“能源与环境科学导论”课程教学优化探讨
“能源与环境科学导论”是建筑环境与能源应用等相关专业的入门课，对培养学生的节能环保意识及为后续专业课学习打基础具有深刻意义。首先分析了该课程的总体特点，然后从充分发掘关联性、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。教学中发现，上述优化措施能较好地提高教学效率。
以“雾霾”、“温室效应”、“水质污染”等为代表的环境问题和“常规能源枯竭”、“新能源问题”等为代表的能源问题是人类生存与发展的最为重要的两个问题，“环境与能源科学导论”课程即是以环境问题与能源问题为主题的引导性课程，对引导与培养学生的环保意识、节能意识，对培养学生后续专业课课程学习的积极性，乃至对我国节能环保工作的开展均具有深刻意义。近年来，随着能源与环境问题越来越突出，许多兄弟高校均围绕环境与/或能源科学为主题开始相关课程，也有一些研究者开展了相关课程的教学研究。刘迎春等课堂教学组织和课外教学活动两个方面分析了如何更好地搞好环境科学与工程导论课程教学改革[1]。王秋颖等从提升教师自身知识体现教学理念、运用多种教学手段及改革评价体系等角度分析了环境与可持续发展导论课的教学方法[2]。张巧杰等从课程开始的意义、理论教学、实践教学、考核方式等对新能源导论与创新实践课程进行教学改革[3]。进而对同时考虑能源问题与环境问题的“能源与环境科学导论”课程的教学改革还较少。本文首先分析了该课程的总体特点，指出了课程教学过程中碰到的关键问题，然后从充分发掘关联性、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多个角度进行优化探讨，提出了若干教学优化措施。
一、课程特点
“环境与能源科学导论”课程是建筑环境与能源应用工程及相关专业学生重要的入门课程。该课程以人类息息相关的生存环境与能源为主线，探讨了人类活动对环境各要素(例如大气、水、土壤等)的影响以及人类能源需求消耗状况，阐述了污染物在环境中的迁移变化规律、能源使用与需求规律。其教学目的是提高学生的环境保护意识、能源节约意识，树立可持续发展的战略思想，激发学生热爱环境保护、节能降耗事业的热情，为将来从事环境优化与节能工作奠定基础。同时，还可以提升学生的环境保护与节能意识，增强环保与节能素养，使环保与节能工作起于学生的日常生活中并落于实处。该课程对学生后续的学习起着纲领性的引导作用，通常安排在学生大二第一学期，此时学生还没有接触到其他的相关专业课程，对专业知识了解很少，对专业认识还比较模糊。学生在学习基础课程阶段对将来要学习的专业知识以及就业去向感到困惑和迷茫，如不及时引导，会使学生丧失学习积极性，导致学习与生活没有明确目标。导论课程的开设有助于学生全面系统地了解相关热点内容的全貌，遵循知识学习的“结构—要素—结构”认知规律[4，5]。该课程教学面临一系列难题。例如，教学内容广而泛，复杂枯燥，课时少而内容多等。我校分配给这门课仅16学时，而课程的内容几乎涵盖了环境科学与能源科学领域的全部内容，因而存在单个内容的课时严重不足的问题。此外，该课程是新开课程，存在着相关教师经验不足等问题。
二、教学优化措施
1.充分发掘关联性。能源问题与环境问题是当今全世界共同面临的热点问题，这两个问题是相互联系相互制约的，不断增大的能源消耗，导致环境问题日益突出，常规能源的消耗恶化环境，而可再生能源则有益于环境问题的解决。环境恶化会导致能耗需求同步增长，环境改善则会导致能源需求的降低。此外，环境问题、能源问题的每个分支问题之间也是相互联系的。充分发掘这些问题之间的关联性，能更好的让学生理解这些问题。此外，还应将人类发展、能源环境问题关系进行扩展式关联，分析两者之间的必然联系，把握住能源与环境问题发生、发展及解决的主因。能源问题与环境问题发生的主要原因是人类及其发展，同时造福与服务人类也是研究能源问题与环境问题的根本出发点。人类的发展，使能源需求不断增大，同时对环境的要求也越来越高，反过来，能源问题与环境问题恶化又遏制了人类的发展，得到良好解决则能促进人类发展。
2.案例式教学。本课程知识点繁多，而且往往枯燥无味，容易导致学生疲乏与走神。采用典型案列充实教学内容，是改进课程教学的有效方法之一。在教学实践中，应时刻注意多用案例开展教学，将相关知识穿插于案例中，让学生在身临其境的事例感受中掌握知识。如在讲授环境问题时，可以图文并茂地介绍震惊世界的“20世纪八大环境污染案例”，将世界上发生的重大环境污染时间或学生身边接触到的一些环境污染事件作为案例进行剖析，引导学生进行思考，增强学生对这些事件的感性认识，为以后通过后续课程的学习上升到理性认识的高度做准备。还可以给学生简要地播放《难以忽视的真相》等视频，触目惊心的环境污染及能源问题案例给学生非常大的触动。环境与能源问题日益突出，在平时生活中就应多关注该问题，注重知识更新，保持对环境问题与能源问题的敏锐性，使教学内容紧跟时政变化，与时俱进，并将之注入教学过程中，才能更好地带动学生学习。
3.增强网络和多媒体教学。这可以从增设网络平台交流和充分利用多媒体技术两方面进行。课堂时间有限，尤其是本课程安排课时少内容多，大量的资料需要通过课后网络的形式传递给学生。例如，可以在网络上用动画的形式模拟各种环境污染在大气、水、土壤中的存在、迁移和转化，引导学生进行理性思考，分析这些环境问题的由来和危害。在网络平台上，可以进行师生交流与讨论，增加师生互动，节约课堂时间。在利用多媒体技术方面，课堂上和课后网络平台交流均可运用，不仅应图文并茂地传授知识，还可以运用动画、音影等方式展示有关历史和当前的环境问题、能源问题的立体图像。图文互补，音影互补，从多个角度吸引学生的注意力。
4.互动课堂教学。《能源与环境科学导论》课程的一个特点是知识内容面宽广，而对知识深度的要求不高。对于这种课程，若采取以往仅仅靠教师灌输的方式进行教学往往难以取得良好的课堂效果，也难以改变学生被动接受知识、对知识点印象不深刻的困局。而鼓励学生积极参与到教与学中来，充分调动学生学习积极性，则能收到很好的效果。具体执行可以采取学生上讲台参与课堂教学与讨论的方式进行。从本课程分出“空气污染问题”、“水体污染问题”、“固废污染问题”、“噪音及其他污染问题”等几个知识点，把学生分成相应的几组，每个组负责一个知识点。在课前，各组的学生负责其知识点内容资料的收集、查找和整理，教师对其进行指导。在课堂上，首先由该组学生上讲台对知识点进行讲授与讨论，然后教师进行评价与补充。这样一来，不但可以很好地促进教学效果加深学生对知识点的印象，还可以锻炼学生的资料查找整理、上台讲说表达能力等综合素质与能力。此外，课程教学中应逻辑清晰，重点突出，应图文并茂，充分利用多媒体技术，积极调动学生自主学习、探究学习的积极性。课程内容还应紧密结合时事政策，紧密结合生活实际，寓学于用，以用促学，使节能知识与环保意识深入渗透到日常生活中去。在教学过程中，应多穿插介绍一些国内外先进的节能设计方法，还可以通过采用建筑模拟软件进行辅助教学，增强课堂教学信息量，使学生获得较好的视觉效果。不但要讲清基本概念、原理和基础知识点，还要以“热点”工程为例，剖析工程的系统组成、结构特点和技术关键，使学生从多维错综复杂的工程案例中，认识到疾病概念、原理、基础知识在实际工程中的应用。实际教学过程发现，通过上述几个方面的改进，学生们反映“环境与能源科学导论”教学有趣多了，收获更多了，其他教师也反映对教学有所促进，因而整体教学效果得到了较好的提升。
近年来我国经济持续高速增长，传统能源消耗量大幅增长，引发的能源短缺和环境污染等问题成为制约我国经济又好又快发展的瓶颈。这同时也要求加强对学生能源与环境科学问题的教育，因此，培养学生“能源危机”与“环境危机”意识，是激发学生学好专业知识的必须一环，是培养学生相关科学分析方法的重要步骤。通过对本课程充分发掘关联性、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的教学优化改革，明显提升了教学效果，学习的自觉性明显增强，学生反映教学过程中趣味性与知识性明显得到提升。
作者：陈国杰 涂敏 胡艳 罗清海 周立峰 来源：教育教学论坛 2016年32期