新能源科学与工程概论教学大纲

《新能源科学与工程概论》课程教学大纲课程名称：新能源科学与工程概论（中文）IntroductiontoNewEnergyScienceandEngineering（英文）课程编号：020060080课程性质：☑必修□选修课程类别：□通识课程☑专业课程□实践教学适用专业：新能源科学与工程课程学时：总学时32，其中理论32、实验0课程学分：2应开课学期：第三学期先修课程：新能源科学与工程专业导论任课学院、系部：能源科学与工程学院新能源科学与工程系一、课程简介《新能源科学与工程概论》是新能源科学与工程专业学生的专业核心课。该课程课程内容丰富，主要包括：新能源勘查、开发、转化和综合利用等方面的基本原理、基本技术、基本工艺及前沿进展，同时介绍国家的新能源发展政策。新能科学与工程概论学习主要包括：太阳能、生物质能、风能、水能、海洋能、地热能、核能、氢能等主要新能源形式的勘查、开发、转化和综合利用，重点讲解太阳能、风能、生物质能和地热能，使学生获得较为宽广的新能源科学技术知识，能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（一）课程目标课程总目标：使学生能够理解开发新能源的必要性和紧迫性，掌握新能源勘查、开发、转化和综合利用等方面的基本原理、基本技术和基本工艺；了解新能源开发的人文社会环境及国家相关政策支持、管理制度、法律等；培养学生建立低碳消费意识。课程目标1：使学生能够理解开发新能源来替代化石能源的必要性和紧迫性，掌握新能源勘查、开发、转化和综合利用等方面的基本原理，融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。课程目标2：熟悉新能源勘查、开发及综合利用的工艺流程，制定技术方案和管理措施；能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关，科学发展观、工匠精神、科学精神、工作规范、敬业精神、生态环境保护等思政元素。课程目标3：了解新能源的可持续性发展和社会节能减排、绿色环保的重要意义及相关政策支持、管理制度、法律等。融入钻研精神、敬业精神、责任担当、道路自信、理论自信、制度自信等思政元素，开展以天下兴亡、匹夫有责为重点的家国情怀教育、崇德向善的道德追求。（二）课程目标与毕业要求的对应关系本课程目标支持的主要毕业要求如下表：课程目标毕业要求1.使学生能够理解开发新能源来替代化石能源的必要性和紧迫性，掌握新能源勘查、开发、转化和综合利用等方面的基本原理，融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。毕业要求3，设计/开发解决方案：能够熟悉新能源勘查、开发及综合利用的工艺流程，制定技术方案和管理措施，能够结合生产实践体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。毕业要求4：研究，能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。2.熟悉新能源勘查、开发及综合利用的工艺流程，制定技术方案和管理措施；能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关，科学发展观、工匠精神、科学精神、工作规范、敬业精神、生态环境保护等思政元素。毕业要求3，设计/开发解决方案：能够熟悉新能源勘查、开发及综合利用的工艺流程，制定技术方案和管理措施，能够结合生产实践体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。毕业要求4：研究，能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。3.了解新能源的可持续性发展和社会节能减排、绿色环保的重要意义及相关政策支持、管理制度、法律等。融入钻研精神、敬业精神、责任担当、道路自信、理论自信、制度自信等思政元素，开展以天下兴亡、匹夫有责为重点的家国情怀教育、崇德向善的道德追求。毕业要求3，设计/开发解决方案：能够熟悉新能源勘查、开发及综合利用的工艺流程，制定技术方案和管理措施，能够结合生产实践体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。三、课程教学的基本内容及教学安排（一）课程教学的内容及学时安排知识单元知识点学时数课程目标线下授课线上授课实验/实践1.绪论知识点1.1：能源含义、分类及发展现状；知识点1.2：新能源的分类及其发展；知识点1.3：新能源利用发展现状和趋势。200课程目标32.太阳能知识点2.1：太阳能传热理论；知识点2.2：太阳能供暖技术；知识点2.3：太阳能光伏发电技术；知识点2.4：太阳能热发电技术；知识点2.5：太阳能利用发展现状和趋势。600课程目标1、23.生物质能知识点3.1：生物质能开发和能量转化技术；知识点3.2：生物质能热化学转化技术；知识点3.3：生物质能生物转化技术；知识点3.4：生物质能发电技术；知识点3.5：生物质能利用发展现状和趋势。400课程目标1、24.风能知识点4.1：风能利用原理；知识点4.2：风力发电技术；知识点4.3：风能存储；知识点4.4：风能利用发展现状和趋势。400课程目标1、25.水能知识点5.1：水能开发利用原理；知识点5.2：径流调节与水能计算；知识点5.3：水力发电技术；知识点5.4：水能利用发展现状和趋势。400课程目标1、26.海洋能知识点6.1海洋能的开发技术；知识点6.2潮汐能发电技术；知识点6.3波浪能发电技术；知识点6.4盐差能发电技术；知识点6.5：海洋能利用发展现状和趋势。400课程目标1、27.地热能知识点7.1：地热能的分类及分布；知识点7.2：地热能的开发及应用；知识点7.3：地热能利用发展现状和趋势。200课程目标1、28.核能知识点8.1：原子核物理基础；知识点8.2：核反应堆及核燃料；知识点8.3：核能利用技术；知识点8.4:核废物处理与核安全；知识点8.5：核能利用发展现状和趋势。200课程目标1、29.氢能知识点9.1：氢的制备方法和储运；知识点9.2：氢能应用技术；知识点9.3：氢能安全；知识点9.4：氢能利用发展现状和趋势。400课程目标1、2合计3200四、本课程与其他课程的联系《新能源科学与工程概论》衔接《新能源科学与工程专业导论》，《新能源科学与工程专业导论》讲授了新能源的可持续发展及利用、新能源家族、新能源专业培养的素养、新能源产业及岗位等。《新能源科学与工程概论》在此基础上，较为详细的讲解了太阳能、生物质能、风能、水能、海洋能、地热能、核能、氢能等主要新能源形式的勘查、开发、转化和综合利用，重点讲解太阳能、风能、生物质能和地热能。《新能源科学与工程概论》是后续《新能源勘查方法与技术》、《传热学》、《地热学》、《钻完井工程》、《地热开发理论与技术》、《新能源转化与利用》、《储能原理与技术》等课程。五、教材与其他教学资源（含教学参考书或在线资源）（一）建议教材[1]杨天华.新能源概论[M].普通高等教育“十三五”规划教材，化学工业出版社，2020.[2]袁吉仁.新能源技术概论[M].高等教育新能源类”十三五“规划教材，科学出版社，2019.（二）其他教学资源[1]冯飞.新能源技术与应用概论[M].化学工业出版社，2016.[2]王革华.新能源概论（第2版）[M].化学工业出版社，2012.[3]智慧树：新能源概论/courseHome/1000008589[4]学堂在线：太阳能利用原理与技术/course/cqu08051002703/12425470[5]智慧树：核能在核电、武器、动力中的应用/live/vod_room.html?liveId=10679421[6]智慧树：生活中的新能源-生物质能源/courseHome/1000009316[7]中国大学MOOC:储能原理与技术/course/FJNU-1206412806六、教学方法与学习建议（一）授课方式以学生为中心，采用“讲师讲解+案例教学法+启发研讨法+任务驱动法+多媒体导入+分组讨论”等每次课堂不少于3种的自由组合授课方式。鼓励学生通过阅读参考文献、撰写课程论文、开展课堂讨论来与专业课相联系，注重理论知识的专业应用。通过课后布置适量思考题、练习题，引导学生自学，使学生深入理解基本原理和概念，提高分析和解决问题的能力。（二）重点（1）太阳能、风能、生物质能、地热能利用的基本原理；（2）太阳能、风能、生物质能、地热能利用的方法及其工艺流程。（三）难点（1）太阳能、风能、生物质能、地热能利用的基本原理与具体工艺的结合。（四）后续自主学习建议（1）认真学习教材，新能源概论，普通高等教育“十三五”规划教材，杨天华，化学工业出版社，2020年3月，积极在CNKI查阅相关新能源的相应学习资料。（2）课后可观看由任课老师的提供的在线课程教学资源，加深对所学内容的理解。（3）认真进行复习，观看由任课教师提供的PPT及相应的视频资源。（4）在完成教师作业的基础上，认真思考，积极创新，在新能源开发利用方面提出自己的见解和思路。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核考核方法：总成绩满分100分，包括：平时考核、过程考核和期末考试三部分。平时考核主要为考勤，占总成绩的10%；过程考核主要包括作业、课堂提问回答、师生互动、小组讨论等环节内容，占总成绩的30%；期末考试为闭卷考试，占总成绩的60%。平时考核100分，占总成绩的10%：出勤考核3次以上，每次出勤100分，缺席0分，按平均成绩计入过程考核；缺勤3次及以上，不得参加期末考试。过程考核100分，占总成绩30%：作业3次以上，每次成绩100分，每位学生课堂提问回答、师生互动、小组讨论2次以上，每次成绩100分，根据学生的作业情况及互动回答等情况，给出对应的分数，折合至平时考核100分内。期末考试100分，占总成绩60%：闭卷考试。（二）课程目标与考核内容的关系课程具体目标与知识单元和考试内容的关系如下：课程目标知识单元考试内容1.使学生能够理解开发新能源来替代化石能源的必要性和紧迫性，掌握新能源勘查、开发、转化和综合利用等方面的基本原理，融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。1.太阳能2.生物质能3.风能4.水能5.海洋能6.地热能7.核能8.氢能考核知识点：能源的定义；我国能源存在的问题及解决办法；能源的分类；新能源的定义和其主要特征；新能源的具体分类方法；太阳高度角和方位角的定义和计算；影响太阳能电池的转化效率；太阳能储热的方式与原理；生物质的来源及特点；沼气发酵的原理；风和风能的特点和资源情况；风力发电机的工作原理；径流调节、兴利调节和洪水调节；调节周期、补偿调节和反调节；水力发电的优点；海洋能按蕴藏形式；地热能资源特性；海洋能双库单向潮汐发电的原理和特点；地热能资源形式；核能的定义；氢气的化学性质；常见的工业制氢方法和特点；煤炭气化制氢的原理。考核要求：了解新能源发展的必要性和紧迫性；掌握太阳能、生物质能、风能、水能、海洋能、地热能、氢能等能源开发利用的基本定义、特点和原理。2.熟悉新能源勘查、开发及综合利用的工艺流程，制定技术方案和管理措施；能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关，科学发展观、工匠精神、科学精神、工作规范、敬业精神、生态环境保护等思政元素。1.太阳能2.生物质能3.风能4.水能5.海洋能6.地热能7.核能8.氢能考核知识点：被动式太阳房的主要形式及各自特点；外墙外保温墙体的主要优点；被动式太阳房的重要形式及各自特点；太阳能光伏发电的优点；太阳能热水器的组成结构及各自的作用；太阳能集热器的热损失产生原因；光伏发电系统容易遭受雷击的主要部位、防护措施及防护原理；生物质能转化利用的主要途径；生物质燃烧技术及其特点；生物质直接燃烧过程阶段；生物质热解技术特点及常见的工艺过程；按照气化剂的不同，生物质气化技术分类；沼气发酵的工艺条件；利用生物质生产乙醇方法及工艺流程；风力发电机系统组成现状与发展趋势；制约风能产业的因素；风力发电系统的组成；水能开发方式与水电站基本类型；水力发电系统的基本构成；水电站的水工建筑物；潮汐电站类型；波浪能发电系统中，水流的能量转化为电力的步骤；浪发电类型；地热发电工艺类型；我国地热供暖的方式；核反应堆的定义、主要用途、分类和组成；核电站存在的主要安全隐患及采取的安全措施；常见的核电站反应堆类型及主要工作原理；核废料的种类和常用的处理方法；核辐射的危害及防护措施；氢气的储存方式及特点；氢能在现代工业中的应用；氢能燃料电池的分类、工作原理、特点。考核要求：熟悉太阳能、生物质能、风能、水能、海洋能、地热能、氢能等开发利用的类型；掌握太阳能、生物质能、风能、水能、海洋能、地热能、氢能、核能等开发技术流程和工艺特点；明白新能源发展过程中的存在的问题，并能查阅文献开展相关科学研究，提出解决思路。3.了解新能源的可持续性发展和社会节能减排、绿色环保的重要意义及相关政策支持、管理制度、法律等。融入钻研精神、敬业精神、责任担当、道路自信、理论自信、制度自信等思政元素，开展以天下兴亡、匹夫有责为重点的家国情怀教育、崇德向善的道德追求。1.概论2.太