能源工程概论课程教学改革探讨

杨英+刘百军

摘要：根据《能源工程概论》课程的特点，以及目前课程教学过程中存在的问题，本文主要结合笔者自身的教学经历，提出从调整教学内容、改革教学方法与优化考核方式三方面所作的一些实践内容，以调动学生的积极性、提高教学效率，为教师教学提供一定的借鉴思路，以实现新时期“能源开发与利用”方面人才培养的需求。

关键词：能源；教学改革；教学内容；教学方法；考核方式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）03-0078-02

一、前言

能源作为社会经济发展的重要基础，是人类赖以生存和发展的保障。但是，随着科技的进步与时代的发展，人类对传统能源的消耗日益增多和对新型能源的探索日渐深入，使能源的开发和利用已不单纯是能源技术工作者所关心的问题。各大高校已经开设能源及利用的相关课程，以确保能源开发与利用方面的人才培养，及能源环境协调统一知识的普及等相关教育教学工作。《能源工程概论》是我校针对高年级化工类本科生开设的一门重要专业选修课，课程主要介绍各种能源的开发、生产、转换、传输、分配、储存及综合利用的理论、技术和能源政策。知识点多、综合性强及与工程联系紧密是《能源工程概论》课程有别于其他专业选修课的显著特点。其中知识点多是指课程不仅涉及煤炭、石油、天然气等多种常规能源，还包括太阳能、生物质能、风能、氢能等新能源以及节能与节能相关技术等。综合性强是指课程涉及材料、（电）化学、化工、机械等学科，属交叉学科课程，具有很强的理论性与实践性。与工程联系紧密是指大部分课程内容涉及化学工程、热力工程与机械工程等基础知识。基于以上特点，我们认为如何梳理各类能源之间的连带关系，整理不同学科理论基础之间的递进关系，改革教学方法，帮助学生循序渐进地掌握能源学科知识是授课教师的工作重点。而目前的教学内容繁杂，缺乏条理，教师授课以说教为主，注重知识的灌输，忽视能力的培养；考核采用单一的闭卷形式。由此可见，目前的教学严重制约了学生自我思考意识的形成与创新能力的培养，已很难满足课程的需求，也无法实现课程教学的目标。因此，非常有必要对《能源工程概论》进行教学改革。

二、教学改革探讨

针对《能源工程概论》课程的特点与教学中存在的问题，笔者致力于对该课程的教学内容、教学方法以及考核方式进行调整与改革，以提升学生的综合能力及教师的教学水平。

1.调整教学内容。《能源工程概论》课程目前可选用的教材较少，且内容注重覆盖面，忽略了深度，难以激发学生的兴趣。笔者根据化工专业学生的知识构成与本校的专业特色，认为该课程的教学内容应兼顾一定的广度与深度。要有针对性地选择教学内容，条理清楚。根据所选授课内容的包含、递进、总括等关系，优化教学内容，避免重复。在内容的安排上，可从介绍能源入手，然后具体讲授不同的能源种类，最后介绍节能与节能相关的技术；在讲授过程中，要掌握好三者间一般性与特殊性的关系；在内容的选取与学时安排上，需做到重点突出。例如，首先介绍能源的定义与分类、世界能源结构、中国能源现状、全球能源危机等，让学生对能源有大致的了解。由于目前常规能源的开发与使用占主导地位，因此可将煤炭、石油、天然气与电能四种常规能源作为主要讲授内容，讲解详细、深入，要求学生重点掌握。这不仅结合本校化工专业学生的知识背景，而且符合学校的办学特色，适应当前社会对能源人才的需求。由于新能源的利用比例偏低，以氢能、燃料电池、生物质能等与本校科研方向结合紧密的新能源作为补充介绍对象，以了解为主。最后节能与节能相关技术的部分要求学生了解即可。此外，合并相似的教学内容，做到高效教学。例如在讲授电能这一章时，对于三种火力发电方式而言，它们具有相同的能量转换途径，即化学能→热能→机械能→电能；在讲授煤炭发电相关知识时，可通过举例讲述、分析；而后讲授石油、天然气发电时，重点把握相对煤炭发电的特殊性，引导学生对知识进行迁移，培养学生的思维能力。再者，《能源工程概论》是一门新兴的课程，教学内容所涉及的数据在不断地发展变化，每年都有大量的新调研数据公布，因此在教学过程中必须注意教学内容的时效性与前沿性。以全球石油的储量为例，教材只给出了BP2013的数据，授课教师应注意搜集近1—2年的调研结果。在介绍碳素制品时，笔者精选了碳材料领域的最新研究成果，着重介绍碳纤维、碳纳米管作为超级电容器等储能材料的应用，并重新编排了讲义，力求内容深入浅出，图文并茂，前沿性与科普性并重，以激发和培养学生的创新意识。

2.改革教学方法。①发挥多媒体教学方式的优势。《能源工程概论》课程内容多以文字和图片的形式呈现，且不具有逻辑性，更没有公式推导等。如果在课堂教学中，教师只是一味地讲解知识点，学生一时难以理解，难以调动学生的学习积极性。因此坚持“以教师为主导，以学生为主体”，采用多媒体教学，精心准备相关图片、动画和视频来丰富教学内容与教学形式，以激发学生的学习热情。例如，煤炭的演变过程涉及泥炭化、成岩、变质三个阶段，笔者根据流程图进行相关定义及过程的讲授，发现学生仍难以理解。如果将煤炭的演变视频穿插于教学过程中，不仅能使学生获得更多的感官认识，能更好地理解讲授的知识点，还激发了学生的学习兴趣。②改革课堂组织形式。与一般的专业基础课不同，本课程内容比较科普，学生在听课过程中容易走神。因此如何有效地组织课堂，调动学生的学习积极性尤为重要。在讲授新课时，以举例讲解、分析为主，并穿插提问，以加深学生对所学知识的印象，强化理解。例如在讲授可燃冰的开采方法时，热激发开采通过加热方式实现了可燃冰向气态甲烷的转化。由此，教师讲授时可从分析影响化学平衡的因素（温度、浓度及压力等）出发，让学生提出理论可行的开采方法，加深学生对化学试剂法和减压开采法的理解。对不同的能源形式，采取比较式的教学方法，引导学生分析各种类型的能源、能量转化方式、发电原理及三者之间的关联，引导学生逐步将知识点汇成知识链。在讲授完部分章节内容之后，组织学生进行课堂讨论并总结。例如在讲授完煤、石油、天然气的相关知识后，要求学生对这三种化石能源的形成过程、分布情况、开采与运输的方式与特点、元素组成、燃烧与污染、与之相关的化工技术及相应的化工产品等进行总结后讨论，可将学生分成若干组，分别给定专题方向。学生通过总结、查阅资料、讨论的学习，不仅巩固了课堂所学知识，还加深了对知识的理解。此外，应尽可能地丰富课堂组织形式，将热点问题调研、邀请专家讲座及到企业参观等教学形式引入课堂教学中。例如，将煤炭的燃烧与当前的雾霾相联系，让学生调研煤炭燃烧与PM2.5的关系；然后安排1—2节课让学生自己上台，结合课堂所学知识，对煤炭燃烧与PM2.5的关系作相关介绍；另外可邀请专家学者来进行讲座交流，甚至可以将课堂延伸到企业，安排学生到相关化工能源企业参观、学习，并要求学生参观结束后撰写报告，作为平时成绩。

3.优化考核方式。目前闭卷考试作为检验学生学习效果的主要考核方式，考核的仅仅是大脑储备知识的能力。这种单一的考核方式造成学生考前突击、死记硬背，对能源知识缺乏正确的理解与认识。因此必须优化考核方式，丰富考核形式。例如，将平时考核与期末考核的成绩纳入总成绩的范畴。平时成绩包含对学生的课堂问题回答、讨论发言、课后作业及热点问题调研等情况进行地量化赋分，并在各个考核环节中体现激励机制。期末考试采用开卷考试，要求内容灵活，考察学生对所学知识的理解。这样将考核内容与教学内容进行有机结合，有利于提高学生的综合素质。

三、总结

能源及能源的开发利用关乎社会、经济的发展与人们生活水平的提高。在能源课程的教学实践中，要逐渐发展和总结一套切实可行的方法，以充分调动学生学习的积极性，进而提高教学质量。在不断的教学实践探索的基础上完成综合能力的培养，才是课程教学探索的方向。

参考文献：

[1]张坤，施悦.《新能源开发与利用》课程教学改革的探索与实践[J].课程教育研究，2016，（241）.

[2]黄素逸，杜一庆，明廷臻.“新能源技术”[M].普通高等教育“十二五”规划教材，2011.

[3]陈代芬，肖建坤.我校“新能源技术”课程教学改革与实践的思考[J].高等教育，2016，（11）.

Discussion on Teaching Reform of Introduction to Energy Engineering Course

YANG Ying，LIU Bai-jun

（China University of Petroleum-Beijing，State Key Laboratory of Heavy Oil Processing，Beijing 102249，China）

Abstract：According to the characteristics of "Introduction to Energy Engineering" course，and the problem in the present teaching，some practices will be carried out in the aspect of teaching content adjustment，teaching method reform，and assessment optimization. These strategies are aimed to improve the enthusiasm of students，and enhance the teaching efficiency. And hence some reference ideas will be provided for course teaching，fulfilling the requirement of talent cultivation in the new era，in the aspect of energy development and utilization.

Key words：energy；teaching reform；course content；teaching method；assessment