职业体验式教学初探

吕茜

摘 要：“电能的输送”一节应用的都是学生熟悉的知识，内容贴近生活，比较注重具象思维。本节课采用职业体验学习的方式，将电力工程师的职业技能和职业素养融入课堂教学，通过小组合作解决问题的形式引导学生完成思考和学习，达到课堂教学目标并提高学生的职业认知，提升教学效果。

关键词：电能输送;体验式教学;职业规划;职业情境

在实现高中物理核心素养背景下，教师应从教材出发，创设多样课堂，激发学生的求知欲望，提高学生对物理的兴趣。在众多教学方式中，通过发现来进行学习的方式，可以引导学生更加积极主动地参与到课堂教学活动中，即在进行情境体验式教学的过程中可以更好地激发学生的学习兴趣，将学生置于相应的职业环境中，对学生的思维能力和分析能力进行培养，满足学生的求知需求，帮助学生实现知行合一。

高中生普遍存在一个现象，就是对个人职业生涯规划领域的认知是比较模糊的，体现在对职业就业情况的关注不多，对职业环境、职业素养等信息的敏感度较低，也对将去高校就读的专业了解程度不够。这样的状况难以满足学生未来的发展需要，也无法满足社会对人才的需求。高中教师在日常教学中，应当有意识地把职业规划融入课堂教學中，引导学生有意识地关注职业的行业性、岗位性等特点，增加学生对相关职业的了解，增强学生学习的内驱力，帮助学生科学合理地规划自己未来的职业。职业体验式教学是一个途径。职业体验式教学通过创设职业情境，提出问题，让学生以该职业从业人员的身份解决问题，激发学生的职业兴趣，再通过职业就业技能介绍、大学专业课介绍及职业人物链接的形式提高学生的职业认知。

下面我以人教版《物理》选修3-2第5章“交变电流”的第五节“电能输送”为例，通过职业体验式学习的方式，把职业规划教育融入课堂中，让学生以电力工程师的身份参与到课堂中，体验这一职业的相关工作内容，既培养学生获取知识的能力，也帮助学生了解这个职业的性质，体验职业素养和职业能力，引导学生树立正确的职业理想观。

一、教学目标

（一）通过知识目标融入职业认知和职业技能

1.了解从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时应用高压输电的道理。

2.理解高压输电过程中电压、电流及功率的关系，能够正确分析相关问题及电网输电过程。

3.引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时体验相关职业，获得一定的成就感。

（二）通过教学过程融入职业情感和职业责任

1.让学生体验理论探究远距离高压输电的过程与方法;体会电力工程师认真、严谨、细致的职业态度，培养学生遇到问题要认真对待、全面分析及实事求是的科学态度。

2.培养学生阅读、分析和综合应用能力;激发学生求知欲望，提高学生学习物理的兴趣。引导学生树立学好物理，投身祖国建设、服务社会的人生观;通过职业连接——观看行业领军人物的视频介绍，感受电力工程师的职业精神，了解职业技能需求。

3.通过远距离输电原理分析、具体计算及实验验证的过程，使学生学会实际分析解决问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验。

4.教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯。

二、教学设计思路

通过创设情境，让学生以电力工程师的身份参与到课堂中，了解电力工程师的部分工作内容，体会在解决问题过程中又发现问题再解决问题的实践过程，体验职业技能的应用，感受他们严谨细致的工作态度，培养解决问题的能力;同时了解这一行业的职业特点，通过介绍行业领军人物的形式树立职业理想型。

三、教学过程

电与我们的生活息息相关，我们的生产生活都离不开电。为了保障居民用电，我们需要把电厂、输电线和变电站及用户通过输电网络连接起来，这样可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡。在发电站地址的选取、发电机组的作业过程、输电线路的设计以及后续的调度维护等工作都离不开电力工程师这一职业。电力工程师是从事勘测、规划、设计、电力工程建筑、安装、调试、技术开发、实验研究、发供电运行、检修、修造、电网调度、用电管理、电力环保、电力自动化、技术管理等工作的电力专业工程技术人员。

（一）以任务做驱动，创设职业情境体验

师：假设同学们是电力工程师，你们会把发电站的地址选在哪里？

生：水资源、煤炭等资源丰富的地区。可以利用发电机把其他形式的能转换成电能，然后输送出去。电能通过输电线就可以输送到远方，很方便。

接下来以小组合作的形式完成以下案例讨论和计算。

案例一：为可持续发展，减少因火力发电站中煤的燃烧对大气的污染，需转变能源发展方式，以电代煤，以电代油，实现电从远方来，来的是清洁电。某水利工程中一水电站发电机组设计为：水以v1=3m/s速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出。流出水位比流入水位低10m，水流量为Q=10m3/s。水轮机效率为75%，发电机效率为80%。求发电机输出的电功率。

生：由题知，t时间内水的质量为m=ρQt，释放出的机械能为，通过水轮机转换成的电能为E=75%×80%ΔE，可知发电机的输出功率为P==624Kw。

案例二：上述发电机的输出电压是240V，用户需要电压是220V，要把电能送到距离较远的A市，输送线路电阻为46.15Ω，请你设计输送电路。

生：根据P=UI，可知发电机输送电流的大小是2600A。若把电能直接通过导线输送到用户端，根据输送线路电阻的损耗功率公式P=I2R可知线路损耗太大了。

师：的确，直接把电能输送到用户手中，但线路损耗太大了，那该如何减小输电线上的电能损耗？

生：根据线路损耗的公式P=I2R，要减小损耗可以从两方面入手。一是减小输电线的电阻，二是减小输电线路的电流。

生：具体来说，根据，减小输电导线的电阻可以选用电阻率合适的金属材料，适当增大横截面积，架设合适的线路，减小输送长度来实现;在输送功率一定的情况下，可以通过变压器提高输送电压来实现减小输送电流的目的。

師：好。各位工程师分析的都很好。请大家根据用户用电需求设计高压输电线路示意图。

生：其中U1和n1是升压变压器原线圈的电压和匝数，I1是原线圈所在回路的电流;U2和n2是升压变压器副线圈的电压和匝数，I2是副线圈所在回路的电流;U3和n3是降压变压器原线圈的电压和匝数;U4和n4是降压变压器副线圈的电压和匝数，I4是原线圈所在回路的电流。它们之间满足：其中I2=I3。根据理想变压器输入功率与输出功率相等，可知升压变压器原副线圈的功率满足P1=P2，降压变压器原副线圈的功率满足P3=P4。

师：大家都把输送电路示意图画出来了，如果升压变压器的匝数比是1∶100，请你通过计算求出降压电压器的匝数比是多少？

生：根据知U2=24000V，P2=P1=624Kw得I2=26A。P损=I22R=31197.4w，

又P2=P3=P损，可得U3=22800V，再由U4=220V和，可知。

总结：我国输电过程中为了降低线路损耗，从可靠、保质、经济的角度，采用了金属铝做输电线和高压输电的方式。

案例三：若有60kW分配给生产用电，其余电能用来照明，那么，可装25W的电灯多少盏？

生：由前面的计算可知，用来照明的电能有P4=P生产+nP0（P0=25w）。得n=21312盏。

案例四：电能输送到A市后，有个村庄到了晚上的用电高峰期时，灯光会变暗，请你分析造成这一现象的原因并提出解决方案。

生：到了晚上的用电高峰期，家家户户都在使用电器，用电功率增大，从变电站输出的电功率肯定比平时要大。假设从变电站出来的电压是恒定的，则在用电高峰的时候，电流肯定要大一些。当输送电流的电线较长时，在电线上消耗的电能不能忽略，相当于电流到每家之前，还串联了一个大电阻。则用电高峰期时在电线电阻上损耗的电压会变大，到达每个家庭用户的电压会减小，因此电灯消耗的功率变小，电灯因而变暗了。

生：解决的方法就是在用电高峰期的时候，提高输送电压，以满足用户端的电压需求。

总结：同学们，刚才我们以电力工程师的身份参与了勘测计算、电路输送计算及设计方案的调整过程，这是电力工程师工作的一部分。由此我们知道，电力工程师不仅需要很高的个人能力，严谨的治学态度，还需要现场经验，这个行业必须要去现场，了解运行中的电力设备的安装和维护，才能解决实际问题，保障电力供给。

实际上，在电网公司内部的岗位细分有：变电检修、变电运检、城区配电、城区营销、电网调控运行、输电运输，乡镇及农村配电营业等，在大学涉及的专业有电路、模拟电路、数字电路、电磁学、电机学、电力电子学、电力系统分析、自动控制系统、微机原理及其接口技术等。

（二）阅读“科学漫步”中关于“输电新技术”的有关材料，思考并讨论以下几个问题：

问题一：采用交流输电有什么优点？

问题二：采用直流输电有什么优点？

问题三：我国的输电技术怎样？

观看我国特高压输电技术视频介绍，体会特高压输电技术的先进与便利，展望电力行业未来的发展。

（三）职业生涯链接：观看介绍我国国际电网领军人物——沈煜的视频。

沈煜，国网湖北电科院能源互联网技术中心负责人，中电联能源互联网标委会委员、国际大电网会议（CIGRE）中国专家会委员，先后获得国网公司专业领军人才、中国电力优秀科技工作者、中国能源研究会优秀青年能源科技工作者、国网公司优秀共产党员、国网公司劳动模范等荣誉。在特高压输电建设工程中，沈煜作为国网重点实验室核心成员，他和团队连续两年近400天泡在现场和实验室，攻克了特高压设备现场试验关键技术难题，以零差错的优异成绩完成世界上首台特高压变压器现场试验，使我国在该领域走在世界前列。他创新研究电力设备绝缘诊断新技术，多次准确发现设备隐患，入选国网典型案例。带队出具专业技术报告70余份，提出事关电网安全运行生产效率提升的可行性建议150余条。

沈煜工程师是我们国家电网的领军人物，为我国电网建设和特高压输电工程做出了巨大的贡献，非常感谢他，也为他卓越的知识技能、锲而不舍的研究精神而感动，这是我们今后努力的方向，学好本领参与国家建设，为我国“十四五”规划建设添砖加瓦。

结束语

职业规划教育的开展还可以以更多的方式进入课堂，如：讲授式、案例学习指导法等。只要能起到唤醒学生职业意识的作用，教师都可以根据实际情况需求不断尝试新的教学方法。开展职业规划教育是为了让学生对职业有正确的认知，从而唤醒学生的职业规划意识，帮助学生更好地了解自己，树立正确的职业理想观。开展职业规划教育可以让学生有意识地培养意向职业需要的知识能力、职业态度和职业素养。职业规划教育是我国现代社会时势所需，应结合我国实际情况大力推进发展。

参考文献

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[4]洪傲.高考专业介绍与选择指导[M].第1版.北京：机械工业出版社，2016：202-204.