试论自主教学法在“电力生产概论”课程教学中的应用

       摘要：“电力生产概论”是高校非电气专业开设的全校性选修课。课程的授课目的是让上述专业的学生对电力生产过程有一个大致的了解，为以后有可能服务于电力行业做准备。由于学生在数学、物理以及电气方面的基础薄弱，因此本课程的教学方法与电气工程及其自动化专业的课程教学法有所不同，重点是要激发学生的学习兴趣，让他们克服畏难情绪主动学习，在重点讲述常规发电原理的基础上把自主教学法成功应用于课堂教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。 

　　论文关键词：电力生产；自主教学法；学习兴趣；教学效果 

　　“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识，为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生，数学、物理基础不扎实，而且大学期间又没有开设电气专业基础课（如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等），所以学习起来有难度，而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关，学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理，笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后，在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上，把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证，本方法是行之有效的。 

　　一、教材内容及教学方法介绍 

　　长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材，李光辉主编。该教材内容全面、难度适中，是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章，教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识，然后重点讲述了三大常规能源发电：火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术，依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理，难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完，对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解，收获是很大的。 

　　针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点，要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣，并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后，讲述该课程要采用的教学方法，即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述，让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。

后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的，只是所使用的一次能源不同而已，而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电，可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成，如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述；如果是三个行政班级，则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。 

　　在让每个学生详细了解教学方法之后，又提醒学生，如果前四章的基础内容没学好，要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来，学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式，最后把选定的结果向全体同学公布，并告诉他们，只有发挥全班同学的合力，共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上，为了使学生有充分的时间准备课件，在学生授课前2～3周提前通知他们。

       二、常规能源发电原理讲述 

　　通过第一节课教学内容、方法的介绍，学生都心中有数，对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此，在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时，首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力，所以作为当代大学生，了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。 

　　了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后，学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理，这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后，很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机，为了给用户输送电能，慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外，重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。 

　　电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能，然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转子磁极旋转，在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场，从而在绕组内感应出电动势。

若定子中的绕组按一定的绕线规律，与外电路形成回路，则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下，电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能，水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似，也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能，其能量转换过程是：核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。 

　　三、新能源发电学生自主讲述 

　　在学生掌握了三大常规能源发电以及电力生产方面的知识之后，就根据教材中新能源发电技术中的先后顺序提前通知学生为所选的自主授课内容做准备。让班干部召集全班或全组所有同学合理分工合作，如收集资料、整理资料、幻灯片制作、上台讲述人员安排等等。

　　以其中的一个教学班为例，该教学班是大三市场营销专业三个行政班级的学生。第一堂自主讲课是二班讲述风力发电。上课前，有些同学就在准备，在教室挡风的窗户上插上了几个亲手制作的纸风车。上课开始，首先由课件负责人介绍参与课件制作的所有人员及每个人所完成的任务，最后公布上台讲课的人选。有些班级自始至终由一个人讲述，有些班级就分内容安排不同的人员讲述。由于都是新能源发电技术，网上有很多相关资料可供查阅，所以课件内容安排不是难题。

学生把校园里的风力发电装置照片拍摄下来，并上网收集了大量风力发电相关的国内外资料和图片以及各个国家的风力发电情况，课件制作内容比较丰富，只是由于没有提前看放映效果，有些文字、图表处理方面有点欠缺。对他们来说难的是要把所收集的资料结合教材以一个清晰的思路详细地讲述出来，让大家听懂。除了口才好，还要思路清晰，对相关知识和原理要搞懂，才能把课上好。学生自主讲述过程中，由于是自己身边的同学在当小老师，同学们比平时更认真更投入了，时不时报以热烈掌声。老师也坐在学生中认真听课，并记录他们讲得精彩的地方和讲得不太清楚的地方。学生讲述完毕，笔者给他们做了中肯的点评，然后把相关的重点难点或不太清楚的地方再串讲一下。