水平轴风力机教学设计.docx
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水平轴风力机教学设计
水平轴风力机课程设计
课程设计者：
黄宇光
学校：
乌海市职业技术学校
专业：
电气控制与应用（水平轴风力发电方向）
设计时间：
2017-10-17
课时：
115课时
课程设计表
章节名称
第一章新能源概述
课时
7
教学目标
知识和技能：
理解常规能源及可再生能源的区别
过程和方法:
利用头脑风暴法分组讨论并根据所发的图片来区分常规能源和可再生能源。
培养学生乐于探究自然现象，物理道理的兴趣，提高学生辩证的分析物理知识的意识。
学生特征
第一次接触新能源科课程，对于新能源的理解只停留在部分清洁能源以及基
础的化石能源上，不了解各种能源的具体缺点及优点。
学习目标及描述
知识点编号
学习
目标
1、理解新能源与可再生能源的区别，对各类能源的的优点及缺点有基本的认识。
2、充分锻炼学生的学习能力以及表达能力，提高团体协作能力
1.1
教学具体方法及过程
1、学生读书学习能源的定义以及各种类型的能源的分类方式。
（1课时）
2、分小组利用写卡片的形式像同伴讲解能源的分类及各种能源的优缺点。
各小组交换卡片互相讲解能源的分类及优缺点。
（2课时）
3、对教师发放的实物图片进行辨别并得出自己的结论，并在讲台上进行讲解。
（2课时）
4、小组改正自己的卡片并上台展示自己的成果（2课时）
使用的教学方法：
分组讨论法，头脑风暴法。
项目
内容
解决措施
教学重点
各种类型的能源的辨别
分组讨论，小组间得出结论
教学难点
可再生能源的优缺点分析
通过小组讨论启发学生的思维，以及上台演示来引导学生掌握这些概念问题
章节名称
第二章空气动力学基础知识
课时
20
教学目标
知识和技能：
理解升力及阻力、贝茨极限、叶尖速比、相对风速等定义
过程和方法:
通过教师动画演示及小组讨论来快速理解空气动力学中个名词的定义
情感态度和价值观:
培养学生乐于探究自然现象，物理道理的兴趣，提高学生辩证的分析物理知识的意识。
学生特征
学习了能源的基础知识，学生产生了浓厚的兴趣，多数学生能正确识别各种能源的类别。
学生有较强的好奇心和求知欲，他们渴望自己动手进行科学探究，体验成功的乐趣，规律性知识的概括往往以偏概全。
他们的思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡。
学习目标及描述
知识点编号
学习
目标
1、理解空气动力学中各个名词及定义的含义，为以后的课程打下基础。
2、充分锻炼学生的学习能力以及表达能力，提高团体协作能力
2.1
教学具体方法及过程
1、每组学生每人读书理解不同部分动力学的基础知识。
（2课时）
2、分小组利用写卡片的形式向同伴讲解自己对于各名词定义的理解。
各小组交换卡片互相讲解每个小组自己对于空气动力学各个定义以及名词的理解。
（10课时）
3、教师播放各个定义及名词的动画演示并给出自己的结论。
（2课时）
4、小组间对自己的卡片内容进行改正（2课时）
5、小组上台展示自己的卡片（4课时）
使用的教学方法：
分组讨论法，头脑风暴法。
项目
内容
解决措施
教学重点
风力对物体的受力分析
具体事例分析，典型例题的分析
教学难点
贝兹极限、尖速比、相对风速等
通过小组讨论启发学生的思维，以及具体的动画演示来引导学生掌握这些概念问题
章节名称
第三章风力机叶片、机舱、对风装备组成结构
理论
20
实操
教学目标
知识和技能：
理解水平轴风力机叶片的空气动力特性、失速原因，水平轴风力机叶片的结构等定义。
水平轴风力机的机舱内主要设备的功能与布置，掌握塔架的结构以及风力发电机的运行模式。
理解水平轴风力机的对风装置：
尾舵对风与侧风轮对风，重点掌握水平轴风力机的偏航系教学具体方法及过程统。
过程和方法:
通过教师动画演示及小组讨论来快速理解风力机叶片、机舱、对风装置的组成结构
情感态度和价值观:
培养学生乐于探究自然现象，物理道理的兴趣，提高学生对物理知识的求知欲，自发的去学习探究问题。
学生特征
这部分的内容是学习风力水平轴发电机的重要过程，这部分内容涉及到的知识点较多，较为杂，对原来专业课的应用也十分的广泛，需要中职类学生较为认真的学习。
风力发电机的组成部分通过实操对机体进行拆装学习了解。
因中职学生基础较为薄弱，需要教师进行引导教学。
学习目标及描述
知识点编号
学习
目标
1、培养学生的自我学习能力及团队协作能力。
2、理解掌握水平轴风力机叶片的空气动力特性、失速原因，水平轴风力机叶片的结构等。
3.1
教学具体方法及过程
1、分小组每组每个学生学习一部分风力机的基础结构。
（2课时）
2、在小组内互相利用自己制作的卡片来介绍自己所掌握的知识.（6课时）
3、各个小组将组员所讲述的知识合并为一张知识结构图并为其他小组进行交换讲解（6课时）
4、教师通过PPT动画演示风力机叶片、机舱、对风装备组成结构（1课时）
5、各小组修改自己的结论图。
（1课时）
6、通过实操了解风力机风轮实度大小对风力机运行特性的影响，安排学生对多种类型的风力机进行拆装组合，从实物中了解风力机的机舱内主要设备的功能与布置，掌握塔架的结构以及风力发电机的运行模式。
（实操：
4课时）
使用的教学方法：
分组讨论法，头脑风暴法、实验操作。
项目
内容
解决措施
教学重点
水平轴风力发电机的组成部分叶片、机舱、对风。
小组讨论的形式，将复杂问题简单化并且促进学生的团队协作能力，激发学生的主观能动性。
教学难点
水平轴风力机的组成
通过实操来引导学生对水平轴风力机的结构理解，工作原理以及用途。
章节名称
第四章风力机变桨距系统及风力机的调速方式
理论
28
实操
教学目标
知识和技能：
掌握风力机调速方式及失速控制转速以及独立变桨距系统当中的液压变桨系统和电动机变桨系统的组成结构。
过程和方法:
在教学中需要教师逐步去引导学生进行讨论，采用一体化教学的方法，通过实验探究液压变桨距系统与电动变桨距系统的独立工作过程以及风力机调速方式。
在统一变桨系统的训练中要求学生们掌握区分两种不同变桨系统的联系与区别。
情感态度和价值观:
培养学生乐于探究自然现象，积极参与团队协作，提高学生对物理知识的求知欲以及学习的积极性，自发的去学习探究问题。
在实践教学中提升自己的动手能力，动脑去思考问题，研究问题，对问题展开想象。
充实自己的专业基础知识。
学生特征
这部分的内容是学习风力水平轴发电机的重要过程，对原来专业课的应用也十分的广泛，需要中职类学生较为认真的学习。
驱动杆同步变桨驱动机构是利用机械机构进行控制的变桨矩装置与采用伞齿轮的同步变桨驱动机构是利用蜗轮带动伞齿轮传动的变桨矩装置，这两点内容由于难度较大对学生的学习要求适当的降低。
将本章中的一些内容提炼出来传授给学生。
学习目标及描述
知识点编号
学习
目标
1、掌握风力机调速方式及失速控制转速以及独立变桨距系统当中的液压变桨系统和电动机变桨系统的组成结构。
2、让学生学会如何自学及团队协作。
4.1
理解
应用
理解
应用
理解应用
实操应用
1、教师通过多媒体讲解风力机调速的三种方式偏转风轮转速及失速控制转速以及最常用的变桨距调节转速（着重讲解）。
（4课时）
2、学生分小组学习每小组自行学习一种独立浆距调节方式（驱动杆变桨距装置、液压变桨距系统，外齿轮自动变桨距系统、内齿轮自动变桨距系统）并制作组员学习卡片。
（4课时）
3小组内互相进行学习展示并且合作制作小组学习成果汇报，上讲台进行小组结果展示，由教师做最后点评。
（6课时）
4、学生分小组学习每小组自行学习统一变桨方式（驱动杆统一变桨距装置、齿轮统一变桨距装置）并制作组员学习卡片。
（4课时）
5、小组内互相进行学习展示并且合作制作小组学习成果汇报，上讲台进行小组结果展示，由教师做最后点评。
（4课时）
6、对四种不同工作原理的变桨系统进行实验实训操作，通过实验研究该系统的工作模式与受力情况，在整个风力机中的重要地位。
（6课时）
教学方法：
分组讨论法、多媒体教学、实验操作
项目
内容
解决措施
教学重点
两种类型的变桨系统的结构与工作原理及相关的技术应用。
一体化教学手段，充分发挥学生的主观能动性。
教学难点
变桨系统的受力分析、结构分析
通过实操来引导学生对水平轴风力机变桨系统的工作模式以及实际用途加以理解。
章节名称
第五章风力机及风力发电机
理论
23
实操
教学目标
知识和技能：
风力机的发展历史以及风能的产生和特性需要同学们学习掌握。
风力机载荷和结构应力、垂直轴风力机、风力发电运行，风力机运行与维护，需要学生们掌握这一部分的内容。
过程和方法:
本章内容较多，在教学中需要教师逐步去引导学生，采用理实一体化教学的方法，任务驱动法为辅助教学方法，通过实验探究双馈风力发电机组，课件对双馈风力发电机是如何实现变速恒频的原理，通过扩散放大器来增加风力机输出功率，提高风能利用系数等方法。
情感态度和价值观:
培养学生乐于探究自然现象提高学生对物理知识的求知欲，自发的去总结与探索问题。
在实践教学中提升学生的动手能力，动脑去思考问题，研究问题，对问题展开想象。
充实学生的专业基础知识。
学生特征
这部分的内容是学习风力水平轴发电机的重要过程，对原来专业课的应用也十分的广泛，需要中职类学生较为认真的学习。
双馈风力发电机是如何实现变速恒频的原理做简单介绍,风力发电机的结构与功能的介绍使我们实训的主要题目，在学习中要求我们已经学习过电气基础知识的学生认真掌握运用这部分。
学习目标及描述
知识点编号
学习
目标
1、风力机载荷和结构应力、垂直轴风力机、风力发电运行，风力机运行与维护，需要学生们掌握这一部分的内容
2、掌握双馈风力发电机及直驱式风力发电机的工作原理及工作模式
3、具备团队协作能力及总结问题的能力。
5.1
理解
应用
直驱式风力发电机的工作原理以及具体的工作模式讲解，需要利用多媒体利用动画演示的方式进行讲解，加深学生对这部分内容的掌握。
（理论2课时）
学生分小组利用图片的形式展示直驱式风力发电机的结构和工作原理，并由教师对展示图片进行点评（2课时）
双馈风力发电机组的构造与基本工作原理，作为一种特殊的风力机需要我们展开教学让学生对比着去学习它的结构与设施。
（理论：
3课时）
双馈风力发电机是如何实现变速恒频的原理做简单介绍（理论：
3课时）
学生分小组利用图片的形式展示双馈风力发电机的结构和工作原理，并由教师对展示图片进行点评（2课时）
扩散放大器风力机，介绍通过扩散放大器来增加风力机输出功率，提高风能利用系数（3课时）
学生分小组利用图片的形式展示扩散放大器的结构和工作原理，并由教师对展示图片进行点评（2课时）
对四种不同工作原理的风力机及风力发电机的模型进行对用的工作模仿实验。
在实验中需要同学们熟练掌握（6课时）
教学方法：
小组讨论法，多媒体教学、实验操作
项目
内容
解决措施
教学重点
四种类型的风力机的工作原理
课堂讲授，实施理实一体化教学。
教学难点
风力机的工作模式与工作环境
通过实操来引导学生对水平轴风力机风力机系统的实际工作过程加以模拟联系和理论讲解。
章节名称
第六章齿轮增速箱及安装轴承
理论
17
实操
教学目标
知识和技能：
圆柱齿轮增速箱与行星齿轮增速箱的组成结构，传动比的大小测定，小齿轮大齿轮的齿数、中心距以及模数需要同学们去深入了解。
两齿轮的齿形采用不同类型的有哪些动作方式。
主轴轴承、偏航轴承与变桨轴承的学习研究。
过程和方法:
本章内容较多，在教学中需要教师逐步去引导学生，采用理实一体化教学的方法，任务驱动法为辅助教学方法，通过实验探究两种类型的齿轮增速箱在结构上，动作方式上各有哪些优缺点。
轴承所受的径向力还是轴向力。
情感态度和价值观:
培养学生总结知识与团队协作，自发的去解决问题。
在一体化教学中提升学生的动手能力，充实专业基础知识。
学生特征
这部分的内容是学习风力水平轴发电机的重要过程，对原来专业课的应用也十分的广泛，需要中职类学生较为认真的学习。
转盘轴承除了用在风力机的偏航轴承与变桨轴承外，还用于起重机、塔吊、冶金矿山机械、国防工业等重型设备。
这章内容已经接近课程的尾声，但是作为连接方式是十分重要的。
学习目标及描述
知识点编号
学习
目标
1、熟悉与掌握主轴轴承、偏航轴承与变桨轴承的结构及行星齿轮增速箱和圆柱齿轮增速箱的组成结构。
2、学会对转盘轴承的具体拆装与维护
6.1
理解
应用
理解
应用
理解应用
理解
应用
实操应用
1、教师利用多媒体讲解行星齿轮增速箱及圆柱齿轮增速箱的结构
（4课时）
2、学生分小组利用图片的形式展示两种增速箱的区别和结构并由教师对展示图片进行点评
（2课时）
3、教师利用多媒体讲解主轴轴承、偏航轴承与变桨轴承的结构
（3课时）
4、学生分小组利用图片展示主轴轴承、偏航轴承与变桨轴承的结构，并由教师对展示图片进行点评（2课时）
5、转盘轴承的实际应用，进行具体的拆装实验（6课时）
教学方法：
分组讨论法、多媒体教学、实验操作
项目
内容
解决措施
教学重点
两种类型的增速箱的工作原理
课堂讲授，实施一体化教学。
教学难点
在动作部分轴承的选用与工作方式
通过实操来引导学生对轴承传动系统的实际工作过程加以模拟联系和理论讲解。
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