《可再生能源&储能系统设计》课 程 教 学 大 纲
课程名称(中文): |
可再生能源&储能系统设计 |
课程名称(英文): |
Design of Renewable Energy & Energy Storage System |
课程代码: |
04650180 |
课程类别/性质: |
专业实践课/必修 |
学分/学时: |
2/32 |
考核方式: |
考查 |
开课学期: |
第7学期 |
开课单位: |
电子信息与电气工程学院 |
课程负责人: |
岳衢 |
2023年5月
一、课程简介
本课程是为电气工程及其自动化专业设置的实践环节,目的是使学生巩固《可再生能源&储能系统》的知识,是培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力,以及在遇到具体技术问题时,如何综合运用基础理论、专业知识和基本技能的能力;是对学生进行设计技能、计算、绘图及编写设计报告的初步训练。
先修课程:可再生能源&储能系统
二、课程目标
课程总体目标:
1.能够针对具体的可再生能源&储能系统设计问题,明确系统设计的目的,掌握解决复杂工程问题的基本方法,分解工程问题,并能够将每个部分与所学知识联系起来,结合理论,建立合适的数学模型。
2.针对可再生能源&储能系统工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。
3.根据可再生能源&储能系统设计的研究内容和工程实际要求,在设计研究内容、确定研究方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、环境等制约因素,设计内容最后以符合电气设计规范的设计报告和图纸呈现。
4.能够选择与使用恰当的现代软硬件等信息技术工具和软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行计算和分析。
5. 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告。
课程思政目标:通过课程增强学生的人际交往能力和团队协作能力,培养自主学习和终身学习的意识。坚持不懈提升自己,为祖国贡献出自己的一份力量。
三、课程目标对毕业要求的支撑
课程目标 |
毕业要求 |
毕业要求指标点 |
支撑强度 |
课程目标1:能够针对具体的可再生能源&储能系统设计问题,明确系统设计的目的,掌握解决复杂工程问题的基本方法,分解工程问题,并能够将每个部分与所学知识联系起来,结合理论,建立合适的数学模型。 |
毕业要求1:具备良好的工程知识,能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决可再生能源与储能领域的复杂工程问题。 |
1.1具备良好的工程知识,能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决可再生能源与储能领域的复杂工程问题。 1.2能针对一个系统或者过程建立合适的数学模型。 1.3能将工程原理和专业知识用于分析工程问题。 |
H |
课程目标1:能够针对具体的可再生能源&储能系统设计问题,明确系统设计的目的,掌握解决复杂工程问题的基本方法,分解工程问题,并能够将每个部分与所学知识联系起来,结合理论,建立合适的数学模型。 |
毕业要求2:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析可再生能源与储能领域的复杂工程问题,以获得有效结论。 |
2.1能识别和判断复杂工程问题的关键环节和参数。 |
H |
课程目标1:能够针对具体的可再生能源&储能系统设计问题,明确系统设计的目的,掌握解决复杂工程问题的基本方法,分解工程问题,并能够将每个部分与所学知识联系起来,结合理论,建立合适的数学模型。 |
毕业要求4:能够基于科学原理并采用科学方法对可再生能源与储能领域的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据 、并通过信息综合得到合理有效的结论。 |
4.1能够运用科学原理,结合工程实际,设计实验方案。 |
M |
课程目标2:针对可再生能源与储能系统工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 |
毕业要求1:具备良好的工程知识,能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决可再生能源与储能领域的复杂工程问题。 |
1.1具备良好的工程知识,能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决电气领域的复杂工程问题。 1.2能针对一个系统或者过程建立合适的数学模型。 1.3能将工程原理和专业知识用于分析工程问题。 |
H |
课程目标2:针对可再生能源与储能系统工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 |
毕业要求2:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析可再生能源与储能领域的复杂工程问题,以获得有效结论。 |
2.1能识别和判断复杂工程问题的关键环节和参数。 |
H |
课程目标2:针对可再生能源与储能系统工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 |
毕业要求3:能够设计针对可再生能源与储能领域的复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素 |
3.1能够根据设计需要确定设计目标和技术方案; 3.2能够在安全、环境、法律等现实约束条件下通过技术经济评价对设计方案的可行性进行论证; 3.3能够针对可再生能源与储能系统复杂工程问题的设计方案,完成系统的设计、实现及调试 3.4在系统设计过程中具有优选和创新设计意识; |
H |
课程目标2:针对可再生能源与储能系统工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 |
毕业要求4:能够基于科学原理并采用科学方法对可再生能源与储能领域的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 |
4.1能够运用科学原理,结合工程实际,设计实验方案。 |
H |
课程目标2:针对可再生能源与储能系统工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 |
毕业要求5:能够针对可再生能源与储能领域的复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。 |
5.1能够使用可再生能源与储能领域的仪器设备和专业软件; 5.2能够选择与使用恰当的仪器、专业软件和可编程器件对电气工程进行过程设计、流程优化和设备选型; 5.3能够针对特定的对象,使用专业软件和信息技术工具,对其解决方案进行开发、模拟和预测,并理解其局限性 |
H |
课程目标3:根据课程设计的研究内容和工程实际要求,在设计研究内容、确定研究方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、环境等制约因素,设计内容最后以符合电气设计规范的设计报告和图纸呈现。 |
毕业要求6:能够基于可再生能源与储能系统相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任 |
6.2 能够理解工程对客观世界的影响,理解运用理论和技术手段,综合考虑各种制约因素降低工程负面影响的作用及其局限性; |
M |
课程目标4:能够选择与使用恰当的现代软硬件等信息技术工具和软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行模拟和分析。 |
毕业要求5:能够针对可再生能源与储能领域的复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。 |
5.1能够使用可再生能源与储能领域的仪器设备和专业软件; 5.2能够选择与使用恰当的仪器、专业软件和可编程器件对电气工程进行过程设计、流程优化和设备选型; 5.3能够针对特定的对象,使用专业软件和信息技术工具,对其解决方案进行开发、模拟和预测,并理解其局限性 |
H |
课程目标4:能够选择与使用恰当的现代软硬件等信息技术工具和软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行模拟和分析。 |
毕业要求12:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。 |
12.1正确认识自我探索和学习的必要性; 12.2了解终身学习的方法,具备通过学习不断提高适应发展的能力; |
M |
课程目标5: 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告 |
毕业要求9:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色 |
9.2能胜任团队成员的角色与责任; 9.3能够组织团队成员开展工作 |
H |
课程目标5: 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告 |
毕业要求10:能够就可再生能源与储能领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 |
10.1能够就专业问题,通过口头、文字、图标等方式与同行及社会公众进行沟通和交流; |
H |
四、课程教学内容及其对课程目标的支撑
教学内容 |
教学目标与教学设计 |
学时 |
考核方法 |
过程文档 |
支撑课程目标 |
第一次课 |
1.1 讲解可再生能源与储能系统设计的主要内容 1.2 分配可再生能源与储能系统设计任务,提出考核要求 课程思政内容: 熟练运用学到的可再生能源与储能系统知识分析理论知识,学会团队协作和沟通交流,为以后参加工作建设祖国打好基础 知识点: 1. 可再生能源与储能系统设计的流程步骤 2. 可再生能源与储能系统设计的注意事项 |
教学目标:讲解可再生能源与储能系统设计的主要内容,布置可再生能源与储能系统设计任务,使学生清楚课程设计的步骤和最后考核标准 教学设计:理论讲解、课堂讨论 |
4 |
1.上课考勤 2.期末考查 |
设计报告 |
课程目标1:能够针对具体的可再生能源与储能系统设计问题,明确可再生能源与储能系统设计的目的,掌握解决复杂工程问题的基本方法,分解工程问题,并能够将每个部分与所学知识联系起来,结合理论,建立合适的数学模型。 课程目标2:针对工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 |
第二次课 |
1.1 学生分组阶段性汇报 1.2针对学生阶段性汇报内容提出建议和意见 1.3答疑 课程思政内容:强调要具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力,为国家做贡献 知识点: 1. 可再生能源与储能系统设计的流程步骤 2. 可再生能源与储能系统设计的注意事项 |
教学目标:学生分组进行阶段性汇报,并针对汇报内容提出建议和意见,答疑 教学设计:理论讲解、课堂讨论 |
4 |
1.上课考勤 2.期末考查 |
设计报告 |
课程目标2:针对工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 课程目标3:根据课程设计的研究内容和工程实际要求,在设计研究内容、确定研究方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、环境等制约因素,设计内容最后以符合电气设计规范的设计报告和图纸呈现。 课程目标4:能够选择与使用恰当的信息技术工具或软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行模拟和分析。 课程目标5: 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告 |
第三次课 |
1.1学生分组阶段性汇报 1.2针对学生阶段性汇报内容提出建议和意见 1.3答疑 课程思政内容:强调要具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力,为国家做贡献 知识点: 1. 可再生能源与储能系统设计的流程步骤 2. 可再生能源与储能系统设计的注意事项 |
教学目标:学生分组进行阶段性汇报,并针对汇报内容提出建议和意见,答疑 教学设计:理论讲解、课堂讨论 |
4 |
1.上课考勤 2.期末考查 |
设计报告 |
课程目标2:针对工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 课程目标3:根据课程设计的研究内容和工程实际要求,在设计研究内容、确定研究方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、环境等制约因素,设计内容最后以符合电气设计规范的设计报告和图纸呈现。 课程目标4:能够选择与使用恰当的信息技术工具或软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行模拟和分析。 课程目标5: 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告 |
第四次课 |
1.1学生分组阶段性汇报 1.2针对学生阶段性汇报内容提出建议和意见 1.3答疑 课程思政内容:强调要具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力,为国家做贡献 知识点: 1. 可再生能源与储能系统设计的流程步骤 2. 可再生能源与储能系统设计的注意事项 |
教学目标:学生分组进行阶段性汇报,并针对汇报内容提出建议和意见,答疑 教学设计:理论讲解、课堂讨论 |
4 |
1.上课考勤 2.期末考查 |
设计报告 |
课程目标2:针对工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 课程目标3:根据课程设计的研究内容和工程实际要求,在设计研究内容、确定研究方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、环境等制约因素,设计内容最后以符合电气设计规范的设计报告和图纸呈现。 课程目标4:能够选择与使用恰当的信息技术工具或软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行模拟和分析。 课程目标5: 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告 |
第五次课 |
1.1学生分组阶段性汇报 1.2针对学生阶段性汇报内容提出建议和意见 1.3答疑 课程思政内容:强调要具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力,为国家做贡献 知识点: 1. 可再生能源与储能系统设计的流程步骤 2. 可再生能源与储能系统设计的注意事项 |
教学目标:学生分组进行阶段性汇报,并针对汇报内容提出建议和意见,答疑 教学设计:理论讲解、课堂讨论 |
4 |
1.上课考勤 2.期末考查 |
设计报告 |
课程目标2:针对工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 课程目标3:根据课程设计的研究内容和工程实际要求,在设计研究内容、确定研究方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、环境等制约因素,设计内容最后以符合电气设计规范的设计报告和图纸呈现。 课程目标4:能够选择与使用恰当的信息技术工具或软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行模拟和分析。 课程目标5: 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告 |
第六次课 |
1.1学生分组阶段性汇报 1.2针对学生阶段性汇报内容提出建议和意见 1.3答疑 课程思政内容:强调要具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力,为国家做贡献 知识点: 1. 可再生能源与储能系统设计的流程步骤 2. 可再生能源与储能系统设计的注意事项 |
教学目标:学生分组进行阶段性汇报,并针对汇报内容提出建议和意见,答疑 教学设计:理论讲解、课堂讨论 |
4 |
1.上课考勤 2.期末考查 |
设计报告 |
课程目标2:针对工程问题分解出来的各个部分,依据工程问题中重要的资料和参数,能够建立多种方案,并且论证最理想的方案,培养和提高学生查阅资料文献、计算机应用和创新协作方面的能力。 课程目标3:根据课程设计的研究内容和工程实际要求,在设计研究内容、确定研究方案时,能够综合考虑社会、健康、安全、法律、环境等制约因素,设计内容最后以符合电气设计规范的设计报告和图纸呈现。 课程目标4:能够选择与使用恰当的信息技术工具或软件,对综合设计中所涉及的复杂工程问题进行模拟和分析。 课程目标5: 具有一定的组织管理能力,表达能力,人际交往能力和团队协作能力,在综合设计过程中,能够在多学科背景下做好自己承担的角色,发挥各自作用从而高质量地完成综合设计报告 |
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五、课程考核环节及评分标准
(一)课程考核环节
本课程考核环节分为过程性考核和终结性考核,过程性考核包括:平时表现、答辩两部分,终结性考核为期末考查,各环节考核项目及分值比例如下表所示。
考核环节 |
考核项目 |
分值 |
过程性 考核 |
平时表现 |
(1)回答问题积极性(2)上课专注性(3)考勤情况。 |
10 |
答辩 |
答辩和小组讨论均按照五等级评分,取各次答辩与讨论的平均等级作为本环节的最终成绩。 |
40 |
终结性考核 |
期末考查 |
提交符合要求的设计报告,根据报告内容评分,作为本环节的最终成绩。 |
50 |
注:鼓励多元化、多维度过程性考核(包括但不限于:作业、答辩、小组讨论、课题测验、期中考核、实验考核、小论文、课程总结等),通过加强过程性考核和评价,落实评价、反馈、改进的形成性评价机制。
(二)课程考核环节与课程目标的对应关系
考核环节 |
考核项目对应课程目标的分值比例 |
合计 |
课程目标1 |
课程目标2 |
课程目标3 |
课程目标4 |
课程目标5 |
过程性考核 |
平时表现 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
10 |
50 |
答辩 |
9 |
9 |
9 |
9 |
4 |
40 |
终结性考核 |
期末考试 |
11 |
11 |
11 |
11 |
6 |
50 |
50 |
课程目标分值 |
22 |
22 |
22 |
22 |
12 |
100 |
(三)课程考核环节的评分标准
等级 考核环节 |
优秀 (>=90分) |
良好 (80-89分) |
中等 (70-79分) |
及格 (60-69分) |
不及格 (<60分) |
过 程 性 考 核 |
答辩 |
1、课程设计进展很好 2、能说清楚设计思路 3、汇报过程流利清晰 |
1、课程设计进展较好 2、设计思路较清楚 3、汇报过程较流利清晰 |
1、课程设计进展一般 2、设计思路一般 3、汇报过程流利清晰程度一般 |
1、课程设计进展较慢 2、设计思路较差 3、汇报过程流利清晰程度较差 |
1、课程设计进展很慢 2、设计思路很差 3、汇报过程流利清晰程度很差 |
平时表现 |
按时上课; 课堂表现积极; |
按时上课; 课堂表现较为积极; |
按时上课;课堂表现中等; |
按时上课; |
不按时上课 |
终结性 考核 |
期末考查(根据最终小组汇报过程情况,及可再生能源&储能系统设计完成度评分) |
1、课程设计完成度很好 2、最终答辩过程中能说清楚整体的设计思路及解决方案 3、汇报过程流利清晰 |
根据实际情况,进行描述。 |
1、课程设计完成度很差 2、最终答辩过程中无法说清楚整体的设计思路及解决方案 3、对课程设计内容认识不足 4、汇报过程流利清晰程度很差 |
注:各考核环节评分标准须可衡量、可实施,确保评分成绩公平、公正。
六、课程目标达成情况评价
课程目标达成度评价包括课程目标达成度评价和课程总目标达成度评价,具体计算方法如下:

课程总目标达成度=
达成度评价值计算的具体说明及示例如下表所示。A、B、C、D、E分别为作业、平时考核、中期考核、期末考核和实验考核的目标总分。a、b、c、d、e分别为作业、平时考核、中期考核、期末考核和实验考核的学生实际得分的平均值。课程分目标达成度由学生平均得分除以目标分值得到,如果课程目标包含多个支撑环节,根据各支撑环节在课程考核中的比重按比例计算得到。各分数都按在总评成绩中的比例折算后进行计算。
课程目标 |
支撑环节 |
目标分值 |
学生平均得分 |
达成度计算示例 |
权重系数 |
课程目标1 |
答辩 |
A1 |
a1 |
课程目标1达成度S1=a1/A1+ b1/B1+ c1/C1 |
W1=0.22 |
平时表现 |
B1 |
b1 |
期末考查 |
C1 |
c1 |
课程目标2 |
答辩 |
A2 |
a2 |
课程目标2达成度S2=a2/A2+ b2/B2+ c2/C2 |
W2=0.22 |
平时表现 |
B2 |
b2 |
期末考查 |
C2 |
c2 |
课程目标3 |
答辩 |
A3 |
a3 |
课程目标3达成度S3=a3/A3+ b3/B3+ c3/C3 |
W3=0.22 |
平时表现 |
B3 |
b3 |
期末考查 |
C3 |
c3 |
课程目标4 |
答辩 |
A4 |
a4 |
课程目标4达成度S4= a4/A4+ b4/B4+ c4/C4 |
W4=0.22 |
平时表现 |
B4 |
b4 |
期末考查 |
C4 |
c4 |
课程目标5 |
答辩 |
A5 |
a5 |
课程目标5达成度S5= a5/A5+ b5/B5+ c5/C5 |
W5=0.12 |
平时表现 |
B5 |
b5 |
期末考查 |
C5 |
c5 |
课程总目标达成度 |
S=∑Si Wi |
七、教材和参考资料
参考资料
《可再生能源导论》刘建国主编,中国轻工业出版社,2017年
《太阳能光伏发电系统设计与应用实例》周志敏主编,电子工业出版社,2010年
《风能与太阳能发电系统:设计、分析与运行》姜齐荣主编,机械工业出版社,2009年
大纲撰写人:岳衢
大纲审核人:
学院分管领导签字(盖章):
年 月 日