曹喜民 張延遲

摘? 要 在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展大背景下，線上線下混合式教學(xué)模式越來越受到學(xué)生的歡迎。該教學(xué)模式以信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)平臺為支撐，將課前的學(xué)生自學(xué)與課堂講授轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上自學(xué)與線下面對面的課堂指導(dǎo)相結(jié)合，學(xué)生學(xué)習(xí)效果改善非常明顯?！帮L(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)與控制技術(shù)”課程是新能源科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，以該課程為例，介紹線上線下混合式課程的設(shè)計與實踐。

關(guān)鍵詞 新能源科學(xué)與工程;線上線下混合式教學(xué);風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)與控制技術(shù)

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）24-0033-03

Practice of Online and Offline Hybrid Teaching Reform for New Energy Majors： Take Course of Wind Power Grid Integration and Control Technology as Example//CAO Ximin， ZHANG Yan-chi

Abstract In the context of the rapid development of the Internet， the

online and offline hybrid teaching model is becoming more and more

popular among students. This teaching model transforming pre-class

student self-study and classroom teaching into a combination of on-line self-study and offline classroom guidance based on information technology and network platform， which greatly improves the lear-ning effect of students. The Wind Power Grid Connection and Con-trol Technology course is a compulsory professional course for new energy science and engineering majors. Taking this course as an example， the article introduces the design and practice of online and offline hybrid courses.

Key words new energy science and engineering; online and offline hybrid teaching; wind power grid connection and control technology

0? 前言

大學(xué)的最重要的任務(wù)是對人才的培養(yǎng)。2018年，時任教育部部長陳寶生在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會上第一次提出金課的概念[1]，隨后，“淘汰水課，打造金課”首次寫入教育部文件。近幾年，4G、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展速度加快，1對1、1對多的視頻通信成為可能，線上教育的發(fā)展也越來越快，線上線下混合式教學(xué)模式作為一種將傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢與線上教學(xué)結(jié)合起來的教學(xué)方式，通過將兩種教學(xué)方式結(jié)合，能夠提高學(xué)習(xí)者的主動性，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)由淺入深，最終達到優(yōu)化學(xué)習(xí)的目的。對線上線下混合式教學(xué)模式的相關(guān)研究也越來越多。例如：文獻[2]以鋼結(jié)構(gòu)課程為例，從加強課程創(chuàng)新性、構(gòu)建課程評價體系和提升課程挑戰(zhàn)度幾個方面闡述了線上線下混合式教學(xué)模式;文獻[3]以云南大學(xué)開設(shè)的“可再生能源和低碳社會”為例，展示了基于翻轉(zhuǎn)式課堂的混合式課程的教學(xué)設(shè)計與實踐方法。本文以上海電機學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)（以下簡稱“新能源專業(yè)”）的專業(yè)必修課“風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)與控制技術(shù)”為例，介紹線上線下混合式課程的設(shè)計與實踐。

1? 線上線下混合課程“風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)與控制技術(shù)”教學(xué)實例分析

1.1? 課程基本信息

1）課程名稱：風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)與控制技術(shù)。

2）課程屬性：上海電機學(xué)院校級線上線下混合式課程。

3）線上課程：自己設(shè)計錄制的教學(xué)視頻。

1.2? 課程學(xué)習(xí)目標

1）通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握風(fēng)電機組的并網(wǎng)技術(shù)、定槳恒速風(fēng)電機組的軟并網(wǎng)技術(shù)、雙饋異步風(fēng)電機組的并網(wǎng)技術(shù)、永磁同步風(fēng)電機組的并網(wǎng)技術(shù)、風(fēng)電機組對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響等方面的基本知識，為將來從事新能源領(lǐng)域的工作奠定基礎(chǔ)。

2）通過本課程的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生在風(fēng)電技術(shù)上的獨立認知與思考能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對國家事務(wù)的思考。

1.3? 教學(xué)方法

鑒于該課程為新能源專業(yè)的專業(yè)必修課，能否學(xué)好本課程，直接關(guān)系到學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。為了提高學(xué)生在課程教學(xué)中的參與度，本課程采用線上線下混合教學(xué)方式。線上部分以超星教學(xué)平臺為依托，以新能源專業(yè)風(fēng)電教學(xué)團隊開發(fā)的教學(xué)視頻為基礎(chǔ)，由學(xué)生在課前自學(xué)完成，學(xué)習(xí)過程中配置相應(yīng)的習(xí)題以測試學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。每開展一次線上學(xué)習(xí)，都會同時設(shè)計一次與線上學(xué)習(xí)的知識相關(guān)的線下學(xué)習(xí)。線下學(xué)習(xí)以學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升為目標，設(shè)計為三個環(huán)節(jié)：課堂引入、專題討論、布置下次線上學(xué)習(xí)任務(wù)。其中，課堂引入部分主要采用由學(xué)生對線上學(xué)習(xí)的知識進行分小組學(xué)習(xí)討論并講解，教師補充的方式;專題討論針對線上學(xué)習(xí)的知識，設(shè)計富有挑戰(zhàn)性的問題，以六人為一個小組進行討論，小組討論后以匯報、發(fā)言的形式表達對同一問題的不同見解，鼓勵每個學(xué)生積極闡述個人觀點，增強大家的自信心和辯證思維水平。通過學(xué)生與學(xué)生間的思想碰撞、學(xué)生與教師間的交流，使每一個學(xué)生充分參與教學(xué)活動，將課堂教學(xué)打造為一個學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間互相學(xué)習(xí)的平臺，學(xué)生從同學(xué)和教師身上可以學(xué)到新的知識，教師也能在與學(xué)生的交流中學(xué)到一些新的認知。

1.4? 線下教學(xué)案例設(shè)計

在常規(guī)的線下教學(xué)過程中，以一大節(jié)（90 min）的課程（第二章：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制原理）為例，課程主要包括課堂引入、專題討論、布置下次線上學(xué)習(xí)任務(wù)三個環(huán)節(jié)，主要的教學(xué)流程設(shè)計如下。

1.4.1? 課堂引入? 課堂前30 min，以小組討論—學(xué)生發(fā)言—教師補充的形式對線上課程的知識點進行回憶和梳理：首先讓學(xué)生分組討論并列舉風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的各組成部件（風(fēng)力機、葉片、變槳距機構(gòu)、齒輪箱、發(fā)電機、偏航控制系統(tǒng)、塔架和基礎(chǔ)、風(fēng)向風(fēng)速傳感器等）及各部件在風(fēng)力發(fā)電過程中的作用;在組內(nèi)討論、組間討論和學(xué)生發(fā)言的基礎(chǔ)上，教師對學(xué)生的討論結(jié)果進行糾正和補充，再次講解風(fēng)力發(fā)電的過程以及在此過程中各設(shè)備的作用，加深學(xué)生對知識的理解。

1.4.2? 專題討論? 課堂中50 min，學(xué)生分組討論，并派小組代表發(fā)言，共六個問題，小組成員每人發(fā)言一次，不能重復(fù)發(fā)言。在小組成員發(fā)言的同時，其他小組可以提出新的問題由發(fā)言的同學(xué)所在的小組進行解答。針對一個問題全部小組發(fā)言完畢，由教師進行分析補充。專題討論分為六部分：

1）隨著風(fēng)力機葉片數(shù)目的增加，對葉片的機械應(yīng)力、噪聲水平、成本和轉(zhuǎn)速方面的影響有哪些？

2）變槳距機構(gòu)的工作原理是什么？在風(fēng)力機發(fā)電過程中，變槳距機構(gòu)是如何工作的？

3）偏航控制系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電過程中是如何工作的？

4）在氣動功率控制中，被動失速、主動失速和變槳距失速有什么不同點和相同點？

5）試利用葉尖速度比公式和功率系數(shù)簡述基于最佳葉尖速度比的最大功率控制原理。

6）試簡述風(fēng)力機運行中停機模式、發(fā)電控制模式與變槳距控制模式三種模式中葉片和機械制動器的狀態(tài)和基于最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制的最大功率跟蹤控制的原理。

1.4.3? 布置下次線上學(xué)習(xí)任務(wù)? 利用最后10 min對下次線上學(xué)習(xí)任務(wù)的難點和重點進行簡要介紹，同時布置下次線下課專題討論的問題，讓學(xué)生在線上課程的學(xué)習(xí)過程中思考學(xué)習(xí)。還可以在課下利用學(xué)期開始建立的QQ群在課前布置學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)布課程資料，通過QQ群與學(xué)生進行互動交流及課后答疑。

2? 教學(xué)效果分析

該教學(xué)方式在2020—2021年第一學(xué)期應(yīng)用在新能源科學(xué)與工程專業(yè)2018級1班的“風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)與控制技術(shù)”課程教學(xué)中，課程總成績分平時成績與考試成績兩部分。

1）平時成績占60%，分為線上課程的學(xué)習(xí)、線上課程的討論、線上課程的習(xí)題完成、線下課程的出勤、線下課程的課堂表現(xiàn)、課內(nèi)實驗的完成情況與實驗報告的書寫六個方面，各占10%。

2）試卷成績占40%，采用隨堂考（閉卷）的形式。試卷成績分析如圖1所示，可知全班學(xué)生卷面成績都達到合格以上，其中獲優(yōu)的學(xué)生占比接近20%，及格區(qū)間的學(xué)生不足5%。

總評成績分析如圖2所示。由圖2可知，全班學(xué)生都獲得中等以上的總評成績，其中獲優(yōu)秀的比例超過20%，可見該教學(xué)方式能夠很好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由此可知，線上線下混合式教學(xué)可以提高學(xué)生的參與度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進而提高學(xué)生對專業(yè)知識的獲取能力。

3? 存在的問題及對策

3.1? 存在的問題

3.1.1? 學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力增大? 由于部分學(xué)生的基礎(chǔ)較薄弱，習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下混合式教學(xué)模式后，他們會明顯感覺到課下要花更多的時間完成教學(xué)要求的任務(wù)，學(xué)習(xí)負擔(dān)加重，學(xué)習(xí)壓力增加。

3.1.2? 教師的工作量增大? 采用線上線下混合式教學(xué)，除了要制定完善的線上課程考核方式來約束學(xué)生完成對線上部分的學(xué)習(xí)，還需要教師在完成傳統(tǒng)備課任務(wù)的同時設(shè)計制作精美的線上教學(xué)資源，以吸引學(xué)生的關(guān)注，這將耗費教師大量的時間，給本就教學(xué)負擔(dān)重的教師帶來更大的壓力。

3.2? 對策

針對學(xué)生學(xué)習(xí)壓力大的問題，教師要注重教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計，設(shè)計合適學(xué)生認知的教學(xué)方案，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。針對教師工作量增大的問題，學(xué)校可允許教師申請一定的經(jīng)費組建教學(xué)團隊，委托相關(guān)專業(yè)公司完成部分教學(xué)資源的制作?！?/p>

參考文獻

[1]陳寶生.在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上的講話[J].中國高等教育，2018（Z3）：4-10.

[2]劉慧，王成武，蔡江東.線上線下混合式“金課”建設(shè)探索：以應(yīng)用型高校鋼結(jié)構(gòu)課程為例[J].大學(xué)教育，2020（7）：

73-75.

[3]彭智利，李嬌嬌.基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的線上線下混合課程教學(xué)設(shè)計與實踐：以“可再生能源與低碳社會”為例[J].云南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，42（S1）：14-17.