李秀萬

摘 要：本文對華僑大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)開設(shè)的《新能源概論》課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行探討。從新能源發(fā)展背景介紹本課程設(shè)置的意義與教學(xué)的復(fù)雜性，并重點討論新時期下教學(xué)模式的嘗試性探索。

關(guān)鍵詞：新能源 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法

引言

應(yīng)用物理學(xué)是將物理學(xué)的原理、方法應(yīng)用于相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用型學(xué)科。目前，華僑大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)有新能源和光電兩個培養(yǎng)方向。新能源是我國正在大力發(fā)展并急需人才的重要專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。由于中國目前的能源結(jié)構(gòu)不合理，新能源比例偏低，對外依存度高，能源利用率低，中國正面臨著化石資源枯竭以及環(huán)境嚴(yán)重破壞的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。發(fā)展新能源是目前唯一可以同時解決上述兩個問題的途徑。大學(xué)生作為國家未來的人才，應(yīng)積極開展新能源與可再生能源課程，引起學(xué)生對新能源的重視，為我國新能源發(fā)展提供后備人才。[1]

《新能源概論》作為應(yīng)用物理專業(yè)新能源方向開設(shè)的第一門綜述類課程，雖然只有兩個學(xué)分，但本課程能夠系統(tǒng)詳盡地介紹目前所存在的新能源種類、原理和應(yīng)用，對于學(xué)生來說，具有非常重要的引領(lǐng)和開拓作用，能夠讓學(xué)生對新能源有系統(tǒng)性了解。本文結(jié)合筆者講授的《新能源概論》課程的體會， 初步探討了該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的優(yōu)化和改革。[2]

一、《新能源概論》教學(xué)現(xiàn)狀

1.新能源內(nèi)容范圍廣，涉及學(xué)科多且復(fù)雜

相對于傳統(tǒng)的不可再生的化石能源，新能源一般是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開發(fā)利用的可再生能源，包括太陽能、氫能、核能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒉ɡ四?、洋流能和潮汐能等，以及新技術(shù)支持下的能量儲存裝置（鋰離子電池、超級電容器、燃料電池）。其所涉及的學(xué)科有物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、工程力學(xué)、光學(xué)、電化學(xué)、核物理、生物學(xué)等。每一部分內(nèi)容都可以作為單獨的研究領(lǐng)域，內(nèi)容龐雜，且相互之間關(guān)聯(lián)性弱。在36學(xué)時內(nèi)，很難實現(xiàn)講授其相關(guān)基礎(chǔ)理論知識，并讓學(xué)生理解掌握相關(guān)技術(shù)。[3]

2.新能源技術(shù)更新?lián)Q代快

伴隨著不可再生資源的枯竭，各國對于新能源投入大量的研究。新能源也成為國際上熱門的研究領(lǐng)域，大量科技工作者投身其中。隨著新技術(shù)、新理念、新材料的出現(xiàn)，新能源各個領(lǐng)域都得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，生產(chǎn)成本不斷降低，而能量利用效率不斷升高，新名詞新概念不斷出現(xiàn)。例如，隨著第三代太陽能電池技術(shù)突破，新型太陽能電池（有機(jī)太陽能電池、染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池）不斷出現(xiàn)。目前，新型的鈣鈦礦太陽能電池不僅具有高的光電轉(zhuǎn)換效率（20.1%），其生產(chǎn)成本也遠(yuǎn)低于目前傳統(tǒng)結(jié)晶硅太陽能電池，被譽為“光伏領(lǐng)域的新希望”。

3.新能源與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密

新能源是一門應(yīng)用型學(xué)科，新技術(shù)的突破，很快能夠應(yīng)用到商業(yè)上。例如，鋰離子電池材料、技術(shù)與工藝的突破，立刻就應(yīng)用到手機(jī)電池上，同時也帶動了儲能電動汽車的發(fā)展。氫氧燃料電池的突破，直接導(dǎo)致了氫燃料電池汽車的問世。

三、針對《新能源概論》課程教學(xué)現(xiàn)狀的改革方法

1.教學(xué)內(nèi)容改革

本課程采用王革華主編、化學(xué)工業(yè)出版社出版的《新能源概論》作為教材。該教材全書分為九章，第一章：緒論；第二章：太陽能；第三章：生物質(zhì)能源；第四章：風(fēng)能；第五章：氫能；第六章：新型核能；第七章：新能源材料—基礎(chǔ)與應(yīng)用；第八章：其他新能源；第九章：新能源發(fā)展政策。其它相關(guān)教材，例如機(jī)械工業(yè)出版社的《可再生能源概論》、化學(xué)工業(yè)出版社的《新能源技術(shù)》，內(nèi)容大同小異，基本上都包含了太陽能、生物質(zhì)能、氫能、核能、風(fēng)能、海洋能以及化學(xué)儲能電池。針對這一點，結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)， 優(yōu)化教材內(nèi)容，將內(nèi)容以報告講座形式的講授，劃分為資源枯竭與環(huán)境污染（緒論）、太陽能光熱發(fā)電、太陽能光伏電池、氫能與燃料電池、鋰離子電池與電動汽車、生物質(zhì)能與生物柴油、其他新能源等專題。根據(jù)教材相關(guān)原理，結(jié)合最新研究進(jìn)展，增加產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，系統(tǒng)全面地講授該領(lǐng)域知識，爭取在有限的課時下，讓學(xué)生系統(tǒng)掌握相關(guān)知識。同時，邀請本校本學(xué)院相關(guān)領(lǐng)域的專家來講授該領(lǐng)域?qū)ｎ}，結(jié)合自身研究經(jīng)驗和體會，講授背景歷史、相關(guān)原理、前沿進(jìn)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)合，開拓學(xué)生視野。

2.教學(xué)方式改革

第一，重視多媒體教學(xué)手段：教師在準(zhǔn)備教案課件資料時，可以加大圖片、視頻、動畫的比例。在介紹相關(guān)原理時，可以制作一些小動畫來解釋模擬相關(guān)原理，加強(qiáng)學(xué)生理解。第二，重視互聯(lián)網(wǎng)資源：隨著新能源的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)視頻圖片動畫資料隨處可見。尤其是相關(guān)紀(jì)錄片，詳盡介紹了某些領(lǐng)域的發(fā)展，可以幫助學(xué)生深刻理解相關(guān)內(nèi)容。教師要注重收集相關(guān)素材，整理成冊，利用網(wǎng)絡(luò)資源與學(xué)生溝通，開展課外網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。第三，重視考核方式：可以布置一些產(chǎn)業(yè)調(diào)查課題，指導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀，加深學(xué)生對于新能源產(chǎn)業(yè)化理解，同時掌握相關(guān)行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)。[4]

結(jié)語

《新能源概論》課程是順應(yīng)我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而開設(shè)的課程，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的綜合性課程， 對于學(xué)習(xí)后續(xù)的相關(guān)課程有重要的影響。目前，該課程的教學(xué)還存在許多問題，教師應(yīng)當(dāng)積極探索課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性， 引導(dǎo)學(xué)生從被動學(xué)習(xí)到主動探索， 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，為后續(xù)新能源專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉法謙， 郭志巖， 張乾.《新能源材料》課程的教學(xué)探討[J].教育教學(xué)論壇， 2015， （29） ：132-133.

[2]王建利， 唐剛.儲能材料與制備技術(shù)課程建設(shè)的改革與實踐[J].學(xué)園.2014（1）：27-28.

[3]劉春娜.鈣鈦礦太陽電池研發(fā)進(jìn)展[J].電源技術(shù)， 2014， 1995～1996.

[4]李峻峰， 邱克輝， 張佩聰， 龍劍平， 楊梅.新能源材料概論課程建設(shè)實踐與思考[J].中國電力教育， 2014， （03） ：83.