“能源與環(huán)境概論”課程教學(xué)方法優(yōu)化研究

耿李姍　楊濤　王琳

摘 要：“能源與環(huán)境概論”是能源與動力工程、新能源科學(xué)與工程等專業(yè)的入門課，對促進(jìn)學(xué)生了解全球能源與環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能減排意識以及社會責(zé)任感，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)具有十分重要的意義。本文首先分析了課程特點，然后從問題導(dǎo)向、專題模式、翻轉(zhuǎn)課堂、走近科學(xué)家、創(chuàng)新實踐等五個方面具體闡述了教學(xué)方法優(yōu)化方案，且該優(yōu)化方案在實際教學(xué)中已取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：能源與環(huán)境概論 教學(xué) 優(yōu)化方案 節(jié)能減排

一、研究背景

能源與環(huán)境是當(dāng)今世界發(fā)展的兩大主題，更是關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展的重大問題。能源是人類存在與社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高的重要保障。環(huán)境是人類社會賴以生存的大氣、土壤、水、地質(zhì)和生物等諸多因素的總和，是影響人類安全健康和社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素?！澳茉磁c環(huán)境概論”課程即是圍繞能源利用和環(huán)境效益之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生了解全球能源與環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀、新能源利用技術(shù)現(xiàn)狀及前景、大氣和水污染防治辦法等，增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)能減排意識、專業(yè)興趣、社會責(zé)任感、職業(yè)榮譽(yù)感并落實到以后的學(xué)習(xí)和工作中。該課程在整個專業(yè)課程體系中，起到承上啟下的作用，鞏固先修課程，又為后續(xù)專業(yè)課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)，同時拓寬了專業(yè)的知識面。

因此，在能源短缺、環(huán)境污染問題日益凸顯的時代背景下，與能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)相關(guān)的課程也陸續(xù)在各個工科類院校開設(shè)，也有了一些研究者開展了相關(guān)課程的教學(xué)研究。劉迎春等從課堂教學(xué)組織和課外活動兩個方面分析了如何更好地搞好環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論課程教學(xué)改革。[1]王秋穎等從提升教師自身知識體現(xiàn)教學(xué)理念、運(yùn)用多種教學(xué)手段及改革評價體系等多角度分析了環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)論課的教學(xué)方法。[2]張巧杰等從課程開始的意義、理論教學(xué)、實踐教學(xué)、考核方式等對新能源導(dǎo)論與創(chuàng)新實踐課程進(jìn)行教學(xué)改革。[3]陳國杰等從充分發(fā)掘關(guān)聯(lián)性、案例式教學(xué)、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和多媒體教學(xué)及互動課堂教學(xué)等方面對能源與環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論提出了教學(xué)優(yōu)化措施。[4]但隨著技術(shù)的革新，該領(lǐng)域的新知識也層出不窮，對能源與環(huán)境概論課程教學(xué)改革研究還很不足。本文首先分析了課程特點，課程教學(xué)要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)與現(xiàn)階段存在的主要問題，然后從問題導(dǎo)向，啟發(fā)研討；專題模式，拓寬視野；翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動內(nèi)因；走近科學(xué)家，樹立新思想；創(chuàng)新實踐，以賽促學(xué)等五個方面對優(yōu)化方案進(jìn)行詳細(xì)闡述與舉例。

二、課程特點

“能源與環(huán)境概論”課程是能源與動力工程、新能源科學(xué)與工程等專業(yè)的入門課，內(nèi)容涵蓋了能源利用過程中各種節(jié)能技術(shù)，以及實際工程應(yīng)用中的節(jié)能措施，使學(xué)生從能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和能源利用環(huán)節(jié)清晰地了解能源與環(huán)境之間的效應(yīng)，為交叉學(xué)科專業(yè)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，其教學(xué)目的是使學(xué)生了解能源與環(huán)境領(lǐng)域的前沿知識，認(rèn)識到可再生能源利用在環(huán)境保護(hù)方面的巨大優(yōu)勢，樹立正確的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想。

能源科學(xué)與環(huán)境科學(xué)，既自稱體系，又相互交叉，進(jìn)入新世紀(jì)以來，解決能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展等問題無法孤立地開展研究和應(yīng)用，需要借助多學(xué)科的理論和方法，能源與環(huán)境科學(xué)的交叉、集成與綜合也是本門課程的特點與難點所在。

該課程的教學(xué)存在以下幾個難題：1.新開課程，教師缺乏相關(guān)經(jīng)驗；2.內(nèi)容寬泛、知識跨能源、環(huán)境、電力、動力、化學(xué)、新能源等多學(xué)科，對教師備課內(nèi)容要求高，學(xué)生學(xué)也容易抓不住重點；3.內(nèi)容多，學(xué)時少；4.考查課，學(xué)生無興趣不重視等。

三、教學(xué)具體實施方案

1.問題導(dǎo)向，啟發(fā)研討

能源與環(huán)境概論，作為專業(yè)入門課，本就肩負(fù)著引導(dǎo)學(xué)生走入專業(yè)大門的責(zé)任。因此，在該課程的教學(xué)中變注入式教學(xué)為以問題導(dǎo)向的啟發(fā)研討式教學(xué)，讓學(xué)生以思考、探知的心態(tài)認(rèn)識專業(yè)。在本門課程伊始，就將授課班級的學(xué)生進(jìn)行分組，分固定位置，便于在教學(xué)中實施以小組為單位的研討等環(huán)節(jié)。例如，在講第二章溫室效應(yīng)時，如果直接從溫室效應(yīng)的概念講起，學(xué)生首先會覺得這是一個老生常談的詞，聽起來不免枯燥，但如果我們提出這樣一個社會熱點問題，即汽車行業(yè)將迎來“國六”新的排放標(biāo)準(zhǔn)，你們怎么看？用這樣的問題，引出減排、環(huán)保的概念，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索、小組討論等方式認(rèn)識“國六”這個新詞，從而將社會熱點問題與課本上即將講授的知識聯(lián)系起來。同時在講授課本基本知識之余，播放相關(guān)視頻，例如中科院院士丁仲禮教授在《面對面》節(jié)目中講述國際上減排方案以及各類國家碳排放權(quán)的視頻，丁仲禮教授犀利的語言，國際化的視角，對學(xué)生來說無疑更加權(quán)威，更令學(xué)生在面對能源與環(huán)境問題上，覺得我們就是當(dāng)事人而非旁觀者。問題導(dǎo)向，啟發(fā)研討的核心就是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，變被動為主動，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教育理念。

2.專題模式，拓寬視野

能源與環(huán)境概論，內(nèi)容覆蓋面非常廣泛，特別是在可再生能源、核能、節(jié)能技術(shù)幾個章節(jié)，知識容量非常大，并且這部分知識具有很強(qiáng)的前沿性，其新技術(shù)、新成果發(fā)展更替特別快，因此，需要將這些內(nèi)容按照能源分成多個專題，針對每一個專題從課本知識，延伸到一些拓展知識、行業(yè)前沿、實際工程等，從而保證一個專題知識的完整性，打破課本知識的局限性，同時給予幾個專題平等性，足夠引起學(xué)生重視。例如：太陽能光熱發(fā)電專題、風(fēng)力發(fā)電專題、水利發(fā)電專題、地?zé)崮艿睦脤ｎ}、核能新時代專題等等。每一個專題從歷史講到前沿，配套能源利用原理性的視頻動畫、經(jīng)典工程實例圖文并茂、電影紀(jì)錄片片段、技術(shù)宣傳片等。專題模式，拓寬視野的核心就是化零為整，將多學(xué)科背景的教學(xué)與緊跟時代的視野滲透到育人全程。

3.翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動內(nèi)因

能源與環(huán)境概論，作為概論性課程廣而不深，利用翻轉(zhuǎn)課堂，給學(xué)生一些展現(xiàn)自我的機(jī)會，驅(qū)動主觀能動性，提升對待課堂的主人翁意識。主要實施方式，是通過指定題目，小組討論，分工協(xié)作，最后以PPT的形式在課堂上做10分鐘的匯報講解。例如，在第一章緒論部分，在講到“全球八大環(huán)境事件”時，為了使同學(xué)們深入了解這些典型案例的來龍去脈，給每一個小組分配一個事件，要求各小組協(xié)作做出圍繞該事件起因-經(jīng)過-結(jié)果-現(xiàn)狀的精美課件，并在以后每次課上課前10分鐘派一名代表到講臺上來講。同時，教師做出評價計入平時成績。翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動內(nèi)因的核心就是豐富教學(xué)形式，增強(qiáng)學(xué)生對課堂的參與性和成就感，真正意義上將“你要學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

4.走近科學(xué)家，樹立新思想

網(wǎng)絡(luò)時代，全民營銷，自媒體鋪天蓋地，吸引95后、00后大學(xué)生的是什么呢？“明星”、“網(wǎng)紅”還是“網(wǎng)游”？怎么樣以圈粉的形式輸送知識，以營銷的方式推銷知識，這成了教學(xué)的新問題。能源與環(huán)境概論課程涉及諸多領(lǐng)域，從中選出幾個有影響力的科學(xué)家，通過在課堂上講述科學(xué)家的事跡，將科學(xué)家塑造成為本門課程內(nèi)容中的“明星”，把課堂變成自媒體平臺，傳遞正能量，為科學(xué)家打Call。例如，在講到水利發(fā)電專題時，一定會講到世界矚目的“三峽水利工程”，那么探索三峽水利工程背后的故事，就不得不提到中國水利水電專家——潘家錚，通過播放CCTV《人物》的節(jié)目視頻，帶領(lǐng)學(xué)生走近科學(xué)家，感受科學(xué)家身上的優(yōu)秀品質(zhì)和精神，從而樹立正確的價值觀，正確看待學(xué)習(xí)在人生中的地位。走近科學(xué)家，樹立新思想的核心就是，將鮮活的人物形象引入課堂教學(xué)中，比枯燥的知識更接地氣，在網(wǎng)絡(luò)時代，樹立我們專業(yè)領(lǐng)域的明星，對學(xué)生圈粉，從而在思想上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。

5.創(chuàng)新實踐，以賽促學(xué)

近年來，我國提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的口號，因此，在高等教育中也越來越重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識的培育。能源與環(huán)境概論的課程資源豐富，引導(dǎo)學(xué)生做一些與可再生能源利用有關(guān)的創(chuàng)新實踐項目，從中挑選具有一定可行性的、有社會意義的項目，經(jīng)過教師指導(dǎo)，參加大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)青春”、相關(guān)專業(yè)科技競賽等，能夠起到以賽促學(xué)的目的。例如，在實驗學(xué)時部分，設(shè)定一些創(chuàng)新題目，以小組為單位選擇一個題目，撰寫項目說明書，制作簡單模型，教師在整個過程中參與指導(dǎo)。在以往的教學(xué)中，本門課程創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)涌現(xiàn)出一些優(yōu)秀的項目作品，“太陽能暖鞋器”、“太陽能半導(dǎo)體制冷遮陽傘”等，均在省級、國家級大學(xué)生科技競賽中獲獎。創(chuàng)新實踐、以賽促學(xué)的核心就在于將“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的理念注入到教學(xué)中來，讓“教育學(xué)”不局限在三尺講臺、不局限在教室，而是延伸到實驗室、延伸到學(xué)生的課余生活中。

結(jié)語

能源與環(huán)境概論帶學(xué)生走進(jìn)能源世界，著眼全球能源結(jié)構(gòu)及保護(hù)環(huán)境的措施，著重培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能減排意識，創(chuàng)新實踐能力，在我院開設(shè)該課程的四年來，隨著能源與環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，“霧霾”、“新能源”、“綠色環(huán)保”等熱門字眼活躍在人們的視線，該課程的受眾群體在擴(kuò)大，有能源與動力工程本科專業(yè)、新能源利用技術(shù)專科專業(yè)作為專業(yè)必修課學(xué)習(xí)了該課程，同時也有汽車營銷、二手車資產(chǎn)評估、食品檢驗、動物科學(xué)等非相關(guān)專業(yè)作為公共選修課學(xué)習(xí)了該課程。那么，通過問題導(dǎo)向，啟發(fā)研討；專題模式，拓寬視野；翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動內(nèi)因；走近科學(xué)家，樹立新思想；創(chuàng)新實踐，以賽促學(xué)等教學(xué)手段的不斷完善，該課程滿足了學(xué)生對能源科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的好奇心，同時也激發(fā)了學(xué)生探索未知的興趣，教學(xué)優(yōu)化效果明顯，將知識性與娛樂性、參與性與主導(dǎo)性融為一體，學(xué)生的主動性和自覺性明顯提升。

參考文獻(xiàn)

[1]楊迎春，劉盛余.“環(huán)境科學(xué)與工程道理”課程教學(xué)改革研究[J].中國電力教育，2013，（10）：146-147.

[2]王秋穎，呂錫武，吳磊，魏家泰.“環(huán)境可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)論”教學(xué)方法研究[J].東南大學(xué)學(xué)報，2010，（12）：223-225.

[3]張巧杰，白連平.“新能源導(dǎo)論與創(chuàng)新實踐”教學(xué)體會與實踐[J].中國電力教育，2012，（27）：59-60.

[4]陳國杰，涂敏，胡艷，羅清海，周立峰.“能源與環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論”課程教學(xué)優(yōu)化研究[J].教育教學(xué)論壇，2016，（32）：182-183.

作者簡介

耿李姍（1987.8—），女，漢族，籍貫：河南省新密市，助教，現(xiàn)任職于河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，主要研究方向為：能源應(yīng)用及強(qiáng)化傳熱。