雙碳目標下的新能源技術教學改革

周慧 粟玨

摘? 要? 新能源技術是一門多學科交叉的課程，課程內容涵蓋當前人類社會探索和開發的各類新能源利用技術。分析實際教學中的一些問題，結合能源與動力工程專業的特點，從教學內容、教學方法和考核方法方面進行一些改革。通過課程教學改革，極大地激發學生的學習熱情，培養學生思考問題、解決問題的能力，教學質量得到很大提升。

關鍵詞? 能源與動力工程；新能源技術；教學改革；課程思政

中圖分類號：G642.3? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）22-0109-03

0? 引言

能源是人類生存和發展的重要物質基礎，在世界能源利用總量不斷增長的同時，能源結構也在發生巨大變化。2020年9月22日，國家主席習近平

在第75屆聯合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”碳達峰和碳中和的提出，為能源的發展帶來新的挑戰和機遇，促使人類探索與開發更加清潔、高效的新型能源，代替傳統的煤炭、石油等能源。在這一大背景下，能源與動力工程專業為學生開設新能源技術課程就顯得極為重要。

1? 課程概況及存在的問題

新能源技術是一門專業選修課，共40個學時，安排在第六學期。課程內容涵蓋當前人類社會探索和開發的各類新能源利用技術，主要包括太陽能、風能、地熱能、生物質能、核能和海洋能等，旨在幫助學生了解和學習新能源利用的基本原理與發展前景，培養學生的創新思維能力，開闊學生對能源改革的國際視野。新能源技術課程具有知識點多、綜合性強以及與實際聯系緊密等特點[1]。

傳統的教學模式一直以教師單向輸出、學生被動輸入為主。新能源技術這門課程包含的知識點很多，教學每種新能源都要講到該能源的利用形式、發電的基本原理、能源的優缺點以及發展現狀和發展趨勢。因為課時緊張，每種新能源只能安排2～4個學時，整個教學過程比較緊張，課程內容講起來也很枯燥，課堂氣氛比較沉悶，學生反饋情況很不理想，并且期末考試一般是寫課程論文。傳統教學模式不能激發學生學習的熱情，最后的期末考試成績也不能反映學生對知識的掌握和理解情況。

新能源發展日新月異，而教材內容更新較慢，這就造成講課內容跟不上時代發展，無形中對學生的思維產生限制。因此，老舊的教學內容和日新月異的科技發展之間的矛盾成為本課程需要解決的問題之一。

基于以上情況，對課程的教學內容、教學方法和考核方法等方面進行改革和優化，以下是在實際教學過程中的改革措施及成果。

2? 新能源技術課程改革

2.1? 教學內容調整和更新

本課程內容多、知識點廣，但課時較少，所以在授課過程中要對內容做一些適當的取舍和優化，突出重點，詳略得當。在實際教學中，做到“精講多看，講一考二”。所謂“精講多看”，就是講課時不是講得又細又全，而是要精講重點和難點，比較簡單、容易理解的內容讓學生自己學。所謂“講一考二”，是指考試的內容超出講授的內容，包括那些要求學生自學的內容。例如：對發展較好和未來發展潛能較大的太陽能、風能和海洋能等新能源詳細講、重點講，對地熱能、核能等可以適當略講；新能源的利用形式和發電原理可以重點講，新能源的發展現狀和發展趨勢少講或者不講，讓學生自學；在講太陽能發電的時候，光伏發電詳細講、重點講，太陽能熱發電略講；在講海洋能時，潮汐能和波浪能詳細講，溫差能和鹽差能略講，同時留一些內容讓學生自學[2]。通過授課內容的優化解決內容多和課時少的矛盾，同時培養學生自學的習慣和能力。

教材內容更新慢，新能源技術發展日新月異，因此，在授課過程中不能將教材生搬硬套，要對知識點及時進行更新。在備課過程中，除了參考大量的教材和期刊外，還要時刻關注“國際能源網”網站上的新聞，及時了解新能源的發展情況和未來的舉措，隨時更新上課內容。同時引導學生關注相關網站，培養學生對新知識、新事物的好奇心和探索精神。

2.2? 授課形式改革

傳統授課形式單一，很難調動學生學習的積極性和主動性，加上本課程內容多、知識點廣，單一的理論知識講授會比較乏味，無法調動學生的學習熱情和興趣[3]。在教學過程中，改變教學理念，從傳統的教師為主、學生被動接收改變為以學生為中心、教師為導向的教學模式，可以更好地調動學生的積極性，同時培養學生的學習和思考能力。

以學生為主體、教師為主導，采用“讀、討、寫、講、結”五位一體的合作式教學，可以鍛煉學生主動思考、團隊協作能力、語言表達能力等。“讀”是指學生閱讀教材和資料，廣泛收集有關文獻資料；“討”是指學生分組討論，消化教材和文獻資料的有關內容；“寫”是指學生自己寫出報告并制作相應的課件；“講”是指學生推出代表上臺講課；“結”是指教師補充完善和最后總結。

在課堂教學中，采用分組討論式教學，學生先自行分組，組員之間需要協同合作。整個課堂教學主要劃分為三大部分：第一部分是教師講新能源的工作原理并提出相關問題；第二部分是學生組根據教師講的內容和提出的問題查詢資料，并對資料進行整理，以文件和PPT的形式展現，各組之間進行討論；第三部分，教師根據各組討論的內容作出評價和補充。現以太陽能發電為例，教師在課堂上引出太陽能光伏發電和熱發電兩種形式，并對其工作原理進行詳細講解，然后提出問題分配任務：太陽能光伏發電和太陽能熱發電兩種形式的不同，在世界和我國這兩種發電形式所占的份額，以及兩種發電形式未來的發展趨勢。學生針對這些問題查找資料，下次課以組為單位展開討論。教師在學生討論結束后作出評價并歸納總結。

分組討論式教學可以極大地調動學生的主動性和積極性，學生在查找資料的時候可以對新能源產生更深更廣的認識，對世界能源的發展也有一定見解，不僅有利于本課程的學習，對就業和考研也有一定的指導意義。分組式討論也可以培養學生協同合作的能力，有了團隊意識，在每次課布置任務后，各組成員自行分配任務，有人負責查找資料，有人負責整理材料，最后討論的時候要求每位成員都要發言，保證每個學生都參與進來。每次討論都按照各組成員的表現和內容打分，這個分數對最后的成績有至關重要的作用。

分組式教學取得良好的教學效果，討論環節學生的積極性很高，授課效果很好。

2.3? 課程思政融入課程教學

習近平總書記提出，高校思想政治工作應堅持將立德樹人作為中心環節，把思想政治教育貫穿教育教學工作全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。課程思政建設的目標在于培養思想可靠、專業過硬的有能力、有擔當的高等專業技術人才，課程思政重點在于將思想政治教育與專業知識技能教育內容相融合，將“踐行社會主義核心價值觀”“培養工匠精神”“健全法治觀念”“提高職業道德和職業素養”等幾個方面的思想政治教育在課堂上傳授給學生[4]。本著專業課程和思政教育同向同行的原則，在課程中結合課程的發展歷史、國家和世界重大的歷史與現實事件，對學生進行“勿忘國恥，中國人要奮發圖強”的愛國主義教育。

如在講到風能這一部分的時候，把知識點和思政教育相融合，其中專業知識點有四個，分別是：

1）風能利用的形式；

2）風力發電的工作原理；

3）風能利用的優缺點；

4）風能的發展潛力。

相對應地設置有四個思政教育點：

1）我國有著悠久的風能利用的歷史，其中有一些重要的歷史事件和人物；

2）我國風力發電技術水平已經達到世界前列，國家鼓勵建設海上風電項目，推廣應用低速風電技術，讓學生了解國情，培養學生的民族自豪感和責任感；

3）風能在使用過程可能會出現一些問題，這些問題的解決是長遠的，引發學生的思考，培育學生的工匠精神；

4）祖國未來的發展依靠年輕的一代，引導學生思考通過自己的努力，在實現個人社會價值的同時為祖國的發展貢獻自己的力量，融入國家的建設浪潮中，不斷提高個人精神品質。

思政教育貫穿整個教學過程，通過思政教育不僅可以培養學生的科學思維和分析問題的能力，還可以幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，深刻理解和踐行“愛國、敬業、誠信、友善”的社會主義核心價值觀。同時，思政教育可以提升學生對專業的認同度，鼓勵學生繼續深造，為民族振興貢獻自己的力量。

2.4? 增加實踐教學環節

新能源技術課程中的一些知識比較新穎，有的新能源發電的形式和傳統火力發電機組有很大的區別，學生理解起來有點兒難度，可以適當增加一些實踐教學，一方面利于學生對知識的理解，另一方面也可以拓寬學生的思維。本專業設有節能減排實驗室，其中設置有風力發電機組模型和光伏發電機組模型，以及一些學生獲獎的作品，這些都可以作為實踐教學的工具。同時，學校和生物質發電廠有校企合作，也可以作為學生實踐教學場所。

例如：在教學風力發電的時候，學生因為對機械方面的知識掌握較少，對風力發電機構難以理解，讓他們去實驗室觀摩，并且進行設備的拆裝，在拆裝的過程中對設備的結構就會有很深的理解；在教學光伏發電的時候，讓學生課下在實驗室用光伏板搭建電路，通過采用不同類型的光伏板和改變光伏板的數量來理解光伏發電的原理和特點；在教學生物質能發電的時候，帶領學生去生物質電廠參觀學習，了解生物質能的多樣性和實用性，對生物質能的利用有了更好的認識和理解。通過理論教學和實踐教學相結合，取得很好的教學效果，學生就會對新能源有很大的興趣。

2.5? 考核模式改革

傳統的考核一般采用課程論文的形式，這種情況下，有一些平時不積極學習的學生最后也可能通過網上摘抄、東拼西湊，最后獲得一個理想的成績。這種考核方式不利于調動學生平時學習的積極性和主動性，因此也要改革，不能僅以期末考試成績為主，而應更加注重學生的平時表現，包括平時聽課狀態、討論課的參與度等。

傳統的考核方式平時成績只占30%，主要通過考勤和課堂表現來評價。這樣一來，學生對平時成績的重視度普遍不高，平時成績表現一般的學生最后也可能獲得不錯的成績，這對平時表現好、參與度高的學生不公平。改革后增加平時成績，平時成績主要由討論課成績、課堂表現和考勤組成，各部分成績占比如表1所示。

改革后的考核形式，平時成績占比為60%，最后課程論文只占40%，整個考核更加注重學生平時學習的狀態，可以更好地調動學生平時學習的主動性和積極性，也可以更公平合理地對每位學生作出評價。改革之后，學生的課堂參與度大大提高，討論課中大家更加愿意表達自己的觀點，更加愿意表現自己、展現自己。

同時，對課程結課論文內容也作了要求，不再是讓學生寬泛地介紹新能源，而是要求與實際相結合。現在很多路燈和公交站臺設置了光伏發電裝置和小型風力發電裝置，學校和生物質發電廠也有合作，可以設計新農村綜合利用生物質能的方案。這些都可以作為課程論文的題材，鼓勵學生進行實際調研、考查，最后以匯報的形式寫成課程論文。這樣可以培養學生利用所學知識分析和解決實際問題的能力，并且為后續課程設計打下基礎。結果顯示，學生通過實地調研之后，學到很多課本上沒有的知識，很好地培養了工程實踐能力。

3? 結束語

綜上所述，新能源技術這門課程從教學內容、教學模式和考核形式三大模塊進行改革和創新，從改革后學生的參與度和最后的考核成績可以看出，教學效果得到很大改善，不僅提高了學生學習的主動性和熱情，也使學生對能源的發展和變革有了更深的認識，他們更加關注祖國的未來。

參考文獻

[1] 徐寅，齊永鋒，王向民.新工科下“新能源概論”課程教學改革探索[J].教育教學論壇，2021（24）：89-92.

[2] 楊靜，左永剛，易斌，等.“新能源發電技術”課程教學改革研究與實踐[J].電氣電子教學學報，2017，39（2）：57-59.

[3] 萬少華.“新能源發電技術”課程教學改革研究與實踐[J].信息系統工程，2018（12）：175.

[4] 何國榮.《自動化生產線技術》課程思政建設研究[J].現代商貿工業，2022，43（8）：155-156.

作者：周慧，文華學院機械與電氣工程學部碩士研究生，主要研究領域為能源與動力工程；粟玨，文華學院機械與電氣工程學部，高級工程師，主要研究方向為能源與動力工程（430074）。