主頁 > 技術文章 > 關于“新能源發(fā)電技術”課程教學改革與實踐 2024-10-16

關于“新能源發(fā)電技術”課程教學改革與實踐

摘要：能源危機與環(huán)境污染已成為制約人類社會進步和發(fā)展的兩大障礙。新能源發(fā)電技術因其環(huán)保、低碳等諸多優(yōu)勢能夠有效應對能源與環(huán)境問題，已日漸成為發(fā)電技術的主要發(fā)展方向。因此，加強新能源發(fā)電領域的專業(yè)化人才培養(yǎng)事關國民經濟發(fā)展和能源戰(zhàn)略安全，是教育教學的一項重要工作。本文全面研究了“新能源發(fā)電技術”課程的教學理念、教學內容、教學方法、考核方式，并在多個方面有所突破和創(chuàng)新，構建理論與實踐相結合、課內聯(lián)系課外、師生全面互動、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、激勵自主學習、尊重自我評價的新型教學方法，以滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)對電氣工程專業(yè)“新能源發(fā)電技術”課程教學提出的新要求。

一、先進的教學理念：
　　作為一門新技術主導的課程，其知識內容更新速度很快。因此，教師需要用先進的教學理念指導教學工作。教學理念包含的內容很多，包括學習理論、教學理論、教育傳播理論等等。以學習理論為例，較為成熟的理論就包括行為主義學習理論、認知學習理論、建構主義學習理論、人本主義學習理論等。建構主義學習理論認為學生的知識和智慧不是先天就有的，也不是學校和教師賦予的，而是學生自己在與有特定文化背景的學校教育相互作用的過程中逐步建構的。因此它使得教學要以學習者為中心，要注意培養(yǎng)學習者的主動建構知識的能力。并且，由于知識是由學習者主動建構的，因而他們的學習也應是靈活多樣的。這十分符合“新能源發(fā)電技術”課程的教育要求。因此，本課程采用建構主義學習理論為指導思想，將培養(yǎng)學生接受新知識的能力、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新能力作為改進教學方法的出發(fā)點和目標，改變以往的“傳遞型”課堂教學，倡導“探索型”、“服務型”和“研究型”教學，改變以往實驗教學的“驗證性”，逐漸向學生自主設計課題的“創(chuàng)新性”轉變。發(fā)展學生的求異思維，激勵學生的求知欲望和想象力，充分發(fā)掘和培養(yǎng)學生的自主學習意識和能力。
二、更新的教學內容：
　　新能源發(fā)電的形式多種多樣。結合工程領域發(fā)展的實際情況，本課程選取了太陽能發(fā)電、風力發(fā)電和核能發(fā)電這三類具有廣泛發(fā)展前景的主流新能源發(fā)電技術作為主要講授對象，而將生物質能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等作為介紹對象加以補充。
　　由于新能源發(fā)電技術的研究屬于前沿科學，其科技發(fā)展日新月異，因此教學內容需要不斷更新，現(xiàn)有的教材往往難以滿足教學要求。因此，教師整合了最新的科技發(fā)展成果和科研成果作為教授內容，向學生闡述新能源發(fā)電的基本原理、關鍵技術及發(fā)展趨勢，讓學生充分接觸各種知識，拓寬視野，了解科技前沿的最新動態(tài)，激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。以風力發(fā)電部分為例。風力發(fā)電涉及流體力學、工程熱力學、等多種電氣工程專業(yè)，學生相對缺乏的知識儲備。因此，如何系統(tǒng)高效的介紹相關的基礎知識并摒棄冗余部分是問題的關鍵。為此，筆者精選了德國聯(lián)邦風能聯(lián)合會的技術手冊，結合部分國內教材重新編寫了課程講義。德國聯(lián)邦風能聯(lián)合會的技術手冊深入淺出、圖文并茂，科普性和前沿性并重，非常適合電氣工程專業(yè)的高年級學生。同時，筆者利用發(fā)達的網絡平臺選取了部分專業(yè)性網站資訊作為教學內容和課后拓展閱讀資料，較好地將最新的科技知識組織到教學內容中，以突出素質教育要求，培養(yǎng)與時俱進的高質量人才。
教學內容的更新還體現(xiàn)在內容的及時修正與調整上。以核能發(fā)電技術為例：日本311大地震和海嘯發(fā)生之后，日本福島核電站多個機組發(fā)生事故。地震和海嘯引發(fā)的核電站爆炸和放射物泄漏事故使得核能發(fā)電遭遇前所未有的危機。此時，核能發(fā)電技術的教學內容應作相應調整，適當增加核能安全利用方面的講授內容。核電安全事故將促使世界各國重新審視和制定核電發(fā)展策略，大力發(fā)展新一代安全技術，從而推進核電的技術進步。因此，教學內容中增加了我國目前掌握的“第四代”核電技術，重點講授第四代核能方案的安全性和其具備固有的防止核擴散的能力。糾正學生“談核色變”的過度恐慌心理，幫助學生建立正確的核電安全利用，有序發(fā)展的觀念。
三、創(chuàng)新的方法手段：
　　創(chuàng)新性的教學理念和教學內容必須要通過相應的教學方法與手段來實現(xiàn)。在教學手段上，使用現(xiàn)代化的教育技術和手段，進一步重視教育資源的開發(fā)和利用，以增強教學效果，擴大每一堂課的教學信息量，豐富教學內容為教學手段革新的目的。在教學方法上，融實驗和多媒體教學等多種方法于一體。
　　實踐環(huán)節(jié)的教學，以學生實踐動手為主，教師指導為輔的模式。針對學生對新能源發(fā)電技術模型有一定距離感這一特點，搭建了太陽能光伏發(fā)電和小型風機發(fā)電的實驗平臺，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生自主設計實驗，重點培養(yǎng)學生運用知識和動手解決新能源技術工程實踐問題的能力，使理論聯(lián)系實際并運用于實際。
　　“新能源發(fā)電技術”課程內容較多而學時有限。多媒體教學與傳統(tǒng)教學方式相比，具有信息量大，內容直觀，易于理解等多種優(yōu)點。筆者在教學實踐過程中注重多種教學媒體的結合，盡可能豐富教學內容。例如：選用中央電視臺科教頻道《探索·發(fā)現(xiàn)》欄目的節(jié)目《風電之戰(zhàn)》作為風力發(fā)電發(fā)展進程的教學內容，增強學生的學習興趣；選用AREVA公司的風機安裝說明（flash影片）作為風機安裝的教學內容，直觀且易于理解。
　　同時，本課程的教學不局限于課堂的授課方式，通過建立網絡教學平臺，加強了師生學術交流和課程討論，與學生及時溝通，發(fā)揮學生學習的自主性，營造自主學習的條件，強化創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
四、靈活的考核方式：
　　考核環(huán)節(jié)作為教學活動的有機組成部分，是整個教學過程的重要環(huán)節(jié)之一。長期的實踐證明，此環(huán)節(jié)能有效地促使學生復習和鞏固所學內容，檢查他們對所學知識、方法和技能的理解、掌握及運用情況，既是評定學生學習成績的有效手段，也是檢驗教學效果、取得反饋信息、改進和提高教學質量、推進教學改革的主要途徑。“新能源發(fā)電技術”作為電氣工程專業(yè)高年級學生的專業(yè)選修課，應注重科普性與專業(yè)性相結合，這就必然要求形式靈活多樣的課程考核方式�？荚囯m有其合理性，卻束縛了學生的發(fā)散思維，忽視了對學生學習能力和創(chuàng)新能力的考查。對于專業(yè)選修課，有必要根據(jù)不同教學內容采取靈活多樣的考核方法。筆者在“新能源發(fā)電技術”的教學實踐中，采取了平時考核與期末考核相結合的方式。在平時授課過程中，隨機提問、討論課上發(fā)言等作為平時成績。在期末考核中，同時提供書面考試和提交論文兩種考核方式，由學生自由選擇。學生可以以自己感興趣的某一種新能源發(fā)電技術為主題寫一篇論文并模擬學術會議進行宣讀且答辯，以考查學生運用知識、分析問題的能力。大多數(shù)學生更傾向于選擇論文的方式作為考核方式。學生在準備論文的過程中，需要查閱查閱一定數(shù)量的文獻，通過對文獻的綜合分析，提煉自己的觀點，并提出解決方案，這一過程鍛煉了學生的科研能力和創(chuàng)新性。靈活多樣的考核方式，對課程的教學實行了動態(tài)的考察與過程管理，有效地調動了學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
五、教學成果：
　　通過上述的教學改革和實踐，學生提高了對“新能源發(fā)電技術”課程的學習興趣，在課堂上和課后與教師的互動明顯增加，能夠主動查閱相關的參考書目并提出具有一定深度的問題。在期末考核過程中，學生大多選擇了提交論文的考核方式。在選題上，學生發(fā)揮了主觀能動性，選題范圍比較寬，對于課中講授較少的生物質能發(fā)電等也有部分學生選擇。通過相關文獻的查閱和學習，具備了一定的知識儲備之后，能夠系統(tǒng)的形成具有一定獨立見解的論文。論文答辯過程中，學生的知識得到進一步的強化，綜合能力也得到了鍛煉。課后調查中，學生普遍對課程的改革表示歡迎。
六、結語：
“新能源發(fā)電技術”作為電氣工程專業(yè)學科前沿的專業(yè)選修課，隨著新能源發(fā)電技術的不斷發(fā)展，其課程的教學內容也將不斷調整，教學方法也應不斷改進。“新能源發(fā)電技術”的教學應以人才培養(yǎng)為中心，優(yōu)化教學方式、更新教學內容、加強實驗環(huán)節(jié)、強化創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生主動學習能力和創(chuàng)新能力。“新能源發(fā)電技術”課程的教學創(chuàng)新還需不斷探索，如跟蹤最新的新能源發(fā)電與智能控制技術，培養(yǎng)研究式學習方式，加強設計型的實驗實踐環(huán)節(jié)等，這些都有待于今后不斷探索實踐與創(chuàng)新改進。

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