史文　黃其新　陳海霞

摘 要：新能源技術與應用這門課程將新能源發(fā)電技術、電力電子技術和控制技術有機結合。因此對學生的綜合能力要求較高，同時內(nèi)容理論性較強，不利于理解。可見，如何合理安排各學科知識點的聯(lián)系，如何調(diào)動學生的學習積極性與興趣是本課程教學的重點與難點。結合學生的實際情況，本文提出了以專題討論為主要形式的“頭腦風暴法”教學，因材施教，充分調(diào)動學生的學習積極性與熱情，同時培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力以及論文寫作能力，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：新能源技術；專題討論；頭腦風暴法；發(fā)散思維

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.206

眾所周知，能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎，隨著能源市場需求的持續(xù)增長，以及常規(guī)能源帶來的能源短缺危機和環(huán)境污染危機，能源對人類經(jīng)濟與社會發(fā)展的制約和對資源環(huán)境的影響也越來越顯著[1]。傳統(tǒng)能源中的煤炭、石油、天然氣等化石能源面臨耗盡危機，同時這類能源在燃燒過程中會釋放出大量氣體、粉塵等，對環(huán)境造成嚴重污染。可見，研究開發(fā)新型的清潔能源與能源轉換技術是大勢所趨，也迫在眉睫[2]。

“新能源技術與應用”這門課程將新能源發(fā)電技術、電力電子技術和控制技術有機結合，對學生的綜合能力要求很高。同時，由于新能源發(fā)電技術中涉及到很多新興行業(yè)的尖端技術，而課本中只給出了最基礎的理論知識，具體應用案例較少，使得學生在學習的過程中感到吃力、枯燥，進而可能產(chǎn)生厭學心理。這對課程的教授帶來了巨大的挑戰(zhàn)。筆者通過教學實踐，對所授的新能源技術及應用這門課程進行了深入、系統(tǒng)的學習與研究，結合所教授學生的實際情況，主要從教學方法、教學內(nèi)容等方面進行了變革，將發(fā)散思維引入到課堂當中，積極的調(diào)動學生的主動性，讓學生從被動的參與變?yōu)橹鲗дn堂的角色。

1 科學的教育理念

新能源技術與應用這門課程是綜合性很強，緊密結合科技前沿的一門學科，這就要求教師不僅要有淵博的知識體系還要有很強的教授能力。眾所周知，教育的過程必須要以學生現(xiàn)有的發(fā)展水平為基礎，在此基礎上，做到因心施教、因性施教、因材施教等，最終促進學生的進一步發(fā)展。

教學理念包括學習理論、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體系是在有特定文化背景的學校教育與主動學習相互作用的過程中逐步建構的[3]，這個過程中學生的學習動機強度顯得尤為重要，而學生學習動機的激發(fā)主要分為內(nèi)部動機與外部動機，作為教師不僅要讓學生樹立一個正確的學習觀，同時也需要利用各種外在條件來刺激學生的外部動機。

2 合理編排教學內(nèi)容

眾所周知，新能源發(fā)電技術的研究屬于熱門前沿學科，部分高校已開設“新能源發(fā)電技術”課程，但開設課程的專業(yè)不同，對教學內(nèi)容需求及側重點有所不同，導致教材版本琳瑯滿目，內(nèi)容差異較大。結合我校實際情況，這門課程目前存在的主要問題有：綜合對比各類教材，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有教材與電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的需求存在一定差異；作為一門專業(yè)限選課程，學生重視程度不夠；課程學習中知識儲備的需求與學生相關知識積累不夠之間的矛盾，上述因素在很大程度上制約了該課程教學質量的進一步提高?？梢?，科學合理的對教學內(nèi)容進行編排顯得有為重要。

新能源技術及應用這門課程主要內(nèi)容主要包括風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、核能發(fā)電、生物質能發(fā)電、潮汐發(fā)電等典型新能源發(fā)電類型相關知識，同時涉及到電路、電力電子、能源、電力系統(tǒng)、材料學等多學科知識的融合交叉，可見單一的教材難以滿足教學要求。針對這一主要問題，筆者在教學過程中充分利用了高科技信息時代的便利，甄選出相關專業(yè)網(wǎng)站推薦給學生，為教學內(nèi)容與課后知識拓展提供良好平臺，激發(fā)了學生的學習積極性與主動性。

所選教材包括新能源發(fā)電與控制技術導論 、電源變換技術基礎知識 、風能風力發(fā)電與控制技術、太陽能光伏發(fā)電與控制技術、水能小水力發(fā)電與控制技術、生物質能發(fā)電與控制技術 、核能發(fā)電與應用技術以及生物質能發(fā)電技術等相關知識的學習。結合教授對象學生的綜合水平以及我國在新能源發(fā)展方面的具體情況，筆者將電源變換技術基礎知識 、風能風力發(fā)電與控制技術、太陽能光伏發(fā)電與控制技術、水能小水力發(fā)電與控制技術四個章節(jié)作為重點章節(jié)進行講解。其他章節(jié)僅限于了解相關技術手段及動態(tài)即可。

教學內(nèi)容的合理編排還體現(xiàn)在理論結合實際，筆者將自己多年從事電力系統(tǒng)相關研發(fā)工作的經(jīng)驗及工程案例引入到教學過程中，例如通過分析某地區(qū)千萬千瓦級風電基地目前運行狀況及存在的主要問題：風電送出能力、市場消納、輔助服務等矛盾更加突出，風電進入了發(fā)展的“瓶頸”階段；在擺出問題的基礎上，結合理論知識，指出可以從風電接入控制、風電功率預測、風電送出規(guī)劃、消納能力評估、消納模式與機制、消納決策方法等方面開展較為深入的研究來解決這類突出矛盾。通過從理論學習到工程案例具體問題的分析，最后回歸到理論指導這系列的完成過程訓練，不僅讓學生對所學知識有了更明確更深入的理解，同時激發(fā)了學生的學習興趣，調(diào)動了他們的學習積極性。

3 網(wǎng)絡資源的利用

眾所周知，當今社會是信息化的時代，而我們的學生正處于接受新事物能力最強的階段，因此合理的使用現(xiàn)有的豐富的網(wǎng)絡資源，顯得尤為重要。

3.1 作業(yè)、典型案例二維碼化

結合現(xiàn)在學生愛玩手機的現(xiàn)象，筆者在教學過程中將一些重點章節(jié)的典型案例、課堂討論等作業(yè)上傳到學校的愛課程系統(tǒng)，并生成二維碼，提供給學生，這樣避免了學生花費大量的時間去抄PPT上的作業(yè)，節(jié)省了大量時間。同時，通過典型案例分析，有助于學生進一步理解相關課程內(nèi)容。

3.2 建立微信公眾號

建立了課程相關的微信公眾號，定期推送所學知識的重點與難點講解、國際研究前沿動態(tài)、優(yōu)質論文等，為學生提供便利的資料查找平臺。同時，會定期組織線上專題討論，更好的與學生互動。

4 教學方法改革

眾所周知，科學合理的教學方法有助于提高教學效率。結合所帶班級學生的實際情況，筆者對傳統(tǒng)的教學模式進行了改革，最大限度的調(diào)動了學生的學習積極性，通過分組學習及討論等形式充分挖掘了學生的發(fā)散思維，同時又進一步培養(yǎng)了他們的發(fā)散思維能力。真正做到了因材施教，因人施教，在原有課程知識體系基礎上，最大限度的提高學生的學習效率。

4.1 開展“頭腦風暴法”教學，培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力

所謂頭腦風暴（Brain-Storming），最早是精神病理學上的用語，指精神病患者的精神錯亂狀態(tài)而言的?，F(xiàn)在則指無限制的自由聯(lián)想和討論，其目的在于產(chǎn)生新觀念或激發(fā)創(chuàng)新設想。在課堂上會定期進行討論，圍繞某各課題，將學生分成多個小組，每個小組設立一名組長來主持，小組成員暢所欲言，發(fā)表自己的觀點或者解決問題的方法。通過幾次活動后，發(fā)現(xiàn)學生的自主學習意識增強了，而且就某一問題，能各抒己見，并且去佐證自己的觀點?？梢?，采取這種“頭腦風暴法”的教學模式，激發(fā)了學生的學習積極性，培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力。

4.2 引入雙語教學，引進外籍教師做學術交流

我院開展新能源教學僅兩學期，教學經(jīng)驗嚴重不足，仍處于摸索階段。結合我校國際教育學院對電力工程及其自動化專業(yè)學生開設新能源技術及應用這門課程的目標，以及國際教育學院學生將來的就業(yè)方向，在教學過程中引入了新能源技術及應用相關的行業(yè)英文術語，使學生對新能源領域的關鍵英文詞匯有所接觸，對他們查閱外文文獻有很大幫助。在授課環(huán)節(jié)，一方面經(jīng)過嚴格篩選，為學生提供了優(yōu)質的外文文獻以及外文網(wǎng)站作為輔助教學；同時，我校有著與國外高校長期合作的優(yōu)勢，便于請行業(yè)相關的外籍教師來我校為學生進行短期授課。這為學生了解國際新能源技術的發(fā)展動態(tài)及前沿科技創(chuàng)造了很好的條件。

4.3 結合課程內(nèi)容，建立模塊化學習小組

結合這門課程所選教材，將教學內(nèi)容進行模塊化劃分，如具體分為風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、水力發(fā)電、潮汐發(fā)電、核電等模塊，將學生分為多個學習小組，每個學習小組有6～8人，每組同學根據(jù)興趣愛好，選擇其中一個模塊，具體課題題目可以自擬或者選擇已有題目，利用一學期的時間，開展相關課題研究工作。到學期末時，進行答辯匯報的形式展開討論。這不僅鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力，同時激發(fā)了他們的學習興趣，調(diào)動學習積極性，最終提高了學生的科研能力。同時，培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力。

4.4 工程實踐能力的培養(yǎng)

我院新建了智能控制光伏電源實訓系統(tǒng)實驗室，為學生提供了很好的實踐條件，通過實驗，可以加深他們對太陽能電池基本特性、光伏電池光譜特性及其影響因素、光伏發(fā)電系統(tǒng)及其直流逆變器與控制器等核心理論的理解，并對太陽能發(fā)電并網(wǎng)技術有了更深入的認識。通過工程實踐能力的培養(yǎng)，不僅鍛煉了學生的動手能力，更重要的是培養(yǎng)了他們獨立思考、分析問題、解決問題的能力。 同時，鍛煉了他們的論文書寫能力。

5 學習評價方法的變革

課程開設之初，采取期末考評一次的方式，具體為采用閉卷考試與平時成績綜合考評的方式，其中卷面成績占總分的70%，平時成績占比30%。而平時成績的考核標準比較單一，僅從考勤、作業(yè)與課堂紀律三方面來考量。這種考核方式不能充分調(diào)動學生的學習積極性，比如有的學生會有惰性心理，他們認為只要平時上課按時進教室，課堂上認真聽講，作業(yè)按時完成，期末考試死記硬背也能考出好成績。這種模式與培養(yǎng)大學生的獨立創(chuàng)新能力相背離。

因此，筆者對這種考評方式進行了調(diào)整，仍沿用期末閉卷考試與平時成績相結合的考評方式，占比修改為卷面60%，平時成績40%。如同學有特殊成果，如在相關期刊發(fā)表2篇論文或者申請發(fā)明專利1項者，可以申請免試。對平時成績的考核，調(diào)整為工程實踐占比50%、作業(yè)占比20%、課堂及出勤占比30% 的考核方式。其中工程實踐的考核，主要以實驗完成情況、論文與答辯等方面綜合評定。工程實踐部分引入考核機制，充分調(diào)動了學生的學習積極性，激發(fā)了學生的主動性，培養(yǎng)了他們的發(fā)散思維，取得了較好的教學效果。

6 小結

“新能源技術及應用”課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門提高課程，本課程的學習放在大四第一學期進行，一方面是因為該課程的學習需要有電力電子、電力系統(tǒng)繼電保護、電路等相關專業(yè)核心課的知識背景；另一方面，是為了讓即將畢業(yè)的學生了解行業(yè)的前沿動態(tài)，開拓他們的視野，培養(yǎng)他們的綜合能力。本文針對該課程的特點，結合教授學生的實際情況，從教學理念、教材內(nèi)容的編排、教學方法的革新、網(wǎng)絡資源的利用以及評價機制等方面進行了改進與創(chuàng)新。尤其是通過開展“頭腦風暴法”，并成立學習小組，進一步激發(fā)了學生的學習積極性，培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力，提高了學生分析問題、解決問題的能力。

參考文獻：

[1]惠晶.新能源發(fā)電與控制技術[M].機械工業(yè)出版社，2015.

[2]劉忠，鄒淑云.專業(yè)選修課《新能源發(fā)電技術》的教學研究與實踐 [J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010，20（01）：185-186.

[3]何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報（社科版），1997，15（05）：74-81.

江蘇省教育廳面上項目，編號KZ2017034