《工廠供電》微課程教學設(shè)計探究

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1、《工廠供電》微課程教學設(shè)計探究 一、引言 微課程是指時間在10分鐘左右，以闡述某一知識點為目標，以短小精悍的在線視頻為表現(xiàn)形式，以學習或教學應(yīng)用為目的的在線教學視頻。由于微課程具有“位微不卑”、“課微不小”、“步微不慢”、“效微不薄”等優(yōu)勢，近些年在高校掀起了微課程的研究之風。但是，目前高校的微課程研究多集中于基礎(chǔ)類課程教學，而在專業(yè)課程的教學中應(yīng)用甚少?；诖耍P者在多年教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，進行了電氣工程類專業(yè)課程“工廠供電”的微課程設(shè)計探索，并將微課設(shè)計過程中的體會分享給大家。 二、微課選題 工廠供電是我校自動化專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，其主要任務(wù)是以企業(yè)供配電系統(tǒng)的一次部

2、分為主，使學生初步掌握一般企業(yè)供配電系統(tǒng)和電氣照明運行維護和設(shè)計計算所必需的基本理論和基本知識，是一門理論與實際結(jié)合較緊密的課程。筆者從事工廠供電的課堂教學已經(jīng)十余年，具有一定的課堂教學經(jīng)驗，現(xiàn)將該課程制作成微課的形式，既服務(wù)于電氣專業(yè)學生，又可以為非電氣專業(yè)的學生敞開學習第二專業(yè)知識的大門。受微課自身特點的限制，一個微課中所包含的知識內(nèi)容是有限的，因而在微課中重點和難點不應(yīng)設(shè)置太多，重點、難點解析應(yīng)盡可能簡潔明了，從而達到10分鐘就能掌握某方面的知識或技能的目的?；诖?，微課選題應(yīng)偏重基本知識點。應(yīng)用到本課程，變電站的各種主接線方式、負荷統(tǒng)計的方法、繼電保護的基本要求等都可以做成微課的形式。

3、本文選擇變電站電氣主接線中的一個基本知識點———“橋形接線”作為微課設(shè)計的案例，探討電氣專業(yè)課程該如何進行微課設(shè)計。 三、微課制作過程 （一）選題背景 “工廠供電”是我校自動化專業(yè)唯一的一門強電課程，設(shè)置于第七學期，該課程的先修課程為“電機與拖動基礎(chǔ)”。該專業(yè)學生在學習該課程之前，未接觸電力系統(tǒng)的任何專業(yè)知識，因此，在進行微課設(shè)計的時候，應(yīng)盡量使微課構(gòu)思設(shè)計巧妙、有趣，循序漸進地引導學生，以達到最佳的學習效果。本次微課選擇的內(nèi)容為該課程第1章“供電系統(tǒng)基本概念”中的第二小節(jié)。在第一小節(jié)中，已經(jīng)對電力系統(tǒng)的基本概念、電壓等級、供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的地位和作用、供電系統(tǒng)的主接線方

4、式等基本概念做了一定的介紹。本次微課，承接上堂課的教學內(nèi)容，介紹工廠供電系統(tǒng)中變電站的電氣主接線形式。變電站的電氣主接線是由各種電氣設(shè)備及其連接線所組成的，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計的好壞直接關(guān)系到電氣設(shè)備的選擇、配電設(shè)備的布置及運行的可靠性與經(jīng)濟性，因此是變電站設(shè)計的重要任務(wù)之一。從整個課程體系來看，本節(jié)內(nèi)容處于一個比較重要的地位。 （二）教學目標 本次課的教學目標：掌握橋形接線的適用場合、橋形接線的類型，理解橋形接線的特點。要求：識別和繪制橋形電氣主接線圖，結(jié)合變電站電氣主接線實例理解其適用場合。其中橋形接線的類型為本次課重點，橋形接線的特點為本次課難

5、點。 （三）教學方式 授課形式采用以多媒體教學為主，板書為輔。教學手段采用啟發(fā)式、案例式、比較法、列舉法等多種教學方法相結(jié)合。 （四）教學設(shè)計 1.橋形接線適用場合。首先從企業(yè)變電所的設(shè)計現(xiàn)狀出發(fā)，分析企業(yè)變電所為了保證對重要的一、二級負荷可靠供電，廣泛采用由兩回電源線路受電、企業(yè)內(nèi)部裝設(shè)兩部變壓器的情況，從而采用啟發(fā)式教學，引出橋形接線的適用場合：橋形接線適用于企業(yè)變電所中只有兩臺變壓器和兩條線路的情況。 2.橋形接線圖。指出“根據(jù)橋連斷路器的位置不同”，橋形接線分為兩種類型，即內(nèi)橋和外橋，讓同學們以此識別內(nèi)橋和外橋接線圖，如圖1、圖2所示。 3.橋形接線

6、的特點。此處重點以內(nèi)橋接線為例，分析該接線形式的優(yōu)缺點。（1）內(nèi)橋接線的優(yōu)點：①線路投、切靈活，不影響其他回路的工作。結(jié)合多媒體上的電氣主接線圖，以動畫的形式展現(xiàn)線路投切時的操作順序。此處涉及到投切線路時隔離開關(guān)和斷路器的操作順序務(wù)必正確的問題，順序錯誤會導致嚴重后果，因此，筆者在此處插入一個視頻短片，描述在工作現(xiàn)場發(fā)生實際的誤操作而導致嚴重的人身和設(shè)備危害問題，讓學生對誤操作的后果留下足夠深刻的印象，從而掌握正確的操作順序。也就是說，通過視覺和聽覺的共同沖擊，增強學生對該知識點的感受。②布置簡單，占地面積小，可發(fā)展為單母線分段接線。此處以動畫的形式展現(xiàn)如何由內(nèi)橋接線發(fā)展為單母線分段接線的過程

7、。（2）內(nèi)橋接線的缺點：接著從內(nèi)橋接線的優(yōu)點出發(fā)，相應(yīng)地引出與此對應(yīng)的內(nèi)橋接線的缺點，即：變壓器投切操作復雜，故障檢修影響其他回路。此時亦以動畫的形式描述變壓器投入和切除時的操作步驟，讓同學們對高壓開關(guān)的操作順序有更加深刻的體會。 4.內(nèi)橋接線的適用場合。從內(nèi)橋接線的優(yōu)缺點出發(fā)，采用“啟發(fā)式”教學，讓同學們總結(jié)出內(nèi)橋接線的適用場合：適用于受電線路較長（即線路故障多），而主變年負荷利用小時數(shù)高（即主變不經(jīng)常切換）且無穿越功率的場合。 5.外橋接線的適用場合。由于外橋接線的優(yōu)缺點恰恰與內(nèi)橋接線相反，借此機會，利用翻轉(zhuǎn)課堂理念，調(diào)動學生參與的積極性，讓學生利用“比較法”，自己分析外橋接線

8、的特點。此時任課教師可以略講此環(huán)節(jié)。 6.全橋接線。從前面的講述出發(fā)，可以很自然地延伸出全橋接線圖，如圖3所示。此時學生很容易識別該接線圖，理解該接線形式的優(yōu)點：對變壓器和線路的操作均方便，運行靈活，適應(yīng)性強；缺點：所需設(shè)備多，投資大，變電所占地面積大；適用場合：適用于少數(shù)用電量很大且非常重要的大型企業(yè)的總降壓變電所。 7.案例分析。采用“案例法”，以學校35kV總降壓變電站橋形接線電氣主接線圖為例，讓同學們把所學理論知識與現(xiàn)場實踐有效結(jié)合起來，達到學以致用的目的。8.布置作業(yè)。樹立“以學生為中心”的理念，充分發(fā)揮學生是知識的主動構(gòu)建者身份，布置學生課外收集相關(guān)企業(yè)變電站的橋形電氣

9、主接線圖，結(jié)合現(xiàn)場實際進行橋形接線的具體分析。 四、總結(jié) 筆者圍繞“橋形接線”這個知識點，在本次微課設(shè)計過程中采用現(xiàn)代化的多媒體課件為主、傳統(tǒng)板書和視頻短片為輔的教學形式，對教學路線進行了精心的設(shè)計，將教學內(nèi)容深入淺出地傳達給學生，達到了較為理想的教學效果?！肮S供電”課程的特點是理論與工程實踐聯(lián)系緊密，因此在微課設(shè)計過程中不拘泥于課本原始內(nèi)容，適當?shù)囊牍こ虒嶋H現(xiàn)場出現(xiàn)誤操作的視頻案例，引入本校35kV變電站的電氣主接線圖案例，激發(fā)學生更強的學習興趣，以達到最佳的教學效果。總之，希望通過本次微課程的設(shè)計，達到“拋磚引玉”的效果，對電氣類專業(yè)課程微課設(shè)計的發(fā)展起到一定的推動作用。