蘭偉 謝二慶

摘 要： 能源是人類社會存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎。傳統(tǒng)化石能源面臨枯竭，同時能源消耗給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重破壞，新能源可有效改變能源結(jié)構(gòu)，增加能源供應量，因此受到國家高度重視。以通識教育選修課形式在大學開設《新能源技術》課，給大學生普及新能源知識，開展新能源教育具有重要作用和意義。由于課程自身特點、課時限制和授課對象專業(yè)背景差異等因素，我們在課程教學模式上進行了探索性改革，目的在于讓不同專業(yè)背景學生群體都能受益，取得理想的教學效果，并為學生就業(yè)選擇和學業(yè)深造提供適當參考。

關鍵詞： 新能源；選修課；教學模式改革；大學生

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7615（2018）06-0089-03

DOI：10.15958/j.cnki.jywhlt.2018.06.018

能源是人類社會存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎，在國民經(jīng)濟中占據(jù)著特別重要的戰(zhàn)略地位。隨著科技不斷進步、社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展，人類對能源的需求越來越大，全球尤其是發(fā)展中國家的能源需求增速更快，但是傳統(tǒng)不可再生能源面臨枯竭，因此能源短缺問題日趨嚴峻。大量化石能源消耗同時給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重破壞，給國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略造成沉重壓力。中國目前能源供需矛盾尖銳，能源結(jié)構(gòu)仍是以傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣為主，其他新能源為輔。新能源是除傳統(tǒng)化石能源之外的其它可再生能源[1]，包括太陽能、風能、氫能、核能、生物質(zhì)能、潮汐能、地熱能等。發(fā)展和推廣新能源技術不僅可以改變現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)，增加能源供應量，還可以有效保障國家發(fā)展戰(zhàn)略順利實施。近年來，隨著國家對新能源的重視，投入力度不斷加大，新能源技術發(fā)展非常迅速。為應對新一輪產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，主動服務國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展重大戰(zhàn)略實施，支撐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，迫切需要復合型科技人才，特別是培養(yǎng)新工科高層次人才顯得尤為重要。在傳統(tǒng)理科見長的綜合研究型大學，如蘭州大學，學生基礎理論扎實，但是知識應用能力相對薄弱，因此有必要為學生開設《新能源技術》通識教育選修課，普及新能源知識，開展新能源教育，提升學生的科學素養(yǎng)與能力。這對于培養(yǎng)符合國家發(fā)展戰(zhàn)略需要的復合型科技人才具有重要作用和意義。

一、課程教學理念與目標

隨著中國現(xiàn)代化和經(jīng)濟實力的日益強大，國際社會影響力逐漸提升，國家需要具有寬廣的國際視野、扎實的專業(yè)基礎知識，開拓進取的創(chuàng)新能力的科技人才。作為人才培養(yǎng)的主體，高校肩負了主要責任。在傳統(tǒng)理科見長的綜合研究性大學，基于學生特點有必要通過通識教育選修課的方式，拓寬學生的知識面，將基礎與應用并重，促進學科交叉，提高科學素養(yǎng)與能力，以滿足國家對高水平新工科人才的需要。

《新能源技術》是一門科學素質(zhì)教育選修課，圍繞國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，普及新能源知識，使大學生了解新能源技術的基本科學原理、發(fā)展現(xiàn)狀、科學前沿和未來發(fā)展趨勢[2]，并為有志于將來從事新能源相關工作和研究的同學提供參考。

二、課程教學內(nèi)容與教學特點

通過本課程的學習使學生了解目前能源消費結(jié)構(gòu)、新能源技術的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，重點掌握太陽能利用的三種類型，包括光利用，熱利用，光化學利用。光利用方面，主要掌握光伏發(fā)電的基本原理，各類太陽能電池的結(jié)構(gòu)、制備技術、發(fā)電系統(tǒng)和科學前沿問題。熱利用方面，主要掌握太陽能熱發(fā)電技術的基本原理和幾種不同形式的熱發(fā)電系統(tǒng)；光化學利用方面，了解光化學反應的基本原理和前沿技術問題，如光催化降解、產(chǎn)氫、還原等技術的現(xiàn)狀和存在的問題。掌握風力發(fā)電的基本原理、風機的結(jié)構(gòu)與類型，中國風力資源利用的現(xiàn)狀與存在問題。掌握電能儲存技術的類型和特點，包括電池和超級電容器的基本原理，優(yōu)勢與不足、發(fā)展前沿和面臨的技術難題。熟悉核能利用的兩種類型重核裂變與輕核聚變的原理，核電站用反應堆發(fā)電的種類，核泄漏的危害。熟悉氫能、地熱能、生物質(zhì)能、潮汐能等發(fā)電[3]的基本原理、利用現(xiàn)狀和存在的技術問題等。其教學特點主要體現(xiàn)為如下幾個方面。

其一，教學內(nèi)容涉及面廣。新能源涵蓋范圍較廣，包括太陽能、風能、氫能、核能、生物質(zhì)能、潮汐能、地熱能等。由于各個國家尤其是發(fā)達國家非常重視，大量資金投入和政策支持，新能源發(fā)展相當迅速，新技術不斷涌現(xiàn)，而且產(chǎn)業(yè)化程度越來越高，因此該課程教學內(nèi)容更新速度較快，這給授課老師的教學準備工作帶來了挑戰(zhàn)，要求老師及時掌握科學前沿進展和產(chǎn)業(yè)動態(tài)，不斷補充更新完善教案和PPT內(nèi)容。

其二，課程內(nèi)容理論性強。新能源技術屬于多學科交叉課程，主要涉及物理、化學、生物、材料等。課程內(nèi)容理論比較強，譬如太陽能光伏發(fā)電技術，涉及固體物理、半導體物理、電子技術等，這些內(nèi)容一般屬于物理學本科生必修課，理論深且抽象，但是選修通識教育課的大多數(shù)學生沒有基礎知識，且授課學時非常有限，僅36課時，所以老師需要將復雜理論簡化成直觀的簡單圖形，使用通俗易懂的語言把知識點介紹清楚，方便學生理解接受，這是課堂教學中需要重點關注的問題。

其三，選課學生專業(yè)差異大。《新能源技術》是面向全校學生開設的通識教育選修課，選課人數(shù)都在100人以上。選課學生來自不同學院專業(yè)，如物理、化學、生物、材料、信息等專業(yè)，甚至包括文科院系專業(yè)學生，所以學生知識背景差異非常大，如何將新能源技術的教學內(nèi)容，尤其是基本原理講授清楚，方便不同專業(yè)背景同學都能接受是教學環(huán)節(jié)的難點和重點。

三、課程教學方式

《新能源技術》屬于交叉科學類課程，教學內(nèi)容涉及面非常廣，包含復雜的理論基礎知識，實在的科技產(chǎn)品，還有科學前沿問題，而且授課對象為全校不同專業(yè)背景的大學生，在短短36課時教學過程中全面講授這些內(nèi)容是不可能的，因此需要在教學方法和形式上進行改革創(chuàng)新。采用課堂教學與課下自主學習相結(jié)合的綜合型教學模式，在課堂講授中偏重基本原理及其產(chǎn)品應用的介紹，課下采用任務驅(qū)動式的探索型和研究型自主學習方式，進行過程指導。為了方便老師和學生相互交流，以及過程指導，網(wǎng)絡交流平臺是不可或缺的，譬如微信群、QQ群等。給學生布置調(diào)研類作業(yè)，例如以“硅基太陽能電池發(fā)展狀況”為題目，讓學生自由組合學習小組，根據(jù)不同專業(yè)背景學生的特點，可從不同側(cè)面進行探索型學習調(diào)研，理科背景學生從電池效率提升方面調(diào)研，工科背景學生從企業(yè)技術現(xiàn)狀方面調(diào)研，文科背景學生從產(chǎn)品價格、普及率和老百姓認可度等方面調(diào)研，即同一個題目可以從不同的方面進行調(diào)查研究。充分利用網(wǎng)絡交流平臺，對學生調(diào)研過程給予過程指導，同時方便不同學習小組交流經(jīng)驗、展示調(diào)研報告、PPT內(nèi)容匯報等[4]。這個過程首先鍛煉了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力；其次學生可以從不同背景學習小組的調(diào)研結(jié)果中進行相互學習，共同成長；最后鍛煉了學生的總結(jié)、撰寫和語言表達能力。目前，大學基本上都設立了各種不同類型面向本科生的科研訓練項目，譬如國家級/校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃、

？冑！ 政基金、基地班創(chuàng)新基金等，鼓勵大學生積極申請和參與新能源技術相關的各類科研活動，提高科研參與的積極性，讓學生主動加入老師們的科研團隊，進行新能源技術相關的研究型學習。

四、考核方法改革

作為通識教育選修課，期末通常采用開卷考試方式，最后以出勤率和期末論文兩項按照一定比例給出總成績。在實際教學過程中，我們發(fā)現(xiàn)學生選課積極性非常高，以物理科學與技術學院學生為例，全院一個年級有近一半的學生選修《新能源技術》課。學生上課出勤率也非常高，幾乎沒有缺課現(xiàn)象，這說明大學生非常喜歡該課程。相比出勤率，學生對期末論文的完成情況不是太理想，多數(shù)學生從網(wǎng)上下載資料進行摘抄，缺乏獨立思考再整理。因此有必要采用上述任務驅(qū)動方式，給學生布置調(diào)研課題，由學習小組成員共同完成調(diào)研任務，撰寫調(diào)研報告，并以PPT報告錄制5-10分鐘小視頻，在網(wǎng)絡交流平臺上共享，大家共同學習進步。將調(diào)研成績按照一定比例算入總成績。期末論文內(nèi)容不限，與新能源技術相關即可，采用科技論文模式撰寫成文，通過該過程，鍛煉和培養(yǎng)學生撰寫科技論文的水平和能力。因此，在總評成績中加入調(diào)研成績，降低期末論文比重，使成績更能真實反應學生的學習效果。

五、結(jié)語

在傳統(tǒng)理科見長的綜合研究性大學，面上全校學生開設《新能源技術》通識教育選修課，由于課程自身特點、課時限制和學生知識背景差異大等因素，我們在課程教學模式上進行了探索性改革，將課堂教學與課下自主學習有機結(jié)合，主要目的是讓不同專業(yè)背景學生群體都能通過選修該課程得到收獲，拓寬學生知識面，開展新能源教育，了解科學前沿問題，提高學生的科學素養(yǎng)和能力，同時為學生就業(yè)選擇和學業(yè)深造提供適當參考。

參考文獻：

[1] 鮑俊杰，周藝峰.新能源技術素質(zhì)教育選修課程建設探討[J].廣州化工，2016（44）.

[2] 劉忠，鄒淑云.專業(yè)選修課《新能源發(fā)電技術》的教學研究與實踐[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010（20）.

[3] 高婷，童莉葛，王新立.公共選修課《新能源技術》的教學[J].河北理工大學學報（社會科學版），2006（6）.

[4] 韓楊.復合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下“新能源發(fā)電技術”教學探索[J].中國電力教育，2013（14）.

（責任編輯：楊軍昌）