基于OBE理念的“新能源概論”課程體系構(gòu)建

摘 要 在工程教育專業(yè)認證背景下，秉承“以學生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進”的OBE理念，是確保“雙一流”建設(shè)大背景下人才培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要保障。河南理工大學資源勘查工程專業(yè)在設(shè)立清潔能源勘查方向后首次開設(shè)了“新能源概論”課程，目標是培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)和思想素質(zhì)都過硬的創(chuàng)新型人才，因此亟待建立和完善課程教學體系。文章基于“新能源概論”的課程內(nèi)容和專業(yè)定位，從教學內(nèi)容、教學方法、思政元素和考核評價體系四個方面，結(jié)合授課經(jīng)驗初步建立了該課程的教學體系，旨在培養(yǎng)從事新能源研發(fā)與生產(chǎn)的專業(yè)技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞 新能源概論；課程體系；OBE理念；教學方法；思政元素

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.21.035

The Course System of “Introduction to New Energy” Based on the Concept of OBE

Abstract In the context of engineering education professional certification， adhering to the OBE concept of "student-centered， outcome oriented， and continuous improvement" is an important guarantee for ensuring the achievement of talent cultivation goals in the context of the "Double First Class" construction. The Resource Exploration Engineering major at Henan University of Technology has launched the "Introduction to New Energy" course for the first time after establishing the direction of clean energy exploration. The goal is to cultivate innovative talents with strong professional and ideological qualities. Therefore， it is urgent to establish and improve the course teaching system. Based on the course content and professional positioning of "Introduction to New Energy"， this article establishes a preliminary teaching system for this course from four aspects： teaching content， teaching methods， ideological and political elements， and assessment and evaluation system， combined with teaching experience， aiming to cultivate professional technical talents engaged in new energy research and production.

Keywords Introduction to New Energy; OBE concept; course system; teaching method; ideological and political elements

2016年6月2日，我國成為《華盛頓協(xié)議》正式會員，標志著我國實現(xiàn)了工程教育國際互認的重要目標，國內(nèi)通過工程教育專業(yè)認證的專業(yè)將會得到國際認可。課程體系是工程教育認證考查的重要內(nèi)容，也是一流本科專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容。OBE理念，即“基于學習產(chǎn)出的教育模式”（Outcomes-based Education，OBE），其核心是以學生為中心、以成果為導(dǎo)向、持續(xù)改進。在課程體系建設(shè)過程中始終秉承OBE理念，是確?！半p一流”建設(shè)大背景下人才培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要保障[1-3]。

河南理工大學資源勘查工程專業(yè)為了更好適應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和中原經(jīng)濟區(qū)的高質(zhì)量發(fā)展，實現(xiàn)地質(zhì)類專業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式更替[4-5]，從2022級開始開設(shè)“新能源概論”課程。該課程作為可再生能源領(lǐng)域重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，有助于學生了解新的能源類型及開發(fā)利用方式，為全球“碳減”背景下的知識轉(zhuǎn)型打下扎實的理論基礎(chǔ)。該課程于2023年秋季學期首次開課，在深刻領(lǐng)會理解工程教育認證核心理念的基礎(chǔ)上，對其進行課程體系建設(shè)和完善迫在眉睫。

1 “新能源概論”課程開設(shè)的背景和存在問題

基于當前全球“碳達峰”“碳中和”對綠色低碳能源的需求，資源勘查工程專業(yè)的培養(yǎng)方向由傳統(tǒng)的化石能源勘查轉(zhuǎn)向綠色低碳能源評價與開發(fā)。首先，“新能源概論”課程作為入門課程，其信息量大、涵蓋內(nèi)容廣、技術(shù)更新快，對教師的知識面以及教學能力要求較高。但是高校目前采用的教材更新速度慢，新理論新技術(shù)發(fā)展成果很難全部體現(xiàn)在教材中，這就要求教師在授課時持續(xù)更新和補充教學內(nèi)容。其次，我國當前的高校教師培養(yǎng)模式以專業(yè)教育為主，通識教育教學能力不足[6]。再次，新能源利用技術(shù)具有典型的多學科交叉性[7]，加大了教學難度，比如生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)需要生物學和化學化工基礎(chǔ)理論，這就需要在教學安排上采取“一課多師”的教學模式，各取所長。此外，當前開設(shè)的“新能源概論”缺失實踐教學環(huán)節(jié)，學生對各種新能源技術(shù)的應(yīng)用案例缺乏直觀認識，學習積極性不高。建議后續(xù)教學過程中讓學生走到戶外、走進企業(yè)、走進生活，真正與新能源利用“親密接觸”，感受我國新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

2 “新能源概論”的主要內(nèi)容和專業(yè)定位

“新能源概論”作為資勘專業(yè)清潔能源勘查方向的專業(yè)必修課和核心課程，開設(shè)于大二上學期，內(nèi)容涵蓋當前社會應(yīng)用的各類新能源利用技術(shù)，包括太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能、氫能、新型核能等。通過本課程的學習，可以使學生理解開發(fā)新能源替代化石能源的必要性和緊迫性，了解新能源相關(guān)基本理論、基本知識，掌握對二次能源及新能源的開發(fā)、轉(zhuǎn)換和利用；掌握新能源轉(zhuǎn)換為電能的原理和實現(xiàn)過程，具備一定的工程能力；了解新能源和可再生能源對于能源的可持續(xù)性發(fā)展和社會節(jié)能減排、綠色環(huán)保的重要意義，培養(yǎng)學生建立低碳消費意識；同時掌握新能源相關(guān)政策支持、管理制度、法律文件等。

3 “新能源概論”課程體系設(shè)計

3.1 教學內(nèi)容

本課程教材選用楊天華和王革華分別主編的《新能源概論》，同時參考袁吉仁主編的《新能源技術(shù)概論》。課程內(nèi)容包括太陽能、風能、水能、海洋能、生物質(zhì)能和地熱能等一次能源，以及新型核能和氫能等新型能源或二次能源，從概念、特征與分類、利用原理和應(yīng)用技術(shù)等方面進行闡釋，并輔以應(yīng)用實例，課程內(nèi)容設(shè)計如表1所示。

3.2 教學方法

本課程計劃學時為32個理論學時，首次開課并未包含實踐學時。筆者在授課過程中發(fā)現(xiàn)很多新能源技術(shù)，如風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、光伏發(fā)電等在生活中并不缺乏應(yīng)用實例，如表2所示。如距離河南理工大學不足2公里的河南省首座“光儲充放檢”一體化示范場站，涉及光伏發(fā)電、太陽能電池等多項新能源利用技術(shù)，是理想的實踐基地。學校的野外實習基地——河南省宜陽市錦屏山安裝有大面積的太陽能光伏發(fā)電裝置，是光伏發(fā)電的典型應(yīng)用。黃河小浪底水利樞紐工程和國能?？h生物發(fā)電有限公司分別是水力發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電的典型案例。此外，河南省內(nèi)還有很多新能源技術(shù)企事業(yè)單位，都可以納入實習路線，豐富實踐教學內(nèi)容。

采用啟發(fā)式、案例式、討論式等多種線下教學方法，結(jié)合MOOC、騰訊課堂、云班課、雨課堂等課堂輔助教學工具，將課程包含的多媒體課件、圖片和視頻素材、課堂測試、課后作業(yè)等各種形式的教學資源及時推送給學生，增加與學生互動的方式、頻率和覆蓋面。此外，對于與本專業(yè)背景相關(guān)的知識讓學生提前預(yù)習和自學，總結(jié)某一新能源形式的特征、轉(zhuǎn)化原理，并結(jié)合生活中的應(yīng)用實例作成PPT匯報，由其他同學提問、授課教師點評。以地熱能為例，地熱資源的來源和分類在《地質(zhì)學基礎(chǔ)》中已經(jīng)有初步講解，學生自學并無難度，其結(jié)合應(yīng)用實例進行總結(jié)，并走上講臺展示，再由教師進行點評，學生“自主學、自信講、自由問”，大大提升了學生學習的積極性和深入性，也鍛煉了學生制作PPT的水平和語言表達能力，體現(xiàn)了工程教育專業(yè)認證的 “以學生為中心，學習成果產(chǎn)出為導(dǎo)向”的 OBE理念。

在資勘專業(yè)（清潔能源勘查方向）2022級本科生中開設(shè)的“新能源概論”課程，授課中采用了雨課堂輔助工具，主要用于考勤、測試以及課后作業(yè)布置和課件資源發(fā)布。實踐表明，學生學習積極性高，對授課過程中出現(xiàn)的問題反饋及時，教師在測試后中可及時對高頻、易錯知識點進行講解，并不斷完善課件內(nèi)容，這種課堂互動方式覆蓋到了全體學生，教學效果良好。

3.3 思政元素

“新能源概論”課程信息量大，內(nèi)容與當今科技發(fā)展息息相關(guān)，發(fā)展方向與我國“碳達峰”和“碳中和”的目標完全一致，蘊含了豐富的思政教育元素[8]。比如講解風能和太陽能發(fā)電技術(shù)時，介紹我國近年來的風光發(fā)電產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了從陸地到海上，從高風速到低風速，從“跟跑”跨越到“領(lǐng)跑”，真正實現(xiàn)了“風光世界”，激發(fā)學生科技創(chuàng)新賦能美好生活的自豪感和專業(yè)使命感。以氫燃料電池汽車為例，對比分析我國與發(fā)達國家車載儲氫技術(shù)的差距，勉勵學生認真學好專業(yè)技術(shù)，激發(fā)學生不斷探索的科學精神和努力提高我國科技自主創(chuàng)新水平的志向。新能源的開發(fā)利用還有助于提高我國能源供給的安全性，更加激發(fā)了學生為保障國家能源安全而努力奮斗的專業(yè)使命感和責任感。在實際授課過程中可待挖掘的思政元素還有很多?？傊浴傲⒌聵淙恕睘榻K極目標，從愛國情懷、科學精神、創(chuàng)新思維、使命擔當四個方面，潤物細無聲地將思政元素融入教學的諸多環(huán)節(jié)。

3.4 考核評價體系

傳統(tǒng)的考核方式主要是采取課程學習過程中布置作業(yè)以及結(jié)課后的閉卷考試和讀書報告，無法跟蹤學生學習過程中的實際效果、進行全過程評價。隨著智慧教學工具的使用，很多線上工具可以非常便捷并客觀地評價學生的表現(xiàn)，比如筆者授課過程中使用的雨課堂。目前筆者采用的評價體系為期末考試占60%，平時考勤占10%，過程考核占30%，其中過程考核方式包括平時作業(yè)、課堂提問、章節(jié)測試、PPT匯報等環(huán)節(jié)，考勤和過程考核都借助雨課堂開展，其能夠記錄每一位學生每一次考核的具體情況，考核效率高，數(shù)據(jù)統(tǒng)計更便捷，更能準確客觀地評價學生學習的效果。

4 結(jié)語

“新能源概論”作為順應(yīng)全球能源安全發(fā)展的前沿課程，知識面廣、信息量大、理論和技術(shù)更新速度快，對教師自身知識體系和授課能力要求高，旨在培養(yǎng)從事新能源研發(fā)與生產(chǎn)的專業(yè)技術(shù)人才。本文秉承OBE理念，從教學內(nèi)容、教學方法、思政元素融入與考核評價體系四個方面，結(jié)合授課體會進行了課程體系的初步探索與總結(jié)。在今后的教學工作中，還將繼續(xù)在以上方面進行不斷摸索與完善，力爭培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)和思想素質(zhì)都過硬的創(chuàng)新型人才。

參考文獻

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