绿色能源实验室的开发与利用.doc

曹杨中学绿色能源实验室的开发与利用课题中期报告项目研究中期报告：绿色能源实验室的开发与利用曹杨中学课题组一、研究背景和意义（一）研究背景1、时代发展的需要我国经济高速发展，能源资源约束日益突出这种情况下，大力发展可再生能源，是缓解能源瓶颈、促进我国经济发展的必然选择同时，使用绿色能源还可以降低对煤炭的过分依赖，基本上不产生环境污染问题，能减少废气排放，为改善环境质量作出贡献专家指出：“中国将进入绿色能源时代”在这样的一种背景下，我们提出“绿色能源实验室的开发和利用”这个课题，正是顺应了时代发展的潮流，普及及推广“绿色能源”的理念2、教育发展的需要“绿色能源”的发展是大势所趋，要能够更好地促进绿色能源在我国的开发和利用，就应该从教育学生入手，有系统地传授给学生绿色能源的相关知识许多国家在基础教育中就注意普及相关的科学知识，美国很多年前就启动了“国家能源教育开发（National Energy Education Development（NEED））”项目但反观我国的中学教育，对于“绿色能源”的知识却甚少涉及，更不要说是在中学中设立专门的绿色能源实验室，让学生去更加直观地了解和观察绿色能源了。

因此，本课题的提出和开展也是顺应了教育本身的需要二）研究意义1、通过本课题的研究和实施，使绿色环保可持续发展的理念深入学生内心我校目前创建的绿色能源实验室，以太阳能发电为基础，风力发电为补充，将科技的绿色能源从生产应用中，引进了实验室太阳能、风能是自然界中取之不尽用之不竭清洁能源，在应用中即节能又环保，对其的开发和利用，能够将节能减排的理念，贯穿在教学中，使学生形成良好的能源观念本课题的开展正顺应了整个人类社会迫切需要普及和发展太阳能等可再生资源的趋势，在绿色能源实验室的开发上，将以太阳能转化为电能为实验基础，开发各种形式的小实验，充实能源事例，让学生通过观察和动手实验，学习如何有效的使用能源和节约能源通过对学生的教育，促进学生的能源意识，树立节约能源和可持续发展的理念，激励学生能源科学技术知识的兴趣，树立社会责任感，为社会的发展做出贡献2、通过本课题的研究和实施，使学生有意识地去探究能源利用中的相关问题绿色能源是能源的一部分，能源开发和利用中有许多问题尚待解决，如：如何降低风能产生的噪音，减少对周围居民的影响；如何将绿色能源转化成的电能顺利并入电网提高其利用率；如何减少能源转换中对鸟类等动物的影响等等。

在本课题的开展过程中，可以与学生们共同查资料展开讨论和研究，让学生提出解决问题的设想我们并不强求解决问题的方案，但是让学生有意识地对这些问题进行关注和思考，本身就培养了学生的创新能力、环保意识，也为这些相关问题的解决提供了可能性3、通过本课题的研究和实施，进一步进行课程创新的实践，探索出一套相关的教育教学模式传统的教学课程和教学模式已经不能完全满足新时代的教育需求新时代的人才培养注重动手实践和创新思考的能力现在国内的绿色能源实验室的创建很少，也缺少对其的有效开发通过本课题的开展，也进一步进行课程创新的实践，探索出一套相关的教育教学模式学校绿色能源课程内容涉及太阳能、风能、生物能等绿色能源基本知识、运用原理、环保作用的监测、相关数据的收集与分析、小创造发明等教学过程中，注重对学生科学精神、研究方法和动手实践能力的培养，着重培养学生发现问题、解决问题的能力；培养学生利用不同渠道收集信息，处理信息的能力；培养学生初步的分析概括能力及进行信息交流的能力为学生提供大量的动手实验机会，让他们通过亲身体验，逐步了解绿色能源，认识绿色能源对社会发展和人类生活的影响，从而激发他们运用绿色能源改善人类生存环境的创造才能。

结合绿色能源课程的开设，学校还建立了“太阳能发电第二课堂”和太阳能发电兴趣小组，邀请专家到校为同学们上课，指导学生装配光伏发电器具；组织学生到浙江公元太阳能公司参观样品室，“做一天工人”，增加对太阳能光伏应用产品的感性认识；组织学生到社区普及太阳能光伏发电的知识，向社区家庭赠送太阳能灯具；组织学生参观考察上海市重点太阳能项目及示范工程，观摩大型太阳能光伏发电展览会；开展太阳能知识竞赛和作文征文竞赛；在校园内安装太阳能路灯等等4、通过本课题的研究和实施，以我校的绿色能源实验室建设为基点，向周围的社区和学校辐射，推广研究成果 虽然目前绿色能源实验室在全国范围内很少，但随着绿色能源的普及应用，绿色能源实验室，应该是中学教育的一种发展方向通过我校的开展，将积累一定的经验，为以后的进一步发展提供有力的资源同时本课题完成后，能够成为具有示范性和借鉴功能的绿色能源实验室开发与利用的具体样板，让全国中小学乃至高等院校在开展这方面工作中少走弯路，有章可循将绿色能源知识、绿色能源意识、绿色能源思想融入到整个人才培养过程中，培养出符合时代需求的人才，帮助我们国家在全球能源转型上占得先机同时，我校的绿色能源实验室也将成为社区绿色环保教育的一个亮点，可以更有力地推动社区中的环保宣传，也可以为社区中的居民提供学习可再生能源相关知识的机会，为更多的人进行服务。

二、基本概念的界定1、绿色能源：是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染2、绿色能源实验室：是以各种绿色能源为主题，普及相关的科学知识、展示相关的科学新技术、引导学生参与体验及辅助学生创新制作功能的综合性实验室我校的绿色能源实验室主要是以绿色能源中的太阳能、风能、生物质能等为载体开展实验研究3、实验室的开发和利用：不仅是指学生在教师的指导和帮助下进行实验操作，也是指学校根据本实验室的设备和实验课程的特点，选择和设计相应的教学内容，组织、实施相关的教学活动，探索出一套适合在学校实验室开展的教学模式，并能将实验成果在其他学校和社区进行推广三、 研究目标1、建设绿色能源实验室，其中的设备包括可以利用太阳能、风能、生物质能等为载体开展实验研究的相关设施2、设计出一套与绿色能源实验室相配套的课程，包括学生实验教学课程的设计、设备养护、实验操作规则等，使实验室有效地为教学服务，进而达到预期的教育目的3、制定出一套向全区推广绿色能源实验室开发和利用成果的有效方案，让周围的社区和学校也享受到研究成果四、 研究内容1、研究如何开发建设一间涵盖各种绿色能源、适用于教学的实验室。

1．1、了解适合在我国进行大力推广的各类绿色能源和其特点，了解我国有关鼓励绿色能源发展的相关政策和实施状况1．2、调查我国现有的绿色能源实验室的状况，总结他人的经验与不足，了解学生的需求，制定出我校绿色能源实验室的开发计划1．3、致力于绿色能源实验室开发上的创新，建设配置合理、具有先进性、示范性和应用性的适用于教学的绿色能源实验室1．4、根据教学活动逐步调整、完善实验室设备，尽可能使实验室涵盖的内容广泛、设备先进，便于学生动手操作，真正发挥教学作用2、进行绿色能源实验室相关课程的设计和开发本课题将开设一门绿色能源校本课程，编写一套可以有效应用在中学绿色能源教学中的教材，摸索绿色能源实验的教学方法，然后结合探究式教学，形成以绿色能源实验室为载体的综合教学手段，使得实验室能够被有效利用，并且为教学所用因为本实验室现在筹备的主要是太阳能实验的相关设备，故而课程的设计主要围绕太阳能展开，以后内容会逐步完善扩充3、探索行之有效的方案，使本校的绿色能源实验室在区域内中发挥更大作用3．1、以我校的实验室作为进行绿色教育的一个基地，积极探索如何利用绿色能源实验室在社区中开展相关的宣传教育活动，编写宣传资料普及绿色环保的理念。

3．2、组织其他学校的学生和周边居民参观实验室，举办动手参与绿色能源实验等系列活动，使更多人分享到我们的研究成果3．3、以本校的绿色能源实验室为依托，与高校、社区共同协作研究，希望能探索出社区新能源开发和利用的新模式、新办法五、 研究方法本课题主要采用文献法、观察法和实验法，搜集和学习现有的相关资料，根据现有教育理论和实验室情况，设计教学活动，经过一段时间观察，就预期与实际进行对比分析同时在实践过程中总结一套行之有效的绿色能源实验教学手段整个过程中以提高学生动手能力为基础，以培养学生创新精神为目标，提高教学效率、加强教学效果，不断完善实验室设计和教学设计六、研究步骤（一）准备阶段(2010.10—2011.10)（1）成立课题小组，明确职责分工（2）初步完成情报综述，界定课题核心概念（3）搜集国内外绿色能源实验室建设和绿色能源教育的相关材料（4）调研绿色能源知识在高中课程中的渗透情况和学生的掌握情况（5）进行课题开题论证，细化研究实施计划（6）开始筹建绿色能源实验室（二）实施阶段(2011.6—2012.12)（1）总结现有专业教材与高中学生学习能力和知识结构的不对应处（2）确定绿色能源课程的基本框架（3）边编写绿色能源课程教材，边进行教学实践（4）设计与教学配套的绿色能源实验（5）在教学实践中发现问题，不断进行实验室的改进和课程的改进（三）全面推广阶段(2013.1—2013.6)（1）在全校开设专题课程，将绿色能源教育落实到日常教学活动中。

2）将成果辐射周边学校，开设区域共享课程，与周边学校共享研究成果3）周末开设面向社区居民的科普宣讲课，提高周边社区居民绿色环保意识，并且增加家庭节能知识介绍，提高居民的兴趣七、课题研究的过程、研究取得的成果课题研究的过程和研究取得的阶段性成果是交织在一起的，主要体现在以下几个方面：（一）针对课题研究的专业素养的提升在课题组成立之初，就围绕研究课题进行了一系列的培训和理论学习之后，随着课题研究项目的进一步修改、完善和确定，专业学习贯穿于整个过程为了保证开好绿色能源课程，全体物理组老师都参与了课题研究这是一支老中青相结合团结向上的队伍，由于没有现成的教材和相关的工作经验，全组教师在组长周迎芳老师的带领下，克服困难，明确分工，团结协作，查阅大量相关资料，编写教材，经常一起研讨问题，活动研讨气氛热烈和谐教师通过教材的编写和课程讨论，不仅充实了新能源的相关知识，而且大大提高了教师的科学素养课题组采取走出去请进来的办法，组织课题组成员参观了太阳能电池生产企业、风力发电站、科技馆等，同时聘请新能源方面的专家来给课题组进行，把当今世界最先进的科学知识带进了校园，这不仅扩大了成员的知识面，还激发了大家对科学的热爱和创新热情。

（二）调查研究：了解现状，总结不足课题组调研本区域创新课程的现状，以座谈会的形式，了解学生、家长和教师三方面对创新教育的需求，找出现阶段高中创新教育的薄弱环节，确定中学生创新教育中急需提高的方面课题组教师在小范围学生中先进行绿色能源课程的教学试点，征求学生意见，了解学生的关注点和需求请相关领导和专家提出修改意见，然后总结课程的经验和不足在总结的基础上深化认识，融入新启发和新思路，为课题的推进和发展打下扎实基础三）有关绿色能源实验室的开发和利用的实践探索1、绿色能源实验室及相关设施的建设日趋完善从2010年至今，我校的绿色能源实验室及其相关设施已经开展了两期建设最初的“绿色能源教育实验室”只是一间以介绍太阳能光伏技术应用为主的科普实验室经过一年的建设、耗资150万人民币，在第一期建设完工后已经扩建成了面积达150m2的绿色能源创新系列实验室，包含了这样几个部分：屋顶风光互补发电系统展示平台、绿色能源专题实验室和绿色能源综合实验室等同时，实验室也与校园随处可见的各式绿色能源路灯和学生宿舍太阳能整体热水供应系统相呼应，形成了我校的“绿色能源”氛围目前我校已完成第二期建设，。