耿李姗 杨涛 卜文静 浮翔（河南牧业经济学院能源与智能工程学院  河南郑州  450011）
摘 要：能源与环境问题跟国家经济发展息息相关，是全球性的热点问题，《能源与环境》课程的内容具有一定的时效性、综合性、交叉性和广度，课程的教学模式应能够激发学生的学习兴趣、使学生具备一定的创新实践能力，本文给出了作者在教学内容与教学手段方面的改革实施情况及教学效果。
关键词：能源与环境；创新实践能力；教学改革

一、研究背景
能源与环境问题一直是当今社会的热门问题，能源紧缺，环境污染，物种濒危，都与国家政治经济息息相关，随着2020年新型冠状病毒疫情在全球爆发，国际原油价格暴跌，全球经济形势低迷，是不是地球给人类的提醒呢？丁仲礼院士在多年前的一期《面对面》访谈中曾说，保护环境不是人类在拯救地球，而是人类在拯救自己。随着我国发展战略的调整，传统经济发展模式与能源与环境保护之间的矛盾也在加剧。协调处理二者之间的关系，妥善解决其中的难题，不仅需要有专业背景的相关技术领域人才，同时也需要更多的人认识到能源与环境问题的重要性。而这些都离不开高校的人才培养工作及相关的课程建设。因此在许多高校《能源与环境》被列为一门通识选修课，旨在让越来越多的非能源与环境相关专业的学生了解能源与环境的知识，让更多的学生具备节能减排的意识。但是，《能源与环境》课程具有其突出的特点，知识的涵盖面广，时效性强。传统的教学模式，容易让学生感到知识“多、难、枯燥”，而缺乏学习兴趣，这就迫使教师从“学生能学到什么”的角度出发，进行改革。
在建设创新型国家的新形势下，如何尽快形成与建设创新型国家相符合的人才培养新体制和新机制，培养大学生的创新实践能力，成为我国高等学校教育教学的战略重点[1]。将该战略重点的理念，植入到《能源与环境》课程的教学改革中，根据“应用型”本科的人才培养需求，以学生为主体，把课堂理论教学与创新实践教学相结合，从而激发学生的学习兴趣，实现教学改革的目的。
目前关于《能源与环境》课程的改革研究还较少，周彦波等给出了一套详细的教学内容安排和教学手段创新[2]；石楚平等研究了《能源与环境》课程教学大纲、课堂教学内容的改革、学生学前预习的改革、评价体系等的改革[3]；陈国杰等从充分发掘关联性、案例式教学、增强网络和多媒体教学及互动课堂教学等方面提出了教学优化措施[4]。高明等利用能源动力工程实验教学中心及产学研基地进行教学，开设了能源与环境创新创业实训课程[5]。各个高校的学生层次、教学资源各不相同，重要的是要结合课程面向的对象，能够因材施教，因地制宜地做出教学改革。
二、教学内容的改革
《能源与环境》这门课程，目前没有很多可供选择的教材，其中中南大学周乃君教授主编的《能源与环境》内容较深较难，不适合非能源专业的学生学习，还有李润东主编的《能源与环境概论》内容较多，许多数据随着发展已经发生变化，因此对教学内容的改革是做好教学改革的第一步，下面主要从理论内容改革和创新实践内容改革两个方面详细阐述。
1.理论内容改革
(1)改变引课方式：在该课程的教学中变注入式教学为以问题导向的启发研讨式教学，让学生以思考、探知的心态认识专业。
(2)改变学生结构：分小组，变“大锅”为“小锅”，以小组结构设计实施各个教学环节，如问题中心法小组讨论、翻转课堂、制作模型、创新大赛等。
(3)改变教学内容结构：打破教材原有的一些章节设置，改为“专题模式”，针对每一个专题从课本知识，延伸到一些拓展知识、行业前沿、实际工程等，从而保证一个专题知识的完整性，将冗杂的知识化零为整，将多学科背景的教学与紧跟时代的视野渗透到育人全程，具体课程内容如表1所示。
表1  课程专题内容安排、配套视频资源
专题及学时 专题名称 配套视频资源
专题一
（2学时） 能源与环境概述 《走近科学》20170502能源新说
专题二
（2学时）
 化石能源与环境保护 1.《对话》20150111“煤变白”：梦想与质疑
2.《走近科学》20170410治霾在行动（上）
3.《走近科学》20170411治霾在行动（下）
专题三
（2学时） 温室效应 《面对面》丁仲礼、柴静
专题四（1）
（2学时） 新能源利用技术之风能 1.《原来如此》20171208解密风力发电
2.《远方的家》特别节目——亲历“一带一路”探访德阿风电站
专题四（2）
（2学时） 新能源利用技术之水能 1.伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览之三峡水利枢纽工程
2.《走遍中国》三峡船闸
3.大三峡第一集复兴地标
专题四（3）
（4学时） 新能源利用技术之太阳能 1.《华人世界》筑梦一带一路尼泊尔李昆：帮助尼泊尔总理府用太阳能光伏发电
2.《新闻再观察》20170605庆祝内蒙古自治区成立70周年·雁归来栗世芳：我的“太阳”在中国
专题五
（2学时） 走近科学家之南仁东 1.《科技之光》天眼
2.央视视频：“中国天眼” 成绩单的背后
专题六
（4学时） 未来能源的霸主：核能 1.《开讲啦》李建刚：核聚变是团队集体的智慧
2.《走遍中国》20181026十集系列片《核电40载风云录》
专题七
（2学时） 新能源汽车 《焦点访谈》20161216研发新材料破解“里程焦虑”

(4)改变吸引主体：树立专业领域的明星，将鲜活的人物形象引入课堂教学中，把“科学家”作为吸引学生的主体，揭示枯燥的知识背后的故事，在网络时代，对学生圈粉。
2.实验实践内容改革
传统的实践教学要求以教师为主导，学生统一要求的情况下进行试验，这种情况下的实践使得学生没有自主选择和创新意识，严重制约了学生的创新能力的培养[6]。因此，一方面，我们在课程内的实验学时为同学们设置4-6个实验项目，学生可以以小组为单位选择其中2个项目来做；另一方面，延伸到课程以外的创新实践兴趣小组，引导学生做一些与可再生能源利用有关的创新实践项目，从中挑选具有一定可行性的、有社会意义的项目，经过教师指导，参加大学生“挑战杯”、“创青春”、相关专业科技竞赛等，能够起到以赛促学的目的。
表2  课内实验项目、课外创新实践项目举例
项目类别 项目名称 学生类别
课内
实验
项目 10KW槽式光热发电系统模型 非能源相关专业学生
 5MW光伏发电系统模型 非能源相关专业学生
 10MW风力发电系统模型 非能源相关专业学生
课外创新实践项目 移动式多功能太阳能取暖器 供热通风与空调工程技术（专科生）
 一种集太阳能供暖、制冷及光伏建筑一体化的新型太阳房 能源与动力工程（本科生）
太阳能光热技术与应用（专科生）

三、教学手段的改革
针对课程的特殊性，在教学手段方面的改革主要包括导入课程思政、成立课程小组、翻转课堂等。
1.导入课程思政。非常切合教学内容的配套视频基本来自中央电视台的《原来如此》、《走近科学》、《一带一路》、《开讲啦》等权威节目，一方面拓宽学生视野，激发学生兴趣，另一方面，导入课堂思政，例如《一带一路》关于我们国家建设的南非德阿镇的风电项目，尼泊尔的光伏项目，都让学生有一种无比的自豪感和责任感。
2.成立课程小组。课堂小组讨论的教学模式是一套完整的自主学习流程，该流程对大学生创新能力培养具有显著的积极作用，通过对课堂小组讨论模式进行进一步的步骤分解，使其与情境、任务、行动、结果四个层面一一对应，可以以教学方案的四个层面为基础，进一步探讨高参与度的自主学习对大学生创新能力培养的经验启示[7]。课程小组不仅能够是课堂授课环节更活跃，也更加便于管理，学生的小组意识很强，也会形成比学赶帮超的一种学习氛围。因此成立课程小组使教学效果事半功倍。
3.翻转课堂。在课程内容大专题下，为学生设置小专题，以小组为单位，自由选择小专题，并进行翻转课堂的PPT汇报展示，例如环境八大事件的起因、经过、措施、结果、启事等。每节课前用10分钟的时间留给学生展示，教师总结，可成为一节大课的开场预热。
四、取得效果
本课程在我校既是非能源相关专业的通识选修课又是能源相关专业的专业选修课，年均覆盖学生300余人，课程不仅赢得了学生的喜爱，也积累了一些成绩，在非能源相关专业的学生中，累计实验模型100多件，在能源相关专业中，由杨涛老师指导的“移动式多功能太阳能取暖器”创新实践项目，在“格力杯”第十三届中国制冷空调行业大学生科技竞赛创新设计网评中获得创新设计“三等奖”；由卜文静、浮翔老师指导的“一种集太阳能供暖、制冷及光伏建筑一体化的新型太阳房”创新实践项目，在第十四届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛中荣获“二等奖”，同时在首钢京唐杯第十二届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中荣获“三等奖”。
五、结语
实践证明，确立学生为课堂主体，以学生为中心，有机地将理论与实践相结合，通过导入课程思政、成立课程小组、翻转课堂等教学手段的改革，能够将《能源与环境》从又难又枯燥，变成学生喜闻乐见、爱学想学的课程，那么教学改革的目的也就达到了。不过《能源与环境》的涉及面非常非常广，值得继续开发创新实践的新项目、新点子、新结合还有很多，本文中的举例只是一个起点，《能源与环境》课程必将成为培养学生创新实践能力的平台，发挥它应有的作用。

参考文献：
[1]姜贵平、贺安坤.基于实践教学改革的大学生创新实践能力培养研究[J].湖北函授大学学报，2018.31(6):3-4
[2]周彦波、周易、陈雪莉、于广锁.能力目标导向下能源与环境课程的改革与实践[J].化工高等教育，2020(2):78-83
[3]石楚平、周东一、伏军、刘长青、王红梅.《能源与环境》课程研讨式教学的研究与实践[J].教育现代化，2018(4):85-91
[4]陈国杰等.能源与环境科学导论课程教学优化研究[J].教育教学论坛，2016(32):182-183
[5]高明等.能源与环境创新创业课程教学方法研究[J].教育观察，2017.6(3):45-46
[6]夏春琴、刘芫健.新工科背景下创新人才培养模式的探索与研究[J].实验科学与技术，2019.17(5):64-67
[7]郑军、陈景婷.课堂小组讨论在大学生创新能力培养中的应用——基于STAR模型[J].大理大学学报，2019.7(4):72-77

收稿日期：2020-05-12

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