發(fā)布時(shí)間：2023-03-16 15:56:36
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能光伏發(fā)電 太陽(yáng)能電池 大城市居民小區(qū) 直流配電網(wǎng)
中圖分類號(hào)：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0022-03
隨著社會(huì)公眾的環(huán)保意識(shí)的提高以及新材料、現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，充分利用可再生的太陽(yáng)能已經(jīng)越來(lái)越受到政府和公眾的重視。目前太陽(yáng)能技術(shù)已經(jīng)在新能源發(fā)電、交通、航空航海和空間站建設(shè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。充分利用可再生的太陽(yáng)能發(fā)電，建立節(jié)能、環(huán)保、舒適的居住空間也成了社會(huì)的共識(shí)。因此，該文根據(jù)當(dāng)前各種太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展，以經(jīng)濟(jì)、環(huán)保利用太陽(yáng)能為目標(biāo)，考慮大城市居民小區(qū)具有建筑密度大，高樓較多、屋頂面積小、樓間距較小等特點(diǎn)，分析適用于大城市居民小區(qū)的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的選擇方案。
1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 太陽(yáng)能的應(yīng)用形式
目前，居民小區(qū)應(yīng)用太陽(yáng)能的途徑主要可分為太陽(yáng)能光伏發(fā)電和光熱轉(zhuǎn)換兩種形式。
太陽(yáng)能光熱技術(shù)是將太陽(yáng)輻射能量轉(zhuǎn)化為熱能的技術(shù)。在居民小區(qū)，常見(jiàn)的直接利用太陽(yáng)能的方式有：（1）利用太陽(yáng)能空氣集熱器供暖。（2）利用太陽(yáng)能熱水器提供生活熱水。（3）利用集熱-儲(chǔ)熱的原理建造太陽(yáng)房等。間接利用太陽(yáng)能的主要方式是利用太陽(yáng)能制冷。其中利用太陽(yáng)能制冷技術(shù)仍處于研究階段，相關(guān)技術(shù)正在進(jìn)入攻堅(jiān)克難階段，預(yù)計(jì)未來(lái)將會(huì)取得突破性進(jìn)展。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是以太陽(yáng)能電池為中介將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)有單獨(dú)發(fā)電和并網(wǎng)發(fā)電兩種發(fā)電方式，在城市小區(qū)，因?yàn)楣╇姷目煽啃砸?，通常是采用并網(wǎng)發(fā)電方式，它是由太陽(yáng)能電池陣列、蓄電池組、保護(hù)和控制系統(tǒng)、逆變器、小區(qū)負(fù)荷等設(shè)備構(gòu)成，其中光伏電池陣列是由多個(gè)太陽(yáng)能電池板串并聯(lián)而成，是整個(gè)系統(tǒng)最核心、最有價(jià)值的組件。
1.2 太陽(yáng)能電池技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
到目前為止太陽(yáng)能電池技術(shù)已歷經(jīng)三代，第一代主要為晶體硅太陽(yáng)能電池；第二代是基于薄膜技術(shù)的太陽(yáng)能電池；第三代是高倍聚光光伏電池。
晶體硅太陽(yáng)能電池是以硅元素作為基本原材料，主要包括單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池兩類。這是發(fā)展最早、技術(shù)最成熟、已經(jīng)形成了大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池技術(shù)，約占據(jù)93%的市場(chǎng)份額，其轉(zhuǎn)換效率在15%～20%。晶體硅太陽(yáng)能電池最大的技術(shù)瓶頸是原材料硅的價(jià)格較為昂貴且供應(yīng)不足，造成晶體硅電池價(jià)格呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。表1給出了對(duì)單晶硅太陽(yáng)能電池與多晶硅太陽(yáng)能電池的主要特性。
薄膜太陽(yáng)能電池所需要的硅材料極少或是不需要，因而與晶體硅太陽(yáng)能電池相比，在生產(chǎn)成本上有明顯的優(yōu)勢(shì)。薄膜太陽(yáng)能電池可分為硅基、碲化鎘（CDTE）、銅銦鎵硒（CIGS）、砷化鎵（GAAS）薄膜電池以及染料敏化（DSSC）太陽(yáng)電池等[1]。薄膜太陽(yáng)能電池應(yīng)用已經(jīng)逐步展開(kāi)，其中2014年12月我國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)CIGS薄膜太陽(yáng)能電站在云南石林投運(yùn)，其發(fā)電效率比同等規(guī)模的晶體硅太陽(yáng)能電站高出10%。根據(jù)大城市居民小區(qū)的需要，表2給出了主要薄膜太陽(yáng)能電池的技術(shù)特性。染料敏化太陽(yáng)電池是一種采用由有機(jī)材料構(gòu)成核心部件的太陽(yáng)能電池，在原材料上具有潛在的優(yōu)勢(shì)，可以大面積成膜，具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，質(zhì)輕，可塑性好，是一種有前景的太陽(yáng)能電池技術(shù)，但是目前僅停留在實(shí)驗(yàn)階段。
從適用于大城市居民小區(qū)建筑的角度看，由于非晶硅薄膜電池可制作成半透明的類玻璃形狀，且具有較高的吸收系數(shù)，因此非常適合于與光伏-建筑一體化小區(qū)工程相結(jié)合，作為建筑物的玻璃幕墻、玻璃窗以及建筑墻面。CIGS薄膜電池由于其緩沖層CdS具有潛在的毒性，國(guó)產(chǎn)化水平較低，價(jià)格較高，但轉(zhuǎn)換效率高，比較適合用于商住兩用型小區(qū)、公寓型小區(qū)或是小區(qū)中的大型公共建筑的玻璃幕墻。CDTE薄膜太陽(yáng)能電池成本較高，且有一定污染，可用作大型建筑的屋頂，而GAAS薄膜電池價(jià)格過(guò)高，一般不用于居民建筑。
2 居民小區(qū)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用選擇
在我國(guó)，特別是一些低層建筑比較密集的中小城市、廣大農(nóng)村地區(qū)，太陽(yáng)能熱水器技術(shù)已經(jīng)得到廣泛利用和推廣。但是這種利用方式無(wú)法適用于大城市居民小區(qū)，一方面是因?yàn)楦邔咏ㄖ锊荒芴峁┌惭b位置，另一方面是因?yàn)檫@種雜亂無(wú)章的安裝嚴(yán)重影響建筑物的視覺(jué)美觀效果，破壞環(huán)境的和諧，不能實(shí)現(xiàn)與建筑物的完美結(jié)合[2]。目前推出的壁掛式大陽(yáng)能熱水器是比較適合大城市居民小區(qū)的太陽(yáng)能光熱利用的產(chǎn)品。
同時(shí)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在民用領(lǐng)域也具有廣泛的利用和推廣空間。城市居民小區(qū)有許多公共用電設(shè)備，如小區(qū)路燈、草坪庭園景燈、高層建筑樓梯間、地下車(chē)庫(kù)的照明，樓房的電梯以及變頻調(diào)速的水泵、風(fēng)機(jī)等，這些設(shè)備數(shù)量多、總體耗電量大，都可以首先考慮采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電。在小區(qū)的公共區(qū)域放置太陽(yáng)能電池板是一個(gè)優(yōu)選方案。除考慮房屋的承重和成本問(wèn)題外，可以采用3種放置太陽(yáng)能電池的方式：（1）放置在建筑屋頂，并加砌與建筑外觀一致的護(hù)攔，同時(shí)利用太陽(yáng)能電池組件替代保溫隔熱層的作用，對(duì)于已建小區(qū)還可以與社區(qū)屋頂“平改坡”結(jié)合起來(lái)加裝太陽(yáng)能電池組件。（2）在樓梯間頂部專門(mén)加裝一個(gè)放置太陽(yáng)能電池板的閣樓，并采用與建筑外觀協(xié)調(diào)和諧的斜屋頂設(shè)計(jì)，維護(hù)整體環(huán)境的協(xié)調(diào)。（3）對(duì)于新建的多層建筑和高層建筑，外墻與太陽(yáng)光接觸面積最大，采用與太陽(yáng)能電池一體化的玻璃幕墻、透明絕熱材料，實(shí)現(xiàn)光伏-建筑一體化，同時(shí)達(dá)到美觀和裝飾效果。
在城市居民小區(qū)中，通常采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與市政電網(wǎng)并聯(lián)供電的形式，如圖1所示。但是當(dāng)小區(qū)內(nèi)太陽(yáng)能光伏發(fā)電容量比較大，且小區(qū)內(nèi)直流負(fù)載比例較高時(shí)，小區(qū)采用分布式直流配網(wǎng)供電[3]，將市政電網(wǎng)通過(guò)交流-直流變換作為并聯(lián)電源，如圖2所示，更有利于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的利用，且具有更好的效率。這是因?yàn)椋海?）太陽(yáng)能光伏發(fā)電輸出直流電，直接接入直流配電網(wǎng)，可以節(jié)省大量的DC-AC換流環(huán)節(jié)。（2）大部分民用負(fù)載都是直流負(fù)載，比如個(gè)人電腦、電視、充電設(shè)備、電熱器、照明負(fù)荷，采用直流配電網(wǎng)后，整體效率更高；同時(shí)對(duì)于采用變頻技術(shù)的家用電器，如空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)，如果采用傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)，需要經(jīng)過(guò)AC-DC-AC變換，而采用直流配電網(wǎng)則只需要采用DC-AC變換。因而直流配電系統(tǒng)的整體效率更高。（3）同時(shí)直流配電網(wǎng)更可靠，且沒(méi)有頻率和無(wú)功問(wèn)題，也沒(méi)有傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)的諧波污染問(wèn)題。（4）直流配電網(wǎng)的可控性，更有利用于未來(lái)智能社區(qū)的建設(shè)[4]。
3 結(jié)語(yǔ)
太陽(yáng)能光伏發(fā)電在大城市民用領(lǐng)域也具有廣闊的發(fā)展空間。但是由于大城市的地價(jià)貴、樓間距小、高層建筑多，相對(duì)中小城市、農(nóng)村來(lái)說(shuō)，利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電的空間較小、單位投資高、發(fā)電成本高，回收成本年限長(zhǎng)，如果采用全國(guó)統(tǒng)一的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，難于達(dá)到預(yù)定的促進(jìn)作用。因此，需要靠政府政策扶持，鼓勵(lì)企業(yè)、社會(huì)公益投資，同時(shí)與綠色社區(qū)、智能社區(qū)建設(shè)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到更好的整體社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效率。
參考文獻(xiàn)
[1] 李海濤.太陽(yáng)能利用研究進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（9）：38-39.
[2] 彭瑛.民用建筑太陽(yáng)能的利用[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，26（5）：90-94.
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電 光伏發(fā)電路燈可行性分析
風(fēng)能、太陽(yáng)能作為可利用的自然可再生能源，二者在轉(zhuǎn)換過(guò)程中都是受季節(jié)、地理和天氣氣候等多種因素制約，但是，兩者的變化趨勢(shì)基本相反，揚(yáng)其兩能各自之長(zhǎng)，補(bǔ)其兩能各自之短，相互配合利用，因地制宜，能發(fā)揮出最大的作用。特別是在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地區(qū)，獨(dú)立供電系統(tǒng)成為人們最需要的動(dòng)力源。結(jié)合風(fēng)能、太陽(yáng)能
的特點(diǎn)，綜合利用風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)而建立的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)無(wú)疑是解決這一重要問(wèn)題的最佳方案。
風(fēng)光互補(bǔ)路燈即是有效的利用風(fēng)能及太陽(yáng)能之間在能量及時(shí)間上的互補(bǔ)特性，通過(guò)兩者各自的發(fā)電裝置，共同向蓄電池進(jìn)行充電，為路燈提供獨(dú)立供電電源的獨(dú)立供電系統(tǒng)。路燈在我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ?jiàn)且實(shí)用，它給我們夜晚的生活和交通帶來(lái)光明和便利，然而人們往往忽視了路燈的耗電能力，其實(shí)常規(guī)的路燈尤其是高速公路上的路燈也是一個(gè)“耗電大戶”，由于路燈的低壓輸電線路長(zhǎng)，不僅路燈耗電，輸電線路上的耗電也很大，而且常規(guī)路燈必須用埋地電纜供電，在離電源點(diǎn)超過(guò)三公里的公路就要建一個(gè)供電線路，隨著公里的延伸，還需要設(shè)升壓系統(tǒng)。因此大部分遠(yuǎn)離電源點(diǎn)的市郊公路和高速公路都沒(méi)有安裝路燈，這實(shí)際上給道路交通帶來(lái)了許多安全問(wèn)題,也給人們的夜晚出行帶來(lái)不便。然而，風(fēng)光互補(bǔ)路燈的出現(xiàn)正規(guī)避了這些弊端。美觀獨(dú)特的風(fēng)光互補(bǔ)路燈既能把城市的夜晚裝點(diǎn)得多姿多彩，又為城市增添了一道靚麗的風(fēng)景。
風(fēng)光混合供電系是由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)電池陣列、蓄電池組、充電控制器、逆變器、系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能電池發(fā)出的電通過(guò)控制器貯存在蓄電池中，當(dāng)負(fù)載為直流時(shí)，通過(guò)控制器直接輸送給負(fù)載；當(dāng)負(fù)載為交流時(shí)則需經(jīng)逆變器將直流轉(zhuǎn)化為交流再輸送給負(fù)載。整個(gè)系統(tǒng)由能量產(chǎn)生環(huán)節(jié)、能量存儲(chǔ)環(huán)節(jié)、能量消耗環(huán)節(jié)三部分組成。能量的產(chǎn)生環(huán)節(jié)又分為風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電部分，分別將風(fēng)力、日照資源轉(zhuǎn)化為高品位的電力能源；能量的存儲(chǔ)環(huán)節(jié)由蓄電池來(lái)承擔(dān)，引入蓄電池的主要作用就是為了盡量消除由于天氣等原因引起能量供應(yīng)和需求的不平衡，在整個(gè)系統(tǒng)中起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載的作用；能量消耗環(huán)節(jié)在本文中主要是指路燈的能量消耗。
本文以山東省煙臺(tái)市的風(fēng)能太陽(yáng)能資源條件為例，來(lái)分析風(fēng)能太陽(yáng)能混合發(fā)電的實(shí)用價(jià)值。以典型氣象年數(shù)據(jù)為參考，下圖是各月的風(fēng)能太陽(yáng)能能量分布情況，
圖1風(fēng)能太陽(yáng)能的各月能量分布圖
盡管風(fēng)光互補(bǔ)路燈初投資較高，但是該系統(tǒng)不需要輸電線路，也不需要開(kāi)挖路面做埋管工程，不消耗電能，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看該系統(tǒng)有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。而且風(fēng)光互補(bǔ)路燈利用天然能源發(fā)電來(lái)工作，不消耗化石燃料，無(wú)二氧化碳、二氧化硫等有害氣體的排放，清潔干凈，環(huán)境效益良好。目前，在歐洲、日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家正在普及風(fēng)光互補(bǔ)路燈，用在沿海公路、偏遠(yuǎn)山路，特別是對(duì)已建成的道路增設(shè)路燈非常方便。目前我國(guó)已經(jīng)有部分城市試驗(yàn)性將風(fēng)光路燈系統(tǒng)用作城市道路景觀照明, 并取得了一定成效。隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電的成本越來(lái)越低，風(fēng)光復(fù)合發(fā)電方式必將在解決遠(yuǎn)離城市的高速公路，海洋上的孤島，偏遠(yuǎn)的山區(qū)用電問(wèn)題上發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 程雅麗. 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 天津：天津大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003
[2] 李傳統(tǒng). 新能源與可再生能源技術(shù)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社, 2005: 3～5
[3] 王長(zhǎng)貴, 王斯成. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)用技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2005: 31～35
[4] 方燕, 馬金花, 高善峰等.風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J].可再生能源, 2009,27(1):88～92
關(guān)鍵詞：可再生能源；發(fā)電技術(shù)；教學(xué)模式；考核
當(dāng)今人類面臨著能源短缺和環(huán)境污染的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等化石燃料資源的有限性與社會(huì)的巨大需求形成了尖銳的矛盾，同時(shí)受開(kāi)采條件和資源枯竭等因素影響，人類將會(huì)面臨資源危機(jī)，而且化石類能源所排出的廢氣給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)很大影響，社會(huì)影響巨大。因此研究開(kāi)發(fā)無(wú)污染的、可持續(xù)的可再生能源與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)成了當(dāng)前科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的重要研究方向，也是工程技術(shù)應(yīng)用中的熱點(diǎn)問(wèn)題，而且已經(jīng)上升到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和戰(zhàn)略安全的范疇。工科高校擔(dān)負(fù)培養(yǎng)合格的工程技術(shù)人員的重任，因此，為了適應(yīng)科技和社會(huì)的發(fā)展，滿足工程實(shí)際對(duì)人才的要求，可再生能源發(fā)電方面的人才培養(yǎng)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急和重中之重的工作。[1，2]因此在新的能源形勢(shì)及人才需求下，上海電力學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┰诟吣昙?jí)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)（熱力發(fā)電方向）開(kāi)設(shè)了“可再生能源發(fā)電技術(shù)”的課程，讓學(xué)生在全面掌握常規(guī)火力發(fā)電的基礎(chǔ)上，掌握可再生能源利用基礎(chǔ)知識(shí)、能源利用形式及其相關(guān)技術(shù)，了解可再生能源發(fā)電的前沿技術(shù)，從而擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，適應(yīng)社會(huì)需求。[3，4]
本文通過(guò)分析“可再生能源發(fā)電技術(shù)”的課程特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，探討了該課程的教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革，內(nèi)容包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等，從而達(dá)到激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意愿，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神，孕育學(xué)生科學(xué)的素養(yǎng)，提高學(xué)生分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的全面了解。
一、“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)的特點(diǎn)
1.教學(xué)內(nèi)容多學(xué)科交叉
“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程主要包括水力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電和海洋能發(fā)電等內(nèi)容，課程的主體是分別對(duì)上述發(fā)電形式進(jìn)行較為系統(tǒng)的解析，重點(diǎn)介紹各種可再生能源發(fā)電技術(shù)的基本原理和開(kāi)發(fā)利用的基本方式，以及目前國(guó)內(nèi)外該發(fā)電形式利用的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。所有以上內(nèi)容涉及工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、半導(dǎo)體物理、空氣動(dòng)力學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識(shí)，因此教學(xué)內(nèi)容涉及領(lǐng)域廣、研究對(duì)象較多，知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣、學(xué)科交叉非常突出、知識(shí)點(diǎn)集成度高等特點(diǎn)，這將給講授帶來(lái)挑戰(zhàn)，即如何將這些知識(shí)點(diǎn)，尤其是跨學(xué)科的內(nèi)容傳授給學(xué)生，并讓學(xué)生能夠較容易地掌握是該課程需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一。
2.教學(xué)方式亟待改革
由于“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的多學(xué)科交叉，一般而言，在短時(shí)間內(nèi)掌握非本專業(yè)理論知識(shí)較困難，因?yàn)闆](méi)有該專業(yè)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，經(jīng)常會(huì)很難理解有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，這將嚴(yán)重影響學(xué)生的積極性，甚至部分學(xué)生會(huì)產(chǎn)生抵觸情緒。因此，以教師講授為主的教學(xué)方式，學(xué)生沒(méi)有參與進(jìn)來(lái)，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，可能導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法理解所講授的內(nèi)容；同時(shí)該教學(xué)方式忽略了學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此如何將教師的“教”轉(zhuǎn)化為學(xué)生的“學(xué)”，將多學(xué)科交叉課程的課堂組織好是該課程教學(xué)需要解決的問(wèn)題之一。
二、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
可再生能源發(fā)電技術(shù)的研究屬于當(dāng)今研究的前沿問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新方法和新工藝等不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新，現(xiàn)有的教材顯然不能很快地響應(yīng)這樣的變化，以教材為教學(xué)內(nèi)容難以滿足教學(xué)要求。在筆者的教學(xué)實(shí)踐中，教學(xué)內(nèi)容上通過(guò)參考權(quán)威書(shū)籍、資料和自身的研究成果，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)外期刊文章、學(xué)術(shù)專著及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握當(dāng)前研究的動(dòng)向，并整合所有材料作為課堂教學(xué)內(nèi)容及課外拓展閱讀資料。廣泛獲取信息，動(dòng)態(tài)更新與拓展教學(xué)內(nèi)容，把握最新的專業(yè)前沿，有助于引導(dǎo)學(xué)生去探索新知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。另一方面，由于課程涉及多學(xué)科的交叉，在有些學(xué)科領(lǐng)域上，學(xué)生缺乏知識(shí)儲(chǔ)備，課堂教學(xué)較難獲取有效的效果，因此，摒棄一些晦澀難懂的理論知識(shí)是非常必要的。[5，6]以太陽(yáng)能熱發(fā)電為例，太陽(yáng)能熱發(fā)電涉及流體力學(xué)、傳熱學(xué)、自動(dòng)控制等多學(xué)科，當(dāng)整合最新的科技發(fā)展成果作為案例講解時(shí)，主要向?qū)W生闡述太陽(yáng)能熱發(fā)電的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)及政策激勵(lì)等，讓學(xué)生充分接觸各種知識(shí)，拓寬視野，了解科技前沿的最新動(dòng)態(tài)，目的是給學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的形成提供一個(gè)有利、有效的平臺(tái)。課程內(nèi)容應(yīng)深入淺出、科普性與前沿性并重，當(dāng)學(xué)生的興趣被調(diào)動(dòng)起來(lái)后，再進(jìn)行該學(xué)科的基本理論的講授或?qū)W生自學(xué)就非常容易切入，這樣就可達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。
三、新型的教學(xué)模式
根據(jù)“可再生能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點(diǎn)，本文提出新型教學(xué)模式的設(shè)計(jì)，使得教師成為課堂的組織者，通過(guò)設(shè)定教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)任務(wù)，課堂教學(xué)以學(xué)生為本，體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知主體作用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行積極思考，自主學(xué)習(xí)，從而在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和增強(qiáng)其科學(xué)素養(yǎng)等方面發(fā)揮作用。
1.專題講授
可再生能源利用形式多樣，涉及本學(xué)科各個(gè)分支學(xué)科，具有多學(xué)科交叉與耦合的特點(diǎn)。為了避免各分支學(xué)科相互之間影響導(dǎo)致學(xué)生難以理解的問(wèn)題，提出采用專題講座的授課形式，集中時(shí)間講授某一類型的可再生能源發(fā)電形式。此外，爭(zhēng)取請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家或工程技術(shù)人員每學(xué)期做1～2次課堂報(bào)告，將工程中碰到的問(wèn)題簡(jiǎn)化并整合成案例，在教學(xué)中根據(jù)需要選擇案例進(jìn)行剖析，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)。
2.互動(dòng)教學(xué)
在教學(xué)過(guò)程中，教師做幾次完整的典型研究報(bào)告，包括幾種可再生能源的發(fā)電原理、設(shè)備組成、科研前沿等，目的是讓學(xué)生掌握宏觀現(xiàn)狀背景和如何從微觀把握問(wèn)題與分析問(wèn)題；引導(dǎo)學(xué)生充分利用圖書(shū)館資源，掌握歸納分析的方法；指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行撰寫(xiě)科技或科普論文，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上安排學(xué)生參與課堂中來(lái)。具體做法是學(xué)生以小組為單位，各小組自主選擇相關(guān)研討課題，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和小組研討，形成專題研究報(bào)告，并由小組成員在課堂進(jìn)行匯報(bào)，根據(jù)其匯報(bào)內(nèi)容，接受老師和同學(xué)的提問(wèn)，并進(jìn)行解答，教師及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)并對(duì)其評(píng)分。形成教師指導(dǎo)，學(xué)生主講，教師與學(xué)生，學(xué)生與學(xué)生互動(dòng)討論的方法，教學(xué)實(shí)踐表明，該方法大大提高了學(xué)生的主動(dòng)性。學(xué)生經(jīng)歷查閱文獻(xiàn)、分析問(wèn)題、報(bào)告寫(xiě)作和報(bào)告陳述的全過(guò)程，顯著增強(qiáng)了創(chuàng)新能力、科研精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。利用對(duì)多個(gè)相關(guān)課題的討論，學(xué)生對(duì)可再生能源特點(diǎn)、可再生能源發(fā)電的前沿技術(shù)等有了更深入的認(rèn)識(shí)。
3.虛實(shí)結(jié)合
在學(xué)科平臺(tái)及自建教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)物參觀、模型演示，多媒體教學(xué)等虛實(shí)結(jié)合、多位一體的教學(xué)模式，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。
（1）可再生能源發(fā)電技術(shù)模型的利用。熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生以往大部分接觸的是火力發(fā)電方面的知識(shí)內(nèi)容，對(duì)可再生能源發(fā)電技術(shù)認(rèn)知較少，特別缺乏針對(duì)可再生能源發(fā)電原理和發(fā)電設(shè)備等進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，如果直接進(jìn)行理論的學(xué)習(xí)，學(xué)生會(huì)感到很枯燥，對(duì)一些基礎(chǔ)理論知識(shí)和發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)很難理解。為了提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，筆者所在課程組建立了可再生能源發(fā)電技術(shù)教學(xué)平臺(tái)。在學(xué)習(xí)課程的理論知識(shí)之前，學(xué)生首先了解小型模型的實(shí)物結(jié)構(gòu)，內(nèi)部構(gòu)成，基本組成和基本原理，使得學(xué)生具有整體的感性認(rèn)識(shí)，然后再學(xué)習(xí)本課程，同時(shí)結(jié)合模型進(jìn)行講解。
（2）健全的多媒體素材?！翱稍偕茉窗l(fā)電技術(shù)”課程內(nèi)容較多，課時(shí)有限。相比較傳統(tǒng)的教學(xué)方式，多媒體信息量大，采用靈活的圖形、視頻和動(dòng)畫(huà)等表現(xiàn)形式，能夠直觀、形象地再現(xiàn)客觀事物。筆者在教學(xué)實(shí)踐中采用多種多媒體教學(xué)手段。例如：選用《國(guó)家地理》節(jié)目里的《偉大工程巡禮——太陽(yáng)引擎》視頻作為太陽(yáng)能熱發(fā)電原理及形式的教學(xué)內(nèi)容，直觀地介紹了槽式、塔式、菲涅爾等形式的太陽(yáng)能熱發(fā)電原理，以及聚光器的制造工藝等。選用GE的水輪機(jī)設(shè)備，采用Flash方式制作水力發(fā)電中反擊式水輪機(jī)設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容，直觀且易于理解。通過(guò)多媒體的應(yīng)用，展示現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備，簡(jiǎn)化教學(xué)中的難點(diǎn)，增加了課程的信息量。
四、小組式考核方式
“可再生能源發(fā)電技術(shù)”作為高年級(jí)的課程，課時(shí)有限，知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容模塊化強(qiáng)，科普性和專業(yè)性并存，采用常規(guī)的卷面考試方式難以準(zhǔn)確考核。筆者在該課程教學(xué)實(shí)踐中，進(jìn)行了小組式考核機(jī)制的嘗試，即以小組為單位，制作課程學(xué)習(xí)的整體報(bào)告，選派一名代表在課堂上進(jìn)行答辯，匯報(bào)內(nèi)容結(jié)束后，其他組成員和教師針對(duì)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，組內(nèi)成員均可就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行回答。其他組同學(xué)根據(jù)該小組的匯報(bào)情況進(jìn)行打分，打分表如表1所示。除此以外，在考核中增加動(dòng)態(tài)考核，每個(gè)小組選出組內(nèi)最佳貢獻(xiàn)成員，給予動(dòng)態(tài)加分；同時(shí)為了增加考核上互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生思考問(wèn)題，對(duì)于提問(wèn)積極的學(xué)生在成績(jī)上給予加分。該考核方式，對(duì)課程的教學(xué)實(shí)行了動(dòng)態(tài)的考查與過(guò)程管理，實(shí)現(xiàn)了以考核促學(xué)習(xí)，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，推進(jìn)學(xué)生協(xié)作能力培養(yǎng)，增強(qiáng)了“教師與學(xué)生”、“學(xué)生與學(xué)生”的互動(dòng)，提高較整體的教學(xué)效果。
表1 考核打分表
小組名稱 選題創(chuàng)新性（共20分） 查閱文獻(xiàn)情況（共20分） 分析問(wèn)題能力（共20分） 報(bào)告質(zhì)量 （共20分） 表達(dá)能力 （共20分） 總分
（100分）
五、結(jié)語(yǔ)
隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，“可再生能源發(fā)電技術(shù)”已經(jīng)成為熱能與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)科重要的專業(yè)課程。本課程具有典型的多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，同時(shí)該領(lǐng)域的研究成果日新月異，因此無(wú)論是在教學(xué)內(nèi)容還是在教學(xué)方法都需要進(jìn)行改革和創(chuàng)新。本文通過(guò)緊跟前沿的研究熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)深入淺出的教學(xué)內(nèi)容；采取以學(xué)生為主體，通過(guò)引入工程案例，專題研究與課堂討論等模式，并輔以教學(xué)模型與多媒體動(dòng)畫(huà)演示等多種靈活多樣教學(xué)手段的改革，讓學(xué)生在了解可再生能源發(fā)電技術(shù)的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)了學(xué)生挖掘問(wèn)題，解決問(wèn)題，理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的技能，提高了學(xué)生的科研素養(yǎng)與工程實(shí)踐本領(lǐng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫欣，黃永紅.“新能源發(fā)電技術(shù)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012，（35）：95-96.
[2]劉忠，鄒淑云.專業(yè)選修課《新能源發(fā)電技術(shù)》的教學(xué)研究與實(shí)踐[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20（1）：185-186.
[3]張力，楊仲卿，鄭泓.“能源、環(huán)境與社會(huì)”全校性新生研討課教學(xué)模式探討[J].中國(guó)電力教育，2012，（24）：54-55，69.
[4]余霞，夏菁.關(guān)于高校本科專業(yè)選修課的若干思考[J].中國(guó)電力教育，2012，（32）：72-73.
關(guān)鍵詞：獨(dú)立式；太陽(yáng)能；光復(fù)逆變電源
一、獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)組成
獨(dú)立運(yùn)行太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池方陣，蓄電池組，控制器和逆變器四部分構(gòu)成。
1.1太陽(yáng)能電池方陣
光伏電池是組成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)最基本的單位。但單體光伏電池發(fā)出的電能很小，工作電壓約0.45~0.5V，工作電流20~25mA/cm2，而且是直流電，在大多數(shù)情況下很難滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。為滿足負(fù)載要求的輸出功率，一般都將電池組串并成太陽(yáng)能電池組件。
1.2蓄電池組
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)只能在日間有陽(yáng)光的時(shí)候才能發(fā)電，而多數(shù)情況人們主要在夜間大量用電，所以需要存儲(chǔ)太陽(yáng)能電池方陣發(fā)出的電能并隨時(shí)向負(fù)載供電。光伏系統(tǒng)對(duì)蓄電池組的要求是：1、自放電率低；2、使用壽命長(zhǎng)；3、深放電能力強(qiáng)；4、充電效率高；5、少維護(hù)或免維護(hù)；6、工作溫度范圍寬；7、價(jià)格低廉。配套200Ah以上的鉛酸蓄電池，一般選用固定式或工業(yè)密封免維護(hù)鉛酸電池；
1.3控制器
控制器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一，主要用于實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)地充、放電管理。太陽(yáng)能光伏陣列發(fā)出的直流電能，經(jīng)過(guò)控制器對(duì)蓄電池充電，在蓄電池未充滿時(shí)，控制器的作用是最大限度地對(duì)蓄電池充電，當(dāng)蓄電池被充滿時(shí)，控制太陽(yáng)能充電，使蓄電池處于浮充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池放電至接近蓄電池過(guò)放點(diǎn)電壓時(shí)，控制器將發(fā)出蓄電池電量不足報(bào)警并切斷蓄電池的放電回路，以保護(hù)蓄電池。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來(lái)越強(qiáng)大，有將傳統(tǒng)的控制器、逆變器以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成的趨勢(shì)，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。
1.4逆變器
對(duì)逆變器的基本要求是：
1、能輸出一個(gè)電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定的交流電，無(wú)論是輸入電壓發(fā)生波動(dòng)還是負(fù)載發(fā)生變換，都要能達(dá)到一定的電壓精度；
2、具有一定的過(guò)載能力，一般能過(guò)載125%~150%；
3、輸出電壓波形含的諧波成分應(yīng)盡量少；
4、具有短路、過(guò)載、過(guò)熱、過(guò)電壓、欠電壓等保護(hù)功能和報(bào)警功能，且具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
二、逆變電源基本工作原理及逆變電路設(shè)計(jì)
2.1逆變電源基本工作原理
逆變電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很多，各自的工作過(guò)程不完全相同，但最基本的逆變過(guò)程是相同的。下面以最基本的單相橋式逆變電路為例，具體說(shuō)明逆變器的“逆變”過(guò)程。單相橋式逆變電路如圖1所示，T1，T2，T3，T4是橋式電路的4功率管，由電力電子器件及輔助電路組成。輸入直流電壓為Vcc，Z代表逆變器的負(fù)載。當(dāng)開(kāi)關(guān)T1、T4接通時(shí)，電流流過(guò)T1，Z和T4，負(fù)載上的電壓極性是左正右負(fù)；當(dāng)開(kāi)關(guān)T1、T4斷開(kāi)，T2、T3接通時(shí)，電流流過(guò)T2，Z和T3，負(fù)載上的電壓極性反向，把直流電變成了交流電。改變兩組開(kāi)關(guān)的切換頻率就可以改變輸出交流電頻率，得到的是正負(fù)半周對(duì)稱的交流方波電壓。負(fù)載為純阻型時(shí)，負(fù)載電流電壓波形相同，相位也相同；負(fù)載為感性時(shí)，電流滯后于電壓，波形也不同。
2.2逆變電路設(shè)計(jì)
逆變電路的功能是將升壓得到的高壓直流電經(jīng)SPWM全橋逆變，變成220V的SPWM電壓，再經(jīng)輸出濾波電路濾波為220V、50Hz正弦交流電壓輸出，包括功率橋的設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)和保護(hù)電路設(shè)計(jì)。
2.2.1逆變環(huán)節(jié)的主電路
如圖2所示為逆變環(huán)節(jié)主電路圖。對(duì)輸入的直流電進(jìn)行SPWM調(diào)制，經(jīng)過(guò)LC濾波輸出，采用電壓瞬時(shí)值反饋，對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣隔離，反饋信號(hào)送給控制芯片經(jīng)過(guò)A/D變換保存，得到脈寬控制量，通過(guò)SPWM生成環(huán)節(jié)產(chǎn)生各功率管的開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制功率管的通斷，使輸出電壓盡可能跟蹤基準(zhǔn)正弦給定信號(hào)。
2.2.2控制電路設(shè)計(jì)
逆變環(huán)節(jié)的任務(wù)是使直流變交流，為使交流輸出電壓穩(wěn)定，本系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣分析，系統(tǒng)中CPU根據(jù)采樣電壓值來(lái)控制SPWM波發(fā)生器輸出SPWM參數(shù)，產(chǎn)生SPWM波驅(qū)動(dòng)逆變橋，從而得到穩(wěn)定的交流電。系統(tǒng)CPU采用ATB9C51，SPWM波發(fā)生器采用SA838單相SPWM波發(fā)生器，功率逆變橋選用PS21865，其內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路，因而外部驅(qū)動(dòng)電路可以不再添加?？刂齐娐饭δ馨ǎ嚎刂泼}沖產(chǎn)生，交流輸出穩(wěn)定，保護(hù)和報(bào)警顯示，電路框圖如圖3所示。
三、逆變器控制方案比較
光伏逆變器的性能很大程度上決定了整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和效率，隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣，人們對(duì)光伏逆變器輸出電壓的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，不僅要求逆變器的輸出電壓穩(wěn)定以及工作可靠，而且要求其輸出電壓正弦度高。所以光伏逆變器的控制技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展。
逆變器要實(shí)現(xiàn)輸出純正弦波，控制方案的實(shí)現(xiàn)通常分為模擬控制和數(shù)字控制，具體實(shí)現(xiàn)方案有如下幾種。
（1）模擬控制?？刂泼}沖的生成，控制算法的實(shí)現(xiàn)全部由模擬器件完成。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)非常成熟，有很多可以參考的實(shí)例。但其存在很多固有的缺點(diǎn)：控制器的元器件比較多，電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計(jì)好了，控制策略就無(wú)法改變；調(diào)試不方便，由于所采用器件特性存在差異，致使電源一致性差，且模擬器件工作點(diǎn)的漂移導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)漂移。逆變電源數(shù)字化控制是發(fā)展的趨勢(shì)，是現(xiàn)代逆變電源研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
（2）由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。為改善系統(tǒng)的控制性能，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，將微處理器與系統(tǒng)相連，在位處理器中實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制算法，然后通過(guò)輸入、輸出口或脈寬調(diào)制口（PWM）發(fā)出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，微處理器還能將采集的功率變換裝置工作數(shù)據(jù)顯示或傳送至計(jì)算機(jī)保存。一些控制中所用到的參考值可以存儲(chǔ)在微處理器的存儲(chǔ)器中，并對(duì)電路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。微處理器的使用在很大程度上提高了電路系統(tǒng)的性能，但由于微處理器運(yùn)算速度的限制，在許多情況下，這種微處理器輔助的電路系統(tǒng)仍舊要用到運(yùn)算放大器等模擬控制元件。
（3）由DSP實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。隨著大規(guī)模集成電路、現(xiàn)代可編程邏輯器件及數(shù)字 信號(hào)處理器（Digital Signal Processor，DSP）技術(shù)的發(fā)展，逆變電源的全數(shù)字化控制成為現(xiàn)實(shí)。DSP能夠?qū)崟r(shí)地讀取逆變電源的輸出，并實(shí)時(shí)地計(jì)算出PWM輸出值，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于逆變電源控制成為可能，從而可對(duì)非線性負(fù)載動(dòng)態(tài)變化時(shí)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，使輸出諧波達(dá)到可以接受的水平。但DSP入門(mén)門(mén)檻較高，開(kāi)發(fā)成本高，造價(jià)也較高。
結(jié)束語(yǔ)
太陽(yáng)能作為綠色生態(tài)能源，以光伏技術(shù)與電力電子技術(shù)為依托，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際利用它為人類服務(wù)，是能源工作者的重要任務(wù)之一。充分利用這些無(wú)電地區(qū)的太陽(yáng)能資源，有計(jì)劃、有步驟地推廣光伏技術(shù)，解決缺電地區(qū)的用電問(wèn)題，促進(jìn)這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展，提高人口素質(zhì)，對(duì)于全國(guó)的平衡協(xié)調(diào)發(fā)展，縮小地區(qū)間差距，均具有戰(zhàn)略與現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 沈輝，曾祖勤.太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.87
[2] 王常貴，王斯成主編.太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.6
[3] 倪海東，蔣玉萍.高頻開(kāi)關(guān)電源集成控制器[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1
[4] 郭同生.光伏系統(tǒng)逆變器數(shù)字控制技術(shù)研究[J].西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.3
論文摘要： 本文針對(duì)現(xiàn)行跨專業(yè)選修課教學(xué)模式和考試方式所存在的問(wèn)題，探討了一系列的改革方案，如設(shè)立專題講座、采用一頁(yè)開(kāi)卷式考試等，以努力提高高校的素質(zhì)教育。
一直以來(lái)，由于面向的教學(xué)對(duì)象是沒(méi)有經(jīng)過(guò)該學(xué)科前期基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的學(xué)生，跨專業(yè)選修課在高校教學(xué)中一直是難以駕馭的課程類別。讓學(xué)生掌握晦澀難懂的外專業(yè)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)外專業(yè)知識(shí)的興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，跨專業(yè)選修課教學(xué)模式和考試方式的改革勢(shì)在必行。下面筆者以我校的一門(mén)跨專業(yè)選修課《電力生產(chǎn)概論》的教學(xué)改革為例做一些探討。
1.現(xiàn)行教學(xué)模式及考試方式
我?；陔娏π袠I(yè)背景，辦學(xué)形式有濃厚的電力特色。為了讓我校各專業(yè)學(xué)生都了解電力生產(chǎn)知識(shí)，《電力生產(chǎn)概論》課程應(yīng)運(yùn)而生。該課程為全校選修課，所有非熱能動(dòng)力工程的學(xué)生都要選修這門(mén)課程，這樣就存在兩點(diǎn)問(wèn)題：一是教學(xué)對(duì)象均為跨專業(yè)跨學(xué)科學(xué)生，沒(méi)有該專業(yè)的理論背景，有些甚至沒(méi)有工科背景；二是課堂容量較大，超過(guò)百人，課堂上難以做到面面俱到，控制較難。
現(xiàn)行的教學(xué)模式采用的是講稿式的多媒體教學(xué)。在這種模式下課堂教學(xué)內(nèi)容死板，專業(yè)性較強(qiáng)，學(xué)生感覺(jué)專業(yè)跨度大，有很多晦澀難懂的專業(yè)名詞，學(xué)起來(lái)非常吃力，久而久之，不少學(xué)生對(duì)該課程提不起興趣，單純只為了賺學(xué)分，沒(méi)有達(dá)到讓學(xué)生了解先進(jìn)的電力生產(chǎn)知識(shí)的教學(xué)目的，教學(xué)效果很差。
考試形式采取的是傳統(tǒng)的閉卷考試形式，往往是面對(duì)課本知識(shí)和課堂教學(xué)內(nèi)容命題，考試功能單一，基本上是終結(jié)性的評(píng)價(jià)，而不是教育進(jìn)行中的診斷性的評(píng)價(jià)和水平發(fā)展性的評(píng)價(jià)，偏重理論化，在這種情況下就造成學(xué)生為了考試而考試，考前死記硬背，考試基本上是考記憶力，考試內(nèi)容不合理，局限于教材?？陀^性試題比例大，而綜合性考題、分析論述題少，制約、干擾、阻礙了學(xué)生分析綜合能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
2.教學(xué)模式改革
2.1設(shè)立專題講座形式。
電力生產(chǎn)概論體系設(shè)置比較系統(tǒng)。根據(jù)我國(guó)的主要發(fā)電形式，教學(xué)內(nèi)容分為火力發(fā)電、水力發(fā)電、核電、新能源發(fā)電等幾部分，其中新能源發(fā)電又包括風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等。各章獨(dú)立，自成系統(tǒng)，各部分內(nèi)容均有很多前沿的技術(shù)，而且發(fā)展迅速，僅靠講述書(shū)本知識(shí)已經(jīng)不能適應(yīng)科技的進(jìn)步。因此設(shè)置專題講座形式，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)更系統(tǒng)，而且在講座過(guò)程中，運(yùn)用通俗易懂的語(yǔ)言，由淺入深，學(xué)生可以積極參與，對(duì)感興趣的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，了解最新的發(fā)電技術(shù)，做到課堂互動(dòng)，真正達(dá)到該課程的教學(xué)目的。
2.2改進(jìn)多媒體，教學(xué)內(nèi)容更加多樣化。
原有的多媒體是以文字為主的PPT，大多是從書(shū)本復(fù)制過(guò)來(lái)的講稿。對(duì)于沒(méi)有專業(yè)背景的外專業(yè)學(xué)生，顯然有些內(nèi)容是晦澀難懂的，學(xué)生面對(duì)干巴巴的文字也提不起興趣。要讓這些專業(yè)內(nèi)容變得通俗易懂、生動(dòng)活潑，這就需要在多媒體的形式上多下功夫，大量地采用圖片、視頻、CAI課件、Flas等，做到圖、文、聲、像并茂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.3分組討論，合作學(xué)習(xí)。
改變傳統(tǒng)單一的教師“教”的模式，把學(xué)生“學(xué)”生動(dòng)地引入到課堂教學(xué)中去，改變一言堂教學(xué)。在每一個(gè)專題授課結(jié)束后，在課堂上教師布置與該專題的相關(guān)開(kāi)放性課題，比如現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電的諸多問(wèn)題的研究，對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行分組，并要求各組成員課下去檢索相關(guān)資料，確定議題，就此議題發(fā)表各自看法。在下一次課上，每組派代表將自己的研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)要報(bào)告，并進(jìn)行討論。
這種分組討論合作學(xué)習(xí)的方式要想能夠達(dá)到預(yù)期效果，在實(shí)踐中必須強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)的三意識(shí)：
（1）責(zé)任意識(shí)。讓學(xué)生明確參加小組討論是每個(gè)人的責(zé)任，在小組討論中有敞開(kāi)心扉、暢所欲言的意識(shí)。
（2）質(zhì)疑意識(shí)。善用批判思維，巧用發(fā)散思維，大膽質(zhì)疑，提出問(wèn)題，并在合作的過(guò)程中有所爭(zhēng)論、有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)新。
（3）整體互補(bǔ)意識(shí)。在討論中既理性地審視自己，又海涵他人的智慧。不要怕?tīng)?zhēng)論。許多真知灼見(jiàn)往往是在創(chuàng)造性氛圍下的沖突中產(chǎn)生的，這樣才能產(chǎn)生集體智慧高于個(gè)人智慧總和的效果。
3.考試方式改革
采用原有閉卷考試方式，學(xué)生考前突擊復(fù)習(xí)，死記硬背，試題內(nèi)容單一，偏重理論知識(shí)，最終導(dǎo)致成績(jī)?cè)u(píng)定不能完全體現(xiàn)學(xué)生的真正學(xué)習(xí)水平。因此考試及成績(jī)?cè)u(píng)定宜由以下兩部分組成：
3.1撰寫(xiě)小論文或調(diào)查報(bào)告。
其題材可以由教師提供，也可以學(xué)生自選；可以是綜述、述評(píng)，或做理論上的新闡釋、方法上的改造、技術(shù)上的創(chuàng)新、操作上的變革等，也可以是對(duì)已有觀點(diǎn)的新闡發(fā)或商榷等，但必須要以探索、創(chuàng)新、發(fā)展為其突出特征。在撰寫(xiě)完成后，還需安排答辯，以檢驗(yàn)其寫(xiě)作的真實(shí)程度、下工夫程度，考查所獲取的與論文相關(guān)信息的廣度以及信息批判思維和信息創(chuàng)新思維的深度，作為評(píng)分的重要依據(jù)之一。
3.2一頁(yè)開(kāi)卷考試。
“一頁(yè)開(kāi)卷”既不是閉卷考試又不同于我們常見(jiàn)的普通開(kāi)卷考試，它的實(shí)施方法是允許學(xué)生在考試之前的復(fù)習(xí)中準(zhǔn)備一張紙，將自己認(rèn)為的課程重點(diǎn)寫(xiě)在上面，考試時(shí)這張記錄紙可以帶入考場(chǎng)以備查閱，但不得在考生之中交換。這種考試方法是符合電力生產(chǎn)概論教學(xué)目標(biāo)的，因?yàn)殡娏ιa(chǎn)概論教學(xué)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生學(xué)懂和應(yīng)用電力生產(chǎn)知識(shí)，而不要求學(xué)生死記硬背，因此在考試目的上也就要求我們要考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而不是考查記憶能力。
“一頁(yè)開(kāi)卷”的考試方法有三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）可以在考試之前極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)真復(fù)習(xí)、準(zhǔn)備考試的積極性，因?yàn)榭荚嚨某煽?jī)與自己準(zhǔn)備的充分程度相關(guān)，準(zhǔn)備越全面，考試的總體效果就越好，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的總結(jié)歸納能力。（2）有利于讓學(xué)生避免死記硬背的學(xué)習(xí)方法，而更專注于對(duì)知識(shí)的理解和活學(xué)活用，從注重記憶的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向注重理解的學(xué)習(xí)。（3）有利于減輕學(xué)生不必要的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，緩解學(xué)生考試前的心理緊張和焦慮狀態(tài)。
4.結(jié)論
筆者通過(guò)跨專業(yè)選修課的教學(xué)實(shí)踐，分析了原有教學(xué)中存在的問(wèn)題，努力探討跨專業(yè)選修課的教學(xué)模式與考試方式的改革方案，為培養(yǎng)出有創(chuàng)新能力、有合作精神、有解決實(shí)際問(wèn)題能力的高素質(zhì)學(xué)生，使我們的教育教學(xué)更趨科學(xué)化、合理化提供了建議。
參考文獻(xiàn)：
［1］廖仁光.合作學(xué)習(xí)模式的運(yùn)用及考試成績(jī)的評(píng)定［J］.科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007，17（7）.
［2］羅軍.跨專業(yè)選修課《家用電器》的教材電子化探索［J］.重慶教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，15（3）.
［3］尚堅(jiān).淺談跨學(xué)科、跨專業(yè)混合班《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)［J］.高等理科教，1997，2.
關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計(jì)；質(zhì)量；因素；措施
近幾年來(lái)，隨著各高校招生規(guī)模的擴(kuò)大和高等教育大眾化的到來(lái)，生源質(zhì)量有所下降、師資隊(duì)伍、管理水平等教學(xué)條件不足，師生比例逐步加大，在某種程度上嚴(yán)重影響到畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。因此，如何提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，培養(yǎng)現(xiàn)代社會(huì)急需的科技人才是我們高校面臨的新課題。
一、高校擴(kuò)招、辦學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張、師資不足是影響學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要因素
具體原因包括以下幾個(gè)方面。
1.應(yīng)處理好考研、就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系。我們知道，最后一學(xué)期學(xué)生面臨巨大的就業(yè)壓力，各種面試、招聘、實(shí)習(xí)活動(dòng)很多，影響了學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，特別是一些工科專業(yè)的學(xué)生，由于找到工作就去公司實(shí)習(xí)，不能到實(shí)驗(yàn)室做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，又沒(méi)有老師輔導(dǎo)，學(xué)生平時(shí)不能抓緊，影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
2.辦學(xué)經(jīng)費(fèi)不足、各種教學(xué)資源緊張。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，基本的經(jīng)費(fèi)和教學(xué)設(shè)備是必要的；但由于近幾年的高效擴(kuò)招，造成高校辦學(xué)經(jīng)費(fèi)和各種教學(xué)資源緊張，特別是面對(duì)新技術(shù)、新課程，沒(méi)有建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室，紙上談兵，或者實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)少，幾十個(gè)人一組，實(shí)驗(yàn)效果很差。有的學(xué)校圖書(shū)資料更新很慢，缺少校外實(shí)習(xí)基地，省去實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，或者讓學(xué)生自己找實(shí)習(xí)單位。
3.師資緊張也是影響學(xué)生畢業(yè)質(zhì)量的一大原因。由于擴(kuò)招，師生比增大，各高校引進(jìn)了大量的年輕教師，他們畢業(yè)后直接進(jìn)入高校參與教學(xué)活動(dòng)，沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，特別是一些工科專業(yè)的年輕老師，沒(méi)有參與生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，缺乏第一線的研發(fā)經(jīng)歷，同時(shí)教學(xué)工作量又大，科研任務(wù)多，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)重視不夠，影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
二、采取的措施
1.從教學(xué)部門(mén)到指導(dǎo)老師都要加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)重要性的認(rèn)識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)過(guò)去幾年所學(xué)內(nèi)容的綜合，是提高學(xué)生綜合分析能力的重要一環(huán)，是其他任何教學(xué)環(huán)節(jié)都無(wú)法替代的。在本科評(píng)估、專業(yè)檢查時(shí)都作為重要的內(nèi)容之一。因此，要告訴學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性和對(duì)今后工作的影響。
2.科學(xué)合理的安排處理好考研、就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系，學(xué)生考研與就業(yè)也是很重要的事，學(xué)校應(yīng)積極創(chuàng)造條件滿足學(xué)生的要求。目前一種有效地辦法是將畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間從第七學(xué)期的暑假開(kāi)始，提前給學(xué)生發(fā)放設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生利用暑假時(shí)間準(zhǔn)備，通過(guò)調(diào)研和搜集資料準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告，做好相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，既可以老師利用科研項(xiàng)目作為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，也可以利用企業(yè)的技術(shù)改造項(xiàng)目、新技術(shù)、研究熱點(diǎn)作為課題。
3.加大實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)投入，改善教學(xué)科研條件，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題的能力。首先要加快學(xué)校大學(xué)生科創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中心的建設(shè)，利用先進(jìn)設(shè)備，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，加工制造樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試自己的產(chǎn)品，同時(shí)加強(qiáng)資料庫(kù)建設(shè)，為學(xué)生提供豐富的知識(shí)海洋。加強(qiáng)校企產(chǎn)學(xué)研合作，充分利用上海電氣集團(tuán)的優(yōu)勢(shì)，特別是在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、電動(dòng)汽車(chē)電子差速系統(tǒng)、軌道交通牽引驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)方面與企業(yè)建立全面合作，共建二級(jí)學(xué)院，聘請(qǐng)企業(yè)老總擔(dān)任各個(gè)專業(yè)的客座教授，讓企業(yè)工程師參與畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，帶部分畢業(yè)設(shè)計(jì)，直接解決企業(yè)的部分難題，效果會(huì)更好。
4.加強(qiáng)指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)，提高教師業(yè)務(wù)素質(zhì)。高校教師的科研水平高低會(huì)直接影響教學(xué)質(zhì)量。所以學(xué)校應(yīng)千方百計(jì)地創(chuàng)造條件，鼓勵(lì)教師參與科技實(shí)踐活動(dòng)，經(jīng)常派年輕人下企業(yè)掛職鍛煉，參與到企業(yè)的科研開(kāi)發(fā)中去，努力提高自己的業(yè)務(wù)能力。為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
5.讓學(xué)生參與科研活動(dòng)。一方面要組織學(xué)生參加各類競(jìng)賽和科技創(chuàng)新活動(dòng)，二是要引導(dǎo)學(xué)生盡量參與教師的科研項(xiàng)目，了解科研的基本過(guò)程和一般規(guī)律，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，為做好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
6.規(guī)范過(guò)程管理，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督及檢查。首先應(yīng)建立規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）組織管理和操作規(guī)程，明確職責(zé)，做到有章可循。其次各教學(xué)部門(mén)要建立好各種規(guī)章制度，制訂好標(biāo)準(zhǔn)，建立定期檢查與評(píng)估機(jī)制，對(duì)指導(dǎo)老師和學(xué)生有一定的檢查和約束，制訂科學(xué)合理的考核辦法，調(diào)動(dòng)師生的積極性，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
7.實(shí)行雙向選擇。老師提交設(shè)計(jì)題目，經(jīng)過(guò)專家認(rèn)可后，由學(xué)生選擇老師和題目，老師也可以選擇學(xué)生，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)，提高人們的積極性。近幾年，我們還加大由我校和企業(yè)聯(lián)合指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作。
8.畢業(yè)實(shí)習(xí)是做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。通過(guò)到企業(yè)實(shí)習(xí)，學(xué)生可以充分了解自己研究課題的內(nèi)容、深度和廣度，熟悉這個(gè)行業(yè)最新的科技成果及存在的問(wèn)題，找出自己研究的方向，設(shè)計(jì)制訂技術(shù)路線和要解決的技術(shù)難題。另外通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)工程師的交流，也可以提高學(xué)生的溝通能力，為畢業(yè)后的工作打下基礎(chǔ)。為此，我們規(guī)定，凡是參加畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的學(xué)生，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作之前，均必須進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，并提交實(shí)習(xí)報(bào)告。
9.建立科學(xué)合理的開(kāi)題、中期檢查與畢業(yè)答辯制度。開(kāi)題時(shí)一般要舉行開(kāi)題答辯，老師會(huì)根據(jù)你的設(shè)計(jì)內(nèi)容指出存在的問(wèn)題和注意事項(xiàng)；中期檢查是對(duì)你前幾周做的設(shè)計(jì)給予評(píng)價(jià)，告訴學(xué)生下一步的注意事項(xiàng)、進(jìn)度安排等；最后就是畢業(yè)答辯，學(xué)生針對(duì)自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行陳述，老師提問(wèn)，學(xué)生回答。對(duì)設(shè)計(jì)較差的學(xué)生會(huì)給予他們修改的機(jī)會(huì)，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備后重新答辯，這樣既保證質(zhì)量又能盡量讓學(xué)生畢業(yè)。
三、小結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年所學(xué)知識(shí)的綜合訓(xùn)練，極大地提高了學(xué)生的綜合能力，為學(xué)生畢業(yè)后的扎實(shí)工作奠定了基礎(chǔ)。風(fēng)電公司帶的部分學(xué)生畢業(yè)后直接留在了公司上班，從今年我院評(píng)出的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)看出，其中參加大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目和教師科研項(xiàng)目的學(xué)生占60%，答辯成績(jī)明顯提高。因此，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生參與科創(chuàng)活動(dòng)和教師科研項(xiàng)目，從而得到鍛煉和提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]彭建南，陽(yáng)小華.加強(qiáng)全程監(jiān)控與管理提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量[J].懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2007.
[2]李繼芳.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程管理與提高質(zhì)量的探索.基礎(chǔ)理論研討，2006，（3）
[3]鄒吉高.嚴(yán)贊開(kāi).關(guān)于提高畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量的若干思考.成都教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（4）.
[4]焦殿科，鄂旭.探索畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量.遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（7）
[5]杜祥培，尹躍妮，歐陽(yáng)中萬(wàn).提高本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的探討.高等教育，2004.
[6]馬敬峰.論本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2007.
