《能源工程概论》教学改革探索与实践*

朱燕峰

(滨州学院化学化工学院，山东 滨州 256603)



《能源工程概论》教学改革探索与实践*

朱燕峰

(滨州学院化学化工学院，山东 滨州 256603)

《能源工程概论》是一门信息量大、内容丰富、注重学科前沿的专业必修课。结合教学实际，从教学内容、教学方法和考核方式三方面介绍能源工程概论的教学改革和实践经验。教学内容方面，突出重点内容，培养学生实际应用能力。教学方法方面，采用多元化的教学手段，激发学生学习的积极性。考核方式方面，采用“任务驱动”方法。实践表明，此教学改革不仅调动了学生的积极性，也提高了学生的实践能力。

化学化工; 能源工程概论; 教学改革; 教学方法

能源是人类文明赖以发展的重要物质基础，也是当今国际政治、经济和军事的关注重点。随着能源危机的日益加剧和环境污染问题的日趋严重，优化能源结构、调整能源产业布局、推进能源体制改革和寻找替代性清洁能源成为解决能源危机和环境污染问题的最佳策略[1-3]。近年来，由于新能源和能源环保等相关行业高速发展，社会急需大批高端、具有良好理论基础和实践能力的能源化工人才。基于以上背景，在高等院校开设能源化学工程专业，符合国家和社会培养专业人才的需求。滨州学院于2013年开设能源化学工程专业。该专业是为适应能源化工产业发展的需求而设立，重在培养能源化学工程领域高水平应用型人才。根据能源化学工程专业本科培养计划要求，大二阶段开设《能源工程概论》这一专业必修课。此门课程属于新上专业的新开课程，所以其教学实践还处于初级阶段，对其教学方法有必要进行深入的探索，寻求切实可行的教学方式。笔者结合我校能源化学工程专业学生的特点和《能源工程概论》课程的教学实际，结合前人已有的教学改革研究成果，探讨了其教学内容和教学方法改革措施。

1 《能源工程概论》课程在专业培养体系中的地位

我校能源化学工程专业培养目标是：具有扎实的能源化学工程专业基本知识，具有在新型能源开发及高效利用、转化及节能减排等领域产品研制与开发、装置设计、生产过程控制等基本能力。能在化工、炼油、煤炭和环保等能源转化相关领域从事工程设计、技术开发、污染物控制和减排工艺设计、生产过程控制和生产技术管理等工作的高水平应用型人才。为此，开设《能源工程概论》课程。该课程是学生所接触的第一门专业课程，是能源化学工程专业学生的“专业启蒙教育”课程。这将有助于学生对能源化学工程专业有一个相对全面的了解，明确能源工程方向的发展趋势和前景，激发学生的专业兴趣。

2 《能源工程概论》课程教学现状

2.1 课程设置的限制

《能源工程概论》作为一门引论性质的课程，内容主要涉及常规能源、能量储存技术、工业企业及其蒸汽管道系统、联合发电工程、火电厂投资评估和能源工程的环境评估、洁净煤技术和煤的洁净生产、新能源和可再生能源、清洁能源促进技术等，内容丰富。但在教学计划安排上总学时数较少，仅有32学时，且每周4学时，这势必增大学生对知识掌握与理解的难度。另外，此门课程大多开设在第4学期，此时物理化学和化工原理课程还未学完，学生的知识储备较弱，这就增加了学生对本课程内容的理解难度。

2.2 学生学习积极性不高

根据开学初对能源化学工程专业学生的问卷调查，对本门课程，“很有兴趣”的只占5.1%，“没有兴趣”的占7.7%，“兴趣一般”的占38.5%，而有兴趣但不知如何学的“占48.7%。由此可见，本届能源化学工程专业的学生对本门课程的学习积极性较低，且其理论基础较弱，而课堂讲授的知识多是一些抽象的理论和应用性较强的工程技术。因此在学习过程中，有些学生常常处于似懂非懂的状态，学习积极性受到打击，以致最后对学习失去兴趣，甚至出现放弃的现象。长此以往，这将影响本课程的健康发展，与教学目标相距甚远。

2.3 教师教学过程中遇到的困境

本课程主要讲述了能源和能源转化的基本理论、研究现状和相关的工程技术，理论性和应用性均较强，诸如发电相关的一些设备仅靠课堂的讲解，学生无法获得真正的认识，且缺少相关的化工企业实习基地。因此，为有效增强学生学习的兴趣和提高教学质量，教师一方面不得不花费大量的时间去寻找相关的图片和视频，以利于学生理解相关的工程技术；另一方面适当降低教学难度，如太阳能和燃料电池等新能源所涉及的内容，主要以了解性知识为主，不要求掌握。虽然这样可以完成教学任务，一定程度上取得一些成效，但远远达不到社会对人才需求与期望。

2.4 课程实践机会少

《能源工程概论》是一门实践性较强的学科，其中所涉及的理论知识的出发点和落脚点都是工程实践。若能将讲授的理论知识与实践有机结合，将有助于培养学生的学习兴趣和改善学习效果。但在实际教学过程中，极少有机会带领学生进行相关的实践活动。

3 教学实践

3.1 合理取舍教学内容

本课程具有内容丰富、信息量大、关注学科前沿、课时少的特点。因此教师在授课过程中要突出教学内容的重点，对教材内容进行适当取舍，利用有限的课时把主要教学内容讲清楚。笔者首先从介绍常规能源入手，具体包括常规能源的成分及指标、中国能源发展状况、全球能源危机等；然后介绍能量储存系统，包括储存原理、分类、技术等；接着是联合发电工程，包括发电的原理、分类、构成等；最后介绍新能源，主要讲授煤炭清洁利用和新能源理论和技术等内容，主要涉及煤炭清洁利用技术、太阳能利用、风能发电、海洋能发电技术、核能、生物质能以及氢能的利用等。能源工程的环境评价和清洁能源促进政策则安排学生自学。由于能源科学特别是新能源部分是一门不断发展的学科，每年都有大量的新的研究成果报道，因此在教学过程中应注意引入前沿性的内容，为适应学科发展的需要，笔者在教学过程中适当引入前沿性的研究成果。为此笔者不仅自己跟踪相关领域的最新研究成果，还鼓励学生阅读相关文献，以追踪最先进的研究内容。比如在讲授太阳能利用时，不仅介绍现在应用最广的硅太阳能电池，还介绍该领域的研究热点，即固态钙钛矿太阳能电池。这样不仅增加了学生对理论知识的掌握和发展趋势的了解，还大大激发了学生的科研兴趣和创新意识，取得了良好的教学效果。

3.2 采用多元化的教学手段，激发学生学习主动性

学习兴趣是学生思维发展的强大动力，也是构成学习动机的心里成分。《能源工程概论》这门课程与其它专业课程一样，单靠课本内容的讲解是枯燥乏味的。作为大学，培养创新型人才是首要任务，而传统的教育基本都是填鸭式的教育，缺乏对学生能动性和自主性的培养。因此，必须改变传统教育，让学生养成自主思考、主动思考问题的习惯。笔者将启发式和参与式教学引入到教学模式中。主要体现在以下几个方面：教学方法上，一是采用现代化的教学手段，精心准备课件，做到与教学内容紧密衔接。如给出设备的图片或一些流程的视频，使学生获得足够的感官认识；二是针对能源利用现状、环境保护和新能源开发与利用等课题，组织学生查阅资料，并提出自己的观点，以小论文的形式呈现，教师以作业形式与学生进行课题交流，同时支持学生对此课题进行大学生创新训练计划课题的申报。由此培养学生的自主学习能力和集体协作能力。三是注重理论与实践相结合。将枯燥的理论放到实践中学习，一方面有利于学生的理解；另一方面培养学生运用知识解决实际问题的能力。如在学习燃料电池这一节时，首先介绍市场上各种化学电源，通过比较让学生从对比中认识到燃料电池的优势；通过向学生介绍北京奥运会和上海世博会使用的燃料动力电车，学生更加感受到燃料电池研究的现实意义和市场价值。

3.3 转变考核方式

“寓教于考，以考促学”是现代教育考核的精神。考核方法采用“任务驱动”方法，即以与教学内容紧密结合的任务为载体，让学生在完成任务的过程中掌握知识和学会技能[4]。同时培养学生的创新意识和创新能力以及勇于开拓进取的自主学习能力，引导他们学会去发现知识，学会寻找解决问题的方法，为适应社会奠定良好的基础[5-6]。结合本课程内容丰富、信息量大，关注学科前沿的特点，笔者将考核方式设计为四大任务，并完全纳入教学之中。任务一：学生平时成绩。以学生出勤和课堂表现给予计分，占总成绩的10%。任务二：课后作业。将所学内容与学生实际紧密结合，布置若干次课后作业，目的是巩固所学知识，。期末时计算出作业的平均分数，此部分占总成绩的20%。任务三：大作业。准备5分钟左右的PPT报告，结合所学内容，浅谈对能源的认识，题目自拟，教师提问。主要培养学生独立思考和分析能力。教师根据学生PPT报告内容及回答问题情况给出相应分数，此部分占总成绩的10%。任务四：期末考试。题型既涉及到基础知识的考核，更重要的是衡量学生的分析能力，特增设“综合应用型题目”，注重学生运用所学若干知识点解决实际问题能力的培养。此部分占总成绩的60%。从该课程的考核结果来看，这种考核形式既有助于考察学生对所学课程内容的掌握程度，又有利于提高学生的综合素质，以利于今后的发展。

4 结 语

本文针对我校能源化学工程专业开设的《能源工程概论》课程，在优化教学内容、激发学生学习主动性、改进教学方法、培养学生能力等方面进行了总结和探究，取得了良好的效果。通过教学改革的探索和实践，笔者建立了符合能源工程专业要求的《能源工程概论》的课程内容，确立了能够激发学生学习积极性的教学方式，创新了能够培养学生应用能力的考核方式。这种教学改革将有利于启发学生的创新思维，提高学生的综合素质，促进《能源工程概论》课程的良好发展。

[1] 徐良才, 郭英海, 公衍伟, 等.浅谈中国主要能源利用现状及未来能源发展趋势[J].能源技术与管理, 2010(3): 155-157.

[2] 张玉卓, 蒋文化, 俞珠峰, 李全生, 张军.世界能源发展趋势及对我国能源革命的启示[J].中国工程科学, 2015(9): 140-145.

[3] 吴金星, 赖艳华, 刘泉, 等.能源工程概论[M].北京: 机械工业出版社, 2014: 1-2.

[4] 郭绍青.任务驱动式教学法的内涵[J].中国电化教育, 2006(7): 57-59.

[5] 陈云嫩, 张大超, 王俊峰, 等.任务驱动教学法在《污染生态学》课程中的应用[J].广州化工, 2015, 43(1): 157-158.

[6] 吕菲.开放教育中课程考核的探索与实践[J].安徽广播电视大学, 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

山东省高等学校科技计划项目(资助经费类，J16LC18)。

朱燕峰(1983-),女,讲师,主要从事纳米TiO2复合膜光电化学性能的研究。

G642.0

B

1001-9677(2016)019-0192-03