摘要:文章將項目驅(qū)動教學方法引入《新能源發(fā)電技術(shù)》課程中,并以單相并網(wǎng)逆變系統(tǒng)項目為例介紹了具體實施過程。教學實踐表明,項目驅(qū)動教學方法不僅可以顯著提高課堂教學效果,而且可以鍛煉學生的綜合工程能力。
關(guān)鍵詞:項目驅(qū)動教學方法;《新能源發(fā)電技術(shù)》;教學實施
中圖分類號:G642.0 ? ? 文獻標志碼:A ? ? 文章編號:1674-9324(2020)01-0246-02
一、引言
目前,我國大部分高校的電氣工程及其自動化等相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了《新能源發(fā)電技術(shù)》課程,重點學習光伏和風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理、組成結(jié)構(gòu)、運行控制及工程應用[1]。《新能源發(fā)電技術(shù)》課程涉及電力電子技術(shù)、運動控制技術(shù)、自動控制原理及電力工程等多門先修課程知識,涉及理論內(nèi)容多,且具有較強的工程應用性[2]。同時,該課程屬于高年級學生的專業(yè)選修課,存在授課學時少、學生不重視、課堂氣氛不活躍等問題[3]。因此,采用傳統(tǒng)的講授法無法兼顧學時少、理論多、工程性強的課程特點,難以完成教學大綱的課程目標要求。為提高教學質(zhì)量和教學效果,本文將基于項目驅(qū)動的教學方法引入《新能源發(fā)電技術(shù)》課程中。
二、基于項目驅(qū)動的教學方法理念與實施
基于項目驅(qū)動的教學方法是將一門課程所包含的理論知識、實踐能力、創(chuàng)新能力等內(nèi)容融入幾個提前設(shè)計好的典型工程項目中,基于項目驅(qū)動進行理論知識和實踐能力的引入和學習[4]。其核心理念是以項目為主線、以學生為主體、以教師為協(xié)助。教師根據(jù)教學大綱提前設(shè)計好項目,學生在教師的指導下自主完成項目,學生一邊做工程模擬項目,一邊學習理論知識,教師一邊指導學生,一邊講授知識,師生共同實施一個小型的、完整的工程項目,在項目結(jié)束后可以看到一件具體的產(chǎn)品(實物、圖紙、軟件模型或運行結(jié)果)。
在教學過程中,完成一個具體的工程項目主要包括資料收集、項目咨詢、項目決策、項目實施、項目評估和項目報告。學生根據(jù)教師布置的項目及要求,自行收集與項目相關(guān)的技術(shù)資料,通過自主學習資料進行項目總體方案設(shè)計,方案經(jīng)教師同意和認可后進行項目實施,在方案決策和項目實施過程中,學生有問題隨時向教師咨詢,教師對問題進行指導答疑并對關(guān)鍵知識點進行講授,學生撰寫項目報告,最后教師對學生完成的項目情況進行檢查、評估、考核。
綜上所述,基于項目驅(qū)動的教學方法將枯燥乏味的理論知識融入具體形象的工程項目中,可以充分調(diào)動學生的課堂積極性,讓學生產(chǎn)生主動學習的欲望,發(fā)揮學生的自學能力和創(chuàng)新能力,同時提高學生的綜合素質(zhì)。此外,項目驅(qū)動教學方法還可以輕易地將課內(nèi)和課外學習結(jié)合在一起,解決專業(yè)選修課課時量不足的問題。
三、《新能源發(fā)電技術(shù)》課程的項目驅(qū)動教學方法應用案例
根據(jù)上述項目驅(qū)動方法的教學理念和實施過程,對《新能源發(fā)電技術(shù)》課程進行整體項目設(shè)計,并以“單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)”項目為例,介紹項目驅(qū)動教學方法的實施過程。
(一)項目設(shè)計
根據(jù)教學大綱,《新能源發(fā)電技術(shù)》課程首先學習風力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理、組成結(jié)構(gòu)、風能追蹤、系統(tǒng)運行及并網(wǎng)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,再學習微電網(wǎng)的基本原理、發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)構(gòu)架。教師首先調(diào)研學生對已學的電力電子技術(shù)、運動控制技術(shù)、自動控制原理及電力工程等相關(guān)課程的掌握程度,其次跟蹤新能源發(fā)電技術(shù)的最新工業(yè)發(fā)展情況,最后設(shè)計出既能夠激發(fā)學生學習興趣,同時又能覆蓋課程理論知識和實踐能力的具體工程項目。在項目內(nèi)容上,由淺入深,由易到難,由單一到綜合;在項目結(jié)構(gòu)上,分為主項目和若干子項目;在項目性質(zhì)上,分為必做項目和拓展項目?!缎履茉窗l(fā)電技術(shù)》課程的整體項目設(shè)計如圖1所示。
(二)實施案例
下面以“單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)”為例,進一步說明項目驅(qū)動教學方法的具體實施過程。
1.項目布置。教師介紹單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的項目內(nèi)容、項目要求、預期成果,并下達任務(wù)書。本項目主要包括光伏板、逆變橋、濾波器、電網(wǎng)、調(diào)制電路及控制電路的原理分析、數(shù)學建模、參數(shù)設(shè)計、仿真驗證,如圖2所示。
2.項目咨詢。全班學生按4人一組進行分組,每組選一名組長。學生根據(jù)項目任務(wù)書要求,查找資料和自主學習,然后進行單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)總體方案設(shè)計。方案初定后,各小組派代表介紹本組方案的工作原理、功率等級、工作計劃,教師對方案的合理性和可行性進行評價和引導。在此期間,教師通常要和學生進行反復的交流、講授、答疑,最后確定出最終的系統(tǒng)方案。在項目咨詢過程的實踐中發(fā)現(xiàn),小組內(nèi)部4位學生熱烈討論,小組之間也常有跑動互動,不僅課堂氣氛活躍,而且也激發(fā)了學生的學習興趣和求知欲望。
3.項目實施。以小組為單位,學生對單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進行數(shù)學建模,推導傳遞函數(shù),對控制電路進行參數(shù)設(shè)計,借助MATLAB軟件進行控制系統(tǒng)性能分析,在PSIM軟件環(huán)境下進行仿真驗證和結(jié)果分析,最后撰寫項目報告。在此期間,教師同樣要和學生進行反復的交流、講授、答疑,直到每個小組都完成最終項目。圖3為筆者整理后的某一小組的單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)數(shù)學模型、傳遞函數(shù)和仿真結(jié)果(鎖相性能和并網(wǎng)性能)??梢?,與以往傳統(tǒng)講授教學法相比,以學生為主體的項目驅(qū)動教學方法明顯改善了教學效果。
4.項目評估。項目完成后,各小組展示自己的項目實施情況。項目評估分為小組自評、教師評估和小組互評,最后教師將三個評價成績按不同權(quán)重系數(shù)進行匯總,得出項目實施成績。最后,由項目實施成績和項目報告成績構(gòu)成小組本項目的最終成績。
5.項目總結(jié)。在項目完成后,教師對各小組的項目實施情況進行總結(jié),對項目涉及的重要理論知識點進行講授和歸納。
四、結(jié)語
針對不同授課對象采用合理的教學方法是提高教學質(zhì)量和教學效果的重要保證。本文所探索的《新能源發(fā)電技術(shù)》課程的項目驅(qū)動教學法能夠以較少的教學學時實現(xiàn)比傳統(tǒng)教學方法更好的教學效果,同時能提高學生的工程能力和人文素質(zhì),為畢業(yè)后從事新能源發(fā)電相關(guān)工作打下理論和實踐基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]張燦勇.項目教學法過程教學的探索與實踐——以《新能源發(fā)電技術(shù)》課程為例[J].國網(wǎng)技術(shù)學院學報,2017,(05):61-64.
[2]周小杰.項目驅(qū)動教學法在《新能源發(fā)電技術(shù)》課程中的應用[J].科技經(jīng)濟導刊,2019,(19):145-146.
[3]孫欣,黃永紅.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育,2011,(35):95-96.
[4]許德志.《數(shù)字電子技術(shù)》課程的項目化教學總結(jié)[J].科技創(chuàng)新導報,2008,(33):119.
Teaching Method Exploration of "New Energy Power Generation Technology" Based on Project-Driven
XU De-zhi
(School of Electrical and Information Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang,Jiangsu 212013,China)
Abstract:In this paper,the project-driven teaching method is introduced into the course of "New Energy Power Generation Technology",and the implementation process is expounded by a project example of the single-phase grid-connected system.The teaching practice shows that the project-driven teaching method can not only significantly improve the classroom teaching effect,but also exercise comprehensive engineering ability of the students.
Key words:project-driven teaching method;"New Energy Power Generation Technology";teaching implementation