能源與環境科學導論課程教學最佳化探討論文
“能源與環境科學導論”是建築環境與能源應用等相關專業的入門課，對培養學生的節能環保意識及為後續專業課學習打基礎具有深刻意義。首先分析了該課程的總體特點，然後從充分發掘關聯性、案例式教學、增強網路和多媒體教學及互動課堂教學等方面提出了教學最佳化措施。教學中發現，上述最佳化措施能較好地提高教學效率。
以“霧霾”、“溫室效應”、“水質汙染”等為代表的環境問題和“常規能源枯竭”、“新能源問題”等為代表的能源問題是人類生存與發展的最為重要的兩個問題，“環境與能源科學導論”課程即是以環境問題與能源問題為主題的引導性課程，對引導與培養學生的環保意識、節能意識，對培養學生後續專業課課程學習的積極性，乃至對我國節能環保工作的開展均具有深刻意義。近年來，隨著能源與環境問題越來越突出，許多兄弟高校均圍繞環境與/或能源科學為主題開始相關課程，也有一些研究者開展了相關課程的教學研究。劉迎春等課堂教學組織和課外教學活動兩個方面分析瞭如何更好地搞好環境科學與工程導論課程教學改革[1]。王秋穎等從提升教師自身知識體現教學理念、運用多種教學手段及改革評價體系等角度分析了環境與可持續發展導論課的教學方法[2]。張巧傑等從課程開始的意義、理論教學、實踐教學、考核方式等對新能源導論與創新實踐課程進行教學改革[3]。進而對同時考慮能源問題與環境問題的“能源與環境科學導論”課程的教學改革還較少。本文首先分析了該課程的總體特點，指出了課程教學過程中碰到的關鍵問題，然後從充分發掘關聯性、案例式教學、增強網路和多媒體教學及互動課堂教學等方面多個角度進行最佳化探討，提出了若干教學最佳化措施。
一、課程特點
“環境與能源科學導論”課程是建築環境與能源應用工程及相關專業學生重要的入門課程。該課程以人類息息相關的生存環境與能源為主線，探討了人類活動對環境各要素(例如大氣、水、土壤等)的影響以及人類能源需求消耗狀況，闡述了汙染物在環境中的遷移變化規律、能源使用與需求規律。其教學目的是提高學生的環境保護意識、能源節約意識，樹立可持續發展的戰略思想，激發學生熱愛環境保護、節能降耗事業的熱情，為將來從事環境最佳化與節能工作奠定基礎。同時，還可以提升學生的環境保護與節能意識，增強環保與節能素養，使環保與節能工作起於學生的日常生活中並落於實處。該課程對學生後續的學習起著綱領性的引導作用，通常安排在學生大二第一學期，此時學生還沒有接觸到其他的相關專業課程，對專業知識瞭解很少，對專業認識還比較模糊。學生在學習基礎課程階段對將來要學習的專業知識以及就業去向感到困惑和迷茫，如不及時引導，會使學生喪失學習積極性，導致學習與生活沒有明確目標。導論課程的開設有助於學生全面系統地瞭解相關熱點內容的全貌，遵循知識學習的“結構—要素—結構”認知規律[4，5]。該課程教學面臨一系列難題。例如，教學內容廣而泛，複雜枯燥，課時少而內容多等。我校分配給這門課僅16學時，而課程的內容幾乎涵蓋了環境科學與能源科學領域的全部內容，因而存在單個內容的課時嚴重不足的問題。此外，該課程是新開課程，存在著相關教師經驗不足等問題。
二、教學最佳化措施
1.充分發掘關聯性。能源問題與環境問題是當今全世界共同面臨的`熱點問題，這兩個問題是相互聯絡相互制約的，不斷增大的能源消耗，導致環境問題日益突出，常規能源的消耗惡化環境，而可再生能源則有益於環境問題的解決。環境惡化會導致能耗需求同步增長，環境改善則會導致能源需求的降低。此外，環境問題、能源問題的每個分支問題之間也是相互聯絡的。充分發掘這些問題之間的關聯性，能更好的讓學生理解這些問題。此外，還應將人類發展、能源環境問題關係進行擴充套件式關聯，分析兩者之間的必然聯絡，把握住能源與環境問題發生、發展及解決的主因。能源問題與環境問題發生的主要原因是人類及其發展，同時造福與服務人類也是研究能源問題與環境問題的根本出發點。人類的發展，使能源需求不斷增大，同時對環境的要求也越來越高，反過來，能源問題與環境問題惡化又遏制了人類的發展，得到良好解決則能促進人類發展。
2.案例式教學。本課程知識點繁多，而且往往枯燥無味，容易導致學生疲乏與走神。採用典型案列充實教學內容，是改進課程教學的有效方法之一。在教學實踐中，應時刻注意多用案例開展教學，將相關知識穿插於案例中，讓學生在身臨其境的事例感受中掌握知識。如在講授環境問題時，可以圖文並茂地介紹震驚世界的“20世紀八大環境汙染案例”，將世界上發生的重大環境汙染時間或學生身邊接觸到的一些環境汙染事件作為案例進行剖析，引導學生進行思考，增強學生對這些事件的感性認識，為以後通過後續課程的學習上升到理性認識的高度做準備。還可以給學生簡要地播放《難以忽視的真相》等影片，觸目驚心的環境汙染及能源問題案例給學生非常大的觸動。環境與能源問題日益突出，在平時生活中就應多關注該問題，注重知識更新，保持對環境問題與能源問題的敏銳性，使教學內容緊跟時政變化，與時俱進，並將之注入教學過程中，才能更好地帶動學生學習。
3.增強網路和多媒體教學。這可以從增設網路平臺交流和充分利用多媒體技術兩方面進行。課堂時間有限，尤其是本課程安排課時少內容多，大量的資料需要透過課後網路的形式傳遞給學生。例如，可以在網路上用動畫的形式模擬各種環境汙染在大氣、水、土壤中的存在、遷移和轉化，引導學生進行理性思考，分析這些環境問題的由來和危害。在網路平臺上，可以進行師生交流與討論，增加師生互動，節約課堂時間。在利用多媒體技術方面，課堂上和課後網路平臺交流均可運用，不僅應圖文並茂地傳授知識，還可以運用動畫、音影等方式展示有關歷史和當前的環境問題、能源問題的立體影象。圖文互補，音影互補，從多個角度吸引學生的注意力。
4.互動課堂教學。《能源與環境科學導論》課程的一個特點是知識內容面寬廣，而對知識深度的要求不高。對於這種課程，若採取以往僅僅靠教師灌輸的方式進行教學往往難以取得良好的課堂效果，也難以改變學生被動接受知識、對知識點印象不深刻的困局。而鼓勵學生積極參與到教與學中來，充分調動學生學習積極性，則能收到很好的效果。具體執行可以採取學生上講臺參與課堂教學與討論的方式進行。從本課程分出“空氣汙染問題”、“水體汙染問題”、“固廢汙染問題”、“噪音及其他汙染問題”等幾個知識點，把學生分成相應的幾組，每個組負責一個知識點。在課前，各組的學生負責其知識點內容資料的收集、查詢和整理，教師對其進行指導。在課堂上，首先由該組學生上講臺對知識點進行講授與討論，然後教師進行評價與補充。這樣一來，不但可以很好地促進教學效果加深學生對知識點的印象，還可以鍛鍊學生的資料查詢整理、上臺講說表達能力等綜合素質與能力。此外，課程教學中應邏輯清晰，重點突出，應圖文並茂，充分利用多媒體技術，積極調動學生自主學習、探究學習的積極性。課程內容還應緊密結合時事政策，緊密結合生活實際，寓學於用，以用促學，使節能知識與環保意識深入滲透到日常生活中去。在教學過程中，應多穿插介紹一些國內外先進的節能設計方法，還可以透過採用建築模擬軟體進行輔助教學，增強課堂教學資訊量，使學生獲得較好的視覺效果。不但要講清基本概念、原理和基礎知識點，還要以“熱點”工程為例，剖析工程的系統組成、結構特點和技術關鍵，使學生從多維錯綜複雜的工程案例中，認識到疾病概念、原理、基礎知識在實際工程中的應用。實際教學過程發現，透過上述幾個方面的改進，學生們反映“環境與能源科學導論”教學有趣多了，收穫更多了，其他教師也反映對教學有所促進，因而整體教學效果得到了較好的提升。
近年來我國經濟持續高速增長，傳統能源消耗量大幅增長，引發的能源短缺和環境汙染等問題成為制約我國經濟又好又快發展的瓶頸。這同時也要求加強對學生能源與環境科學問題的教育，因此，培養學生“能源危機”與“環境危機”意識，是激發學生學好專業知識的必須一環，是培養學生相關科學分析方法的重要步驟。透過對本課程充分發掘關聯性、案例式教學、增強網路和多媒體教學及互動課堂教學等方面的教學最佳化改革，明顯提升了教學效果，學習的自覺性明顯增強，學生反映教學過程中趣味性與知識性明顯得到提升。