劉雁軍
(南京工程學(xué)院,江蘇 南京 211167)
“新能源與可再生能源”課程已被環(huán)境、能源和材料等多個(gè)相關(guān)專業(yè)列為專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,重要性日益凸顯。這是由于能源是人類社會(huì)存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。生產(chǎn)力的發(fā)展在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也促進(jìn)了能源形式的改變,而每一次能源更迭都代表人類文明邁入一個(gè)新的時(shí)代。
近年來(lái),隨著新能源和可再生能源相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展,對(duì)于其理論和應(yīng)用方面的研究,成了行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)?!靶履茉磁c可再生能源”相關(guān)科目學(xué)習(xí)已經(jīng)在大三學(xué)生中開展,本門課程設(shè)置的目的是及時(shí)將新能源與可再生能源的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)介紹給學(xué)生,不僅使他們掌握專業(yè)知識(shí),更是在此基礎(chǔ)上加深理解,全面認(rèn)識(shí)和理解基本知識(shí)、重要技術(shù),并使之有機(jī)結(jié)合,達(dá)到學(xué)以致用的目的,與此同時(shí),結(jié)合思政元素,樹立相關(guān)環(huán)保與節(jié)能意識(shí)。但是,由于此門課程具有前沿交叉性,涉及物理、化學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)等多門學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容,知識(shí)更新較快,導(dǎo)致學(xué)生適應(yīng)性差,同時(shí)受能力限制無(wú)法及時(shí)有效地了解學(xué)科前沿進(jìn)展。學(xué)生獲取知識(shí)的主要途徑為教材,但教材內(nèi)容與前沿科技相比存在滯后性,無(wú)科研經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生也欠缺主動(dòng)查閱文獻(xiàn)獲取知識(shí)的能力。
隨著國(guó)家大力推進(jìn)新能源與可再生能源的發(fā)展,新技術(shù)、新領(lǐng)域、工程實(shí)踐能力的導(dǎo)向要求等,促進(jìn)課程教學(xué)內(nèi)容從傳統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)向?qū)嵺`教學(xué)方式轉(zhuǎn)變。本文提出了實(shí)踐教學(xué)在“新能源與可再生能源”基礎(chǔ)學(xué)科中的重要作用,例如:案例分析、翻轉(zhuǎn)課堂、專家講座、參觀實(shí)踐等實(shí)踐教學(xué)模式的使用對(duì)學(xué)生理論學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)具有積極意義,這對(duì)于推動(dòng)新能源與可再生能源基礎(chǔ)教學(xué)改革具有一定指導(dǎo)意義。
本學(xué)科涉及能源材料和能源形式的多個(gè)領(lǐng)域,而作為專業(yè)基礎(chǔ)課和學(xué)校公選課,課程一般設(shè)置32 學(xué)時(shí),只能滿足學(xué)生對(duì)于普遍原理知識(shí)和應(yīng)用的學(xué)習(xí)。然而,目前新能源與可再生能源技術(shù)行業(yè)快速發(fā)展,放眼國(guó)際,曾經(jīng)停留在初級(jí)研發(fā)和試驗(yàn)階段的新技術(shù),現(xiàn)如今已成功應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域。除此之外,國(guó)際上與之相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)和新工藝仍在不斷涌現(xiàn)。
本門課程的目標(biāo)是傳播新能源與可再生能源技術(shù)的新知識(shí)和新工藝,為我國(guó)新能源與可再生能源的推廣應(yīng)用貢獻(xiàn)綿薄之力。然而,單一授課模式對(duì)學(xué)生的教學(xué)效果收效甚微,應(yīng)該豐富學(xué)生獲取知識(shí)的渠道,鼓勵(lì)學(xué)生課后自主學(xué)習(xí),增加課程學(xué)時(shí)安排,并設(shè)置實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),增加教師與學(xué)生的互動(dòng)。知識(shí)可以傳播,但智慧只能啟迪?!靶履茉磁c可再生能源”這門課程的設(shè)置不僅是傳遞基礎(chǔ)理論以及新技術(shù)的開發(fā)和利用,更深層次的意義在于傳播一種哲學(xué)思想,即能源、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)和諧發(fā)展,并指導(dǎo)相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和推廣。
信息科技化越來(lái)越強(qiáng)的今天,在大學(xué)里進(jìn)行深造學(xué)習(xí)的學(xué)生多為00 后,信息的獲取渠道也更加多元化。傳統(tǒng)的授課模式對(duì)學(xué)生吸引力不大,導(dǎo)致學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性不高,主動(dòng)性較差。學(xué)生在獲取新知識(shí)、練習(xí)新技能的積極性上存在較大差異。因此,在傳統(tǒng)授課的基礎(chǔ)上,針對(duì)動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生應(yīng)該增加實(shí)踐課程,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如:設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂,讓學(xué)生變成老師,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,專家講座講授最前沿知識(shí),帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀感受,激發(fā)學(xué)生對(duì)新能源和可再生能源應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生了解并掌握相關(guān)知識(shí)與技能。
本門課程屬于工科專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科,不僅要在授課的過(guò)程中揭示規(guī)律,還要將成果物化作為目標(biāo)之一,面對(duì)并解決應(yīng)用型工程技術(shù)專業(yè)的實(shí)際需求。
近年來(lái)信息化發(fā)展加速,對(duì)師生的信息化素養(yǎng)提出了較高的要求,尤其是線上教學(xué)對(duì)信息化素養(yǎng)與教學(xué)內(nèi)容的深度融合提出了新的要求,這其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就包括如何提升師生的信息化素養(yǎng)。而教師的信息化素養(yǎng)又成為信息化實(shí)施的關(guān)鍵因素,其信息技術(shù)素養(yǎng)的水平高低,將會(huì)影響學(xué)生利用信息化優(yōu)勢(shì)資源和學(xué)習(xí)的手段,繼而會(huì)影響教學(xué)效果。教材內(nèi)容存在滯后性,這就需要教師搜集前沿科技知識(shí)、時(shí)刻關(guān)注科研領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。提升教師信息化素養(yǎng),不僅要求教師的教學(xué)素材要跟得上新技術(shù)的發(fā)展,更要求教師將新知識(shí)在教學(xué)實(shí)踐中邊學(xué)邊用,以用促學(xué),教師要提高自身綜合分析和利用信息的能力,發(fā)展信息化教學(xué)技能,將現(xiàn)代信息化教學(xué)技術(shù)與課程相融合,真正實(shí)現(xiàn)專業(yè)的育人效果。
提升教師信息化素養(yǎng)是關(guān)鍵,但信息化素養(yǎng)的提高也對(duì)學(xué)生提出更高要求,通過(guò)教師引領(lǐng),在課堂上教授新知識(shí)、傳遞前沿科技方向的相關(guān)內(nèi)容,在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生對(duì)新能源與可再生能源這一領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生了解并掌握信息技術(shù)知識(shí)和技能,提升學(xué)生獲取、加工和利用信息的能力,教育學(xué)生明辨各種問(wèn)題,真正成為具有較高信息素養(yǎng)的專業(yè)技術(shù)人才。
“新能源與可再生能源”應(yīng)制定更合理的教學(xué)大綱,在教學(xué)內(nèi)容的編排上更加科學(xué)合理,在教學(xué)模式上采用多元化教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的模式。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中理論抽象、難懂的問(wèn)題,應(yīng)適當(dāng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行加工編排。在教學(xué)過(guò)程中添加“新能源與可再生能源”課程相關(guān)的趣味視頻、新能源應(yīng)用案例展示分析、可再生能源工程技術(shù)前沿講座、趣味實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)觀摩等,讓學(xué)生更直觀地感受了解所學(xué)內(nèi)容,以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索“新能源與可再生能源”這門課程的興趣。同時(shí),在課堂教學(xué)中通過(guò)引入新能源實(shí)施案例、世界可再生能源著名建筑、開展可再生能源新技術(shù)小講座等形式將教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)化??s減考試成績(jī)所占比例、增加課堂、實(shí)踐學(xué)習(xí)和課后作業(yè)所占的成績(jī)比例,鼓勵(lì)學(xué)生增加課下自主學(xué)習(xí)的時(shí)間,多渠道獲取前沿資訊。
教師針對(duì)前述問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),遵循從教學(xué)內(nèi)容出發(fā)分析學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解程度,在此基礎(chǔ)上優(yōu)化教學(xué)方式的思路。在教學(xué)內(nèi)容上,首先呈現(xiàn)給學(xué)生的是新能源與可再生能源的概念和分類,這部分學(xué)生認(rèn)知以感性認(rèn)識(shí)為主,教學(xué)形式上也多采用直觀情景呈現(xiàn),隨后進(jìn)入到新能源關(guān)鍵技術(shù)和原理基礎(chǔ)理論分析,屬于學(xué)科基礎(chǔ)理論與細(xì)分專業(yè)知識(shí),在教學(xué)上將采用理論講授、案例分析、專家講座,科研前沿結(jié)合的方式,進(jìn)入關(guān)鍵技術(shù)與方法的教學(xué),進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)環(huán)境與材料思維方式與能力的目的。
基于布魯姆教育目標(biāo)區(qū)分的層次設(shè)置本門課程的教學(xué)目標(biāo),首先是認(rèn)知與態(tài)度,要求學(xué)生明確學(xué)習(xí)和研究新能源與可再生能源的必然性與重要性、理解能源、材料與環(huán)境相互作用關(guān)系的基本內(nèi)涵;在此基礎(chǔ)上掌握知識(shí)與技能,即掌握可再生資源關(guān)鍵技術(shù)方法的機(jī)理及應(yīng)用、熟悉主要能源的分類、應(yīng)用及發(fā)展以及與環(huán)境領(lǐng)域關(guān)聯(lián)的知識(shí)和方法;最后在能力與創(chuàng)造方面進(jìn)行升華,從而能夠?qū)ⅰ靶履茉磁c可再生能源”理念推廣到其他領(lǐng)域、學(xué)會(huì)從能源和環(huán)境學(xué)角度分析解決現(xiàn)有能源與環(huán)境問(wèn)題。
采取線上線下混合模式教學(xué),融合實(shí)踐教學(xué)模式,例如設(shè)置專家講座、案例分析、翻轉(zhuǎn)課堂、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等多樣化教學(xué)模式。線上教育平臺(tái)的最大優(yōu)勢(shì)在于打破了學(xué)校與學(xué)校之間的壁壘,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享,學(xué)習(xí)方式上也打破了時(shí)間和空間的局限,并且可以和不同學(xué)生及教師進(jìn)行在線交流和學(xué)習(xí)。在線上學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的過(guò)程中,針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)設(shè)置任務(wù),在提出目標(biāo)、設(shè)置問(wèn)題、分析解決方案、自我測(cè)評(píng)和線上測(cè)驗(yàn)等環(huán)節(jié)中,鍛煉學(xué)生的基本自我認(rèn)識(shí),規(guī)劃學(xué)習(xí)任務(wù)。在這一過(guò)程中,有效激發(fā)學(xué)生的積極主動(dòng)性,同時(shí)增強(qiáng)本課程學(xué)習(xí)的目的性。
從學(xué)科交叉視角出發(fā),選取新能源與可再生能源發(fā)展過(guò)程中的經(jīng)典案例和生產(chǎn)生活實(shí)踐中的實(shí)際應(yīng)用案例,深入剖析案例背后所涉及的基本原理與關(guān)鍵技術(shù)。定期邀請(qǐng)專家舉辦講座,講授最新科學(xué)前沿相關(guān)知識(shí),將課堂學(xué)習(xí)與前沿科技融會(huì)貫通。
依托自身科研工作追蹤新能源材料前沿研究成果,選擇契合章節(jié)主題的相關(guān)成果進(jìn)行介紹,選擇熱點(diǎn)話題或代表性研究團(tuán)隊(duì)作為課后作業(yè),鍛煉學(xué)生文獻(xiàn)整理分析與自主學(xué)習(xí)研究問(wèn)題的能力。設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂,由教師引導(dǎo),以小組為單位選擇某一具體環(huán)境問(wèn)題,通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研分析,制作PPT 并進(jìn)行匯報(bào)。這一過(guò)程的設(shè)置,既能檢驗(yàn)學(xué)生分析并解決問(wèn)題的能力,又能升華已獲得的知識(shí),使學(xué)生真正參與到課堂學(xué)習(xí)中,進(jìn)而提高課堂學(xué)習(xí)效率,真正掌握新能源與可再生能源的相關(guān)原理和技術(shù)。走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并動(dòng)手操作,加深理論知識(shí)認(rèn)識(shí)的同時(shí)近距離直觀感受實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,深刻理解有關(guān)知識(shí)并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
針對(duì)特定教學(xué)內(nèi)容選取合適的課程思政素材進(jìn)行有機(jī)融合,力求“授業(yè)而傳道”,教授專業(yè)知識(shí)的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的生態(tài)環(huán)境觀,養(yǎng)成質(zhì)疑思辨的科學(xué)精神,以及培養(yǎng)愛(ài)國(guó)情懷、專業(yè)自豪感與責(zé)任感。不止針對(duì)新能源,在學(xué)習(xí)其他知識(shí)時(shí),也要理解為什么、是什么、怎么做,以及從世界角度出發(fā),從限制碳排放的國(guó)際間努力以及中國(guó)碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)、中國(guó)可再生能源發(fā)展的“十二五”規(guī)劃出發(fā),強(qiáng)調(diào)能源和環(huán)境的重要性,在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中將環(huán)保節(jié)能意識(shí)、可持續(xù)發(fā)展的思想滲透到每一章的內(nèi)容學(xué)習(xí)中,逐步培養(yǎng)學(xué)生利用新能源和可再生能源的意識(shí)。
“新能源與可再生能源”課程設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生以已掌握的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ),理解并掌握新能源與可再生能源的相關(guān)技術(shù),了解行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),增強(qiáng)學(xué)生環(huán)保節(jié)能意識(shí),培養(yǎng)出有創(chuàng)新意識(shí)和能力的綜合性專業(yè)人才。在學(xué)習(xí)這門課程的同時(shí),要使學(xué)生真正理解能源更迭是人類文明向前發(fā)展的重要標(biāo)志,而生產(chǎn)力的發(fā)展是內(nèi)在動(dòng)力。
本文對(duì)“新能源與可再生能源”的教學(xué)做了一些分析。課程教學(xué)在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,注重實(shí)踐和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。要有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)大綱和授課計(jì)劃,更符合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)。結(jié)合時(shí)事熱點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀。理解能源材料的概念、內(nèi)涵,能源與環(huán)境的相互關(guān)系,發(fā)展新能源的重要性與必然性,真正認(rèn)識(shí)和尊重這門學(xué)科,最終通過(guò)掌握新能源關(guān)鍵技術(shù)與方法,分析新能源與可再生能源與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。