提高“可再生能源概论”教学质量的方法探析

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摘要：论述了国内高校开设“可再生能源概论”课程的背景，分析了该课程的特点，系统地探讨了提高课程教学质量的措施。通过更新教学内容、引导学习方法、增强课堂互动和优化考核方式等多个措施的施行，能提高教学质量，优化教学效果。

关键词：可再生能源；专业基础课；提高教学质量

作者简介：徐谦（1981-），男，江苏苏州人，江苏大学能源与动力工程学院，讲师；张红（1979-），女，江苏沭阳人，江苏大学能源与动力工程学院，讲师。（江苏 镇江 212013）

基金项目：本文系江苏省高等教育教学改革研究重中之重课题（课题编号：2011JSJG006）、江苏大学教学改革项目（项目编号：JGZD2009025）的研究成果。

中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0097-02

一、开设“可再生能源概论”课程的背景

能源短缺与环境污染是21世纪人类面临的两大基本问题。自工业革命以来的大规模化石能源资源消耗和生态环境恶化，导致人类社会的可持续发展受到严重的威胁。对于中国这样以煤为主要能源的国家，随着经济社会的不断发展和对能源需求的不断增长，这些问题显得尤为突出。发展可再生能源是解决这些问题的主要途径之一。可再生能源如太阳能、风能、地热能、生物质能等，具有清洁、低碳、可持续利用等优势，正越来越受到重视。在国家层面上，我国在相关政策中都增加了可再生能源的元素，可再生能源产业的发展也受到国家的高度关注。但是，和发达国家相比我国的可再生能源产业起步较晚，总体发展程度不高。在我国可再生能源产业发展过程中的一大限制因素是缺少成熟先进的可再生能源技术。我国主要的可再生能源设备完全依赖于进口，可再生能源领域的科技创新能力明显不足。培养可再生能源相关内容的专业型和复合型人才是一个关键的突破口。为此，江苏大学从2006年起为热能与动力工程专业的本科生开设了“可再生能源概论”课程并收到了良好的效果。学生在开阔视野、了解基础知识的同时也提升了深入学习的兴趣。为了进一步顺应时展和社会需求，2010年7月经教育部批准，浙江大学、西安交通大学、华北电力大学、江苏大学等11所高校首次设立了新能源科学与工程专业。在该专业的本科生培养方案中，“可再生能源概论”是一门重要的专业基础课。

二、“可再生能源概论”课程的特点

“可再生能源概论”是新能源专业的专业基础课，也是热能与动力工程专业（自2012年起教育部调整为能源与动力工程专业）的专业选修课。目前已有多本相关的书籍可作为教材备选。[1-4]该课程具有以下特点：

1.内容多，学时少

可再生能源覆盖面较大，课程内容包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能以及新能源与可持续发展。而作为一门先导课，它主要起着引人入门的作用，所以教学时间通常只有32学时。[5]如何在较少的学时内把大量的内容涉及到、连接好，对教学质量有着很大的影响。

2.课程内容发展更新快

可再生能源研究是目前最迫切也是最热门的研究领域，大量的研究成果被国内外的学术期刊广泛而持续地报道出来。这一点反映到课程内容上，几年前还称之为“待解决的问题”到现在可能已经有很好的解决方案。在每次确定课程内容时，需要紧跟学科的发展把这些新的内容包括进去。

3.与后续课程衔接紧密

“可再生能源概论”是一门专业基础课，负责把学生引进本学科的大门。到了专业课学习阶段，学生还要深入地学习“生物质能源转化原理”、“太阳能光伏技术”、“风力发电原理与控制”等课程。本课程与后续课程衔接紧密，在学习本课程时树立起学生的学习兴趣和良好的学习方法对学好后续课程具有重大的影响。

三、提高教学质量的措施

1.精心组织教学内容

在32学时的教学时间内不可能对所有的可再生能源进行全面深入的介绍。笔者结合自身的科研方向，重点对太阳能、燃料电池（其中有与生物质能关联的“直接醇类燃料电池”和与氢能关联的“质子交换膜氢氧燃料电池”）相关内容进行介绍。除了讲述教材上的知识，还加入了目前存在的问题以及最新的科研成果。例如在讲到直接高浓度醇类燃料电池时，笔者就加入自己近两年的科研成果，讲述流场和膜电极结构优化对电池性能的影响。学生反响热烈，对此部分知识的理解得以加深。其余的可再生能源类别则讲述其基本原理，以便与后续的专业课程衔接。

除了上述理论知识之外，在教学过程中加入实验教学也是一个提升质量的有效途径。结合江苏大学能源与动力工程学院自身的特点和实验条件，在教学过程中尝试为学生增加了包括太阳能房和地源热泵等实验内容。以太阳能房为例，作为一种节能减排建筑，左然教授在2005年建立的30m2的太阳能平房具有冬暖夏凉（不依赖于空调或加热器）的特性。覆盖于屋顶的太阳能集热板能调节安放角度与暴露面积，连接到屋内的管道末端装有风机调节气流速度。联系传热学和本课程中关于太阳能知识的介绍，学生可自己动手调节相关参数获得直接的感性认识，结合课后的理性思考，可进一步加深对太阳能利用的掌握。

通过相关实验的演示、观摩和操作，使学生对发展可再生能源和采取节能减排措施所达到的效果有了更直观深入的认识，并对教学内容中所涉及的一些相关内容也有了更深入的理解。

2.教会学生学习的方法

可再生能源领域的发展日新月异，学生不必要也不可能在课上学到所有的知识点。为此，笔者尝试采用了设疑、研讨、引导式的教学方式。一是通过课堂提问让学生参与针对设疑问题解决思路的研讨，扩展学生解决问题的思路，培养学生的创新思维；二是对解决设疑问题的正确思路和有新意的想法给予肯定，对学生的努力当众予以表扬，引导学生利用所学知识积极探索解决问题的新思路，逐步形成并确立独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯；三是充分利用每堂课的最后5分钟，除了总结本次课程的主要内容之外，还给学生设置一些疑问来引导学生预习下一次课的主要内容。

3.增强课堂互动

除了课堂提问之外，笔者还借鉴研究生研讨课的形式与学生形成大量的互动。上课时，学生可随时打断老师的授课就正在讲解的内容进行发问或点评。学生之间也可相互点评。讲到某一处，若有学生对此处内容了解较多，老师就把讲台让出坐在台下，由该生在台上进行讲解。经过数次尝试，学生逐渐适应并喜欢上这种无拘无束的互动，学习的兴趣得到激发，对教学内容也会自发地去找资料扩充及深化。必须要指出的是，笔者的教学班级人数少于50人，这种互动是良性的、可控的；若是授课班级人数过多，则不适用这种互动形式。

4.优化考核方式

考核环节作为教学过程的有机组成部分，对教学质量有重要影响。长期的实践证明，此环节能有效地促进学生复习和巩固所学内容，检查学生对所学知识、方法和技能的理解、掌握及运用情况，既是评定学生学习成绩的有效手段，也是检验教学效果、取得反馈信息、改进和提高教学质量、推进教学改革的主要途径。[6]传统的主要课程考核方式——考试，虽然有其合理性，但是实际上束缚了学生的发散思维，忽视了对学生学习能力和创新能力的考查。对于“可再生能源概论”这样的专业基础课，有必要根据不同的教学内容采用灵活多样的考核方法。笔者采取了平时成绩与期末成绩相结合的方式：平时成绩占总成绩的40%，主要包括平时的考勤、回答教师提问的质量和课上讨论发言的质量；期末考试占60%，避免繁琐的运算与对零碎知识点的机械式记忆，试题以开放的论述题为主，不设标准答案。学生根据对问题的认识和理解进行解答，解答过程中学生可以针对当今能源领域的一些重要或敏感问题提出有参考价值的意见与思考，可充分发挥自身的创新意识。通过这样的考核方式，学生不仅掌握了可再生能源方面的基础知识，而且提高了分析问题、整合资源、文字表达和解决问题的能力。这样的考核方式得到了几届学生的普遍认可。同时，通过这种考核方式，笔者了解到不同学生的不同兴趣所在，从而为第八学期的毕业设计题目设定提供了一定的依据，为教学的连续性和提高毕业设计的质量提供帮助。

四、结语

笔者通过课堂教学的不断摸索，针对“可再生能源概论”课程的特点和“90后”大学生的特性，在提高教学质量方面进行了改革尝试。通过激发学生自学潜力，培养学生的学习兴趣，引导学生养成了独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯，提高了“可再生能源概论”的教学质量和教学效果。然而，“可再生能源概论”的课程教学是一门系统工程，从教学内容的选取到教学主题的把握，从教案的准备到课堂设计，从作业的选取到考核形式的改革，各个环节都会影响教学质量和教学效果，在这些方面，尚有许多值得研究和探讨的空间。另外，本课程与后续专业课程的衔接也是一个值得研究的课题。

参考文献：

[1]左然，施明恒，王希麟.可再生能源概论[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]索伦森.可再生能源的转换、传输与存储[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]S.Singer.Sustainable Energy Sources，Uses and Technologies[M].New York：Webster's Publisher，2011.

[4]保罗·克留格尔.可再生能源开发技术[M].北京：科学出版社，2007.

[5]韩新月，何志霞，王谦，等.新能源科学与工程专业人才培养探讨[J].中国电力教育，2013，（5）：9-11.

[6]吕红浪，王旭升.高校专业选修课考核方法的改革与实践[J].中国成人教育，2006，（7）：143-145.