《新能源专业导论》新能源相关专业全套教学课件

第1章新能源发展逻辑第1章新能源发展逻辑第2章新能源家族第3章新能源专业素养培养第4章新能源产业及绿色岗位全套可编辑PPT课件写在前面的话本课程旨在帮助大家：1.认识新能源、爱上新能源、投身新能源2.培养学习能力、思维能力、实践创新能力3.拓宽视野、构筑梦想

1.何谓新能源？1.何谓新能源？Renewableenergy

isenergyderivedfromnaturalsourcesthatarereplenishedatahigherratethantheyareconsumed.Sunlightandwind,forexample,aresuchsourcesthatareconstantlybeingreplenished.Renewableenergysourcesareplentifulandallaroundus.1.何谓新能源？Renewableenergy,alsocalledalternativeenergy,usableenergyderivedfromreplenishablesourcessuchastheSun(solarenergy),wind(windpower),rivers(hydroelectricpower),hotsprings(geothermalenergy),tides(tidalpower),andbiomass(biofuels).1.何谓新能源？1.何谓新能源？新能源：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能

——联合国新能源和可再生能源会议（1981年）世界科技发展与能源革命路线图引自：邹才能院士著《新能源》2.人类为何开发利用新能源？

人类每天消耗的能源相当于地球在1370年内生成的化石能源。

1加仑（3.78L）石油的形成需要亿万年前的近120t原生植物。形成1加仑石油所需的植物重量是奶牛产生1加仑牛奶所需植物重量的3万倍。

全球每年由矿物燃料燃烧而消耗的有机碳需要400年才能恢复。

中国每年人均石油消耗量为2.4桶，不足美国1/9。如果要达到美国目前的人均耗油水平，中国每年的石油消耗量将接近于目前全球总油耗。2.人类为何开发利用新能源？资源约束1800~2200年全球化石能源产量如果我们不这样做，还是走资本主义的老路，把地球交给我们珍贵的遗产——煤炭，不管青红皂白，一概当做燃料烧掉，不到一千年，我们的后代对我们这种愚蠢和无所作为的行径，是不会宽恕的——李四光2.人类为何开发利用新能源？资源约束2.人类为何开发利用新能源？环境约束NASA2号碳观测卫星记录的2014年10-11月全球大气CO2浓度分布情况2.人类为何开发利用新能源？环境约束全球CO2

排放变化2.人类为何开发利用新能源？2.人类为何开发利用新能源？关于CO2与全球气候变暖关系的另一种观点：颠倒了的因果关系24万年至今气温与CO2

浓度分布曲线图2.人类为何开发利用新能源？关于CO2与全球气候变暖关系的另一种观点：颠倒了的因果关系经济繁荣时期CO2

浓度的反常变化1550年至2000年太阳黑子活动与气温变化1632.人类为何开发利用新能源？

2021年诺贝尔物理学奖获得者真锅淑郎、哈塞尔曼为代表的气候学界百余年的努力和积累，为工业化以来的全球变暖成因问题提供了清晰的答案。

地球在升温吗？答案：是的升温是因为大气中温室气体浓度的增加吗？答案：是的地球升温可以仅仅用自然因素来解释吗？答案：不能人为温室气体排放是温度升高的原因吗？答案：是的历史不会重演，但总会惊人地相似过去我父亲骑骆驼，现在我开汽车，将来我儿子驾驶喷气式飞机，最后他的儿子只能骑骆驼人法地、地法天、天法道、道法自然问智历史2.人类为何开发利用新能源？高碳低碳低氢高氢固态气态

燃料种类C/H木头10:1煤炭1:1或

2:1石油1:2天然气1:4氢气完全脱碳2.人类为何开发利用新能源？新能源契合燃料的发展趋势：脱碳新能源契合电能的发展趋势：清洁化2.人类为何开发利用新能源？《21世纪的21个设想》中关于能源的设想：

这是2009年的夏天，我家有两只电表，分别显示电力的“输入”和“输出”。显示电力“输入”的电表在绝大多数情况下都在转动，不过偶尔在电力不足或电价上涨时，我家地下室里的一台小型发电机就会运转起来。它发出的电力不仅能带动家里所有的电器设备，而且还可以把多余的电力卖给当地的电网。我喜欢看着自己的“输出”电表转圈儿……

我正在考虑在我的屋顶上加装太阳能电池板，它将使我成为一个地地道道的电力销售商。新能源契合电能的发展趋势：清洁化2.人类为何开发利用新能源？能源设想所隐含的变化：分布式发电能源产销者新能源契合电能的发展趋势：清洁化2.人类为何开发利用新能源？新能源电力系统发电用电输配电一次能源可储强随机波动风电光电受控单元倍增水电核电火电分布式能源电动汽车二次能源可控随着大规模新能源电力接入电网，电力系统需要在随机波动的负荷需求与随机波动的电源之间实现能量的供需平衡，其结构形态、运行控制方式等都将发生根本性变革。2.人类为何开发利用新能源？人类聚住模式的变迁新能源契合人类聚居模式的发展趋势：分散与集中相结合2.人类为何开发利用新能源？薪柴、阳光煤炭、石油、天然气新能源能源发展史2.人类为何开发利用新能源？3.能源转型的推动力IRENA,Renewablepowergenerationcostsin202251248760.4450.0493.能源转型的推动力3.能源转型的推动力2018年世界、中国、欧盟28国及前6位国家可再生能源发电装机容量截至2016年底各国累计可再生能源专利数量占比3.能源转型的推动力煤油气核风光生物地热水能……输变电管网储能微网交通输运电能热能综合智慧二次能源系统智慧能源输配及存储系统智慧能源消费系统智慧一次能源系统氢能…………能源销售冷能输变电管网储能微网交通输运热能综合能源销售冷能云计算大数据物联网人工智能区块链移动互联网工业城市车辆孤岛家庭浮动……智慧能源调度控制中心3.能源转型的推动力信息技术深度赋能新能源发展科技界产业界政府民众3.能源转型的推动力科技进步和社会文明共同推进新能源发展4.新能源“新”在何处阳燧钻木取火帆船人类利用太阳能、风能、生物质能的历史非常长4.新能源“新”在何处太阳能光热发电工程太阳能利用方式的变化4.新能源“新”在何处生物质能利用方式的变化4.新能源“新”在何处风能利用方式的变化4.新能源“新”在何处新能源与信息技术的深度融合4.新能源“新”在何处新能源之“新”集中体现在：

人类以新的科学技术和新的工程手段将太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等资源转换为契合现代用能体系的能量形式。5.新能源类专业介绍专业现状5.新能源类专业介绍

有新能源专业的西部地区无新能源专业的西部地区中部地区东部地区东北地区1911976776712345截至2022年全国共164所高校开设了新能源科学与工程专业;146所学校开设了新能源材料与器件专业专业现状5.新能源类专业介绍专业现状5.新能源类专业介绍专业现状5.新能源类专业介绍专业现状深入分析新能源的发展逻辑全面介绍各种新能源技术系统剖析专业能力的培养整体解析新能源产业链的构成扼要推介专业学习资源5.新能源类专业介绍课程建设思路总结新能源“新”的本质是什么推动新能源发展的力量来自哪人类为何要大力开发利用新能源资源约束环境约束发展规律科技进步政府支持产业推动民众力量新科技新工程新形式思考题（任选其一）：

1.你如何理解新能源与传统能源的关系？2.当下和未来新能源可以从哪些方面与你的生活发生关联，请充分发挥你的想象力去勾画。3.请任选1个省份开展新能源产业发展状况调研，并将调研结果与开设新能源专业高校的省域分布情况加以关联。第二章新能源家族1.新能源家族成员太阳能风能生物质能地热能核能海洋能氢能储能能量与能源

第一部分能量：体系状态（温度、速度、位置、化学组成等）发生改变的能力大小，即体系的做功能力山西大同第二发电厂美国聚光光热(CSP)项目CrescentDunes1.能量从亚核尺度（10-20m）到宇观尺度（1025m）四种力山西大同第二发电厂美国聚光光热(CSP)项目CrescentDunes1.能量基本粒子标准模型标准模型将粒子分为两大类：1.费米子：包括夸克和轻子，它们是组成物质的粒子2.玻色子：它们是传递作用力的粒子，包括传递电磁力的光子、传递强核力的胶子、传递弱核力的玻色子科学家认为：每一种力都是通过交换粒子来传递的山西大同第二发电厂美国聚光光热(CSP)项目CrescentDunes1.能量能量的不同形式美国聚光光热(CSP)项目CrescentDunes2.能源能源：可以直接或经转换为人类提供所需的光、热、电、动力等任一形式能量的载能体资源新能源家族

第二部分

提纲1.新能源家族成员特点2.太阳能4.风能3.生物质能5.地热能6.氢能7.储能特点1：环保1.新能源家族成员特点1.新能源家族成员特点提及新能源的环保性，你最先想到的是哪个（哪些）词？高频词：清洁、无污染特点2：可再生1.新能源家族成员特点特点3：能量密度低装机容量：110MW占地面积：约1600英亩，折合9700亩装机容量：6*220MW占地面积：6803亩山西大同第二发电厂美国聚光光热(CSP)项目CrescentDunes1.新能源家族成员特点特点4：间歇性、随机性和波动性1.新能源家族成员特点

提纲1.新能源家族成员特点2.太阳能4.风能3.生物质能5.地热能6.氢能7.储能转换技术分析框架新能源资源评价电能转换/转化技术路径热能化学能（燃料）2.太阳能2.1太阳能资源太阳能是太阳内部氢聚变成氦的核反应过程产生的能量大约1小时照射到地球上的太阳能，便足以满足人类一年的能量需求。2.1太阳能资源2.太阳能胡焕庸线太阳能资源2.1太阳能资源2.太阳能2.1太阳能资源太阳辐射光谱能量分布2.太阳能2.2太阳能转换利用方式太阳能转换利用途径2.太阳能2.2.1光热转换利用利用储存转换家用太阳能热水器2.太阳能2.2.1光热转换利用利用储存转换太阳能真空管集热器2.太阳能2.2.1光热转换利用利用储存转换太阳能热水系统2.太阳能2.2.1光热转换利用利用储存转换太阳能房2.太阳能2.2.1光热转换利用利用储存转换清华大学中意节能楼2.太阳能2.2.1光热转换利用利用储存转换2.太阳能2.2.1光热转换利用利用储存转换大型太阳能热水工程2.太阳能2.2.1光热转换利用法国人在1970年建成的奥代洛（Odeillo）的太阳炉，利用63座日光反射镜将太阳的光线反射到一个凹面镜上，最后将阳光聚焦在一个烹饪锅大小的区域上，这个区域的温度可以高达

3500℃2.太阳能2.2.1光热转换利用碟式斯特林太阳能热发电装置2.太阳能2.2.2光伏发电2.太阳能2.2.2光伏发电太阳电池材料晶体硅棒2.太阳能2.2.2光伏发电2.太阳能2.2.2光伏发电2.太阳能2.2.2光伏发电2.太阳能2.2.3光化学转化如何减少或利用大气中的CO2？——转化成氧气或者其他能源光合作用2.太阳能2.2.3光化学转化光能电能活跃的化学能稳定的化学能光量子电子质子、ATP、NADPH糖类等2.太阳能荷兰爱因霍芬科技大学的科学家开发了一种“人工树叶”（PM），它融合了发光太阳能聚光器（LSCs）技术以及微流体光化学技术。822.太阳能2.2.3光化学转化细菌/无机半导体混合人工光合作用系统人工光合作用：二氧化碳+水+太阳能氧气+化学燃料2.太阳能细菌+纳米纤维2.2.3光化学转化半人工光合作用新突破：细菌-CdS反应体系（杨培东）2.太阳能

提纲1.新能源家族成员特点2.太阳能4.风能3.生物质能5.地热能6.氢能7.储能3.生物质能诗词中的“生物质能”野火烧不尽，春风吹又生卖炭翁，伐薪烧炭南山中炊烟漠漠衡门寂，寒日昏昏倦鸟还谈笑间，樯橹灰飞烟灭烽火连三月，家书抵万金3.1生物质能资源3.生物质能3.2生物质转换利用方式生物质能转换利用方式3.生物质能3.2.1生物质热化学转化生物质燃烧发电系统3.生物质能3.2.1生物质热化学转化生物质气化系统燃料及化学品CO+H2

（合成气）3.生物质能3.2.1生物质热化学转化由生物质热裂解出发可构建碳循环利用体系3.生物质能3.2.2生物质生化转化一道世纪难题：破解生物质抗降解屏障3.生物质能3.2.2生物质生化转化一道世纪难题：破解生物质抗降解屏障木质素在植物细胞壁上的分布3.生物质能3.2.2生物质生化转化纤维燃料乙醇生产步骤3.生物质能3.2.2生物质生化转化酿酒酵母发酵木质纤维生产燃料乙醇3.生物质能3.2.2生物质生化转化世界首座纤维乙醇厂3.生物质能3.2.2生物质生化转化沼气及生物天然气3.生物质能3.2.2生物质生化转化生物制氢氢燃料电池3.生物质能3.2.3生物质其他转化生物柴油3.生物质能3.2.3生物质其他转化生物柴油3.生物质能3.2.3生物质其他转化生物质成型燃料3.生物质能3.2.4生物炼制生物炼制3.生物质能生物炼制：以可再生的生物质为原料，经过生物、化学、物理方法或这几种方法集成的方法，生产一系列化学品、材料与能源的新型工业模式。Science,2006,311:484-498燃料化学品材料生物合成气平台热能电能生物质生物催化化学催化物理方法3.2.4生物炼制3.生物质能碳水化合物平台化合物基础原料成分分离SGC2C3C5C6C4高分子材料淀粉半纤维素纤维素木质素油脂蛋白质糖平台葡萄糖果糖甘露糖半乳糖木糖阿拉伯糖热化学平台生物质生物质H2、甲烷混合醇

衣康酸乙酰丙酸富马酸丁二酸天冬氨酸苹果酸柠檬酸葡萄糖酸山梨醇乳酸、甘油丙烯酸3-羟基丙酸乙醇、乙烯细胞工厂3.生物质能如何系统学习和认识生物质能历史《韩非子·五蠹》：“民食果蓏蚌蛤，腥臊恶臭而伤害腹胃，民多疾病。有圣人作，钻燧取火，以化腥臊，而民说之，使王天下，号之曰燧人氏。”前沿左邻右舍方法论工程实践还原论：把复杂的事物分成简单事物的组合。利用原则：梯级转化利用热科学化学生物学生态学生物炼制抗降解屏障沼气工程燃料乙醇工程3.生物质能生物基材料

提纲1.新能源家族成员特点2.太阳能4.风能3.生物质能5.地热能6.氢能7.储能转换技术分析方法新能源资源评价电能转换/转化热能化学能（燃料）技术路径资源转换应用4.风能4.1风能资源不同的研究者对全球风资源的估算值在1016~1017MW之间，按1016MW估算，全球可利用风能的数量仍旧是地球上可利用水力发电量的10倍。4.风能4.1风能资源全国陆地70米高度30年平均风功率密度分布图数据来源：中国气象局我国陆上50m、70m和100m高度层，年平均风功率密度大于等于300W/m2的风能资源技术开发量分别为20亿kW、26亿kW和34亿kW。一般说来，需要有10年以上的观测资料才能比较客观反映一地的真实风资源状况。4.风能4.1风能资源分区丰富区较丰富区可利用区贫乏区年有效风功率密度（瓦/米2）≥200200-150150-50≤50年风速大于3米/秒累积小时数≥50005000-40004000-2000≤2000年风速大于6米/秒累积小时数≥22002200-15001500-350≤350占全国面积百分比（%）

8185024风功率密度：指的是与风向垂直的单位面积中风所具有的功率，其与风速的三次方和空气密度成正比关系。4.风能4.1风能资源西藏自治区风速分布图西藏自治区风功率密度分布图4.风能4.1风能资源中国近海水平分辨率1km×1km、100米高度风功率密度分布中国近海水平分辨率1km×1km、100米高度年平均风速分布台湾海峡风能资源最丰富；其次是广东东部、浙江近海和渤海湾中北部；相对来说近海风能资源较少的区域分布在北部湾、海南岛西北、南部和东南的近海海域。4.风能4.2风能转换利用方式风能转换利用方式4.风能风力发电机组部件名称主要功能叶片将风能转化成机械能轮毂将叶片和叶片组固定到转轴上的装置齿轮箱将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机低速轴支承轮毂及叶片，传递扭矩到增速器桨距调节系统调节风力发电机的功率以适应随时变化的风速控制系统控制风电机组的转速和功率、排除故障或进入保护状态偏航系统调整风轮方向，以获得最大风能吸收率制动系统使风力发电机停止运转塔架支撑位于空中的风力发电系统4.风能水平轴和垂直轴风力发电机组4.风能异型风力发电机4.风能风电机组发展趋势4.风能风力发电机叶片4.风能4.风能4.风能风机事故照片4.风能江苏沿海某海上风电场3MW风电机组2017年发生两台次更换故障叶片、故障发电机，每次的更换成本（安装船、施工）400-500万元。风力发电场4.风能风电场微观选址

提纲1.新能源家族成员特点2.太阳能4.风能3.生物质能5.地热能6.氢能7.储能5.地热能2023年，世界地热大会首次由中国承办。本次大会上，中国首次发布了地热能国家主旨报告《中国地热产业高质量发展报告》5.地热能5.1地热能资源地热的能量来源地球转动热外部热源内部热源5.地热能5.1地热能资源全球地热资源分布地热资源量：全球地热资源技术潜力与2008年全球一次能源供应相当。就发电而言，地热能的技术潜力估计在118EJ/年（至3公里深度）至1109

EJ/年（至10公里深度）之间。5.地热能传导型地热系统(EGS)对流型地热系统5.地热能5.1地热能资源地热资源类型、温度及应用状况

类型

原位流体子类型温度范围应用目前未来

对流型地热系统（热液）

有大陆型H，I&L发电、直接应用海底型H无应用发电

传导型地热系统

无浅层（<400米）L直接应用（热泵）干热岩（EGS）H，I原型机发电、直接应用岩浆H无应用发电、直接应用备注：H:High(>180°C),I:Intermediate(100-180°C),L:Low(ambientto100°C).干热岩，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。5.2地热能转换利用方式不同温度地热能的利用方式5.地热能5.2地热能转换利用方式科学用能原则:

温度对口、梯级利用5.地热能5.2地热能转换利用方式地热发电5.地热能5.2地热能转换利用方式地热发电方式5.地热能5.2地热能转换利用方式地热供暖5.地热能5.2地热能转换利用方式浅层地热能的应用：地源热泵5.地热能至2017年底，我国地源热泵装机容量达2万兆瓦，位居世界第一。

提纲1.新能源家族成员特点2.太阳能4.风能3.生物质能5.地热能6.氢能7.储能6.1氢气物化特性6.氢能氢气的物化特性特性氢气与其他燃料的对比气体密度0.089kg/m3(0℃，1bar)天然气的1/10液体密度70.79kg/m3(-273℃，1bar)液化天然气的1/6低位热值120.1MJ/kg汽油的3倍气体能量密度0.01MJ/L天然气的1/3液体能量密度8.5MJ/L液化天然气的1/36.2制氢6.氢能氢能的生产途径6.2制氢6.氢能蓝氢和绿氢的发展现状及趋势6.3储氢与输氢6.氢能储氢方法6.3储氢与输氢6.氢能氢气输配方式6.4用氢：氢燃料电池6.氢能燃料电池工作原理6.4用氢：氢燃料电池6.氢能几种氢燃料电池对比电池类型AFCPAFCPEMFCMCFCSOFC电解质氢氧化钾磷酸溶液质子交换膜碳酸钾氧化锆工作温度（℃）25-250150-21025-100600-700600-1100能量转化效率（%）6540-60554850-65功率密度（W/kg）35-105120-180340-300030-4015-20启动时间（s）>60>60<5>600>600寿命（万小时）58-156-822-9应用领域航空航天中小型发电站交通运输、便携电源大型发电站大型发电站

提纲1.新能源家族成员特点2.太阳能4.风能3.生物质能5.地热能6.氢能7.储能9.储能储能在电力系统中的作用9.储能9.储能抽水蓄能6.1机械储能9.储能飞轮蓄能6.1机械储能9.储能压缩空气储能6.1机械储能9.储能铅酸电池储能6.2化学储能锂电池储能（30MW，120MWh）9.储能锂电池在全球蓄电池年新增容量中的份额不断增加6.2化学储能9.储能基于电解水制氢的储能6.2化学储能9.储能超导电磁储能系统图6.3电磁储能超导电磁储能原型机9.储能超级电容储能6.3电磁储能9.储能相变储热系统及其所用材料6.4储热10.总结资源量+资源分布特征电能+热能+化学能转换/转化思考题：

1.你能从哪些角度在不同的新能源之间建立起有效的关联性？2.如果让你自己设计一套家用光伏发电系统，你认为自己需要具备哪些知识？3.要在一颗植物种子和一辆汽车之间建立联系，你能想到哪些途径？4.你认为制约人工光合作用产业化应用的障碍有哪些？5.新能源的转换利用涉及多个学科领域，你认为未来新能源突破性进展最有可能由哪个（或哪些）学科推动？第三章新能源专业素养培养

提纲

一、科学、工程及工程教育三、能力培养二、专业知识体系与课程体系四、素质提升1.科学、工程及工程教育ScienceTechnologyEngineering科学——探索的过程和结果科学是对客观世界（包括自然界、人类社会和人本身）存在和变化的规律探索，其探索的过程就是科学活动，探索得到的结果就构成科学理论技术——造物的方法和手段

方法就是技艺、规范、诀窍等，手段就是工具、信息、装备等工程——造物的过程和结果

工程是综合运用科学规律解决自然界面临的问题。

科学家研究现有世界，工程师则创造从未有过的世界

——冯·卡门工程教育概况1.科学、工程及工程教育2016年中国接受高等教育人口数1.7亿，美国总人口3.22亿；2030年中国接受高等教育人口数预计3.38亿，届时美国人口3.33亿。工程教育概况1.科学、工程及工程教育第一次工业革命18-19世纪蒸汽机的使用第二次工业革命19-20世纪流水线作业和电力的应用第三次工业革命20世纪半导体、计算机和互联网第四次工业革命21世纪云大物移智蒸汽机时代电气时代信息化时代智能时代20多年来，人类从IT时代进入了DT时代，又从DT时代进入了AI时代。人类完全没有做好准备，猝不及防。1.科学、工程及工程教育能源-信息-实体系统(Energycyberphysicalsystems，e-CPS)：对更高速度的追求是技术发展的基本逻辑！更高的速度意味着更高的能耗！e-CPS将我们日常生活的基础设施（如楼宇、电网、乃至整个城市）赋予“感官”和“大脑”，使之可以实时收集重要的信息并进行决策与调控。1.科学、工程及工程教育2.专业知识体系与课程体系2.1知识体系2.专业知识体系与课程体系2.1知识体系引自：复旦大学王德峰教授《艺术哲学与审美问题》2.专业知识体系与课程体系2.2课程体系课程体系金字塔结构序号课程大类主要课程1思政类马克思主义基本原理、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近代史纲要、思想道德修养与法律基础、形势与政策2数学类高等数学、概率论与数理统计、线性代数等3物理类大学物理、固体物理、大学物理实验4英语类大学英语5计算机类信息技术基础、高级语言程序设计等6体育大学体育（I-IV）7美育大学美育等8劳动教育公益劳动等公共与学科基础课2.专业知识体系与课程体系专业基础课序号课程大类主要课程1化学类无机化学、有机化学、物理化学、生物化学、分析化学等2力学与机械类机械原理、机械制造技术基础、材料力学、理论力学、工程力学等3热能与动力工程类工程流体力学、工程热力学、传热学、燃烧学等4电气与控制类电工技术基础、电子技术基础、自动控制原理、电机学、电路原理、电气控制与PLC等5材料类工程材料、材料科学基础、光伏材料、储能材料、材料测试分析技术6生物类生命科学基础、工业微生物学、能源微生物等7管理类新能源技术经济学、企业及项目管理8制图类工程制图、机械制图、工程图学、AutoCAD等2.专业知识体系与课程体系2.专业知识体系与课程体系仿生学应用案例

埃隆·马斯克：PayPal互联网金融，特斯拉电动汽车，SpaceX公司“猎鹰火箭和龙飞船，“蚱蜢”（Grasshopper）火箭——火星移民，管道运输（hyperloop）

主修经济学+物理学2.专业知识体系与课程体系

在专业教育领域修课的学生应该认识到自身学科的认识论基础存在不可避免的狭隘性，并洞悉自身学科对人类行为与社会机构作用的有限性。英国高等教育研究会前主席RonaldBarnett2.专业知识体系与课程体系3.能力培养学习能力思维能力实践能力3.能力培养学习是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助于他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得知识的过程。建构主义学习理论3.能力培养学习能力思维能力实践能力是否学会了如何把自己的学习置于更广博的学习情境之下；是否能够在所学知识之间建立联系；是否能够对所学知识开展睿智的批判性评价。3.能力培养信息化时代的学习3.能力培养信息化时代的学习获取信息选择与评价信息应用信息（知识迁移）3.能力培养布鲁姆认知目标分类理解记忆应用分析评价创造低阶认知高阶认知陈述性知识：关于是什么、为什么、怎么样的知识程序性和策略性知识：如何做、如何学、如何思维3.能力培养微博、微信、简书，我们玩得乐此不疲。一篇篇博人眼球的公众号文章我们读的甘之如饴。准备拿起手机查个单词，却总习惯性地打开微信，刷刷朋友圈，突然忘了自己要干什么高质量产出=时间×专注度。深度工作才能获得高质量产出！3.能力培养防止“碎片化”互联网本身是一个干扰系统，一个分散注意力的机器。持续干扰能分散我们的思维，减弱我们的注意力，让我们变得紧张和焦虑。身处加速前进的时代，没有什么比慢下来更令人愉悦，身处不断奔波的时代，没有什么比安静地坐着更加重要。3.能力培养警惕信息世界对我们大脑的侵蚀!——思能深化，思能超越，思能创造《论语》：学而不思则罔，思而不学则殆继承知识应用、创造深化、超越看山是山表象原形看山不是山抽象模型看山还是山具象实形形而下形而上相互统一思考思考思考思考思考思考3.能力培养思考思考学习能力思维能力实践能力逻辑思维批判性思维形象思维专注思维发散思维系统思维……3.能力培养形象思维和逻辑思维3.能力培养神经学家研究认为：大脑中存在两种思维网络模式，即注意力高度集中的状态和更加放松的休息状态。这两种思考状态基于不同的神经网络模型，分别称为专注模式和发散模式，它们对学习都很重要。通常，专注模式生成初步思路之后，发散模式的灵感才源源涌现。专注思维和发散思维3.能力培养专注模式下，橡胶弹柱比较密集，小球却只在图片上方弹来弹去，与整张图的下方遥不可及。所以，当答案在图片上方时，你会很快找到解题思路；当答案在图片下方时，你再怎么苦思冥想似乎都无济于事。专注思维和发散思维3.能力培养学僧有源问大珠慧海禅师：“和尚最近怎么用功？”大珠答道：“饥来吃饭困来眠。”"学僧奇怪地问，"平常人不也吃饭睡觉吗？这也叫修行？"大珠禅师说："平常人吃饭时千般计较，不肯吃饭；睡觉时百般思索，不肯睡觉。所谓“逐鹿者不顾兔”，心无旁骛是成就任何事情的基础和前提；注意力是一种有限的资源，你如果专注于一件事，就会对其他事视而不见，充耳不闻。专注思维和发散思维3.能力培养3.能力培养将四个等腰直角三角形组成一个而正方形专注思维和发散思维3.能力培养移动三个硬币使三角形变成倒三角从专注到发散阅读下面的句子，并找出其中有几处错误：Thisssentencecontainsthreeeerrors.专注思维和发散思维3.能力培养去健身房慢跑、散步或游泳开车兜风淋浴或泡个澡听音乐睡觉（召唤发散模式的终极法宝）专注思维和发散思维两种模式间的切换帮你掌握新知识！打电子游戏上网和朋友聊天主动帮别人处理小任务阅读休闲读物去看电影3.能力培养在紧凑的专注模式后，利用发散模式的方法奖励自己，激活发散模式的一般方法有：受损战斗机上弹孔的分布黑匣子思维要从负面事件中吸取教训，必须全面考虑所有信息，包括未能立即掌握的信息。从失败中学习不是一件容易的事，要具有缜密的思维和坚定的信念，才能看透事物表象。3.能力培养经历45代改进和449次失败的设计后，最终形成了任何数学家都不可能预见到的喷嘴形状黑匣子思维要想从错误中学习，有两个关键：要有一个正确的机制——在这个机制中，改进错误被视为推动进步的方法。要有能让这种机制蓬勃发展的正确观念。在涉及复杂问题的领域，要解决问题，只有不断地尝试、失败、再尝试。3.能力培养当遇到问题，人们都会本能地基于以下前提开始思考：认定自己的知识和经验是正确的，所了解的信息材料是全面的，所掌握方法也是正确的。这是人们普遍具有的一种思维态度，是对于自己思维能力的“本能自信”。培养批判性思维就是要从对自己思维：

本能自信

自觉质疑、仔细审查批判性思维：是指为决定相信什么或做什么而进行的合理的反省的思维,也就是说批判性思维是对思维展开的思维。3.能力培养电视热线发布博客每天都有人试图改变你的认识与信念发表社论老师讲授公开演讲内部辩论主动形成

自己观点被动接受

别人观点出版书籍……本报告3.能力培养海绵式思维淘金式思维选择性获得信息主动与信息提供者互动阅读句子：这个句子的意思是？标注重点：这个段落的关键是？总结观点：找到并理解作者意思提出问题：为什么提出这个观点？质疑推理：推导过程合乎逻辑吗？评估材料：这些论据可信度高吗？记住作者观点及推理，但不能评价发现最有意义的论点和观念我们需要改变思维方式批判性思维能力3.能力培养学习能力思维能力实践能力分析解决问题能力创新实践能力沟通表达能力国际交流合作能力数字化能力……3.能力培养3.能力培养3.能力培养对公众产生粘性的信息所具有的6个特征：Simple（简单）Unexpected（出乎意料）Concrete（具体）Credible（可信）Emotional（情感）Stories（故事性）Success3.能力培养欧阳修《书犬马事》毕加索绘制的奔牛图逸马杀犬于道3.能力培养经历45代改进和449次失败后设计的喷嘴发明问题解决理论4.素质提升基本素质要求爱国敬业精神工程职业道德追求卓越的精神艰苦奋斗精神社会责任感人文素养序号基本准则1将大众的安全、健康和福利永远置于最高优先级别2只提供执业能力范围内的服务3发布公众言论时要客观、真实4做客户或雇主的忠实代理人5避免欺骗性行为现代工程意识质量意识安全意识效益意识环境意识职业艰苦意识服务意识4.素质提升关于安全意识：

墨菲定律：事情如果有变坏的可能，不管这种可能有多小，它总会发生!4.素质提升4.素质提升4.素质提升

事故案例：德国某沼气厂H2S释放致人死伤事故基本情况：2005年11月5日，一个位于德国Rhadereistedt的沼气厂发生了一起因H2S释放导致4人死亡和1人重伤的事故。4.素质提升事故教训：（1）对熟悉但缺乏深入认识的事物应保持警觉，比如该事故中的有气味的废物；（2）不能没经过思考就采用营救行动；（3）了解关于H2S形成的知识是重要的；（4）应经常分析和评估沼气厂可能发生的化学反应；（5）应对设备进行良好的维护；（6）应有检测H2S和pH的设备；（7）在缺乏规范的操作程序和正常设备的沼气厂这种事故同样也可能发生。4.素质提升总结知识能力素质专业知识体系专业课程体系基本素质要求现代工程意识学习能力思维能力实践能力思考题：请根据自身情况，并基于右图所示能力要求，谈谈如何规划你的大学生活。

第四章新能源产业及绿色岗位

提纲

一、新能源产业现状及发展趋势三、绿色岗位及工程职业二、新能源产业链1.新能源产业现状与发展趋势2023年上半年，钙钛矿电池发电效率世界记录被打破8次！同样是在2023年上半年，单晶致密料价格有高峰时的23万元每吨，到7月份降至6-7万元每吨。2023年，风机制造企业上海电气与洮南市人民政府签署《关于洮南市风电耦合生物质制绿色甲醇一体化项目战略合作协议》。2023年9月，刘吉臻院士发表观点，储能不是万能的，将来新型电力系统，能源转型以后的以新能源为主体的能源系统，储能