摘要:碳達(dá)峰碳中和是世界各國(guó)共同關(guān)注的熱點(diǎn)議題,照明是工業(yè)與民用建筑等眾多領(lǐng)域電能消耗的重要組成部分,在總體電能損耗中占比較大,其碳排放量對(duì)整體碳中和碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要影響?!半姎庹彰鳌笔墙ㄖ姎饧爸悄芑瘜I(yè)的主干課程,是學(xué)生走向工作崗位廣泛應(yīng)用的一門課程,對(duì)“電氣照明”課程進(jìn)行改革,在培養(yǎng)學(xué)生的綠色照明和環(huán)境保護(hù)意識(shí)等方面意義重大。本文從碳達(dá)峰碳中和的背景出發(fā),探討電氣照明課程改革的必要性,并提出一些課程改革探索思路與方案。
關(guān)鍵詞:電氣照明;碳中和;碳達(dá)峰;教學(xué)改革
碳達(dá)峰是指溫室氣體排放量在特定時(shí)期內(nèi)達(dá)到最高點(diǎn)后開始減少。碳中和是指在一定的時(shí)間范圍內(nèi),單位或個(gè)體的碳排放量等于其吸收的碳量,使凈碳排放為零。碳達(dá)峰碳中和是全球各國(guó)共同努力的目標(biāo),對(duì)于減緩氣候變化至關(guān)重要,可減少溫室氣體排放和增加碳吸收,可以降低全球平均溫度上升,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少極端天氣事件的發(fā)生。世界各國(guó)都在努力制定并實(shí)施碳達(dá)峰碳中和的計(jì)劃,通過(guò)推動(dòng)清潔能源、能效提升、森林保護(hù)等措施,為未來(lái)的氣候穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
2020年9月,我國(guó)提出了“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的重大戰(zhàn)略目標(biāo),并將實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”作為國(guó)家未來(lái)長(zhǎng)期的工作重點(diǎn)。2021年7月,教育部印發(fā)《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》,明確要充分發(fā)揮高校基礎(chǔ)研究深厚和學(xué)科交叉融合的優(yōu)勢(shì),加快構(gòu)建高校碳中和科技創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)體系。
照明是工業(yè)與民用建筑等眾多領(lǐng)域電能消耗的重要組成部分,在總體電能損耗中占比很大,照明節(jié)電對(duì)碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要影響?!半姎庹彰鳌笔墙ㄖ姎饧爸悄芑瘜I(yè)的主干專業(yè)課程,是學(xué)生走向工作崗位廣泛應(yīng)用的一門課程,在學(xué)生的專業(yè)框架和知識(shí)體系中具有重要作用。在“雙碳”背景下進(jìn)行“電氣照明”的課程改革,密切貼合現(xiàn)實(shí)背景需求,可使學(xué)生有效掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí),為高質(zhì)量完成“雙碳”目標(biāo)提供強(qiáng)大的人才支撐。
1“雙碳”背景下“電氣照明”教學(xué)的問(wèn)題
目前“電氣照明”教學(xué)上存在教材少、教材陳舊、教學(xué)形式單一等諸多問(wèn)題,而進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),新型光源和燈具不斷涌現(xiàn),照明控制方式日新月異,同時(shí)照明相關(guān)的國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)也不斷更新,現(xiàn)有的教學(xué)條件和教學(xué)方式已不能滿足時(shí)代發(fā)展對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)的需求。課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)生獲取的知識(shí)缺乏系統(tǒng)性,學(xué)生的專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用能力差、實(shí)踐能力薄弱;此外,教學(xué)過(guò)程中,教學(xué)形式較單一,教學(xué)方法較為陳舊,偏重于理論教學(xué),以講授式授課為主,教師講、學(xué)生聽的傳統(tǒng)教學(xué)方法使得學(xué)生的主觀能動(dòng)性受到限制,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)未設(shè)置實(shí)驗(yàn)課,缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)支撐,學(xué)生不能從實(shí)驗(yàn)中得出節(jié)能數(shù)據(jù)對(duì)比,對(duì)于正確選擇光源、燈具和控制方式缺乏系統(tǒng)的概念。
開展“雙碳”目標(biāo)下“電氣照明”的課程改革研究,對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理優(yōu)化、教學(xué)方法進(jìn)行系統(tǒng)改革、考核模式進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在培養(yǎng)專業(yè)技能的同時(shí),深度挖掘提煉專業(yè)課程知識(shí)體系中蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵,探索和實(shí)踐“知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)”有效融合,讓學(xué)生豐富學(xué)識(shí)、增長(zhǎng)見識(shí)、塑造品格,激發(fā)家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng),主動(dòng)對(duì)接國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新對(duì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的需求,為培育滿足“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)展的人才奠定基礎(chǔ)。
2“雙碳”背景下“電氣照明”教學(xué)改革策略
為順應(yīng)形勢(shì)發(fā)展需要,切實(shí)解決課程教學(xué)中存在的問(wèn)題,我們從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等方面進(jìn)行了認(rèn)真探討,將“碳達(dá)峰”“碳中和”理念融入教學(xué)中,使學(xué)生深入理解“碳達(dá)峰”“碳中和”,培養(yǎng)學(xué)生“碳達(dá)峰”“碳中和”理念的科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)踐能力和知識(shí)水平,實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”背景下的人才培養(yǎng)目標(biāo)。
2.1教學(xué)內(nèi)容改革
在“碳達(dá)峰”“碳中和”的背景下,“電氣照明”課程教學(xué)內(nèi)容需要緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐,按照新工科建設(shè)要求,緊緊圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo),準(zhǔn)確把握電氣照明在課程體系中的定位和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的支撐作用,將“碳達(dá)峰”“碳中和”教育貫穿課程教學(xué)全過(guò)程,結(jié)合社會(huì)需求、學(xué)科前沿,將新知識(shí)、新技術(shù)、新理論充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中,在注重電氣照明基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,及時(shí)引入節(jié)能新產(chǎn)品和新技術(shù),牢固樹立節(jié)能理念。
目前教學(xué)中“電氣照明”課程教材可選擇余地小,使用較多的是同濟(jì)大學(xué)俞麗華教師編著的《電氣照明》,該教材是國(guó)內(nèi)第一部專門講授電氣照明的系統(tǒng)教材,內(nèi)容全面,經(jīng)過(guò)2014年第四版修訂,仍是當(dāng)前教學(xué)較為合適的選擇,但該版教材是基于《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB500342013修訂的,至今已有10年,當(dāng)時(shí)的LED光源和燈具尚不成熟,近年來(lái)LED光源和燈具高速發(fā)展,智能燈具和照明控制方式不斷更新,同時(shí)近年來(lái)隨著國(guó)家通用規(guī)范的頒布和公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等的修訂也對(duì)照明節(jié)能等提出了更高的要求,現(xiàn)有教材難以實(shí)時(shí)同步更新,針對(duì)這些問(wèn)題,需要教師在教學(xué)中及時(shí)調(diào)整和補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容,教學(xué)中我們對(duì)于白熾燈、熒光燈、HID燈等傳統(tǒng)光源側(cè)重于介紹傳統(tǒng)光源的發(fā)展歷史和應(yīng)用演變過(guò)程,及時(shí)補(bǔ)充LED光源的技術(shù)參數(shù)及優(yōu)勢(shì);同時(shí)由于傳統(tǒng)光源的更新迭代,相應(yīng)燈具也逐漸被LED燈具所替代,我們從LED燈具的技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)綜合比較LED燈具和傳統(tǒng)燈具的差別,推動(dòng)LED燈具的廣泛應(yīng)用;我們積極引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)中國(guó)照明學(xué)會(huì)官網(wǎng)、照明企業(yè)官網(wǎng)等多種渠道收集光源和燈具資料,并從光源的光效參數(shù)和燈具的效率(效能)等方面作對(duì)比,針對(duì)各類不同場(chǎng)合對(duì)照明的需求選用合適的光源和燈具。
同時(shí)隨著近年來(lái)智能照明控制技術(shù)和智能照明燈具的不斷涌現(xiàn)和更新,傳統(tǒng)照明控制已不能順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求,我們?cè)诮虒W(xué)中及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容并做出對(duì)比分析,以教室、圖書館、商業(yè)等建筑為例,分析不同建筑、不同場(chǎng)所的典型工程應(yīng)用,綜合分析智能照明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征,針對(duì)不同工程的需求,分析智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性,并在實(shí)踐中嘗試應(yīng)用,并通過(guò)調(diào)研綜合比較節(jié)能效果,提高了學(xué)生的工程應(yīng)用能力。
2.2教學(xué)方式改革
2.2.1改變教學(xué)方式
改變簡(jiǎn)單課堂講授形式,將學(xué)生作為知識(shí)傳授過(guò)程中的主體,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的能力,在突出課堂教學(xué)的同時(shí),創(chuàng)新教學(xué)方法,采用互動(dòng)式、研討式、對(duì)比式等多種教學(xué)方法,開展線上線下混合式教學(xué),合理應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段,煥發(fā)課堂生機(jī)活力,并結(jié)合知識(shí)點(diǎn)適時(shí)補(bǔ)充規(guī)范解讀及相應(yīng)工程案例等教學(xué)手段,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和參與的積極性。引導(dǎo)學(xué)生在手機(jī)上安裝照度檢測(cè)APP軟件,通過(guò)改變開燈方案、窗簾開關(guān)等多種狀態(tài)檢測(cè)不同場(chǎng)所、不同部位、不同場(chǎng)合的照度值,并結(jié)合國(guó)家規(guī)范的照度標(biāo)準(zhǔn)值,建立不同場(chǎng)合照明的基本要求和照明節(jié)能的思想意識(shí);引導(dǎo)學(xué)生以實(shí)際行動(dòng)加入“地球一小時(shí)”活動(dòng),深入了解“地球一小時(shí)”活動(dòng)的積極意義,并貫徹到日常生活中;組織學(xué)生開展社會(huì)調(diào)研,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。從不同角度加深專業(yè)認(rèn)知,提高專業(yè)認(rèn)可。在課堂上為學(xué)生展示豐富的影音資料,分享先進(jìn)產(chǎn)品資料,充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、產(chǎn)品資料等多種渠道收集光源和燈具信息,對(duì)光源的光效參數(shù)和燈具的效率(效能)等方面作對(duì)比,利用周末和假期進(jìn)行社會(huì)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)和分析實(shí)際照明工程應(yīng)用中存在的問(wèn)題和改進(jìn)措施,針對(duì)各類不同場(chǎng)合對(duì)照明的需求選用合適的光源和燈具;針對(duì)智能照明控制、智能照明燈具,要求學(xué)生收集相關(guān)資料,有條件的購(gòu)買相關(guān)產(chǎn)品并在家庭等場(chǎng)所作照明技術(shù)改造,對(duì)比傳統(tǒng)照明控制和智能照明控制的優(yōu)缺點(diǎn)并探索相關(guān)場(chǎng)合的應(yīng)用。
注重電氣照明工程應(yīng)用,教學(xué)中我們著力培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力,立足照明節(jié)能目標(biāo),從光源、燈具、配電、控制等各個(gè)環(huán)節(jié)入手,分組開展電氣照明工程的應(yīng)用探索,從光源、燈具選擇入手,對(duì)比不同設(shè)備選擇下照度和LPD設(shè)計(jì)值,得出最優(yōu)照明設(shè)計(jì)方案;進(jìn)而從照明控制策略和方式上對(duì)比,得出照明節(jié)能控制方案;最后再分析電能運(yùn)行參數(shù),綜合不同場(chǎng)所電氣照明節(jié)能的優(yōu)化方案。
2.2.2改革考核方式
在課程考核上,結(jié)合國(guó)家注冊(cè)電氣工程師的考試特點(diǎn)及卓越工程師的培養(yǎng)需求,建立全過(guò)程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式,增加過(guò)程考核的占比,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課堂內(nèi)外學(xué)習(xí)的過(guò)程考核。課程采用期末開卷考試成績(jī),試題緊扣國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),注重案例分析和實(shí)際工程應(yīng)用,為學(xué)生走上工作崗位和今后參加注冊(cè)電氣工程師考試做好鋪墊;加大平時(shí)成績(jī)的占比,改變平時(shí)成績(jī)的考核方式,把教材外教學(xué)內(nèi)容補(bǔ)充部分的完成質(zhì)量作為一項(xiàng)重要的成績(jī)組成,另外要求學(xué)生結(jié)合“地球一小時(shí)”活動(dòng)寫一篇相關(guān)或者照明節(jié)能的文章,培養(yǎng)學(xué)生科技論文的撰寫能力、加深對(duì)照明節(jié)能和“雙碳”概念的理解。期末考試和平時(shí)成績(jī)?cè)谧罱K成績(jī)的比重各占50%,真正鍛煉了他們的文獻(xiàn)檢索、信息獲取、資源整合等綜合能力,真正理解照明節(jié)能和“雙碳”概念,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生成為“雙碳”領(lǐng)域復(fù)合型高端人才。
2.3教學(xué)實(shí)踐改革
由于課程未設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),只有一周課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié),因而缺乏從數(shù)據(jù)上直接比較照明節(jié)能的效果,所以我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中加大了平時(shí)成績(jī)的占比,要求學(xué)生在課外展開調(diào)研活動(dòng),比如調(diào)研不同光源的應(yīng)用場(chǎng)合和LED燈具的使用狀況,同時(shí)調(diào)研相關(guān)單位或場(chǎng)合光源更新?lián)Q代情況及電費(fèi)、照明效果的變化,結(jié)合我校教學(xué)樓教室燈具的更換前后的照度、用電量等數(shù)據(jù)對(duì)比,從這些數(shù)據(jù)中理解照明節(jié)能和“雙碳”概念,引導(dǎo)學(xué)生舉一反三,對(duì)課本理論知識(shí)融會(huì)貫通,并實(shí)現(xiàn)具體的實(shí)踐應(yīng)用,在課程設(shè)計(jì)中針對(duì)不同的課題選擇最優(yōu)的照明方案。近年來(lái)積極組織學(xué)生參與大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽,讓學(xué)生通過(guò)競(jìng)賽深入體會(huì)和理解“碳達(dá)峰”“碳中和”的意義,并取得了一定的成績(jī),同時(shí)鍛煉了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。
近年來(lái)智能照明控制系統(tǒng)日益普及,新型照明控制方案日新月異,一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也加入照明控制領(lǐng)域,教學(xué)中我們鼓勵(lì)學(xué)生積bc2f73c41fea7ef50fa5b128d243103e極了解最新的照明控制策略和相關(guān)產(chǎn)品,引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)新型光源和燈具、智能照明燈具、智能照明控制,綜合分析其優(yōu)缺點(diǎn)并探索工程項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用,在實(shí)驗(yàn)室和家庭等場(chǎng)所開展照明技術(shù)改造,分析對(duì)比傳統(tǒng)照明控制和智能照明控制的差別,并在課程設(shè)計(jì)課題中予以應(yīng)用,在節(jié)能性能和智能化等方面探索新光源、智能照明控制技術(shù)的應(yīng)用。
2.4強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)
“電氣照明”課程具有非常強(qiáng)的應(yīng)用性特征,照本宣科的教學(xué)不能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo),要求任課教師具備一定的理論和實(shí)踐能力,我們選擇具有長(zhǎng)期工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的教師任課,并注重師資隊(duì)伍建設(shè),讓任課教師到我校工程設(shè)計(jì)研究院參與工程設(shè)計(jì)工作,將工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化到教學(xué)中,組織學(xué)生到工地現(xiàn)場(chǎng)考察實(shí)踐,并將具體工程應(yīng)用到課程設(shè)計(jì)中。
3“電氣照明”教學(xué)中的“課程思政”
高校立身之本在于立德樹人,我們?cè)诮虒W(xué)中認(rèn)真理解和落實(shí)“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人”,著力培養(yǎng)“德才兼?zhèn)?、領(lǐng)袖氣質(zhì)、家國(guó)情懷”的環(huán)境工程卓越人才,我們從課程特點(diǎn)、課程內(nèi)容出發(fā)開展課程思政教學(xué),讓學(xué)生牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生勇?lián)厝?,將照明?jié)能、綠色照明落實(shí)在身邊的每時(shí)每刻,以實(shí)際行動(dòng)推動(dòng)綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型。
我們從身邊入手,杜絕長(zhǎng)明燈,養(yǎng)成隨手關(guān)燈的良好習(xí)慣,積極推行節(jié)能光源和燈具,推廣智能照明控制技術(shù),結(jié)合課程特點(diǎn)將專業(yè)知識(shí)和課程思政相融合,挖掘教學(xué)內(nèi)容中潛在的思想政治內(nèi)容,在傳授知識(shí)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷,提升學(xué)生的精神境界,發(fā)揮專業(yè)知識(shí)和課程思政的協(xié)同效應(yīng)。
課堂教學(xué)中,依托專業(yè)知識(shí)和相匹配的思政知識(shí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,開展課程思政,讓學(xué)生充分理解照明節(jié)能和“雙碳”的關(guān)系,牢固樹立節(jié)能、環(huán)保的思想理念,深刻理解“綠水青山就是金山銀山”和我國(guó)設(shè)立“雙碳”目標(biāo)的意義,強(qiáng)調(diào)我國(guó)的大國(guó)形象和責(zé)任擔(dān)當(dāng),教導(dǎo)學(xué)生志存高遠(yuǎn),關(guān)注國(guó)家和人民重大需求,培養(yǎng)學(xué)生的擔(dān)當(dāng)和責(zé)任意識(shí)。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加調(diào)查研究,理論聯(lián)系實(shí)際,積極推廣照明節(jié)能新產(chǎn)品和新技術(shù),培養(yǎng)合格的社會(huì)需求人才。
結(jié)語(yǔ)
圍繞國(guó)家“雙碳”重大戰(zhàn)略,優(yōu)化“電氣照明”課程設(shè)置和教學(xué),對(duì)于培養(yǎng)照明節(jié)能人才意義重大。教學(xué)實(shí)踐表明,將“雙碳”目標(biāo)融入電氣照明專業(yè)知識(shí)教授中,提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任和擔(dān)當(dāng)意識(shí),引導(dǎo)學(xué)生將個(gè)人興趣、專業(yè)學(xué)習(xí)、職業(yè)發(fā)展和國(guó)家需求有機(jī)結(jié)合,積極開展課程思政,在完成“電氣照明”專業(yè)知識(shí)講授的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí),更新電氣照明領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù),為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]楊曉明.碳中和對(duì)電氣照明領(lǐng)域的影響與挑戰(zhàn)[J].中國(guó)照明電器,2021(1):3235.
[2]楊浩,馮佃慧.“碳中和”背景下《化工工藝學(xué)》課程教學(xué)改革與探索[J].廣州化工,2023(6):300301.
[3]陳春,鄧豐.“雙碳”目標(biāo)下“發(fā)電廠電氣部分”的課程改革與探討[J].教育教學(xué)論壇,2028(31):7376.
[4]黃萍利,黃海保.“雙碳”背景下“大氣污染控制工程”課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].安徽化工,2023(3):211214.
[5]陳霞,劉勝榮.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代“電路原理”混合式教學(xué)探索[J].科技風(fēng),2024(3):108110.
[6]侯恩廣,梁雪雙.“五位一體”“電力電子技術(shù)”課程改革教學(xué)研究[J].科技風(fēng),2023(26):123125.
基金項(xiàng)目:揚(yáng)州市綠色建筑專項(xiàng)引導(dǎo)基金(揚(yáng)建科〔2022〕693)
作者簡(jiǎn)介:李新兵(1969—),男,漢族,江蘇揚(yáng)州人,碩士,高級(jí)工程師,主要研究方向:供配電、建筑電氣及智能化。