能源概論 課程教學(xué)大綱

能源概論（EnergyConspectus）課程基本信息課程編號：B04021219課程總學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：公共選修課課程屬性:素質(zhì)類開設(shè)學(xué)期：第1-8學(xué)期適用專業(yè)：全校所有專業(yè)對先修的要求：無對后續(xù)的支撐：無一、課程的教學(xué)理念、性質(zhì)、目標(biāo)和任務(wù)能源概論為全校公共選修課，適合全校所有專業(yè)。在化石能源日益短缺、能源問題日益突出的今天，如何使經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展將在未來成為全世界面臨的共同挑戰(zhàn)。因此，本課程的開設(shè)將為學(xué)生了解能源科學(xué)的知識、面臨的問題、解決的對策和發(fā)展前景提供一個(gè)有力的學(xué)習(xí)平臺，同時(shí)也可增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生基本理解能源的基礎(chǔ)知識，掌握常規(guī)能源和新能源的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)，了解能源系統(tǒng)工程和能源發(fā)展動(dòng)態(tài)。二、課程教學(xué)的基本要求1.理論知識方面：（1）理解能源基本知識，了解能源的生產(chǎn)與使用對環(huán)境產(chǎn)生的影響；（2）理解和掌握能量的轉(zhuǎn)換和儲存形式。（3）理解和掌握傳統(tǒng)能源的分類、應(yīng)用和開發(fā)技術(shù)；（4）理解和掌握新能源中的核能、太陽能、生物質(zhì)能的應(yīng)用和開發(fā)技術(shù)，理解風(fēng)能、海洋能和氫能等新能源的應(yīng)用與開發(fā)技術(shù)；（5）掌握節(jié)能途徑與技術(shù)；（6）了解能源系統(tǒng)工程的基本知識；（7）結(jié)合能源領(lǐng)域的最新進(jìn)展，較為系統(tǒng)地了解能源發(fā)展的基本動(dòng)態(tài)。2.實(shí)驗(yàn)技能方面：掌握新能源的分類方式。三、課程的教學(xué)設(shè)計(jì)1.教學(xué)設(shè)計(jì)說明本課程以理論講解和視頻學(xué)習(xí)相結(jié)合，綜合利用多種教學(xué)方法以提升課堂教學(xué)質(zhì)量。理論講解方面，以能量與能源、能量的轉(zhuǎn)換與儲存、常規(guī)能源、新能源、節(jié)能、能源系統(tǒng)工程等內(nèi)容為主。視頻學(xué)習(xí)以常規(guī)能源利用、新能源開發(fā)利用、節(jié)能技術(shù)、能源工程等為主要內(nèi)容。教學(xué)成果評價(jià)依據(jù)學(xué)生考試成績和實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)成績綜合評價(jià)。2.課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求的支撐序號課程目標(biāo)畢業(yè)要求1目標(biāo)1：使學(xué)生掌握能源與環(huán)境問題、溫室效應(yīng)、酸雨、臭氧層破壞、熱污染、放射性污染之間的關(guān)系。自然科學(xué)知識2目標(biāo)2：使學(xué)生具備掌握能源轉(zhuǎn)換與儲存的能力。自然科學(xué)知識3目標(biāo)3：使學(xué)生具備區(qū)分新能源和常規(guī)能源的能力。問題分析能力4目標(biāo)4：使學(xué)生具備節(jié)能技術(shù)。問題分析能力四、理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（32學(xué)時(shí)）第一章能量與能源學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，理解能量和能源的定義，掌握能源的分類和評價(jià)方法，理解并掌握能源利用對環(huán)境的影響機(jī)制。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：能源的分類與評價(jià)方法。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：了解：能量的形式和性質(zhì)，能源與人類文明的關(guān)系，能源的可持續(xù)發(fā)展。理解：能量的轉(zhuǎn)換和傳遞，能源資源生產(chǎn)與消費(fèi)，能源對人體健康的影響。掌握：能源與環(huán)境問題、溫室效應(yīng)、酸雨、臭氧層破壞、熱污染、放射性污染。熟練掌握：能源的分類與評價(jià)。教學(xué)組織與實(shí)施：課堂講解注重學(xué)生學(xué)習(xí)程度，與學(xué)生隨時(shí)溝通，隨堂提問。促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)、資源共享、知識生成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。第二章能量的轉(zhuǎn)換與儲存學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)：掌握能量守恒與轉(zhuǎn)換定律、能量貶值原理和能量轉(zhuǎn)換的效率，理解化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能、熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或電能的轉(zhuǎn)換過程和原理，理解能量的傳輸途徑，掌握能量的儲存方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)是能量的守恒與轉(zhuǎn)換定律，難點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換中的能量貶值原理及能量的儲存方法。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：了解：燃料的燃燒及燃燒設(shè)備，火力發(fā)電廠，先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)，煤炭、石油和天然氣的輸運(yùn)。理解：氣體燃料、煤和油的燃燒技術(shù)，蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)的工作原理，電能的輸送。掌握：能量貶值原理、能量轉(zhuǎn)換的效率，機(jī)械能、電能、熱能的儲存。熟練掌握：能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。教學(xué)組織與實(shí)施：課堂講解注重學(xué)生學(xué)習(xí)程度，與學(xué)生隨時(shí)溝通，隨堂提問。促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)、資源共享、知識生成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。第三章常規(guī)能源學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解常規(guī)能源的形成機(jī)制，理解二次能源的分類方法，理解并掌握化石能源（煤炭、石油、天然氣等）的儲量形態(tài)與應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)是化石能源的儲量形態(tài)與應(yīng)用開發(fā)技術(shù)；難點(diǎn)是煤的分類方法、潔凈煤技術(shù)及石油和天然氣的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：了解：煤的形成、煤元素的組成、常用的煤質(zhì)指標(biāo)、煤的分類、世界及我國的煤炭資源儲量、煤炭的開采、生產(chǎn)及消費(fèi)情況，世界及我國石油資源的儲量、生產(chǎn)與消費(fèi)、主要石油產(chǎn)品及油品結(jié)構(gòu)，天然氣資源與生產(chǎn)、天然氣市場，水能資源。理解：煤的氣化與液化，天然氣水合物，小水電。掌握：油田的開發(fā)，天然氣的特性、煤層氣，水電站。熟練掌握：潔凈煤技術(shù)、二次能源分類。教學(xué)組織與實(shí)施：課堂講解注重學(xué)生學(xué)習(xí)程度，與學(xué)生隨時(shí)溝通，隨堂提問。促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)、資源共享、知識生成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。第四章新能源學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解掌握新能源（核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能和氫能）的儲存形態(tài)與應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)是新能源的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)；難點(diǎn)是生物質(zhì)能的應(yīng)用技術(shù)。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：了解：核能的來源、核燃料、世界核能的利用現(xiàn)狀，太陽能概況，有關(guān)風(fēng)的知識和風(fēng)能資源，地球的內(nèi)部構(gòu)造和地?zé)豳Y源，生物質(zhì)資源，氫能的應(yīng)用和氫經(jīng)濟(jì)。理解：反應(yīng)堆、可控核聚變，太陽輻射，風(fēng)能利用，地?zé)崮艿睦茫瑴夭钅?、鹽差能和海流能，生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換技術(shù)，氫的制取和燃料電池。掌握：核電站，風(fēng)力機(jī)和風(fēng)能利用中的問題，潮汐能和波浪能，醇能和沼氣，氫的儲存和運(yùn)輸。熟練掌握：太陽能熱利用和光利用，地?zé)崮芾弥械沫h(huán)境問題。教學(xué)組織與實(shí)施：課堂講解注重學(xué)生學(xué)習(xí)程度，與學(xué)生隨時(shí)溝通，隨堂提問。促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)、資源共享、知識生成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。第五章節(jié)能學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)：了解掌握節(jié)能的經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法，理解節(jié)約熱能、煤炭、石油和電能的技術(shù)與途徑。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)是節(jié)能的經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法、節(jié)能的途徑；難點(diǎn)是節(jié)能的技術(shù)。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：了解：節(jié)約能源法，熱能的主要用途、熱能節(jié)約中的新設(shè)備和新技術(shù)，提高燃煤設(shè)備和裝置效率的途徑、先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)，從廢物中提取石油的新技術(shù)。理解：節(jié)能潛力，按質(zhì)使用熱能，集中供暖，城市垃圾的資源化利用，內(nèi)燃機(jī)、工業(yè)爐窯、工業(yè)鍋爐、交通運(yùn)輸?shù)墓?jié)油技術(shù)或措施，節(jié)約用電的途徑或措施。掌握：能源的利用效率、技術(shù)和工藝節(jié)能的途徑、結(jié)構(gòu)和管理節(jié)能措施，余熱回收和利用，熱電聯(lián)產(chǎn)。熟練掌握：節(jié)能經(jīng)濟(jì)評價(jià)。教學(xué)組織與實(shí)施：課堂講解注重學(xué)生學(xué)習(xí)程度，與學(xué)生隨時(shí)溝通，隨堂提問。促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)、資源共享、知識生成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。第六章能源系統(tǒng)工程學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)：理解能源系統(tǒng)工程的基本方法，掌握能源系統(tǒng)的預(yù)測和規(guī)劃方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)和難點(diǎn)是能源投入產(chǎn)出分析法、線性規(guī)劃方法和層次分析法等基本原理與求解。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：了解：能源系統(tǒng)工程的任務(wù)。理解：能源系統(tǒng)工程的基本方法。掌握：能源系統(tǒng)的預(yù)測和規(guī)劃方法。熟練掌握：能源投入產(chǎn)出分析法。教學(xué)組織與實(shí)施：課堂講解注重學(xué)生學(xué)習(xí)程度，與學(xué)生隨時(shí)溝通，隨堂提問。促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)、資源共享、知識生成，及時(shí)反饋教學(xué)信息，顯著提高教學(xué)效果。五、課程思政本課程在課程教學(xué)過程中將政治認(rèn)同、家國情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識、道德修養(yǎng)等思政元素融入專業(yè)教育。講解我國能源結(jié)構(gòu)、能源危機(jī)、新能源開發(fā)利用的必要性，讓學(xué)生了解新能源相對于常規(guī)能源的優(yōu)勢所在，掌握節(jié)能技術(shù)，讓學(xué)生更加主動(dòng)積極地學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生愛國愛學(xué)精神。六、教材及教學(xué)參考書1.選用教材：（1）理論課教材：《能源概論》，陳礪、嚴(yán)宗誠、方利國編著?；瘜W(xué)工業(yè)出版，高等學(xué)校“十三五”規(guī)劃教材，2023。2.參考書：《新能源概論》，楊天華主編。化學(xué)工業(yè)出版社，普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材，2020。3.推薦網(wǎng)站（線上資源）：（1）中國能源網(wǎng)，/（2）國際能源網(wǎng)，/七、教學(xué)條件本課程講授教師應(yīng)為能源相關(guān)專業(yè)博士，對新能源有一定的了解。上課教室需要配備電腦、音響等設(shè)備，方便更生動(dòng)地向?qū)W生展示課件內(nèi)容