翻转课堂在“光伏发电技术”课程教学中的应用研究

?陈莹

[摘 要]光伏产业发展迅速，企业需要大量具有相關专业知识的人才，重要专业课程“光伏发电技术”教学方法改革不可避免。该文从课前、课中和课后三个环节探索了翻转课堂在“光伏发电技术”课程教学中的应用，让学生主动学习，快乐学习，建立高效学习模式，提高学生的分析和实践能力。

[关键词]翻转课堂;教学改革;光伏发电技术

[基金项目]2017年度国家自然科学基金青年基金项目“大面积高质量WS2薄膜的可控生长及光电性能研究”（21701041）;2017年度湖北工业大学“WS2/WTe2异质结的可控生长及光电性能研究”（BSQD20170101）

[作者简介]陈 莹（1985—），女，湖北武汉人，工科博士，湖北工业大学理学院讲师，硕士生导师，主要从事光伏发电技术、太阳能电池和光电探测器研究。

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）33-0287-02[收稿日期] 2020-03-31

中国光伏产业起步虽然较晚，但呈现出了迅速发展的势头。尤其是“十五”期间，我国在光伏发电技术研究工作是先后通过了“国家高技术研究发展计划”“科技攻关”计划，开展了晶体硅高效电池、非晶体硅薄膜电池、晶硅薄膜电池等及其应用系统的关键技术研究，大幅度提高了光伏发电技术和产业水平，快速缩短了光伏发电制造业和国际水平之间的差距。光伏产业发展快速，市场急需大量光伏人才。“光伏发电技术”是电气工程新能源方向的重要专业课，课程培养目标是使学生未来能够成为光伏行业中的高级电气工程师，传统“光伏发电技术”课程教学模式已无法跟上教育现代化的步伐。“互联网+”时代下，新教育理念和新技术百花齐放，线上线下三位一体教学形式日益成熟，特别是翻转课堂已成为国内外教育改革的时尚标，为教与学的发展提供了新思路。将翻转课堂教学模式应用于“光伏发电技术”课程，强化师生、生生间的互动，让学生在感知乐趣中进入主动学习状态，夯实理论基础，提升实践创新能力。

一、翻转课堂教学模式

翻转课堂，也可称之为“颠倒课堂”，是指重新合理调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，教师不再“满堂灌”式的占用课堂时间讲授知识，而是学生在课前通过观看视频讲座、微课、电子书等形式进行自主学习，他们可以在线下或线上与其他同学讨论，也可以查阅相关材料。课堂上，学生能够主动的基于项目学习，获得更深层次的理解。课后，学生能够自主规划学习内容和学习节奏。整个过程中，教师采用讲授法和协作法来满足学生的需求，能有更多的时间与每个人交流，帮助和督促学生完成个性化学习[1]。翻转课堂可以让传统课堂教学从枯燥乏味变得更具趣味性和参与性。

二、光伏发电技术课程教学模式现状及存在的问题

传统“光伏发电技术”课程多是围绕教材展开，教学大纲陈旧，脱离生活实际，无法跟上光伏产业迅猛发展的步伐。而且教学内容理论偏多，由于缺乏实验平台，大多数学生没有条件亲手做实验，实践和分析能力都无法得到锻炼[2]。教学模式传统单一化。目前，大部分高校“光伏发电技术”课程采用的是多媒体与板书相结合式的教学方法，“满堂灌”式的教学。教学过程中，授课教材固定、授课地点固定、考核方式固定，导致课程教学缺乏趣味性和实用性，很难调动学生的学习主动性。总的来说，在当前教学模式下，学生的实践能力、创新能力和职业能力都无法得到提升，导致走上工作岗位后，面对实际项目感到不知所措。因此，对“光伏发电技术”课程教学模式进行改革是十分必要的。

三、翻转课堂在光伏发电技术课程教学模式中的应用

1.翻转课堂下的课前自主学习。“光伏发电技术”课程涉及原理概念多，各个原理虽以光伏发电系统为实例，对光伏发电系统包含的关键部分，如太阳能电池组件、储能单元、控制器、逆变器和光伏系统设计等，都有或具体或简略的介绍，但还是比较抽象，体系庞大，学生难以将书本上涉及的原理与实际器件相结合，对专业知识无法全面、深刻、系统的进行学习[3]。如果仅靠教师课堂教学，短短时间内，学生很难将理论知识运用到实践中。教师可以应用“翻转课堂”过程优化“光伏发电技术”课程的课前预习环节，以明确的学习目标为导向，引导学生自主高效学习光伏发电技术新的知识点。以“太阳能电池组件”为例，教师可以先分析这一章在整个课程中的地位和作用，了解学生的学习兴趣和学生能力，采用“翻转课堂”模式，引导学生的课前自学环节。教师从学生的角度出发，搜寻、筛选和整理网络中难度适宜的慕课、视频讲座，电子书和行业最新动态等，也可以自己录制相关微视频，让学生通过自主学习，完成预习任务，明确太阳能电池组件章节的重难点。教师可以通过QQ，微信，课程网站等互动平台，上传课程预习材料，学生利用课前时间，通过电脑，手机等设备，自主反复观看学习微课，学习和掌握章节知识点。学生可以在学习过程中，线上与教师、小组成员或其他同学进行交流讨论，解决课前自主学习时遇到的问题，也可以记录自己无法解决的问题或者疑惑，明确课堂上听课的重点。在完成课前预习任务的过程中，初步认识太阳能电池的工作原理和特性，太阳能电池的生产过程，太阳能电池组件及方阵，提高学习效果。

2.翻转课堂下的课中探索合作。翻转课堂模式下的课上教学，教师可以调整教学过程中的教与学的比例，不再仅仅是基础理论的教授，更多的是答疑解惑，是让知识点巩固，能与实践相结合的过程。教师可以根据学生预习情况和学生素质制定教学计划，对于较难理解的内容，课内引导学习掌握，而对于较简单的内容，则课后检测学习效果即可。课堂上，教师可以营造轻松、积极向上的学习讨论氛围，提供个性化的教学，可以通过案例提示，发布小项目、成果展示等形式，让学生在合作探究的过程中进行良好的互动，提高分析和创新能力，达到真正的学习目标。以“逆变器认识与测试”小节为例，教师可以提前在线上或者互动平台等，发布预习材料和预习任务，让学生以小组的形式汇报课前自主学习的情况，然后总结归纳，将不同层次学生反馈的学习问题，让各小组学生组内和组间深入思考，同时进行讨论和交流，适时进行指导、启发，确保小组合作及讨论交流有序进行。然后，教师要鼓励各小组同学大胆回答问题，说出讨论结果或自己的想法。教师可以在点评的基础上，运用“互联网+”和多媒体设备辅助翻转课堂模式下的知识点教学。最后，教师可以通过光伏逆变器电路搭建的案例进行引导，让学生通过小组讨论等形式，选出正确的逆变器，帮助学生巩固逆变器参数指标及功能的知识点，提升分析合作能力。

3.翻转课堂下的课后总结评價。翻转课堂模式完全打破了传统课堂教学模式，如何对学生学习效果、教师的教学效果进行全面客观的评价值得研究。传统的笔试为主，平时表现为辅的考核形式无法全面客观评价学生学习效果。学生的课前自学态度，知识点的掌握情况，课堂讨论的参与情况，实验实践的开展情况，课后的探究表现等都应该列入考核评价体系中[4]。因此，课后总结评价也是翻转课堂中不可或缺的重要环节之一。教师需要在翻转课堂课后总结和评价教学效果，在反思中改进课堂教学质量，合理布置课后作业，让学生在课后通过自评、生生互评、师生互评等多元化形式进行评价，提高分析总结能力，查漏补缺夯实理论基础，锻炼实践能力等。以“太阳能光伏发电系统设计”为例，教师可以根据学生课前自学情况和课上讨论表现，将课后总结和评价相结合，反思优化后续课程。教师课后可以布置相关拓展作业，例如：让学生选择任意地区某处住所，采用5只20W的电灯每天使用6h和一台电冰箱200W，每天使用时间为12h，保证供电时间10天，需要如何采用太阳能光伏发电系统供电？让学生运用所学知识，设计光伏发电系统，然后通过自评，互评和师评结合归纳总结知识体系，达到教学相长的效果。

四、总结

光伏发电产业是国家持续推广的新能源产业，各省市也不断涌现出光伏类的相关企业，因此，需要大量的光伏新兴人才。“光伏发电技术”课程较为全面地普及了光伏发电系统知识，在课前、课中和课后环节中引入翻转课堂教学模式，可以让课程变得生动有趣，引导学生从被动接受转变为主动学习，提升学生的分析和实践能力。

参考文献

[1]张玉娟.翻转课堂在应用技术型本科院校税法课程中的应用[J].教育方法，2015，（5）：40，77.

[2]陈莹.成果导向教育（OBE）理论在“光伏发电技术”实验教学中的实践探索[J].教育教学论坛，2020，（1）：200-201.

[3]罗宇强，颜晓娟.“太阳能光伏发电应用技术”课程教学方式探讨[J].教育观察，2014，（3）：77-78.

[4]李俊.提高翻转课堂教学成效的策略研究[J].教育教学论坛， 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