新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)課程建設(shè)與教學(xué)改革

焦岳超　瞿博陽　肖俊明　武明義　周謙

摘 要 深入分析新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)等，提出調(diào)整與優(yōu)化的新方案。采用理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐同步結(jié)合的方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作和工程實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞 新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）08-0091-03

Course Construction and Teaching Reform of New Energy Power

Generation and Grid Connected Technology//JIAO Yuechao， QU Boyang， XIAO Junming， WU Mingyi， ZHOU Qian

Abstract In this paper， the content of the course of the New Energy Power Generation and Grid Connected Technology teaching content， teaching methods and the construction of experimental practice platform are analyzed in depth， and the new scheme of adjustment and optimization is presented. Adopting theoretical teaching and experimental practice is able to stimulate students learning interest and enhance students ability of practice and engineering practice.

Key words new energy power generation and grid connected tech-nology； experimental platform； teaching reform

1 引言

能源是社會(huì)發(fā)展最重要的基礎(chǔ)性資源之一，是社會(huì)發(fā)展的原動(dòng)力。為保證人類穩(wěn)定、持久的能源供應(yīng)，必須優(yōu)化現(xiàn)存的、以不可再生的化石能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、水能等可再生能源[1]。新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)主要涉及電氣、材料、控制、電力電子技摘 要 針對(duì)地圖學(xué)課程教學(xué)中存在的問題，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)理念，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)、專業(yè)競(jìng)技大賽、地理信息系統(tǒng)專業(yè)公共云平臺(tái)等，構(gòu)建線上線下的多維一體教學(xué)模式，并在課程中進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 地圖學(xué)課程；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；多維一體教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）08-0089-03

Teaching Reform and Practice on Course of Cartography based on Task-driven and Multi-dimensional Integrated Mode//YIN Min， WANG Shitai

Abstract Aiming at the existing problems in the teaching of carto-graphy， the author applied task-driven teaching model， combined with network teaching integrated platform， professional competitive contest， GIS public cloud platform， and constructed a multi-dimen-sional integrated teaching mode online and offline. Through the prac-

tice on the course of cartography， it found that the teaching mode stimulated students learning initiative， and have achieved good tea-ching results.

Key words course of cartography； task-driven； multi-dimensional integrate teaching mode

1 前言

地圖學(xué)是地理科學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門技術(shù)性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、融理論與實(shí)踐于一體、綜合性極強(qiáng)的學(xué)科。地圖學(xué)教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生理解地圖學(xué)的相關(guān)理論，熟悉地圖編制的基本過程，掌握地圖的應(yīng)用以及高新技術(shù)在地圖學(xué)中的滲入及應(yīng)用為目的。地圖學(xué)的學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握地圖學(xué)基礎(chǔ)理論、地圖設(shè)計(jì)、編制的方法，掌握空間信息可視化的能力，掌握閱讀、使用各類地圖解譯空間信息的科學(xué)方法，為將來從事有關(guān)工作與研究奠定基礎(chǔ)。

目前的地圖學(xué)課程開設(shè)過程中，主要采用多媒體教學(xué)方式。雖然將傳統(tǒng)的板書“文字表達(dá)理論、手繪相關(guān)模型”的教學(xué)方式改進(jìn)為“圖片呈現(xiàn)地圖、動(dòng)畫表達(dá)模型”，但相較于完整實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目的，在教學(xué)方法上仍存在一些問題：1）教—學(xué)的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生沒有主動(dòng)感；2）平面的視覺感受，學(xué)生沒有空間感；3）原理方法的分塊分條，學(xué)生沒有實(shí)用感。

針對(duì)上述問題，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的教師亟待根據(jù)學(xué)生的特性、技術(shù)現(xiàn)狀，從三個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：1）教學(xué)模式的改變；

2）（實(shí)物）立體感受的增加；3）以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐項(xiàng)目為中心進(jìn)行概念串講，以此來提高教學(xué)質(zhì)量。

2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式設(shè)計(jì)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法基本思想 該方法從結(jié)果出發(fā)，以解決問題、完成任務(wù)為根本，采用探究式學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)習(xí)者處于主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)團(tuán)隊(duì)共有的知識(shí)和自己特有的經(jīng)驗(yàn)提出方案、解決問題[1-5]。任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法是適用于操作性、實(shí)踐性課程的有效教學(xué)模式[2]，將其應(yīng)用于地圖學(xué)課程教學(xué)中，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)效性。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式設(shè)計(jì) 任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法為核心，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)、專業(yè)競(jìng)技大賽、地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GIS）專業(yè)公共云平臺(tái)構(gòu)建多維綜合體，如圖1所示。

教師結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐與專業(yè)競(jìng)賽內(nèi)容，將課程的核心教學(xué)內(nèi)容通過若干個(gè)任務(wù)進(jìn)行貫穿，通過教學(xué)綜合平臺(tái)向?qū)W生布置任務(wù)；學(xué)生接受任務(wù)后，利用教學(xué)綜合平臺(tái)的資源找到任務(wù)的解決辦法，進(jìn)而在專業(yè)的云平臺(tái)上，如ArcGIS門戶云平臺(tái)、天地圖平臺(tái)等將地圖任務(wù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。教學(xué)綜合平臺(tái)還為教師與學(xué)生提供了多種交流形式，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式有效地拓展到課堂之外，讓學(xué)生不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，打造沒有“圍墻”的知識(shí)流[6]。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式將課堂與課下的學(xué)習(xí)時(shí)間與學(xué)習(xí)內(nèi)容互置，用實(shí)踐帶領(lǐng)學(xué)生尋找知識(shí)點(diǎn)、理解知識(shí)點(diǎn)并加以有效應(yīng)用，本著“實(shí)用性”的學(xué)習(xí)態(tài)度完成作品，讓學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下學(xué)會(huì)思考、運(yùn)用、協(xié)作與解決，從而達(dá)到主動(dòng)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式建設(shè)內(nèi)容

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法實(shí)施流程設(shè)計(jì) 針對(duì)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)和前期課程的基礎(chǔ)特點(diǎn)，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的理論基礎(chǔ)，確定教學(xué)實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)，建立任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式實(shí)施流程圖[7-8]，確定具體實(shí)施的流程步驟，如圖2所示。

地圖學(xué)課程教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì) 針對(duì)人才培養(yǎng)方案中的知識(shí)能力矩陣設(shè)計(jì)，結(jié)合任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的任務(wù)設(shè)計(jì)原

則[8]，將地圖學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，設(shè)計(jì)四大任務(wù)，如表1所示。

教學(xué)綜合平臺(tái)的建設(shè) 教學(xué)綜合平臺(tái)是任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式得以順利實(shí)施的物質(zhì)基礎(chǔ)，充足、豐富的學(xué)習(xí)資源是學(xué)生進(jìn)行有效學(xué)習(xí)的前提。教學(xué)綜合平臺(tái)主要由課程管理、教學(xué)資源、教學(xué)活動(dòng)三大模塊構(gòu)成，平臺(tái)具體結(jié)構(gòu)見圖3。

課程管理模塊讓學(xué)生了解課程、教學(xué)資源模塊讓學(xué)生學(xué)習(xí)課程、教學(xué)活動(dòng)模塊讓學(xué)生實(shí)踐課程。教師布置的任務(wù)根據(jù)難易程度出現(xiàn)在課程作業(yè)、答疑討論、研究型教學(xué)板塊中。教師在課堂上可直接利用教學(xué)綜合平臺(tái)進(jìn)行任務(wù)成果的點(diǎn)評(píng)，進(jìn)而引出知識(shí)點(diǎn)的講解。

GIS專業(yè)云平臺(tái)的實(shí)踐應(yīng)用 云平臺(tái)是地圖學(xué)課程中任務(wù)完成的渠道和工具。在課程中，學(xué)生在平臺(tái)使用和創(chuàng)建地圖、訪問即用型圖層和工具、作為Web圖層發(fā)布數(shù)據(jù)、協(xié)作和共享、使用任何設(shè)備訪問地圖、使用Microsoft Excel數(shù)據(jù)制作地圖等，完成團(tuán)隊(duì)作品。

4 應(yīng)用成效

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式在兩個(gè)校區(qū)相同專業(yè)的學(xué)生中做了對(duì)比教學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的實(shí)驗(yàn)組學(xué)生聽課的主動(dòng)性更強(qiáng)；在知識(shí)點(diǎn)考核中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組對(duì)任務(wù)中涉及的內(nèi)容掌握更深刻。在這一教學(xué)模式的推動(dòng)下，學(xué)生對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣顯著提升，本著“實(shí)用性”的學(xué)習(xí)態(tài)度完成作品，讓學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下學(xué)會(huì)思考、運(yùn)用、協(xié)作與解決，從而達(dá)到主動(dòng)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法中存在的教學(xué)問題，教師團(tuán)隊(duì)通過集成線上教學(xué)資源、開發(fā)線下實(shí)體教具，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解相關(guān)空間概念，解決學(xué)生“空間感”的問題；通過“趣味任務(wù)”引導(dǎo)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，解決學(xué)生“主動(dòng)感”的問題；通過團(tuán)隊(duì)組合工作、講解評(píng)述作品，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力，解決學(xué)生“實(shí)用感”的問題。直接受益學(xué)生達(dá)到300人，后續(xù)推廣受益人數(shù)可達(dá)上千人。

在任務(wù)驅(qū)動(dòng)式多維一體教學(xué)模式的引領(lǐng)下，近三年師生的教與學(xué)也都有了顯著提升。教師的教學(xué)理念變革，教學(xué)能力提升，課件比賽獲得全國(guó)性、省部級(jí)和校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)各一項(xiàng)；全國(guó)性講課比賽獲一等獎(jiǎng)一項(xiàng)。學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力與綜合素質(zhì)明顯增強(qiáng)，參加全國(guó)大學(xué)生GIS應(yīng)用技能大賽，獲得三等獎(jiǎng)一項(xiàng)；參加企業(yè)杯全國(guó)性GIS技能大賽，獲一等獎(jiǎng)一項(xiàng)、二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)、三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)；參加兩屆互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，獲得廣西賽區(qū)銀獎(jiǎng)一項(xiàng)、銅獎(jiǎng)三項(xiàng)?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)課程包括新能源發(fā)電技術(shù)和并網(wǎng)技術(shù)，前者主要涉及光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電和燃料電池發(fā)電技術(shù)等，后者則重點(diǎn)關(guān)注目前相對(duì)成熟的光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等。

首先，該課程涵蓋電氣、半導(dǎo)體材料、化學(xué)、控制、機(jī)械等學(xué)科，屬于典型的交叉學(xué)科，對(duì)教師和學(xué)生在知識(shí)的廣度和深度方面提出更高的要求[2]。

其次，該課程需要結(jié)合工程實(shí)踐能力以便加深對(duì)新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)的理解，突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

所以，新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)教學(xué)改革更加注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力，提高善于發(fā)現(xiàn)問題并創(chuàng)造性解決問題的能力，為今后從事新能源發(fā)電領(lǐng)域的工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論和工程實(shí)踐基礎(chǔ)。

針對(duì)課程的特點(diǎn)及存在的問題，本文系統(tǒng)地進(jìn)行了分析與研究。

首先，調(diào)整并優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)講解較為成熟的光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電原理，刪減部分不常見發(fā)電技術(shù)內(nèi)容，增加最新國(guó)家關(guān)于支持上述發(fā)電技術(shù)的政策及施工標(biāo)準(zhǔn)等方面的知識(shí)，做到密切聯(lián)系實(shí)際市場(chǎng)發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)。

其次，結(jié)合新建立的新能源發(fā)電與微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，充分整合并利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，增加實(shí)踐教學(xué)比例。強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的重要性，在熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)平臺(tái)的構(gòu)造后，給予學(xué)生充分信任，拆解并完整組裝實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)平臺(tái)，真正提高學(xué)生的動(dòng)手能力與工程實(shí)踐能力。

2 教學(xué)內(nèi)容調(diào)整與優(yōu)化

結(jié)合中原工學(xué)院實(shí)際情況，充分利用新建立的新能源發(fā)電與微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容所占比例，重點(diǎn)講解光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電原理及并網(wǎng)技術(shù)，刪減部分不常見的發(fā)電技術(shù)內(nèi)容。優(yōu)化理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)比例為1：1，通過增加實(shí)踐教學(xué)時(shí)數(shù)，提高學(xué)生的動(dòng)手及工程實(shí)踐能力。

調(diào)整后課堂教學(xué)主要包括四部分。

第一章：新能源發(fā)電技術(shù)綜述。通過查閱大量文獻(xiàn)，密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外新能源發(fā)電技術(shù)的最新研究進(jìn)展、產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)更新并整理授課內(nèi)容。同時(shí)，對(duì)那些對(duì)技術(shù)、行業(yè)發(fā)展做出里程碑式的領(lǐng)軍人物，以小故事的形式串到課堂中，講解他們從創(chuàng)業(yè)到成功的案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

第二章：光伏發(fā)電技術(shù)。了解太陽電池種類及最新太陽電池研究進(jìn)展，熟悉國(guó)內(nèi)外著名太陽電池研發(fā)機(jī)構(gòu)及廠商。重點(diǎn)講解目前市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的硅基太陽能電池發(fā)電基本原理、電池片及組件制造流程，熟練掌握離網(wǎng)、并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)組成及設(shè)計(jì)原理，增加光伏發(fā)電工程案例教學(xué)內(nèi)容。

第三章：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。了解風(fēng)力發(fā)電及風(fēng)機(jī)構(gòu)造演變的歷史，熟悉國(guó)內(nèi)外知名的風(fēng)機(jī)制造商。重點(diǎn)講解市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的雙饋異步變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電原理、組成及構(gòu)造，掌握風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)電機(jī)組、傳動(dòng)軸等關(guān)鍵組成部分的構(gòu)造及工作原理，引入風(fēng)力發(fā)電廠工程案例教學(xué)內(nèi)容。

第四章：新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)。本章主要講解國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)，重點(diǎn)介紹目前國(guó)內(nèi)已頒布的關(guān)于光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。熟悉由上述發(fā)電形式構(gòu)成的分布式發(fā)電電網(wǎng)的特點(diǎn)，掌握光伏發(fā)電和風(fēng)電廠設(shè)計(jì)及施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。同時(shí)介紹國(guó)內(nèi)外關(guān)于鼓勵(lì)光伏和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持和優(yōu)惠政策，及時(shí)了解國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的美好未來和發(fā)展前景。

3 教學(xué)改革與實(shí)踐

啟發(fā)與討論并重 拋開傳統(tǒng)的先入為主的授課方式，讓學(xué)生主動(dòng)參與并討論課堂所講內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性[3]。比如講解發(fā)電形式時(shí)，首先討論目前常用的交流電是怎么產(chǎn)生的？（三相發(fā)電機(jī)組）而光伏發(fā)電產(chǎn)生的是什么電，直流電還是交流電？首先讓學(xué)生從感官上認(rèn)識(shí)到，它沒有三相發(fā)電機(jī)組，所以產(chǎn)生的電只能是直流電；要讓直流電變成常用的交流電，必須要用逆變器這個(gè)中間“橋梁”，才能并入電網(wǎng)使用。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身包含三相發(fā)電機(jī)組，可以產(chǎn)生交流電，直接可以并網(wǎng)使用。通過引入“交流電是怎么產(chǎn)生的”這樣一個(gè)問題，啟發(fā)學(xué)生聯(lián)系已學(xué)知識(shí)參與問題的回答與討論，讓學(xué)生很快理解并掌握光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電發(fā)電形式的區(qū)別，以及逆變器的原理等，從而增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。

提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)與撰寫報(bào)告能力 在教學(xué)過程中，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)并撰寫報(bào)告的形式給學(xué)生布置作業(yè)。將學(xué)生分為若干個(gè)項(xiàng)目小組，任命一個(gè)小組組長(zhǎng)（5～7人）。針對(duì)同一個(gè)講課專題，如講完光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，要求每個(gè)項(xiàng)目組獨(dú)立完成一個(gè)100 W太陽能LED路燈設(shè)計(jì)報(bào)告，并做出10分鐘PPT演示匯報(bào)。

首先，提供給學(xué)生一個(gè)設(shè)計(jì)思路，如圖1所示，整體了解完成此項(xiàng)目都需要哪些知識(shí)？怎么獲取這些知識(shí)？借助圖書館、互聯(lián)網(wǎng)、MOOC等學(xué)習(xí)資源查閱教材、文獻(xiàn)等[4]，有目的地選擇性快速學(xué)習(xí)項(xiàng)目所需知識(shí)。

其次，項(xiàng)目組長(zhǎng)安排小組成員分工協(xié)作，在一定期限內(nèi)，按照一定格式共同完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告。

最后，每個(gè)項(xiàng)目小組長(zhǎng)在課堂上演示匯報(bào)本小組成員的設(shè)計(jì)成果，全體學(xué)生參與討論，并評(píng)出最好的設(shè)計(jì)作品。

授課教師提供總體設(shè)計(jì)思路并把握設(shè)計(jì)方向，學(xué)生負(fù)責(zé)具體設(shè)計(jì)工作。通過完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，不但增強(qiáng)了學(xué)生獲取、分析和利用新知識(shí)的能力，歸納、總結(jié)、表達(dá)知識(shí)的能力，而且鍛煉了思維共享、團(tuán)隊(duì)合作、交流溝通等能力。更重要的是培養(yǎng)學(xué)生在面對(duì)新的問題時(shí)，如何發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題并創(chuàng)造性地解決問題的能力，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)及工作奠定基礎(chǔ)。

案例教學(xué) 為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，那些對(duì)技術(shù)、行業(yè)發(fā)展做出里程碑式的領(lǐng)軍人物，以小故事的形式串講到課堂中，講解他們從創(chuàng)業(yè)到成功的案例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。如在談到最近的研究熱點(diǎn)——無線輸電技術(shù)時(shí)，不得不談到20世紀(jì)被遺忘的巨人——特斯拉，這個(gè)交流電、交流發(fā)電機(jī)和無線輸電技術(shù)的發(fā)明人與奠基人。由于特斯拉發(fā)明的無線輸電裝置在當(dāng)時(shí)遭到破壞，一直到今天，仍無法重復(fù)遠(yuǎn)距離無線輸電技術(shù)。通過了解當(dāng)時(shí)的歷史背景，還讓學(xué)生明白，從交流電產(chǎn)生的那一刻起，直流輸電技術(shù)和交流輸電技術(shù)就一直存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系（愛迪生與特斯拉的故事）。以小故事為載體，講解無線輸電技術(shù)、交流電以及兩種輸電技術(shù)的發(fā)展歷史、未來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生求知欲望，從而增強(qiáng)教學(xué)效果。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

結(jié)合新能源發(fā)電與微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，建立新能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，讓學(xué)生獨(dú)立自主地完成實(shí)驗(yàn)。如圖2所示光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)（偉創(chuàng)晶V-Ets-solar-

IV），通過該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)、鞏固：1）太陽電池發(fā)電原理以及影響光電轉(zhuǎn)換效率的因素等；2）光伏發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)；3）光伏發(fā)電離網(wǎng)系統(tǒng)的組成部分、作用及工作原理，如太陽能控制器、離網(wǎng)逆變器、蓄電池。

圖3為小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)平臺(tái)（偉創(chuàng)晶V-SUN-

400），該系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池和監(jiān)控軟件單元組成。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由模擬風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成，尾舵偏航控制與風(fēng)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)由西門子PLC控制實(shí)現(xiàn)。光伏發(fā)電由模擬光源與跟蹤系統(tǒng)組成。監(jiān)控軟件可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)電、用電與環(huán)境參數(shù)等信息，實(shí)時(shí)對(duì)模擬光源、光伏跟蹤、模擬風(fēng)場(chǎng)與側(cè)風(fēng)偏航等進(jìn)行遙控。

通過該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)、鞏固：1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理、組成及結(jié)構(gòu)；2）由風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、蓄電池組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)工作原理、組成；3）通過PLC編

程，自動(dòng)跟蹤模擬光源，使光伏組件輸出功率最大；4）太陽能控制器、光伏逆變器的結(jié)構(gòu)與原理。

由于該實(shí)訓(xùn)裝置屬于開放、外露式平臺(tái)，學(xué)生可以自由拆卸并安裝實(shí)驗(yàn)裝置上面的光伏電池組件、控制器、逆變器、繼電器、線路等，熟悉系統(tǒng)各個(gè)組成部分的工作原理及作用，親身接觸、認(rèn)識(shí)、熟悉相關(guān)的電子元器件、設(shè)備等。學(xué)生可以依據(jù)個(gè)人興趣和知識(shí)能力，在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，擴(kuò)展并開拓新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

5 總結(jié)

新能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的知識(shí)覆蓋面廣、技術(shù)種類復(fù)雜等，需要結(jié)合中原工學(xué)院實(shí)際情況，通過課程內(nèi)容和教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的調(diào)整、優(yōu)化和整合，使教學(xué)內(nèi)容和方法更加符合該課程的特點(diǎn)和要求，同時(shí)教學(xué)效果得到改善和增強(qiáng)，主要體現(xiàn)在：

1）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件，重點(diǎn)講解光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電知識(shí)，兼具一定的廣度和深度；

2）改革后學(xué)生上課積極性和互動(dòng)性明顯提高，學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變到主動(dòng)參與、討論所學(xué)知識(shí)；

3）通過增加實(shí)踐教學(xué)比例，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性得到提高，動(dòng)手能力得到進(jìn)一步鍛煉，進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，更重要的是培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題并創(chuàng)造性地解決問題的能力。

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