海洋可再生能源課程教學改革中幾個問題的思考

荊豐梅　張亮

摘要：21世紀以來，面對常規能源日益枯竭、環境惡化的局面，作為清潔無污染的海洋可再生能源，越來越成為各國研究的熱點。結合海洋可在生能源課程教學改革中的若干問題，探討教材、多媒體、實驗資源以及學研結合在課程建設中的作用，從而提高海洋可再生能源課程的教學水平。

關鍵詞：海洋可再生能源課程 教學改革 大學生

海洋可再生能源是海洋工程學科領域的重要分支。課程的目的是為船舶與海洋工程專業的本科生建立包括潮汐能、潮流能、波浪能、溫差能、鹽差能和海上風能等相對完整的海洋可再生能源及其開發利用的基礎概念和知識體系，為學生從事海洋工程相關學科與工程領域的科學研究、工程設計與技術管理打下良好的基礎。

一、海洋可再生能源課程的特點

海洋可再生能源概論是船舶與海洋工程專業一門很重要的專業課程，是在可持續發展的思想推動下發展起來的一門新學科，是在人類產業活動與環境和資源的對立日益加劇的背景下產生的。該課程具有特點如下：

1.內容廣泛

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、溫差能、鹽差能以及海洋風能。按照能量儲存形式分類，海洋能可分為機械能（包括潮汐能、潮流能、波浪能以及海上風能）、熱能（溫差能）和物理化學能（鹽差能）。針對不同的能源開發利用，不管是成因、工作原理、技術特征、實驗及應用情況都具有各自的特點。因此，海洋可再生能源需要系統地闡述各種能源，在教學中向學生全面詳盡的闡述每一種海洋能源的特點，研究現狀及未來發展趨勢。

2.多學科交叉

海洋可再生能源利用是一門多學科綜合技術，包括海洋環境學、流體力學、機械設計、海洋工程、電工基礎、物理和化學等。通過學習，使學生將已學過課程有機的結合起來，了解并掌握海洋可再生能源的生成、特點和海洋能轉換原理與發電系統設計的基礎方法，提高創新思維和多學科知識的綜合與應用能力。以潮流能利用為例：第一，潮流能電站載體設計屬于海洋工程學科研究范疇。第二，水輪機的水動力性能是研究潮流能發電裝置非常重要的環節，其歸屬于流體力學專業學科的研究范疇。第三，水下密封是潮流發電裝置所面臨的難題，歸于機械工程專業學科研究的范疇。第四，電能變換與控制系統涉及電站能否安全可靠運行的問題，其屬于電氣工程專業學科研究范疇。因此，講授海洋可再生能源課程需要任課老師具有合理的知識結構以及相關理論基礎；同時，學科交叉的特點使得海洋可再生能源的受眾面也可以是不同專業和背景的人員。

二、當前海洋可再生能源課程教學存在的問題

海洋能以其總蘊藏量大，可永續利用，綠色清潔等特點，成為我國能源戰略的重要組成部分。目前很多高校開設了海洋可再生能源的課程，課程除了面對船舶與海洋工程專業的本科生，其他專業的學生也可以選修，授課以課堂講授與實驗室參觀為主。授課過程中存在的問題：

1.課本知識體系與時俱進不足

海洋可再生能源的開發利用并不是新生事物，只是在過去的很長時間里，由于技術與經費的限制，發展較為緩慢。在近十年里，許多國家政府的使用了政策工具，以確保新技術的投資。在國家激勵措施的導向下，海洋能開發利用如雨后春筍迅速發展，新技術、新方法源源不斷地涌現出來。海洋可再生能源課程教材的內容與理論體系需要不斷的更新，國內關于海洋能的書籍很多，但是大部分屬于科普性質或者能源概述方面，而設計海洋能開發利用理論與技術方法的研究類參考書較少，因而在授課過程中，不斷的完善補充新內容與新技術，使學生掌握完善的理論知識并且了解國內外最先進的技術與方法，是非常重要的。

2.實踐認識不足

馬克思基本原理闡述道：一個正確的認識常常是通過實踐——認識——再實踐，多次反復才能完成。對與海洋可再生能源知識的學習也是這樣的一個反復認知的過成。目前課程相關基礎知識以及技術的傳遞主要是通過課堂講授的方式。包括潮流能，波浪能，潮汐能以及海上風能等海洋能開發裝置都遠離海岸，采用不同的載體形式（漂浮或固定于海底）在工作海域運行。因而，學生很難有機會到實地去考察，產生直觀認識，因而不免存在實踐認識不足的問題。

三、建立多媒體立體化教學模式是保證教學效果的手段

針對課本知識體系不能與時俱進以及實踐認識不足的問題，建立多媒體立體化教學模式，保證教學效果。以課程為單元，以教學資源為平臺，充分尊重學生的主體地位和個性發展，使學生在知識、能力、素質方面有機的融合，動用所有的教學要素，建立立體化以及全方位的融合學習與創新為一體的教學模式。

1.引入英文教材，培養學生自學能力

海洋可再生能源開發是目前國際研究熱點，屬于世界前沿課題，新成果的更新效率很高。為了培養學生的自學能力，培養學生主動學習的興趣，我們在教學材料上融入英文教材，例如，海上風電類書籍xx作者，offshore wind；作為課程的補充和延伸資料，在專題討論環節，給定關鍵詞，讓學生通過學校圖書館檢索下載國際最新的研究成果，翻譯并總結部分內容，開拓知識。

2.引入錄像、Flash、Powerpoint等媒介資源，培養學生理解能力

信息時代使得學生獲取知識的途徑更加廣泛與快捷，因而在教學過程中，引入錄像、Flash、Powerpoint等媒介資源，使課程難點“分而治之，化繁為簡”。在教授海洋能資源特性的部分，引入相應的圖片輔助解釋，比如，潮流能與潮汐能成因部分，通過太陽、月亮與地球三者位置圖片，闡述望、朔以及上下弦空間位置三者之間引力作用?？梢酝ㄟ^海洋中的漲潮與退潮錄像來提高學生潮流與潮汐的感官認識。對錄像的播放采用多次播放再講解，分段播放同時講解相結合的方式，通過錄像建立起對這些物理現象清晰的概念。采用Flash清晰的演示了潮流能垂直軸水輪機與水平軸水輪機工作原理的差別。通過播放教學錄像與Flash軟件，可以解決很多復雜的難以用語言清晰表達的教學難點。采用Powerpoint簡潔明了的表明知識體系，重要概念，圖標等，讓學生方便查閱整理。

3.參觀創新實驗，培養學生創新能力

實驗室是實施素質教育和創新教育的搖籃，是培養學生具有正確思維方式、嚴謹工作作風、訓練動手能力與創新能力的基地。以船舶工業、海軍裝備、海洋開發及核能應用為特色的“三海一核”學科領域是我校的支柱學科，具有良好的工作環境、實驗條件和學科條件。學生通過參觀深海工程實驗水池、船模拖曳水池、循環水槽了解海洋能開發環境；通過參觀是模型，直觀認識海洋能模型裝置。這樣做的目的主要是為課程本身服務、為專業學科服務、為培養創新人才、為學生個性化服務。

4.基于科研豐富教學內容，培養學生興趣

為了彌補學生實踐認識不足的問題，在教學中采用基礎知識與科研相結合的方式。學生對海洋能的研究現狀以及應用前景表現出極大的興趣，因而在知識的講授過程除了普及基本概念，基礎知識之外，還必須要把海洋能的應用清晰的描述出來。建議任課老師具有從事海洋能開發利用的科研基礎，在授課過程中融合科研遇到的科學問題，清晰的概括目前海洋能的研究現狀以及全面地描述其應用前景，將學生的學習興趣帶動起來。比如，潮流能發電裝置，基于載體的不同，可以分為漂浮式、座底式與樁柱式。結合科研項目給出三種不同類型裝置的特點及應用范圍，輔助有相應科研項目的數據、圖片及視頻資料。這對于調動學生的積極性是非常有益的。

四、展望

雖然我們正在努力進行海洋能可再生能源課程建設，但由于自身條件所限仍然存在很多問題需要改進：

1.加強網絡建設

通過網絡建設，實現資源共享、信息發布與師生互動等，但是網絡資源的更新與維護需要一定人力和物力，因而需要對網站建設進行提前的規劃。

2.加強雙語教學

雙語教學是未來課程發展的必然趨勢，因而需要對教學方法、教學理念，教學效果進行深入的研究，建設雙語教材。

參考文獻：

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