《新能源概論》課程教學探討

（華僑大學信息科學與工程學院 福建廈門 361021）

引言

應用物理學是將物理學的原理、方法應用于相關科學技術領域的應用型學科。目前，華僑大學應用物理專業有新能源和光電兩個培養方向。新能源是我國正在大力發展并急需人才的重要專業技術領域。由于中國目前的能源結構不合理，新能源比例偏低，對外依存度高，能源利用率低，中國正面臨著化石資源枯竭以及環境嚴重破壞的嚴峻挑戰。發展新能源是目前唯一可以同時解決上述兩個問題的途徑。大學生作為國家未來的人才，應積極開展新能源與可再生能源課程，引起學生對新能源的重視，為我國新能源發展提供后備人才。[1]

《新能源概論》作為應用物理專業新能源方向開設的第一門綜述類課程，雖然只有兩個學分，但本課程能夠系統詳盡地介紹目前所存在的新能源種類、原理和應用，對于學生來說，具有非常重要的引領和開拓作用，能夠讓學生對新能源有系統性了解。本文結合筆者講授的《新能源概論》課程的體會， 初步探討了該課程的教學內容和教學方法的優化和改革。[2]

一、《新能源概論》教學現狀

1.新能源內容范圍廣，涉及學科多且復雜

相對于傳統的不可再生的化石能源，新能源一般是指在新技術基礎上加以開發利用的可再生能源，包括太陽能、氫能、核能、生物質能、風能、地熱能、波浪能、洋流能和潮汐能等，以及新技術支持下的能量儲存裝置（鋰離子電池、超級電容器、燃料電池）。其所涉及的學科有物理學、化學、材料科學、工程力學、光學、電化學、核物理、生物學等。每一部分內容都可以作為單獨的研究領域，內容龐雜，且相互之間關聯性弱。在36學時內，很難實現講授其相關基礎理論知識，并讓學生理解掌握相關技術。[3]

2.新能源技術更新換代快

伴隨著不可再生資源的枯竭，各國對于新能源投入大量的研究。新能源也成為國際上熱門的研究領域，大量科技工作者投身其中。隨著新技術、新理念、新材料的出現，新能源各個領域都得到了突飛猛進的發展，生產成本不斷降低，而能量利用效率不斷升高，新名詞新概念不斷出現。例如，隨著第三代太陽能電池技術突破，新型太陽能電池（有機太陽能電池、染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池）不斷出現。目前，新型的鈣鈦礦太陽能電池不僅具有高的光電轉換效率（20.1%），其生產成本也遠低于目前傳統結晶硅太陽能電池，被譽為“光伏領域的新希望”。

3.新能源與產業聯系緊密

新能源是一門應用型學科，新技術的突破，很快能夠應用到商業上。例如，鋰離子電池材料、技術與工藝的突破，立刻就應用到手機電池上，同時也帶動了儲能電動汽車的發展。氫氧燃料電池的突破，直接導致了氫燃料電池汽車的問世。

三、針對《新能源概論》課程教學現狀的改革方法

1.教學內容改革

本課程采用王革華主編、化學工業出版社出版的《新能源概論》作為教材。該教材全書分為九章，第一章：緒論；第二章：太陽能；第三章：生物質能源；第四章：風能；第五章：氫能；第六章：新型核能；第七章：新能源材料—基礎與應用；第八章：其他新能源；第九章：新能源發展政策。其它相關教材，例如機械工業出版社的《可再生能源概論》、化學工業出版社的《新能源技術》，內容大同小異，基本上都包含了太陽能、生物質能、氫能、核能、風能、海洋能以及化學儲能電池。針對這一點，結合培養目標， 優化教材內容，將內容以報告講座形式的講授，劃分為資源枯竭與環境污染（緒論）、太陽能光熱發電、太陽能光伏電池、氫能與燃料電池、鋰離子電池與電動汽車、生物質能與生物柴油、其他新能源等專題。根據教材相關原理，結合最新研究進展，增加產業發展現狀，系統全面地講授該領域知識，爭取在有限的課時下，讓學生系統掌握相關知識。同時，邀請本校本學院相關領域的專家來講授該領域專題，結合自身研究經驗和體會，講授背景歷史、相關原理、前沿進展與產業結合，開拓學生視野。

2.教學方式改革

第一，重視多媒體教學手段：教師在準備教案課件資料時，可以加大圖片、視頻、動畫的比例。在介紹相關原理時，可以制作一些小動畫來解釋模擬相關原理，加強學生理解。第二，重視互聯網資源：隨著新能源的高速發展，網絡上相關視頻圖片動畫資料隨處可見。尤其是相關紀錄片，詳盡介紹了某些領域的發展，可以幫助學生深刻理解相關內容。教師要注重收集相關素材，整理成冊，利用網絡資源與學生溝通，開展課外網絡學習。第三，重視考核方式：可以布置一些產業調查課題，指導學生通過網絡調查相關領域產業應用現狀，加深學生對于新能源產業化理解，同時掌握相關行業最新發展動態。[4]

結語

《新能源概論》課程是順應我國產業發展需要而開設的課程，是一門應用性很強的綜合性課程， 對于學習后續的相關課程有重要的影響。目前，該課程的教學還存在許多問題，教師應當積極探索課程教學內容與教學方法的改革，提高學生學習的主動性和積極性，引導學生從被動學習到主動探索， 培養學生理論聯系實際的能力，為后續新能源專業課程學習打下堅實基礎。