《工厂供电》微课程教学设计探究

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一、引言

微课程是指时间在10分钟左右，以阐述某一知识点为目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，以学习或教学应用为目的的在线教学视频。由于微课程具有“位微不卑”、“课微不小”、“步微不慢”、“效微不薄”等优势，近些年在高校掀起了微课程的研究之风。但是，目前高校的微课程研究多集中于基础类课程教学，而在专业课程的教学中应用甚少。基于此，笔者在多年教学经验的基础上，进行了电气工程类专业课程“工厂供电”的微课程设计探索，并将微课设计过程中的体会分享给大家。

二、微课选题

工厂供电是我校自动化专业的一门主干专业课程，其主要任务是以企业供配电系统的一次部分为主，使学生初步掌握一般企业供配电系统和电气照明运行维护和设计计算所必需的基本理论和基本知识，是一门理论与实际结合较紧密的课程。笔者从事工厂供电的课堂教学已经十余年，具有一定的课堂教学经验，现将该课程制作成微课的形式，既服务于电气专业学生，又可以为非电气专业的学生敞开学习第二专业知识的大门。受微课自身特点的限制，一个微课中所包含的知识内容是有限的，因而在微课中重点和难点不应设置太多，重点、难点解析应尽可能简洁明了，从而达到10分钟就能掌握某方面的知识或技能的目的。基于此，微课选题应偏重基本知识点。应用到本课程，变电站的各种主接线方式、负荷统计的方法、继电保护的基本要求等都可以做成微课的形式。本文选择变电站电气主接线中的一个基本知识点———“桥形接线”作为微课设计的案例，探讨电气专业课程该如何进行微课设计。

三、微课制作过程

（一）选题背景

“工厂供电”是我校自动化专业唯一的一门强电课程，设置于第七学期，该课程的先修课程为“电机与拖动基础”。该专业学生在学习该课程之前，未接触电力系统的任何专业知识，因此，在进行微课设计的时候，应尽量使微课构思设计巧妙、有趣，循序渐进地引导学生，以达到最佳的学习效果。本次微课选择的内容为该课程第1章“供电系统基本概念”中的第二小节。在第一小节中，已经对电力系统的基本概念、电压等级、供电系统在电力系统中的地位和作用、供电系统的主接线方式等基本概念做了一定的介绍。本次微课，承接上堂课的教学内容，介绍工厂供电系统中变电站的电气主接线形式。变电站的电气主接线是由各种电气设备及其连接线所组成的，用以接受和分配电能，是供电系统的重要组成部分，其设计的好坏直接关系到电气设备的选择、配电设备的布置及运行的可靠性与经济性，因此是变电站设计的重要任务之一。从整个课程体系来看，本节内容处于一个比较重要的地位。

（二）教学目标

本次课的教学目标：掌握桥形接线的适用场合、桥形接线的类型，理解桥形接线的特点。要求：识别和绘制桥形电气主接线图，结合变电站电气主接线实例理解其适用场合。其中桥形接线的类型为本次课重点，桥形接线的特点为本次课难点。

（三）教学方式

授课形式采用以多媒体教学为主，板书为辅。教学手段采用启发式、案例式、比较法、列举法等多种教学方法相结合。

（四）教学设计

1.桥形接线适用场合。首先从企业变电所的设计现状出发，分析企业变电所为了保证对重要的一、二级负荷可靠供电，广泛采用由两回电源线路受电、企业内部装设两部变压器的情况，从而采用启发式教学，引出桥形接线的适用场合：桥形接线适用于企业变电所中只有两台变压器和两条线路的情况。

2.桥形接线图。指出“根据桥连断路器的位置不同”，桥形接线分为两种类型，即内桥和外桥，让同学们以此识别内桥和外桥接线图，如图1、图2所示。

3.桥形接线的特点。此处重点以内桥接线为例，分析该接线形式的优缺点。（1）内桥接线的优点：①线路投、切灵活，不影响其他回路的工作。结合多媒体上的电气主接线图，以动画的形式展现线路投切时的操作顺序。此处涉及到投切线路时隔离开关和断路器的操作顺序务必正确的问题，顺序错误会导致严重后果，因此，笔者在此处插入一个视频短片，描述在工作现场发生实际的误操作而导致严重的人身和设备危害问题，让学生对误操作的后果留下足够深刻的印象，从而掌握正确的操作顺序。也就是说，通过视觉和听觉的共同冲击，增强学生对该知识点的感受。②布置简单，占地面积小，可发展为单母线分段接线。此处以动画的形式展现如何由内桥接线发展为单母线分段接线的过程。（2）内桥接线的缺点：接着从内桥接线的优点出发，相应地引出与此对应的内桥接线的缺点，即：变压器投切操作复杂，故障检修影响其他回路。此时亦以动画的形式描述变压器投入和切除时的操作步骤，让同学们对高压开关的操作顺序有更加深刻的体会。

4.内桥接线的适用场合。从内桥接线的优缺点出发，采用“启发式”教学，让同学们总结出内桥接线的适用场合：适用于受电线路较长（即线路故障多），而主变年负荷利用小时数高（即主变不经常切换）且无穿越功率的场合。

5.外桥接线的适用场合。由于外桥接线的优缺点恰恰与内桥接线相反，借此机会，利用翻转课堂理念，调动学生参与的积极性，让学生利用“比较法”，自己分析外桥接线的特点。此时任课教师可以略讲此环节。

6.全桥接线。从前面的讲述出发，可以很自然地延伸出全桥接线图，如图3所示。此时学生很容易识别该接线图，理解该接线形式的优点：对变压器和线路的操作均方便，运行灵活，适应性强；缺点：所需设备多，投资大，变电所占地面积大；适用场合：适用于少数用电量很大且非常重要的大型企业的总降压变电所。

7.案例分析。采用“案例法”，以学校35kV总降压变电站桥形接线电气主接线图为例，让同学们把所学理论知识与现场实践有效结合起来，达到学以致用的目的。8.布置作业。树立“以学生为中心”的理念，充分发挥学生是知识的主动构建者身份，布置学生课外收集相关企业变电站的桥形电气主接线图，结合现场实际进行桥形接线的具体分析。

四、总结

笔者围绕“桥形接线”这个知识点，在本次微课设计过程中采用现代化的多媒体课件为主、传统板书和视频短片为辅的教学形式，对教学路线进行了精心的设计，将教学内容深入浅出地传达给学生，达到了较为理想的教学效果。“工厂供电”课程的特点是理论与工程实践联系紧密，因此在微课设计过程中不拘泥于课本原始内容，适当的引入工程实际现场出现误操作的视频案例，引入本校35kV变电站的电气主接线图案例，激发学生更强的学习兴趣，以达到最佳的教学效果。总之，希望通过本次微课程的设计，达到“抛砖引玉”的效果，对电气类专业课程微课设计的发展起到一定的推动作用。

作者:吴娜 公茂法 樊淑娴 单位:山东科技大学