曹喜民 张延迟

摘  要 在互联网高速发展大背景下，线上线下混合式教学模式越来越受到学生的欢迎。该教学模式以信息技术与网络平台为支撑，将课前的学生自学与课堂讲授转变为线上自学与线下面对面的课堂指导相结合，学生学习效果改善非常明显。“风力发电并网与控制技术”课程是新能源科学与工程专业的一门专业必修课程，以该课程为例，介绍线上线下混合式课程的设计与实践。

关键词 新能源科学与工程;线上线下混合式教学;风力发电并网与控制技术

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：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

大学的最重要的任务是对人才的培养。2018年，时任教育部部长陈宝生在新时代全国高等学校本科教育工作会上第一次提出金课的概念[1]，随后，“淘汰水课，打造金课”首次写入教育部文件。近几年，4G、5G网络技术与信息技术的发展速度加快，1对1、1对多的视频通信成为可能，线上教育的发展也越来越快，线上线下混合式教学模式作为一种将传统教学的优势与线上教学结合起来的教学方式，通过将两种教学方式结合，能够提高学习者的主动性，学习者的学习由浅入深，最终达到优化学习的目的。对线上线下混合式教学模式的相关研究也越来越多。例如：文献[2]以钢结构课程为例，从加强课程创新性、构建课程评价体系和提升课程挑战度几个方面阐述了线上线下混合式教学模式;文献[3]以云南大学开设的“可再生能源和低碳社会”为例，展示了基于翻转式课堂的混合式课程的教学设计与实践方法。本文以上海电机学院新能源科学与工程专业（以下简称“新能源专业”）的专业必修课“风力发电并网与控制技术”为例，介绍线上线下混合式课程的设计与实践。

1  线上线下混合课程“风力发电并网与控制技术”教学实例分析

1.1  课程基本信息

1）课程名称：风力发电并网与控制技术。

2）课程属性：上海电机学院校级线上线下混合式课程。

3）线上课程：自己设计录制的教学视频。

1.2  课程学习目标

1）通过课程的学习，使学生掌握风电机组的并网技术、定桨恒速风电机组的软并网技术、双馈异步风电机组的并网技术、永磁同步风电机组的并网技术、风电机组对电网稳定性的影响等方面的基本知识，为将来从事新能源领域的工作奠定基礎。

2）通过本课程的学习，提高学生在风电技术上的独立认知与思考能力，激发学生学习的积极性和对国家事务的思考。

1.3  教学方法

鉴于该课程为新能源专业的专业必修课，能否学好本课程，直接关系到学生的培养质量。为了提高学生在课程教学中的参与度，本课程采用线上线下混合教学方式。线上部分以超星教学平台为依托，以新能源专业风电教学团队开发的教学视频为基础，由学生在课前自学完成，学习过程中配置相应的习题以测试学生的学习效果。每开展一次线上学习，都会同时设计一次与线上学习的知识相关的线下学习。线下学习以学生综合素质的全面提升为目标，设计为三个环节：课堂引入、专题讨论、布置下次线上学习任务。其中，课堂引入部分主要采用由学生对线上学习的知识进行分小组学习讨论并讲解，教师补充的方式;专题讨论针对线上学习的知识，设计富有挑战性的问题，以六人为一个小组进行讨论，小组讨论后以汇报、发言的形式表达对同一问题的不同见解，鼓励每个学生积极阐述个人观点，增强大家的自信心和辩证思维水平。通过学生与学生间的思想碰撞、学生与教师间的交流，使每一个学生充分参与教学活动，将课堂教学打造为一个学生与学生之间、学生与教师之间互相学习的平台，学生从同学和教师身上可以学到新的知识，教师也能在与学生的交流中学到一些新的认知。

1.4  线下教学案例设计

在常规的线下教学过程中，以一大节（90 min）的课程（第二章：风力发电系统控制原理）为例，课程主要包括课堂引入、专题讨论、布置下次线上学习任务三个环节，主要的教学流程设计如下。

1.4.1  课堂引入  课堂前30 min，以小组讨论—学生发言—教师补充的形式对线上课程的知识点进行回忆和梳理：首先让学生分组讨论并列举风力发电系统的各组成部件（风力机、叶片、变桨距机构、齿轮箱、发电机、偏航控制系统、塔架和基础、风向风速传感器等）及各部件在风力发电过程中的作用;在组内讨论、组间讨论和学生发言的基础上，教师对学生的讨论结果进行纠正和补充，再次讲解风力发电的过程以及在此过程中各设备的作用，加深学生对知识的理解。

1.4.2  专题讨论  课堂中50 min，学生分组讨论，并派小组代表发言，共六个问题，小组成员每人发言一次，不能重复发言。在小组成员发言的同时，其他小组可以提出新的问题由发言的同学所在的小组进行解答。针对一个问题全部小组发言完毕，由教师进行分析补充。专题讨论分为六部分：

1）随着风力机叶片数目的增加，对叶片的机械应力、噪声水平、成本和转速方面的影响有哪些？

2）变桨距机构的工作原理是什么？在风力机发电过程中，变桨距机构是如何工作的？

3）偏航控制系统在风力发电过程中是如何工作的？

4）在气动功率控制中，被动失速、主动失速和变桨距失速有什么不同点和相同点？

5）试利用叶尖速度比公式和功率系数简述基于最佳叶尖速度比的最大功率控制原理。

6）试简述风力机运行中停机模式、发电控制模式与变桨距控制模式三种模式中叶片和机械制动器的状态和基于最优转矩控制的最大功率跟踪控制的原理。

1.4.3  布置下次线上学习任务  利用最后10 min对下次线上学习任务的难点和重点进行简要介绍，同时布置下次线下课专题讨论的问题，让学生在线上课程的学习过程中思考学习。还可以在课下利用学期开始建立的QQ群在课前布置学习任务，发布课程资料，通过QQ群与学生进行互动交流及课后答疑。

2  教学效果分析

该教学方式在2020—2021年第一学期应用在新能源科学与工程专业2018级1班的“风力发电并网与控制技术”课程教學中，课程总成绩分平时成绩与考试成绩两部分。

1）平时成绩占60%，分为线上课程的学习、线上课程的讨论、线上课程的习题完成、线下课程的出勤、线下课程的课堂表现、课内实验的完成情况与实验报告的书写六个方面，各占10%。

2）试卷成绩占40%，采用随堂考（闭卷）的形式。试卷成绩分析如图1所示，可知全班学生卷面成绩都达到合格以上，其中获优的学生占比接近20%，及格区间的学生不足5%。

总评成绩分析如图2所示。由图2可知，全班学生都获得中等以上的总评成绩，其中获优秀的比例超过20%，可见该教学方式能够很好地提高学生的学习积极性。由此可知，线上线下混合式教学可以提高学生的参与度，激发学生的学习积极性，进而提高学生对专业知识的获取能力。

3  存在的问题及对策

3.1  存在的问题

3.1.1  学生的学习压力增大  由于部分学生的基础较薄弱，习惯于传统的教学方式，当转变为线上线下混合式教学模式后，他们会明显感觉到课下要花更多的时间完成教学要求的任务，学习负担加重，学习压力增加。

3.1.2  教师的工作量增大  采用线上线下混合式教学，除了要制定完善的线上课程考核方式来约束学生完成对线上部分的学习，还需要教师在完成传统备课任务的同时设计制作精美的线上教学资源，以吸引学生的关注，这将耗费教师大量的时间，给本就教学负担重的教师带来更大的压力。

3.2  对策

针对学生学习压力大的问题，教师要注重教学内容的设计，设计合适学生认知的教学方案，减轻学生的学习压力。针对教师工作量增大的问题，学校可允许教师申请一定的经费组建教学团队，委托相关专业公司完成部分教学资源的制作。■

参考文献

[1]陈宝生.在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话[J].中国高等教育，2018（Z3）：4-10.

[2]刘慧，王成武，蔡江东.线上线下混合式“金课”建设探索：以应用型高校钢结构课程为例[J].大学教育，2020（7）：

73-75.

[3]彭智利，李娇娇.基于翻转课堂模式的线上线下混合课程教学设计与实践：以“可再生能源与低碳社会”为例[J].云南大学学报（自然科学版），2020，42（S1）：14-17.