徐志祥　王謙

【摘要】新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)（新能源專(zhuān)業(yè)）為適應(yīng)新形勢(shì)下新能源產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求而開(kāi)設(shè)的新專(zhuān)業(yè)。新能源專(zhuān)業(yè)具有典型多學(xué)科交叉融合且不同領(lǐng)域之間交叉關(guān)聯(lián)少的特點(diǎn)，與之配套的課程體系和教學(xué)方法等還處于起步探索階段。作為第一批設(shè)立新能源專(zhuān)業(yè)的院校，江蘇大學(xué)基于能源與動(dòng)力工程學(xué)院原有基礎(chǔ)，在新能源專(zhuān)業(yè)方向具有較好的研究基礎(chǔ)和教學(xué)實(shí)踐積累。本文論述了新能源專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，并對(duì)該專(zhuān)業(yè)的教學(xué)方法進(jìn)行了探討和分析，并在此基礎(chǔ)上提出了該專(zhuān)業(yè)的教育教學(xué)思路。

【關(guān)鍵詞】新能源 教學(xué)改革 教學(xué)方法 課程體系

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）22-0219-02

引言

隨著人口數(shù)量不斷增大以及城市化進(jìn)程的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)能源的需求不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境的不斷惡化以及重污染事件的頻發(fā)，人類(lèi)的生存發(fā)展不斷遇到各種挑戰(zhàn)，發(fā)展清潔能源替代傳統(tǒng)化石能源已成為必然趨勢(shì)。相對(duì)于傳統(tǒng)化石能源而言，新能源具有清潔、低碳、循環(huán)、環(huán)保和可再生的顯著特點(diǎn)，因此，新能源技術(shù)的發(fā)展受到世界范圍內(nèi)各發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視。我國(guó)各級(jí)政府也將新能源技術(shù)的發(fā)展放在了非常重要的戰(zhàn)略地位?！笆濉笔俏覈?guó)新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展階段，尤其是新能源汽車(chē)，“十三五”發(fā)展規(guī)劃也把新能源技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展列為重要發(fā)展方向[1]。

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，新能源產(chǎn)業(yè)科技人員以及合格的產(chǎn)業(yè)工人需求量也隨之大幅上升，因此設(shè)立相應(yīng)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)科研和產(chǎn)業(yè)方面的專(zhuān)業(yè)人才是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。國(guó)外已有很多著名高校建立了新能源研究所，培養(yǎng)高層次人才，同時(shí)開(kāi)設(shè)了新能源本科專(zhuān)業(yè)，用于培養(yǎng)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等方面的基礎(chǔ)科技人才，如澳大利亞的新南威爾士大學(xué)，意大利的都靈理工大學(xué)和米蘭理工大[2]，伊利諾斯州州立大學(xué)，威斯康辛大學(xué)普萊維爾分校和紐約州立大學(xué)坎頓技術(shù)學(xué)院等[3]，同時(shí)國(guó)外很多高校在本科教學(xué)中也開(kāi)設(shè)了相關(guān)的選修課程。我國(guó)高校在新能源科研和教育方面落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，在新能源專(zhuān)業(yè)設(shè)置和新能源產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方面也落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。近年來(lái)，為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，為滿(mǎn)足國(guó)家培養(yǎng)新能源這一新興產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)人才的要求，2010年7月經(jīng)教育部審批，浙江大學(xué)、中南大學(xué)和江蘇大學(xué)等11所高校首次設(shè)立新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)。其中江蘇大學(xué)的新能源科學(xué)與工程本科專(zhuān)業(yè)依托能源與動(dòng)力工程學(xué)院，于2011年9月招收第一批本科生，目前已畢業(yè)兩屆本科生。由于新能源專(zhuān)業(yè)（本科）設(shè)置時(shí)間比較短，本科階段的培養(yǎng)模式、培養(yǎng)方案以及教學(xué)內(nèi)容還在不斷的摸索和完善。

新能源為廣義的新型能源的統(tǒng)稱(chēng)，涉及范圍相當(dāng)廣泛，包括電池、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能、水電、潮汐能、波浪能、地?zé)崮芎蜌淠艿?。每一個(gè)小的領(lǐng)域又有若干分支，以生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為例，總體來(lái)說(shuō)可以分為化學(xué)法和熱轉(zhuǎn)換法，化學(xué)法包括：纖維素類(lèi)的平臺(tái)化合物轉(zhuǎn)化，生物柴油制備，油脂（油酸）加氫制備航煤和柴油等，熱轉(zhuǎn)化法包括生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)裂解（包括油脂裂解和纖維素類(lèi)秸稈裂解）等，研究范疇非常廣，而又各有特色。另一方面，新能源研究領(lǐng)域內(nèi)的小的研究方向彼此之間也缺少關(guān)聯(lián)性，如生物質(zhì)向生物質(zhì)燃料油的轉(zhuǎn)化中化學(xué)法和熱轉(zhuǎn)化法關(guān)聯(lián)很小，而且研究思路差異很大。同時(shí)油脂向生物燃料油的轉(zhuǎn)化技術(shù)同纖維素類(lèi)生物質(zhì)的生物質(zhì)燃料油轉(zhuǎn)化技術(shù)以及微藻類(lèi)生物質(zhì)燃料油的轉(zhuǎn)化技術(shù)具有很大的差異，雖然他們都屬于生物質(zhì)研究領(lǐng)域。同時(shí)不同的研究領(lǐng)域差異更大，如生物質(zhì)和太陽(yáng)能，幾乎沒(méi)有交集。因此新能源專(zhuān)業(yè)是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉融合專(zhuān)業(yè)，同時(shí)不同的研究領(lǐng)域也具有顯著的差異。多學(xué)科的交叉給新能源的教學(xué)帶來(lái)非常大的困難[4]。 另外新能源學(xué)科最重要的一個(gè)特點(diǎn)是高度前沿，飛速發(fā)展。因此本文結(jié)合新能源專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)以及江蘇大學(xué)現(xiàn)有的新能源專(zhuān)業(yè)方面教學(xué)和科研積累對(duì)該專(zhuān)業(yè)以后教學(xué)方面的發(fā)展進(jìn)行積極的探討。

1.新能源專(zhuān)業(yè)課程特點(diǎn)

新能源專(zhuān)業(yè)課程主要學(xué)習(xí)新能源的有關(guān)基礎(chǔ)理論和基本方法，為以后從事新能源相關(guān)工作打下良好的理論基礎(chǔ)。新能源學(xué)科除具有前文述及的研究領(lǐng)域多，涉及范圍廣，涉及學(xué)科多，高度前沿和飛速發(fā)展的特點(diǎn)，同時(shí)又具有顯著的應(yīng)用特點(diǎn)，因此很難用一個(gè)界定的學(xué)科發(fā)展思路來(lái)看待新能源學(xué)科的發(fā)展。新能源學(xué)科跨學(xué)科跨領(lǐng)域的特點(diǎn)，為新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程的設(shè)置帶來(lái)了難度，因此基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)對(duì)于以后跨學(xué)課的學(xué)習(xí)和應(yīng)用具有重要的意義。相對(duì)于其他傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，新能源專(zhuān)業(yè)課程具有顯著的特色，為詳細(xì)說(shuō)明新能源學(xué)科特點(diǎn)，筆者結(jié)合生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換教學(xué)科研實(shí)踐進(jìn)行說(shuō)明。

為說(shuō)明新能源專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，現(xiàn)以生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換中的油脂轉(zhuǎn)化為例進(jìn)行說(shuō)明，生物質(zhì)能中的油脂向生物燃料油的轉(zhuǎn)化研究方向主要涉及化學(xué)法和熱轉(zhuǎn)化法。目前很多院校新能源專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)是以能源與動(dòng)力工程學(xué)院為班底組建起來(lái)的新專(zhuān)業(yè)，在能源應(yīng)用及相關(guān)方面具有天然的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)于油脂熱轉(zhuǎn)化法的理解非常容易，但是由于缺乏化學(xué)方面的知識(shí)背景，學(xué)生對(duì)于化學(xué)法轉(zhuǎn)化的理解具有一定的難度，對(duì)油脂化學(xué)轉(zhuǎn)化法了解不深入，這樣造成以能源與動(dòng)力工程學(xué)院為班底組建起來(lái)的新能源專(zhuān)業(yè)的學(xué)生又具有先天的缺陷。同時(shí)無(wú)論在油脂化學(xué)法或熱轉(zhuǎn)化法過(guò)程中都涉及到催化劑的問(wèn)題，以能源與動(dòng)力工程學(xué)院為班底組建起來(lái)的新能源專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)催化劑以及其他材料問(wèn)題也具有先天的缺陷，因此為拓展學(xué)生化學(xué)和材料方面的知識(shí)面以及加深對(duì)油脂轉(zhuǎn)化的理解，應(yīng)該使學(xué)生加強(qiáng)有機(jī)化學(xué)和催化化學(xué)方面的學(xué)習(xí)。同時(shí)油脂在熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中較少涉及到有機(jī)產(chǎn)物分析以及催化性能等方面學(xué)習(xí)，在授課同時(shí)應(yīng)重視學(xué)生有關(guān)儀器分析的學(xué)習(xí)，特別是有機(jī)產(chǎn)物分析和催化特性方面的儀器分析。

因此在課程設(shè)置方面如果局限于原有專(zhuān)業(yè)，缺少具備交叉學(xué)科知識(shí)的師資，忽視了其他學(xué)科的融合，使得學(xué)生對(duì)此理解不夠深入，視野較窄。

江蘇大學(xué)新能源專(zhuān)業(yè)基于上述考量，在滿(mǎn)足學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)要求的條件下，一方面開(kāi)設(shè)了有關(guān)學(xué)科的必修課程，比如有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)等，提高學(xué)生對(duì)有關(guān)學(xué)科的理解；另一方面有針對(duì)性的開(kāi)設(shè)了實(shí)際教學(xué)環(huán)節(jié)，包含相關(guān)實(shí)習(xí)，工程訓(xùn)練，專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)等，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的理解以及應(yīng)用。

2.新能源專(zhuān)業(yè)教學(xué)探討

（1）明確設(shè)置具有專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的必修課程及選修課程

基于新能源專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，每一個(gè)學(xué)校不可能將所有新能源研究領(lǐng)域都有所涉獵，而且本科教學(xué)課時(shí)也根本無(wú)法安排，因此學(xué)校應(yīng)基于各自本身的特點(diǎn)，選擇以某一兩個(gè)領(lǐng)域作為重點(diǎn)教學(xué)領(lǐng)域，在課程設(shè)置方面予以?xún)A斜，同時(shí)輔以其他相關(guān)新能源課程。江蘇大學(xué)新能源專(zhuān)業(yè)主要以生物質(zhì)能和太陽(yáng)能為主要領(lǐng)域，同時(shí)輔以一定的電池和氫能等方面學(xué)科內(nèi)容。

在明確生物質(zhì)能和太陽(yáng)能為主的方向后，針對(duì)新能源專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，提出適合該專(zhuān)業(yè)的課程任務(wù)，由于每一個(gè)領(lǐng)域的綜合性，在此以生物質(zhì)能為例進(jìn)行說(shuō)明，具體是在掌握必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)同時(shí)，利用江蘇大學(xué)現(xiàn)有資源，積極讓學(xué)生選修化學(xué)方面的相關(guān)課程，比如物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、催化化學(xué)和儀器分析等相關(guān)基礎(chǔ)課程，只有掌握其中的基本原理，學(xué)生才能更深入理解并融會(huì)貫通，讓學(xué)生成為真正的復(fù)合型人才。

（2）加強(qiáng)科研和教學(xué)的結(jié)合

前已述及新能源學(xué)科一個(gè)很大的特點(diǎn)是前沿性，一方面由于新能源專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)時(shí)間較短，有關(guān)方面的教材比較少，同時(shí)教材更新相對(duì)滯后，容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)用論的想法，另一方面加強(qiáng)學(xué)生對(duì)前沿知識(shí)的了解，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)和科研的興趣。在教學(xué)環(huán)節(jié)中通過(guò)引入最新研究成果，在有條件的情況下復(fù)制相關(guān)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生動(dòng)手能力同時(shí)提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)

題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新能源學(xué)科有關(guān)研究方向的興趣，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提升教學(xué)效果。以生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為例，在講授生物質(zhì)轉(zhuǎn)化有關(guān)內(nèi)容時(shí)，利用本身的科研條件選擇性的讓學(xué)生做一些實(shí)驗(yàn)，如生物柴油的制備、油脂催化裂解和纖維素類(lèi)秸稈水熱轉(zhuǎn)化等。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在本科階段通過(guò)科研立項(xiàng)、全國(guó)競(jìng)賽、加入專(zhuān)業(yè)教師課題組等途徑參與到新能源有關(guān)方面的科研，一方面提高學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高授課質(zhì)量。使學(xué)生對(duì)新能源有了更形象、深入的理解，舉一反三。

（3）加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

由于新能源專(zhuān)業(yè)具有較強(qiáng)的應(yīng)用背景，同時(shí)發(fā)展迅猛，各種新技術(shù)層出不窮，這就為新能源專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)提供了基礎(chǔ)條件。一方面鼓勵(lì)學(xué)生參與到專(zhuān)任教師的課題組，學(xué)習(xí)前沿的新能源知識(shí)，參與一部分?jǐn)?shù)據(jù)分析、文章及專(zhuān)利的撰寫(xiě)等工作，另一方面鼓勵(lì)學(xué)生參加新能源有關(guān)的競(jìng)賽活動(dòng)，如大學(xué)生節(jié)能減排大賽等，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行江蘇大學(xué)科研立項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題和分析問(wèn)題能力，提高其科研協(xié)作精神，并促進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

3.結(jié)論

新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的設(shè)置是順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，是為滿(mǎn)足我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要以及我國(guó)追趕發(fā)達(dá)國(guó)家新能源技術(shù)發(fā)展的需要而設(shè)立的。由于新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)是非?！澳贻p”的專(zhuān)業(yè)，很多課程以及教學(xué)等還處于起步摸索階段。為培養(yǎng)復(fù)合型人才，基于基礎(chǔ)理論的同時(shí)強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)以及加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是新能源專(zhuān)業(yè)教改的一個(gè)發(fā)展方向，有利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)新能源專(zhuān)業(yè)具有很強(qiáng)的應(yīng)用背景是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)的根本，只有具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬廣的知識(shí)面和較強(qiáng)的實(shí)踐能力才能具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力，才能在在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。筆者相信江蘇大學(xué)有能力、有信心建設(shè)好該專(zhuān)業(yè)，為國(guó)家的可持續(xù)健康發(fā)展輸送合格的復(fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]http：//news.ifeng.com/a/20160317/479261280.shtml

[2]韓新月，何志霞，王謙，吉恒松.新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)探討[J]，中國(guó)電力教育，2013，264，9-11

[3]楊世關(guān)，李繼紅，董長(zhǎng)青.國(guó)內(nèi)外新能源專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案對(duì)比與分析[J].中國(guó)電力教育（下）， 2013，2， 58-61

[4]張玨.新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)探討[J]. 中國(guó)人才，2010，8，174-175

作者簡(jiǎn)介：

徐志祥（1982-），男，江蘇鹽城人，江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，講師。