《光伏發(fā)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)模式初探

向鵬 姜禮華 肖婷

【摘要】隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搭建和光伏電站規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與維護(hù)等方面的技術(shù)與管理人才變得非常緊缺，許多高校近幾年來(lái)非常重視光伏發(fā)電系統(tǒng)課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)施。本文以《太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》課程為對(duì)象，進(jìn)行教學(xué)模式探討，從課程的設(shè)計(jì)思路、教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容和課程實(shí)施四個(gè)方面對(duì)課程的教學(xué)進(jìn)行說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)模式

【中圖分類號(hào)】G642.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）06-0161-02

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搭建和光伏電站規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與維護(hù)等方面的技術(shù)與管理人才變得非常緊缺，許多高校近幾年來(lái)非常重視光伏發(fā)電系統(tǒng)課程的建設(shè)。梁東義等采用分項(xiàng)目組織教學(xué)是一種邊學(xué)邊做的有效的途徑。謝軍等將課程內(nèi)容被分為若干個(gè)工作任務(wù)讓學(xué)生能夠從小型光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝到調(diào)試的全過(guò)程建立起清晰的認(rèn)知。陳立基于工作過(guò)程系統(tǒng)化的課程觀指導(dǎo)下如何開(kāi)發(fā)和建設(shè)該課程。本文借鑒前人的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，介紹我們學(xué)校結(jié)合本學(xué)院學(xué)生的實(shí)際情況針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的課程教學(xué)模式，希望為培養(yǎng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的優(yōu)秀和創(chuàng)新性人才提供借鑒。

一、課程的設(shè)計(jì)思路

《光伏發(fā)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》是我們學(xué)院新能源材料與器件專業(yè)的一門專業(yè)核心課，通過(guò)實(shí)踐性教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已修課程的基本知識(shí)去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)。目前學(xué)生已經(jīng)掌握了光學(xué)、半導(dǎo)體、電力、電子、計(jì)算機(jī)和機(jī)械等許多課程理論知識(shí)，在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中，這門課程的開(kāi)設(shè)主要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，在設(shè)計(jì)中需要學(xué)生自己做出決策，即自己確定方案，選擇流程，查取資料，進(jìn)行過(guò)程和設(shè)備計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出設(shè)計(jì)和核算，經(jīng)過(guò)反復(fù)的分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)該注重以下幾個(gè)方面能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)：（1）查閱資料的能力，增強(qiáng)自學(xué)能力；（2）樹(shù)立正確設(shè)計(jì)思想，既要考慮技術(shù)上的先進(jìn)性又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，具備分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；（3）表達(dá)能力，用簡(jiǎn)潔的文字或清晰的圖表來(lái)表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想。課程的設(shè)計(jì)思想為通過(guò)該課程的教學(xué)使學(xué)生系統(tǒng)完整掌握太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)，能夠解決工程中的實(shí)際問(wèn)題，最終掌握工程實(shí)踐中的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。

二、教學(xué)目標(biāo)

掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本理論和基本知識(shí)，概念清楚，設(shè)計(jì)計(jì)算正確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠，繪圖符合標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫規(guī)范。要敢于創(chuàng)新，勇于實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程意識(shí)。

1.學(xué)習(xí)和加深對(duì)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本知識(shí)的理解，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識(shí)的能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生選擇參考書(shū)籍、查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的能力，能夠獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問(wèn)題，學(xué)會(huì)自己分析解決問(wèn)題的方法。

3.通過(guò)實(shí)際光伏系統(tǒng)支架設(shè)計(jì)方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、支架選取、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單光伏系統(tǒng)的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。

4.了解與課題有關(guān)的光伏系統(tǒng)設(shè)備安裝及使用工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求編寫設(shè)計(jì)報(bào)告能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果。

5.培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，幫助學(xué)生逐步建立正確的生產(chǎn)觀念、工程觀念和全局觀點(diǎn)。

三、課程內(nèi)容

課程設(shè)置了太陽(yáng)能路燈、家用光伏電站和大型光伏電站三個(gè)工程項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)課題需要選擇參考書(shū)籍、查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料，將學(xué)生分為幾個(gè)大的實(shí)驗(yàn)小組，將動(dòng)手操作能力強(qiáng)、處理問(wèn)題及時(shí)和有效的學(xué)員選為實(shí)驗(yàn)小組的組長(zhǎng)。采取“組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制”，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)本組內(nèi)的具體項(xiàng)目情況，在保證設(shè)計(jì)任務(wù)順利完成。通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)鞏固和加深對(duì)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本知識(shí)的理解，提高學(xué)生綜合運(yùn)用本課程自學(xué)知識(shí)的能力。通過(guò)實(shí)際光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、材料選取、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法，最終編寫出課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。

四、課程實(shí)施

具體實(shí)施分為五步：①課程指導(dǎo)，指導(dǎo)老師首先開(kāi)展三個(gè)講座：如何查閱相關(guān)文獻(xiàn)課程設(shè)計(jì)安排、要求等相關(guān)事項(xiàng)；光伏發(fā)電系統(tǒng)綜述；光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范以及實(shí)際工程案例介紹，讓學(xué)生應(yīng)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容有一定的了解。②任務(wù)分組，提出太陽(yáng)能路燈、家用光伏電站和大型光伏電站三個(gè)工程項(xiàng)目，讓學(xué)生根據(jù)興趣挑選任務(wù)組建小組，將動(dòng)手操作能力強(qiáng)、處理問(wèn)題及時(shí)和有效的學(xué)員選為實(shí)驗(yàn)小組的組長(zhǎng)。采取“組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制”，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)本組內(nèi)的具體項(xiàng)目情況，在保證設(shè)計(jì)任務(wù)順利完成。③任務(wù)準(zhǔn)備，教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析，小組人員分工并設(shè)計(jì)工作流程，查閱資料，分析工作中需要采購(gòu)的設(shè)備。④任務(wù)實(shí)施，學(xué)生采用光伏寶這個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)，查詢當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、日照時(shí)數(shù)等參數(shù)，然后設(shè)計(jì)人員根據(jù)這些參數(shù)和用電量需求進(jìn)行計(jì)算，對(duì)光伏組件、蓄電池、控制器以及逆變器進(jìn)行選型。讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)站對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行選型設(shè)計(jì)、成本核算，培養(yǎng)學(xué)生的成本意識(shí)。最后小組一起撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。⑤任務(wù)評(píng)價(jià)，采用學(xué)生分組PPT 匯報(bào)，教師點(diǎn)評(píng)和小組互評(píng)的方式進(jìn)行，小組長(zhǎng)對(duì)本小組的工作進(jìn)行匯報(bào)，教師對(duì)其工作中的可取的地方提出表?yè)P(yáng)，對(duì)其不足的地方進(jìn)行指正。其他組成員對(duì)匯報(bào)組進(jìn)行打分評(píng)價(jià)，小組間可以互相學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。

四、結(jié)語(yǔ)

課程設(shè)計(jì)課堂改變了過(guò)去以教師為中心、講授式的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，可以很大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)、探究意識(shí)和創(chuàng)新能力，但它畢竟屬于新生事物，教學(xué)過(guò)程中要不斷摸索，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐和理論研究、創(chuàng)新，最終提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合設(shè)計(jì)能力。

參考文獻(xiàn)：

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