近十年來，以風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、光伏發(fā)電技術(shù)為的新能源發(fā)電技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。
無論是大型風(fēng)電場、光伏電站還是分布式能源系統(tǒng)都涉及到接入電力系統(tǒng)的問題，因此，新能源與電力系統(tǒng)已成為電氣工程專業(yè)的重要教學(xué)內(nèi)容，國內(nèi)一些電力專業(yè)的院校紛紛開設(shè)了“新能源與電力系統(tǒng)”這門專業(yè)課程，其中有針對本科生開設(shè)的，也有針對研究生開設(shè)的。我院屬于后者，針對電氣專業(yè)一年級的研究生開設(shè)了“新能源與電力系統(tǒng)”專業(yè)選修課程。
“新能源與電力系統(tǒng)”課程內(nèi)容相當廣泛，幾乎涉及到電氣學(xué)科的所有專業(yè)，如電力系統(tǒng)自動化、電力電子、電力經(jīng)濟、新能源發(fā)電等;所涉及的技術(shù)知識也相當?shù)木睿顼L(fēng)力發(fā)電技術(shù)、光伏發(fā)電技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、調(diào)度優(yōu)化技術(shù)、配網(wǎng)智能技術(shù)、云計算技術(shù)等。與新能源相連接的電力網(wǎng)絡(luò)既可以是傳統(tǒng)輸電網(wǎng)，又可以是特高壓、超高壓直流輸電網(wǎng)，更觸及到配電網(wǎng)及微電網(wǎng)，新能源發(fā)電系統(tǒng)已成為整個電力系統(tǒng)的重要組成部分。而新能源的過去、現(xiàn)在及未來發(fā)展方向更是與電力市場、智能電網(wǎng)等電力發(fā)展趨勢息息相關(guān)。面對這樣一門專業(yè)課程，對于我院課堂學(xué)習(xí)時間僅有一年的研究生來說，如果將新能源與電力系統(tǒng)所含涉的全部內(nèi)容進行廣而授之，容易導(dǎo)致泛泛而講，泛泛而聽，就會出現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)收獲差，專業(yè)思想不能很好建立，對日后開展獨立課題研究的幫助不大等問題。本文針對這一問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教授手段及評估標準四個方面對該課程教學(xué)進行了深入地探索與研究。
1、教學(xué)內(nèi)容的探索
“新能源與電力系統(tǒng)”旨在使學(xué)生對包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電在內(nèi)的新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理、風(fēng)力與光伏發(fā)電等新能源并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的運行特點有一個全面的認識和掌握，并能夠利用科學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)、分析、解決新能源發(fā)電及并網(wǎng)后新能源及電力系統(tǒng)面臨的新問題，從而為今后進一步地研究新能源的并網(wǎng)控制及電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、運行、經(jīng)濟技術(shù)等一系列問題奠定良好的專業(yè)基礎(chǔ)與能力。
我院開設(shè)“新能源與電力系統(tǒng)”課程剛剛2年，課程內(nèi)容涉及電氣、動力、機械、控制等許多學(xué)科領(lǐng)域，其中新能源發(fā)電技術(shù)主要包括太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、氫能發(fā)電、天然氣、燃氣發(fā)電、小水力發(fā)電、地熱能發(fā)電和海洋能發(fā)電等多種發(fā)電技術(shù)。新能源發(fā)電并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的影響包括電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、電網(wǎng)調(diào)度、需求側(cè)響應(yīng)、微網(wǎng)控制等，涉及電網(wǎng)規(guī)劃、運行、控制等諸多方面。而新能源的發(fā)展與電價、輔助服務(wù)及智能電網(wǎng)的發(fā)展密切相關(guān)，屬于新能源與電力系統(tǒng)經(jīng)濟技術(shù)領(lǐng)域涵蓋的范疇。因此，該課程涉及新能源發(fā)電技術(shù)、電力系統(tǒng)分析、新能源電力經(jīng)濟三部分內(nèi)容，概念多、知識面廣、工程應(yīng)用性強。
目前該課程授課學(xué)時僅為36學(xué)時，內(nèi)容多，課時少，加之能涵蓋全面的新能源與電力系統(tǒng)內(nèi)容的教材尚未發(fā)現(xiàn)，因此要在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)使學(xué)生有效掌握重要知識，需要合理設(shè)置課程結(jié)構(gòu)，并對教學(xué)內(nèi)容進行篩選。我們針對選課的38名研究生進行了學(xué)習(xí)需求調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容及結(jié)果示于圖1:

圖1 研究生學(xué)習(xí)需求調(diào)查結(jié)果
根據(jù)選課學(xué)生的實際情況結(jié)合教學(xué)大綱，我們對“新能源與電力系統(tǒng)”的授課內(nèi)容篩選調(diào)整為:①新能源電力發(fā)展概論;②風(fēng)電和光伏發(fā)電技術(shù);③其他新能源發(fā)電技術(shù);④新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響，包括新能源并網(wǎng)后的消納、電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度、電力系統(tǒng)有功平衡與頻率控制、電力系統(tǒng)無功電壓控制等;⑤主動配電網(wǎng)及微網(wǎng)技術(shù);⑥大規(guī)模儲能技術(shù);⑦新能源政策支撐與電力市場及智能電網(wǎng)的推動;⑧課程的學(xué)術(shù)思想，象、理、數(shù)的思考。
這些內(nèi)容涉及到新能源發(fā)電技術(shù)與對電力系統(tǒng)的影響的主要方面，能夠滿足各專業(yè)各研究方向的學(xué)生的專業(yè)知識需求，zui重要的是通過系統(tǒng)而全面的介紹，使得研究生能夠?qū)π履茉磁c電力系統(tǒng)的問題建立起構(gòu)架，將從前所學(xué)的零散專業(yè)知識放置于一個整合、應(yīng)用的平臺，兼之課程中開設(shè)的關(guān)于學(xué)科學(xué)術(shù)思想思考的推動，培育研究生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，進而掌握科學(xué)研究問題的方法與手段，為日后即將開始的研究生課題的完成奠定夯實的專業(yè)基礎(chǔ)、思維基礎(chǔ)及完整的知識系統(tǒng)。
2、教學(xué)方法的設(shè)計
針對“新能源與電力系統(tǒng)”這么龐大的教學(xué)任務(wù)，面對研究方向多樣化的碩士研究生這樣的授課對象，考慮到他們的學(xué)習(xí)需求和興趣點迥然不同，若在有限的課堂學(xué)習(xí)時間內(nèi)，能使學(xué)生各取所需，單一化的授課方式很難滿足這種需求。因此，建立有效的、具有共振效果的教學(xué)方式對于該教學(xué)任務(wù)的完成及效果就顯得格外的關(guān)鍵，針對此，本文就教學(xué)方式設(shè)計了五步法—“課前預(yù)習(xí)”、“分組討論”、“作業(yè)貫穿”、“重點突出”、“主線明確”，以圖轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“教師為主，學(xué)生為輔”的教學(xué)方式為“學(xué)生為主，教師為導(dǎo)”的方式。
為了盡可能清晰地構(gòu)建“新能源與電力系統(tǒng)”的整體框架，便于研究生形成整體論、系統(tǒng)論，并提高學(xué)習(xí)效率，我們采用了講故事的手法，以生動的情節(jié)吸引學(xué)生眼球，解決學(xué)生開課十分鐘后注意力渙散的問題，并輔以“概念樹”等清晰、簡潔、形象的教學(xué)工具增強“新能源與電力系統(tǒng)”的整體感。將每堂課的授課內(nèi)容分成二個部分，一個部分通過提前一周布置“預(yù)習(xí)作業(yè)”及閱讀參考書目的形式完成，另一個部分通過課堂重點講述來完成。為了提高課堂效果，達成師生課上共振，設(shè)置了部分猜想內(nèi)容，并以研究方向相近為原則對學(xué)生分組—電力系統(tǒng)組、電力電子組、電管組、繼保組、高壓組以及其他組，進行“猜想”擂臺賽，刺激學(xué)生大腦細胞，釋放學(xué)習(xí)能量。為了建立研究生的研究思想，培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)研究的四性———科學(xué)性、結(jié)構(gòu)性、邏輯性和嚴謹性，從而深刻地掌握教學(xué)內(nèi)容，我們在整個教學(xué)過程中設(shè)計了3次專業(yè)作業(yè)，每組一個課題，并留出3次課堂時間進行作業(yè)的闡述、討論，并給學(xué)生以系統(tǒng)、重點的指導(dǎo)。3次作業(yè)的題目是固定的，在層次上具有遞進性，在結(jié)構(gòu)上具有完整性，在學(xué)術(shù)上具有科學(xué)性。通過這樣的作業(yè)訓(xùn)練，促使學(xué)生在新能源與電力系統(tǒng)的知識體系、專業(yè)研究方法及專業(yè)知識的拓展上達到一定的認識高度。
3、教學(xué)評價的構(gòu)建
教學(xué)評價應(yīng)該以全面考評為基礎(chǔ)，應(yīng)包含教學(xué)設(shè)計中的各部分考評及結(jié)課考評，更應(yīng)涉及不同的評價者，并予以科學(xué)的權(quán)重，zui終形成客觀、公正的評價體系。根據(jù)這個原則，我們將評價內(nèi)容分為9個部分，各部分評價內(nèi)容與權(quán)重占比如表1所示。

表1
評價內(nèi)容中的“結(jié)課論文”部分即為zui終的考核方式:基于學(xué)生需求調(diào)查及有益于學(xué)生今后研究方向的宗旨，“新能源與電力系統(tǒng)”課程的zui終考評方式為結(jié)合學(xué)生課題進行相關(guān)論文撰寫的形式，對于暫沒有設(shè)定課題的學(xué)生，則以他們感興趣的專業(yè)課題為依據(jù)進行論文撰寫。論文標準以現(xiàn)行的學(xué)術(shù)論文標準為核定準則。
在這個評價系統(tǒng)中，只有教師對學(xué)生的評價及學(xué)生對學(xué)生的評價，而學(xué)生對教師的評價沒有納入。
這個問題是這樣解決的:在課程全部結(jié)束后，當教師對學(xué)生不構(gòu)成約束時，我們組織一次非強制性的問卷調(diào)查，也稱為問卷評價，其中包含了對授課教師的講課水平、精神面貌及給學(xué)生的影響力等相關(guān)內(nèi)容。
通過教師對學(xué)生的評價、學(xué)生對學(xué)生的評價及學(xué)生對教師的評價zui終形成了一個完整的教學(xué)評價系統(tǒng)。
4、教學(xué)實踐
針對本文提出的關(guān)于“新能源與電力系統(tǒng)”的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及評價，基于2015年我院研究生一年級的選課生，開展了本次教學(xué)探索的實踐活動，歷時18周半個學(xué)年。教學(xué)實踐檢驗以38名學(xué)生的zui終調(diào)查為結(jié)果，調(diào)查內(nèi)容涉及10個方面，如圖2所示。

圖2學(xué)生課程滿意度調(diào)查結(jié)果
從圖中可以得出如下結(jié)論:
(1)調(diào)查內(nèi)容涉及到教學(xué)內(nèi)容、方法及考核方式，以學(xué)生的zui終受益為目標，較為詳盡、客觀、有效;
(2)學(xué)生對上述教學(xué)方案整體滿意度達94%，體現(xiàn)出對這門課程的歡迎;
(3)從學(xué)生受益的4個方面看，課程對研究生提升科研工作的理解、科技論文寫作、匯報幾方面有較高的滿意度;對所研究課題的助力及論文結(jié)構(gòu)的把握程度滿意度稍低，主要原因為部分學(xué)生研究方向與本課程的主體內(nèi)容相差較大及訓(xùn)練時間較短所致。
(4)學(xué)生總體滿意度較高，并給予了較高的評價。
2016年“新能源與電力系統(tǒng)”新增研究生選課人數(shù)為13人，總?cè)藬?shù)為51人。與2015年相比，同比增長34．2%。以上結(jié)果說明本文所介紹的幾個教學(xué)環(huán)節(jié)的探索具有較好的教學(xué)效果與實踐性。