基于项目驱动的《新能源发电技术》课程教学方法探索

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　　摘要：文章将项目驱动教学方法引入《新能源发电技术》课程中，并以单相并网逆变系统项目为例介绍了具体实施过程。教学实践表明，项目驱动教学方法不仅可以显著提高课堂教学效果，而且可以鍛炼学生的综合工程能力。
　　关键词：项目驱动教学方法;《新能源发电技术》;教学实施
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）01-0246-02
　　 一、引言
　　目前，我国大部分高校的电气工程及其自动化等相关专业都开设了《新能源发电技术》课程，重点学习光伏和风力发电系统的发电原理、组成结构、运行控制及工程应用[1]。《新能源发电技术》课程涉及电力电子技术、运动控制技术、自动控制原理及电力工程等多门先修课程知识，涉及理论内容多，且具有较强的工程应用性[2]。同时，该课程属于高年级学生的专业选修课，存在授课学时少、学生不重视、课堂气氛不活跃等问题[3]。因此，采用传统的讲授法无法兼顾学时少、理论多、工程性强的课程特点，难以完成教学大纲的课程目标要求。为提高教学质量和教学效果，本文将基于项目驱动的教学方法引入《新能源发电技术》课程中。
　　二、基于项目驱动的教学方法理念与实施
　　基于项目驱动的教学方法是将一门课程所包含的理论知识、实践能力、创新能力等内容融入几个提前设计好的典型工程项目中，基于项目驱动进行理论知识和实践能力的引入和学习[4]。其核心理念是以项目为主线、以学生为主体、以教师为协助。教师根据教学大纲提前设计好项目，学生在教师的指导下自主完成项目，学生一边做工程模拟项目，一边学习理论知识，教师一边指导学生，一边讲授知识，师生共同实施一个小型的、完整的工程项目，在项目结束后可以看到一件具体的产品（实物、图纸、软件模型或运行结果）。
　　在教学过程中，完成一个具体的工程项目主要包括资料收集、项目咨询、项目决策、项目实施、项目评估和项目报告。学生根据教师布置的项目及要求，自行收集与项目相关的技术资料，通过自主学习资料进行项目总体方案设计，方案经教师同意和认可后进行项目实施，在方案决策和项目实施过程中，学生有问题随时向教师咨询，教师对问题进行指导答疑并对关键知识点进行讲授，学生撰写项目报告，最后教师对学生完成的项目情况进行检查、评估、考核。
　　综上所述，基于项目驱动的教学方法将枯燥乏味的理论知识融入具体形象的工程项目中，可以充分调动学生的课堂积极性，让学生产生主动学习的欲望，发挥学生的自学能力和创新能力，同时提高学生的综合素质。此外，项目驱动教学方法还可以轻易地将课内和课外学习结合在一起，解决专业选修课课时量不足的问题。
　　三、《新能源发电技术》课程的项目驱动教学方法应用案例
　　根据上述项目驱动方法的教学理念和实施过程，对《新能源发电技术》课程进行整体项目设计，并以“单相光伏并网逆变系统”项目为例，介绍项目驱动教学方法的实施过程。
　　（一）项目设计
　　根据教学大纲，《新能源发电技术》课程首先学习风力和光伏发电系统的发电原理、组成结构、风能追踪、系统运行及并网技术。在此基础上，再学习微电网的基本原理、发展现状、关键技术及系统构架。教师首先调研学生对已学的电力电子技术、运动控制技术、自动控制原理及电力工程等相关课程的掌握程度，其次跟踪新能源发电技术的最新工业发展情况，最后设计出既能够激发学生学习兴趣，同时又能覆盖课程理论知识和实践能力的具体工程项目。在项目内容上，由浅入深，由易到难，由单一到综合;在项目结构上，分为主项目和若干子项目;在项目性质上，分为必做项目和拓展项目。《新能源发电技术》课程的整体项目设计如图1所示。
　　（二）实施案例
　　下面以“单相光伏并网逆变系统”为例，进一步说明项目驱动教学方法的具体实施过程。
　　1.项目布置。教师介绍单相光伏并网逆变系统的项目内容、项目要求、预期成果，并下达任务书。本项目主要包括光伏板、逆变桥、滤波器、电网、调制电路及控制电路的原理分析、数学建模、参数设计、仿真验证，如图2所示。
　　2.项目咨询。全班学生按4人一组进行分组，每组选一名组长。学生根据项目任务书要求，查找资料和自主学习，然后进行单相光伏并网逆变系统总体方案设计。方案初定后，各小组派代表介绍本组方案的工作原理、功率等级、工作计划，教师对方案的合理性和可行性进行评价和引导。在此期间，教师通常要和学生进行反复的交流、讲授、答疑，最后确定出最终的系统方案。在项目咨询过程的实践中发现，小组内部4位学生热烈讨论，小组之间也常有跑动互动，不仅课堂气氛活跃，而且也激发了学生的学习兴趣和求知欲望。
　　3.项目实施。以小组为单位，学生对单相光伏并网逆变系统进行数学建模，推导传递函数，对控制电路进行参数设计，借助MATLAB软件进行控制系统性能分析，在PSIM软件环境下进行仿真验证和结果分析，最后撰写项目报告。在此期间，教师同样要和学生进行反复的交流、讲授、答疑，直到每个小组都完成最终项目。图3为笔者整理后的某一小组的单相光伏并网逆变系统数学模型、传递函数和仿真结果（锁相性能和并网性能）。可见，与以往传统讲授教学法相比，以学生为主体的项目驱动教学方法明显改善了教学效果。
　　4.项目评估。项目完成后，各小组展示自己的项目实施情况。项目评估分为小组自评、教师评估和小组互评，最后教师将三个评价成绩按不同权重系数进行汇总，得出项目实施成绩。最后，由项目实施成绩和项目报告成绩构成小组本项目的最终成绩。
　　5.项目总结。在项目完成后，教师对各小组的项目实施情况进行总结，对项目涉及的重要理论知识点进行讲授和归纳。
　　四、结语
　　针对不同授课对象采用合理的教学方法是提高教学质量和教学效果的重要保证。本文所探索的《新能源发电技术》课程的项目驱动教学法能够以较少的教学学时实现比传统教学方法更好的教学效果，同时能提高学生的工程能力和人文素质，为毕业后从事新能源发电相关工作打下理论和实践基础。 　　參考文献：
　　[1]张灿勇.项目教学法过程教学的探索与实践——以《新能源发电技术》课程为例[J].国网技术学院学报，2017，（05）：61-64.
　　[2]周小杰.项目驱动教学法在《新能源发电技术》课程中的应用[J].科技经济导刊，2019，（19）：145-146.
　　[3]孙欣，黄永红.“新能源发电技术”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2011，（35）：95-96.
　　[4]许德志.《数字电子技术》课程的项目化教学总结[J].科技创新导报，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
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