摘要:在當今能源短缺的現(xiàn)狀下,各國都加緊了發(fā)展光伏的步伐。新能源發(fā)電技術(shù)因其環(huán)保、低碳等諸多優(yōu)勢能夠有效應(yīng)對能源與環(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,光伏發(fā)電被認為是未來最有發(fā)展前景的可再生能源,在新能源發(fā)電領(lǐng)域的專業(yè)化人才培養(yǎng)事關(guān)國民經(jīng)濟發(fā)展和能源戰(zhàn)略安全,是教育教學(xué)的一項重要工作。文章全面講述了“新能源發(fā)電技術(shù)"教學(xué)過程中,
對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式,課程項目、研究報告等手段,并在多個方面有所突破和創(chuàng)新,構(gòu)建理論與實踐相結(jié)合、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、激勵自主學(xué)習(xí)、提升了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,以滿足創(chuàng)新型人才。
21世紀以來,人類社會面臨著嚴重的能源短缺和環(huán)境污染。傳統(tǒng)能源中的煤炭、石油、天然氣等化石能源將在不遠的將來耗盡,而化石能源在燃燒過程中對環(huán)境會造成極大污染。研究開發(fā)清潔的可再生新能源與能源轉(zhuǎn)換技術(shù),不僅成為科技界的當務(wù)之急,而且上升到了經(jīng)濟和戰(zhàn)略安全的范疇。培養(yǎng)這方面的人才更是重中之重。目前,我國部分高校的相關(guān)專業(yè)已在高年級開設(shè)課程“新能源發(fā)電技術(shù)",其目的在于幫助學(xué)生比較全面地了解和基本掌握除常規(guī)發(fā)電形式以外的能源利用形式及其相關(guān)技術(shù),特別是新能源發(fā)電技術(shù)的前沿動態(tài),在拓寬學(xué)生新能源利用領(lǐng)域知識面的同時,進一步增強學(xué)生投身新能源領(lǐng)域建設(shè)的使命感和責(zé)任感。
“新能源發(fā)電技術(shù)"作為新開課程,開設(shè)伊始存在教學(xué)經(jīng)驗不足、教學(xué)反響缺失等問題。同時,“新能源發(fā)電技術(shù)"課程屬于高年級學(xué)生的專業(yè)選修課,本身就存在學(xué)時少、授課內(nèi)容多,學(xué)生不重視等固有問題。針對上述問題,筆者通過兩年的教學(xué)實踐,對所授的電氣工程專業(yè)的選修課“新能源發(fā)電技術(shù)"的教學(xué)做了較為系統(tǒng)的研究,主要針對教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進行了革新與優(yōu)化。
一、先進的新能源教學(xué)理念:
作為一門新技術(shù)主導(dǎo)的課程,其知識內(nèi)容更新速度很快。因此,教師需要用先進的教學(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)理論認為學(xué)生的知識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)者的主動建構(gòu)知識的能力。并且,由于知識是由學(xué)習(xí)者主動建構(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)生接受新知識的能力、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新能力作為改進教學(xué)方法的出發(fā)點和目標,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),改變以往實驗教學(xué)的“驗證性",逐漸向?qū)W生自主設(shè)計課題的“創(chuàng)新性"轉(zhuǎn)變。發(fā)展學(xué)生的求異思維,激勵學(xué)生的求知欲和想象力,充分發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和能力。
二、更新的新能源教學(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)作為主要講授對象,而將生物質(zhì)能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等作為介紹對象加以補充。
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,因此新能源教學(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,讓學(xué)生充分接觸各種知識,拓寬視野,了解科技前沿的最新動態(tài),激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。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)生相對缺乏的知識儲備。因此,如何系統(tǒng)高效的介紹相關(guān)的基礎(chǔ)知識并摒棄冗余部分是問題的關(guān)鍵。為此,筆者精選了德國聯(lián)邦風(fēng)能聯(lián)合會的技術(shù)手冊,結(jié)合部分國內(nèi)教材重新編寫了課程講義。德國聯(lián)邦風(fēng)能聯(lián)合會的技術(shù)手冊深入淺出、圖文并茂,科普性和前沿性并重,非常適合電氣工程專業(yè)的高年級學(xué)生。同時,筆者利用發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)平臺選取了部分專業(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)與時俱進的高質(zhì)量人才。
三、創(chuàng)新新能源的方法手段:
創(chuàng)新性的新能源教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容必須要通過相應(yīng)的教學(xué)方法與手段來實現(xiàn)。在新能源教學(xué)手段上,使用現(xiàn)代化的教育技術(shù)和手段,進一步重視教育資源的開發(fā)和利用,以增強教學(xué)效果,擴大每一堂課的教學(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,融實驗和多媒體教學(xué)等多種方法于一體。
實踐環(huán)節(jié)的教學(xué),以學(xué)生實踐動手為主,教師指導(dǎo)為輔的模式。針對學(xué)生對新能源發(fā)電技術(shù)模型有一定距離感這一特點,搭建了太陽能光伏發(fā)電和小型風(fēng)機發(fā)電的實驗平臺,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗,重點培養(yǎng)學(xué)生運用知識和動手解決新能源技術(shù)工程實踐問題的能力,使理論聯(lián)系實際并運用于實際。
“新能源發(fā)電技術(shù)"課程內(nèi)容較多而學(xué)時有限。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。筆者在教學(xué)實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)展進程的教學(xué)內(nèi)容,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;同時,新能源課程的教學(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,加強了師生學(xué)術(shù)交流和課程討論,與學(xué)生及時溝通,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,營造自主學(xué)習(xí)的條件,強化創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
四、靈活的考核方式:
新能源考核環(huán)節(jié)作為教學(xué)活動的有機組成部分,是整個教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)之一。長期的實踐證明,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,檢查他們對所學(xué)知識、方法和技能的理解、掌握及運用情況,既是評定學(xué)生學(xué)習(xí)成績的有效手段,也是檢驗新能源教學(xué)效果、取得反饋信息、改進和提高教學(xué)質(zhì)量、推進教學(xué)改革的主要途徑?!靶履茉窗l(fā)電技術(shù)"作為電氣工程專業(yè)高年級學(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。考試雖有其合理性,卻束縛了學(xué)生的發(fā)散思維,忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的考查。對于專業(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)實踐中,采取了平時考核與期末考核相結(jié)合的方式。在平時授課過程中,隨機提問、討論課上發(fā)言等作為平時成績。在期末考核中,同時提供新能源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)會議進行宣讀且答辯,以考查學(xué)生運用知識、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)生在準備論文的過程中,需要查閱查閱一定數(shù)量的文獻,通過對文獻的綜合分析,提煉自己的觀點,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,對課程的教學(xué)實行了動態(tài)的考察與過程管理,有效地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
五、新能源教學(xué)成果:
通過上述的新能源教學(xué)改革和實踐,學(xué)生提高了對“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明顯增加,能夠主動查閱相關(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)揮了主觀能動性,選題范圍比較寬,對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)文獻的查閱和學(xué)習(xí),具備了一定的知識儲備之后,能夠系統(tǒng)的形成具有一定獨立見解的論文。論文答辯過程中,學(xué)生的知識得到進一步的強化,綜合能力也得到了鍛煉。課后調(diào)查中,學(xué)生普遍對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?!靶履茉窗l(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、加強實驗環(huán)節(jié)、強化創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力?!靶履茉窗l(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,加強設(shè)計型的實驗實踐環(huán)節(jié)等,這些都有待于今后不斷探索實踐與創(chuàng)新改進。
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