“風(fēng)力發(fā)電原理”課程思政教學(xué)研究與實踐

一、引言
“風(fēng)力發(fā)電原理”是新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課。本課程綜合運用電機(jī)與拖動、自動控制理論等先修課程的知識，涵蓋風(fēng)特性、風(fēng)資源評估、風(fēng)力機(jī)及其傳動鏈、風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)和海上風(fēng)電等，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及從事本專業(yè)工程技術(shù)工作人員提供必要的理論基礎(chǔ)。
課程思政是課程的思想政治教育內(nèi)涵的彰顯和功能的發(fā)揮。科學(xué)的課程思政能夠?qū)⑺枷胝谓逃囊笈c課程自身的思想政治教育內(nèi)涵相融合，使思想政治教育的因子融入課程之中，充分發(fā)揮課程的德育功能，運用德育的學(xué)科思維，提煉專業(yè)課程中蘊含的文化基因和價值范式，將其轉(zhuǎn)化為社會主義核心價值觀具體化、生動化的有效教學(xué)載體，在“潤物細(xì)無聲”的知識學(xué)習(xí)中融入理想信念層面的精神。
本文圍繞“風(fēng)力發(fā)電原理”課程教學(xué)內(nèi)容，對課程思政元素進(jìn)行了設(shè)計，給出了具體實施案例；在教學(xué)方法上，綜合運用線上線下混合式教學(xué)方法、案例教學(xué)法等，促使課程教學(xué)目的有效達(dá)成；從而實現(xiàn)專業(yè)教育和核心價值觀教育相融共進(jìn)。
二、“風(fēng)力發(fā)電原理”課程思政設(shè)計
按照教育部指導(dǎo)綱要要求，根據(jù)課程特點，通過走訪調(diào)研和查閱相關(guān)資料，挖掘提煉“風(fēng)力發(fā)電原理”課程知識體系中所蘊含的思想價值和精神內(nèi)涵。課題組緊密圍繞風(fēng)力發(fā)電相關(guān)領(lǐng)域的工程背景、技術(shù)內(nèi)容、行業(yè)動態(tài)、工程倫理等內(nèi)容，對“風(fēng)力發(fā)電原理”課程思政元素進(jìn)行了設(shè)計，并給出了實施案例。
（一）“風(fēng)力發(fā)電原理”課程思政元素
課程思政元素主要從風(fēng)力發(fā)電原理課程所涉及的專業(yè)、行業(yè)、國家、文化、歷史等角度，增加課程的知識性、人文性，提升引領(lǐng)性、時代性和開放性，注重工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。設(shè)計的思政元素如表1所示，給出了課程中的思政元素、課程內(nèi)容及實現(xiàn)途徑。在實際授課過程中，不拘泥于表中所列內(nèi)容，由教師自然引出，以收到潤物無聲的教學(xué)效果。

表1 “風(fēng)力發(fā)電原理”課程思政元素
（二）“風(fēng)力發(fā)電原理”課程思政實施案例
（1）案例目標(biāo)：風(fēng)電行業(yè)快速發(fā)展，目前我國風(fēng)電裝機(jī)容量穩(wěn)居世界第一。十年間，我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)經(jīng)歷了從技術(shù)跟蹤到行業(yè)引領(lǐng)，風(fēng)電機(jī)組制造從大國重器邁向智能科技。通過介紹行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景，引導(dǎo)學(xué)生注重科研素養(yǎng)的培訓(xùn)，鼓勵學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新，引領(lǐng)世界電力裝備的發(fā)展。樹立民族自豪感，體會新時代的內(nèi)涵，鼓勵學(xué)生為我國電力工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量。
（2）案例描述：風(fēng)能是清潔可再生能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)
組由風(fēng)輪、主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器、變壓器、塔筒、控制系統(tǒng)等組成，完成風(fēng)能、機(jī)械能、電能的轉(zhuǎn)換，主要機(jī)組類型包括雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展初期，關(guān)鍵零部件和控制系統(tǒng)主要依賴國外進(jìn)口，受制于人。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，我國擁有了風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件和系統(tǒng)的完全知識產(chǎn)權(quán)，風(fēng)電裝機(jī)容量穩(wěn)居世界第一。三家國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)位居世界前十。風(fēng)電機(jī)組大量出口，在“一帶一路”能源合作中占據(jù)重要地位，其質(zhì)量和可靠性得到了國際認(rèn)可。通過介紹風(fēng)電設(shè)備的發(fā)展，拓展課堂內(nèi)外、學(xué)校內(nèi)外、線上線下三種時空，實現(xiàn)知識、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與市場的深度融合。
（3）案例實施方式
課前計劃：對學(xué)生進(jìn)行分組，要求學(xué)生以圖片、文字、視頻和數(shù)據(jù)等形式上傳調(diào)研資料，包括國內(nèi)外風(fēng)電機(jī)組廠家的產(chǎn)品信息、市場地位等，制作PPT并在課前完成課程內(nèi)容預(yù)習(xí)與初步思考。
課中計劃：①教師講解風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理、組成、分類和典型結(jié)構(gòu)（45分鐘）（也可以采用線上的方式，請在風(fēng)電場工作的校友進(jìn)行實物講解）；②小組發(fā)言（每組5分鐘，控制在30分鐘）；③引導(dǎo)全班進(jìn)一步討論，并進(jìn)行歸納總結(jié)（15分鐘）。
課后計劃：對比分析不同廠家的產(chǎn)品優(yōu)勢、特點及應(yīng)用場景。
三、“風(fēng)力發(fā)電原理”的教學(xué)方法設(shè)計
教學(xué)方法設(shè)計要能夠體現(xiàn)課程特色，提高教學(xué)過程中學(xué)生的參與度，本文探索了線上線下混合式教學(xué)方法、案例教學(xué)法等教學(xué)方法。
（一）線上線下混合式教學(xué)方法
線上線下混合式教學(xué)方法采用大學(xué)慕課在線課程、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場課與線下課堂教學(xué)相結(jié)合的方式，充分利用學(xué)生線下時間，擴(kuò)展課程教學(xué)的空間和維度。在線上教學(xué)方面，主要采用了以下兩種形式。
（1）安排學(xué)生課前觀看丹麥科技大學(xué)在線課程WindEnergy，并把問題記錄下來，可以在網(wǎng)絡(luò)在線教育平臺（如雨課堂、云課堂）與同學(xué)、老師互動交流，也可把問題帶到課堂上，大家一起討論。教師鼓勵學(xué)生在討論區(qū)發(fā)帖留言，參與互動，并作為平時成績參考。這樣可以避免學(xué)生在課堂上不積極發(fā)言的現(xiàn)象。
（2）網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場課。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場課利用網(wǎng)絡(luò)直播平臺，邀請在風(fēng)電工程一線的校友講解風(fēng)力發(fā)電相關(guān)內(nèi)容，如風(fēng)電機(jī)組的構(gòu)成、葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器的工作原理和控制流程、風(fēng)電場電氣線路圖、風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)及各個子系統(tǒng)的功能，發(fā)電指令曲線、風(fēng)功率預(yù)測曲線等。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場課超越空間的限制，把學(xué)生帶到了專業(yè)現(xiàn)場；在互動環(huán)節(jié)，校友們回答老師和學(xué)生提出的技術(shù)問題，并向?qū)W生介紹了風(fēng)電領(lǐng)域各類技術(shù)工作對畢業(yè)生的要求，以及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)政策，鼓勵學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，積極投身于風(fēng)電事業(yè)。
線下教學(xué)除了采用傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式之外，建議采用學(xué)生分組做PPT（內(nèi)容為不同儲能類型、國內(nèi)外主要風(fēng)電廠商介紹等）、對分課堂等形式。
（二）案例教學(xué)法
案例教學(xué)法使學(xué)生置身于問題的真實情境中，并且激勵他們運用課程知識來分析問題和找到切實可行的解決問題的方法。通過情境設(shè)定，教師們鼓勵學(xué)生獨立思考，引導(dǎo)學(xué)生由注重知識積累變?yōu)樽⒅啬芰μ岣撸瑥亩岣邔W(xué)生分析問題、解決問題的能力。下面這個案例是教學(xué)中應(yīng)用的，充分體現(xiàn)了工程倫理中的工程師困境、工程與環(huán)境等思政元素。
某能源公司A，以其在風(fēng)能、太陽能和地?zé)崮茴I(lǐng)域的資產(chǎn)而聞名。詹姆斯是風(fēng)能部門的首席工程師之一，他的工作是分析和批準(zhǔn)公司的開發(fā)項目。A公司計劃在一塊海域開發(fā)海上風(fēng)電項目，唯一的問題是它非常接近珊瑚礁。珊瑚礁本身受到政府的保護(hù)，風(fēng)電場離珊瑚礁很近，而且風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身的建造過程可能會嚴(yán)重影響生態(tài)系統(tǒng)。如果海上風(fēng)電項目被擱置，投資者可能會將資金投向A公司的其他領(lǐng)域，如地?zé)峄蛱柲埽踔量赡軗Q另一家公司投資。風(fēng)能部門的負(fù)責(zé)人也對詹姆斯施加壓力，不要讓這些錢流向其他地方。否則，他們的部門可能會被徹底淘汰。在這種情況下，你作為一名工程師，該如何去做？
由此可見，此海上風(fēng)電項目在創(chuàng)造價值的同時，也不可避免地帶來風(fēng)險。它與生態(tài)環(huán)境有著復(fù)雜的關(guān)系。風(fēng)電工程的價值及其對社會的貢獻(xiàn)是專業(yè)自豪感的源泉，而作為風(fēng)電從業(yè)者，需要通過透視工程風(fēng)險來警醒并常懷敬畏心，通過分析利益沖突來提升使命感，通過厘清角色定位來強(qiáng)化責(zé)任感。
四、結(jié)語
專業(yè)課程是課程思政實施的重要載體。本文以新能源科學(xué)與工程專業(yè)課程“風(fēng)力發(fā)電原理”為基礎(chǔ)，以工程教育理念為指導(dǎo)，圍繞風(fēng)力發(fā)電相關(guān)領(lǐng)域的工程背景、技術(shù)內(nèi)容、行業(yè)動態(tài)、工程倫理等內(nèi)容，對“風(fēng)力發(fā)電原理”課程思政元素進(jìn)行了設(shè)計，并給出了具體實施的案例；給出了線上線下混合式教學(xué)方法、案例教學(xué)法等教學(xué)方法應(yīng)用的場景和方法。