“能源與環(huán)境概論”課程教學(xué)方法優(yōu)化研究

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 能源與動(dòng)力工程學(xué)院 河南鄭州 450011）

一、研究背景

能源與環(huán)境是當(dāng)今世界發(fā)展的兩大主題，更是關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題。能源是人類存在與社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高的重要保障。環(huán)境是人類社會(huì)賴以生存的大氣、土壤、水、地質(zhì)和生物等諸多因素的總和，是影響人類安全健康和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素?！澳茉磁c環(huán)境概論”課程即是圍繞能源利用和環(huán)境效益之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生了解全球能源與環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀、新能源利用技術(shù)現(xiàn)狀及前景、大氣和水污染防治辦法等，增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)能減排意識(shí)、專業(yè)興趣、社會(huì)責(zé)任感、職業(yè)榮譽(yù)感并落實(shí)到以后的學(xué)習(xí)和工作中。該課程在整個(gè)專業(yè)課程體系中，起到承上啟下的作用，鞏固先修課程，又為后續(xù)專業(yè)課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)，同時(shí)拓寬了專業(yè)的知識(shí)面。

因此，在能源短缺、環(huán)境污染問(wèn)題日益凸顯的時(shí)代背景下，與能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)相關(guān)的課程也陸續(xù)在各個(gè)工科類院校開(kāi)設(shè)，也有了一些研究者開(kāi)展了相關(guān)課程的教學(xué)研究。劉迎春等從課堂教學(xué)組織和課外活動(dòng)兩個(gè)方面分析了如何更好地搞好環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論課程教學(xué)改革。[1]王秋穎等從提升教師自身知識(shí)體現(xiàn)教學(xué)理念、運(yùn)用多種教學(xué)手段及改革評(píng)價(jià)體系等多角度分析了環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)論課的教學(xué)方法。[2]張巧杰等從課程開(kāi)始的意義、理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核方式等對(duì)新能源導(dǎo)論與創(chuàng)新實(shí)踐課程進(jìn)行教學(xué)改革。[3]陳國(guó)杰等從充分發(fā)掘關(guān)聯(lián)性、案例式教學(xué)、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和多媒體教學(xué)及互動(dòng)課堂教學(xué)等方面對(duì)能源與環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論提出了教學(xué)優(yōu)化措施。[4]但隨著技術(shù)的革新，該領(lǐng)域的新知識(shí)也層出不窮，對(duì)能源與環(huán)境概論課程教學(xué)改革研究還很不足。本文首先分析了課程特點(diǎn)，課程教學(xué)要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)與現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題，然后從問(wèn)題導(dǎo)向，啟發(fā)研討；專題模式，拓寬視野；翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動(dòng)內(nèi)因；走近科學(xué)家，樹(shù)立新思想；創(chuàng)新實(shí)踐，以賽促學(xué)等五個(gè)方面對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行詳細(xì)闡述與舉例。

二、課程特點(diǎn)

“能源與環(huán)境概論”課程是能源與動(dòng)力工程、新能源科學(xué)與工程等專業(yè)的入門課，內(nèi)容涵蓋了能源利用過(guò)程中各種節(jié)能技術(shù)，以及實(shí)際工程應(yīng)用中的節(jié)能措施，使學(xué)生從能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和能源利用環(huán)節(jié)清晰地了解能源與環(huán)境之間的效應(yīng)，為交叉學(xué)科專業(yè)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，其教學(xué)目的是使學(xué)生了解能源與環(huán)境領(lǐng)域的前沿知識(shí)，認(rèn)識(shí)到可再生能源利用在環(huán)境保護(hù)方面的巨大優(yōu)勢(shì)，樹(shù)立正確的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想。

能源科學(xué)與環(huán)境科學(xué)，既自稱體系，又相互交叉，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，解決能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題無(wú)法孤立地開(kāi)展研究和應(yīng)用，需要借助多學(xué)科的理論和方法，能源與環(huán)境科學(xué)的交叉、集成與綜合也是本門課程的特點(diǎn)與難點(diǎn)所在。

該課程的教學(xué)存在以下幾個(gè)難題：1.新開(kāi)課程，教師缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)；2.內(nèi)容寬泛、知識(shí)跨能源、環(huán)境、電力、動(dòng)力、化學(xué)、新能源等多學(xué)科，對(duì)教師備課內(nèi)容要求高，學(xué)生學(xué)也容易抓不住重點(diǎn)；3.內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少；4.考查課，學(xué)生無(wú)興趣不重視等。

三、教學(xué)具體實(shí)施方案

1.問(wèn)題導(dǎo)向，啟發(fā)研討

能源與環(huán)境概論，作為專業(yè)入門課，本就肩負(fù)著引導(dǎo)學(xué)生走入專業(yè)大門的責(zé)任。因此，在該課程的教學(xué)中變注入式教學(xué)為以問(wèn)題導(dǎo)向的啟發(fā)研討式教學(xué)，讓學(xué)生以思考、探知的心態(tài)認(rèn)識(shí)專業(yè)。在本門課程伊始，就將授課班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行分組，分固定位置，便于在教學(xué)中實(shí)施以小組為單位的研討等環(huán)節(jié)。例如，在講第二章溫室效應(yīng)時(shí)，如果直接從溫室效應(yīng)的概念講起，學(xué)生首先會(huì)覺(jué)得這是一個(gè)老生常談的詞，聽(tīng)起來(lái)不免枯燥，但如果我們提出這樣一個(gè)社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，即汽車行業(yè)將迎來(lái)“國(guó)六”新的排放標(biāo)準(zhǔn)，你們?cè)趺纯?？用這樣的問(wèn)題，引出減排、環(huán)保的概念，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索、小組討論等方式認(rèn)識(shí)“國(guó)六”這個(gè)新詞，從而將社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題與課本上即將講授的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。同時(shí)在講授課本基本知識(shí)之余，播放相關(guān)視頻，例如中科院院士丁仲禮教授在《面對(duì)面》節(jié)目中講述國(guó)際上減排方案以及各類國(guó)家碳排放權(quán)的視頻，丁仲禮教授犀利的語(yǔ)言，國(guó)際化的視角，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)無(wú)疑更加權(quán)威，更令學(xué)生在面對(duì)能源與環(huán)境問(wèn)題上，覺(jué)得我們就是當(dāng)事人而非旁觀者。問(wèn)題導(dǎo)向，啟發(fā)研討的核心就是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教育理念。

2.專題模式，拓寬視野

能源與環(huán)境概論，內(nèi)容覆蓋面非常廣泛，特別是在可再生能源、核能、節(jié)能技術(shù)幾個(gè)章節(jié)，知識(shí)容量非常大，并且這部分知識(shí)具有很強(qiáng)的前沿性，其新技術(shù)、新成果發(fā)展更替特別快，因此，需要將這些內(nèi)容按照能源分成多個(gè)專題，針對(duì)每一個(gè)專題從課本知識(shí)，延伸到一些拓展知識(shí)、行業(yè)前沿、實(shí)際工程等，從而保證一個(gè)專題知識(shí)的完整性，打破課本知識(shí)的局限性，同時(shí)給予幾個(gè)專題平等性，足夠引起學(xué)生重視。例如：太陽(yáng)能光熱發(fā)電專題、風(fēng)力發(fā)電專題、水利發(fā)電專題、地?zé)崮艿睦脤ｎ}、核能新時(shí)代專題等等。每一個(gè)專題從歷史講到前沿，配套能源利用原理性的視頻動(dòng)畫(huà)、經(jīng)典工程實(shí)例圖文并茂、電影紀(jì)錄片片段、技術(shù)宣傳片等。專題模式，拓寬視野的核心就是化零為整，將多學(xué)科背景的教學(xué)與緊跟時(shí)代的視野滲透到育人全程。

3.翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動(dòng)內(nèi)因

能源與環(huán)境概論，作為概論性課程廣而不深，利用翻轉(zhuǎn)課堂，給學(xué)生一些展現(xiàn)自我的機(jī)會(huì)，驅(qū)動(dòng)主觀能動(dòng)性，提升對(duì)待課堂的主人翁意識(shí)。主要實(shí)施方式，是通過(guò)指定題目，小組討論，分工協(xié)作，最后以PPT的形式在課堂上做10分鐘的匯報(bào)講解。例如，在第一章緒論部分，在講到“全球八大環(huán)境事件”時(shí)，為了使同學(xué)們深入了解這些典型案例的來(lái)龍去脈，給每一個(gè)小組分配一個(gè)事件，要求各小組協(xié)作做出圍繞該事件起因-經(jīng)過(guò)-結(jié)果-現(xiàn)狀的精美課件，并在以后每次課上課前10分鐘派一名代表到講臺(tái)上來(lái)講。同時(shí)，教師做出評(píng)價(jià)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動(dòng)內(nèi)因的核心就是豐富教學(xué)形式，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課堂的參與性和成就感，真正意義上將“你要學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

4.走近科學(xué)家，樹(shù)立新思想

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，全民營(yíng)銷，自媒體鋪天蓋地，吸引95后、00后大學(xué)生的是什么呢？“明星”、“網(wǎng)紅”還是“網(wǎng)游”？怎么樣以圈粉的形式輸送知識(shí)，以營(yíng)銷的方式推銷知識(shí)，這成了教學(xué)的新問(wèn)題。能源與環(huán)境概論課程涉及諸多領(lǐng)域，從中選出幾個(gè)有影響力的科學(xué)家，通過(guò)在課堂上講述科學(xué)家的事跡，將科學(xué)家塑造成為本門課程內(nèi)容中的“明星”，把課堂變成自媒體平臺(tái)，傳遞正能量，為科學(xué)家打Call。例如，在講到水利發(fā)電專題時(shí)，一定會(huì)講到世界矚目的“三峽水利工程”，那么探索三峽水利工程背后的故事，就不得不提到中國(guó)水利水電專家——潘家錚，通過(guò)播放CCTV《人物》的節(jié)目視頻，帶領(lǐng)學(xué)生走近科學(xué)家，感受科學(xué)家身上的優(yōu)秀品質(zhì)和精神，從而樹(shù)立正確的價(jià)值觀，正確看待學(xué)習(xí)在人生中的地位。走近科學(xué)家，樹(shù)立新思想的核心就是，將鮮活的人物形象引入課堂教學(xué)中，比枯燥的知識(shí)更接地氣，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，樹(shù)立我們專業(yè)領(lǐng)域的明星，對(duì)學(xué)生圈粉，從而在思想上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。

5.創(chuàng)新實(shí)踐，以賽促學(xué)

近年來(lái)，我國(guó)提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的口號(hào)，因此，在高等教育中也越來(lái)越重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)的培育。能源與環(huán)境概論的課程資源豐富，引導(dǎo)學(xué)生做一些與可再生能源利用有關(guān)的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，從中挑選具有一定可行性的、有社會(huì)意義的項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)教師指導(dǎo)，參加大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)青春”、相關(guān)專業(yè)科技競(jìng)賽等，能夠起到以賽促學(xué)的目的。例如，在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)部分，設(shè)定一些創(chuàng)新題目，以小組為單位選擇一個(gè)題目，撰寫(xiě)項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)，制作簡(jiǎn)單模型，教師在整個(gè)過(guò)程中參與指導(dǎo)。在以往的教學(xué)中，本門課程創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)涌現(xiàn)出一些優(yōu)秀的項(xiàng)目作品，“太陽(yáng)能暖鞋器”、“太陽(yáng)能半導(dǎo)體制冷遮陽(yáng)傘”等，均在省級(jí)、國(guó)家級(jí)大學(xué)生科技競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。創(chuàng)新實(shí)踐、以賽促學(xué)的核心就在于將“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的理念注入到教學(xué)中來(lái)，讓“教育學(xué)”不局限在三尺講臺(tái)、不局限在教室，而是延伸到實(shí)驗(yàn)室、延伸到學(xué)生的課余生活中。

結(jié)語(yǔ)

能源與環(huán)境概論帶學(xué)生走進(jìn)能源世界，著眼全球能源結(jié)構(gòu)及保護(hù)環(huán)境的措施，著重培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能減排意識(shí)，創(chuàng)新實(shí)踐能力，在我院開(kāi)設(shè)該課程的四年來(lái)，隨著能源與環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，“霧霾”、“新能源”、“綠色環(huán)保”等熱門字眼活躍在人們的視線，該課程的受眾群體在擴(kuò)大，有能源與動(dòng)力工程本科專業(yè)、新能源利用技術(shù)?？茖I(yè)作為專業(yè)必修課學(xué)習(xí)了該課程，同時(shí)也有汽車營(yíng)銷、二手車資產(chǎn)評(píng)估、食品檢驗(yàn)、動(dòng)物科學(xué)等非相關(guān)專業(yè)作為公共選修課學(xué)習(xí)了該課程。那么，通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)向，啟發(fā)研討；專題模式，拓寬視野；翻轉(zhuǎn)課堂，驅(qū)動(dòng)內(nèi)因；走近科學(xué)家，樹(shù)立新思想；創(chuàng)新實(shí)踐，以賽促學(xué)等教學(xué)手段的不斷完善，該課程滿足了學(xué)生對(duì)能源科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的好奇心，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生探索未知的興趣，教學(xué)優(yōu)化效果明顯，將知識(shí)性與娛樂(lè)性、參與性與主導(dǎo)性融為一體，學(xué)生的主動(dòng)性和自覺(jué)性明顯提升。