《工廠供電》微課程教學(xué)設(shè)計探討

吳娜 公茂法 樊淑嫻

摘要：MOOCs背景下，以微課形式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的課程越來越多，但是對于專業(yè)課程，尤其是電氣工程類專業(yè)課程的微課程設(shè)計卻相對較少?；诖?，本文以電氣工程類專業(yè)課程《工廠供電》為例，介紹了該課程微課形式設(shè)計的思路，希望對工科專業(yè)微課程設(shè)計的發(fā)展有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：微課程；電氣工程；專業(yè)教學(xué)；工廠供電

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）37-0114-02

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(biāo)，以短小精悍的在線視頻為表現(xiàn)形式，以學(xué)習(xí)或教學(xué)應(yīng)用為目的的在線教學(xué)視頻[1]。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(fēng)[1，2]。但是，目前高校的微課程研究多集中于基礎(chǔ)類課程教學(xué)，而在專業(yè)課程的教學(xué)中應(yīng)用甚少[3]。基于此，筆者在多年教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)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)的一次部分為主，使學(xué)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(hù)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(xué)已經(jīng)十余年，具有一定的課堂教學(xué)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(xué)生，又可以為非電氣專業(yè)的學(xué)生敞開學(xué)習(xí)第二專業(yè)知識的大門[1]。

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(dá)到10分鐘就能掌握某方面的知識或技能的目的[4]?；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(fù)荷統(tǒng)計的方法、繼電保護(hù)的基本要求等都可以做成微課的形式。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(jìn)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(xué)期，該課程的先修課程為“電機與拖動基礎(chǔ)”。該專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)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(jìn)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(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生，以達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)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(xué)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[5]。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(xué)目標(biāo)

本次課的教學(xué)目標(biāo)：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點。

（三）教學(xué)方式

授課形式采用以多媒體教學(xué)為主，板書為輔。教學(xué)手段采用啟發(fā)式、案例式、比較法、列舉法等多種教學(xué)方法相結(jié)合。

（四）教學(xué)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(fù)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(xué)，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(xué)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(dǎo)致嚴(yán)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(dǎo)致嚴(yán)重的人身和設(shè)備危害問題，讓學(xué)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(xué)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。

（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(fù)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(xué)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(xué)，讓同學(xué)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(fù)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(xué)生參與的積極性，讓學(xué)生利用“比較法”，自己分析外橋接線的特點。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(xué)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(xué)校35kV總降壓變電站橋形接線電氣主接線圖為例，讓同學(xué)們把所學(xué)理論知識與現(xiàn)場實踐有效結(jié)合起來，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

8.布置作業(yè)。樹立“以學(xué)生為中心”的理念，充分發(fā)揮學(xué)生是知識的主動構(gòu)建者身份，布置學(xué)生課外收集相關(guān)企業(yè)變電站的橋形電氣主接線圖，結(jié)合現(xiàn)場實際進(jìn)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(xué)形式，對教學(xué)路線進(jìn)行了精心的設(shè)計，將教學(xué)內(nèi)容深入淺出地傳達(dá)給學(xué)生，達(dá)到了較為理想的教學(xué)效果。

“工廠供電”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(dāng)?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(xué)生更強的學(xué)習(xí)興趣，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

總之，希望通過本次微課程的設(shè)計，達(dá)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。

參考文獻(xiàn)：

[1]張一春.微課建設(shè)研究與思考[J].中國教育網(wǎng)絡(luò)，2013，（10）.

[2]梁樂明.微課程設(shè)計模式研究[J].開放教育研究，2013，（19）.

[3]王穎，陳衛(wèi)民，邵悅，蔡慧.“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”微課程探討[J].中國電力教育，2014，（23）：23-24.

[4]程嵐，肖貴橋，王英，朱莉微課教學(xué)設(shè)計思路探討[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，26（2）：79-80

[5]孟祥忠.現(xiàn)代供電技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006：10-11.