翻轉(zhuǎn)課堂在“光伏發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

?陳瑩

[摘 要]光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)需要大量具有相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人才，重要專(zhuān)業(yè)課程“光伏發(fā)電技術(shù)”教學(xué)方法改革不可避免。該文從課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)探索了翻轉(zhuǎn)課堂在“光伏發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)中的應(yīng)用，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，快樂(lè)學(xué)習(xí)，建立高效學(xué)習(xí)模式，提高學(xué)生的分析和實(shí)踐能力。

[關(guān)鍵詞]翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué)改革;光伏發(fā)電技術(shù)

[基金項(xiàng)目]2017年度國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“大面積高質(zhì)量WS2薄膜的可控生長(zhǎng)及光電性能研究”（21701041）;2017年度湖北工業(yè)大學(xué)“WS2/WTe2異質(zhì)結(jié)的可控生長(zhǎng)及光電性能研究”（BSQD20170101）

[作者簡(jiǎn)介]陳 瑩（1985—），女，湖北武漢人，工科博士，湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院講師，碩士生導(dǎo)師，主要從事光伏發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)能電池和光電探測(cè)器研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）33-0287-02[收稿日期] 2020-03-31

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)起步雖然較晚，但呈現(xiàn)出了迅速發(fā)展的勢(shì)頭。尤其是“十五”期間，我國(guó)在光伏發(fā)電技術(shù)研究工作是先后通過(guò)了“國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃”“科技攻關(guān)”計(jì)劃，開(kāi)展了晶體硅高效電池、非晶體硅薄膜電池、晶硅薄膜電池等及其應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究，大幅度提高了光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)水平，快速縮短了光伏發(fā)電制造業(yè)和國(guó)際水平之間的差距。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，市場(chǎng)急需大量光伏人才。“光伏發(fā)電技術(shù)”是電氣工程新能源方向的重要專(zhuān)業(yè)課，課程培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生未來(lái)能夠成為光伏行業(yè)中的高級(jí)電氣工程師，傳統(tǒng)“光伏發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)模式已無(wú)法跟上教育現(xiàn)代化的步伐?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代下，新教育理念和新技術(shù)百花齊放，線上線下三位一體教學(xué)形式日益成熟，特別是翻轉(zhuǎn)課堂已成為國(guó)內(nèi)外教育改革的時(shí)尚標(biāo)，為教與學(xué)的發(fā)展提供了新思路。將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于“光伏發(fā)電技術(shù)”課程，強(qiáng)化師生、生生間的互動(dòng)，讓學(xué)生在感知樂(lè)趣中進(jìn)入主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，夯實(shí)理論基礎(chǔ)，提升實(shí)踐創(chuàng)新能力。

一、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂，也可稱(chēng)之為“顛倒課堂”，是指重新合理調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，教師不再“滿(mǎn)堂灌”式的占用課堂時(shí)間講授知識(shí)，而是學(xué)生在課前通過(guò)觀看視頻講座、微課、電子書(shū)等形式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，他們可以在線下或線上與其他同學(xué)討論，也可以查閱相關(guān)材料。課堂上，學(xué)生能夠主動(dòng)的基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，獲得更深層次的理解。課后，學(xué)生能夠自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)節(jié)奏。整個(gè)過(guò)程中，教師采用講授法和協(xié)作法來(lái)滿(mǎn)足學(xué)生的需求，能有更多的時(shí)間與每個(gè)人交流，幫助和督促學(xué)生完成個(gè)性化學(xué)習(xí)[1]。翻轉(zhuǎn)課堂可以讓傳統(tǒng)課堂教學(xué)從枯燥乏味變得更具趣味性和參與性。

二、光伏發(fā)電技術(shù)課程教學(xué)模式現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)“光伏發(fā)電技術(shù)”課程多是圍繞教材展開(kāi)，教學(xué)大綱陳舊，脫離生活實(shí)際，無(wú)法跟上光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的步伐。而且教學(xué)內(nèi)容理論偏多，由于缺乏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，大多數(shù)學(xué)生沒(méi)有條件親手做實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐和分析能力都無(wú)法得到鍛煉[2]。教學(xué)模式傳統(tǒng)單一化。目前，大部分高?！肮夥l(fā)電技術(shù)”課程采用的是多媒體與板書(shū)相結(jié)合式的教學(xué)方法，“滿(mǎn)堂灌”式的教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中，授課教材固定、授課地點(diǎn)固定、考核方式固定，導(dǎo)致課程教學(xué)缺乏趣味性和實(shí)用性，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。總的來(lái)說(shuō)，在當(dāng)前教學(xué)模式下，學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力都無(wú)法得到提升，導(dǎo)致走上工作崗位后，面對(duì)實(shí)際項(xiàng)目感到不知所措。因此，對(duì)“光伏發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)模式進(jìn)行改革是十分必要的。

三、翻轉(zhuǎn)課堂在光伏發(fā)電技術(shù)課程教學(xué)模式中的應(yīng)用

1.翻轉(zhuǎn)課堂下的課前自主學(xué)習(xí)?！肮夥l(fā)電技術(shù)”課程涉及原理概念多，各個(gè)原理雖以光伏發(fā)電系統(tǒng)為實(shí)例，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)包含的關(guān)鍵部分，如太陽(yáng)能電池組件、儲(chǔ)能單元、控制器、逆變器和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，都有或具體或簡(jiǎn)略的介紹，但還是比較抽象，體系龐大，學(xué)生難以將書(shū)本上涉及的原理與實(shí)際器件相結(jié)合，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)無(wú)法全面、深刻、系統(tǒng)的進(jìn)行學(xué)習(xí)[3]。如果僅靠教師課堂教學(xué)，短短時(shí)間內(nèi)，學(xué)生很難將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。教師可以應(yīng)用“翻轉(zhuǎn)課堂”過(guò)程優(yōu)化“光伏發(fā)電技術(shù)”課程的課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，以明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生自主高效學(xué)習(xí)光伏發(fā)電技術(shù)新的知識(shí)點(diǎn)。以“太陽(yáng)能電池組件”為例，教師可以先分析這一章在整個(gè)課程中的地位和作用，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生能力，采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，引導(dǎo)學(xué)生的課前自學(xué)環(huán)節(jié)。教師從學(xué)生的角度出發(fā)，搜尋、篩選和整理網(wǎng)絡(luò)中難度適宜的慕課、視頻講座，電子書(shū)和行業(yè)最新動(dòng)態(tài)等，也可以自己錄制相關(guān)微視頻，讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)，完成預(yù)習(xí)任務(wù)，明確太陽(yáng)能電池組件章節(jié)的重難點(diǎn)。教師可以通過(guò)QQ，微信，課程網(wǎng)站等互動(dòng)平臺(tái)，上傳課程預(yù)習(xí)材料，學(xué)生利用課前時(shí)間，通過(guò)電腦，手機(jī)等設(shè)備，自主反復(fù)觀看學(xué)習(xí)微課，學(xué)習(xí)和掌握章節(jié)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過(guò)程中，線上與教師、小組成員或其他同學(xué)進(jìn)行交流討論，解決課前自主學(xué)習(xí)時(shí)遇到的問(wèn)題，也可以記錄自己無(wú)法解決的問(wèn)題或者疑惑，明確課堂上聽(tīng)課的重點(diǎn)。在完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)的過(guò)程中，初步認(rèn)識(shí)太陽(yáng)能電池的工作原理和特性，太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)過(guò)程，太陽(yáng)能電池組件及方陣，提高學(xué)習(xí)效果。

2.翻轉(zhuǎn)課堂下的課中探索合作。翻轉(zhuǎn)課堂模式下的課上教學(xué)，教師可以調(diào)整教學(xué)過(guò)程中的教與學(xué)的比例，不再僅僅是基礎(chǔ)理論的教授，更多的是答疑解惑，是讓知識(shí)點(diǎn)鞏固，能與實(shí)踐相結(jié)合的過(guò)程。教師可以根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況和學(xué)生素質(zhì)制定教學(xué)計(jì)劃，對(duì)于較難理解的內(nèi)容，課內(nèi)引導(dǎo)學(xué)習(xí)掌握，而對(duì)于較簡(jiǎn)單的內(nèi)容，則課后檢測(cè)學(xué)習(xí)效果即可。課堂上，教師可以營(yíng)造輕松、積極向上的學(xué)習(xí)討論氛圍，提供個(gè)性化的教學(xué)，可以通過(guò)案例提示，發(fā)布小項(xiàng)目、成果展示等形式，讓學(xué)生在合作探究的過(guò)程中進(jìn)行良好的互動(dòng)，提高分析和創(chuàng)新能力，達(dá)到真正的學(xué)習(xí)目標(biāo)。以“逆變器認(rèn)識(shí)與測(cè)試”小節(jié)為例，教師可以提前在線上或者互動(dòng)平臺(tái)等，發(fā)布預(yù)習(xí)材料和預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生以小組的形式匯報(bào)課前自主學(xué)習(xí)的情況，然后總結(jié)歸納，將不同層次學(xué)生反饋的學(xué)習(xí)問(wèn)題，讓各小組學(xué)生組內(nèi)和組間深入思考，同時(shí)進(jìn)行討論和交流，適時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)、啟發(fā)，確保小組合作及討論交流有序進(jìn)行。然后，教師要鼓勵(lì)各小組同學(xué)大膽回答問(wèn)題，說(shuō)出討論結(jié)果或自己的想法。教師可以在點(diǎn)評(píng)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”和多媒體設(shè)備輔助翻轉(zhuǎn)課堂模式下的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)。最后，教師可以通過(guò)光伏逆變器電路搭建的案例進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生通過(guò)小組討論等形式，選出正確的逆變器，幫助學(xué)生鞏固逆變器參數(shù)指標(biāo)及功能的知識(shí)點(diǎn)，提升分析合作能力。

3.翻轉(zhuǎn)課堂下的課后總結(jié)評(píng)價(jià)。翻轉(zhuǎn)課堂模式完全打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，如何對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、教師的教學(xué)效果進(jìn)行全面客觀的評(píng)價(jià)值得研究。傳統(tǒng)的筆試為主，平時(shí)表現(xiàn)為輔的考核形式無(wú)法全面客觀評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。學(xué)生的課前自學(xué)態(tài)度，知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，課堂討論的參與情況，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的開(kāi)展情況，課后的探究表現(xiàn)等都應(yīng)該列入考核評(píng)價(jià)體系中[4]。因此，課后總結(jié)評(píng)價(jià)也是翻轉(zhuǎn)課堂中不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一。教師需要在翻轉(zhuǎn)課堂課后總結(jié)和評(píng)價(jià)教學(xué)效果，在反思中改進(jìn)課堂教學(xué)質(zhì)量，合理布置課后作業(yè)，讓學(xué)生在課后通過(guò)自評(píng)、生生互評(píng)、師生互評(píng)等多元化形式進(jìn)行評(píng)價(jià)，提高分析總結(jié)能力，查漏補(bǔ)缺夯實(shí)理論基礎(chǔ)，鍛煉實(shí)踐能力等。以“太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)”為例，教師可以根據(jù)學(xué)生課前自學(xué)情況和課上討論表現(xiàn)，將課后總結(jié)和評(píng)價(jià)相結(jié)合，反思優(yōu)化后續(xù)課程。教師課后可以布置相關(guān)拓展作業(yè)，例如：讓學(xué)生選擇任意地區(qū)某處住所，采用5只20W的電燈每天使用6h和一臺(tái)電冰箱200W，每天使用時(shí)間為12h，保證供電時(shí)間10天，需要如何采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)供電？讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)，然后通過(guò)自評(píng)，互評(píng)和師評(píng)結(jié)合歸納總結(jié)知識(shí)體系，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的效果。

四、總結(jié)

光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)是國(guó)家持續(xù)推廣的新能源產(chǎn)業(yè)，各省市也不斷涌現(xiàn)出光伏類(lèi)的相關(guān)企業(yè)，因此，需要大量的光伏新興人才?！肮夥l(fā)電技術(shù)”課程較為全面地普及了光伏發(fā)電系統(tǒng)知識(shí)，在課前、課中和課后環(huán)節(jié)中引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，可以讓課程變得生動(dòng)有趣，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的分析和實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉娟.翻轉(zhuǎn)課堂在應(yīng)用技術(shù)型本科院校稅法課程中的應(yīng)用[J].教育方法，2015，（5）：40，77.

[2]陳瑩.成果導(dǎo)向教育（OBE）理論在“光伏發(fā)電技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐探索[J].教育教學(xué)論壇，2020，（1）：200-201.

[3]羅宇強(qiáng)，顏曉娟.“太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)方式探討[J].教育觀察，2014，（3）：77-78.

[4]李俊.提高翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)成效的策略研究[J].教育教學(xué)論壇， 2017，（23）：249-250.

Research of Flipped Classroom in Photovoltaic Technology Course Teaching

CHEN Ying

（School of Science， Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068， China）

Abstract： Photovoltaic industry is developing rapidly. The enterprises need a large number of talents with relevant professional knowledge. Photovoltaic Technology course is an important professional course. Its teaching method reform is inevitable. This paper explores the application of flipped classroom in the course of Photovoltaic Technology from three links before， during and after class. This research can let the students learn actively， establish an efficient learning model and improve the students' analysis and practical ability.

Key words： flipped classroom; teaching reform; Photovoltaic Technology