楊明 胡文花 張國蓉

摘 要 本文以高職“水電站機電運行”課程中的“電氣設(shè)備倒閘與操作”項目為例，闡述了信息化教學(xué)背景下高職水電站機電運行課程的信息化教學(xué)設(shè)計，包括教學(xué)分析、教學(xué)策略、教學(xué)實施和教學(xué)反思四個方面。

關(guān)鍵詞 高職 水電站機電運行課程 信息化 教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.12.051

The Information-based Teaching Design of the Course "Electrical and Mechanical Operation of Hydropower Stations" in Higher Vocational Colleges under the

Background of Information-based Teaching

—— Take "Switching and Operation of Electrical Equipment" Project as an Example

YANG Ming， HU Wenhua， ZHANG Guorong

（Hunan Polytechnic of Water Resources and Electric Power， Changsha， Hunan 410131）

Abstract Taking the project of "switching and operation of electrical equipment" in the course of "mechanical and electrical operation of hydropower station" as an example， this paper expounds the information-based teaching design of the course of mechanical and electrical operation of hydropower station under the background of information-based teaching， including teaching analysis， teaching strategy， teaching implementation and teaching reflection.

Keywords higher vocational college; electromechanical operation course of hydropower station; informationization; teaching design

2018年4月13日，教育部正式發(fā)布“教育信息化2.0行動計劃”。教育信息化的核心內(nèi)容是教學(xué)信息化。其有兩層含義：一是把提高信息素養(yǎng)納入教育目標(biāo)，培養(yǎng)適應(yīng)信息社會的人才;二是把信息技術(shù)手段有效應(yīng)用于教學(xué)管理與科研，注重教育信息資源的開發(fā)和利用。對于高職教育而言，是以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才為目標(biāo)，而鑒于高職院校學(xué)生學(xué)情，運用傳統(tǒng)的教育方法難以增強學(xué)生興趣，無法發(fā)揮學(xué)生主動性，借助信息化的教學(xué)方法和手段，再結(jié)合豐富的信息化教學(xué)資源，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，調(diào)動學(xué)生的積極性，真正實現(xiàn)以學(xué)生為主體。本文以“水電站機電運行”課程中的“電氣設(shè)備倒閘與操作”項目為例，進行了信息化教學(xué)設(shè)計，包括教學(xué)分析、教學(xué)策略、教學(xué)實施和教學(xué)反思四個方面。

1 教學(xué)分析

1.1 課程分析

水電站機電運行課程作為水電站與電力網(wǎng)、水利部特色專業(yè)及省級改革試點專業(yè)的專業(yè)特長學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程，是發(fā)電廠變電站電氣值班員和高壓進網(wǎng)電工崗位證書課程，引入了電力行業(yè)（職業(yè)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）。本課程的作用是培養(yǎng)學(xué)生掌握水電站機電設(shè)備運行管理與維護技能，能接受調(diào)度命令進行設(shè)備巡視檢查與運行監(jiān)控、倒閘操作、事故處理和竣工驗收等工作，為綜合技能培養(yǎng)目標(biāo)達成提供了核心支撐。以“電機及應(yīng)用”、“電氣一次部分安裝檢修與設(shè)計”、“電氣二次回路安裝檢修與設(shè)計”、“繼電保護應(yīng)用與設(shè)計”等課程為前導(dǎo)課程，其后續(xù)課程為“運行實習(xí)”、“頂崗實習(xí)”。

1.2 教學(xué)內(nèi)容

集合中華人民共和國執(zhí)業(yè)技能鑒定規(guī)范、電氣值班員執(zhí)業(yè)技能鑒定指導(dǎo)書、國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)規(guī)劃教材、專業(yè)人才培養(yǎng)方案，遵循電力企業(yè)運行生產(chǎn)實際項目，將教學(xué)內(nèi)容整合，遵循電力企業(yè)運行生產(chǎn)實際開展項目教學(xué)，共分清潔與保管、巡視與記錄、電氣設(shè)備的倒閘與操作、異常及故障分析處理、竣工驗收與試運行五個項目，其中倒閘與操作作為一個教學(xué)項目，共分操作票的填寫、工作票的填寫與辦理、線路的倒閘操作、變壓器的倒閘操作、發(fā)電機的開停機操作五個任務(wù)。本次教學(xué)設(shè)計選自項目三電氣設(shè)備的倒閘與操作。學(xué)時為10學(xué)時。

1.3 學(xué)情分析

教學(xué)對象為高職水電站及電力網(wǎng)專業(yè)三年級學(xué)生，他們已學(xué)習(xí)完成電機及應(yīng)用、水電站電氣一次、電氣二次等前置課程，且基本具備專業(yè)核心課程的理論基礎(chǔ)及基本技能。他們動手能力強，有較強的集體榮譽感，喜歡網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和小組PK，不喜歡單調(diào)的理論學(xué)習(xí)，分析問題能力欠佳，規(guī)范操作和安全意識有待提高。

1.4 教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生學(xué)情，確定本項目的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)及素質(zhì)目標(biāo)。

知識目標(biāo)為理解電氣設(shè)備的狀態(tài)，熟悉倒閘操作票格式及填寫內(nèi)容，理解倒閘操作票填寫及操作要求，掌握線路停送電操作順序及流程，明確線路倒閘操作的危險點，掌握變壓器的停送電操作順序，明確變壓器、發(fā)電機操作危險點，理解發(fā)電機組的狀態(tài)及特征，掌握發(fā)電機組開停機流程及方式，掌握機組開停機應(yīng)進行的檢查，理解事故、緊急停機的區(qū)別。能力目標(biāo)為能判別電氣設(shè)備運行狀態(tài)，能正確完成線路倒閘操作票的填寫，能對線路、變壓器倒閘操作的危險點進行分析和預(yù)控，能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)票規(guī)范正確的進行線路、變壓器、發(fā)電機的倒閘操作，能進行機組的手動、自動開停機操作及手動緊急停機操作。素質(zhì)目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生能夠運用準(zhǔn)確的專業(yè)術(shù)語進行聯(lián)系、交流的能力，培養(yǎng)學(xué)生觀察仔細、規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)，增強學(xué)生的安全意識、團隊意識和責(zé)任意識。

1.5 重點難點

根據(jù)本項目的教學(xué)目標(biāo)，確定本項目四個任務(wù)的的教學(xué)重點及教學(xué)難點。教學(xué)重點為熟悉電氣設(shè)備的狀態(tài)，熟悉倒閘操作票應(yīng)填寫的內(nèi)容及要求，熟悉倒閘操作的流程，編寫線路倒閘操作的標(biāo)準(zhǔn)化操作票，分析線路倒閘操作的危險點并做預(yù)控措施，編寫變壓器倒閘操作的標(biāo)準(zhǔn)化操作票，分析變壓器倒閘操作的危險點并做預(yù)控措施，熟悉發(fā)電機組的開/停機流程，分析發(fā)電機開/停機操作的危險點并做預(yù)控措施。教學(xué)難點為能正確的填寫操作票，能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)票規(guī)范正確的進行線路的倒閘操作，能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)票規(guī)范正確的進行變壓器的倒閘操作，能根據(jù)實際情況正確的進行發(fā)電機的開停機操作。

2 教學(xué)策略

本項目任務(wù)來源于高壓進網(wǎng)電工及電氣值班員崗位的實際工作，主要采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法，為了強化學(xué)生對職業(yè)環(huán)境和工作崗位的認知，更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)效果，同時采用情境模擬、角色扮演、小組PK等方法?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺、智慧教室和仿真實訓(xùn)室開展線上、線下的混合式教學(xué)。充分利用仿真軟件、碎片化知識卡片、游戲闖關(guān)、動畫微課等教學(xué)資源綜合實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

3 教學(xué)實施

本項目教學(xué)實施采用“三階段六環(huán)節(jié)”。

任務(wù)1：倒閘操作票的填寫是倒閘操作的基礎(chǔ)，采用創(chuàng)設(shè)情境接調(diào)令、設(shè)置問題來搶答、火眼金睛來找茬、小試牛刀斬頭角、技藝高超顯身手、闖關(guān)測試做總結(jié)六環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，任務(wù)2，任務(wù)3任務(wù)4以倒閘操作標(biāo)準(zhǔn)流程為主線開展六環(huán)節(jié)的任務(wù)實施。

3.1 課前

教師在課堂派推送相關(guān)知識卡片、微課視頻或動畫等學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在平臺進行自主學(xué)習(xí)，完成在線測試。教師根據(jù)測試結(jié)果和學(xué)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)策略。

3.2 課中實施

本項目共有四個教學(xué)任務(wù)，遵循學(xué)生認知規(guī)律，任務(wù)難度上設(shè)置為遞進關(guān)系，以倒閘操作標(biāo)準(zhǔn)流程為主線開展任務(wù)實施。

任務(wù)一：倒閘操作票的填寫。

（1）創(chuàng)設(shè)情境接調(diào)令，通過播放調(diào)度下令視頻，將學(xué)生引入水電站運行值班場景，對照課前學(xué)習(xí)情況，小組進行成果展示，教師進行點評分析。

（2）設(shè)置問題來搶答：課堂上以一問一搶答的方式，增強課堂互通性，結(jié)合線路停電模擬操作動畫，解決填寫倒閘操作票需掌握的零散知識點。

（3）火眼金睛來找茬：考慮學(xué)生學(xué)情，利用找茬小游戲，進行小組PK，學(xué)生在團隊協(xié)作下完成一張標(biāo)準(zhǔn)化操作票，強化操作票填寫需掌握的知識點，突破教學(xué)重點。

（4）小試牛刀展頭角、技藝高超顯身手：組內(nèi)討論，組間PK的形式完成操作票由簡到難填寫，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)，表現(xiàn)自我的寬松氛圍，使其較大程度發(fā)揮集體互助力量，增強團隊意識， 將教學(xué)難點逐級突破。

（5）利用平臺發(fā)布倒閘操作票填寫闖關(guān)測試題，查看學(xué)生答題結(jié)果的統(tǒng)計分析，點評學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的易錯點，總結(jié)倒閘操作填寫的要點。

任務(wù)二：線路的倒閘操作。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，接受調(diào)令：以事故視頻作為情景引入，吸引學(xué)生關(guān)注并引發(fā)學(xué)生心靈的震撼。順利引出本次操作任務(wù)。

（2）對圖寫票，三級審核：發(fā)布隨堂小游戲：線路倒閘操作步驟排序，協(xié)助學(xué)生以趣味性游戲完成倒閘操作票的填寫，在簡單快樂的氛圍中突破教學(xué)難點，符合學(xué)生學(xué)情。

（3）危險點分析和預(yù)控：通過動畫視頻，學(xué)生小組PK進行危險點分析和預(yù)控，教師歸納總結(jié)，強調(diào)該動畫視頻事故是一個真實案例，當(dāng)時造成了大面積停電，國民經(jīng)濟損失重大，引導(dǎo)學(xué)生一定要養(yǎng)成認真、細致，按規(guī)程規(guī)范進行倒閘操作的職業(yè)素養(yǎng)。隨后，以本次任務(wù)為例，學(xué)生自主進行危險點分析和預(yù)控。通過反復(fù)練習(xí)，加強對教學(xué)重點的掌握。

（4）工器具選擇：利用超星學(xué)習(xí)通進行工器具的選擇;通過信息化手段提高學(xué)生課堂參與積極性。

（5）三維仿真，模擬演練：學(xué)生進入水電站三維實景仿真系統(tǒng)，角色扮演模擬倒閘操作。操作過程中，學(xué)生若操作錯誤，場景中將報警并出現(xiàn)事故電弧，真實呈現(xiàn)生產(chǎn)事故現(xiàn)場。教師根據(jù)實際情況，協(xié)助學(xué)生分析事故原因，再次強化危險點分析與預(yù)控。通過模擬演練，使學(xué)生進一步熟悉生產(chǎn)現(xiàn)場，樹立強烈的安全意識和責(zé)任意識，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)。

（6）匯報記錄做總結(jié)：查看課堂各環(huán)節(jié)后小組得分，公布PK小組冠軍，點評學(xué)生操作過程中的易錯點，總結(jié)本任務(wù)線路倒閘操作的要點。

任務(wù)三：主變壓器的倒閘操作。

任務(wù)三也遵循“三階段六環(huán)節(jié)”，線路操作時通常只有一個斷路器，變壓器操作時需考慮各側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的配合操作，且110KV及以上變壓器還存在中性點接地刀閘的操作，需考慮變壓器投退對整個系統(tǒng)負荷的影響。

通過兩者對比，學(xué)生自主分析，教師結(jié)合動畫講解，提煉出主變停電順序口訣，“所帶負荷先轉(zhuǎn)移，中性點先投后切，先開關(guān)后刀閘，先負荷再電源”，讓學(xué)生輕松愉快地掌握變壓器操作順序及要求，突破教學(xué)重點和難點。

任務(wù)四：發(fā)電機的開停機操作。

發(fā)電機的開停機方式有多種，狀態(tài)描述也與線路及變壓器不同，操作多樣且手動開停機操作繁瑣而復(fù)雜。（下轉(zhuǎn)第181頁）（上接第110頁）我們通過機組開停機流程圖，深入淺出、直觀展示機組的各種狀態(tài)和機組的開停機流程。通過水電站三維實景仿真系統(tǒng)和，情境再現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場，讓學(xué)生反復(fù)多次演練操作，有利于學(xué)生對開停機流程的領(lǐng)悟，操作更為嫻熟。最后設(shè)置闖關(guān)游戲，檢測和鞏固學(xué)生對開停機操作的掌握程度。

3.3 課后拓展

課后學(xué)生提交任務(wù)實施工作單，評選優(yōu)秀報告，教師布置相應(yīng)拓展任務(wù)。學(xué)生學(xué)習(xí)課程資源庫，教師微信答疑，學(xué)生獲取更多的專業(yè)知識。

項目成績考核，過程考核占70%，知識點考核30%，小組自評，組間互評，教師點評，三方評價使學(xué)生進一步認知任務(wù)實施中存在的問題，加深對知識點和技能點的掌握。

4 教學(xué)反思

（1）教學(xué)成效：靈活運用各種教學(xué)手段，結(jié)合豐富的課程教學(xué)資源，完成了設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)效果顯著。學(xué)生在全國職業(yè)院校水力發(fā)電機組運行技能競賽中獲得兩個一等獎和多個其他獎項，電氣值班員、高壓進網(wǎng)電工考證通過率逐年提高，為湖南小水電輸送了大量運行管理人才，獲得用人單位的高度好評。

（2）特色創(chuàng)新：靈活運用翻轉(zhuǎn)課堂、任務(wù)驅(qū)動、小組PK、闖關(guān)游戲等多種教學(xué)方法和手段，構(gòu)建以學(xué)生為主體的教學(xué)活動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。利用三維仿真系統(tǒng)，模擬情境教學(xué)，通過角色扮演，“零距離”接觸行業(yè)生產(chǎn)實際，幫助學(xué)生更好地熟悉職業(yè)環(huán)境和工作任務(wù)，有利于學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成，為今后順利上崗打好基礎(chǔ)。突破傳統(tǒng)教學(xué)局限，運用信息化教學(xué)手段指導(dǎo)學(xué)生掌握教學(xué)重點，與手口相傳的現(xiàn)場實踐教學(xué)相結(jié)合化解傳統(tǒng)教學(xué)中“看不見，難想象”的教學(xué)難點。

（3）反思診改：存在問題：在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)操作動詞、專業(yè)術(shù)語的使用上學(xué)生習(xí)慣口語化。通過設(shè)計小測試強化學(xué)生對操作動詞的掌握。發(fā)電機組、變壓器的操作步驟較多，短時間難以掌握。應(yīng)以理解為主，不求強記，如何對這些內(nèi)容進行更為有效的設(shè)計，這也是在以后的教學(xué)中需要進一步研究和探討的問題。

參考文獻

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[2] “水中磷含量的測定”為例[J].西部教育素質(zhì)，2019.3.