向鹏 姜礼华 肖婷

【摘要】随着光伏产业的快速发展，光伏系统设计与搭建和光伏电站规划、设计、施工、运行与维护等方面的技术与管理人才变得非常紧缺，许多高校近几年来非常重视光伏发电系统课程的开发与实施。本文以《太阳能光伏发电系统课程设计》课程为对象，进行教学模式探讨，从课程的设计思路、教学目标、课程内容和课程实施四个方面对课程的教学进行说明。

【关键词】太阳能光伏发电系统课程设计 教学目标 教学模式

【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）06-0161-02

随着光伏产业的快速发展，光伏系统设计与搭建和光伏电站规划、设计、施工、运行与维护等方面的技术与管理人才变得非常紧缺，许多高校近几年来非常重视光伏发电系统课程的建设。梁东义等采用分项目组织教学是一种边学边做的有效的途径。谢军等将课程内容被分为若干个工作任务让学生能够从小型光伏发电系统的设计、安装到调试的全过程建立起清晰的认知。陈立基于工作过程系统化的课程观指导下如何开发和建设该课程。本文借鉴前人的优秀经验，介绍我们学校结合本学院学生的实际情况针对光伏发电系统课程设计的课程教学模式，希望为培养光伏产业发展所需的优秀和创新性人才提供借鉴。

一、课程的设计思路

《光伏发电系统课程设计》是我们学院新能源材料与器件专业的一门专业核心课，通过实践性教学培养学生综合运用已修课程的基本知识去解决某一设计任务。目前学生已经掌握了光学、半导体、电力、电子、计算机和机械等许多课程理论知识，在整个教学计划中，这门课程的开设主要培养学生独立工作能力，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出设计和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。通过课程设计，学生应该注重以下几个方面能力的训练和培养：（1）查阅资料的能力，增强自学能力；（2）树立正确设计思想，既要考虑技术上的先进性又考虑经济上的合理性，具备分析和解决实际问题的能力；（3）表达能力，用简洁的文字或清晰的图表来表达自己设计思想。课程的设计思想为通过该课程的教学使学生系统完整掌握太阳能光伏系统设计知识，能够解决工程中的实际问题，最终掌握工程实践中的设计思想和设计方法。

二、教学目标

掌握光伏发电系统的基本理论和基本知识，概念清楚，设计计算正确，结构设计合理，实验数据可靠，绘图符合标准，设计报告撰写规范。要敢于创新，勇于实践，培养学生的创新意识和工程意识。

1.学习和加深对光伏系统设计基本知识的理解，提高学生自主学习知识的能力。

2.培养学生选择参考书籍、查阅手册、图表和文献资料的能力，能够独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

3.通过实际光伏系统支架设计方案的分析比较、设计计算、支架选取、安装调试等环节，初步掌握简单光伏系统的分析方法和工程设计方法。

4.了解与课题有关的光伏系统设备安装及使用工程技术规范，能按课程设计任务的要求编写设计报告能正确反映设计和实验成果。

5.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观念、工程观念和全局观点。

三、课程内容

课程设置了太阳能路灯、家用光伏电站和大型光伏电站三个工程项目，学生根据课题需要选择参考书籍、查阅手册、图表和文献资料，将学生分为几个大的实验小组，将动手操作能力强、处理问题及时和有效的学员选为实验小组的组长。采取“组长负责制”，由组长负责协调本组内的具体项目情况，在保证设计任务顺利完成。通过学生自主学习巩固和加深对光伏系统设计基本知识的理解，提高学生综合运用本课程自学知识的能力。通过实际光伏系统设计方案的分析比较、设计计算、材料选取、安装调试等环节，掌握光伏发电系统的分析方法和工程设计方法，最终编写出课程设计总结报告。

四、课程实施

具体实施分为五步：①课程指导，指导老师首先开展三个讲座：如何查阅相关文献课程设计安排、要求等相关事项；光伏发电系统综述；光伏发电系统设计规范以及实际工程案例介绍，让学生应对相关设计内容有一定的了解。②任务分组，提出太阳能路灯、家用光伏电站和大型光伏电站三个工程项目，让学生根据兴趣挑选任务组建小组，将动手操作能力强、处理问題及时和有效的学员选为实验小组的组长。采取“组长负责制”，由组长负责协调本组内的具体项目情况，在保证设计任务顺利完成。③任务准备，教师指导学生对任务进行分析，小组人员分工并设计工作流程，查阅资料，分析工作中需要采购的设备。④任务实施，学生采用光伏宝这个设计平台，查询当地的气候条件、日照时数等参数，然后设计人员根据这些参数和用电量需求进行计算，对光伏组件、蓄电池、控制器以及逆变器进行选型。让学生通过网站对产品进行选型设计、成本核算，培养学生的成本意识。最后小组一起撰写课程设计总结报告。⑤任务评价，采用学生分组PPT 汇报，教师点评和小组互评的方式进行，小组长对本小组的工作进行汇报，教师对其工作中的可取的地方提出表扬，对其不足的地方进行指正。其他组成员对汇报组进行打分评价，小组间可以互相学习，取长补短。

四、结语

课程设计课堂改变了过去以教师为中心、讲授式的教学模式，实现了以学生为中心的教学方式，可以很大限度地调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的学习、探究意识和创新能力，但它毕竟属于新生事物，教学过程中要不断摸索，进行教学实践和理论研究、创新，最终提升学生的科学素养和综合设计能力。

参考文献：

[1] 梁东义，周建强，孙为民等.光伏发电‘理实一体教学与项目化课程开发实践[J].专业课程建设，2014，36：131-133

[2] 谢军，洪应，张栩等.光伏发电系统课程改革的探讨[J].安阳工学院学报，2015，14（4）：105-107.

[3]陈立，基于工作过程系统化的课程开发与建设——以“光伏发电系统设计与施工”为例[J].教改教法，2016，342：66-68.