李文琴　王金敏　吳子華　馬董云　王靜榮　黎陽

摘 要：信息技術(shù)的革新和社會對人才的需求推動著課程改革的進(jìn)程。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學(xué)手段，充分激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性，并實現(xiàn)對當(dāng)前各類信息的充分利用。本文結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂就光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的具體改革措施進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂 太陽能發(fā)電系統(tǒng) 實踐教學(xué)

引言

信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及與教育的深度融合，大大推動了教育信息化的進(jìn)程，傳統(tǒng)課堂教學(xué)已無法滿足信息化社會人們對教育的需求，時代發(fā)展亟需教學(xué)上的“創(chuàng)新”，實踐類課程教學(xué)更是材料專業(yè)學(xué)生走向社會的重要橋梁，其重要性可見一斑。[1] “翻轉(zhuǎn)課堂”充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，作為一種技術(shù)促進(jìn)教學(xué)的典范，為處于“深水區(qū)”的課堂教學(xué)改革不斷深化提供了一種新的選擇。[2]

一、《太陽能發(fā)電系統(tǒng)》簡況

《太陽能發(fā)電系統(tǒng)》二級項目是我校材料科學(xué)與工程專業(yè)（節(jié)能與能源方向）的一門主干課程的實踐環(huán)節(jié)。與該課程密切相關(guān)的先修課程主要有《新能源技術(shù)》、《光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用》，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用《光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用》課程中所學(xué)的理論知識，對具體的光伏系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、制作的能力，使得理論教學(xué)與工程實踐緊密結(jié)合、相互支撐，訓(xùn)練學(xué)生的專業(yè)能力、溝通能力、團(tuán)隊精神與領(lǐng)導(dǎo)能力。學(xué)生在課程設(shè)計時，以3-4個學(xué)生為一組，要求利用已學(xué)的薄膜太陽能電池相關(guān)的知識，設(shè)計以染料敏化太陽能電池或鈣鈦礦太陽能電池為主的電池的設(shè)計與制作方案，包括（1）太陽能電池的設(shè)計與制作；（2）從某個技術(shù)點對太陽能電池的性能進(jìn)行優(yōu)化；（3）太陽能發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵性能參數(shù)及電化學(xué)阻抗的測試與分析。要求學(xué)生在24個課時內(nèi)確定實驗方案，撰寫設(shè)計說明書等內(nèi)容，與之配套的實踐實施課時為48。一方面學(xué)生通過以上內(nèi)容的設(shè)計，可以很好地鞏固掌握太陽能電池的工作原理、理解各類優(yōu)化工藝對電池性能的影響，同時學(xué)生也可以通過電化學(xué)阻抗測試，理解電池工作時各個界面性能對電池性能的影響，從而由點及面，對太陽能光伏系統(tǒng)的工作有系統(tǒng)深入的掌握。另一方面，該課程是實踐課，每個老師面對30人以上的學(xué)生的課堂設(shè)計難免力不從心，且每個學(xué)生對各類電池的興趣點不同，避免灌輸式教育和“手把手”指導(dǎo)，實現(xiàn)“因材施教”，提高學(xué)生的參與度與積極性。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂是相對于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)而言的，起源于美國。[3]相比于傳統(tǒng)教學(xué)，翻轉(zhuǎn)課堂將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，學(xué)生變被動為主動。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生在課下通過視頻、 圖書館、自學(xué)筆記或網(wǎng)絡(luò)上一切可用資源，或以與他人討論的方式完成實驗方案的制定，并針對有疑惑的部分帶入課堂，與老師分析討論以取得更好的學(xué)習(xí)效果。相比于傳統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃的實踐教學(xué)，在《太陽能發(fā)電系統(tǒng)》二級項目翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生可以充分復(fù)習(xí)掌握先修課程的知識，并學(xué)以致用，且學(xué)習(xí)的時間、地點、節(jié)奏全在自己的掌握之中，針對有疑問的部分，也可以通過網(wǎng)絡(luò)資源或與老師討論得以解決，通過學(xué)生反復(fù)仔細(xì)的思考，學(xué)生能更好的運(yùn)用知識解決實際問題，增加師生之間的互動，且所實施的實驗方案是由學(xué)生自主設(shè)計的，在實施過程中，通過實踐實現(xiàn)更真實的學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生解決問題的能力。

三、《太陽能發(fā)電系統(tǒng)》翻轉(zhuǎn)課堂改革內(nèi)容

1.錄制染料敏化太陽能電池及鈣鈦礦太陽能電池的常規(guī)制作流程，并就其中的環(huán)節(jié)中常規(guī)的優(yōu)化方法進(jìn)行相應(yīng)的解釋說明，為學(xué)生提供多種優(yōu)化方案的雛形，可為學(xué)生的實驗方案的優(yōu)化節(jié)約大量的設(shè)計時間，并提高實驗方案的設(shè)計質(zhì)量，從而激發(fā)學(xué)生對太陽能電池制備的興趣，實現(xiàn)寓教于樂的效果。

2. 實驗方案的討論與制定。小組成員在充分觀看教學(xué)視頻及調(diào)研之后，形成互動小組，采用對話、商討、爭論等形式充分論證實驗方案的科學(xué)性與可行性，并利用已學(xué)知識對實驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)期與初設(shè)。為學(xué)生提供與同學(xué)之間進(jìn)行知識交流的機(jī)會，以達(dá)到集思廣益的目的。

確定實驗方案初稿后，學(xué)生將設(shè)計的實驗內(nèi)容、實驗及優(yōu)化方案等內(nèi)容，在課堂上進(jìn)行匯報和交流學(xué)習(xí)體驗，當(dāng)老師和同學(xué)觀看完匯報視頻后，可在課堂上進(jìn)行討論、評價和必要的修改。

3.實踐內(nèi)容實施。

（1）實驗方案實施。學(xué)生根據(jù)預(yù)定實驗方案進(jìn)行電池的制作，并就實驗中遇到的難題在小組內(nèi)討論解決；組內(nèi)沒解決的問題提交老師解決。（2）分析與優(yōu)化。根據(jù)實驗結(jié)果進(jìn)行分析，如果實驗未能實現(xiàn)預(yù)期要根據(jù)情況及時分析可能的原因，并對實驗方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；（3）探究。教師把一些基礎(chǔ)規(guī)律之外的特殊情況，結(jié)合實際案例提出，以真實復(fù)雜問題提出，引導(dǎo)學(xué)生對實驗方案進(jìn)行探討學(xué)習(xí)。（4）個別輔導(dǎo)。教師對實驗方案設(shè)定中有困難的學(xué)生、實驗進(jìn)行中難于下手的環(huán)節(jié)等進(jìn)行特別的輔導(dǎo)。

四、課程評價

將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)后學(xué)生參與設(shè)計的實驗方案所達(dá)到的實施效果與往屆學(xué)生執(zhí)行統(tǒng)一實驗方案的情形進(jìn)行比較分析，評價學(xué)生的知識和技能的掌握程度；通過調(diào)查問卷方式，調(diào)查翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中的教師和學(xué)生對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程的評價。

結(jié)語

《太陽能發(fā)電系統(tǒng)》二級項目是我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門必修的實踐課。對其實施翻轉(zhuǎn)課堂的研究，對高校課程評估、專業(yè)認(rèn)證及實現(xiàn)本專業(yè)“能勝任新能源等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中新型材料與器件的生產(chǎn)、管理、研發(fā)、設(shè)計、營銷等方面的一線復(fù)合型應(yīng)用技術(shù)人才”的培養(yǎng)具有積極促進(jìn)作用。而且，該研究對于實踐性課程改革具有探索意義和借鑒價值，能夠真正促進(jìn)學(xué)生主動式學(xué)習(xí)，對實現(xiàn)高效課堂有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]趙俊芳，崔瑩.翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)在意蘊(yùn)及高校教學(xué)改革的未來走向[J].中國高教研究，2016（06）：105-110

[2]王潤蘭，張振國，馬艷彬，宋瀟.高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實施影響因素探析——基于X校27門課程的跟蹤研究[J].中國電化教育，2017（12）：131-137.

[3]宋志鵬. 基于項目案例的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實驗研究[D].天津師范大學(xué)，2017.