[新能源开发利用选修课的教学探索]开发利用新能源

新能源开发利用选修课的教学探索

1高校开设《新能源开发利用》选修课的必要性 1.1日益突出的化石燃料供需失衡矛盾 随着人口的增长和社会生产力的高速发展，能源消费大 幅增长。特别是随着工农业生产、科学技术以及人类生活的 现代化，能源消耗量的增长速率明显加快。迄今为止，在全 球能源消费中，约80%的能源是煤炭、石油、天然气等化石 燃料。众所周知，这些化石燃料不仅储量极为有限，而且不 可再生。从目前能源消耗情况来看，世界上的煤、石油和天 然气等化石燃料将在几十年至200年内逐渐枯竭[1]。

1.2化石燃料所引起的环境问题 煤、石油等化石燃料的大规模使用促进了人类社会的发 展，但也带来了严重的环境污染（如大气污染、水污染、臭 氧层破坏、温室效应、酸雨侵害等）。其中最容易被人们所感知的是大气污染。尤其在我国，近年来大气污染问题已十 分突出，目前全国约1/7的国土被雾霾笼罩，其中污染最为 严重的当属华北地区。例如，2014年10月份，京津冀地区出 现了持续7日的雾霾天气，细颗粒物（PM2.5）平均浓度多次 超过300 μg/m3（PM2.5大于250 μg/m3为严重污染）[2]。

持续的环境污染对人们身心健康造成了严重危害。

1.3我国严峻的能源形势 能源短缺是全球经济发展难以改变的大趋势。目前，我 国能源短缺的形势远比其他国家更为严峻，这是因为我国能 源发展将面临更加严峻的资源压力。据国际能源署预测，中 国将在2020年后成为世界第一大石油进口国，在2030年将成 为世界最大石油消费国。虽然我国的能源资源总量位于世界 第三位，但我国人均能源资源占有量很低，不到世界平均水 平的一半。我国常规可采石油资源居世界第九位，但人均占 有量居世界第41位；
人均天然气剩余可采储量仅相当于世界 人均水平的5%，属于名副其实的贫气大国。此外，以煤炭为 主的能源消费结构导致我国能源发展将面临更加严峻的环 境压力。例如，在2015年，我国近80万平方公里的土地上使 用的煤炭是全世界的1/4，煤炭的使用率接近70%。这种以煤 炭为主的能源结构造成严重的环境污染，因为煤炭燃烧产生 的氮氧化物、细颗粒物排放量、二氧化硫分别占全国总量的 60%，70%和80%。

1.4新能源的优点与传统能源相比，新能源具有储量大、分布广、污染排 放少、可再生等众多优点，是化石燃料的理想替代能源，也 是解决当今世界日益严重的环境污染和资源短缺等问题的 有效途径，因而成为世界各国实施可持续发展的战略性支点。

据预测，到2070年，全球80％的能源要依靠新能源和可再生 能源。

2如何提高《新能源开发利用》选修课的教学效果 2.1采用多媒体组合教学 多媒体组合教学是指根据教学内容和教学目标的需要， 在教学过程中把传统教学媒体与现代教学媒体（声音、动画、 图像、视频等）有机结合，构成教学信息传输及反馈调节的 优化教学媒体群[3]。它具有声图并茂、视听交融、感染力 强等优点，是传统的教学手段无法比拟的。为了采用多媒体 组合教学，笔者把全部授课内容制作成集视频、文字、图片、 表格于一体的多媒体课件。在《新能源开发利用》课程的整 个多媒体课件中，笔者总共插入了71段视频资料和242张图 片。

2.2采用案例教学法 案例教学是目前高校教学过程中比较先进的一类教学 方法，是高效率利用课堂学时、改善教学效果的有效途径之 一。基于此，笔者将案例教学有选择性地穿插在《新能源开 发利用》教学过程中。例如，在该课程的第一堂课中，笔者 没有宏篇巨论、大讲特讲新能源开发利用如何重要，而是给学生提供了一些化石燃料广泛使用而引起的环境污染事件 的典型视频案例，如提供“英国伦敦的烟雾事件”“北极熊 因全球变暖难觅食”“中国可怕的雾霾事件”“汽车排放加 重城市污染”“2015年联合国气候大会”等视频给学生看， 让学生去分析其中的原因及其后果，引出新能源开发利用的 重要性。在地热能一章的教学过程中首先引入唐明皇与绝代 佳人杨贵妃的爱情故事以及那首缠绵悱恻的长恨歌，然后提 出以下问题给学生思考：杨贵妃在华清池沐浴，距今已有1 200多年，但是华清池那股涓涓细流的泉水现在还热气腾腾， 为什么有如此多的热水?这些热水与新能源有什么关系吗？ 怎么利用这些热水中蕴藏的能量？在海洋能一章的教学过 程中，首先播放一段钱塘江潮的视频，然后提出以下问题：
钱江潮是怎样形成的？其中蕴藏的巨大能量又如何加以利 用？最后将学生分组，进行5～10 min的讨论后，每个小组 表述各自的观点。

2.3重视学生环保意识和社会责任感的培养 正如一枚硬币有两面一样，新能源在造福人类的同时， 也会给人类带来新的风险。因此，在强调其用途的同时，不 能忽视其带来的环境与社会后果。例如，在生物质能的开发 利用过程中，垃圾焚烧发电曾是几十年前发达国家盛行的垃 圾处理方式，我国截至2006年也已建成100多个大型焚烧装 置。但是调查统计结果表明，垃圾焚烧产生的二恶英因其致 癌性导致垃圾焚烧场附近居民癌症死亡率增加[4]。可燃冰有着其他传统能源无可比拟的优势，很多国家围绕可燃冰已 展开激烈博弈。但是，如果可燃冰的开采方法不当，释放出 的甲烷（一种高效的温室效应气体）将扩散到大气中，增强 地球温室效应，导致永久冻土和两极冰山融化、地球变暖。

基于环境污染是人类21世纪面临的三大问题之一，所以在 《新能源开发利用》教学过程中，笔者有意识地将新能源开 发利用与环境保护结合起来，强调环保教育，培养学生树立 “天下兴亡，匹夫有责”的社会责任感。

3成绩考核 目前，我国高校多数选修课的考核方式通常是与教学内 容相关的论文写作或开卷考试[5]。随着互联网的普及，近 年来我国高校学生论文抄袭问题日益严重，因此，任课教师 很难评判学生所提交的论文质量。开卷考试更是难以准确衡 量学生的学习效果。基于上述两个难点，本课程将成绩考核 内容设置为出勤情况、课堂表现和期末成绩等3个考核部分。

出勤情况的考核内容包括学生缺课、请假、迟到、早退等。

课堂表现主要考核学生上课是否认真以及学生的课堂参与 程度。学生的课堂参与程度主要采取以下考核方式：教师根 据课程内容拟定一系列与学科前沿或学科应用有关的主题， 例如“支持还是反对垃圾焚烧发电”、“支持还是反对核电 站的兴建”等辩论主题，要求学生课外收集资料并完成ppt 的制作；
在进行成绩考核时，教师根据学生ppt的内容、讲 解情况等进行评价。在期末成绩考核环节中，要求学生自主选择与新能源相关的内容制作一段约10 min的ppt，依次在 课堂上演讲。

参考文献：
[1] 琚宜文,何家雄,夏磊，等.能源开发利用与低碳问 题[J].工程研究,2012,4(3):245-259. [2] 陈登宇.新能源科学与工程专业人才培养模式研究 [J].科教文汇,2015,303(3):61-62. [3] 徐颂,陈士明.《环境保护概论》公选课教学实践探 索[J].中山大学学报论丛,2005,25(1):38-42. [4] 赵章元.九座垃圾焚烧炉将成北京人的噩梦 垃圾焚 烧风吹向全国将是一场灾难[J].生活与环境,2010 （8）:12-17.