基于項目驅(qū)動的《新能源發(fā)電技術(shù)》課程教學(xué)方法探索

摘要：文章將項目驅(qū)動教學(xué)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(xué)實踐表明，項目驅(qū)動教學(xué)方法不僅可以顯著提高課堂教學(xué)效果，而且可以鍛煉學(xué)生的綜合工程能力。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動教學(xué)方法;《新能源發(fā)電技術(shù)》;教學(xué)實施

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標(biāo)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(xué)習(xí)光伏和風(fēng)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(yīng)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(yīng)用性[2]。同時，該課程屬于高年級學(xué)生的專業(yè)選修課，存在授課學(xué)時少、學(xué)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(xué)時少、理論多、工程性強的課程特點，難以完成教學(xué)大綱的課程目標(biāo)要求。為提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，本文將基于項目驅(qū)動的教學(xué)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(xué)方法理念與實施

基于項目驅(qū)動的教學(xué)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(xué)習(xí)[4]。其核心理念是以項目為主線、以學(xué)生為主體、以教師為協(xié)助。教師根據(jù)教學(xué)大綱提前設(shè)計好項目，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主完成項目，學(xué)生一邊做工程模擬項目，一邊學(xué)習(xí)理論知識，教師一邊指導(dǎo)學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)習(xí)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(xué)生有問題隨時向教師咨詢，教師對問題進行指導(dǎo)答疑并對關(guān)鍵知識點進行講授，學(xué)生撰寫項目報告，最后教師對學(xué)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(xué)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(xué)生的課堂積極性，讓學(xué)生產(chǎn)生主動學(xué)習(xí)的欲望，發(fā)揮學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，同時提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。此外，項目驅(qū)動教學(xué)方法還可以輕易地將課內(nèi)和課外學(xué)習(xí)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(xué)方法應(yīng)用案例

根據(jù)上述項目驅(qū)動方法的教學(xué)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(xué)方法的實施過程。

（一）項目設(shè)計

根據(jù)教學(xué)大綱，《新能源發(fā)電技術(shù)》課程首先學(xué)習(xí)風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理、組成結(jié)構(gòu)、風(fēng)能追蹤、系統(tǒng)運行及并網(wǎng)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)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(xué)生對已學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)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(yù)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(xué)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(xué)生按4人一組進行分組，每組選一名組長。學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)書要求，查找資料和自主學(xué)習(xí)，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(dǎo)。在此期間，教師通常要和學(xué)生進行反復(fù)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(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。

3.項目實施。以小組為單位，學(xué)生對單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模，推導(dǎo)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(xué)生進行反復(fù)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(xué)模型、傳遞函數(shù)和仿真結(jié)果（鎖相性能和并網(wǎng)性能）。可見，與以往傳統(tǒng)講授教學(xué)法相比，以學(xué)生為主體的項目驅(qū)動教學(xué)方法明顯改善了教學(xué)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(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)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(xué)法能夠以較少的教學(xué)學(xué)時實現(xiàn)比傳統(tǒng)教學(xué)方法更好的教學(xué)效果，同時能提高學(xué)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(xué)法過程教學(xué)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(xué)院學(xué)報，2017，（05）：61-64.

[2]周小杰.項目驅(qū)動教學(xué)法在《新能源發(fā)電技術(shù)》課程中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2019，（19）：145-146.

[3]孫欣，黃永紅.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)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(xué)總結(jié)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)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