“能源与环境概论”课程教学方法优化研究

耿李姗　杨涛　王琳

摘 要：“能源与环境概论”是能源与动力工程、新能源科学与工程等专业的入门课，对促进学生了解全球能源与环境发展现状，培养学生节能减排意识以及社会责任感，为后续专业课的学习奠定基础具有十分重要的意义。本文首先分析了课程特点，然后从问题导向、专题模式、翻转课堂、走近科学家、创新实践等五个方面具体阐述了教学方法优化方案，且该优化方案在实际教学中已取得良好的效果。

关键词：能源与环境概论 教学 优化方案 节能减排

一、研究背景

能源与环境是当今世界发展的两大主题，更是关系到可持续发展的重大问题。能源是人类存在与社会发展的物质基础，是经济持续稳定发展和人民生活质量提高的重要保障。环境是人类社会赖以生存的大气、土壤、水、地质和生物等诸多因素的总和，是影响人类安全健康和社会可持续发展的关键要素。“能源与环境概论”课程即是围绕能源利用和环境效益之间的关系，引导学生了解全球能源与环境发展现状、新能源利用技术现状及前景、大气和水污染防治办法等，增强学生的节能减排意识、专业兴趣、社会责任感、职业荣誉感并落实到以后的学习和工作中。该课程在整个专业课程体系中，起到承上启下的作用，巩固先修课程，又为后续专业课程的教学打下基础，同时拓宽了专业的知识面。

因此，在能源短缺、环境污染问题日益凸显的时代背景下，与能源科学、环境科学相关的课程也陆续在各个工科类院校开设，也有了一些研究者开展了相关课程的教学研究。刘迎春等从课堂教学组织和课外活动两个方面分析了如何更好地搞好环境科学与工程导论课程教学改革。[1]王秋颖等从提升教师自身知识体现教学理念、运用多种教学手段及改革评价体系等多角度分析了环境与可持续发展导论课的教学方法。[2]张巧杰等从课程开始的意义、理论教学、实践教学、考核方式等对新能源导论与创新实践课程进行教学改革。[3]陈国杰等从充分发掘关联性、案例式教学、增强网络和多媒体教学及互动课堂教学等方面对能源与环境科学导论提出了教学优化措施。[4]但随着技术的革新，该领域的新知识也层出不穷，对能源与环境概论课程教学改革研究还很不足。本文首先分析了课程特点，课程教学要达到的教学目标与现阶段存在的主要问题，然后从问题导向，启发研讨；专题模式，拓宽视野；翻转课堂，驱动内因；走近科学家，树立新思想；创新实践，以赛促学等五个方面对优化方案进行详细阐述与举例。

二、课程特点

“能源与环境概论”课程是能源与动力工程、新能源科学与工程等专业的入门课，内容涵盖了能源利用过程中各种节能技术，以及实际工程应用中的节能措施，使学生从能源生产环节和能源利用环节清晰地了解能源与环境之间的效应，为交叉学科专业的专业课学习打下良好的基础，其教学目的是使学生了解能源与环境领域的前沿知识，认识到可再生能源利用在环境保护方面的巨大优势，树立正确的可持续发展战略思想。

能源科学与环境科学，既自称体系，又相互交叉，进入新世纪以来，解决能源、环境与可持续发展等问题无法孤立地开展研究和应用，需要借助多学科的理论和方法，能源与环境科学的交叉、集成与综合也是本门课程的特点与难点所在。

该课程的教学存在以下几个难题：1.新开课程，教师缺乏相关经验；2.内容宽泛、知识跨能源、环境、电力、动力、化学、新能源等多学科，对教师备课内容要求高，学生学也容易抓不住重点；3.内容多，学时少；4.考查课，学生无兴趣不重视等。

三、教学具体实施方案

1.问题导向，启发研討

能源与环境概论，作为专业入门课，本就肩负着引导学生走入专业大门的责任。因此，在该课程的教学中变注入式教学为以问题导向的启发研讨式教学，让学生以思考、探知的心态认识专业。在本门课程伊始，就将授课班级的学生进行分组，分固定位置，便于在教学中实施以小组为单位的研讨等环节。例如，在讲第二章温室效应时，如果直接从温室效应的概念讲起，学生首先会觉得这是一个老生常谈的词，听起来不免枯燥，但如果我们提出这样一个社会热点问题，即汽车行业将迎来“国六”新的排放标准，你们怎么看？用这样的问题，引出减排、环保的概念，学生可以通过网络搜索、小组讨论等方式认识“国六”这个新词，从而将社会热点问题与课本上即将讲授的知识联系起来。同时在讲授课本基本知识之余，播放相关视频，例如中科院院士丁仲礼教授在《面对面》节目中讲述国际上减排方案以及各类国家碳排放权的视频，丁仲礼教授犀利的语言，国际化的视角，对学生来说无疑更加权威，更令学生在面对能源与环境问题上，觉得我们就是当事人而非旁观者。问题导向，启发研讨的核心就是激发学生学习的兴趣，变被动为主动，充分体现以学生为主体的教育理念。

2.专题模式，拓宽视野

能源与环境概论，内容覆盖面非常广泛，特别是在可再生能源、核能、节能技术几个章节，知识容量非常大，并且这部分知识具有很强的前沿性，其新技术、新成果发展更替特别快，因此，需要将这些内容按照能源分成多个专题，针对每一个专题从课本知识，延伸到一些拓展知识、行业前沿、实际工程等，从而保证一个专题知识的完整性，打破课本知识的局限性，同时给予几个专题平等性，足够引起学生重视。例如：太阳能光热发电专题、风力发电专题、水利发电专题、地热能的利用专题、核能新时代专题等等。每一个专题从历史讲到前沿，配套能源利用原理性的视频动画、经典工程实例图文并茂、电影纪录片片段、技术宣传片等。专题模式，拓宽视野的核心就是化零为整，将多学科背景的教学与紧跟时代的视野渗透到育人全程。

3.翻转课堂，驱动内因

能源与环境概论，作为概论性课程广而不深，利用翻转课堂，给学生一些展现自我的机会，驱动主观能动性，提升对待课堂的主人翁意识。主要实施方式，是通过指定题目，小组讨论，分工协作，最后以PPT的形式在课堂上做10分钟的汇报讲解。例如，在第一章绪论部分，在讲到“全球八大环境事件”时，为了使同学们深入了解这些典型案例的来龙去脉，给每一个小组分配一个事件，要求各小组协作做出围绕该事件起因-经过-结果-现状的精美课件，并在以后每次课上课前10分钟派一名代表到讲台上来讲。同时，教师做出评价计入平时成绩。翻转课堂，驱动内因的核心就是丰富教学形式，增强学生对课堂的参与性和成就感，真正意义上将“你要学”变为“我要学”。

4.走近科学家，树立新思想

网络时代，全民营销，自媒体铺天盖地，吸引95后、00后大学生的是什么呢？“明星”、“网红”还是“网游”？怎么样以圈粉的形式输送知识，以营销的方式推销知识，这成了教学的新问题。能源与环境概论课程涉及诸多领域，从中选出几个有影响力的科学家，通过在课堂上讲述科学家的事迹，将科学家塑造成为本门课程内容中的“明星”，把课堂变成自媒体平台，传递正能量，为科学家打Call。例如，在讲到水利发电专题时，一定会讲到世界瞩目的“三峡水利工程”，那么探索三峡水利工程背后的故事，就不得不提到中国水利水电专家——潘家铮，通过播放CCTV《人物》的节目视频，带领学生走近科学家，感受科学家身上的优秀品质和精神，从而树立正确的价值观，正确看待学习在人生中的地位。走近科学家，树立新思想的核心就是，将鲜活的人物形象引入课堂教学中，比枯燥的知识更接地气，在网络时代，树立我们专业领域的明星，对学生圈粉，从而在思想上影响学生的学习态度。

5.创新实践，以赛促学

近年来，我国提出“大众创业、万众创新”的口号，因此，在高等教育中也越来越重视创新创业意识的培育。能源与环境概论的课程资源丰富，引导学生做一些与可再生能源利用有关的创新实践项目，从中挑选具有一定可行性的、有社会意义的项目，经过教师指导，参加大学生“挑战杯”、“创青春”、相关专业科技竞赛等，能够起到以赛促学的目的。例如，在实验学时部分，设定一些创新题目，以小组为单位选择一个题目，撰写项目说明书，制作简单模型，教师在整个过程中参与指导。在以往的教学中，本门课程创新实践环节涌现出一些优秀的项目作品，“太阳能暖鞋器”、“太阳能半导体制冷遮阳伞”等，均在省级、国家级大学生科技竞赛中获奖。创新实践、以赛促学的核心就在于将“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念注入到教学中来，让“教育学”不局限在三尺讲台、不局限在教室，而是延伸到实验室、延伸到学生的课余生活中。

结语

能源与环境概论带学生走进能源世界，着眼全球能源结构及保护环境的措施，着重培养学生的節能减排意识，创新实践能力，在我院开设该课程的四年来，随着能源与环境问题的日益严峻，“雾霾”、“新能源”、“绿色环保”等热门字眼活跃在人们的视线，该课程的受众群体在扩大，有能源与动力工程本科专业、新能源利用技术专科专业作为专业必修课学习了该课程，同时也有汽车营销、二手车资产评估、食品检验、动物科学等非相关专业作为公共选修课学习了该课程。那么，通过问题导向，启发研讨；专题模式，拓宽视野；翻转课堂，驱动内因；走近科学家，树立新思想；创新实践，以赛促学等教学手段的不断完善，该课程满足了学生对能源科学和环境科学的好奇心，同时也激发了学生探索未知的兴趣，教学优化效果明显，将知识性与娱乐性、参与性与主导性融为一体，学生的主动性和自觉性明显提升。

参考文献

[1]杨迎春，刘盛余.“环境科学与工程道理”课程教学改革研究[J].中国电力教育，2013，（10）：146-147.

[2]王秋颖，吕锡武，吴磊，魏家泰.“环境可持续发展导论”教学方法研究[J].东南大学学报，2010，（12）：223-225.

[3]张巧杰，白连平.“新能源导论与创新实践”教学体会与实践[J].中国电力教育，2012，（27）：59-60.

[4]陈国杰，涂敏，胡艳，罗清海，周立峰.“能源与环境科学导论”课程教学优化研究[J].教育教学论坛，2016，（32）：182-183.

作者简介

耿李姗（1987.8—），女，汉族，籍贯：河南省新密市，助教，现任职于河南牧业经济学院，主要研究方向为：能源应用及强化传热。