翻轉課堂在“光伏發電技術”課程教學中的應用研究

?陳瑩

[摘 要]光伏產業發展迅速，企業需要大量具有相關專業知識的人才，重要專業課程“光伏發電技術”教學方法改革不可避免。該文從課前、課中和課后三個環節探索了翻轉課堂在“光伏發電技術”課程教學中的應用，讓學生主動學習，快樂學習，建立高效學習模式，提高學生的分析和實踐能力。

[關鍵詞]翻轉課堂;教學改革;光伏發電技術

[基金項目]2017年度國家自然科學基金青年基金項目“大面積高質量WS2薄膜的可控生長及光電性能研究”（21701041）;2017年度湖北工業大學“WS2/WTe2異質結的可控生長及光電性能研究”（BSQD20170101）

[作者簡介]陳 瑩（1985—），女，湖北武漢人，工科博士，湖北工業大學理學院講師，碩士生導師，主要從事光伏發電技術、太陽能電池和光電探測器研究。

[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）33-0287-02[收稿日期] 2020-03-31

中國光伏產業起步雖然較晚，但呈現出了迅速發展的勢頭。尤其是“十五”期間，我國在光伏發電技術研究工作是先后通過了“國家高技術研究發展計劃”“科技攻關”計劃，開展了晶體硅高效電池、非晶體硅薄膜電池、晶硅薄膜電池等及其應用系統的關鍵技術研究，大幅度提高了光伏發電技術和產業水平，快速縮短了光伏發電制造業和國際水平之間的差距。光伏產業發展快速，市場急需大量光伏人才。“光伏發電技術”是電氣工程新能源方向的重要專業課，課程培養目標是使學生未來能夠成為光伏行業中的高級電氣工程師，傳統“光伏發電技術”課程教學模式已無法跟上教育現代化的步伐。“互聯網+”時代下，新教育理念和新技術百花齊放，線上線下三位一體教學形式日益成熟，特別是翻轉課堂已成為國內外教育改革的時尚標，為教與學的發展提供了新思路。將翻轉課堂教學模式應用于“光伏發電技術”課程，強化師生、生生間的互動，讓學生在感知樂趣中進入主動學習狀態，夯實理論基礎，提升實踐創新能力。

一、翻轉課堂教學模式

翻轉課堂，也可稱之為“顛倒課堂”，是指重新合理調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下，教師不再“滿堂灌”式的占用課堂時間講授知識，而是學生在課前通過觀看視頻講座、微課、電子書等形式進行自主學習，他們可以在線下或線上與其他同學討論，也可以查閱相關材料。課堂上，學生能夠主動的基于項目學習，獲得更深層次的理解。課后，學生能夠自主規劃學習內容和學習節奏。整個過程中，教師采用講授法和協作法來滿足學生的需求，能有更多的時間與每個人交流，幫助和督促學生完成個性化學習[1]。翻轉課堂可以讓傳統課堂教學從枯燥乏味變得更具趣味性和參與性。

二、光伏發電技術課程教學模式現狀及存在的問題

傳統“光伏發電技術”課程多是圍繞教材展開，教學大綱陳舊，脫離生活實際，無法跟上光伏產業迅猛發展的步伐。而且教學內容理論偏多，由于缺乏實驗平臺，大多數學生沒有條件親手做實驗，實踐和分析能力都無法得到鍛煉[2]。教學模式傳統單一化。目前，大部分高校“光伏發電技術”課程采用的是多媒體與板書相結合式的教學方法，“滿堂灌”式的教學。教學過程中，授課教材固定、授課地點固定、考核方式固定，導致課程教學缺乏趣味性和實用性，很難調動學生的學習主動性。總的來說，在當前教學模式下，學生的實踐能力、創新能力和職業能力都無法得到提升，導致走上工作崗位后，面對實際項目感到不知所措。因此，對“光伏發電技術”課程教學模式進行改革是十分必要的。

三、翻轉課堂在光伏發電技術課程教學模式中的應用

1.翻轉課堂下的課前自主學習。“光伏發電技術”課程涉及原理概念多，各個原理雖以光伏發電系統為實例，對光伏發電系統包含的關鍵部分，如太陽能電池組件、儲能單元、控制器、逆變器和光伏系統設計等，都有或具體或簡略的介紹，但還是比較抽象，體系龐大，學生難以將書本上涉及的原理與實際器件相結合，對專業知識無法全面、深刻、系統的進行學習[3]。如果僅靠教師課堂教學，短短時間內，學生很難將理論知識運用到實踐中。教師可以應用“翻轉課堂”過程優化“光伏發電技術”課程的課前預習環節，以明確的學習目標為導向，引導學生自主高效學習光伏發電技術新的知識點。以“太陽能電池組件”為例，教師可以先分析這一章在整個課程中的地位和作用，了解學生的學習興趣和學生能力，采用“翻轉課堂”模式，引導學生的課前自學環節。教師從學生的角度出發，搜尋、篩選和整理網絡中難度適宜的慕課、視頻講座，電子書和行業最新動態等，也可以自己錄制相關微視頻，讓學生通過自主學習，完成預習任務，明確太陽能電池組件章節的重難點。教師可以通過QQ，微信，課程網站等互動平臺，上傳課程預習材料，學生利用課前時間，通過電腦，手機等設備，自主反復觀看學習微課，學習和掌握章節知識點。學生可以在學習過程中，線上與教師、小組成員或其他同學進行交流討論，解決課前自主學習時遇到的問題，也可以記錄自己無法解決的問題或者疑惑，明確課堂上聽課的重點。在完成課前預習任務的過程中，初步認識太陽能電池的工作原理和特性，太陽能電池的生產過程，太陽能電池組件及方陣，提高學習效果。

2.翻轉課堂下的課中探索合作。翻轉課堂模式下的課上教學，教師可以調整教學過程中的教與學的比例，不再僅僅是基礎理論的教授，更多的是答疑解惑，是讓知識點鞏固，能與實踐相結合的過程。教師可以根據學生預習情況和學生素質制定教學計劃，對于較難理解的內容，課內引導學習掌握，而對于較簡單的內容，則課后檢測學習效果即可。課堂上，教師可以營造輕松、積極向上的學習討論氛圍，提供個性化的教學，可以通過案例提示，發布小項目、成果展示等形式，讓學生在合作探究的過程中進行良好的互動，提高分析和創新能力，達到真正的學習目標。以“逆變器認識與測試”小節為例，教師可以提前在線上或者互動平臺等，發布預習材料和預習任務，讓學生以小組的形式匯報課前自主學習的情況，然后總結歸納，將不同層次學生反饋的學習問題，讓各小組學生組內和組間深入思考，同時進行討論和交流，適時進行指導、啟發，確保小組合作及討論交流有序進行。然后，教師要鼓勵各小組同學大膽回答問題，說出討論結果或自己的想法。教師可以在點評的基礎上，運用“互聯網+”和多媒體設備輔助翻轉課堂模式下的知識點教學。最后，教師可以通過光伏逆變器電路搭建的案例進行引導，讓學生通過小組討論等形式，選出正確的逆變器，幫助學生鞏固逆變器參數指標及功能的知識點，提升分析合作能力。

3.翻轉課堂下的課后總結評價。翻轉課堂模式完全打破了傳統課堂教學模式，如何對學生學習效果、教師的教學效果進行全面客觀的評價值得研究。傳統的筆試為主，平時表現為輔的考核形式無法全面客觀評價學生學習效果。學生的課前自學態度，知識點的掌握情況，課堂討論的參與情況，實驗實踐的開展情況，課后的探究表現等都應該列入考核評價體系中[4]。因此，課后總結評價也是翻轉課堂中不可或缺的重要環節之一。教師需要在翻轉課堂課后總結和評價教學效果，在反思中改進課堂教學質量，合理布置課后作業，讓學生在課后通過自評、生生互評、師生互評等多元化形式進行評價，提高分析總結能力，查漏補缺夯實理論基礎，鍛煉實踐能力等。以“太陽能光伏發電系統設計”為例，教師可以根據學生課前自學情況和課上討論表現，將課后總結和評價相結合，反思優化后續課程。教師課后可以布置相關拓展作業，例如：讓學生選擇任意地區某處住所，采用5只20W的電燈每天使用6h和一臺電冰箱200W，每天使用時間為12h，保證供電時間10天，需要如何采用太陽能光伏發電系統供電？讓學生運用所學知識，設計光伏發電系統，然后通過自評，互評和師評結合歸納總結知識體系，達到教學相長的效果。

四、總結

光伏發電產業是國家持續推廣的新能源產業，各省市也不斷涌現出光伏類的相關企業，因此，需要大量的光伏新興人才。“光伏發電技術”課程較為全面地普及了光伏發電系統知識，在課前、課中和課后環節中引入翻轉課堂教學模式，可以讓課程變得生動有趣，引導學生從被動接受轉變為主動學習，提升學生的分析和實踐能力。

參考文獻

[1]張玉娟.翻轉課堂在應用技術型本科院校稅法課程中的應用[J].教育方法，2015，（5）：40，77.

[2]陳瑩.成果導向教育（OBE）理論在“光伏發電技術”實驗教學中的實踐探索[J].教育教學論壇，2020，（1）：200-201.

[3]羅宇強，顏曉娟.“太陽能光伏發電應用技術”課程教學方式探討[J].教育觀察，2014，（3）：77-78.

[4]李俊.提高翻轉課堂教學成效的策略研究[J].教育教學論壇， 2017，（23）：249-250.

Research of Flipped Classroom in Photovoltaic Technology Course Teaching

CHEN Ying

（School of Science， Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068， China）

Abstract： Photovoltaic industry is developing rapidly. The enterprises need a large number of talents with relevant professional knowledge. Photovoltaic Technology course is an important professional course. Its teaching method reform is inevitable. This paper explores the application of flipped classroom in the course of Photovoltaic Technology from three links before， during and after class. This research can let the students learn actively， establish an efficient learning model and improve the students' analysis and practical ability.

Key words： flipped classroom; teaching reform; Photovoltaic Technology