關(guān)于“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：能源危機(jī)與環(huán)境污染已成為制約人類社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的兩大障礙。新能源發(fā)電技術(shù)因其環(huán)保、低碳等諸多優(yōu)勢(shì)能夠有效應(yīng)對(duì)能源與環(huán)境問題，已日漸成為發(fā)電技術(shù)的主要發(fā)展方向。因此，加強(qiáng)新能源發(fā)電領(lǐng)域的專業(yè)化人才培養(yǎng)事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源戰(zhàn)略安全，是教育教學(xué)的一項(xiàng)重要工作。本文全面研究了“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式，并在多個(gè)方面有所突破和創(chuàng)新，構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合、課內(nèi)聯(lián)系課外、師生全面互動(dòng)、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、激勵(lì)自主學(xué)習(xí)、尊重自我評(píng)價(jià)的新型教學(xué)方法，以滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)對(duì)電氣工程專業(yè)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)提出的新要求。

一、先進(jìn)的教學(xué)理念：
　　作為一門新技術(shù)主導(dǎo)的課程，其知識(shí)內(nèi)容更新速度很快。因此，教師需要用先進(jìn)的教學(xué)理念指導(dǎo)教學(xué)工作。教學(xué)理念包含的內(nèi)容很多，包括學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論、教育傳播理論等等。以學(xué)習(xí)理論為例，較為成熟的理論就包括行為主義學(xué)習(xí)理論、認(rèn)知學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、人本主義學(xué)習(xí)理論等。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)生的知識(shí)和智慧不是先天就有的，也不是學(xué)校和教師賦予的，而是學(xué)生自己在與有特定文化背景的學(xué)校教育相互作用的過程中逐步建構(gòu)的。因此它使得教學(xué)要以學(xué)習(xí)者為中心，要注意培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的能力。并且，由于知識(shí)是由學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)的，因而他們的學(xué)習(xí)也應(yīng)是靈活多樣的。這十分符合“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的教育要求。因此，本課程采用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)思想，將培養(yǎng)學(xué)生接受新知識(shí)的能力、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新能力作為改進(jìn)教學(xué)方法的出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)，改變以往的“傳遞型”課堂教學(xué)，倡導(dǎo)“探索型”、“服務(wù)型”和“研究型”教學(xué)，改變以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“驗(yàn)證性”，逐漸向?qū)W生自主設(shè)計(jì)課題的“創(chuàng)新性”轉(zhuǎn)變。發(fā)展學(xué)生的求異思維，激勵(lì)學(xué)生的求知欲望和想象力，充分發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。
二、更新的教學(xué)內(nèi)容：
　　新能源發(fā)電的形式多種多樣。結(jié)合工程領(lǐng)域發(fā)展的實(shí)際情況，本課程選取了太陽能發(fā)電、風(fēng)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(shù)作為主要講授對(duì)象，而將生物質(zhì)能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等作為介紹對(duì)象加以補(bǔ)充。
　　由于新能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于前沿科學(xué)，其科技發(fā)展日新月異，因此教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新，現(xiàn)有的教材往往難以滿足教學(xué)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(nèi)容，向?qū)W生闡述新能源發(fā)電的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，讓學(xué)生充分接觸各種知識(shí)，拓寬視野，了解科技前沿的最新動(dòng)態(tài)，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。以風(fēng)力發(fā)電部分為例。風(fēng)力發(fā)電涉及流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、等多種電氣工程專業(yè)，學(xué)生相對(duì)缺乏的知識(shí)儲(chǔ)備。因此，如何系統(tǒng)高效的介紹相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)并摒棄冗余部分是問題的關(guān)鍵。為此，筆者精選了德國(guó)聯(lián)邦風(fēng)能聯(lián)合會(huì)的技術(shù)手冊(cè)，結(jié)合部分國(guó)內(nèi)教材重新編寫了課程講義。德國(guó)聯(lián)邦風(fēng)能聯(lián)合會(huì)的技術(shù)手冊(cè)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(jí)學(xué)生。同時(shí)，筆者利用發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)選取了部分專業(yè)性網(wǎng)站資訊作為教學(xué)內(nèi)容和課后拓展閱讀資料，較好地將最新的科技知識(shí)組織到教學(xué)內(nèi)容中，以突出素質(zhì)教育要求，培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的高質(zhì)量人才。
教學(xué)內(nèi)容的更新還體現(xiàn)在內(nèi)容的及時(shí)修正與調(diào)整上。以核能發(fā)電技術(shù)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(gè)機(jī)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(jī)。此時(shí)，核能發(fā)電技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，適當(dāng)增加核能安全利用方面的講授內(nèi)容。核電安全事故將促使世界各國(guó)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(shù)，從而推進(jìn)核電的技術(shù)進(jìn)步。因此，教學(xué)內(nèi)容中增加了我國(guó)目前掌握的“第四代”核電技術(shù)，重點(diǎn)講授第四代核能方案的安全性和其具備固有的防止核擴(kuò)散的能力。糾正學(xué)生“談核色變”的過度恐慌心理，幫助學(xué)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(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容必須要通過相應(yīng)的教學(xué)方法與手段來實(shí)現(xiàn)。在教學(xué)手段上，使用現(xiàn)代化的教育技術(shù)和手段，進(jìn)一步重視教育資源的開發(fā)和利用，以增強(qiáng)教學(xué)效果，擴(kuò)大每一堂課的教學(xué)信息量，豐富教學(xué)內(nèi)容為教學(xué)手段革新的目的。在教學(xué)方法上，融實(shí)驗(yàn)和多媒體教學(xué)等多種方法于一體。
　　實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，以學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手為主，教師指導(dǎo)為輔的模式。針對(duì)學(xué)生對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)模型有一定距離感這一特點(diǎn)，搭建了太陽能光伏發(fā)電和小型風(fēng)機(jī)發(fā)電的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和動(dòng)手解決新能源技術(shù)工程實(shí)踐問題的能力，使理論聯(lián)系實(shí)際并運(yùn)用于實(shí)際。
　　“新能源發(fā)電技術(shù)”課程內(nèi)容較多而學(xué)時(shí)有限。多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，具有信息量大，內(nèi)容直觀，易于理解等多種優(yōu)點(diǎn)。筆者在教學(xué)實(shí)踐過程中注重多種教學(xué)媒體的結(jié)合，盡可能豐富教學(xué)內(nèi)容。例如：選用中央電視臺(tái)科教頻道《探索·發(fā)現(xiàn)》欄目的節(jié)目《風(fēng)電之戰(zhàn)》作為風(fēng)力發(fā)電發(fā)展進(jìn)程的教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；選用AREVA公司的風(fēng)機(jī)安裝說明（flash影片）作為風(fēng)機(jī)安裝的教學(xué)內(nèi)容，直觀且易于理解。
　　同時(shí)，本課程的教學(xué)不局限于課堂的授課方式，通過建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，加強(qiáng)了師生學(xué)術(shù)交流和課程討論，與學(xué)生及時(shí)溝通，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，營(yíng)造自主學(xué)習(xí)的條件，強(qiáng)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(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成部分，是整個(gè)教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)之一。長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，此環(huán)節(jié)能有效地促使學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)內(nèi)容，檢查他們對(duì)所學(xué)知識(shí)、方法和技能的理解、掌握及運(yùn)用情況，既是評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的有效手段，也是檢驗(yàn)教學(xué)效果、取得反饋信息、改進(jìn)和提高教學(xué)質(zhì)量、推進(jìn)教學(xué)改革的主要途徑。“新能源發(fā)電技術(shù)”作為電氣工程專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的專業(yè)選修課，應(yīng)注重科普性與專業(yè)性相結(jié)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(xué)生的發(fā)散思維，忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的考查。對(duì)于專業(yè)選修課，有必要根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容采取靈活多樣的考核方法。筆者在“新能源發(fā)電技術(shù)”的教學(xué)實(shí)踐中，采取了平時(shí)考核與期末考核相結(jié)合的方式。在平時(shí)授課過程中，隨機(jī)提問、討論課上發(fā)言等作為平時(shí)成績(jī)。在期末考核中，同時(shí)提供書面考試和提交論文兩種考核方式，由學(xué)生自由選擇。學(xué)生可以以自己感興趣的某一種新能源發(fā)電技術(shù)為主題寫一篇論文并模擬學(xué)術(shù)會(huì)議進(jìn)行宣讀且答辯，以考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)、分析問題的能力。大多數(shù)學(xué)生更傾向于選擇論文的方式作為考核方式。學(xué)生在準(zhǔn)備論文的過程中，需要查閱查閱一定數(shù)量的文獻(xiàn)，通過對(duì)文獻(xiàn)的綜合分析，提煉自己的觀點(diǎn)，并提出解決方案，這一過程鍛煉了學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新性。靈活多樣的考核方式，對(duì)課程的教學(xué)實(shí)行了動(dòng)態(tài)的考察與過程管理，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
五、教學(xué)成果：
　　通過上述的教學(xué)改革和實(shí)踐，學(xué)生提高了對(duì)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)興趣，在課堂上和課后與教師的互動(dòng)明顯增加，能夠主動(dòng)查閱相關(guān)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(xué)生大多選擇了提交論文的考核方式。在選題上，學(xué)生發(fā)揮了主觀能動(dòng)性，選題范圍比較寬，對(duì)于課中講授較少的生物質(zhì)能發(fā)電等也有部分學(xué)生選擇。通過相關(guān)文獻(xiàn)的查閱和學(xué)習(xí)，具備了一定的知識(shí)儲(chǔ)備之后，能夠系統(tǒng)的形成具有一定獨(dú)立見解的論文。論文答辯過程中，學(xué)生的知識(shí)得到進(jìn)一步的強(qiáng)化，綜合能力也得到了鍛煉。課后調(diào)查中，學(xué)生普遍對(duì)課程的改革表示歡迎。
六、結(jié)語：
“新能源發(fā)電技術(shù)”作為電氣工程專業(yè)學(xué)科前沿的專業(yè)選修課，隨著新能源發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，其課程的教學(xué)內(nèi)容也將不斷調(diào)整，教學(xué)方法也應(yīng)不斷改進(jìn)。“新能源發(fā)電技術(shù)”的教學(xué)應(yīng)以人才培養(yǎng)為中心，優(yōu)化教學(xué)方式、更新教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的教學(xué)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(shù)，培養(yǎng)研究式學(xué)習(xí)方式，加強(qiáng)設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)等，這些都有待于今后不斷探索實(shí)踐與創(chuàng)新改進(jìn)。

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