職業(yè)體驗式教學(xué)初探

呂茜

摘 要：“電能的輸送”一節(jié)應(yīng)用的都是學(xué)生熟悉的知識，內(nèi)容貼近生活，比較注重具象思維。本節(jié)課采用職業(yè)體驗學(xué)習(xí)的方式，將電力工程師的職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)融入課堂教學(xué)，通過小組合作解決問題的形式引導(dǎo)學(xué)生完成思考和學(xué)習(xí)，達(dá)到課堂教學(xué)目標(biāo)并提高學(xué)生的職業(yè)認(rèn)知，提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電能輸送;體驗式教學(xué);職業(yè)規(guī)劃;職業(yè)情境

在實現(xiàn)高中物理核心素養(yǎng)背景下，教師應(yīng)從教材出發(fā)，創(chuàng)設(shè)多樣課堂，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，提高學(xué)生對物理的興趣。在眾多教學(xué)方式中，通過發(fā)現(xiàn)來進(jìn)行學(xué)習(xí)的方式，可以引導(dǎo)學(xué)生更加積極主動地參與到課堂教學(xué)活動中，即在進(jìn)行情境體驗式教學(xué)的過程中可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)生置于相應(yīng)的職業(yè)環(huán)境中，對學(xué)生的思維能力和分析能力進(jìn)行培養(yǎng)，滿足學(xué)生的求知需求，幫助學(xué)生實現(xiàn)知行合一。

高中生普遍存在一個現(xiàn)象，就是對個人職業(yè)生涯規(guī)劃領(lǐng)域的認(rèn)知是比較模糊的，體現(xiàn)在對職業(yè)就業(yè)情況的關(guān)注不多，對職業(yè)環(huán)境、職業(yè)素養(yǎng)等信息的敏感度較低，也對將去高校就讀的專業(yè)了解程度不夠。這樣的狀況難以滿足學(xué)生未來的發(fā)展需要，也無法滿足社會對人才的需求。高中教師在日常教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)有意識地把職業(yè)規(guī)劃融入課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生有意識地關(guān)注職業(yè)的行業(yè)性、崗位性等特點，增加學(xué)生對相關(guān)職業(yè)的了解，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，幫助學(xué)生科學(xué)合理地規(guī)劃自己未來的職業(yè)。職業(yè)體驗式教學(xué)是一個途徑。職業(yè)體驗式教學(xué)通過創(chuàng)設(shè)職業(yè)情境，提出問題，讓學(xué)生以該職業(yè)從業(yè)人員的身份解決問題，激發(fā)學(xué)生的職業(yè)興趣，再通過職業(yè)就業(yè)技能介紹、大學(xué)專業(yè)課介紹及職業(yè)人物鏈接的形式提高學(xué)生的職業(yè)認(rèn)知。

下面我以人教版《物理》選修3-2第5章“交變電流”的第五節(jié)“電能輸送”為例，通過職業(yè)體驗式學(xué)習(xí)的方式，把職業(yè)規(guī)劃教育融入課堂中，讓學(xué)生以電力工程師的身份參與到課堂中，體驗這一職業(yè)的相關(guān)工作內(nèi)容，既培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力，也幫助學(xué)生了解這個職業(yè)的性質(zhì)，體驗職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的職業(yè)理想觀。

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）通過知識目標(biāo)融入職業(yè)認(rèn)知和職業(yè)技能

1.了解從變電站到用戶的輸電過程，知道遠(yuǎn)距離輸電時應(yīng)用高壓輸電的道理。

2.理解高壓輸電過程中電壓、電流及功率的關(guān)系，能夠正確分析相關(guān)問題及電網(wǎng)輸電過程。

3.引導(dǎo)學(xué)生積極主動探究，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，在學(xué)習(xí)知識的同時體驗相關(guān)職業(yè)，獲得一定的成就感。

（二）通過教學(xué)過程融入職業(yè)情感和職業(yè)責(zé)任

1.讓學(xué)生體驗理論探究遠(yuǎn)距離高壓輸電的過程與方法;體會電力工程師認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的職業(yè)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生遇到問題要認(rèn)真對待、全面分析及實事求是的科學(xué)態(tài)度。

2.培養(yǎng)學(xué)生閱讀、分析和綜合應(yīng)用能力;激發(fā)學(xué)生求知欲望，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。引導(dǎo)學(xué)生樹立學(xué)好物理，投身祖國建設(shè)、服務(wù)社會的人生觀;通過職業(yè)連接——觀看行業(yè)領(lǐng)軍人物的視頻介紹，感受電力工程師的職業(yè)精神，了解職業(yè)技能需求。

3.通過遠(yuǎn)距離輸電原理分析、具體計算及實驗驗證的過程，使學(xué)生學(xué)會實際分析解決問題的兩種基本方法：理論分析、計算和實驗。

4.教育學(xué)生節(jié)約用電，養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣。

二、教學(xué)設(shè)計思路

通過創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生以電力工程師的身份參與到課堂中，了解電力工程師的部分工作內(nèi)容，體會在解決問題過程中又發(fā)現(xiàn)問題再解決問題的實踐過程，體驗職業(yè)技能的應(yīng)用，感受他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度，培養(yǎng)解決問題的能力;同時了解這一行業(yè)的職業(yè)特點，通過介紹行業(yè)領(lǐng)軍人物的形式樹立職業(yè)理想型。

三、教學(xué)過程

電與我們的生活息息相關(guān)，我們的生產(chǎn)生活都離不開電。為了保障居民用電，我們需要把電廠、輸電線和變電站及用戶通過輸電網(wǎng)絡(luò)連接起來，這樣可以減小斷電的風(fēng)險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡。在發(fā)電站地址的選取、發(fā)電機(jī)組的作業(yè)過程、輸電線路的設(shè)計以及后續(xù)的調(diào)度維護(hù)等工作都離不開電力工程師這一職業(yè)。電力工程師是從事勘測、規(guī)劃、設(shè)計、電力工程建筑、安裝、調(diào)試、技術(shù)開發(fā)、實驗研究、發(fā)供電運行、檢修、修造、電網(wǎng)調(diào)度、用電管理、電力環(huán)保、電力自動化、技術(shù)管理等工作的電力專業(yè)工程技術(shù)人員。

（一）以任務(wù)做驅(qū)動，創(chuàng)設(shè)職業(yè)情境體驗

師：假設(shè)同學(xué)們是電力工程師，你們會把發(fā)電站的地址選在哪里？

生：水資源、煤炭等資源豐富的地區(qū)?？梢岳冒l(fā)電機(jī)把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能，然后輸送出去。電能通過輸電線就可以輸送到遠(yuǎn)方，很方便。

接下來以小組合作的形式完成以下案例討論和計算。

案例一：為可持續(xù)發(fā)展，減少因火力發(fā)電站中煤的燃燒對大氣的污染，需轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，以電代煤，以電代油，實現(xiàn)電從遠(yuǎn)方來，來的是清潔電。某水利工程中一水電站發(fā)電機(jī)組設(shè)計為：水以v1=3m/s速度流入水輪機(jī)后以v2=1m/s的速度流出。流出水位比流入水位低10m，水流量為Q=10m3/s。水輪機(jī)效率為75%，發(fā)電機(jī)效率為80%。求發(fā)電機(jī)輸出的電功率。

生：由題知，t時間內(nèi)水的質(zhì)量為m=ρQt，釋放出的機(jī)械能為，通過水輪機(jī)轉(zhuǎn)換成的電能為E=75%×80%ΔE，可知發(fā)電機(jī)的輸出功率為P==624Kw。

案例二：上述發(fā)電機(jī)的輸出電壓是240V，用戶需要電壓是220V，要把電能送到距離較遠(yuǎn)的A市，輸送線路電阻為46.15Ω，請你設(shè)計輸送電路。

生：根據(jù)P=UI，可知發(fā)電機(jī)輸送電流的大小是2600A。若把電能直接通過導(dǎo)線輸送到用戶端，根據(jù)輸送線路電阻的損耗功率公式P=I2R可知線路損耗太大了。

師：的確，直接把電能輸送到用戶手中，但線路損耗太大了，那該如何減小輸電線上的電能損耗？

生：根據(jù)線路損耗的公式P=I2R，要減小損耗可以從兩方面入手。一是減小輸電線的電阻，二是減小輸電線路的電流。

生：具體來說，根據(jù)，減小輸電導(dǎo)線的電阻可以選用電阻率合適的金屬材料，適當(dāng)增大橫截面積，架設(shè)合適的線路，減小輸送長度來實現(xiàn);在輸送功率一定的情況下，可以通過變壓器提高輸送電壓來實現(xiàn)減小輸送電流的目的。

師：好。各位工程師分析的都很好。請大家根據(jù)用戶用電需求設(shè)計高壓輸電線路示意圖。

生：其中U1和n1是升壓變壓器原線圈的電壓和匝數(shù)，I1是原線圈所在回路的電流;U2和n2是升壓變壓器副線圈的電壓和匝數(shù)，I2是副線圈所在回路的電流;U3和n3是降壓變壓器原線圈的電壓和匝數(shù);U4和n4是降壓變壓器副線圈的電壓和匝數(shù)，I4是原線圈所在回路的電流。它們之間滿足：其中I2=I3。根據(jù)理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，可知升壓變壓器原副線圈的功率滿足P1=P2，降壓變壓器原副線圈的功率滿足P3=P4。

師：大家都把輸送電路示意圖畫出來了，如果升壓變壓器的匝數(shù)比是1∶100，請你通過計算求出降壓電壓器的匝數(shù)比是多少？

生：根據(jù)知U2=24000V，P2=P1=624Kw得I2=26A。P損=I22R=31197.4w，

又P2=P3=P損，可得U3=22800V，再由U4=220V和，可知。

總結(jié)：我國輸電過程中為了降低線路損耗，從可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的角度，采用了金屬鋁做輸電線和高壓輸電的方式。

案例三：若有60kW分配給生產(chǎn)用電，其余電能用來照明，那么，可裝25W的電燈多少盞？

生：由前面的計算可知，用來照明的電能有P4=P生產(chǎn)+nP0（P0=25w）。得n=21312盞。

案例四：電能輸送到A市后，有個村莊到了晚上的用電高峰期時，燈光會變暗，請你分析造成這一現(xiàn)象的原因并提出解決方案。

生：到了晚上的用電高峰期，家家戶戶都在使用電器，用電功率增大，從變電站輸出的電功率肯定比平時要大。假設(shè)從變電站出來的電壓是恒定的，則在用電高峰的時候，電流肯定要大一些。當(dāng)輸送電流的電線較長時，在電線上消耗的電能不能忽略，相當(dāng)于電流到每家之前，還串聯(lián)了一個大電阻。則用電高峰期時在電線電阻上損耗的電壓會變大，到達(dá)每個家庭用戶的電壓會減小，因此電燈消耗的功率變小，電燈因而變暗了。

生：解決的方法就是在用電高峰期的時候，提高輸送電壓，以滿足用戶端的電壓需求。

總結(jié)：同學(xué)們，剛才我們以電力工程師的身份參與了勘測計算、電路輸送計算及設(shè)計方案的調(diào)整過程，這是電力工程師工作的一部分。由此我們知道，電力工程師不僅需要很高的個人能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，還需要現(xiàn)場經(jīng)驗，這個行業(yè)必須要去現(xiàn)場，了解運行中的電力設(shè)備的安裝和維護(hù)，才能解決實際問題，保障電力供給。

實際上，在電網(wǎng)公司內(nèi)部的崗位細(xì)分有：變電檢修、變電運檢、城區(qū)配電、城區(qū)營銷、電網(wǎng)調(diào)控運行、輸電運輸，鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村配電營業(yè)等，在大學(xué)涉及的專業(yè)有電路、模擬電路、數(shù)字電路、電磁學(xué)、電機(jī)學(xué)、電力電子學(xué)、電力系統(tǒng)分析、自動控制系統(tǒng)、微機(jī)原理及其接口技術(shù)等。

（二）閱讀“科學(xué)漫步”中關(guān)于“輸電新技術(shù)”的有關(guān)材料，思考并討論以下幾個問題：

問題一：采用交流輸電有什么優(yōu)點？

問題二：采用直流輸電有什么優(yōu)點？

問題三：我國的輸電技術(shù)怎樣？

觀看我國特高壓輸電技術(shù)視頻介紹，體會特高壓輸電技術(shù)的先進(jìn)與便利，展望電力行業(yè)未來的發(fā)展。

（三）職業(yè)生涯鏈接：觀看介紹我國國際電網(wǎng)領(lǐng)軍人物——沈煜的視頻。

沈煜，國網(wǎng)湖北電科院能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心負(fù)責(zé)人，中電聯(lián)能源互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)委會委員、國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）中國專家會委員，先后獲得國網(wǎng)公司專業(yè)領(lǐng)軍人才、中國電力優(yōu)秀科技工作者、中國能源研究會優(yōu)秀青年能源科技工作者、國網(wǎng)公司優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、國網(wǎng)公司勞動模范等榮譽。在特高壓輸電建設(shè)工程中，沈煜作為國網(wǎng)重點實驗室核心成員，他和團(tuán)隊連續(xù)兩年近400天泡在現(xiàn)場和實驗室，攻克了特高壓設(shè)備現(xiàn)場試驗關(guān)鍵技術(shù)難題，以零差錯的優(yōu)異成績完成世界上首臺特高壓變壓器現(xiàn)場試驗，使我國在該領(lǐng)域走在世界前列。他創(chuàng)新研究電力設(shè)備絕緣診斷新技術(shù)，多次準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，入選國網(wǎng)典型案例。帶隊出具專業(yè)技術(shù)報告70余份，提出事關(guān)電網(wǎng)安全運行生產(chǎn)效率提升的可行性建議150余條。

沈煜工程師是我們國家電網(wǎng)的領(lǐng)軍人物，為我國電網(wǎng)建設(shè)和特高壓輸電工程做出了巨大的貢獻(xiàn)，非常感謝他，也為他卓越的知識技能、鍥而不舍的研究精神而感動，這是我們今后努力的方向，學(xué)好本領(lǐng)參與國家建設(shè)，為我國“十四五”規(guī)劃建設(shè)添磚加瓦。

結(jié)束語

職業(yè)規(guī)劃教育的開展還可以以更多的方式進(jìn)入課堂，如：講授式、案例學(xué)習(xí)指導(dǎo)法等。只要能起到喚醒學(xué)生職業(yè)意識的作用，教師都可以根據(jù)實際情況需求不斷嘗試新的教學(xué)方法。開展職業(yè)規(guī)劃教育是為了讓學(xué)生對職業(yè)有正確的認(rèn)知，從而喚醒學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃意識，幫助學(xué)生更好地了解自己，樹立正確的職業(yè)理想觀。開展職業(yè)規(guī)劃教育可以讓學(xué)生有意識地培養(yǎng)意向職業(yè)需要的知識能力、職業(yè)態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)。職業(yè)規(guī)劃教育是我國現(xiàn)代社會時勢所需，應(yīng)結(jié)合我國實際情況大力推進(jìn)發(fā)展。

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