以學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為核心的《能源與環(huán)境》課程改革與實踐

耿李姍 楊濤 卜文靜 浮翔

摘 要：能源與環(huán)境問題跟國家經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，是全球性的熱點問題，《能源與環(huán)境》課程的內(nèi)容具有一定的時效性、綜合性、交叉性和廣度，課程的教學模式應能夠激發(fā)學生的學習興趣、使學生具備一定的創(chuàng)新實踐能力，本文給出了作者在教學內(nèi)容與教學手段方面的改革實施情況及教學效果。

關(guān)鍵詞：能源與環(huán)境;創(chuàng)新實踐能力;教學改革

一、研究背景

能源與環(huán)境問題一直是當今社會的熱門問題，能源緊缺，環(huán)境污染，物種瀕危，都與國家政治經(jīng)濟息息相關(guān)，隨著2020年新型冠狀病毒疫情在全球爆發(fā)，國際原油價格暴跌，全球經(jīng)濟形勢低迷，是不是地球給人類的提醒呢？丁仲禮院士在多年前的一期《面對面》訪談中曾說，保護環(huán)境不是人類在拯救地球，而是人類在拯救自己。隨著我國發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整，傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展模式與能源與環(huán)境保護之間的矛盾也在加劇。協(xié)調(diào)處理二者之間的關(guān)系，妥善解決其中的難題，不僅需要有專業(yè)背景的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域人才，同時也需要更多的人認識到能源與環(huán)境問題的重要性。而這些都離不開高校的人才培養(yǎng)工作及相關(guān)的課程建設。因此在許多高?！赌茉磁c環(huán)境》被列為一門通識選修課，旨在讓越來越多的非能源與環(huán)境相關(guān)專業(yè)的學生了解能源與環(huán)境的知識，讓更多的學生具備節(jié)能減排的意識。但是，《能源與環(huán)境》課程具有其突出的特點，知識的涵蓋面廣，時效性強。傳統(tǒng)的教學模式，容易讓學生感到知識“多、難、枯燥”，而缺乏學習興趣，這就迫使教師從“學生能學到什么”的角度出發(fā)，進行改革。

在建設創(chuàng)新型國家的新形勢下，如何盡快形成與建設創(chuàng)新型國家相符合的人才培養(yǎng)新體制和新機制，培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新實踐能力，成為我國高等學校教育教學的戰(zhàn)略重點[1]。將該戰(zhàn)略重點的理念，植入到《能源與環(huán)境》課程的教學改革中，根據(jù)“應用型”本科的人才培養(yǎng)需求，以學生為主體，把課堂理論教學與創(chuàng)新實踐教學相結(jié)合，從而激發(fā)學生的學習興趣，實現(xiàn)教學改革的目的。

目前關(guān)于《能源與環(huán)境》課程的改革研究還較少，周彥波等給出了一套詳細的教學內(nèi)容安排和教學手段創(chuàng)新[2];石楚平等研究了《能源與環(huán)境》課程教學大綱、課堂教學內(nèi)容的改革、學生學前預習的改革、評價體系等的改革[3];陳國杰等從充分發(fā)掘關(guān)聯(lián)性、案例式教學、增強網(wǎng)絡和多媒體教學及互動課堂教學等方面提出了教學優(yōu)化措施[4]。高明等利用能源動力工程實驗教學中心及產(chǎn)學研基地進行教學，開設了能源與環(huán)境創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實訓課程[5]。各個高校的學生層次、教學資源各不相同，重要的是要結(jié)合課程面向的對象，能夠因材施教，因地制宜地做出教學改革。

二、教學內(nèi)容的改革

《能源與環(huán)境》這門課程，目前沒有很多可供選擇的教材，其中中南大學周乃君教授主編的《能源與環(huán)境》內(nèi)容較深較難，不適合非能源專業(yè)的學生學習，還有李潤東主編的《能源與環(huán)境概論》內(nèi)容較多，許多數(shù)據(jù)隨著發(fā)展已經(jīng)發(fā)生變化，因此對教學內(nèi)容的改革是做好教學改革的第一步，下面主要從理論內(nèi)容改革和創(chuàng)新實踐內(nèi)容改革兩個方面詳細闡述。

1.理論內(nèi)容改革

（1）改變引課方式：在該課程的教學中變注入式教學為以問題導向的啟發(fā)研討式教學，讓學生以思考、探知的心態(tài)認識專業(yè)。

（2）改變學生結(jié)構(gòu)：分小組，變“大鍋”為“小鍋”，以小組結(jié)構(gòu)設計實施各個教學環(huán)節(jié)，如問題中心法小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂、制作模型、創(chuàng)新大賽等。

（3）改變教學內(nèi)容結(jié)構(gòu)：打破教材原有的一些章節(jié)設置，改為“專題模式”，針對每一個專題從課本知識，延伸到一些拓展知識、行業(yè)前沿、實際工程等，從而保證一個專題知識的完整性，將冗雜的知識化零為整，將多學科背景的教學與緊跟時代的視野滲透到育人全程，具體課程內(nèi)容如表1所示。

（4）改變吸引主體：樹立專業(yè)領(lǐng)域的明星，將鮮活的人物形象引入課堂教學中，把“科學家”作為吸引學生的主體，揭示枯燥的知識背后的故事，在網(wǎng)絡時代，對學生圈粉。

2.實驗實踐內(nèi)容改革

傳統(tǒng)的實踐教學要求以教師為主導，學生統(tǒng)一要求的情況下進行試驗，這種情況下的實踐使得學生沒有自主選擇和創(chuàng)新意識，嚴重制約了學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[6]。因此，一方面，我們在課程內(nèi)的實驗學時為同學們設置4-6個實驗項目，學生可以以小組為單位選擇其中2個項目來做;另一方面，延伸到課程以外的創(chuàng)新實踐興趣小組，引導學生做一些與可再生能源利用有關(guān)的創(chuàng)新實踐項目，從中挑選具有一定可行性的、有社會意義的項目，經(jīng)過教師指導，參加大學生“挑戰(zhàn)杯”、“創(chuàng)青春”、相關(guān)專業(yè)科技競賽等，能夠起到以賽促學的目的。

三、教學手段的改革

針對課程的特殊性，在教學手段方面的改革主要包括導入課程思政、成立課程小組、翻轉(zhuǎn)課堂等。

1.導入課程思政。非常切合教學內(nèi)容的配套視頻基本來自中央電視臺的《原來如此》、《走近科學》、《一帶一路》、《開講啦》等權(quán)威節(jié)目，一方面拓寬學生視野，激發(fā)學生興趣，另一方面，導入課堂思政，例如《一帶一路》關(guān)于我們國家建設的南非德阿鎮(zhèn)的風電項目，尼泊爾的光伏項目，都讓學生有一種無比的自豪感和責任感。

2.成立課程小組。課堂小組討論的教學模式是一套完整的自主學習流程，該流程對大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有顯著的積極作用，通過對課堂小組討論模式進行進一步的步驟分解，使其與情境、任務、行動、結(jié)果四個層面一一對應，可以以教學方案的四個層面為基礎(chǔ)，進一步探討高參與度的自主學習對大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的經(jīng)驗啟示[7]。課程小組不僅能夠是課堂授課環(huán)節(jié)更活躍，也更加便于管理，學生的小組意識很強，也會形成比學趕幫超的一種學習氛圍。因此成立課程小組使教學效果事半功倍。

3.翻轉(zhuǎn)課堂。在課程內(nèi)容大專題下，為學生設置小專題，以小組為單位，自由選擇小專題，并進行翻轉(zhuǎn)課堂的PPT匯報展示，例如環(huán)境八大事件的起因、經(jīng)過、措施、結(jié)果、啟事等。每節(jié)課前用10分鐘的時間留給學生展示，教師總結(jié)，可成為一節(jié)大課的開場預熱。

四、取得效果

本課程在我校既是非能源相關(guān)專業(yè)的通識選修課又是能源相關(guān)專業(yè)的專業(yè)選修課，年均覆蓋學生300余人，課程不僅贏得了學生的喜愛，也積累了一些成績，在非能源相關(guān)專業(yè)的學生中，累計實驗模型100多件，在能源相關(guān)專業(yè)中，由楊濤老師指導的“移動式多功能太陽能取暖器”創(chuàng)新實踐項目，在“格力杯”第十三屆中國制冷空調(diào)行業(yè)大學生科技競賽創(chuàng)新設計網(wǎng)評中獲得創(chuàng)新設計“三等獎”;由卜文靜、浮翔老師指導的“一種集太陽能供暖、制冷及光伏建筑一體化的新型太陽房”創(chuàng)新實踐項目，在第十四屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學生課外學術(shù)科技作品競賽中榮獲“二等獎”，同時在首鋼京唐杯第十二屆全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽中榮獲“三等獎”。

五、結(jié)語

實踐證明，確立學生為課堂主體，以學生為中心，有機地將理論與實踐相結(jié)合，通過導入課程思政、成立課程小組、翻轉(zhuǎn)課堂等教學手段的改革，能夠?qū)ⅰ赌茉磁c環(huán)境》從又難又枯燥，變成學生喜聞樂見、愛學想學的課程，那么教學改革的目的也就達到了。不過《能源與環(huán)境》的涉及面非常非常廣，值得繼續(xù)開發(fā)創(chuàng)新實踐的新項目、新點子、新結(jié)合還有很多，本文中的舉例只是一個起點，《能源與環(huán)境》課程必將成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的平臺，發(fā)揮它應有的作用。

參考文獻：

[1]姜貴平、賀安坤.基于實踐教學改革的大學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)研究[J].湖北函授大學學報，2018.31（6）：3-4

[2]周彥波、周易、陳雪莉、于廣鎖.能力目標導向下能源與環(huán)境課程的改革與實踐[J].化工高等教育，2020（2）：78-83

[3]石楚平、周東一、伏軍、劉長青、王紅梅.《能源與環(huán)境》課程研討式教學的研究與實踐[J].教育現(xiàn)代化，2018（4）：85-91

[4]陳國杰等.能源與環(huán)境科學導論課程教學優(yōu)化研究[J].教育教學論壇，2016（32）：182-183

[5]高明等.能源與環(huán)境創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程教學方法研究[J].教育觀察，2017.6（3）：45-46

[6]夏春琴、劉芫健.新工科背景下創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與研究[J].實驗科學與技術(shù)，2019.17（5）：64-67

[7]鄭軍、陳景婷.課堂小組討論在大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應用——基于STAR模型[J].大理大學學報，2019.7（4）：72-77