“新能源發電技術”課程教學改革分析

“新能源發電技術”是南京郵電大學電氣工程及其自動化、電氣信息工程和智能電網三個專業課程體系中一門重要的專業課。主要給學生講授新能源轉換為電能的基本原理、電能的二次變換、控制和并網調配技術，即系統地展示新能源如何成為用戶可直接利用的優質、高效、清潔的終端能源，如何最大限度地滿足電網和終端用戶的需求。該課程的特點主要體現為“多”、“新”和“實”三個方面。“多”是指課程涵蓋內容多，課程以“電路”、“電機學”、“電力電子技術”和“自動控制原理”等電氣類專業基礎課為先修課程，涉及電氣、動力、材料、控制、電子、計算機和信息等多個學科，因此概念多、推導多、計算多等問題不可避免，使學生學習時感覺非常吃力。“新”是指課程內容更新快。21世紀是人類大規模開發利用新能源的關鍵時期，因此利用新能源的新技術必定也是層出不窮，教學內容的更新必然要追隨科學技術的發展，不能一成不變。“實”是指課程與工程實踐密切相關，所學內容大多是實實在在的工程裝置，理論和實踐必須做到高度的統一。鑒于以上課程的三個特點，這就要求我們必須不斷更新教學觀念和教學內容，建立理論傳授、實踐驗證及綜合設計相結合的全方位的課程教學新體系。通過知識的不斷強化，使學生在有限的課時內盡可能多地掌握和了解本課程的知識，提高課程的教學質量。
一、課程教學現狀與存在的問題
1.知識體系與授課學時的矛盾
“新能源發電技術”課程2010年面向2007級本科生第一次進行授課。根據2007級的教學大綱，該課程的總學時數為32學時，其中理論課28學時，實踐課4學時。而新能源發電技術的整個體系包括風力發電、光伏發電、氫能發電、燃氣發電、生物質能發電和海洋能發電等眾多內容，較多地知識點與較少的課時量形成了矛盾。
2.理論教學方法與培養目標的矛盾
我國教育的最終目標是為社會主義現代化建設輸送合格的科技人才。但目前的教學方法基本是以教師為中心，課堂講授為主，講授內容與工程實際應用聯系不夠緊密。這樣學生就處于被動接受的地位，限制了學生學習主動性和積極性的發揮，不利于學生對課程的理解和學生能力的培養，因而無法適應教育培養目標的要求。
3.實驗環節程式化與創新思維的矛盾
目前課程的實驗教學相對于理論教學處于從屬地位，學時安排少，實驗教學內容較為固定，都是對一些原理和現象的驗證，實驗教學形式較為單一，學生都是按照教師的示范或指導書的步驟去操作。學生程式化地進行實驗，自身的主動思考少，極大地限制了學生創新思維能力的提高。
二、改革的措施
1.完善和規范教學大綱
教學大綱是開展教學的依據，它對課程的定位和目標、課程內容和基本要求都有具體的描述。課程大綱的修訂應綜合考慮各個專業的課程體系構建和課程在課程體系中的地位。
自20世紀90年代以來，美國、德國和日本等發達國家新能源技術發展很快，這些國家都把新能源轉換作為能源政策的基礎，我國的“十一五”規劃、《中華人民共和國可再生能源法》、《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》等綱領性文獻、政策和法規的相繼出臺，也預示著我國新能源利用在未來20年內必將形成高潮。這就使得新能源發電技術課程在整個專業課程體系中的重要性和地位日益增加，增加相應的課時量，加大新能源人才培養的力度也勢在必行。因此2009級教學大綱首先對課程的性質做了修訂，將課程從原來的普通選修課提高到專業方向選修課。另外將課程總學時從原來的32學時增加到了48學時，其中理論課42學時、實踐課6學時。
2.精選教學內容
教學內容的取舍主要根據教學學時、學生的知識水平和教學內容的結構來安排。雖然2009級教學大綱將學時增加到了48學時，但仍無法解決課時不足與教學內容豐富的矛盾，因此在授課時必須對教學內容進行精選。授課應以立足于基本原理和基本方法的講解、注意歸納總結一般知識，忽略和專業相關度不高的知識點。例如在風力發電這章中應著重把握各種風力發電機組的工作原理、風力發電機組的主要控制策略以及風力發電機組的并網運行和功率補償，對風的特性和風能應用簡單歸納總結，而對風力發電的經濟技術性評價內容忽略不講，以學生自學為主。通過教學內容的取舍來解決課時不足與內容豐富的矛盾。
3.凝練教學方法
課程采用基于問題的教學方法，其組織形式是“以學生為主體、以問題為中心”，在教師的整體把握和指導下，強調學生的主動參與。這種以學生為主體、以教師為導向的啟發式教育，以培養學生的能力為目標，其精髓在于發揮問題對學習過程的指導作用，調動學生學習的主動性和積極性。基于問題的教學方法的基本要素包括：以問題為學習的起點，學生的一切學習內容是以問題為主軸所架構的；問題必須是學生在其未來的專業領域可能遭遇的“真實”的問題；以學生為中心，學生必須擔負起學習的責任；教師的角色是指導認知學習技巧的教練。
而新能源發電技術這門課程它所要解決的問題就是當化石類決實際問題為宗旨。因此，網絡信息安全是一門實踐性很強的學科，它所涉及的實驗非常的廣泛，受課時的限制想面面俱到是不可能的。因此，如何結合信息與計算科學專業學生較強的理科功底，設計出一批符合培養目標，層次分明的實驗顯得至關重要。我們可以首先設置基礎理論驗證實驗，如：RSA算法實現、MD5算法實現和基于數字證書的身份認證等。然后設置綜合應用實驗，如：PGP實現電子郵件安全、虛擬專用網和防范DOS、木馬等網絡攻防實驗等。另外，在實驗中要始終秉承從簡單到復雜的過程，注意軟硬件結合。例如，先從簡單的軟件和硬件防火墻配置開始，逐步增加難度，要求學生綜合應用所學知識使防火墻能夠具有簡單的IDS和病毒檢測功能。在大型的綜合實驗上可以讓學生自由分組，分工合作，注重培養學生的溝通能力和團隊精神。最后，在實驗環境上，我們可以借用本校計算機學院已經建成的信息安全專業實驗室先進的軟硬件設施。實驗以培養解決實際問題的能力為目標，同時加深對基礎知識的理解，從而提高創新思維能力和動手能力。
3.考核體系
考核是教學過程中不可或缺的一個重要環節，它是對教師教學效果和學生學習成果的雙重檢驗，在一定程度上能夠激發教與學的積極性。目前，該課程的考核采用平時成績和期末考試成績加權平均的方式。平時成績包括課堂表現，作業完成情況和實驗表現等。
期末考試采用理論考試方式?？紤]到單一的理論考核方式不能全面客觀的反映所有學生的學習成果，我們在秉承總成績由平時和期末考試成績加權平均的前提下，對期末考試進行了改革。考試由理論和實踐兩部分組成，同時兼顧不同學生特長和愛好不同的特點，對理論和實踐考核提供不同的難度和權重讓學生自由選擇。例如：喜歡理論推導和邏輯思維較強的同學可以選擇算法設計，安全系統的構建，系統安全性分析等理論試題較難，權重較大的試題；動手能力強的同學可以選擇算法實現，綜合系統搭建等實驗難度大，權重大的試題?？傇u成績采用優秀、良好、中等、及格、不及格五級等級制度。在這樣靈活的考核機制下，才能真正實現“以人為本，因材施教”的教學宗旨，才能從考核體系上進一步激發學生的學習積極性，充分發揮學生的特長，從而培養出不同類型的合格的信息科學人才。
四、結語
網絡信息安全是一門非常重要的課程，本身的理論性與實踐性都很強，在培養高校理工科學生的創新能力與解決問題的能力方面尤為重要。尤其對于即將畢業的高年級本科生，網絡信息安全課程所培養的安全意識，教授的應對安全問題的方法將在以后的工作中有著很強的實用價值。從培養前瞻性、開拓性信息科學人才的角度出發，本文就網絡信息安全這門課程，提出了教學內容，教學方式，考核體系等方面的改革措施，這些措施還需要在今后的教學過程中不斷檢驗和完善，使得該課程能在信息與計算科學專業為高年級學生的創新意識和全面素質培養起到良好的作用。


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