高?！靶履茉磁c可再生能源”課程教學(xué)探究

劉雁軍

（南京工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

1 背景

“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(kāi)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(shù)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。

2 “新能源與可再生能源”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1 學(xué)科的教學(xué)設(shè)置不合理

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(kāi)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(kāi)發(fā)和推廣。

2.2 授課對(duì)象具有差異化特點(diǎn)

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。

2.3 師生信息化素養(yǎng)有待提升

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。

3 新形勢(shì)下高?！靶履茉磁c可再生能源”課程教學(xué)策略

3.1 按照專業(yè)培養(yǎng)方案需求進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)

“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(kāi)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。縮減考試成績(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。

3.2 積極采用多樣化教學(xué)模式

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。

3.3 將思政元素真正融入課程設(shè)計(jì)

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(shù)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。

4 結(jié)語(yǔ)

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(shù)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。