近十年來，以風力發(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)展與應用。
無論是大型風電場、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?，如風力發(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，對于我院課堂學習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，容易導致泛泛而講，泛泛而聽，就會出現(xiàn)學生學習收獲差，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，從教學內(nèi)容、教學方法、教授手段及評估標準四個方面對該課程教學進行了深入地探索與研究。
1、教學內(nèi)容的探索
“新能源與電力系統(tǒng)”旨在使學生對包括風力發(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、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、工程應用性強。
目前該課程授課學時僅為36學時，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時間內(nèi)使學生有效掌握重要知識，需要合理設(shè)置課程結(jié)構(gòu)，并對教學內(nèi)容進行篩選。我們針對選課的38名研究生進行了學習需求調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容及結(jié)果示于圖1:

圖1 研究生學習需求調(diào)查結(jié)果
根據(jù)選課學生的實際情況結(jié)合教學大綱，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，將從前所學的零散專業(yè)知識放置于一個整合、應用的平臺，兼之課程中開設(shè)的關(guān)于學科學術(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、教學方法的設(shè)計
針對“新能源與電力系統(tǒng)”這么龐大的教學任務，面對研究方向多樣化的碩士研究生這樣的授課對象，考慮到他們的學習需求和興趣點迥然不同，若在有限的課堂學習時間內(nèi)，能使學生各取所需，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方式對于該教學任務的完成及效果就顯得格外的關(guān)鍵，針對此，本文就教學方式設(shè)計了五步法—“課前預習”、“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，學生為輔”的教學方式為“學生為主，教師為導”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，并提高學習效率，我們采用了講故事的手法，以生動的情節(jié)吸引學生眼球，解決學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“預習作業(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，刺激學生大腦細胞，釋放學習能量。為了建立研究生的研究思想，培養(yǎng)學生掌握科學研究的四性———科學性、結(jié)構(gòu)性、邏輯性和嚴謹性，從而深刻地掌握教學內(nèi)容，我們在整個教學過程中設(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，并給學生以系統(tǒng)、重點的指導。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，在學術(shù)上具有科學性。通過這樣的作業(yè)訓練，促使學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、教學評價的構(gòu)建
教學評價應該以全面考評為基礎(chǔ)，應包含教學設(shè)計中的各部分考評及結(jié)課考評，更應涉及不同的評價者，并予以科學的權(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:基于學生需求調(diào)查及有益于學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，只有教師對學生的評價及學生對學生的評價，而學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、精神面貌及給學生的影響力等相關(guān)內(nèi)容。
通過教師對學生的評價、學生對學生的評價及學生對教師的評價zui終形成了一個完整的教學評價系統(tǒng)。
4、教學實踐
針對本文提出的關(guān)于“新能源與電力系統(tǒng)”的教學內(nèi)容、教學方法及評價，基于2015年我院研究生一年級的選課生，開展了本次教學探索的實踐活動，歷時18周半個學年。教學實踐檢驗以38名學生的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)容涉及到教學內(nèi)容、方法及考核方式，以學生的zui終受益為目標，較為詳盡、客觀、有效;
(2)學生對上述教學方案整體滿意度達94%，體現(xiàn)出對這門課程的歡迎;
(3)從學生受益的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，主要原因為部分學生研究方向與本課程的主體內(nèi)容相差較大及訓練時間較短所致。
(4)學生總體滿意度較高，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環(huán)節(jié)的探索具有較好的教學效果與實踐性。