翻轉(zhuǎn)式項(xiàng)目導(dǎo)向型的新能源發(fā)電課程教學(xué)探究

傳統(tǒng)化石能源資源日益枯竭，全球?qū)δ茉窗踩男枨笈c日俱增。新能源作為可再生且清潔的能源形式，正成為推動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展的重要選擇。同時(shí)，全球環(huán)境污染和氣候變暖等問題日益嚴(yán)重，發(fā)展清潔能源已然成為解決這些環(huán)境問題的重要途徑。新能源發(fā)電因其低碳排放、環(huán)保無污染的特性而備受關(guān)注?；诖?，各國紛紛出臺(tái)一系列支持新能源發(fā)展的政策措施，如補(bǔ)貼、產(chǎn)業(yè)扶持、設(shè)定減排目標(biāo)等，大力推動(dòng)新能源發(fā)電的發(fā)展和應(yīng)用。為踐行減少溫室氣體排放、應(yīng)對(duì)氣候變化的國際承諾，我國提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，加速推動(dòng)清潔能源替代傳統(tǒng)能源。受益于技術(shù)進(jìn)步和政策扶持，我國光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等新能源技術(shù)取得創(chuàng)新性突破，新能源發(fā)電成本逐漸降低，發(fā)電效率不斷提高，推動(dòng)了新能源產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。從目前的發(fā)展趨勢(shì)來看，我國新能源發(fā)電領(lǐng)域正逐漸成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力源泉，不僅能帶動(dòng)大眾就業(yè)，還能推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。立足于全球能源與環(huán)境新形勢(shì)，在能源需求、環(huán)境保護(hù)、技術(shù)進(jìn)步、政策扶持、經(jīng)濟(jì)利益以及“雙碳”目標(biāo)等多方面因素的共同推動(dòng)下，新能源發(fā)電技術(shù)正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)，儼然已成為推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的重要力量。在此背景下，新能源發(fā)電作為一門專業(yè)選修課程，旨在幫助學(xué)生掌握新能源發(fā)電的基本理論知識(shí)，了解更多新能源發(fā)電應(yīng)用實(shí)例，進(jìn)一步加深對(duì)能源科學(xué)技術(shù)的理解，拓寬他們的知識(shí)視野。

一、課程設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)。學(xué)生能夠掌握風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等知識(shí)，同時(shí)深入了解其他各類新能源發(fā)電技術(shù)。

2.能力目標(biāo)。學(xué)生具備按照要求查閱文獻(xiàn)資料的能力，能夠建立系統(tǒng)模型，并進(jìn)行簡單的工程分析與計(jì)算機(jī)仿真。

3.素質(zhì)目標(biāo)。將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)與素質(zhì)提升相結(jié)合，在學(xué)生學(xué)習(xí)新能源發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的過程中，使其掌握新能源裝備發(fā)電技術(shù)的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，強(qiáng)化其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、尊重科學(xué)、精益求精的職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。

（二）教學(xué)內(nèi)容

以發(fā)電類別為例，具體涵蓋以下教學(xué)內(nèi)容。1.太陽能發(fā)電技術(shù)：通過光伏電池將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能。2.風(fēng)能發(fā)電技術(shù)：利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)力動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。3.水能發(fā)電技術(shù)：將水流或水位差產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，包括水輪機(jī)發(fā)電、潮汐能發(fā)電、波浪能發(fā)電等。4.地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)：利用地球內(nèi)部的地?zé)崴蛘羝?qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組，從而產(chǎn)生電能。5.生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)：通過氣化或發(fā)酵等過程，利用廢棄物及農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)獲取能量用于發(fā)電。6.海洋能發(fā)電技術(shù)：利用海洋的天然動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電，如潮汐能發(fā)電、波浪能發(fā)電和海流能發(fā)電等。7.核能發(fā)電技術(shù)：依靠核反應(yīng)堆釋放的熱能，通過蒸汽循環(huán)轉(zhuǎn)化為電能。

（三）翻轉(zhuǎn)式項(xiàng)目導(dǎo)向型學(xué)習(xí)安排

一方面，采用翻轉(zhuǎn)式教學(xué)，創(chuàng)新優(yōu)化教學(xué)流程。相較于以教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)課堂教學(xué)，翻轉(zhuǎn)式教學(xué)兼顧課下自主學(xué)習(xí)和課上互動(dòng)討論及實(shí)踐活動(dòng)，意在為學(xué)生提供定制化、個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑，增進(jìn)學(xué)生間的互動(dòng)與協(xié)作，提升他們的學(xué)習(xí)能力。具體而言，課下，學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。課上，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與課堂活動(dòng)，引導(dǎo)他們相互討論、提問并開展協(xié)作。同時(shí)，為學(xué)生提供更多時(shí)間和機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)踐，通過解決問題、討論案例等多元化方式，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和批判性思維能力。另一方面，采用項(xiàng)目導(dǎo)向型教學(xué)，解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)側(cè)重于知識(shí)傳授，卻忽視培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的弊端。它以學(xué)生參與項(xiàng)目為核心，通過團(tuán)隊(duì)合作、問題解決和實(shí)踐應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。具體來說，關(guān)注學(xué)生實(shí)踐能力的養(yǎng)成，讓學(xué)生在參與項(xiàng)目和解決問題的過程中積累經(jīng)驗(yàn)，提升實(shí)踐操作能力。同時(shí)，讓學(xué)生在與他人合作完成項(xiàng)目的過程中掌握高效的溝通技巧，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。此外，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新思維，引導(dǎo)學(xué)生將課堂所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工程實(shí)例相結(jié)合，真正做到學(xué)以致用，確保學(xué)生所掌握的知識(shí)更具實(shí)用性與可操作性。

二、教學(xué)實(shí)施

在新能源發(fā)電課程教學(xué)中，教師以太陽能發(fā)電工程設(shè)計(jì)和生物質(zhì)能發(fā)電工程設(shè)計(jì)作為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)展示案例，具體做法如下。

（一）太陽能發(fā)電工程設(shè)計(jì)

1.選址：從實(shí)際案例出發(fā)，選擇日照充足、地質(zhì)條件穩(wěn)定的區(qū)域作為建設(shè)場地。2.太陽能電池組件選型：綜合考慮系統(tǒng)匹配性、經(jīng)濟(jì)成本、使用壽命以及發(fā)電效率等因素，科學(xué)選擇組件類型。3.支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)既穩(wěn)固又能與環(huán)境相適配的光伏支架，以保障組件安全，降低后期維護(hù)成本。4.陣列布局：優(yōu)化光伏板的布局和朝向，通過采用跟蹤系統(tǒng)、多級(jí)布局等方式，最大限度地提高發(fā)電效率。5.接線與配電：合理規(guī)劃光伏組件的串并聯(lián)關(guān)系，減少電能損耗，從而節(jié)約成本。6.逆變器選擇：選擇合適的逆變器，確保供電可靠性，提升電壓穩(wěn)定性，增強(qiáng)故障保護(hù)能力，降低運(yùn)維成本。7.監(jiān)控與安全維護(hù)：實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，確保安全運(yùn)行。8.環(huán)境影響評(píng)價(jià)：預(yù)測并防范潛在的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。9.法律法規(guī)遵循：嚴(yán)格遵循國家和地方在土地利用、環(huán)境保護(hù)等方面的政策法規(guī)。

（二）生物質(zhì)能發(fā)電工程設(shè)計(jì)

1.生物質(zhì)資源可持續(xù)性評(píng)估：對(duì)發(fā)電所需的生物質(zhì)資源展開全面評(píng)估，以此確保發(fā)電項(xiàng)目具備穩(wěn)定可靠的原料供應(yīng)，進(jìn)而保障發(fā)電項(xiàng)目的穩(wěn)定運(yùn)行。2.生產(chǎn)工藝可行性分析：對(duì)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源的全過程進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析。3.環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)遵循：在項(xiàng)目施工前，深人了解國家和當(dāng)?shù)仃P(guān)于工業(yè)廢棄物處理的政策，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)發(fā)電工程，減少環(huán)境污染。4.經(jīng)濟(jì)可行性研究：進(jìn)行全周期的投入、成本及收益綜合分析，確保項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上具有可行性。5.技術(shù)與設(shè)備選擇：全面評(píng)估當(dāng)前技術(shù)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，選取適用的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)和設(shè)備。6.社會(huì)接受度評(píng)估：進(jìn)行社會(huì)影響評(píng)估，考慮當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)工程建設(shè)和運(yùn)營的接受程度，確保項(xiàng)目能獲得當(dāng)?shù)鼐用窳己玫恼J(rèn)可和支持。7.安全與規(guī)范遵守：嚴(yán)格遵循相關(guān)安全操作規(guī)程和國家標(biāo)準(zhǔn)，確保生產(chǎn)過程安全穩(wěn)定，有效防范事故風(fēng)險(xiǎn)。

三、存在的問題與改進(jìn)建議

在新能源發(fā)電課程教學(xué)中存在以下問題。雖然大多數(shù)學(xué)生能夠在課下按照自己的節(jié)奏進(jìn)行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、理解并掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，然而部分缺乏積極性的學(xué)生可能在課下并未有效學(xué)習(xí)，導(dǎo)致團(tuán)隊(duì)在課上合作研討時(shí)，他們的課堂參與度不高，僅僅作為旁觀者，甚至敷衍了事。同時(shí)，由于學(xué)生在課堂上缺少足夠的時(shí)間去理解和掌握所學(xué)知識(shí)，往往對(duì)一些新概念感到疑惑不解。此外，教師在處理班級(jí)突發(fā)事件等特殊問題時(shí)，缺乏對(duì)學(xué)生的個(gè)性化指導(dǎo)，難以滿足學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求。針對(duì)上述問題，提出如下改進(jìn)建議。首先，教師應(yīng)為學(xué)生分配具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，杜絕學(xué)生“打醬油”的現(xiàn)象，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性與積極性。學(xué)生以小組形式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)式課堂的講解，教師和其他學(xué)生認(rèn)真聆聽。在講解過程中或結(jié)束后，教師對(duì)講解小組的學(xué)生進(jìn)行提問，以此提升學(xué)生的課堂參與度。其次，設(shè)置一系列課堂獎(jiǎng)罰措施，在活躍課堂氛圍的同時(shí)，促使學(xué)生自覺參與課堂活動(dòng)，幫助學(xué)生在輕松愉快的氛圍中掌握專業(yè)知識(shí)。最后，考慮到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣存在差異，教師應(yīng)特別關(guān)注那些在課堂上未能及時(shí)理解和掌握知識(shí)的學(xué)生，對(duì)他們實(shí)施個(gè)性化教學(xué)，盡可能做到因材施教，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

四、結(jié)語

推動(dòng)新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，是減少溫室氣體排放、應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必由之路。新能源發(fā)電課程應(yīng)緊跟時(shí)代前沿，高度契合能源電力領(lǐng)域各專業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，持續(xù)推進(jìn)課程教學(xué)改革。一方面，要注重以學(xué)生為中心，通過翻轉(zhuǎn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念，改變他們的學(xué)習(xí)方式。另一方面，強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)出為導(dǎo)向，借助項(xiàng)目案例教學(xué)和工程項(xiàng)目探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生解決新能源發(fā)電領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。

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責(zé)編：勉耘