以學生創新實踐能力培養為核心的《能源與環境》課程改革與實踐

耿李姍 楊濤 卜文靜 浮翔

摘 要：能源與環境問題跟國家經濟發展息息相關，是全球性的熱點問題，《能源與環境》課程的內容具有一定的時效性、綜合性、交叉性和廣度，課程的教學模式應能夠激發學生的學習興趣、使學生具備一定的創新實踐能力，本文給出了作者在教學內容與教學手段方面的改革實施情況及教學效果。

關鍵詞：能源與環境;創新實踐能力;教學改革

一、研究背景

能源與環境問題一直是當今社會的熱門問題，能源緊缺，環境污染，物種瀕危，都與國家政治經濟息息相關，隨著2020年新型冠狀病毒疫情在全球爆發，國際原油價格暴跌，全球經濟形勢低迷，是不是地球給人類的提醒呢？丁仲禮院士在多年前的一期《面對面》訪談中曾說，保護環境不是人類在拯救地球，而是人類在拯救自己。隨著我國發展戰略的調整，傳統經濟發展模式與能源與環境保護之間的矛盾也在加劇。協調處理二者之間的關系，妥善解決其中的難題，不僅需要有專業背景的相關技術領域人才，同時也需要更多的人認識到能源與環境問題的重要性。而這些都離不開高校的人才培養工作及相關的課程建設。因此在許多高?！赌茉磁c環境》被列為一門通識選修課，旨在讓越來越多的非能源與環境相關專業的學生了解能源與環境的知識，讓更多的學生具備節能減排的意識。但是，《能源與環境》課程具有其突出的特點，知識的涵蓋面廣，時效性強。傳統的教學模式，容易讓學生感到知識“多、難、枯燥”，而缺乏學習興趣，這就迫使教師從“學生能學到什么”的角度出發，進行改革。

在建設創新型國家的新形勢下，如何盡快形成與建設創新型國家相符合的人才培養新體制和新機制，培養大學生的創新實踐能力，成為我國高等學校教育教學的戰略重點[1]。將該戰略重點的理念，植入到《能源與環境》課程的教學改革中，根據“應用型”本科的人才培養需求，以學生為主體，把課堂理論教學與創新實踐教學相結合，從而激發學生的學習興趣，實現教學改革的目的。

目前關于《能源與環境》課程的改革研究還較少，周彥波等給出了一套詳細的教學內容安排和教學手段創新[2];石楚平等研究了《能源與環境》課程教學大綱、課堂教學內容的改革、學生學前預習的改革、評價體系等的改革[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提出了教學優化措施[4]。高明等利用能源動力工程實驗教學中心及產學研基地進行教學，開設了能源與環境創新創業實訓課程[5]。各個高校的學生層次、教學資源各不相同，重要的是要結合課程面向的對象，能夠因材施教，因地制宜地做出教學改革。

二、教學內容的改革

《能源與環境》這門課程，目前沒有很多可供選擇的教材，其中中南大學周乃君教授主編的《能源與環境》內容較深較難，不適合非能源專業的學生學習，還有李潤東主編的《能源與環境概論》內容較多，許多數據隨著發展已經發生變化，因此對教學內容的改革是做好教學改革的第一步，下面主要從理論內容改革和創新實踐內容改革兩個方面詳細闡述。

1.理論內容改革

（1）改變引課方式：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。

（2）改變學生結構：分小組，變“大鍋”為“小鍋”，以小組結構設計實施各個教學環節，如問題中心法小組討論、翻轉課堂、制作模型、創新大賽等。

（3）改變教學內容結構：打破教材原有的一些章節設置，改為“專題模式”，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，將冗雜的知識化零為整，將多學科背景的教學與緊跟時代的視野滲透到育人全程，具體課程內容如表1所示。

（4）改變吸引主體：樹立專業領域的明星，將鮮活的人物形象引入課堂教學中，把“科學家”作為吸引學生的主體，揭示枯燥的知識背后的故事，在網絡時代，對學生圈粉。

2.實驗實踐內容改革

傳統的實踐教學要求以教師為主導，學生統一要求的情況下進行試驗，這種情況下的實踐使得學生沒有自主選擇和創新意識，嚴重制約了學生的創新能力的培養[6]。因此，一方面，我們在課程內的實驗學時為同學們設置4-6個實驗項目，學生可以以小組為單位選擇其中2個項目來做;另一方面，延伸到課程以外的創新實踐興趣小組，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。

三、教學手段的改革

針對課程的特殊性，在教學手段方面的改革主要包括導入課程思政、成立課程小組、翻轉課堂等。

1.導入課程思政。非常切合教學內容的配套視頻基本來自中央電視臺的《原來如此》、《走近科學》、《一帶一路》、《開講啦》等權威節目，一方面拓寬學生視野，激發學生興趣，另一方面，導入課堂思政，例如《一帶一路》關于我們國家建設的南非德阿鎮的風電項目，尼泊爾的光伏項目，都讓學生有一種無比的自豪感和責任感。

2.成立課程小組。課堂小組討論的教學模式是一套完整的自主學習流程，該流程對大學生創新能力培養具有顯著的積極作用，通過對課堂小組討論模式進行進一步的步驟分解，使其與情境、任務、行動、結果四個層面一一對應，可以以教學方案的四個層面為基礎，進一步探討高參與度的自主學習對大學生創新能力培養的經驗啟示[7]。課程小組不僅能夠是課堂授課環節更活躍，也更加便于管理，學生的小組意識很強，也會形成比學趕幫超的一種學習氛圍。因此成立課程小組使教學效果事半功倍。

3.翻轉課堂。在課程內容大專題下，為學生設置小專題，以小組為單位，自由選擇小專題，并進行翻轉課堂的PPT匯報展示，例如環境八大事件的起因、經過、措施、結果、啟事等。每節課前用10分鐘的時間留給學生展示，教師總結，可成為一節大課的開場預熱。

四、取得效果

本課程在我校既是非能源相關專業的通識選修課又是能源相關專業的專業選修課，年均覆蓋學生300余人，課程不僅贏得了學生的喜愛，也積累了一些成績，在非能源相關專業的學生中，累計實驗模型100多件，在能源相關專業中，由楊濤老師指導的“移動式多功能太陽能取暖器”創新實踐項目，在“格力杯”第十三屆中國制冷空調行業大學生科技競賽創新設計網評中獲得創新設計“三等獎”;由卜文靜、浮翔老師指導的“一種集太陽能供暖、制冷及光伏建筑一體化的新型太陽房”創新實踐項目，在第十四屆“挑戰杯”河南省大學生課外學術科技作品競賽中榮獲“二等獎”，同時在首鋼京唐杯第十二屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽中榮獲“三等獎”。

五、結語

實踐證明，確立學生為課堂主體，以學生為中心，有機地將理論與實踐相結合，通過導入課程思政、成立課程小組、翻轉課堂等教學手段的改革，能夠將《能源與環境》從又難又枯燥，變成學生喜聞樂見、愛學想學的課程，那么教學改革的目的也就達到了。不過《能源與環境》的涉及面非常非常廣，值得繼續開發創新實踐的新項目、新點子、新結合還有很多，本文中的舉例只是一個起點，《能源與環境》課程必將成為培養學生創新實踐能力的平臺，發揮它應有的作用。

參考文獻：

[1]姜貴平、賀安坤.基于實踐教學改革的大學生創新實踐能力培養研究[J].湖北函授大學學報，2018.31（6）：3-4

[2]周彥波、周易、陳雪莉、于廣鎖.能力目標導向下能源與環境課程的改革與實踐[J].化工高等教育，2020（2）：78-83

[3]石楚平、周東一、伏軍、劉長青、王紅梅.《能源與環境》課程研討式教學的研究與實踐[J].教育現代化，2018（4）：85-91

[4]陳國杰等.能源與環境科學導論課程教學優化研究[J].教育教學論壇，2016（32）：182-183

[5]高明等.能源與環境創新創業課程教學方法研究[J].教育觀察，2017.6（3）：45-46

[6]夏春琴、劉芫健.新工科背景下創新人才培養模式的探索與研究[J].實驗科學與技術，2019.17（5）：64-67

[7]鄭軍、陳景婷.課堂小組討論在大學生創新能力培養中的應用——基于STAR模型[J].大理大學學報，2019.7（4）：72-77