“能源與環境概論”課程教學方法優化研究

（河南牧業經濟學院 能源與動力工程學院 河南鄭州 450011）

一、研究背景

能源與環境是當今世界發展的兩大主題，更是關系到可持續發展的重大問題。能源是人類存在與社會發展的物質基礎，是經濟持續穩定發展和人民生活質量提高的重要保障。環境是人類社會賴以生存的大氣、土壤、水、地質和生物等諸多因素的總和，是影響人類安全健康和社會可持續發展的關鍵要素?！澳茉磁c環境概論”課程即是圍繞能源利用和環境效益之間的關系，引導學生了解全球能源與環境發展現狀、新能源利用技術現狀及前景、大氣和水污染防治辦法等，增強學生的節能減排意識、專業興趣、社會責任感、職業榮譽感并落實到以后的學習和工作中。該課程在整個專業課程體系中，起到承上啟下的作用，鞏固先修課程，又為后續專業課程的教學打下基礎，同時拓寬了專業的知識面。

因此，在能源短缺、環境污染問題日益凸顯的時代背景下，與能源科學、環境科學相關的課程也陸續在各個工科類院校開設，也有了一些研究者開展了相關課程的教學研究。劉迎春等從課堂教學組織和課外活動兩個方面分析了如何更好地搞好環境科學與工程導論課程教學改革。[1]王秋穎等從提升教師自身知識體現教學理念、運用多種教學手段及改革評價體系等多角度分析了環境與可持續發展導論課的教學方法。[2]張巧杰等從課程開始的意義、理論教學、實踐教學、考核方式等對新能源導論與創新實踐課程進行教學改革。[3]陳國杰等從充分發掘關聯性、案例式教學、增強網絡和多媒體教學及互動課堂教學等方面對能源與環境科學導論提出了教學優化措施。[4]但隨著技術的革新，該領域的新知識也層出不窮，對能源與環境概論課程教學改革研究還很不足。本文首先分析了課程特點，課程教學要達到的教學目標與現階段存在的主要問題，然后從問題導向，啟發研討；專題模式，拓寬視野；翻轉課堂，驅動內因；走近科學家，樹立新思想；創新實踐，以賽促學等五個方面對優化方案進行詳細闡述與舉例。

二、課程特點

“能源與環境概論”課程是能源與動力工程、新能源科學與工程等專業的入門課，內容涵蓋了能源利用過程中各種節能技術，以及實際工程應用中的節能措施，使學生從能源生產環節和能源利用環節清晰地了解能源與環境之間的效應，為交叉學科專業的專業課學習打下良好的基礎，其教學目的是使學生了解能源與環境領域的前沿知識，認識到可再生能源利用在環境保護方面的巨大優勢，樹立正確的可持續發展戰略思想。

能源科學與環境科學，既自稱體系，又相互交叉，進入新世紀以來，解決能源、環境與可持續發展等問題無法孤立地開展研究和應用，需要借助多學科的理論和方法，能源與環境科學的交叉、集成與綜合也是本門課程的特點與難點所在。

該課程的教學存在以下幾個難題：1.新開課程，教師缺乏相關經驗；2.內容寬泛、知識跨能源、環境、電力、動力、化學、新能源等多學科，對教師備課內容要求高，學生學也容易抓不住重點；3.內容多，學時少；4.考查課，學生無興趣不重視等。

三、教學具體實施方案

1.問題導向，啟發研討

能源與環境概論，作為專業入門課，本就肩負著引導學生走入專業大門的責任。因此，在該課程的教學中變注入式教學為以問題導向的啟發研討式教學，讓學生以思考、探知的心態認識專業。在本門課程伊始，就將授課班級的學生進行分組，分固定位置，便于在教學中實施以小組為單位的研討等環節。例如，在講第二章溫室效應時，如果直接從溫室效應的概念講起，學生首先會覺得這是一個老生常談的詞，聽起來不免枯燥，但如果我們提出這樣一個社會熱點問題，即汽車行業將迎來“國六”新的排放標準，你們怎么看？用這樣的問題，引出減排、環保的概念，學生可以通過網絡搜索、小組討論等方式認識“國六”這個新詞，從而將社會熱點問題與課本上即將講授的知識聯系起來。同時在講授課本基本知識之余，播放相關視頻，例如中科院院士丁仲禮教授在《面對面》節目中講述國際上減排方案以及各類國家碳排放權的視頻，丁仲禮教授犀利的語言，國際化的視角，對學生來說無疑更加權威，更令學生在面對能源與環境問題上，覺得我們就是當事人而非旁觀者。問題導向，啟發研討的核心就是激發學生學習的興趣，變被動為主動，充分體現以學生為主體的教育理念。

2.專題模式，拓寬視野

能源與環境概論，內容覆蓋面非常廣泛，特別是在可再生能源、核能、節能技術幾個章節，知識容量非常大，并且這部分知識具有很強的前沿性，其新技術、新成果發展更替特別快，因此，需要將這些內容按照能源分成多個專題，針對每一個專題從課本知識，延伸到一些拓展知識、行業前沿、實際工程等，從而保證一個專題知識的完整性，打破課本知識的局限性，同時給予幾個專題平等性，足夠引起學生重視。例如：太陽能光熱發電專題、風力發電專題、水利發電專題、地熱能的利用專題、核能新時代專題等等。每一個專題從歷史講到前沿，配套能源利用原理性的視頻動畫、經典工程實例圖文并茂、電影紀錄片片段、技術宣傳片等。專題模式，拓寬視野的核心就是化零為整，將多學科背景的教學與緊跟時代的視野滲透到育人全程。

3.翻轉課堂，驅動內因

能源與環境概論，作為概論性課程廣而不深，利用翻轉課堂，給學生一些展現自我的機會，驅動主觀能動性，提升對待課堂的主人翁意識。主要實施方式，是通過指定題目，小組討論，分工協作，最后以PPT的形式在課堂上做10分鐘的匯報講解。例如，在第一章緒論部分，在講到“全球八大環境事件”時，為了使同學們深入了解這些典型案例的來龍去脈，給每一個小組分配一個事件，要求各小組協作做出圍繞該事件起因-經過-結果-現狀的精美課件，并在以后每次課上課前10分鐘派一名代表到講臺上來講。同時，教師做出評價計入平時成績。翻轉課堂，驅動內因的核心就是豐富教學形式，增強學生對課堂的參與性和成就感，真正意義上將“你要學”變為“我要學”。

4.走近科學家，樹立新思想

網絡時代，全民營銷，自媒體鋪天蓋地，吸引95后、00后大學生的是什么呢？“明星”、“網紅”還是“網游”？怎么樣以圈粉的形式輸送知識，以營銷的方式推銷知識，這成了教學的新問題。能源與環境概論課程涉及諸多領域，從中選出幾個有影響力的科學家，通過在課堂上講述科學家的事跡，將科學家塑造成為本門課程內容中的“明星”，把課堂變成自媒體平臺，傳遞正能量，為科學家打Call。例如，在講到水利發電專題時，一定會講到世界矚目的“三峽水利工程”，那么探索三峽水利工程背后的故事，就不得不提到中國水利水電專家——潘家錚，通過播放CCTV《人物》的節目視頻，帶領學生走近科學家，感受科學家身上的優秀品質和精神，從而樹立正確的價值觀，正確看待學習在人生中的地位。走近科學家，樹立新思想的核心就是，將鮮活的人物形象引入課堂教學中，比枯燥的知識更接地氣，在網絡時代，樹立我們專業領域的明星，對學生圈粉，從而在思想上影響學生的學習態度。

5.創新實踐，以賽促學

近年來，我國提出“大眾創業、萬眾創新”的口號，因此，在高等教育中也越來越重視創新創業意識的培育。能源與環境概論的課程資源豐富，引導學生做一些與可再生能源利用有關的創新實踐項目，從中挑選具有一定可行性的、有社會意義的項目，經過教師指導，參加大學生“挑戰杯”、“創青春”、相關專業科技競賽等，能夠起到以賽促學的目的。例如，在實驗學時部分，設定一些創新題目，以小組為單位選擇一個題目，撰寫項目說明書，制作簡單模型，教師在整個過程中參與指導。在以往的教學中，本門課程創新實踐環節涌現出一些優秀的項目作品，“太陽能暖鞋器”、“太陽能半導體制冷遮陽傘”等，均在省級、國家級大學生科技競賽中獲獎。創新實踐、以賽促學的核心就在于將“創新、協調、綠色、開放、共享”的理念注入到教學中來，讓“教育學”不局限在三尺講臺、不局限在教室，而是延伸到實驗室、延伸到學生的課余生活中。

結語

能源與環境概論帶學生走進能源世界，著眼全球能源結構及保護環境的措施，著重培養學生的節能減排意識，創新實踐能力，在我院開設該課程的四年來，隨著能源與環境問題的日益嚴峻，“霧霾”、“新能源”、“綠色環保”等熱門字眼活躍在人們的視線，該課程的受眾群體在擴大，有能源與動力工程本科專業、新能源利用技術?？茖I作為專業必修課學習了該課程，同時也有汽車營銷、二手車資產評估、食品檢驗、動物科學等非相關專業作為公共選修課學習了該課程。那么，通過問題導向，啟發研討；專題模式，拓寬視野；翻轉課堂，驅動內因；走近科學家，樹立新思想；創新實踐，以賽促學等教學手段的不斷完善，該課程滿足了學生對能源科學和環境科學的好奇心，同時也激發了學生探索未知的興趣，教學優化效果明顯，將知識性與娛樂性、參與性與主導性融為一體，學生的主動性和自覺性明顯提升。