信息化教学背景下高职“水电站机电运行”课程的信息化教学设计

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　　摘 要 本文以高职“水电站机电运行”课程中的“电气设备倒闸与操作”项目为例，阐述了信息化教学背景下高职水电站机电运行课程的信息化教学设计，包括教学分析、教学策略、教学实施和教学反思四个方面。
　　关键词 高职 水电站机电运行课程 信息化 教学设计
　　中图分类号：G424                                       文献标识码：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行动计划”。教育信息化的核心内容是教学信息化。其有两层含义：一是把提高信息素养纳入教育目标，培养适应信息社会的人才;二是把信息技术手段有效应用于教学管理与科研，注重教育信息资源的开发和利用。对于高职教育而言，是以培养高素质技能型人才为目标，而鉴于高职院校学生学情，运用传统的教育方法难以增强学生兴趣，无法发挥学生主动性，借助信息化的教学方法和手段，再结合丰富的信息化教学资源，增强学生学习的主动性，调动学生的积极性，真正实现以学生为主体。本文以“水电站机电运行”课程中的“电气设备倒闸与操作”项目为例，进行了信息化教学设计，包括教学分析、教学策略、教学实施和教学反思四个方面。
　　1 教学分析
　　1.1 课程分析
　　水电站机电运行课程作为水电站与电力网、水利部特色专业及省级改革试点专业的专业特长学习领域课程，是发电厂变电站电气值班员和高压进网电工岗位证书课程，引入了电力行业（职业）技术标准（规范）。本课程的作用是培养学生掌握水电站机电设备运行管理与维护技能，能接受调度命令进行设备巡视检查与运行监控、倒闸操作、事故处理和竣工验收等工作，为综合技能培养目标达成提供了核心支撑。以“电机及应用”、“电气一次部分安装检修与设计”、“电气二次回路安装检修与设计”、“继电保护应用与设计”等课程为前导课程，其后续课程为“运行实习”、“顶岗实习”。
　　1.2 教学内容
　　集合中华人民共和国执业技能鉴定规范、电气值班员执业技能鉴定指导书、国家示范性高等职业院校建设规划教材、专业人才培养方案，遵循电力企业运行生产实际项目，将教学内容整合，遵循电力企业运行生产实际开展项目教学，共分清洁与保管、巡视与记录、电气设备的倒闸与操作、异常及故障分析处理、竣工验收与试运行五个项目，其中倒闸与操作作为一个教学项目，共分操作票的填写、工作票的填写与办理、线路的倒闸操作、变压器的倒闸操作、发电机的开停机操作五个任务。本次教学设计选自项目三电气设备的倒闸与操作。学时为10学时。
　　1.3 学情分析
　　教学对象为高职水电站及电力网专业三年级学生，他们已学习完成电机及应用、水电站电气一次、电气二次等前置课程，且基本具备专业核心课程的理论基础及基本技能。他们动手能力强，有较强的集体荣誉感，喜欢网络学习和小组PK，不喜欢单调的理论学习，分析问题能力欠佳，规范操作和安全意识有待提高。
　　1.4 教学目标
　　根据课程标准和学生学情，确定本项目的知识目标、能力目标及素质目标。 　　知识目标为理解电气设备的状态，熟悉倒闸操作票格式及填写内容，理解倒闸操作票填写及操作要求，掌握线路停送电操作顺序及流程，明确线路倒闸操作的危险点，掌握变压器的停送电操作顺序，明确变压器、发电机操作危险点，理解发电机组的状态及特征，掌握发电机组开停机流程及方式，掌握机组开停机应进行的检查，理解事故、紧急停机的区别。能力目标为能判别电气设备运行状态，能正确完成线路倒闸操作票的填写，能对线路、变压器倒闸操作的危险点进行分析和预控，能根据标准票规范正确的进行线路、变压器、发电机的倒闸操作，能进行机组的手动、自动开停机操作及手动紧急停机操作。素质目标为培养学生能够运用准确的专业术语进行联系、交流的能力，培养学生观察仔细、规范操作的职业素养，增强学生的安全意识、团队意识和责任意识。
　　1.5 重点难点
　　根据本项目的教学目标，确定本项目四个任务的的教学重点及教学难点。教学重点为熟悉电气设备的状态，熟悉倒闸操作票应填写的内容及要求，熟悉倒闸操作的流程，编写线路倒闸操作的标准化操作票，分析线路倒闸操作的危险点并做预控措施，编写变压器倒闸操作的标准化操作票，分析变压器倒闸操作的危险点并做预控措施，熟悉发电机组的开/停机流程，分析发电机开/停机操作的危险点并做预控措施。教学难点为能正确的填写操作票，能根据标准票规范正确的进行线路的倒闸操作，能根据标准票规范正确的进行变压器的倒闸操作，能根据实际情况正确的进行发电机的开停机操作。
　　2 教学策略
　　本项目任务来源于高压进网电工及电气值班员岗位的实际工作，主要采用任务驱动教学方法，为了强化学生对职业环境和工作岗位的认知，更好地激发学生学习兴趣，提升学习效果，同时采用情境模拟、角色扮演、小组PK等方法。基于网络平台、智慧教室和仿真实训室开展线上、线下的混合式教学。充分利用仿真软件、碎片化知识卡片、游戏闯关、动画微课等教学资源综合实现教学目标。
　　3 教学实施
　　本项目教学实施采用“三阶段六环节”。
　　任务1：倒闸操作票的填写是倒闸操作的基础，采用创设情境接调令、设置问题来抢答、火眼金睛来找茬、小试牛刀斩头角、技艺高超显身手、闯关测试做总结六环节来实现，任务2，任务3任务4以倒闸操作标准流程为主线开展六环节的任务实施。
　　3.1 课前
　　教师在课堂派推送相关知识卡片、微课视频或动画等学习资源，学生在平台进行自主学习，完成在线测试。教师根据测试结果和学习情况调整教学策略。
　　3.2 课中实施
　　本项目共有四个教学任务，遵循学生认知规律，任务难度上设置为递进关系，以倒闸操作标准流程为主线开展任务实施。
　　任务一：倒闸操作票的填写。
　　（1）创设情境接调令，通过播放调度下令视频，将学生引入水电站运行值班场景，对照课前学习情况，小组进行成果展示，教师进行点评分析。
　　（2）设置问题来抢答：课堂上以一问一抢答的方式，增强课堂互通性，结合线路停电模拟操作动画，解决填写倒闸操作票需掌握的零散知识点。
　　（3）火眼金睛来找茬：考虑学生学情，利用找茬小游戏，进行小组PK，学生在团队协作下完成一张标准化操作票，强化操作票填写需掌握的知识点，突破教学重点。
　　（4）小试牛刀展头角、技艺高超显身手：组内讨论，组间PK的形式完成操作票由简到难填写，为学生创设，表现自我的宽松氛围，使其较大程度发挥集体互助力量，增强团队意识， 将教学难点逐级突破。
　　（5）利用平台发布倒闸操作票填写闯关测试题，查看学生答题结果的统计分析，点评学生学习过程中的易错点，总结倒闸操作填写的要点。
　　任务二：线路的倒闸操作。
　　（1）创设情境，接受调令：以事故视频作为情景引入，吸引学生关注并引发学生心灵的震撼。顺利引出本次操作任务。
　　（2）对图写票，三级审核：发布随堂小游戏：线路倒闸操作步骤排序，协助学生以趣味性游戏完成倒闸操作票的填写，在简单快乐的氛围中突破教学难点，符合学生学情。
　　（3）危险点分析和预控：通过动画视频，学生小组PK进行危险点分析和预控，教师归纳总结，强调该动画视频事故是一个真实案例，当时造成了大面积停电，国民经济损失重大，引导学生一定要养成认真、细致，按规程规范进行倒闸操作的职业素养。随后，以本次任务为例，学生自主进行危险点分析和预控。通过反复练习，加强对教学重点的掌握。
　　（4）工器具選择：利用超星学习通进行工器具的选择;通过信息化手段提高学生课堂参与积极性。
　　（5）三维仿真，模拟演练：学生进入水电站三维实景仿真系统，角色扮演模拟倒闸操作。操作过程中，学生若操作错误，场景中将报警并出现事故电弧，真实呈现生产事故现场。教师根据实际情况，协助学生分析事故原因，再次强化危险点分析与预控。通过模拟演练，使学生进一步熟悉生产现场，树立强烈的安全意识和责任意识，培养严谨规范的职业素养。
　　（6）汇报记录做总结：查看课堂各环节后小组得分，公布PK小组冠军，点评学生操作过程中的易错点，总结本任务线路倒闸操作的要点。
　　任务三：主变压器的倒闸操作。
　　任务三也遵循“三阶段六环节”，线路操作时通常只有一个断路器，变压器操作时需考虑各侧断路器及隔离开关的配合操作，且110KV及以上变压器还存在中性点接地刀闸的操作，需考虑变压器投退对整个系统负荷的影响。
　　通过两者对比，学生自主分析，教师结合动画讲解，提炼出主变停电顺序口诀，“所带负荷先转移，中性点先投后切，先开关后刀闸，先负荷再电源”，让学生轻松愉快地掌握变压器操作顺序及要求，突破教学重点和难点。
　　任务四：发电机的开停机操作。
　　发电机的开停机方式有多种，状态描述也与线路及变压器不同，操作多样且手动开停机操作繁琐而复杂。（下转第181页）（上接第110页）我们通过机组开停机流程图，深入浅出、直观展示机组的各种状态和机组的开停机流程。通过水电站三维实景仿真系统和，情境再现生产现场，让学生反复多次演练操作，有利于学生对开停机流程的领悟，操作更为娴熟。最后设置闯关游戏，检测和巩固学生对开停机操作的掌握程度。
　　3.3 课后拓展
　　课后学生提交任务实施工作单，评选优秀报告，教师布置相应拓展任务。学生学习课程资源库，教师微信答疑，学生获取更多的专业知识。
　　项目成绩考核，过程考核占70%，知识点考核30%，小组自评，组间互评，教师点评，三方评价使学生进一步认知任务实施中存在的问题，加深对知识点和技能点的掌握。
　　4 教学反思
　　（1）教学成效：灵活运用各种教学手段，结合丰富的课程教学资源，完成了设定的教学目标，教学效果显著。学生在全国职业院校水力发电机组运行技能竞赛中获得两个一等奖和多个其他奖项，电气值班员、高压进网电工考证通过率逐年提高，为湖南小水电输送了大量运行管理人才，获得用人单位的高度好评。
　　（2）特色创新：灵活运用翻转课堂、任务驱动、小组PK、闯关游戏等多种教学方法和手段，构建以学生为主体的教学活动，提高学生学习的主动性和积极性。利用三维仿真系统，模拟情境教学，通过角色扮演，“零距离”接触行业生产实际，帮助学生更好地熟悉职业环境和工作任务，有利于学生职业素养的养成，为今后顺利上岗打好基础。突破传统教学局限，运用信息化教学手段指导学生掌握教学重点，与手口相传的现场实践教学相结合化解传统教学中“看不见，难想象”的教学难点。
　　（3）反思诊改：存在问题：在教学过程中发现操作动词、专业术语的使用上学生习惯口语化。通过设计小测试强化学生对操作动词的掌握。发电机组、变压器的操作步骤较多，短时间难以掌握。应以理解为主，不求强记，如何对这些内容进行更为有效的设计，这也是在以后的教学中需要进一步研究和探讨的问题。
　　参考文献
　　[1] 刘亚西.信息化环境下高职化学实验课程的信息化教学设计——以实验项目.
　　[2] “水中磷含量的测定”为例[J].西部教育素质，2019.3.
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