能源是人类社会存在和发展的重要物质基础。作为一次能源的煤、石油、天然气等化石燃料极大地促进了全球经济发展，进而促进了能源消费的快速增长。随之产生了大量使用化石燃料而带来的环境污染问题。优化能源结构、调整能源产业布局、推进能源体制改革和寻找替代性清洁能源成为解决能源危机和环境污染问题的最佳策略[1-2]。近年来，先进能源系统开发，节能减排等相关行业迅速发展，高校教育工作者担负着培养适应能源动力产业发展高水平应用型人才的重任。教育部新版高校本科专业目录中将“热能与动力工程”调整为“能源与动力工程”之后，烟台大学于2013年开设了能源与动力工程专业，根据本科阶段培养计划，大学三年级开设能源工程概论专业基础课。
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能源工程概论课程简介
能源工程概论主要讲授常规化石能源和新能源。常规能源主要介绍煤炭、石油、天然气等化石能源的开发和利用技术，同时让同学们了解中国能源工业概况、能量存储系统、联合发电工程；新能源部分主要介绍煤炭的清洁利用，各种类型新能源如太阳能、地热能、海洋能、风能、氢能、核能等来源，高效利用技术以及发展前景。课程学习需要热学、机械、电学、系统工程等理论基础知识。培养在能源开发与利用、热力发电厂、生态环保、及化工领域具有扎实的理论基础，较强的实践创新能力，较高的道德和文化素质的高级人才，以满足社会对该领域工程及技术研究等方面的人才需求。
2 课程教学中出现的问题
①能源工程概论相关教材侧重点各不相同，选用教材缺少联合发电工程部分原动机及结构介绍，需要对教材内容和知识点进行规划整理，增加部分动力电厂相关知识点。
②课程教学实践环节缺少化工领域专题实验，由于能源与动力工程专业开设时间较短，师资力量薄弱，团队缺乏化工领域实验技能强，经验丰富教师，没有很好利用学校化工专业现有实验平台。
③能源工程概课程的授课主要采用直接式课堂教学，教师以传统的灌输方式向学生讲授基本内容。但是对于工程实践性较强的本课程，这种过于单一固定的教学方式，势必严重挫伤学生的主动性和创造性，影响教学效果，已不适合新工科背景下人才培养需求，迫切需要改革。
④课程采用期末闭卷考试的方式进行，学生总成绩由期末考试成绩80%+平时成绩20%折算，通常为百分制；由于没有其他教学环节因此平时成绩的核定主要是看学生到课率及课堂表现。这种以期末考试成绩作为考核指标存在诸多问题，如：对学生学习的监督性不够强，容易引起学生功利性的学习态度，考前突击死记硬背，只关心考试是否通过，难以对学生的学习情况进行客观、全面的考评。
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课程改革措施
3.1教学内容模块化
围绕中国能源发展战略的基本构想: 节能效率优先，环境发展协调，内外开发并举，以煤炭为主体、电力为中心，油气和新能源全面发展，以能源的可持续发展和有效利用支持经济社会的可持续发展[2]。课程的讲解思维模块如图1所示，教学内容划分为一个中心模块，两个并行模块。中心模块主要介绍联合发电工程及电厂主要设备，在能量的转换过程中就伴随着能量的转移和损失，为了减少损失，提高热电厂的效率，就需要引入新的节能技术，讲述先进热力循环电厂。并行模块分别介绍常规化石能源与新能源。三模块之间联系紧密，常规化石能源中主要介绍煤炭洁净处理，作为电厂原动机的燃料。并行模块二会讲述各类型新能源应用技术和可再生能源方面的内容。常规化石能源和新能源部分都涉及到能量的存储；三模块共有部分就是能源与环境，无论哪种能源利用和能量转换的过程中，都会对环境造成影响。课程思维模块可以让学生从全局角度把握课程清晰的脉络体系。
图1.课程内容模块分解图
3.2 教学实验专题化
针对能源工程概论实践性强的特点，基于课程模块将课程实验划分为常规能源、能量存储、联合发电工程、新能源四个专题实验如图2所示。在常规能源实验这一专题中，将煤的成分测定实验，石油蒸馏实验代替枯燥的理论教学，利用学校化工专业实验平台，通过实验加深对实沸点蒸馏过程的理解，熟悉蒸馏操作方法[3]。通过煤的工业分析成分测定实验，可以进一步巩固基础理论概念，掌握煤的工业分析成分测定方法与有关仪器、设备的使用知识[4]。能量存储实验专题设置化学储能实验，利用化学反应热通过化学物质储存，吸热反应储存热量，其逆反应放出热量，同学们自制化学暖袋，将理论应用于实践。在联合发电工程实验专题中，利用电厂虚拟仿真系统，该系统采用计算机图像的方法，真实生动地展示了电厂的运行及监控过程。教师对学生分组进行电厂实际操作培训，同学们在虚拟的电厂操作平台上，体验电厂运行的过程，理解电厂运行的原理，加强了专业理论知识的学习和实操技能锻炼，提高事故初级判断、处理的能力。学生还可以在仿真机上反复学习操作技术，增强各种操作的熟练程度和应急能力、提高综合分析判断水平[5-6]。在新能源实验专题中，让每一学生自制太阳能电池，与市场太阳能电池产品进行对比分析改进设计，培养学生分析、解决实际问题的能力。通过一系列的专题实验，同学们的学习兴趣极大提高，学习氛围活跃，教学效果得到了极大改善。
图2.课程专题实验组成
3.3 教学手段多元化
采用视频、动画等技术展示教学过程中抽象，复杂的教学内容，通过形象的电厂虚拟情境提升学生学习效率和效果。充分利用智慧树在线课程平台、中国新能源与可再生能源网等自主选择能源工程概论课程的学习内容，作为课堂内容的补充和扩展。开展形式多样的学术交流活动，加深对重要知识点的理解，较强对知识理解的深度。利用社会资源，到相关专业方向科技馆、能源化工企业实习基地参加实践活动，把理论教学与生产实际结合起来。指导学生参加各类节能减排大学生赛事活动，把理论应用于实践，拓宽学生的专业视野，满足新工科对创新型人才的需求。
3.4 教学考核多样化
教学团队结合学生问卷反馈，制定多样化考试方式，根据学生平时对课程内容掌握情况，实践教学的参与情况等选择考试方式。最终考核与评价不仅反映学生的学习能力，还要体现学生的综合素质。
考核方式一：期末成绩=期末闭卷考试成绩占100%
考核方式二：期末成绩=考试成绩70%+平时成绩30%
考核方式三：期末成绩=撰写小论文60%+平时成绩30%
考核方式四：期末成绩=PPT报告70%+平时成绩30%
考核方式五：期末成绩=五模块成绩（每模块内容结束后测评，每个模块占20%）
其中，平时成绩评分原则涵盖职业素养、团队协作和实践技能等各教学环节的考核评价。实践环节评级评定依据完成各项实验情况，学生的现场表现以及实验报告。考试方式一，例如在2020年疫情突发，单一网络授课的情况下采用了这种方式。考核方式三中，学生需要根据教师布置题目收集和分析大量的文献资料，制定技术路线及实施方案，撰写一篇小论文，撰写小论文的考评方式不仅能够体现学生对课程内容掌握的深度与广度，学生的学习态度，也能锻炼学生的学术技能，为以后的研究工作打下基础。考试方式四学生以论文报告会的形式开展。考试方式五采用分段考试的形式进行，在课程内容每个模块结束之后进行阶段考核。促使学生查漏补缺，教师可以通过阶段考核及时发现学生知识点的缺漏，便于后续课程及时调整，优化教学。
4 结束语
为了适应新工科背景对能源与动力工程专业人才的需求，分析能源工程概论课程教学过程中出现的问题，开展教学改革研究，进一步提高学生的培养质量和创新设计能力。对于学生自主学习以及独立从事科学研究的能力也具有明显的促进作用，收到了良好的效果。
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