《供配电系统运行与维护》教学设计

作者: 时间:2022-06-03

 

《供配电系统运行与维护》教学设计

1 设计目标

在课程思政建设过程中力争打破固有体系,改进课程框架,对课程的教学方式进行改进,变教导为引导,回归到学生为主体的教学本质,采用启发式(激发兴趣,引发思考)、翻转式(自主学习、主动解决问题)、讲授式(讲授重难点、答疑解惑)、引导式(扩展思维、推而广之),重在培养学生的思辨思维和分析思维。该课程基于前期教学实践积累,谋求将专业教学目标和课程思政的目标相结合,通过合理的教学设计达到育人与育才的课程思政的建设目标,为更好地培养中国特色社会主义建设者和接班人,培养担当民族复兴大任的时代新人。通过进一步凝练提取,就是培训学生成为具有现代电力职业精神的中国特色社会主义建设者和接班人。

2 思政元素的挖掘

为积极响应“课程思政”的教育教学改革,课程团队前期进行了深入研讨,确立了该课程“课程思政”建设内涵有四个关键词定位,“职业教育”确立本项目研究及应用对象的范畴,“专业课”、“课程思政”确立本项目的两个着力点,“融合”确立本项目研究内容的实现途径。针对专业课《供配电系统运行与维护》教学过程中存在的挖掘思想政治教育元素的深度不够、专业课程中存在的优秀文化价值的提炼不到位、专业课和思政课程融合形式过于机械粗糙等教育教学的现实情况,通过对专业知识教学过程深入分析,对技能教学模式进行深层次模块化设计,专业知识点的颗粒化设计,对标专业教学目标和课程思政建设目标的差距。基于课程思政的要求提炼出核心价值和优秀文化基因,将其从“点”的层面融合到专业知识点颗粒化中,从“线”的层面融合到专业知识点的形成、发展及应用过程中,从“面”的层面融合到模块化的教学设计上,从“立体化”的层面融合到专业课程教学在素质教育中的作用中。

所形成的可供挖掘的思想政治教育教育元素主要有五个:一是我国电力发展所取得的巨大成就;二是我国电力公益服务性质的不缺位;三是能够体现以人为本的供配电运维操作流程;四是伴随电力改革的电力信息化建设;五是电力人的劳动精神。

挖掘课程蕴含的思政元素

从知识点中挖掘专业课中的课程思政

通过知识的来源与发展、技术应用和产品市场挖掘价值观、思想、情感、哲学

从失败的教训和警示性的问题发掘

 

多方面分析失败,对学生的情感和心理影响,引导社会责任感、追求卓越的工匠精神和历史使命

从讲“故事” 挖掘思政信息

从课程发展史、科学家成长道路、历史大事件等挖掘四个自信、创新思维、辩证思维

分析教学内容, 发掘思政元素

以方法论的思路,启发学生思维、培养严谨求实的科学精神

提出热点问题、共性问题

分析问题,探索解决方法,引导爱国、社会主义核心价值观

实践为载体,开发思政元素

制度敬畏与遵守,严谨细致的科学观,团队协作精神

模块化思政元素教学设计

课程内容

信息化手段

思政元素设计

电力发展概况、发电厂、电力设备的额定电压

线上教学平台、视频、图片、数据对比

制度优势,坚定中国特色的社会主义道路,爱国情怀,工匠精神

功率损耗、工厂负荷的确定、尖峰电流

线上教学平台、视频、微视频、案例分析

中国速度、民族自豪感、保护环境、时代责任

短路形式、危害,三相短路电流简化分析

线上教学平台、事故视频、微视频、图片

科学严谨的工作态度分析问题解决问题的能力

电弧的产生和灭弧方法、高压电气设备

线上教学平台、视频、虚拟视频

追求卓越、文化自信不忘初心、砥砺前行、中华民族伟大复兴

过电流保护的基本要求、常用过电路保护和整定计算

线上教学平台、视频、微视频、案例

“术、道、德”、与时代同行,与国家同新、道路自信,理论自信

功率因数及功率因数的补偿

线上教学平台、视频、案例分析

树立正确的价值观、求真务实、创新意识

3 课程思政设计

3.1 体系结构

该课程内容包含供配电系统认知、一次设备的运行与维护、电气主接线、电气二次设备的安装与调试、电气倒闸操作、供配电系统的方案设计等内容,在不断的教学实践过程中提炼出了6个典型的学习型工作项目进行教学,形成了“课程体系工作过程导向化,课程内容项目化,教学过程一体化”的思路,“做中学,学中做”,以现代电力职业精神塑造为课程思政核心,将中国电力发展史融合到课程教学过程中,根据供配电系统工作过程及课程思政目标来设计教学情境,以学习型工作任务为载体,按任务的实施过程开展教学活动,使学生对供配电系统学会:懂原理、会分析、能选择、会画图,能安装、善运行、会维护等专业技能,培养具备爱国情怀与高技能水平的新时代需要的人才。

3.2 思政线索

在课程目标的基础上,形成课程教学的思政线索。

1)坚持知识目标、技能目标、思政目标的培养责任,完成电力系统基本概念及构成、常见的一次/二次电气设备运维、电气主接线设计与分析、安全用电常识等知识的学习,具备对供配电系统与运维进行设计与分析、处理的能力,塑造现代电力职业精神,成为应用型和创新思维的高技能应用型复合人才。

2)知识点融入思政元素。把知识点教学作为课程思政的依托,围绕具体知识点展开,通过有机融入思政元素,以润物无声的方式培养学生的智育与德育。即课程思政的“点”与“点”结合。

3)项目案例融入思政元素。以实际工程应用案例项目为技能教学点,通过问题设计形成课程思政的“线”和“面”,结合第二课堂的教学助推思政成效。

3.3 设计方案

基于课程思政元素融入专业课教学,根据6个典型的学习型工作项目进行课程思政设计,对核心知识点进行课程思政设计,构建“专业课+思政课”育人体系,真正突显专业课程的“思政味”。具体思政设计方案如下表所示。

项目

教学任务

课程内容及主要知识点、技能点

课程思政元素

第二课堂形式

项目一

供配电系统认知

1.供配电系统认知

知识点:电力系统的结构和组成、发电厂的类型、 变电所的类型

电力发展史、爱国主义、习近平新时代中国特色社会主义能源观

视频

2.电力系统中性点的运行分析

知识点:中性点不接地三相系统、中性点经消弧线圈接地方式的三相系统、中性点直接接地的三相系统

技能点:系统故障分析

马克思主义哲学观点辩证处理问题

视频

3.低电压配电系统的接线方式

知识点TN系统、TT系统、IT系统

技能点:了解低压配电系统的类型

唯物辩证法

视频

4.电力系统的供电系统及其改进措施

知识点:供配电的电能质量、提高电能质量的措施

技能点:提高电能质量的措施

不断创新、精益求精

视频

5.供电电压的选择

知识点:供配电系统电力变压器的额定电压、电压等级划分及适用范围、企业对配电电压的选择

技能点:供配电系统电力变压器的额定电压相关计算

中国特高压技术、国家工程、能源互联网、碳达峰碳中和国家战略

视频

项目二

一次设备的运行与维护

1.变压器的运行监视与故障分析

知识点:电力变压器的结构及各部件功能、电力变压器连接组别、电力变压器台数的选择及容量确定、电力变压器并联运行条件

技能点:电力变压器台数的选择及容量确定、变压器运行前检查事项、变压器的运行与维护、变压器运行中检查项目、变压器常见故障及处理、电力变压器的故障分析方法

马克思主义哲学观点辩证处理问题、职业素养、创新创效

视频

2.高压电气设备的运行与维护

知识点:电弧的产生及灭弧方法、高压断路器、隔离开关、熔断器、负荷开关、互感器、母线及电缆、高压开关柜

技能点:认识高压一次设备、变配电所的送电及停电操作

中国特高压技术、国家工程、严谨态度

视频

3.低压配电屏的运行与维护

知识点:低压断路器、低压负荷开关、低压熔断器、低压成套配电装置、组合式成套变电所

技能点:变配电所值班人员对电气设备的巡查

马克思主义哲学观点辩证处理问题

视频

项目三

电气主接线的运行分析

1.电气主接线概念及变配电所对电气主接线基本要求

知识点:配电所对电气主接线基本要求、变配电所对电气主接线的选择原则及主要配置、电气主接线的基本概念

技能点:掌握配电所对电气主接线基本要求

马克思主义哲学观点辩证处理问题、实践与认识及其发展规律

 

视频

2.35kV/10kV电气主接线的方式及特点

知识点:单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线带旁路母线接线、桥式接线

技能点:双母线接线倒闸操作、电气图读图

马克思主义哲学观点辩证处理问题、实践与认识及其发展规律

视频

3.10kV/0.4kV变电所的电气主接线

知识点:只装一台主电压器的小型变电所主线图、装有两台主变压器的变电所接线图

技能点:主接线图分析

马克思主义的方法论

视频

4.低压配电网的基本接线方式

知识点:放射式接线、树干式接线、变压器-干线式接线、环形接线、链式接线

技能点:电气图读图

克思主义哲学观点辩证处理问题、实践与认识及其发展规律

视频

项目四

电气二次设备的安装与调试

1.二次回路的分析与监测

知识点:二次回路、操作电源、电测量仪表与绝缘监视装置、中央信号装置、高压断路器控制及信号回路

技能点:二次回路的分析

全局和局部是对立的统

视频

2.继电保护设备的运行管理

知识点:电力系统运行状态、继电保护任务、继电保护原理及分类、对继电保护的要求

技能点:会分析电力系统运行状态、理解继电保护原理

全局和局部是对立的统

视频

3.电流保护装置的检验与调试

知识点:三段电流保护

技能点:理解原理及整定计算方法

全局和局部是对立的统一、实践与认识及其发展规律

视频

4.微机保护的检验与调试

知识点:微机保护现状及发展、功能、装置硬件结构、软件系统等,*HAS-531微机线路保护测控装置的使用

技能点: *HAS-531微机线路保护测控装置的使用

许继、平高“三线建设”精神

视频

5.自动装置的检验与调试

知识点:电力线路自动重合闸、备用电源自动投切

技能点:掌握电力线路自动重合闸、备用电源自动投切装置应用

电力发展史

视频

6.变电站综合自动化系统的运行管理

知识点:变电站综合自动化系统概述、功能及体系结构,综合自动化通信系统

技能点:*变电站综合自动化仿真系统

创新精神

视频

项目五

电气倒闸操作

1.操作票的填写

知识点:断路器运行、电气倒闸操作、操作票填写

技能点:操作票填写

标准化作业

视频

2.线路停送电操作

知识点:倒闸操作程序、巡回检查制度

技能点:线路停送电操作

标准化作业

视频

项目六

供配电系统的方案设计

1.电气主接线方案的设计

知识点:供配电系统设计基本知识、主接线方案经济比较

技能点:主接线方案经济比较

 

精益求精、创新精神

视频

2.电力负荷计算

知识点: 电力负荷和负荷曲线、电力负荷的计算、电能损耗及无功补偿、尖峰电流的计算

技能点:电力负荷计算、电能损耗及无功补偿、*尖峰电流计算

精益求精、创新精神、电力发展史、绿色低碳

视频

3.短路故障和短路电流计算

知识点:短路故障原因和种类、短路电流计算、采用标幺值进行短路计算

技能点:短路电流计算

精益求精、创新精神、用电安全意识

视频

4.电气设备的选择和校验

知识点:电气设备选择校验的条件、电气设备的选择和校验

技能点:电气设备的选择和校验

实践是检验真理的唯一标准

视频

*5.电气安全、接地与防雷设计

知识点:接地的类型和作用、保护接地方式、变电所的防雷设计

技能点:变电所防雷设计

安全用电、电力职业精神

视频

3.4 第二课堂

课程思政是一种综合教育理念,把“立德树人”作为教育的根本任务,以构建全员、全程、全课程育人格局的形式,有效的把各类课程与思想政治理论课程同向同行,形成协同效应。第二课堂是相对课堂教学而言的,如果说依据教材及教学大纲,在规定的教学时间里进行的课堂教学活动称之为第一课堂的话,那么第二课堂就是指在第一课堂外的时间进行的与第一课堂相关的教学活动。从教学内容上看,第二课堂源于教材又不限于教材,是思政教育不可缺少的部分。从形式上看,第二课堂往往生动活泼、丰富多彩,学生的学习空间范围非常广大。

技能竞赛、创新创业实践等都属于第二课堂的重要组成部分。该课程依托全国高等职业院校智能供配电系统安装与调试技能大赛、一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛“智能供配电技术”赛项、中国“互联网+”大学生创新创业大赛等建立起第二课堂,同时依托智慧课堂、视频号等建立了以短视频为主要形式的第二课堂。

第二课堂视频集合了《百年电力》纪录片共20个片段,石龙坝水电站、杨树浦发电厂等视频21个,相关文稿21篇。比如,杨树浦发电厂。杨树浦发电厂作为一家具有百年历史的老厂,曾是远东最大火力发电厂,被誉为“中国电力工业摇篮”,也是以王孝和烈士为代表的上海电业工人运动的“红色堡垒”。不仅在中国电力工业史上写下了辉煌的篇章,更在中国工人运动史上留下了动人的故事。该段视频展示了旧社会电厂工人受奴役和欺压的苦难史;电厂工人在上电地下党领导和电厂工会组织下,为争取工人利益和权力、保卫新生电厂,支持社会上革命斗争而开展的斗争史;一九四九年后反轰炸,打破封锁、排除万难、改造旧设备,管好发电厂,涌现出一批先进人物、获得成绩的新篇史。以“英魂永存——不死的王孝和烈士英雄事迹”教育后人,继承和发扬革命光荣传统,为电力事业做出贡献。教育学生在学习电力文化知识时“不忘初心、牢记使命”,塑造现代电力职业精神回馈人民、报效祖国。

 

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