申惠琪,朱永強
(華北電力大學電氣與電子工程學院,北京 102206)
為占據(jù)新能源產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點,我們必須從教育入手,大力培養(yǎng)新能源專業(yè)人才,否則將會制約我國新能源產業(yè)的發(fā)展。然而,“新能源發(fā)電技術”課程在國內高校缺乏現(xiàn)成的經驗可以參考,相關內容的專業(yè)教材相當少,課堂教學和輔導材料也都匱乏零散,這種現(xiàn)狀不利于教學質量的提高和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。
因此,需要編寫能反映新能源開發(fā)與利用及分布式發(fā)電技術等教學內容的專業(yè)教材,將學科的前沿科學技術與教學經驗成果反映到教材內容中,體現(xiàn)專業(yè)特色,滿足社會對新能源人才的需求[1]。
“新能源與分布式發(fā)電技術”課程,是對國內外新能源發(fā)電技術的最新研究成果的總結與介紹[2]。該課程要求盡量將最新的科技知識和教學成果組織到教材內容中,以體現(xiàn)專業(yè)特色,做到既滿足課堂教學的需要,又能便于學生的自學參考。
具體而言,該課程對教材有如下基本要求。
(1)知識內容要涵蓋新能源發(fā)電技術的各主要領域;如太陽能、風能、潮汐能、波浪能、海水溫差能、鹽差能、海流能、地熱能和生物質能等可再生新能源,還有氫能和燃料電池等能源利用新技術,以及多種能源互補利用、冷熱電聯(lián)產和分布式發(fā)電等綜合利用技術;
(2)要針對某一具體的新能源形式,包括其利用的歷史、資源及分布、利用形式與發(fā)展現(xiàn)狀等方面,對新能源發(fā)電技術形成整體知識體系;
(3)提供合適的實例,配備合理數(shù)量與難度的課后習題和思考題。
為了實現(xiàn)嚴謹實用的宗旨和體現(xiàn)易讀好教的理念,在編寫教材過程中需要從以下方面著手努力。
(1)事先做好調研,分析社會對從事新能源行業(yè)人才的能力需求,并征求相關師生的意見;
(2)組織一支在該領域教學與科研方面具有豐富經驗的編寫團隊,該團隊要具備高的可信度;
(3)廣泛收集相關文獻資料,力求反映最新數(shù)據(jù)和最新技術,充分體現(xiàn)課程特色;
(4)完善教材體系結構,配合教材編制豐富多彩的教學課件,采用多種教學形式使教材內容更加形象化。
該教材在內容設計上力求全面,涉及到新能源行業(yè)的幾乎所有熱點領域,已被列為“21世紀創(chuàng)新型人才培養(yǎng)規(guī)劃”教材。
教材總共分為十章。分別是:能源概述、太陽能及其利用、風能與風力發(fā)電、潮汐能與潮汐發(fā)電、海洋能多種發(fā)電技術、地熱能及其利用、生物質能及其利用、氫能和燃料電池、互補發(fā)電與綜合利用和分布式發(fā)電技術。
各章均從各類新能源的基本概念、特點、資源分布和發(fā)展歷史入手,引伸至該類新能源的利用形式與發(fā)電原理,并介紹該新能源目前在國內外的最新發(fā)展情況。形成了完整的知識結構框架,層次鮮明,且將新能源有關的各部分知識有機的組織起來。教材在形式設計上具有如圖1所示的特點。
(1)開篇提出問題,引導讀者快速建立相關知識體系的整體結構;
(2)明確教學目標和要求,利于讀者在學習過程中有的放矢,提高效率;
(3)推薦閱讀教材,幫助希望深入學習的讀者擴展知識;
(4)列出基本概念,便于讀者了解和集中復習重點概念;
(5)設置引例故事,建立讀者原有知識與新能源利用的聯(lián)系;
(6)介紹應用歷史,利于讀者理解能源的重要性和技術發(fā)展趨勢;
(7)說明資源情況,有助于讀者熟悉新能源的應用價值和發(fā)展遠景;
(8)詳述利用技術,讓讀者掌握新能源的利用方式和基本原理;
(9)提供實例,激發(fā)讀者興趣,促進感性認識。
圖1 教材形式設計上的特點
我們以教材第三章“風能與風力發(fā)電”為例,在開篇之前,給出了風輪、風力機、風力發(fā)電、風電場、偏航系統(tǒng)和葉尖速比等基本概念,為學習風能知識打下基礎。開篇處即提出以下問題:“人類從何時開始懂得對風能的利用?又是如何利用風能的?風力發(fā)電的原理是怎樣的?風力發(fā)電的設備是什么樣的?風力發(fā)電能達到什么樣的規(guī)模?風力發(fā)電的發(fā)展狀況如何?”。籍此引發(fā)讀者的思考,并引導讀者快速建立知識體系結構。然后用表格的形式作出教學要求,突出重點,讓讀者在閱讀時可做到有的放矢。在推薦閱讀資料部份,列舉了兩本學習風電相關知識的優(yōu)秀書籍,供讀者參考。
《新能源與分布式發(fā)電技術》教材在新能源知識體系完整、層次分明的基礎之上,加入了一些激發(fā)學生學習興趣的特色內容,主要包括如下內容。
(1)世界之最和中國之最:幫助拓寬讀者的視野,完善讀者的知識體系;
(2)小檔案和小知識提示:是對相關知識的進一步開發(fā)和利用,幫助讀者理解知識難點,擴大了教學信息量,豐富教學內容;
(3)趣聞和發(fā)現(xiàn)故事:激發(fā)讀者的學習興趣,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實踐能力,改善教學效果。
本文針對新能源人才培養(yǎng)的特點,深入分析了“新能源與分布式發(fā)電技術”課程對教材的具體要求,并提出了相關教材建設的目標和具體實現(xiàn)途徑。該21世紀創(chuàng)新型人才培養(yǎng)規(guī)劃教材在形式布局和內容設計上都充分考慮了“新能源與分布式發(fā)電技術”課程的自身特點,做到了易讀和好教,不僅為學生的學習提供了便利條件,同時滿足該課程的教學要求。教材具有鮮明的特色,能夠滿足培養(yǎng)跟上時代發(fā)展的新能源領域人才的要求。
[1] 朱永強.新能源與分布式發(fā)電技術[M].北京:北京大學出版社,2010
[2] 付蓉,郭前崗,王瑾.電力電子與新能源發(fā)電方向課程體系的構建與實踐[J].北京:中國電力教育,2009(8):86-87