能源開發(fā)案例教學(xué)設(shè)計(jì)示范一、引言在"雙碳"目標(biāo)引領(lǐng)下，能源轉(zhuǎn)型成為全球共識，能源開發(fā)的科學(xué)性、可持續(xù)性已成為基礎(chǔ)教育與高等教育的重要議題。案例教學(xué)作為連接理論與實(shí)踐的橋梁，能有效培養(yǎng)學(xué)生對能源開發(fā)全流程的認(rèn)知、問題解決能力及可持續(xù)發(fā)展意識。本設(shè)計(jì)以"海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)"為具體案例，聚焦"選址-建設(shè)-運(yùn)營-影響"全鏈條，通過情境化、探究式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)"知識傳遞-能力提升-價(jià)值觀塑造"的三維目標(biāo)。二、教學(xué)基本信息課程名稱能源與環(huán)境/地理（高中）、能源經(jīng)濟(jì)學(xué)（大學(xué)）教學(xué)對象高中二年級/大學(xué)一年級課時(shí)安排2課時(shí)（90分鐘）教學(xué)目標(biāo)1.知識目標(biāo)：掌握海上風(fēng)電開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)（選址、技術(shù)、環(huán)境影響）；

2.能力目標(biāo)：能運(yùn)用地理、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境知識分析能源項(xiàng)目的可行性；

3.情感目標(biāo)：理解"能源-環(huán)境-社會(huì)"協(xié)同發(fā)展的重要性，樹立可持續(xù)能源觀。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：海上風(fēng)電開發(fā)的核心邏輯（資源評估、成本效益、風(fēng)險(xiǎn)防控）；

難點(diǎn)：平衡能源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)的實(shí)踐路徑。三、教學(xué)分析（一）學(xué)情分析知識基礎(chǔ)：學(xué)生已掌握"可再生能源類型""風(fēng)能資源分布"等理論知識，但對"項(xiàng)目開發(fā)全流程"缺乏實(shí)際認(rèn)知；能力特點(diǎn)：具備一定的信息收集與小組合作能力，但邏輯分析與辯證思維需引導(dǎo)；興趣點(diǎn)：對"海上工程""新能源技術(shù)"等具象話題關(guān)注度高，需用真實(shí)案例激發(fā)參與感。（二）教材與資源對接教材關(guān)聯(lián)：高中地理《能源資源的開發(fā)》、大學(xué)《能源經(jīng)濟(jì)學(xué)》中"可再生能源項(xiàng)目評估"章節(jié)；資源支持：數(shù)據(jù)：國家能源局《海上風(fēng)電發(fā)展報(bào)告》、某省海上風(fēng)電規(guī)劃圖；多媒體：海上風(fēng)電建設(shè)紀(jì)錄片（如《大國重器》片段）、風(fēng)機(jī)安裝現(xiàn)場視頻；工具：QGIS（地理信息系統(tǒng)）軟件（用于選址模擬）、Excel（成本效益分析模板）。四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用"情境導(dǎo)入-案例拆解-問題探究-拓展應(yīng)用"的遞進(jìn)式結(jié)構(gòu)，具體環(huán)節(jié)如下：（一）環(huán)節(jié)1：情境導(dǎo)入——用數(shù)據(jù)引發(fā)認(rèn)知沖突（10分鐘）教師活動(dòng)：展示兩組數(shù)據(jù)：1.全球海上風(fēng)電裝機(jī)量增長曲線（____年）：從不足10GW增至超60GW；2.某沿海省份"十四五"海上風(fēng)電規(guī)劃：計(jì)劃新增裝機(jī)量占全省可再生能源的40%。提問："為什么海上風(fēng)電成為能源開發(fā)的'新熱點(diǎn)'？其開發(fā)過程中可能遇到哪些挑戰(zhàn)？"學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合已有知識，嘗試回答"海上風(fēng)電的優(yōu)勢"（如風(fēng)能資源更穩(wěn)定、不占用土地），并提出疑問（如"會(huì)不會(huì)影響海洋生物？""建設(shè)成本高嗎？"）。設(shè)計(jì)意圖：用真實(shí)數(shù)據(jù)建立"能源需求"與"項(xiàng)目開發(fā)"的聯(lián)系，引發(fā)學(xué)生對"為什么開發(fā)""如何開發(fā)"的思考，明確本節(jié)課的核心議題。（二）環(huán)節(jié)2：案例呈現(xiàn)——拆解"某海上風(fēng)電場"開發(fā)全流程（20分鐘）教師活動(dòng)：以"某省A海上風(fēng)電場"（真實(shí)項(xiàng)目，隱去具體名稱）為案例，分模塊呈現(xiàn)以下信息：1.項(xiàng)目背景：該省能源結(jié)構(gòu)以煤電為主（占比65%），面臨"碳減排壓力"與"電力缺口"雙重挑戰(zhàn)；2.選址過程：風(fēng)能資源評估：采用WRF（WeatherResearchandForecasting）模型模擬，該海域年平均風(fēng)速8.5m/s（滿足"可開發(fā)閾值"）；海域條件：水深20-30米（適合安裝"漂浮式風(fēng)機(jī)"）、離岸距離30公里（輸電成本可控）；環(huán)境約束：避開鳥類遷徙通道、魚類產(chǎn)卵場（通過生態(tài)環(huán)評）；3.建設(shè)與運(yùn)營：技術(shù)環(huán)節(jié)：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工（打樁）、塔筒安裝（海上吊裝）、輸電線路鋪設(shè)（海底電纜）；成本構(gòu)成：風(fēng)機(jī)設(shè)備（占40%）、海上施工（占30%）、輸電系統(tǒng)（占20%）、運(yùn)維（占10%）；4.效益分析：經(jīng)濟(jì)效益：年發(fā)電量約20億度，等效減少碳排放150萬噸（按煤電計(jì)算）；社會(huì)效益：創(chuàng)造就業(yè)崗位1200個(gè)，帶動(dòng)本地裝備制造業(yè)升級（如風(fēng)機(jī)零部件生產(chǎn)）。學(xué)生活動(dòng)：梳理案例中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，填寫"海上風(fēng)電開發(fā)流程表"（見表1），標(biāo)注"重點(diǎn)環(huán)節(jié)"與"疑問點(diǎn)"。表1海上風(fēng)電開發(fā)流程表環(huán)節(jié)核心內(nèi)容關(guān)鍵因素疑問點(diǎn)項(xiàng)目決策政策驅(qū)動(dòng)、能源需求碳減排目標(biāo)、電力缺口如何平衡"需求"與"可行性"？選址評估風(fēng)能資源、海域條件、環(huán)境風(fēng)速、水深、生態(tài)敏感區(qū)選址時(shí)如何權(quán)衡"資源"與"環(huán)境"？建設(shè)實(shí)施基礎(chǔ)施工、設(shè)備安裝海上施工技術(shù)、成本控制海上施工的難點(diǎn)是什么？運(yùn)營與效益發(fā)電、運(yùn)維、碳排放減少發(fā)電量、運(yùn)維成本、政策補(bǔ)貼經(jīng)濟(jì)效益是否依賴政府補(bǔ)貼？設(shè)計(jì)意圖：通過真實(shí)案例的拆解，讓學(xué)生建立"能源開發(fā)是系統(tǒng)性工程"的認(rèn)知，為后續(xù)探究奠定基礎(chǔ)。（三）環(huán)節(jié)3：問題探究——聚焦"沖突與平衡"（30分鐘）教師活動(dòng)：基于案例中的"疑問點(diǎn)"，設(shè)計(jì)三層遞進(jìn)式問題，引導(dǎo)學(xué)生分組討論（4-5人/組）：1.基礎(chǔ)層問題：海上風(fēng)電選址時(shí)，"風(fēng)能資源"與"環(huán)境敏感區(qū)"發(fā)生沖突怎么辦？（如案例中避開鳥類遷徙通道的決策）2.提升層問題：海上風(fēng)電的"高成本"（如漂浮式風(fēng)機(jī)價(jià)格是陸上風(fēng)電機(jī)的1.5倍）如何通過"技術(shù)進(jìn)步"或"政策設(shè)計(jì)"化解？3.拓展層問題：若該風(fēng)電場周邊社區(qū)擔(dān)心"施工噪音影響漁業(yè)"，你作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，如何協(xié)調(diào)"能源開發(fā)"與"社區(qū)利益"？學(xué)生活動(dòng)：小組內(nèi)分工：信息收集（查閱案例中的生態(tài)環(huán)評報(bào)告、政策文件）、邏輯分析（用"SWOT模型"分析沖突點(diǎn)）、結(jié)論總結(jié)（提出解決方案）；小組展示：每組用PPT呈現(xiàn)討論結(jié)果，重點(diǎn)說明"決策依據(jù)"（如引用《海洋環(huán)境保護(hù)法》、技術(shù)數(shù)據(jù)）；互評環(huán)節(jié)：其他小組針對展示內(nèi)容提問（如"你們的解決方案是否考慮了成本？"），展示小組回應(yīng)。教師引導(dǎo)：對基礎(chǔ)層問題，強(qiáng)調(diào)"生態(tài)優(yōu)先"的原則（如《可再生能源法》要求"開發(fā)與保護(hù)并重"）；對提升層問題，補(bǔ)充"技術(shù)迭代"的案例（如某企業(yè)研發(fā)的"大型化風(fēng)機(jī)"（16MW）降低了單位千瓦成本）；對拓展層問題，介紹"社區(qū)參與式規(guī)劃"的實(shí)踐（如邀請漁民代表參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)，設(shè)置"漁業(yè)補(bǔ)償基金"）。設(shè)計(jì)意圖：通過問題鏈引導(dǎo)學(xué)生從"知識記憶"轉(zhuǎn)向"邏輯推理"，培養(yǎng)"辯證思維"與"解決實(shí)際問題的能力"；小組合作與互評環(huán)節(jié)提升學(xué)生的表達(dá)與批判能力。（四）環(huán)節(jié)4：拓展應(yīng)用——設(shè)計(jì)"校園小型風(fēng)電項(xiàng)目"（20分鐘）教師活動(dòng)：提出任務(wù)："假設(shè)學(xué)校計(jì)劃在操場安裝小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)（10kW），用于路燈供電，請你完成項(xiàng)目可行性報(bào)告的核心部分（選址、成本、效益）。"提供工具：校園平面圖（標(biāo)注建筑物、樹木、操場位置）；本地風(fēng)速數(shù)據(jù)（近10年平均風(fēng)速）；小型風(fēng)機(jī)參數(shù)（如啟動(dòng)風(fēng)速3m/s、額定風(fēng)速10m/s、價(jià)格2萬元/臺）。學(xué)生活動(dòng)：分組完成"可行性報(bào)告"，重點(diǎn)包括：1.選址分析：用校園平面圖標(biāo)注風(fēng)機(jī)安裝位置（避開建筑物遮擋）；2.成本計(jì)算：設(shè)備費(fèi)+安裝費(fèi)+運(yùn)維費(fèi)（年運(yùn)維費(fèi)占設(shè)備費(fèi)的5%）；3.效益分析：年發(fā)電量（按2000小時(shí)計(jì)算）、減少的電費(fèi)支出（按0.5元/度計(jì)算）、碳排放減少量（按煤電1度電排放0.8kgCO?計(jì)算）；成果展示：每組用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)報(bào)告，教師點(diǎn)評"合理性"與"創(chuàng)新性"（如是否考慮了"校園景觀"因素）。設(shè)計(jì)意圖：將課堂所學(xué)遷移至"身邊的能源問題"，讓學(xué)生體會(huì)"能源開發(fā)"的實(shí)踐性，增強(qiáng)"學(xué)以致用"的意識。（五）環(huán)節(jié)5：總結(jié)與反思（10分鐘）教師活動(dòng)：總結(jié)：海上風(fēng)電開發(fā)的核心邏輯是"資源-技術(shù)-環(huán)境-社會(huì)"的協(xié)同，其本質(zhì)是"平衡發(fā)展需求與生態(tài)約束"；提問："通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你對'能源開發(fā)'有了哪些新認(rèn)識？"布置作業(yè)：查閱本地"可再生能源開發(fā)規(guī)劃"（如太陽能、生物質(zhì)能），撰寫一篇"家鄉(xiāng)能源轉(zhuǎn)型的觀察報(bào)告"。學(xué)生活動(dòng)：分享學(xué)習(xí)感悟（如"原來能源開發(fā)不是'建電廠'那么簡單，還要考慮很多因素"）；記錄作業(yè)要求，明確后續(xù)學(xué)習(xí)方向。五、教學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用多元化評價(jià)體系，兼顧"過程性"與"結(jié)果性"，具體如下：評價(jià)維度評價(jià)內(nèi)容評價(jià)方式權(quán)重知識掌握海上風(fēng)電開發(fā)流程、關(guān)鍵因素課堂測試（選擇題+簡答題）30%能力提升問題分析、小組合作、表達(dá)小組討論記錄、展示評分（教師+學(xué)生互評）40%情感態(tài)度可持續(xù)能源觀、社會(huì)責(zé)任感學(xué)習(xí)反思日志、問卷調(diào)查（如"你是否愿意參與能源節(jié)約活動(dòng)？"）20%實(shí)踐應(yīng)用校園風(fēng)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)可行性報(bào)告評分（創(chuàng)新性+合理性）10%六、教學(xué)反思與改進(jìn)建議（一）反思1.案例真實(shí)性：采用真實(shí)項(xiàng)目增強(qiáng)了教學(xué)的代入感，但需注意數(shù)據(jù)的時(shí)效性（如最新的風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)）；2.學(xué)生參與度：小組討論環(huán)節(jié)學(xué)生積極性高，但部分學(xué)生存在"依賴組長"的情況，需加強(qiáng)角色分工（如設(shè)置"記錄員""發(fā)言人""質(zhì)疑者"）；3.技術(shù)支持：QGIS軟件的使用提升了選址分析的科學(xué)性，但需提前培訓(xùn)學(xué)生基本操作（如加載地圖、標(biāo)注點(diǎn)）。（二）改進(jìn)建議1.案例更新：定期替換案例（如加入"深遠(yuǎn)海風(fēng)電"等新興領(lǐng)域），保持教學(xué)的前沿性；2.差異化教學(xué)：針對不同層次學(xué)生設(shè)計(jì)"分層問題"（如基礎(chǔ)層學(xué)生關(guān)注"流程"，提高層學(xué)生關(guān)注"政策設(shè)計(jì)"）；3.跨學(xué)科融合：邀請工程類教師（如機(jī)械、電氣）參與教學(xué)，講解"風(fēng)機(jī)技術(shù)"等專業(yè)內(nèi)容，提升案例的深度。七、結(jié)語本教學(xué)設(shè)計(jì)以"海上風(fēng)電項(xiàng)目"為載體，通過"情境-案例-探究-應(yīng)用"的閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)了"理論與實(shí)踐"的結(jié)合。能源開發(fā)案例教學(xué)的核心是"用真實(shí)問題培養(yǎng)真實(shí)能力"