“新能源技术与应用”教学改革与实践

张保生?陈宁?袁隆基

摘要：基于专业素养课“激发专业兴趣、拓展专业视野、强化专业素养”的培养目标，以“新能源技术与应用”为例，针对能源动力类专业素养课的特点，构建了新的教学模式，包括课程内容的广泛性和前沿性建设、教学手段的多样性构建、会话式教学氛围的营造、基于团队合作的项目训练计划、基于过程的多元评价体系的构建，获得了较好的教学效果。

关键词：教学法；能源动力类；专业素养课

作者简介：张保生（1978-），男，山东金乡人，中国矿业大学电力工程学院，副教授；陈宁（1970-），男，河北青县人，中国矿业大学电力工程学院，教授。（江苏 徐州 221116）

基金项目：本文系中国矿业大学课程建设与教学改革项目（项目编号：2001264）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0052-02

专业素养教育是在20世纪末提出并着重探索的教育思想，主要倡导再学习与创新能力培养，适应知识经济时代对人才“宽口径、厚基础、复合型”的要求。[1，2]

能源动力类专业主要培养在能源利用和环境保护领域具有扎实的理论基础和较强实践创新能力的人才，以满足社会对该学科领域的教学、科研、工程技术、经营管理等各方面的人才需求，即培养具有较高能源动力专业素养的高级专门人才。[3]

国内著名高校在能源动力类专业培养方案中均开设了类似“新能源技术与应用”的专业素养课程。如清华大学开设了“可再生能源及其利用技术”，选修课，32学时；浙江大学开设了“能源与环境技术进展”和“新能源”，选修课，均为32学时；上海交通大学开设了“能源与可持续发展”，选修课，36学时；天津大学开设了“能源与环境”，选修课，32学时；华中科技大学开设了“节能与环境”，必修课，32学时；哈尔滨工业大学开设了“能源概论”，选修课，20学时；东南大学开设了“新能源与新发电技术”，选修课，32学时；中国矿业大学开设了“新能源技术与应用”，必修课，32学时。

一、专业素养课的特点

专业素养课以素质教育为出发点，以“激发专业兴趣、拓展专业视野、强化专业素养”为目标，[4]通常具有以下特点：第一，从课程内容来看，知识点多而新，涉及领域广。专业素养课通常涉及知识点十分广泛，既有能源知识，又有节能和环保知识；既包括煤、石油、天然气等传统能源，又包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能、核能、天然气水合物等新能源；既涉及热能、机械、物理、化学、生物等自然科学领域，又涉及政治、法律、伦理等社会科学领域。而且，很多都是近十几年甚至近几年才提出和发展起来的新理论、新技术。第二，从教学方法来看，需要多样性的教学手段。以课堂讲授为主的教学手段已经不能适应专业素养课的课程内容特点，必须与其它教学手段有效结合。第三，从教学评价来说，需要多元的成绩评价体系。专业素养课的课程内容特点和教学手段的多样性必然需要多元的成绩评价体系，通常的“总成绩=平时成绩+试卷成绩”这种单一的评价方法已经不能满足专业素养课的教学评价需要。

二、专业素养课教改模式

1.备课阶段：课程内容的广泛性和前沿性建设

基于“激发专业兴趣、拓展专业视野、强化专业素养”的课程培养目标，在备课阶段注重课程内容的广泛性和前沿性，特别是趣味性。

既要包括能源知识，也要包括节能环保减排知识；既要包括常规能源，也要包括新能源与可再生能源；既要包括理论和技术，也要包括法律、政策和伦理；既要包括成熟技术，也要注意补充该领域的热点和前沿问题。

同时，注意补充一些趣味性的知识点，例如：在太阳能一章补充“鸟巢”太阳能系统和太阳帆飞船的知识，在风能一章补充最新的螺旋贝壳风力发电，在生物质能一章补充乙醇汽车知识，在氢能一章补充燃料电池汽车，在洁净煤一章补充水煤浆和地下煤气化知识，在节能减排一章补充哥本哈根国际气候会议知识。

2.课堂教学阶段：教学手段的多样性构建，会话式教学氛围的营造

一方面，由于专业素养课内容涉及领域广，知识点密集而不深，因此比较适合采用灵活多样的方式进行教学。在教学过程中，除采用常规的课堂讲授方法外，将课堂讨论、视频展示、图片展示、表格对比、研究报告、项目训练等各种教学手段有机结合，可大大激发了学生的學习兴趣和课堂注意力，取得了较好的教学效果。

另一方面，专业素养课内容很新，很多都是近十几年甚至近几年才提出和发展起来的新技术，学生的学习兴趣比较浓厚，因此应尽可能地采用师生互动的方式，营造一种会话式教学氛围，激发学生的学习热情。[5]如可设计一些学生感兴趣的热点话题，引导学生展开谈论，例如：太阳能发电的“阴影”；风能的未来；煤炭的未来；可燃冰是否可以拯救世界能源危机；在中国取代煤炭地位能源；中国发展核能的利与弊。

3.课下作业阶段：基于团队合作的项目训练计划

一方面，专业素养课的很多内容十分适合开展一些科学制作，如太阳能热水器、太阳能海水淡化器、斯特林发动机、风力发电等。这样既可以激发学生的学习兴趣，又可以增强学生的动手能力，加深对理论知识的理解。

另一方面，专业素养课的内容涉及能源动力工程的各个领域，极大拓宽了学生的专业视野和就业视野。学生十分希望了解自己将来就业方向的基本情况，如火电厂 、垃圾焚烧电厂 、太阳能、风能、核电站等机组容量和分布情况。

为此，构建了科学制作和调研报告两类基于团队合作的项目训练计划。项目训练计划的原则是：自由组团，分工协作；自主选题，规范格式；风险共担，成果共享。学生3～5人自由组成一个团队，每个团队公推队长1人，以团队为单位开展工作。各团队可以根据兴趣自由选择题目，同时为了得到科学、系统的训练，各团队还需遵循一定的格式和规范，如科学制作应包括项目名称、团队名称、团队成员、设计原理、设计方案、器件材料、制作过程、使用说明、效果检验、作品展示和心得体会，调研报告需包括项目名称、团队名称、团队成员、调研对象、调研意义、调研方案、调研结果、心得体会和调研详表。项目训练计划的成绩评定以团队为对象，团队成绩即为个人成绩，从而培养学生的团队意识。

4.成绩评定阶段：基于过程的多元评价体系的构建

综合考虑点名成绩、课堂互动成绩、项目训练计划成绩、考试成绩等因素，构建一种基于教学过程而不仅仅是考试成绩的多元评价体系。[6]这样一方面可以对学生学习效果进行更准确的评价；另一方面可摒弃学生“平时不学，考前突击”的恶习，使学生在学习过程中掌握、积累知识和技能。

采用项目答辩的形式评定项目训练计划成绩，即采取“项目负责人陈述、同学质疑、教师点评”相结合的方法进行评价，学生参与热情很高，取得了很好的效果。

经过师生讨论，本着引导学生学习主动性和创新积极性的原则，确定成绩分值构成为：点名成绩10分+课堂互动成绩20分+项目训练计划40分+考试成绩30分=100分。

三、专业素养课教改实践

经过专业素养课教改模式的构建和实施，基本达到了“激发专业兴趣、拓展专业视野、强化专业素养”的课程培养目标，尤其是基于团队合作的项目训练计划大大激发了学生的学习兴趣，取得了很好的教学效果，如表1和表2所示。由团队名称来看，充分反映了当代大学生的蓬勃朝气和参与热情，其中百合团队以极大的热情同时参与了科学制作和调研报告。从科学制作作品名称来看，涉及太阳能光热转换、太阳能光电转换、海洋能、风能、热力装置等领域；从调研报告名称来看，涉及火电厂、垃圾焚烧电厂、太阳能、风能、核电站等行业。因此，充分反映了学生广阔的专业视野和就业趋向。

四、结论

针对能源动力类专业素养课的特点，以“新能源技术与应用”为例，构建了新的教学模式，包括课程内容的广泛性和前沿性建设、教学手段的多样性构建、会话式教学氛围的营造、基于团队合作的项目训练计划、基于过程的多元评价体系的构建，达到了“激发专业兴趣、拓展专业视野、强化专业素养”的课程培养目标，可为其它专业类似课程的建设和改革提供借鉴。

参考文献：

[1]钟秉林，董奇，葛岳静，等.创新型人才培养体系的构建与实践[J].中国大学教学，2009，（11）：22-24.

[2]高丽丽，史琳.能源动力专业人才培养的探索与实践[J].中国电力教育，2008，（120）：119-121.

[3]陈德新，王玲花，李君.热能与动力工程专业本科人才培养方案探讨[J].华北水利水电学院学报（社科版），2004，20（3）：83-86.

[4]唐一科.高校人才培养模式的改革与实践创新[J].中国高教研究，2003，（1）：39-41.

[5]李勇，劉辉，董薇，等.能源动力类专业学生“研究性、探究性”学习情况的调查分析[J].中国电力教育，2009，（18）：103-105.

[6]张昊春，王洪杰，阮立明，等.累加式考试方法在能源动力类课程中的应用[J].中国电力教育，2011，（12）：183-184.

（责任编辑：王意琴）