淺談新能源學科與工程專業風力發電技術課程教學

王會琴

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著化石能源的消耗以及給環境帶來的一系列問題，以新能源使用為目標的科研和教學得到廣泛發展，尤其是當前風力發電技術的研究力度得到不斷加強，各個高校及高職高專院校都開設了相關課程。針對新能源科學與工程專業風力發電技術課程的教學特點及風電行業人才培養目標，立足于當前風力發電技術課程教學中存在的不足，以理論實踐型教材使用為突破口，研討提出教學方法，增加實踐教學環節。通過理論聯系實際，增強學生對風力發電技術課程的認識程度。最終達到使新能源科學與工程專業學生學有所用，其專業能力得到社會認可的目的。

[關? ? 鍵? ?詞]? 風力發電技術;實踐教學;理論聯系實際

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）31-0110-02

由于世界人口的快速增長和世界經濟的快速發展，全球對化石燃料的需求不斷增加。目前能源消耗的80%仍來自煤炭、石油、天然氣等不可再生能源，其需求的快速增長導致化石能源瀕臨枯竭和全球生態環境被嚴重破壞。隨著全球能源危機和環境問題的出現，開發新能源以及相關的技術已經成為無可爭議的可持續發展的重要方向。新能源發電技術因其環保、低碳等諸多優勢，能夠有效應對能源與環境問題，已日漸成為發電技術的主要發展方向。新能源包括太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能等。目前，風力發電技術以其完備裝備體系和成熟的研發技術成為當前開發最廣泛的發電技術，來解決當前偏遠地區和電力傳送不便地區的電力能源使用問題。基于大規模的風力發電設備的創制和使用以及工程實踐的需要，急需大量風力發電技術專業人才的培養，因此眾多高校相關學科都開始設置風力發電技術課程，培養風能相關技術人才，以滿足風力發電技術人才的需求。

新能源科學與工程專業是我校能源動力與工程學院的新興專業，課程教學主要涉及太陽能、生物質能、水能、風能利用等內容。其中風力發電技術作為新能源技術，是新能源科學與工程專業需要學習的主要課程，但是目前風力發電技術專業課程的設置與新能源科學與工程專業存在一些不完善的地方，具體體現在嚴重滯后和缺少工程實踐學習課程的問題，尤其是風力發電相關的實驗操作技能。

一、開設風力發電技術的意義

風能作為一種技術成熟的、世界上發展最快的新能源，利用其發電的方式得到了快速發展，具有廣闊的發展前景。風力發電技術應用的高速增長也帶來了風力發電技術人才的短缺問題，尤其是在風電場運行與維護、風力發電新技術、風電場的規劃設計等方面需要大量的人才。因此，國內高校多個學科專業增設“風力發電技術”課程來培養風力發電專業型人才，以解決當前風力發電人才短缺不足的問題。所以新能源科學與工程專業人才培養，特別是新能源科學與工程創新人才培養就顯得至關重要。

二、當前的風力發電教學方式及存在的問題

新能源科學與工程專業開展的風力發電技術內容主要涉及風能利用的發展現狀及歷史;風力機的基本原理、結構、設計理論以及相關的應用基礎理論與結構動力學;風力發電機組的設計與電學基礎;風力發電機組的控制和運行以及并網運行等內容，作為理論基礎課程，共計45個學時，15周，平均每周3學時課程。經過學科建設優化課程體系及教學大綱的重新規劃，新能源科學與工程專業調整，風力發電技術課程在教學大綱中也有所調整，目前風力發電技術作為選修課程，共計32個學時，16周，平均每周2學時。

當前的教學方式是“填鴨灌輸式”的課堂教學，主要以課堂理論知識的講授為主，學生獲取知識的來源主要是教師的課堂講解，因此不可避免地造成學生獲取風力發電技術知識點較為單一，僅僅是理論知識的收獲，甚至滯后。我們知道風力發電技術在新能源科學與工程專業中是應用相對比較少的課程，更多的是在其他專業，如電氣專業，隨之而來的其他問題也凸顯在新能源科學與工程專業開設風力發電技術課程上。諸如國內高校使用的教材，我們所使用的教材是西北工業大學廖明夫等所編著，本書的內容是培訓的基礎教材，具有全面系統性、較高的學術水平，作為風力發電的基礎內容講授是一本較好的教材。但是國內風力發電技術教材仍然偏少，尤其是最新的風電技術非常少，在教學過程中不利于學生對新知識的學習和總結;另外一點是缺少風力發電技術相關的實踐教學和學生動手操作或者演示實驗較少，學生得不到形象的直觀認識，不利于學生今后在具體工作中的創新發現;最重要的是當前專業的任課教師偏少，我們是從相近專業轉型過來，不可避免地對風電技術的認識上存在一定的不足。風力發電技術較多的知識偏于電氣工程專業，工程背景強，所以專業一線教師缺乏也是當前新能源科學與工程專業發展中存在的問題。

三、風力發電課程教學建議與策略

（一）教材選用與補充

教材應選取國內外經典的著作，從基礎理論到具體實踐具有較好銜接的教材作為主講材料;結合當前最新的研究成果，從數據庫獲得相關的論文、專利、標準等材料作為主講教材的補充內容，使講課內容從基本的理論到最新的成果應用都有較好的展示。結合當前課程改革后風力發電技術課程調整為選修課程，授課時間縮短，導致大量的知識和信息不能在課堂上全部傳授，因此必須精簡原有授課理論內容，同時結合當前網絡技術和數據庫資料，增加最新成果應用到課堂教學中，使學生能夠盡快地接收到更新、更實用的知識。形成以經典風電教材理論為基礎，以風力發電技術最新科研成果為有益補充的授課資料，理論與實踐良好銜接的授課體系，激發學生學習風力發電技術的興趣。

（二）以研討式教學為主的多元化教學

授課方式避免傳統灌輸式的教學，以提高學生的主動性為目的，采用研討式教學為主要授課手段，即教師講授基本知識與原理以及最新的風力發電技術研究成果，學生討論相結合的方式。根據不同章節內容有目的地選擇一些章節的討論，如風機的結構與設計、風電機組的控制運行、當前風機組的最新應用等這些內容可以組織學生分組討論，學生可以通過自己組織調研、查閱文獻、撰寫報告、評價等工作，甚至可以自己實際設計風電機組，最后以PPT形式進行匯報，完全以學生為主體，引導學生的學習興趣，更有效地激發學生主動學習的動力，更好地了解到風力發電技術行業的最新應用，以及自己專業的認可度和未來職業的規劃。

雖然以學生研討為主的教學方式可以激發學生學習的主動性，但是也存在一定的弊端。一是學生選材料的時候對文獻知識點的把握度不足，理解力達不到，很難對理論知識形成系統的認識;另一方面缺乏具體的實踐操作環節或者仿真模擬使討論式教學只是紙上談兵，無法形成風力發電技術關鍵知識的學習和使用。據此，教師的指導就顯得尤為重要，教師可以在學生匯報完之后開展三個環節的工作：（1）對學生匯報工作進行點評，有針對性地提出優點和不足，優點之處結合風電的理論知識要充分體現，并給予學生匯報以正面的肯定，鼓勵學生進一步探討和學習;不知之處要留出問題，錯誤的地方要及時糾正。（2）教師針對前面匯報存在的不足要給出必要的補充，要仔細分析給出的問題，引導學生增強進一步探討風電技術關鍵知識點的興趣，對不完善的知識點要加以補充講解，幫助學生全面掌握風電技術教學知識。（3）開展學生匯報評比工作，從學生自由地匯報內容、PPT制作等方面進行全面的分析和判定學生對該工作的認識程度，通過獎懲制度督促學生在下一次的匯報中能夠充分調動學習的積極性和主動性，鼓勵發揚團隊精神，依靠團隊力量把工作做好，使討論教學真正成為多元互動式教學，全面提升學生對風力發電基礎知識的理解和掌握能力，達到討論式教學的目的。

（三）增加實踐教學

風力發電技術課程實踐教學對增強學生專業興趣和動手能力具有重要的作用。首先，增加實驗教學，培養學生的動手實驗、實踐和創新能力，進一步拓展風力發電技術專業知識，提升實踐能力。因此，完成風力發電技術課程實驗室平臺的搭建，從仿真理論到具體操作實驗平臺的建立，更好地為學生提供一個從基礎理論認識到初步的風力發電技術應用環節操作平臺，進一步強化學生對專業的認識。其次，強調學生參與實驗實踐的重要性，在熟練掌握實驗原理及實驗培訓平臺的構造后給予學生充分信任，拆解并完整組裝實驗培訓平臺，真正提高學生的動手能力與工程實踐能力，從模擬實驗中提高學生對理論知識的認識程度，并激發學生對風力發電現場的渴望參與程度。再者，到風力發電相關企業現場實習，從設備零件的設計、生產到運輸、現場組裝運行等，采用現場情景教學模式提升學生的綜合實踐能力，同時為學生提供更多的實習實踐機會。雖然目前我們的學時只有32個，但是我們不能僅僅立足于理論學習，需要更多的實踐機會來檢驗學習到的基本理論。所以可以增加一部分專業實踐課程訓練，到具體的實踐環境中增強對風力發電技術課程的認識。

總之，根據新能源專業風力發電課程的特點及行業需求，提出了研討與實踐教學方法，通過基礎理論知識認識到實驗平臺的學習，再到具體實踐環境的學習，切實做到理論聯系實際，增強學生對風力發電技術課程的認識程度。同時一門課程的教學和改進是需要多方面的共同努力完成的，屬于一個系統工程，無論哪一個專業的課程推進都需要多個環節共同促進課程的優化與設計，最終目的是使學生學有所用，得到社會的認可。

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編輯 馮永霞