朱燕峰

(濱州學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，山東 濱州 256603)

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《能源工程概論》教學(xué)改革探索與實踐*

朱燕峰

(濱州學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，山東 濱州 256603)

《能源工程概論》是一門信息量大、內(nèi)容豐富、注重學(xué)科前沿的專業(yè)必修課。結(jié)合教學(xué)實際，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三方面介紹能源工程概論的教學(xué)改革和實踐經(jīng)驗。教學(xué)內(nèi)容方面，突出重點內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生實際應(yīng)用能力。教學(xué)方法方面，采用多元化的教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?？己朔绞椒矫妫捎谩叭蝿?wù)驅(qū)動”方法。實踐表明，此教學(xué)改革不僅調(diào)動了學(xué)生的積極性，也提高了學(xué)生的實踐能力。

化學(xué)化工; 能源工程概論; 教學(xué)改革; 教學(xué)方法

能源是人類文明賴以發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)今國際政治、經(jīng)濟和軍事的關(guān)注重點。隨著能源危機的日益加劇和環(huán)境污染問題的日趨嚴重，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)布局、推進能源體制改革和尋找替代性清潔能源成為解決能源危機和環(huán)境污染問題的最佳策略[1-3]。近年來，由于新能源和能源環(huán)保等相關(guān)行業(yè)高速發(fā)展，社會急需大批高端、具有良好理論基礎(chǔ)和實踐能力的能源化工人才?；谝陨媳尘埃诟叩仍盒ｉ_設(shè)能源化學(xué)工程專業(yè)，符合國家和社會培養(yǎng)專業(yè)人才的需求。濱州學(xué)院于2013年開設(shè)能源化學(xué)工程專業(yè)。該專業(yè)是為適應(yīng)能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求而設(shè)立，重在培養(yǎng)能源化學(xué)工程領(lǐng)域高水平應(yīng)用型人才。根據(jù)能源化學(xué)工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃要求，大二階段開設(shè)《能源工程概論》這一專業(yè)必修課。此門課程屬于新上專業(yè)的新開課程，所以其教學(xué)實踐還處于初級階段，對其教學(xué)方法有必要進行深入的探索，尋求切實可行的教學(xué)方式。筆者結(jié)合我校能源化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的特點和《能源工程概論》課程的教學(xué)實際，結(jié)合前人已有的教學(xué)改革研究成果，探討了其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革措施。

1 《能源工程概論》課程在專業(yè)培養(yǎng)體系中的地位

我校能源化學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是：具有扎實的能源化學(xué)工程專業(yè)基本知識，具有在新型能源開發(fā)及高效利用、轉(zhuǎn)化及節(jié)能減排等領(lǐng)域產(chǎn)品研制與開發(fā)、裝置設(shè)計、生產(chǎn)過程控制等基本能力。能在化工、煉油、煤炭和環(huán)保等能源轉(zhuǎn)化相關(guān)領(lǐng)域從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、污染物控制和減排工藝設(shè)計、生產(chǎn)過程控制和生產(chǎn)技術(shù)管理等工作的高水平應(yīng)用型人才。為此，開設(shè)《能源工程概論》課程。該課程是學(xué)生所接觸的第一門專業(yè)課程，是能源化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的“專業(yè)啟蒙教育”課程。這將有助于學(xué)生對能源化學(xué)工程專業(yè)有一個相對全面的了解，明確能源工程方向的發(fā)展趨勢和前景，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣。

2 《能源工程概論》課程教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 課程設(shè)置的限制

《能源工程概論》作為一門引論性質(zhì)的課程，內(nèi)容主要涉及常規(guī)能源、能量儲存技術(shù)、工業(yè)企業(yè)及其蒸汽管道系統(tǒng)、聯(lián)合發(fā)電工程、火電廠投資評估和能源工程的環(huán)境評估、潔凈煤技術(shù)和煤的潔凈生產(chǎn)、新能源和可再生能源、清潔能源促進技術(shù)等，內(nèi)容豐富。但在教學(xué)計劃安排上總學(xué)時數(shù)較少，僅有32學(xué)時，且每周4學(xué)時，這勢必增大學(xué)生對知識掌握與理解的難度。另外，此門課程大多開設(shè)在第4學(xué)期，此時物理化學(xué)和化工原理課程還未學(xué)完，學(xué)生的知識儲備較弱，這就增加了學(xué)生對本課程內(nèi)容的理解難度。

2.2 學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

根據(jù)開學(xué)初對能源化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的問卷調(diào)查，對本門課程，“很有興趣”的只占5.1%，“沒有興趣”的占7.7%，“興趣一般”的占38.5%，而有興趣但不知如何學(xué)的“占48.7%。由此可見，本屆能源化學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)積極性較低，且其理論基礎(chǔ)較弱，而課堂講授的知識多是一些抽象的理論和應(yīng)用性較強的工程技術(shù)。因此在學(xué)習(xí)過程中，有些學(xué)生常常處于似懂非懂的狀態(tài)，學(xué)習(xí)積極性受到打擊，以致最后對學(xué)習(xí)失去興趣，甚至出現(xiàn)放棄的現(xiàn)象。長此以往，這將影響本課程的健康發(fā)展，與教學(xué)目標(biāo)相距甚遠。

2.3 教師教學(xué)過程中遇到的困境

本課程主要講述了能源和能源轉(zhuǎn)化的基本理論、研究現(xiàn)狀和相關(guān)的工程技術(shù)，理論性和應(yīng)用性均較強，諸如發(fā)電相關(guān)的一些設(shè)備僅靠課堂的講解，學(xué)生無法獲得真正的認識，且缺少相關(guān)的化工企業(yè)實習(xí)基地。因此，為有效增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和提高教學(xué)質(zhì)量，教師一方面不得不花費大量的時間去尋找相關(guān)的圖片和視頻，以利于學(xué)生理解相關(guān)的工程技術(shù)；另一方面適當(dāng)降低教學(xué)難度，如太陽能和燃料電池等新能源所涉及的內(nèi)容，主要以了解性知識為主，不要求掌握。雖然這樣可以完成教學(xué)任務(wù)，一定程度上取得一些成效，但遠遠達不到社會對人才需求與期望。

2.4 課程實踐機會少

《能源工程概論》是一門實踐性較強的學(xué)科，其中所涉及的理論知識的出發(fā)點和落腳點都是工程實踐。若能將講授的理論知識與實踐有機結(jié)合，將有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和改善學(xué)習(xí)效果。但在實際教學(xué)過程中，極少有機會帶領(lǐng)學(xué)生進行相關(guān)的實踐活動。

3 教學(xué)實踐

3.1 合理取舍教學(xué)內(nèi)容

本課程具有內(nèi)容豐富、信息量大、關(guān)注學(xué)科前沿、課時少的特點。因此教師在授課過程中要突出教學(xué)內(nèi)容的重點，對教材內(nèi)容進行適當(dāng)取舍，利用有限的課時把主要教學(xué)內(nèi)容講清楚。筆者首先從介紹常規(guī)能源入手，具體包括常規(guī)能源的成分及指標(biāo)、中國能源發(fā)展?fàn)顩r、全球能源危機等；然后介紹能量儲存系統(tǒng)，包括儲存原理、分類、技術(shù)等；接著是聯(lián)合發(fā)電工程，包括發(fā)電的原理、分類、構(gòu)成等；最后介紹新能源，主要講授煤炭清潔利用和新能源理論和技術(shù)等內(nèi)容，主要涉及煤炭清潔利用技術(shù)、太陽能利用、風(fēng)能發(fā)電、海洋能發(fā)電技術(shù)、核能、生物質(zhì)能以及氫能的利用等。能源工程的環(huán)境評價和清潔能源促進政策則安排學(xué)生自學(xué)。由于能源科學(xué)特別是新能源部分是一門不斷發(fā)展的學(xué)科，每年都有大量的新的研究成果報道，因此在教學(xué)過程中應(yīng)注意引入前沿性的內(nèi)容，為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要，筆者在教學(xué)過程中適當(dāng)引入前沿性的研究成果。為此筆者不僅自己跟蹤相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果，還鼓勵學(xué)生閱讀相關(guān)文獻，以追蹤最先進的研究內(nèi)容。比如在講授太陽能利用時，不僅介紹現(xiàn)在應(yīng)用最廣的硅太陽能電池，還介紹該領(lǐng)域的研究熱點，即固態(tài)鈣鈦礦太陽能電池。這樣不僅增加了學(xué)生對理論知識的掌握和發(fā)展趨勢的了解，還大大激發(fā)了學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新意識，取得了良好的教學(xué)效果。

3.2 采用多元化的教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生思維發(fā)展的強大動力，也是構(gòu)成學(xué)習(xí)動機的心里成分?！赌茉垂こ谈耪摗愤@門課程與其它專業(yè)課程一樣，單靠課本內(nèi)容的講解是枯燥乏味的。作為大學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是首要任務(wù)，而傳統(tǒng)的教育基本都是填鴨式的教育，缺乏對學(xué)生能動性和自主性的培養(yǎng)。因此，必須改變傳統(tǒng)教育，讓學(xué)生養(yǎng)成自主思考、主動思考問題的習(xí)慣。筆者將啟發(fā)式和參與式教學(xué)引入到教學(xué)模式中。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：教學(xué)方法上，一是采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，精心準(zhǔn)備課件，做到與教學(xué)內(nèi)容緊密銜接。如給出設(shè)備的圖片或一些流程的視頻，使學(xué)生獲得足夠的感官認識；二是針對能源利用現(xiàn)狀、環(huán)境保護和新能源開發(fā)與利用等課題，組織學(xué)生查閱資料，并提出自己的觀點，以小論文的形式呈現(xiàn)，教師以作業(yè)形式與學(xué)生進行課題交流，同時支持學(xué)生對此課題進行大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃課題的申報。由此培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和集體協(xié)作能力。三是注重理論與實踐相結(jié)合。將枯燥的理論放到實踐中學(xué)習(xí)，一方面有利于學(xué)生的理解；另一方面培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。如在學(xué)習(xí)燃料電池這一節(jié)時，首先介紹市場上各種化學(xué)電源，通過比較讓學(xué)生從對比中認識到燃料電池的優(yōu)勢；通過向?qū)W生介紹北京奧運會和上海世博會使用的燃料動力電車，學(xué)生更加感受到燃料電池研究的現(xiàn)實意義和市場價值。

3.3 轉(zhuǎn)變考核方式

“寓教于考，以考促學(xué)”是現(xiàn)代教育考核的精神?？己朔椒ú捎谩叭蝿?wù)驅(qū)動”方法，即以與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的任務(wù)為載體，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握知識和學(xué)會技能[4]。同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力以及勇于開拓進取的自主學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)他們學(xué)會去發(fā)現(xiàn)知識，學(xué)會尋找解決問題的方法，為適應(yīng)社會奠定良好的基礎(chǔ)[5-6]。結(jié)合本課程內(nèi)容豐富、信息量大，關(guān)注學(xué)科前沿的特點，筆者將考核方式設(shè)計為四大任務(wù)，并完全納入教學(xué)之中。任務(wù)一：學(xué)生平時成績。以學(xué)生出勤和課堂表現(xiàn)給予計分，占總成績的10%。任務(wù)二：課后作業(yè)。將所學(xué)內(nèi)容與學(xué)生實際緊密結(jié)合，布置若干次課后作業(yè)，目的是鞏固所學(xué)知識，。期末時計算出作業(yè)的平均分數(shù)，此部分占總成績的20%。任務(wù)三：大作業(yè)。準(zhǔn)備5分鐘左右的PPT報告，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，淺談對能源的認識，題目自擬，教師提問。主要培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和分析能力。教師根據(jù)學(xué)生PPT報告內(nèi)容及回答問題情況給出相應(yīng)分數(shù)，此部分占總成績的10%。任務(wù)四：期末考試。題型既涉及到基礎(chǔ)知識的考核，更重要的是衡量學(xué)生的分析能力，特增設(shè)“綜合應(yīng)用型題目”，注重學(xué)生運用所學(xué)若干知識點解決實際問題能力的培養(yǎng)。此部分占總成績的60%。從該課程的考核結(jié)果來看，這種考核形式既有助于考察學(xué)生對所學(xué)課程內(nèi)容的掌握程度，又有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，以利于今后的發(fā)展。

4 結(jié) 語

本文針對我校能源化學(xué)工程專業(yè)開設(shè)的《能源工程概論》課程，在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、改進教學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)生能力等方面進行了總結(jié)和探究，取得了良好的效果。通過教學(xué)改革的探索和實踐，筆者建立了符合能源工程專業(yè)要求的《能源工程概論》的課程內(nèi)容，確立了能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的教學(xué)方式，創(chuàng)新了能夠培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的考核方式。這種教學(xué)改革將有利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進《能源工程概論》課程的良好發(fā)展。

[1] 徐良才, 郭英海, 公衍偉, 等.淺談中國主要能源利用現(xiàn)狀及未來能源發(fā)展趨勢[J].能源技術(shù)與管理, 2010(3): 155-157.

[2] 張玉卓, 蔣文化, 俞珠峰, 李全生, 張軍.世界能源發(fā)展趨勢及對我國能源革命的啟示[J].中國工程科學(xué), 2015(9): 140-145.

[3] 吳金星, 賴艷華, 劉泉, 等.能源工程概論[M].北京: 機械工業(yè)出版社, 2014: 1-2.

[4] 郭紹青.任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法的內(nèi)涵[J].中國電化教育, 2006(7): 57-59.

[5] 陳云嫩, 張大超, 王俊峰, 等.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在《污染生態(tài)學(xué)》課程中的應(yīng)用[J].廣州化工, 2015, 43(1): 157-158.

[6] 呂菲.開放教育中課程考核的探索與實踐[J].安徽廣播電視大學(xué), 2007(4): 50-52.

Exploration and Practice on Teaching Reform ofIntroductiontoEnergyEngineering*

ZHUYan-feng

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Binzhou University, Shandong Binzhou 256603, China)

IntroductiontoEnergyEngineeringis a required course with immense information, rich content and subject forefront information.On the basis of teaching practice, the teaching reform and practical experience ofIntroductiontoEnergyEngineeringwere discussed in teaching contents, teaching methods and evaluation of teaching.In teaching contents, the main points should be emphasized to improve students’ ability of practical application.In teaching methods, teachers had to adopt multiple technique to increase students’ interest.In evaluation of teaching, the Mission Driving was applied.In practice, it not only aroused the enthusiasm of students, but also improved the students’ practical ability.

chemistry and chemical engineering;IntroductiontoEnergyEngineering; teaching reform; teaching method

山東省高等學(xué)?？萍加媱濏椖?資助經(jīng)費類，J16LC18)。

朱燕峰(1983-),女,講師,主要從事納米TiO2復(fù)合膜光電化學(xué)性能的研究。

G642.0

B

1001-9677(2016)019-0192-03