海洋可再生能源课程教学改革中几个问题的思考

荆丰梅　张亮

摘要：21世纪以来，面对常规能源日益枯竭、环境恶化的局面，作为清洁无污染的海洋可再生能源，越来越成为各国研究的热点。结合海洋可在生能源课程教学改革中的若干问题，探讨教材、多媒体、实验资源以及学研结合在课程建设中的作用，从而提高海洋可再生能源课程的教学水平。

关键词：海洋可再生能源课程 教学改革 大学生

海洋可再生能源是海洋工程学科领域的重要分支。课程的目的是为船舶与海洋工程专业的本科生建立包括潮汐能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能和海上风能等相对完整的海洋可再生能源及其开发利用的基础概念和知识体系，为学生从事海洋工程相关学科与工程领域的科学研究、工程设计与技术管理打下良好的基础。

一、海洋可再生能源课程的特点

海洋可再生能源概论是船舶与海洋工程专业一门很重要的专业课程，是在可持续发展的思想推动下发展起来的一门新学科，是在人类产业活动与环境和资源的对立日益加剧的背景下产生的。该课程具有特点如下：

1.内容广泛

海洋可再生能源通常指海洋中所特有的依附于海水的可再生自然能源，即潮汐能、潮流能、波浪能、海流能、温差能、盐差能以及海洋风能。按照能量储存形式分类，海洋能可分为机械能（包括潮汐能、潮流能、波浪能以及海上风能）、热能（温差能）和物理化学能（盐差能）。针对不同的能源开发利用，不管是成因、工作原理、技术特征、实验及应用情况都具有各自的特点。因此，海洋可再生能源需要系统地阐述各种能源，在教学中向学生全面详尽的阐述每一种海洋能源的特点，研究现状及未来发展趋势。

2.多学科交叉

海洋可再生能源利用是一门多学科综合技术，包括海洋环境学、流体力学、机械设计、海洋工程、电工基础、物理和化学等。通过学习，使学生将已学过课程有机的结合起来，了解并掌握海洋可再生能源的生成、特点和海洋能转换原理与发电系统设计的基础方法，提高创新思维和多学科知识的综合与应用能力。以潮流能利用为例：第一，潮流能电站载体设计属于海洋工程学科研究范畴。第二，水轮机的水动力性能是研究潮流能发电装置非常重要的环节，其归属于流体力学专业学科的研究范畴。第三，水下密封是潮流发电装置所面临的难题，归于机械工程专业学科研究的范畴。第四，电能变换与控制系统涉及电站能否安全可靠运行的问题，其属于电气工程专业学科研究范畴。因此，讲授海洋可再生能源课程需要任课老师具有合理的知识结构以及相关理论基础；同时，学科交叉的特点使得海洋可再生能源的受众面也可以是不同专业和背景的人员。

二、当前海洋可再生能源课程教学存在的问题

海洋能以其总蕴藏量大，可永续利用，绿色清洁等特点，成为我国能源战略的重要组成部分。目前很多高校开设了海洋可再生能源的课程，课程除了面对船舶与海洋工程专业的本科生，其他专业的学生也可以选修，授课以课堂讲授与实验室参观为主。授课过程中存在的问题：

1.课本知识体系与时俱进不足

海洋可再生能源的开发利用并不是新生事物，只是在过去的很长时间里，由于技术与经费的限制，发展较为缓慢。在近十年里，许多国家政府的使用了政策工具，以确保新技术的投资。在国家激励措施的导向下，海洋能开发利用如雨后春笋迅速发展，新技术、新方法源源不斷地涌现出来。海洋可再生能源课程教材的内容与理论体系需要不断的更新，国内关于海洋能的书籍很多，但是大部分属于科普性质或者能源概述方面，而设计海洋能开发利用理论与技术方法的研究类参考书较少，因而在授课过程中，不断的完善补充新内容与新技术，使学生掌握完善的理论知识并且了解国内外最先进的技术与方法，是非常重要的。

2.实践认识不足

马克思基本原理阐述道：一个正确的认识常常是通过实践——认识——再实践，多次反复才能完成。对与海洋可再生能源知识的学习也是这样的一个反复认知的过成。目前课程相关基础知识以及技术的传递主要是通过课堂讲授的方式。包括潮流能，波浪能，潮汐能以及海上风能等海洋能开发装置都远离海岸，采用不同的载体形式（漂浮或固定于海底）在工作海域运行。因而，学生很难有机会到实地去考察，产生直观认识，因而不免存在实践认识不足的问题。

三、建立多媒体立体化教学模式是保证教学效果的手段

针对课本知识体系不能与时俱进以及实践认识不足的问题，建立多媒体立体化教学模式，保证教学效果。以课程为单元，以教学资源为平台，充分尊重学生的主体地位和个性发展，使学生在知识、能力、素质方面有机的融合，动用所有的教学要素，建立立体化以及全方位的融合学习与创新为一体的教学模式。

1.引入英文教材，培养学生自学能力

海洋可再生能源开发是目前国际研究热点，属于世界前沿课题，新成果的更新效率很高。为了培养学生的自学能力，培养学生主动学习的兴趣，我们在教学材料上融入英文教材，例如，海上风电类书籍xx作者，offshore wind；作为课程的补充和延伸资料，在专题讨论环节，给定关键词，让学生通过学校图书馆检索下载国际最新的研究成果，翻译并总结部分内容，开拓知识。

2.引入录像、Flash、Powerpoint等媒介资源，培养学生理解能力

信息时代使得学生获取知识的途径更加广泛与快捷，因而在教学过程中，引入录像、Flash、Powerpoint等媒介资源，使课程难点“分而治之，化繁为简”。在教授海洋能资源特性的部分，引入相应的图片辅助解释，比如，潮流能与潮汐能成因部分，通过太阳、月亮与地球三者位置图片，阐述望、朔以及上下弦空间位置三者之间引力作用。可以通过海洋中的涨潮与退潮录像来提高学生潮流与潮汐的感官认识。对录像的播放采用多次播放再讲解，分段播放同时讲解相结合的方式，通过录像建立起对这些物理现象清晰的概念。采用Flash清晰的演示了潮流能垂直轴水轮机与水平轴水轮机工作原理的差别。通过播放教学录像与Flash软件，可以解决很多复杂的难以用语言清晰表达的教学难点。采用Powerpoint简洁明了的表明知识体系，重要概念，图标等，让学生方便查阅整理。

3.参观创新实验，培养学生创新能力

实验室是实施素质教育和创新教育的摇篮，是培养学生具有正确思维方式、严谨工作作风、训练动手能力与创新能力的基地。以船舶工业、海军装备、海洋开发及核能应用为特色的“三海一核”学科领域是我校的支柱学科，具有良好的工作环境、实验条件和学科条件。学生通过参观深海工程实验水池、船模拖曳水池、循环水槽了解海洋能开发环境；通过参观是模型，直观认识海洋能模型装置。这样做的目的主要是为课程本身服务、为专业学科服务、为培养创新人才、为学生个性化服务。

4.基于科研丰富教学内容，培养学生兴趣

为了弥补学生实践认识不足的问题，在教学中采用基础知识与科研相结合的方式。学生对海洋能的研究现状以及应用前景表现出极大的兴趣，因而在知识的讲授过程除了普及基本概念，基础知识之外，还必须要把海洋能的应用清晰的描述出来。建议任课老师具有从事海洋能开发利用的科研基础，在授课过程中融合科研遇到的科学问题，清晰的概括目前海洋能的研究现状以及全面地描述其应用前景，将学生的学习兴趣带动起来。比如，潮流能发电装置，基于载体的不同，可以分为漂浮式、座底式与桩柱式。结合科研项目给出三种不同类型装置的特点及应用范围，辅助有相应科研项目的数据、图片及视频资料。这对于调动学生的积极性是非常有益的。

四、展望

虽然我们正在努力进行海洋能可再生能源课程建设，但由于自身条件所限仍然存在很多问题需要改进：

1.加强网络建设

通过网络建设，实现资源共享、信息发布与师生互动等，但是网络资源的更新与维护需要一定人力和物力，因而需要对网站建设进行提前的规划。

2.加强雙语教学

双语教学是未来课程发展的必然趋势，因而需要对教学方法、教学理念，教学效果进行深入的研究，建设双语教材。

参考文献：

[1]施晓文，吴峰.对《产业生态学》课程教学改革的若干思考.教育教学论坛，2014，（43）：99-101.

[2]谢桂华.改革开放30年我国学位与研究生教育的历史性跨越.中国高教研究，2008：（12）.

[3]张亮，李云波，荆丰梅.流体力学精品课程建设中的问题研究.哈尔滨工程大学学报，2010，（76）：20-22.