能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著社會發(fā)展對能源需求的持續(xù)增長，以及能源短缺危機(jī)和環(huán)境的日益惡化，能源對人類經(jīng)濟(jì)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。面對能源短缺危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下，必須通過能源利用新技術(shù)實現(xiàn)“開源”和“節(jié)流”。因此，大規(guī)模開發(fā)新的能源，大力發(fā)展、環(huán)保的電力工業(yè)成為解決能源
問題的有效途徑，培養(yǎng)這方面的人才對新能源的開發(fā)和利用具有重要意義。
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程應(yīng)運而生，它是電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系中一門重要的專業(yè)選修課程。該課程的講授，能夠幫助學(xué)生較為全面地了解和掌握新能源利用形式及其相關(guān)技術(shù)的前沿動態(tài)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。為了提高教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合電氣工程類專業(yè)的特點，探索適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)課程授課內(nèi)容和教學(xué)方法是十分必要的。本文將根據(jù)筆者近年來的教學(xué)實踐，談?wù)剬υ撜n程的教學(xué)改革與實踐方面的幾點體會。
一、課程教學(xué)存在的主要問題和矛盾
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程是一門多學(xué)科交叉的課程，除了涉及電力和能源領(lǐng)域的知識外，還要求學(xué)生具有其他領(lǐng)域相關(guān)的知識，如課程中風(fēng)力發(fā)電技術(shù)涉及空氣動力學(xué)的相關(guān)知識，太陽
能電池涉及的半導(dǎo)體材料的相關(guān)知識，生物質(zhì)能中涉及的生物化學(xué)等相關(guān)知識等。由于新能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于前沿科學(xué)，目前，我國部分高校的相關(guān)專業(yè)已開設(shè)“新能源發(fā)電技術(shù)”課
程，但不同學(xué)科對該專業(yè)課程的教學(xué)需求不同，導(dǎo)致教材內(nèi)容側(cè)重點差異較大。該課程的建設(shè)中存在的問題較為突出，集中體現(xiàn)在：不同專業(yè)教材內(nèi)容側(cè)重點不同，缺乏適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的教材；作為一門選修課程，學(xué)生重視程度不夠；專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)矛盾眾多，包括課程與教材之間的矛盾，理論教學(xué)與實踐教學(xué)之間的矛盾，教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)方法之間的矛盾等，這些都在很大程度上制約了“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)質(zhì)量的提高。
對于電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的學(xué)生，該課程需要涉及更多電氣工程學(xué)科的相關(guān)知識，如電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)知識。在新能源并網(wǎng)和儲能技術(shù)中需要應(yīng)用這些專業(yè)知識分析該研究領(lǐng)域前沿問題，有利于全面掌握新能源知識體系和培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。由此可見，本課程內(nèi)容豐富，知識點多，在該課程的建設(shè)中，需要根據(jù)專業(yè)特點，合理組織教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生掌握晦澀難懂的外專業(yè)知識的，能利用本專業(yè)知識分析實際工程問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，因此該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的改革勢在必行。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
為了適應(yīng)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學(xué)生的教學(xué)，在課程改革過程中，根據(jù)新能源發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀和電氣工程對新能源發(fā)電技術(shù)課程知識體系的需求，結(jié)合電力工程及其自動化專業(yè)的特
點，精選教學(xué)內(nèi)容，重新構(gòu)建了新的課程知識體系，加強(qiáng)與電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)之間的。
根據(jù)新能源發(fā)電站接入電網(wǎng)的影響不同，將這些新能源技術(shù)分為兩類：穩(wěn)定性能源發(fā)電技術(shù)和間歇性能源發(fā)電技術(shù)。
一些新能源技術(shù)（如生物質(zhì)能、地?zé)崮芎统Ｒ?guī)水電）在接入電力系統(tǒng)方面和常規(guī)電力技術(shù)一樣容易，除了一次能源的形式不同，轉(zhuǎn)換成電能環(huán)節(jié)基本相同，都采用同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，對電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定不會造成影響。因此，這部分新能源知識重點講解各種新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理，的發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和動向，及在利用過程中對改善環(huán)境帶來的好處，培養(yǎng)學(xué)生新的能源觀念和意識。同時結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展的zui近進(jìn)展，這些發(fā)電技術(shù)作為分布式電源接入電網(wǎng)時，如何規(guī)劃電網(wǎng)，接入電網(wǎng)對電網(wǎng)的影響等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解，加強(qiáng)與電力系統(tǒng)知識的，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，由于受到季節(jié)、氣象和地域等條件的影響，另一些新能源技術(shù)具有隨機(jī)性、波動性和間歇性的特點，如風(fēng)能和太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)，在接入電力系統(tǒng)方面需要克服更多的挑戰(zhàn)，其電力大規(guī)模并入常規(guī)電網(wǎng)會對電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運行帶來顯著影響。這部分內(nèi)容重點講解與電力系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)，涉及到電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)相關(guān)的知識點。在間歇性能源并網(wǎng)過程中，電力儲能技術(shù)可以補(bǔ)償負(fù)荷波動，解決風(fēng)能和太陽能等間歇式新能源發(fā)電直接并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電能夠方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。隨著可再生新能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，電力儲能技術(shù)也是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學(xué)生必須掌握的知識，所以儲能技術(shù)也是該課程知識體系的重要部分。
本文提出的課程知識體系目前還沒有相關(guān)教材，為此，筆者較為系統(tǒng)地構(gòu)建并編寫適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的“新能源發(fā)電技術(shù)”課程講義，使之更符合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的教學(xué)。從兩學(xué)期的試用情況來看，學(xué)生認(rèn)同感增強(qiáng)，明確該課程是本專業(yè)*的重要選修課，重視程度顯著提升，在教學(xué)過程中取得了良好的效果。
三、教學(xué)模式改革
選擇合適的教學(xué)方法，能夠提高課堂效率。教學(xué)內(nèi)容的不同，授課的教學(xué)方法也需要相應(yīng)的改進(jìn)，為此筆者對教學(xué)方法也進(jìn)行了改革，使之與課程知識體系相適應(yīng)。
1.采用學(xué)術(shù)專題講座的教學(xué)方式
“新能源發(fā)電技術(shù)”課程知識體系要求運用新的教學(xué)方法。每種新能源發(fā)電技術(shù)各自成章，自成系統(tǒng)，各部分內(nèi)容均有很多前沿的技術(shù)，僅靠書本知識已經(jīng)不能適應(yīng)科技的進(jìn)步。因此需要任課教師補(bǔ)充相關(guān)發(fā)展的新動向和新技術(shù)，以學(xué)術(shù)講座的形式進(jìn)行講授與課程相關(guān)知識點。講解過程中，以具體的行業(yè)問題為背景，采取啟發(fā)式的講解方式，層層剖析問題，可以讓學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)，掌握發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)電原理、利用方式、開發(fā)存在的問題和研究現(xiàn)狀及動向。如地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽能熱發(fā)電技術(shù)，都可以采用講座的方式進(jìn)行講解。同時在講座過程中，增加學(xué)生提問環(huán)節(jié)，讓學(xué)生可以積極參與，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。
為了強(qiáng)化實踐，在每一個專題授課結(jié)束后，教師通過布置與該專題相關(guān)的設(shè)計題目，讓學(xué)生學(xué)以致用。比如讓學(xué)生設(shè)計太陽能熱電站，利用波浪能發(fā)電原理設(shè)計相應(yīng)的波浪能電站，設(shè)計新農(nóng)村綜合利用生物質(zhì)能的方案，設(shè)計垃圾發(fā)電站工藝流程等，作為分布式電源接入電網(wǎng)時，結(jié)合不同能源開發(fā)利用的特點對該地區(qū)新能源開發(fā)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)做出合理規(guī)劃，并給出
理由。通過這些綜合性設(shè)計作業(yè)，可以增強(qiáng)大家的創(chuàng)新意識和實踐能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，訓(xùn)練了學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。
2.基于問題的探究式教學(xué)方式
傳統(tǒng)的講授方式，可以系統(tǒng)地講解，課堂容量大。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)涉及知識點多，知識點零散，因此需要教師合理組織教學(xué)內(nèi)容，使其與所學(xué)專業(yè)知識相結(jié)合。為此筆者精心
設(shè)計每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，精講多練。但傳統(tǒng)的授課方式，學(xué)生被動接受，學(xué)習(xí)積極性不高。
為此，筆者采用基于問題的探究式教學(xué)方式，在教學(xué)的過程中，教師起引導(dǎo)作用，對課程中的知識點進(jìn)行分析，提出基于問題的討論題目；并分析學(xué)生需要掌握的知識要點，為學(xué)生提供必要的參考文獻(xiàn)，讓學(xué)生課后自己查閱資料，引導(dǎo)他們學(xué)會自己總結(jié)知識點，利用所學(xué)知識分析實際問題。而學(xué)生在課后根據(jù)自己的興趣自愿選題，并分小組進(jìn)行研討，研討后，該小組總結(jié)討論結(jié)果。在課堂討論中，每個小組推薦一名學(xué)生做交流發(fā)言，將自己的研究內(nèi)容做簡要匯報。學(xué)生互相提問展開討論，老師進(jìn)行有針對性的點評，肯定了學(xué)生們?nèi)〉玫某煽儯瑢﹀e誤的地方進(jìn)行了補(bǔ)充和糾正。為了達(dá)到分組討論學(xué)習(xí)預(yù)期效果，要求每個小組在上交的文獻(xiàn)報告中，明確每個學(xué)生所做的工作和參加小組討論的發(fā)言內(nèi)容，督促每個學(xué)生都參與討論學(xué)習(xí)。通過這種教學(xué)方式，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，也很好地完成了教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高，達(dá)到“授人以漁”的目的。
3.改進(jìn)多媒體教學(xué)方式
由于該課程設(shè)計的專業(yè)知識具有跨學(xué)科的特點，有些知識點學(xué)生難以掌握，有些原理較為抽象。如風(fēng)機(jī)的偏航過程、變槳過程、風(fēng)機(jī)的失速原理、斯特林發(fā)動機(jī)的發(fā)電過程等都比較抽象，在沒有實物演示的前提下，學(xué)生經(jīng)常不容易理解。因此在講這些課程內(nèi)容時，采用多媒體動畫演示的方法，幫助學(xué)生理解基本概念和知識，讓學(xué)生更快更易地理解和掌握這些內(nèi)容。
四、考試方法的改革
雖然在教學(xué)內(nèi)容和方法上進(jìn)行了改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，但仍有不少學(xué)生選課和學(xué)習(xí)動機(jī)不端正。他們不是為了完善自己的知識結(jié)構(gòu)，提高自己的綜合素
質(zhì)，只是為了湊滿學(xué)分，對選修課缺乏足夠的重視。傳統(tǒng)的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學(xué)情況。撰寫課程論文，成績只與論文寫得好不好有關(guān)，有的同學(xué)東拼西湊，也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學(xué)生平常的學(xué)習(xí)，因此仍需完善課程的考核方式。根據(jù)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點，筆者對該課程的考試方式做了合理的改革，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，公正地反映了學(xué)生的成績。主要采取了以下一些措施：
1.注重對學(xué)生平時的考查
增加課堂隨機(jī)考查的次數(shù)。通過提問、課堂測驗等方式，讓學(xué)生在上課時能集中精力聽講，防止學(xué)生上課“開小差”。回答問題和課堂測驗計入平時成績。
2.增加撰寫文獻(xiàn)報告和大作業(yè)
基于問題的探究式教學(xué)方式中，撰寫文獻(xiàn)報告和小組討論環(huán)節(jié)能夠有效培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、撰寫論文、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獨立思考的能力，因此能夠較為科學(xué)評價學(xué)生平時的努
力程度。因此，課堂討論和小組討論中，根據(jù)學(xué)生在該環(huán)節(jié)中的貢獻(xiàn)不同給學(xué)生不同成績，這樣能起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)和檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用。
作業(yè)是課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充和延伸，是教學(xué)中*的環(huán)節(jié)。大作業(yè)一般具有綜合性的特點，能夠有效鍛煉學(xué)生的綜合能力，鞏固平時所學(xué)的知識，是反饋教學(xué)效果的有效手段。因
此增加大作業(yè)和撰寫文獻(xiàn)報告在平時成績中的比重也是考查學(xué)生平時學(xué)習(xí)的有效手段。
3.增加平時成績的權(quán)重
平時考核成績權(quán)重由原來的30%提高到目前的50%，有效地避免了學(xué)生平時不學(xué)習(xí)，考試時突擊學(xué)習(xí)也能取得不錯成績的弊端，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺性。
通過上述措施的實施，經(jīng)調(diào)查表明多數(shù)學(xué)生都認(rèn)可這種成績考核方法較合理、公正，能夠真實反映學(xué)生的成績，受到了多數(shù)學(xué)生的歡迎。