郝廣濤，鄭志霞

（莆田學院機電工程學院，福建 莆田 351100）

項目驅動教學是在教學過程中以教學內容為核心，并與實際應用中的典型項目相對應，將教學內容分割為若干個前后關聯(lián)、邏輯緊密的知識點。

在課程教學過程中，通過講解實際項目，依次介紹其中的知識點，達到理論教學的目的。同時，引入當前理論研究的新成果，剖析實際應用中存在的問題，需要如何改進、變化傳統(tǒng)知識點形式，才能解決實際中存在的問題。

通過項目驅動教學的講解、練習，針對當前實際應用中存在的若干問題，將其作為一個考核項目，引導學生分步驟、分階段、分組合作完成。

目前，我國正處于能源深度改革的攻堅期，風力發(fā)電、光伏發(fā)電、潮汐能發(fā)電、海洋能多種發(fā)電、地熱能發(fā)電、生物質發(fā)電等理論研究正日益受到電力科學工作者的重視，部分技術也已在國家電網(wǎng)公司、發(fā)電公司等得到應用，開始并網(wǎng)發(fā)電。

為了適應國內外新能源理論及應用發(fā)展步伐，《新能源發(fā)電技術》課程在2010年前后逐步在我國普通高校電氣工程及其自動化專業(yè)開設。該課程內容涉及太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、水力發(fā)電、潮汐發(fā)電、海洋能發(fā)電、地熱能發(fā)電、生物質能發(fā)電、互補發(fā)電等內容。由于該課程內容來自于實際應用，理論與實際應用關聯(lián)密切，因此，采用實際應用項目來驅動教學能夠獲得良好的效果。

1 建立《新能源發(fā)電技術》項目庫

為了與教材內容匹配，需要調研新能源發(fā)電正在實際應用的項目。新能源發(fā)電技術課程包含太陽能發(fā)電技術、風力發(fā)電技術、水力發(fā)電、潮汐發(fā)電、海洋能多種發(fā)電技術、地熱能發(fā)電、生物質能發(fā)電、燃料電池發(fā)電、綜合能源互補發(fā)電等內容。針對每種新能源發(fā)電技術，按照難度、適用場合、典型性等原則建立多個項目，并編寫適當?shù)慕虒W課件。下面列舉幾個案例。

案例一：針對太陽能發(fā)電技術，調研山東青島特銳德電氣股份有限公司，根據(jù)公司提供的系統(tǒng)結構、原理方案、應用場景等材料建立35kV光伏發(fā)電系統(tǒng)項目。通過調研北京海瑞克科技發(fā)展有限公司10kV光伏電站系統(tǒng)，建立應用于小區(qū)、家庭發(fā)電系統(tǒng)項目，該項目對于開拓大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維及理論和小型應用項目具有重要幫助，所以對該項目的光伏組件特性、接線方式、電流電壓關系、光電轉換效率、交直流變換元器件、儲能電池等部分重點介紹。

案例二：針對綜合能源互補發(fā)電系統(tǒng)，調研國家電網(wǎng)許繼集團有限公司在天津塘沽區(qū)建設的能源互聯(lián)網(wǎng)實例了解風力發(fā)電、水力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質發(fā)電、地熱發(fā)電、儲能等能源集中合理配置與消納、能源低碳經(jīng)濟性等方面。該典型示范項目包含區(qū)域能量管理中心、縣區(qū)運營公司、多分布式發(fā)電系統(tǒng)三層能量管理系統(tǒng)，分別建立項目庫，針對課程體系的上下游（如電氣工程基礎、電力系統(tǒng)分析、供配電技術等）予以介紹。

2 項目驅動的線上線下教學模式

線上線下混合式教學是一種融合了傳統(tǒng)課堂教學（線下）和互聯(lián)網(wǎng)+（線上）的多維度新教學模式。

線上教學能夠充分地鍛煉學生的主動學習能力，合理安排學習時間，可重復多次學習相關重點和難點知識，有助于課程復習和提升。當然，在線學習過程中，不僅要包含教材內容，而且要將教材內容進行擴展、引申，鍛煉學生查找擴展資料、解決引申問題的能力，下面列舉一個案例。

案例一：在學習風力發(fā)電技術過程中，風力發(fā)電技術的基礎是風功率預測技術，這是目前風力發(fā)電的重要課題，對于理論研究和實際應用具有重要意義。根據(jù)教材風功率預測模型：

式中，Pm為風輪輸出功率，Pw為風的功率，Cp為風能利用系數(shù)，ρ為空氣密度，A=πR2為風力機葉片掃掠面積，其中R為風輪旋轉面的半徑，vw為風速。

針對公式(1)中重要參數(shù)項，如Cp、A或者vw等，分組探討對于風功率預測的影響。針對影響重要程度進行排序，采集實驗室中風力發(fā)電實驗平臺中的實際數(shù)據(jù)進行分析。

為了培養(yǎng)理論與實際應用能力，進一步布置課題：任選一種風功率預測方法，以實驗室風力發(fā)電實驗平臺中采集的數(shù)據(jù)予以對比驗證。

上述課題完成的重要一環(huán)是通過線上查找資料、閱讀大量文獻、分析報告撰寫、計算機程序開發(fā)等。

當然，線下環(huán)節(jié)與線上環(huán)節(jié)應當深入配合，比如，線下課程講授、學生分組討論及翻轉、答疑解惑、應用案例實際剖析、創(chuàng)新思考、實驗仿真等。下面進一步分析案例一的線下部分，稱為案例二。

案例二：線下教學是到福建省莆田市湄洲灣風電場現(xiàn)場，由工程師講授風力發(fā)電的原理、結構以及計算模型，并在風力發(fā)電的調度端現(xiàn)場演示風力發(fā)電的風速、風力發(fā)電計算結果等，使學生能夠實際了解水平軸螺旋槳式風力機外觀、結構、并網(wǎng)發(fā)電原理等，達到實際應用與理論學習相互印證的效果。

除此之外，以莆田學院新能源發(fā)電實驗室風力發(fā)電平臺為案例，根據(jù)該平臺中采集的2019年1年內的風速、風向、空氣密度等數(shù)據(jù)，設置小型風力發(fā)電機發(fā)電功率計算課題，要求學生選擇多種傳統(tǒng)方法實現(xiàn)方程(1)的計算，并能夠對比分析。

3 多元化課程評價考核

因材施教是教學過程中重要的教學方法和原則，原意是指教師要從學生實際情況和個別差異出發(fā)，有的放矢地進行有差別的教學，使每個學生都能揚長避短，獲得最佳發(fā)展效果。為了實現(xiàn)此目標，在教學過程中，以此思路為主導，實行教學評價。

針對地方普通應用型本科高校工科學生男生多、女生少，男生動手強、女生理論計算強的特點，在教學過程中貫穿不同特點學生的主動性激勵策略，下面列舉幾個案例。

案例一：在線上教學部分（占總分值30%），主要有課程學習、資料查找、問題評測、計算程序開發(fā)、分析報告撰寫等幾個部分。

注重學生的主動性主要體現(xiàn)在問題評測（占線上分值20%）、程序開發(fā)（占線上分值30%）、分析報告（占線上分值50%）等幾個環(huán)節(jié)，對其加大考核激勵比值。

案例二：線下教學部分（占總分值70%），主要有反轉課堂（占線下分值10%）、小組討論回答（占線下分值20%）、項目應用創(chuàng)新（占線下分值30%）、課程考試（占線下分值40%）等幾個部分。

上述線上、線下考核過程必須做到有理有據(jù)、有據(jù)可查，如在線下教學對式(1)布置項目時，根據(jù)預測結果設置得分等級（預測誤差在0～10%為A，10%～30%為B，30%～50%為C，50%～70%為D，70%～100%為E）。表1給出了部分學生分值情況。

4 教學效果分析

4．1 教學成效

通過項目驅動教學，對于學生的理論、應用、服務社會等多方面有了鍛煉，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）傳統(tǒng)教師主導的講授由學生為主角色替代，比如，反轉課堂、分組討論答辯，提高了學生學習的主動性。

（2）提高了學生學習的興趣。通過參觀實際企業(yè)、專家答疑授課、遠程實際項目介紹等環(huán)節(jié)，使理論更加貼近實際應用，廢除了傳統(tǒng)枯燥、沉悶的理論推導，使工科課程生動有趣。

表1 部分學項目1成績

（3）擴充教學體系知識層面。通過該課程上下游體系回顧、復習、引申、創(chuàng)新等教學內容，擴充了本課程知識面，也鍛煉了學生綜合解決問題的能力。

（4）提高了學生動手能力。該課程以項目為主導，側重項目應用創(chuàng)新環(huán)節(jié)，包括問題分析、軟件設計、硬件集成、分組協(xié)調配合等方面，極大地鍛煉了學生動手編程、焊接、系統(tǒng)調試等操作。

（5）課程考核成績提高。通過過程考核機制，多元化發(fā)揮學生主動性，學生平均成績達到了80分，相應比前幾屆未實施課程改革高出10%。

（6）學生滿意度提高。通過課程實施之后的民意測評，學生滿意度達到100%。

4．2 教學不足

項目驅動方式教學對于應用型本科高校教學具有推動作用，但對于理論教學型課程可能有所欠缺。除此之外，項目庫之間的前后關聯(lián)、依托等有機統(tǒng)一方面還有待進一步改進。

5 結語

新能源發(fā)電技術是目前理論研究熱門、實際應用密切關聯(lián)的一門課程，課程改革亟需且必要。

通過項目驅動的方式實現(xiàn)課程改革，鍛煉了學生的主動性、應用性、創(chuàng)新性，提升了教學、科研效果，但是，需要教師能夠適時依據(jù)實際，補充項目庫、充實相應內容。