“能源開發概論B”課程教學方法改革探索與實踐

宋紅華 趙毅鑫 郝憲杰 張村

摘要 文章從教學實踐角度分析了通識教育導學課程“能源開發概論B”在面向不同專業學生授課中存在的一些難題，通過引入課前預習、增加關鍵環節多媒體視頻教學、因專業施教、強化重點內容講解、情景比較等針對性教學方法，使學生快速融入課堂、直觀了解各類關鍵專業知識；針對性設計各專業重點知識引入和講解內容，深化學生對專業知識的具體化理解，加深課程重點印象，活躍課堂氛圍，增強的學生學習積極性，提高課堂教學效果。

關鍵詞 能源開發概論；教學方法；方法改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.8.028

“能源開發概論B”是一門能源與礦業類高校專業背景知識體系中較為基礎的課程，也是繼“采礦概論”后，中國礦業大學（北京）為非采礦工程專業本科生增設的又一門通識教育導學類必修課[1-2]。該課程內容涵蓋煤炭（地下、露天）、石油、天然氣、太陽能、水能、地熱能等各類能源開發的基本原理知識和關鍵技術環節。對深化能源與礦業類高校非采礦工程專業學生的專業知識體系認知、明確專業發展方向、促進學科交叉融合和開拓專業能力、拓寬視野等方面，具有重要作用。

針對常規和新型能源開發專業知識，“能源開發概論B”課程共設計10個章節、分為16個學時課程（含實驗學時2個），并結合先進的虛擬仿真系統平臺和系統化的多場景采礦模型，進行礦山開采系統布置和開采場景的多維度演示，增強學生對能源與礦業類高校特色專業知識的理解，提高學習效率和教學效果。目前，該課程章節課時布局較為合理、軟硬件平臺設施等方面準備齊全，有力支撐了課程教學目標的實現。

與其他通識教育導學相比，“能源開發概論B”課程具有知識量大、行業跨度廣、學科交叉融合多等特點，受課程學時設計少、學生專業知識儲備弱、學習主動性不足等因素影響，給課程講授帶來了一些新的挑戰。

1課程教學中存在的問題

總結“能源開發概論B”課程實踐中存在的一些共性問題，發現這些問題主要集中在學生專業知識儲備不足、各專業學生課程知識儲備差異較大、學生對課程內容興趣差異顯著三個方面。

1.1學生專業知識儲備不足

根據課程設置，授課學期多為各學年第一學期，授課對象為大學一年級本科生。能源開發概論B是一個多學科交叉融合、多行業知識凝聚而成的課程。雖然課程內容講授兼具科普性和專業性，但由于初入大學，本科生專業知識儲備有限、大部分學生對工程實踐和科學研究等流程模式不熟悉，對各類能源賦存特征、開發方式了解較少，導致學生在課堂學習中不易迅速進入各類能源的開發場景和所舉工程案例，在各類能源開發工藝、開發方法、開發系統、關鍵構筑物和機械的構建、運行機理以及一些專業名詞等快速理解方面，仍存在一些困難。

1.2各專業學生課程知識儲備差異較大

不同專業學生對各類能源開發的背景知識掌握深淺不一，對不同類型能源開發方式理解、掌握的快慢不同。由于學科專業選報、入學后專業介紹等一系列原因，學生對本專業認知相對較高，而對其他專業認知仍相對較少。教學過程中，采礦工程相關專業學生，比如地質工程專業學生對能源開發對象——煤炭、石油、天然氣等化石能源賦有一定的了解，在進行能源開發概論課程學習時反應較快，而其他專業學生，如電氣工程專業學生，對該課程的專業認知則相對較少。

1.3學生對課程內容興趣差異顯著

各專業學生對“能源開發概論B”課程的興趣高低存在顯著差異，對能源開發課程涉及的地質構造運動、能源賦存、煤炭開采等，讓采礦工程相關專業學生明顯感受到該課程與自身專業直接相關的，學習熱情較高；而對此無直觀感受的學生，則學習熱情相對較低。

考慮到課程學時設置和知識內容，如何在課堂上充分調動學生的積極性，幫助學生快速進入課程知識內容，確保教學取得教學良好效果，讓學生學有所得、思有所獲的同時，順利實現目標，是“能源開發概論B”課程教師面臨的一大難題。因此，有必要對“能源開發概論B”課程教學方式進行針對性的改進，以提高教學效率，順利達成教學目標。

2教學方法改革

針對“能源開發概論B”課程實踐中存在的三方面共性問題，分別從課前預習、教學方法、教學環節等方面進行改進，以實現教學水平和質量的提升，具體如圖1所示。

2.1提高課前預習質量

課前預習是幫助學生熟悉新知識，使學生快速融入課堂提高知識學習能力[3]，增強學生對課堂講授知識脈絡的把控能力，培養學生自主學習能力的重要途徑。因此，提高課前預習質量，對講好能源開發概論至關重要。

幫助學生提高課前預習質量，是教學方法改革的重要內容，本環節的改革方法主要體現在新課開講前的以下三個方面：①提前向學生概括性講述新課內容、背景知識，促進學生對要學知識點的理解；②準備以視頻為主的課程背景知識、方法、原理素材，減輕學生的預習負擔，提高學生預習的興趣和積極性；③課前以引導式提問的方式檢查預習內容，及時鼓勵預習效果較好的同學，提高大家學習的獲得感。

2.2增加多媒體視頻教學這一關鍵環節

多媒體視頻教學方式具有表現性強、具象性強、紀實性強等優勢[4]，可以直觀、清晰、形象、生動地表述課程內容，提高學生對抽象、不熟悉事物的理解能力。

為了提高學生對煤炭、石油、天然氣、核能等各類能源開發場景、原理及關鍵機械的了解，教學方法改革主要是通過增加關鍵環節多媒體視頻的方式進行，降低學生對抽象概念理解的難度。具體方法為：在虛擬仿真平臺、采礦模型講授的基礎上，課堂上對能源開發關鍵難懂環節，如基本原理、開發系統、關鍵機械設備運轉等均補充了相關視頻及演示動畫，讓學生更加直觀地了解關鍵教學內容和各類專業知識，加深學生對專業知識的印象，活躍課堂氛圍，提高教學效果。

2.3引入熟悉情景比較

將課程內容與學生熟悉的場景、標志性事物、時興事物進行比較，給學生以量化的概念，可以起到深化學生對課程專業知識理解具體化，加深課程內容印象的作用，是活躍課堂氛圍、提高教學質量的重要途徑。

針對多數學生缺乏各類能源開發環境、開發內容的工程實習和專業認知學習的狀況，本環節教學方法改革主要是通過引入學生熟悉的場景，提高課堂的趣味性。具體方法為：在課程教學過程中，注重將各類能源開發的工程問題與生活情境對比，如將能源開發工程尺度的能源賦存厚度、建筑物尺寸、設備運行方式等與生活中的典型標志性的建構物、人、機械等相比。在提高課堂趣味性的同時，強化學生對專業知識的理解和記憶，提高教學質量和教學效果。

2.4注重因專業施教

“因專業施教”是根據學生的專業知識背景、對課程的興趣情況，精準施教[5]，提高教學的針對性，激發具有不同專業知識基礎和課程知識需求的學生對本課程的興趣，提高學生的學習積極性，提升教學質量，實現教學目標的重要途徑。

針對不同專業學生專業知識背景差異較大、對課程知識需求不同的情形，教學改革主要從教學設計方面著手，提高各專業學生對課程知識的興趣和了解，具體方法為：①在教學設計中，從各專業與能源開發行業的關聯性著手，根據教授專業的不同，針對性地設計課堂重點知識講解方式和課程引入內容；②在講解重點知識時，注重加強課程內容、知識點、關鍵技術原理與專業的關聯性解讀，提高學生對本專業與各類能源開發內容關聯性的認知，提高學生對課程內各學科交叉融合的認知，開拓學生的專業認知視野，激發學生對該課程的學習熱情，使學生在學習中有獲得感，提高學生學習的積極主動性。

2.5強化重點內容講解

幫助學生掌握本課程的核心知識點是課程教學的主要任務。加強核心知識點內容講解，明確重點、難點內容，是幫助學生迅速掌握課程核心專業知識，加深對課程核心知識內容的了解，提高課堂講授效率的重要途徑。

針對課程知識量大、課時安排有限的問題，教學的改革主要從課程設計入手，幫助學生把握知識重點，梳理知識脈絡，降低學生學習的難度，具體表現為：

①課程設計重點圍繞各類能源開發的原理、類型等核心知識點，結合前述多媒體視頻教學手段，輔助板書、手繪示意圖等，對核心知識點進行重點講解，明確重點、難點內容；②在此基礎上，對課程內容適當延拓講解，使課程講授知識脈絡更加清晰，加深學生對核心知識點的印象，有效提高教學質量。

3教學方法改革成效

在教學實踐中，該教學方法改革取得了良好的成效，學生主動性、積極性、課堂出勤率、知識掌握等情況均有明顯改善，學生的學習感受有明顯提升。

從期末考試成績來看，電氣工程、地質工程專業兩個班級中“能源開發概論B”課程均取得較好的教學效果，學生平均成績均在85分以上，分別為88、85.5分。兩個班級的“能源開發概論B”課程期末考試成績結果如表1所示。

4結語

“能源開發概論B”課程，對培養學生對各類能源開發專業背景知識、開闊學生視野、提升學生對各類能源開發工程內多學科知識交叉融合的認知能力具有重要作用。本文針對“能源開發概論B”課程教學過程中存在的一些問題，引入課前預習、增加關鍵環節多媒體視頻教學、因專業施教、重點內容講解、情景比較等教學方式，增強學生快速融入課堂的能力，讓學生直觀了解關鍵教學內容和各類專業知識，針對各專業的特點設計課堂重點知識講解和課程引入內容，深化學生對課程專業知識的具體化理解，突出課程重點，活躍課堂氛圍，提高學生學習的積極主動性，提高課堂教學效果，從而提升教學質量，實現教學目標。

基金項目：中國礦業大學（北京）教學內容更新與教學方法改革研究項目“基于VR-AR技術的《能源開發概論》產教融合課程教學改革研究”（J221107）。

參考文獻

[1]張錦旺，楊勝利，吳仁倫.《能源開發概論》課程考核模式改革探索研究[J].創新創業理論研究與實踐，2021，4（2）：103-104，113.

[2]李永亮，楊寶貴，王兆會.基于OBE理念的能源開發概論課程教學模式改革探索[J].創新創業理論研究與實踐，2022，5（8）：128-130.

[3]鄭永春，于培清，劉建曉.重視預習提高大學物理實驗教學質量[J].高教學刊，2018（22）：101-103.

[4]孫天立.多媒體視頻教學在“思想道德修養與法律基礎”課程中的應用[J].教育與職業，2011，684（8）：168-170.

[5]邱德宇，華表.思想政治理論課因材施教的探索與思考——以清華大學“中國近現代史綱要”課為例[J].思想教育研究，2017，（5）： 86-89.