《新能源概论》课程教学探讨

（华侨大学信息科学与工程学院 福建厦门 361021）

引言

应用物理学是将物理学的原理、方法应用于相关科学技术领域的应用型学科。目前，华侨大学应用物理专业有新能源和光电两个培养方向。新能源是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域。由于中国目前的能源结构不合理，新能源比例偏低，对外依存度高，能源利用率低，中国正面临着化石资源枯竭以及环境严重破坏的严峻挑战。发展新能源是目前唯一可以同时解决上述两个问题的途径。大学生作为国家未来的人才，应积极开展新能源与可再生能源课程，引起学生对新能源的重视，为我国新能源发展提供后备人才。[1]

《新能源概论》作为应用物理专业新能源方向开设的第一门综述类课程，虽然只有两个学分，但本课程能够系统详尽地介绍目前所存在的新能源种类、原理和应用，对于学生来说，具有非常重要的引领和开拓作用，能够让学生对新能源有系统性了解。本文结合笔者讲授的《新能源概论》课程的体会， 初步探讨了该课程的教学内容和教学方法的优化和改革。[2]

一、《新能源概论》教学现状

1.新能源内容范围广，涉及学科多且复杂

相对于传统的不可再生的化石能源，新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、氢能、核能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等，以及新技术支持下的能量储存装置（锂离子电池、超级电容器、燃料电池）。其所涉及的学科有物理学、化学、材料科学、工程力学、光学、电化学、核物理、生物学等。每一部分内容都可以作为单独的研究领域，内容庞杂，且相互之间关联性弱。在36学时内，很难实现讲授其相关基础理论知识，并让学生理解掌握相关技术。[3]

2.新能源技术更新换代快

伴随着不可再生资源的枯竭，各国对于新能源投入大量的研究。新能源也成为国际上热门的研究领域，大量科技工作者投身其中。随着新技术、新理念、新材料的出现，新能源各个领域都得到了突飞猛进的发展，生产成本不断降低，而能量利用效率不断升高，新名词新概念不断出现。例如，随着第三代太阳能电池技术突破，新型太阳能电池（有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池）不断出现。目前，新型的钙钛矿太阳能电池不仅具有高的光电转换效率（20.1%），其生产成本也远低于目前传统结晶硅太阳能电池，被誉为“光伏领域的新希望”。

3.新能源与产业联系紧密

新能源是一门应用型学科，新技术的突破，很快能够应用到商业上。例如，锂离子电池材料、技术与工艺的突破，立刻就应用到手机电池上，同时也带动了储能电动汽车的发展。氢氧燃料电池的突破，直接导致了氢燃料电池汽车的问世。

三、针对《新能源概论》课程教学现状的改革方法

1.教学内容改革

本课程采用王革华主编、化学工业出版社出版的《新能源概论》作为教材。该教材全书分为九章，第一章：绪论；第二章：太阳能；第三章：生物质能源；第四章：风能；第五章：氢能；第六章：新型核能；第七章：新能源材料—基础与应用；第八章：其他新能源；第九章：新能源发展政策。其它相关教材，例如机械工业出版社的《可再生能源概论》、化学工业出版社的《新能源技术》，内容大同小异，基本上都包含了太阳能、生物质能、氢能、核能、风能、海洋能以及化学储能电池。针对这一点，结合培养目标， 优化教材内容，将内容以报告讲座形式的讲授，划分为资源枯竭与环境污染（绪论）、太阳能光热发电、太阳能光伏电池、氢能与燃料电池、锂离子电池与电动汽车、生物质能与生物柴油、其他新能源等专题。根据教材相关原理，结合最新研究进展，增加产业发展现状，系统全面地讲授该领域知识，争取在有限的课时下，让学生系统掌握相关知识。同时，邀请本校本学院相关领域的专家来讲授该领域专题，结合自身研究经验和体会，讲授背景历史、相关原理、前沿进展与产业结合，开拓学生视野。

2.教学方式改革

第一，重视多媒体教学手段：教师在准备教案课件资料时，可以加大图片、视频、动画的比例。在介绍相关原理时，可以制作一些小动画来解释模拟相关原理，加强学生理解。第二，重视互联网资源：随着新能源的高速发展，网络上相关视频图片动画资料随处可见。尤其是相关纪录片，详尽介绍了某些领域的发展，可以帮助学生深刻理解相关内容。教师要注重收集相关素材，整理成册，利用网络资源与学生沟通，开展课外网络学习。第三，重视考核方式：可以布置一些产业调查课题，指导学生通过网络调查相关领域产业应用现状，加深学生对于新能源产业化理解，同时掌握相关行业最新发展动态。[4]

结语

《新能源概论》课程是顺应我国产业发展需要而开设的课程，是一门应用性很强的综合性课程， 对于学习后续的相关课程有重要的影响。目前，该课程的教学还存在许多问题，教师应当积极探索课程教学内容与教学方法的改革，提高学生学习的主动性和积极性，引导学生从被动学习到主动探索， 培养学生理论联系实际的能力，为后续新能源专业课程学习打下坚实基础。