提高“可再生能源概論”教學質量的方法探析

摘要：論述了國內高校開設“可再生能源概論”課程的背景，分析了該課程的特點，系統地探討了提高課程教學質量的措施。通過更新教學內容、引導學習方法、增強課堂互動和優化考核方式等多個措施的施行，能提高教學質量，優化教學效果。

關鍵詞：可再生能源；專業基礎課；提高教學質量

作者簡介：徐謙（1981-），男，江蘇蘇州人，江蘇大學能源與動力工程學院，講師；張紅（1979-），女，江蘇沭陽人，江蘇大學能源與動力工程學院，講師。（江蘇 鎮江 212013）

基金項目：本文系江蘇省高等教育教學改革研究重中之重課題（課題編號：2011JSJG006）、江蘇大學教學改革項目（項目編號：JGZD2009025）的研究成果。

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0097-02

一、開設“可再生能源概論”課程的背景

能源短缺與環境污染是21世紀人類面臨的兩大基本問題。自工業革命以來的大規模化石能源資源消耗和生態環境惡化，導致人類社會的可持續發展受到嚴重的威脅。對于中國這樣以煤為主要能源的國家，隨著經濟社會的不斷發展和對能源需求的不斷增長，這些問題顯得尤為突出。發展可再生能源是解決這些問題的主要途徑之一。可再生能源如太陽能、風能、地熱能、生物質能等，具有清潔、低碳、可持續利用等優勢，正越來越受到重視。在國家層面上，我國在相關政策中都增加了可再生能源的元素，可再生能源產業的發展也受到國家的高度關注。但是，和發達國家相比我國的可再生能源產業起步較晚，總體發展程度不高。在我國可再生能源產業發展過程中的一大限制因素是缺少成熟先進的可再生能源技術。我國主要的可再生能源設備完全依賴于進口，可再生能源領域的科技創新能力明顯不足。培養可再生能源相關內容的專業型和復合型人才是一個關鍵的突破口。為此，江蘇大學從2006年起為熱能與動力工程專業的本科生開設了“可再生能源概論”課程并收到了良好的效果。學生在開闊視野、了解基礎知識的同時也提升了深入學習的興趣。為了進一步順應時代發展和社會需求，2010年7月經教育部批準，浙江大學、西安交通大學、華北電力大學、江蘇大學等11所高校首次設立了新能源科學與工程專業。在該專業的本科生培養方案中，“可再生能源概論”是一門重要的專業基礎課。

二、“可再生能源概論”課程的特點

“可再生能源概論”是新能源專業的專業基礎課，也是熱能與動力工程專業（自2012年起教育部調整為能源與動力工程專業）的專業選修課。目前已有多本相關的書籍可作為教材備選。[1-4]該課程具有以下特點：

1.內容多，學時少

可再生能源覆蓋面較大，課程內容包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能、氫能以及新能源與可持續發展。而作為一門先導課，它主要起著引人入門的作用，所以教學時間通常只有32學時。[5]如何在較少的學時內把大量的內容涉及到、連接好，對教學質量有著很大的影響。

2.課程內容發展更新快

可再生能源研究是目前最迫切也是最熱門的研究領域，大量的研究成果被國內外的學術期刊廣泛而持續地報道出來。這一點反映到課程內容上，幾年前還稱之為“待解決的問題”到現在可能已經有很好的解決方案。在每次確定課程內容時，需要緊跟學科的發展把這些新的內容包括進去。

3.與后續課程銜接緊密

“可再生能源概論”是一門專業基礎課，負責把學生引進本學科的大門。到了專業課學習階段，學生還要深入地學習“生物質能源轉化原理”、“太陽能光伏技術”、“風力發電原理與控制”等課程。本課程與后續課程銜接緊密，在學習本課程時樹立起學生的學習興趣和良好的學習方法對學好后續課程具有重大的影響。

三、提高教學質量的措施

1.精心組織教學內容

在32學時的教學時間內不可能對所有的可再生能源進行全面深入的介紹。筆者結合自身的科研方向，重點對太陽能、燃料電池（其中有與生物質能關聯的“直接醇類燃料電池”和與氫能關聯的“質子交換膜氫氧燃料電池”）相關內容進行介紹。除了講述教材上的知識，還加入了目前存在的問題以及最新的科研成果。例如在講到直接高濃度醇類燃料電池時，筆者就加入自己近兩年的科研成果，講述流場和膜電極結構優化對電池性能的影響。學生反響熱烈，對此部分知識的理解得以加深。其余的可再生能源類別則講述其基本原理，以便與后續的專業課程銜接。

除了上述理論知識之外，在教學過程中加入實驗教學也是一個提升質量的有效途徑。結合江蘇大學能源與動力工程學院自身的特點和實驗條件，在教學過程中嘗試為學生增加了包括太陽能房和地源熱泵等實驗內容。以太陽能房為例，作為一種節能減排建筑，左然教授在2005年建立的30m2的太陽能平房具有冬暖夏涼（不依賴于空調或加熱器）的特性。覆蓋于屋頂的太陽能集熱板能調節安放角度與暴露面積，連接到屋內的管道末端裝有風機調節氣流速度。聯系傳熱學和本課程中關于太陽能知識的介紹，學生可自己動手調節相關參數獲得直接的感性認識，結合課后的理性思考，可進一步加深對太陽能利用的掌握。

通過相關實驗的演示、觀摩和操作，使學生對發展可再生能源和采取節能減排措施所達到的效果有了更直觀深入的認識，并對教學內容中所涉及的一些相關內容也有了更深入的理解。

2.教會學生學習的方法

可再生能源領域的發展日新月異，學生不必要也不可能在課上學到所有的知識點。為此，筆者嘗試采用了設疑、研討、引導式的教學方式。一是通過課堂提問讓學生參與針對設疑問題解決思路的研討，擴展學生解決問題的思路，培養學生的創新思維；二是對解決設疑問題的正確思路和有新意的想法給予肯定，對學生的努力當眾予以表揚，引導學生利用所學知識積極探索解決問題的新思路，逐步形成并確立獨立思考、獲取、研究和創造知識信息的習慣；三是充分利用每堂課的最后5分鐘，除了總結本次課程的主要內容之外，還給學生設置一些疑問來引導學生預習下一次課的主要內容。

3.增強課堂互動

除了課堂提問之外，筆者還借鑒研究生研討課的形式與學生形成大量的互動。上課時，學生可隨時打斷老師的授課就正在講解的內容進行發問或點評。學生之間也可相互點評。講到某一處，若有學生對此處內容了解較多，老師就把講臺讓出坐在臺下，由該生在臺上進行講解。經過數次嘗試，學生逐漸適應并喜歡上這種無拘無束的互動，學習的興趣得到激發，對教學內容也會自發地去找資料擴充及深化。必須要指出的是，筆者的教學班級人數少于50人，這種互動是良性的、可控的；若是授課班級人數過多，則不適用這種互動形式。

4.優化考核方式

考核環節作為教學過程的有機組成部分，對教學質量有重要影響。長期的實踐證明，此環節能有效地促進學生復習和鞏固所學內容，檢查學生對所學知識、方法和技能的理解、掌握及運用情況，既是評定學生學習成績的有效手段，也是檢驗教學效果、取得反饋信息、改進和提高教學質量、推進教學改革的主要途徑。[6]傳統的主要課程考核方式——考試，雖然有其合理性，但是實際上束縛了學生的發散思維，忽視了對學生學習能力和創新能力的考查。對于“可再生能源概論”這樣的專業基礎課，有必要根據不同的教學內容采用靈活多樣的考核方法。筆者采取了平時成績與期末成績相結合的方式：平時成績占總成績的40%，主要包括平時的考勤、回答教師提問的質量和課上討論發言的質量；期末考試占60%，避免繁瑣的運算與對零碎知識點的機械式記憶，試題以開放的論述題為主，不設標準答案。學生根據對問題的認識和理解進行解答，解答過程中學生可以針對當今能源領域的一些重要或敏感問題提出有參考價值的意見與思考，可充分發揮自身的創新意識。通過這樣的考核方式，學生不僅掌握了可再生能源方面的基礎知識，而且提高了分析問題、整合資源、文字表達和解決問題的能力。這樣的考核方式得到了幾屆學生的普遍認可。同時，通過這種考核方式，筆者了解到不同學生的不同興趣所在，從而為第八學期的畢業設計題目設定提供了一定的依據，為教學的連續性和提高畢業設計的質量提供幫助。

四、結語

筆者通過課堂教學的不斷摸索，針對“可再生能源概論”課程的特點和“90后”大學生的特性，在提高教學質量方面進行了改革嘗試。通過激發學生自學潛力，培養學生的學習興趣，引導學生養成了獨立思考、獲取、研究和創造知識信息的習慣，提高了“可再生能源概論”的教學質量和教學效果。然而，“可再生能源概論”的課程教學是一門系統工程，從教學內容的選取到教學主題的把握，從教案的準備到課堂設計，從作業的選取到考核形式的改革，各個環節都會影響教學質量和教學效果，在這些方面，尚有許多值得研究和探討的空間。另外，本課程與后續專業課程的銜接也是一個值得研究的課題。

參考文獻：

[1]左然，施明恒，王希麟.可再生能源概論[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]索倫森.可再生能源的轉換、傳輸與存儲[M].北京：機械工業出版社，2011.

[3]S.Singer.Sustainable Energy Sources，Uses and Technologies[M].New York：Webster's Publisher，2011.

[4]保羅·克留格爾.可再生能源開發技術[M].北京：科學出版社，2007.

[5]韓新月，何志霞，王謙，等.新能源科學與工程專業人才培養探討[J].中國電力教育，2013，（5）：9-11.

[6]呂紅浪，王旭升.高校專業選修課考核方法的改革與實踐[J].中國成人教育，2006，（7）：143-145.

（責任編輯：王意琴）