信息化教學背景下高職“水電站機電運行”課程的信息化教學設計

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“電氣設備倒閘與操作”項目為例，闡述了信息化教學背景下高職水電站機電運行課程的信息化教學設計，包括教學分析、教學策略、教學實施和教學反思四個方面。

關鍵詞 高職 水電站機電運行課程 信息化 教學設計

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：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，教育部正式發布“教育信息化2.0行動計劃”。教育信息化的核心內容是教學信息化。其有兩層含義：一是把提高信息素養納入教育目標，培養適應信息社會的人才;二是把信息技術手段有效應用于教學管理與科研，注重教育信息資源的開發和利用。對于高職教育而言，是以培養高素質技能型人才為目標，而鑒于高職院校學生學情，運用傳統的教育方法難以增強學生興趣，無法發揮學生主動性，借助信息化的教學方法和手段，再結合豐富的信息化教學資源，增強學生學習的主動性，調動學生的積極性，真正實現以學生為主體。本文以“水電站機電運行”課程中的“電氣設備倒閘與操作”項目為例，進行了信息化教學設計，包括教學分析、教學策略、教學實施和教學反思四個方面。

1 教學分析

1.1 課程分析

水電站機電運行課程作為水電站與電力網、水利部特色專業及省級改革試點專業的專業特長學習領域課程，是發電廠變電站電氣值班員和高壓進網電工崗位證書課程，引入了電力行業（職業）技術標準（規范）。本課程的作用是培養學生掌握水電站機電設備運行管理與維護技能，能接受調度命令進行設備巡視檢查與運行監控、倒閘操作、事故處理和竣工驗收等工作，為綜合技能培養目標達成提供了核心支撐。以“電機及應用”、“電氣一次部分安裝檢修與設計”、“電氣二次回路安裝檢修與設計”、“繼電保護應用與設計”等課程為前導課程，其后續課程為“運行實習”、“頂崗實習”。

1.2 教學內容

集合中華人民共和國執業技能鑒定規范、電氣值班員執業技能鑒定指導書、國家示范性高等職業院校建設規劃教材、專業人才培養方案，遵循電力企業運行生產實際項目，將教學內容整合，遵循電力企業運行生產實際開展項目教學，共分清潔與保管、巡視與記錄、電氣設備的倒閘與操作、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、發電機的開停機操作五個任務。本次教學設計選自項目三電氣設備的倒閘與操作。學時為10學時。

1.3 學情分析

教學對象為高職水電站及電力網專業三年級學生，他們已學習完成電機及應用、水電站電氣一次、電氣二次等前置課程，且基本具備專業核心課程的理論基礎及基本技能。他們動手能力強，有較強的集體榮譽感，喜歡網絡學習和小組PK，不喜歡單調的理論學習，分析問題能力欠佳，規范操作和安全意識有待提高。

1.4 教學目標

根據課程標準和學生學情，確定本項目的知識目標、能力目標及素質目標。

知識目標為理解電氣設備的狀態，熟悉倒閘操作票格式及填寫內容，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、發電機操作危險點，理解發電機組的狀態及特征，掌握發電機組開停機流程及方式，掌握機組開停機應進行的檢查，理解事故、緊急停機的區別。能力目標為能判別電氣設備運行狀態，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控，能根據標準票規范正確的進行線路、變壓器、發電機的倒閘操作，能進行機組的手動、自動開停機操作及手動緊急停機操作。素質目標為培養學生能夠運用準確的專業術語進行聯系、交流的能力，培養學生觀察仔細、規范操作的職業素養，增強學生的安全意識、團隊意識和責任意識。

1.5 重點難點

根據本項目的教學目標，確定本項目四個任務的的教學重點及教學難點。教學重點為熟悉電氣設備的狀態，熟悉倒閘操作票應填寫的內容及要求，熟悉倒閘操作的流程，編寫線路倒閘操作的標準化操作票，分析線路倒閘操作的危險點并做預控措施，編寫變壓器倒閘操作的標準化操作票，分析變壓器倒閘操作的危險點并做預控措施，熟悉發電機組的開/停機流程，分析發電機開/停機操作的危險點并做預控措施。教學難點為能正確的填寫操作票，能根據標準票規范正確的進行線路的倒閘操作，能根據標準票規范正確的進行變壓器的倒閘操作，能根據實際情況正確的進行發電機的開停機操作。

2 教學策略

本項目任務來源于高壓進網電工及電氣值班員崗位的實際工作，主要采用任務驅動教學方法，為了強化學生對職業環境和工作崗位的認知，更好地激發學生學習興趣，提升學習效果，同時采用情境模擬、角色扮演、小組PK等方法。基于網絡平臺、智慧教室和仿真實訓室開展線上、線下的混合式教學。充分利用仿真軟件、碎片化知識卡片、游戲闖關、動畫微課等教學資源綜合實現教學目標。

3 教學實施

本項目教學實施采用“三階段六環節”。

任務1：倒閘操作票的填寫是倒閘操作的基礎，采用創設情境接調令、設置問題來搶答、火眼金睛來找茬、小試牛刀斬頭角、技藝高超顯身手、闖關測試做總結六環節來實現，任務2，任務3任務4以倒閘操作標準流程為主線開展六環節的任務實施。

3.1 課前

教師在課堂派推送相關知識卡片、微課視頻或動畫等學習資源，學生在平臺進行自主學習，完成在線測試。教師根據測試結果和學習情況調整教學策略。

3.2 課中實施

本項目共有四個教學任務，遵循學生認知規律，任務難度上設置為遞進關系，以倒閘操作標準流程為主線開展任務實施。

任務一：倒閘操作票的填寫。

（1）創設情境接調令，通過播放調度下令視頻，將學生引入水電站運行值班場景，對照課前學習情況，小組進行成果展示，教師進行點評分析。

（2）設置問題來搶答：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：考慮學生學情，利用找茬小游戲，進行小組PK，學生在團隊協作下完成一張標準化操作票，強化操作票填寫需掌握的知識點，突破教學重點。

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

（5）利用平臺發布倒閘操作票填寫闖關測試題，查看學生答題結果的統計分析，點評學生學習過程中的易錯點，總結倒閘操作填寫的要點。

任務二：線路的倒閘操作。

（1）創設情境，接受調令：以事故視頻作為情景引入，吸引學生關注并引發學生心靈的震撼。順利引出本次操作任務。

（2）對圖寫票，三級審核：發布隨堂小游戲：線路倒閘操作步驟排序，協助學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難點，符合學生學情。

（3）危險點分析和預控：通過動畫視頻，學生小組PK進行危險點分析和預控，教師歸納總結，強調該動畫視頻事故是一個真實案例，當時造成了大面積停電，國民經濟損失重大，引導學生一定要養成認真、細致，按規程規范進行倒閘操作的職業素養。隨后，以本次任務為例，學生自主進行危險點分析和預控。通過反復練習，加強對教學重點的掌握。

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

（5）三維仿真，模擬演練：學生進入水電站三維實景仿真系統，角色扮演模擬倒閘操作。操作過程中，學生若操作錯誤，場景中將報警并出現事故電弧，真實呈現生產事故現場。教師根據實際情況，協助學生分析事故原因，再次強化危險點分析與預控。通過模擬演練，使學生進一步熟悉生產現場，樹立強烈的安全意識和責任意識，培養嚴謹規范的職業素養。

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

任務三：主變壓器的倒閘操作。

任務三也遵循“三階段六環節”，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斷路器及隔離開關的配合操作，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負荷的影響。

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

任務四：發電機的開停機操作。

發電機的開停機方式有多種，狀態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雜。（下轉第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和機組的開停機流程。通過水電站三維實景仿真系統和，情境再現生產現場，讓學生反復多次演練操作，有利于學生對開停機流程的領悟，操作更為嫻熟。最后設置闖關游戲，檢測和鞏固學生對開停機操作的掌握程度。

3.3 課后拓展

課后學生提交任務實施工作單，評選優秀報告，教師布置相應拓展任務。學生學習課程資源庫，教師微信答疑，學生獲取更多的專業知識。

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，三方評價使學生進一步認知任務實施中存在的問題，加深對知識點和技能點的掌握。

4 教學反思

（1）教學成效：靈活運用各種教學手段，結合豐富的課程教學資源，完成了設定的教學目標，教學效果顯著。學生在全國職業院校水力發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）特色創新：靈活運用翻轉課堂、任務驅動、小組PK、闖關游戲等多種教學方法和手段，構建以學生為主體的教學活動，提高學生學習的主動性和積極性。利用三維仿真系統，模擬情境教學，通過角色扮演，“零距離”接觸行業生產實際，幫助學生更好地熟悉職業環境和工作任務，有利于學生職業素養的養成，為今后順利上崗打好基礎。突破傳統教學局限，運用信息化教學手段指導學生掌握教學重點，與手口相傳的現場實踐教學相結合化解傳統教學中“看不見，難想象”的教學難點。

（3）反思診改：存在問題：在教學過程中發現操作動詞、專業術語的使用上學生習慣口語化。通過設計小測試強化學生對操作動詞的掌握。發電機組、變壓器的操作步驟較多，短時間難以掌握。應以理解為主，不求強記，如何對這些內容進行更為有效的設計，這也是在以后的教學中需要進一步研究和探討的問題。

參考文獻

[1] 劉亞西.信息化環境下高職化學實驗課程的信息化教學設計——以實驗項目.

[2] “水中磷含量的測定”為例[J].西部教育素質，2019.3.