，選修課，32學(xué)時(shí)；華中科技大學(xué)開設(shè)了“節(jié)能與環(huán)境”，必修課，32學(xué)時(shí)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)開設(shè)了“能源概論”，選修課，20學(xué)時(shí)；東南大學(xué)開設(shè)了“新能源與新發(fā)電技術(shù)”，選修課，32學(xué)時(shí)；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)開設(shè)了“新能源技術(shù)與應(yīng)用”，必修課，32學(xué)時(shí)。

一、專業(yè)素養(yǎng)課的特點(diǎn)

專業(yè)素養(yǎng)課以素質(zhì)教育為出發(fā)點(diǎn)，以“激發(fā)專業(yè)興趣、拓展專業(yè)視野、強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)”為目標(biāo)，[4]通常具有以下特點(diǎn)：第一，從課程內(nèi)容來(lái)看，知識(shí)點(diǎn)多而新，涉及領(lǐng)域廣。專業(yè)素養(yǎng)課通常涉及知識(shí)點(diǎn)十分廣泛，既有能源知識(shí)，又有節(jié)能和環(huán)保知識(shí)；既包括煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源，又包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能、氫能、核能、天然氣水合物等新能源；既涉及熱能、機(jī)械、物理、化學(xué)、生物等自然科學(xué)領(lǐng)域，又涉及政治、法律、倫理等社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域。而且，很多都是近十幾年甚至近幾年才提出和發(fā)展起來(lái)的新理論、新技術(shù)。第二，從教學(xué)方法來(lái)看，需要多樣性的教學(xué)手段。以課堂講授為主的教學(xué)手段已經(jīng)不能適應(yīng)專業(yè)素養(yǎng)課的課程內(nèi)容特點(diǎn)，必須與其它教學(xué)手段有效結(jié)合。第三，從教學(xué)評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，需要多元的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。專業(yè)素養(yǎng)課的課程內(nèi)容特點(diǎn)和教學(xué)手段的多樣性必然需要多元的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，通常的“總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+試卷成績(jī)”這種單一的評(píng)價(jià)方法已經(jīng)不能滿足專業(yè)素養(yǎng)課的教學(xué)評(píng)價(jià)需要。

二、專業(yè)素養(yǎng)課教改模式

1.備課階段：課程內(nèi)容的廣泛性和前沿性建設(shè)

基于“激發(fā)專業(yè)興趣、拓展專業(yè)視野、強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)”的課程培養(yǎng)目標(biāo)，在備課階段注重課程內(nèi)容的廣泛性和前沿性，特別是趣味性。

既要包括能源知識(shí)，也要包括節(jié)能環(huán)保減排知識(shí)；既要包括常規(guī)能源，也要包括新能源與可再生能源；既要包括理論和技術(shù)，也要包括法律、政策和倫理；既要包括成熟技術(shù)，也要注意補(bǔ)充該領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題。

同時(shí)，注意補(bǔ)充一些趣味性的知識(shí)點(diǎn)，例如：在太陽(yáng)能一章補(bǔ)充“鳥巢”太陽(yáng)能系統(tǒng)和太陽(yáng)帆飛船的知識(shí)，在風(fēng)能一章補(bǔ)充最新的螺旋貝殼風(fēng)力發(fā)電，在生物質(zhì)能一章補(bǔ)充乙醇汽車知識(shí)，在氫能一章補(bǔ)充燃料電池汽車，在潔凈煤一章補(bǔ)充水煤漿和地下煤氣化知識(shí)，在節(jié)能減排一章補(bǔ)充哥本哈根國(guó)際氣候會(huì)議知識(shí)。

2.課堂教學(xué)階段：教學(xué)手段的多樣性構(gòu)建，會(huì)話式教學(xué)氛圍的營(yíng)造

一方面，由于專業(yè)素養(yǎng)課內(nèi)容涉及領(lǐng)域廣，知識(shí)點(diǎn)密集而不深，因此比較適合采用靈活多樣的方式進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，除采用常規(guī)的課堂講授方法外，將課堂討論、視頻展示、圖片展示、表格對(duì)比、研究報(bào)告、項(xiàng)目訓(xùn)練等各種教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合，可大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂注意力，取得了較好的教學(xué)效果。

另一方面，專業(yè)素養(yǎng)課內(nèi)容很新，很多都是近十幾年甚至近幾年才提出和發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣比較濃厚，因此應(yīng)盡可能地采用師生互動(dòng)的方式，營(yíng)造一種會(huì)話式教學(xué)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。[5]如可設(shè)計(jì)一些學(xué)生感興趣的熱點(diǎn)話題，引導(dǎo)學(xué)生展開談?wù)?，例如：太?yáng)能發(fā)電的“陰影”；風(fēng)能的未來(lái)；煤炭的未來(lái)；可燃冰是否可以拯救世界能源危機(jī)；在中國(guó)取代煤炭地位能源；中國(guó)發(fā)展核能的利與弊。

3.課下作業(yè)階段：基于團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃

一方面，專業(yè)素養(yǎng)課的很多內(nèi)容十分適合開展一些科學(xué)制作，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能海水淡化器、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等。這樣既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

另一方面，專業(yè)素養(yǎng)課的內(nèi)容涉及能源動(dòng)力工程的各個(gè)領(lǐng)域，極大拓寬了學(xué)生的專業(yè)視野和就業(yè)視野。學(xué)生十分希望了解自己將來(lái)就業(yè)方向的基本情況，如火電廠 、垃圾焚燒電廠 、太陽(yáng)能、風(fēng)能、核電站等機(jī)組容量和分布情況。

為此，構(gòu)建了科學(xué)制作和調(diào)研報(bào)告兩類基于團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃。項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃的原則是：自由組團(tuán)，分工協(xié)作；自主選題，規(guī)范格式；風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，成果共享。學(xué)生3～5人自由組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)公推隊(duì)長(zhǎng)1人，以團(tuán)隊(duì)為單位開展工作。各團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)興趣自由選擇題目，同時(shí)為了得到科學(xué)、系統(tǒng)的訓(xùn)練，各團(tuán)隊(duì)還需遵循一定的格式和規(guī)范，如科學(xué)制作應(yīng)包括項(xiàng)目名稱、團(tuán)隊(duì)名稱、團(tuán)隊(duì)成員、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方案、器件材料、制作過(guò)程、使用說(shuō)明、效果檢驗(yàn)、作品展示和心得體會(huì)，調(diào)研報(bào)告需包括項(xiàng)目名稱、團(tuán)隊(duì)名稱、團(tuán)隊(duì)成員、調(diào)研對(duì)象、調(diào)研意義、調(diào)研方案、調(diào)研結(jié)果、心得體會(huì)和調(diào)研詳表。項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃的成績(jī)?cè)u(píng)定以團(tuán)隊(duì)為對(duì)象，團(tuán)隊(duì)成績(jī)即為個(gè)人成績(jī)，從而培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

4.成績(jī)?cè)u(píng)定階段：基于過(guò)程的多元評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

綜合考慮點(diǎn)名成績(jī)、課堂互動(dòng)成績(jī)、項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃成績(jī)、考試成績(jī)等因素，構(gòu)建一種基于教學(xué)過(guò)程而不僅僅是考試成績(jī)的多元評(píng)價(jià)體系。[6]這樣一方面可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)；另一方面可摒棄學(xué)生“平時(shí)不學(xué)，考前突擊”的惡習(xí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握、積累知識(shí)和技能。

采用項(xiàng)目答辯的形式評(píng)定項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃成績(jī)，即采取“項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳述、同學(xué)質(zhì)疑、教師點(diǎn)評(píng)”相結(jié)合的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，學(xué)生參與熱情很高，取得了很好的效果。

經(jīng)過(guò)師生討論，本著引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)新積極性的原則，確定成績(jī)分值構(gòu)成為：點(diǎn)名成績(jī)10分+課堂互動(dòng)成績(jī)20分+項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃40分+考試成績(jī)30分=100分。

三、專業(yè)素養(yǎng)課教改實(shí)踐

經(jīng)過(guò)專業(yè)素養(yǎng)課教改模式的構(gòu)建和實(shí)施，基本達(dá)到了“激發(fā)專業(yè)興趣、拓展專業(yè)視野、強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)”的課程培養(yǎng)目標(biāo)，尤其是基于團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了很好的教學(xué)效果，如表1和表2所示。由團(tuán)隊(duì)名稱來(lái)看，充分反映了當(dāng)代大學(xué)生的蓬勃朝氣和參與熱情，其中百合團(tuán)隊(duì)以極大的熱情同時(shí)參與了科學(xué)制作和調(diào)研報(bào)告。從科學(xué)制作作品名稱來(lái)看，涉及太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換、太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換、海洋能、風(fēng)能、熱力裝置等領(lǐng)域；從調(diào)研報(bào)告名稱來(lái)看，涉及火電廠、垃圾焚燒電廠、太陽(yáng)能、風(fēng)能、核電站等行業(yè)。因此，充分反映了學(xué)生廣闊的專業(yè)視野和就業(yè)趨向。

四、結(jié)論

針對(duì)能源動(dòng)力類專業(yè)素養(yǎng)課的特點(diǎn)，以“新能源技術(shù)與應(yīng)用”為例，構(gòu)建了新的教學(xué)模式，包括課程內(nèi)容的廣泛性和前沿性建設(shè)、教學(xué)手段的多樣性構(gòu)建、會(huì)話式教學(xué)氛圍的營(yíng)造、基于團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目訓(xùn)練計(jì)劃、基于過(guò)程的多元評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，達(dá)到了“激發(fā)專業(yè)興趣、拓展專業(yè)視野、強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)”的課程培養(yǎng)目標(biāo)，可為其它專業(yè)類似課程的建設(shè)和改革提供借鑒。

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（責(zé)任編輯：王意琴）