“风力发电原理”课程思政教学研究与实践

一、引言
“风力发电原理”是新能源科学与工程专业学科基础课。本课程综合运用电机与拖动、自动控制理论等先修课程的知识，涵盖风特性、风资源评估、风力机及其传动链、风电机组控制系统和海上风电等，为后续课程学习以及从事本专业工程技术工作人员提供必要的理论基础。
课程思政是课程的思想政治教育内涵的彰显和功能的发挥。科学的课程思政能够将思想政治教育的要求与课程自身的思想政治教育内涵相融合，使思想政治教育的因子融入课程之中，充分发挥课程的德育功能，运用德育的学科思维，提炼专业课程中蕴含的文化基因和价值范式，将其转化为社会主义核心价值观具体化、生动化的有效教学载体，在“润物细无声”的知识学习中融入理想信念层面的精神。
本文围绕“风力发电原理”课程教学内容，对课程思政元素进行了设计，给出了具体实施案例；在教学方法上，综合运用线上线下混合式教学方法、案例教学法等，促使课程教学目的有效达成；从而实现专业教育和核心价值观教育相融共进。
二、“风力发电原理”课程思政设计
按照教育部指导纲要要求，根据课程特点，通过走访调研和查阅相关资料，挖掘提炼“风力发电原理”课程知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵。课题组紧密围绕风力发电相关领域的工程背景、技术内容、行业动态、工程伦理等内容，对“风力发电原理”课程思政元素进行了设计，并给出了实施案例。
（一）“风力发电原理”课程思政元素
课程思政元素主要从风力发电原理课程所涉及的专业、行业、国家、文化、历史等角度，增加课程的知识性、人文性，提升引领性、时代性和开放性，注重工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。设计的思政元素如表1所示，给出了课程中的思政元素、课程内容及实现途径。在实际授课过程中，不拘泥于表中所列内容，由教师自然引出，以收到润物无声的教学效果。

表1 “风力发电原理”课程思政元素
（二）“风力发电原理”课程思政实施案例
（1）案例目标：风电行业快速发展，目前我国风电装机容量稳居世界第一。十年间，我国风力发电行业经历了从技术跟踪到行业引领，风电机组制造从大国重器迈向智能科技。通过介绍行业的发展现状与前景，引导学生注重科研素养的培训，鼓励学生进行科技创新，引领世界电力装备的发展。树立民族自豪感，体会新时代的内涵，鼓励学生为我国电力工业的发展与进步贡献自己的力量。
（2）案例描述：风能是清洁可再生能源。风力发电机
组由风轮、主轴、齿轮箱、发电机、变流器、变压器、塔筒、控制系统等组成，完成风能、机械能、电能的转换，主要机组类型包括双馈风力发电机组和直驱型风力发电机组。在我国风电行业发展初期，关键零部件和控制系统主要依赖国外进口，受制于人。经过十几年的发展，我国拥有了风电机组关键部件和系统的完全知识产权，风电装机容量稳居世界第一。三家国内风电机组制造企业位居世界前十。风电机组大量出口，在“一带一路”能源合作中占据重要地位，其质量和可靠性得到了国际认可。通过介绍风电设备的发展，拓展课堂内外、学校内外、线上线下三种时空，实现知识、技术、产业与市场的深度融合。
（3）案例实施方式
课前计划：对学生进行分组，要求学生以图片、文字、视频和数据等形式上传调研资料，包括国内外风电机组厂家的产品信息、市场地位等，制作PPT并在课前完成课程内容预习与初步思考。
课中计划：①教师讲解风力发电机组的工作原理、组成、分类和典型结构（45分钟）（也可以采用线上的方式，请在风电场工作的校友进行实物讲解）；②小组发言（每组5分钟，控制在30分钟）；③引导全班进一步讨论，并进行归纳总结（15分钟）。
课后计划：对比分析不同厂家的产品优势、特点及应用场景。
三、“风力发电原理”的教学方法设计
教学方法设计要能够体现课程特色，提高教学过程中学生的参与度，本文探索了线上线下混合式教学方法、案例教学法等教学方法。
（一）线上线下混合式教学方法
线上线下混合式教学方法采用大学慕课在线课程、网络现场课与线下课堂教学相结合的方式，充分利用学生线下时间，扩展课程教学的空间和维度。在线上教学方面，主要采用了以下两种形式。
（1）安排学生课前观看丹麦科技大学在线课程WindEnergy，并把问题记录下来，可以在网络在线教育平台（如雨课堂、云课堂）与同学、老师互动交流，也可把问题带到课堂上，大家一起讨论。教师鼓励学生在讨论区发帖留言，参与互动，并作为平时成绩参考。这样可以避免学生在课堂上不积极发言的现象。
（2）网络现场课。网络现场课利用网络直播平台，邀请在风电工程一线的校友讲解风力发电相关内容，如风电机组的构成、叶片、齿轮箱、发电机、变流器的工作原理和控制流程、风电场电气线路图、风电场监控系统及各个子系统的功能，发电指令曲线、风功率预测曲线等。网络现场课超越空间的限制，把学生带到了专业现场；在互动环节，校友们回答老师和学生提出的技术问题，并向学生介绍了风电领域各类技术工作对毕业生的要求，以及行业发展现状和相关政策，鼓励学生认真学习，积极投身于风电事业。
线下教学除了采用传统的理论教学方式之外，建议采用学生分组做PPT（内容为不同储能类型、国内外主要风电厂商介绍等）、对分课堂等形式。
（二）案例教学法
案例教学法使学生置身于问题的真实情境中，并且激励他们运用课程知识来分析问题和找到切实可行的解决问题的方法。通过情境设定，教师们鼓励学生独立思考，引导学生由注重知识积累变为注重能力提高，从而提高学生分析问题、解决问题的能力。下面这个案例是教学中应用的，充分体现了工程伦理中的工程师困境、工程与环境等思政元素。
某能源公司A，以其在风能、太阳能和地热能领域的资产而闻名。詹姆斯是风能部门的首席工程师之一，他的工作是分析和批准公司的开发项目。A公司计划在一块海域开发海上风电项目，唯一的问题是它非常接近珊瑚礁。珊瑚礁本身受到政府的保护，风电场离珊瑚礁很近，而且风力发电机本身的建造过程可能会严重影响生态系统。如果海上风电项目被搁置，投资者可能会将资金投向A公司的其他领域，如地热或太阳能，甚至可能换另一家公司投资。风能部门的负责人也对詹姆斯施加压力，不要让这些钱流向其他地方。否则，他们的部门可能会被彻底淘汰。在这种情况下，你作为一名工程师，该如何去做？
由此可见，此海上风电项目在创造价值的同时，也不可避免地带来风险。它与生态环境有着复杂的关系。风电工程的价值及其对社会的贡献是专业自豪感的源泉，而作为风电从业者，需要通过透视工程风险来警醒并常怀敬畏心，通过分析利益冲突来提升使命感，通过厘清角色定位来强化责任感。
四、结语
专业课程是课程思政实施的重要载体。本文以新能源科学与工程专业课程“风力发电原理”为基础，以工程教育理念为指导，围绕风力发电相关领域的工程背景、技术内容、行业动态、工程伦理等内容，对“风力发电原理”课程思政元素进行了设计，并给出了具体实施的案例；给出了线上线下混合式教学方法、案例教学法等教学方法应用的场景和方法。