職業體驗式教學初探

呂茜

摘 要：“電能的輸送”一節應用的都是學生熟悉的知識，內容貼近生活，比較注重具象思維。本節課采用職業體驗學習的方式，將電力工程師的職業技能和職業素養融入課堂教學，通過小組合作解決問題的形式引導學生完成思考和學習，達到課堂教學目標并提高學生的職業認知，提升教學效果。

關鍵詞：電能輸送;體驗式教學;職業規劃;職業情境

在實現高中物理核心素養背景下，教師應從教材出發，創設多樣課堂，激發學生的求知欲望，提高學生對物理的興趣。在眾多教學方式中，通過發現來進行學習的方式，可以引導學生更加積極主動地參與到課堂教學活動中，即在進行情境體驗式教學的過程中可以更好地激發學生的學習興趣，將學生置于相應的職業環境中，對學生的思維能力和分析能力進行培養，滿足學生的求知需求，幫助學生實現知行合一。

高中生普遍存在一個現象，就是對個人職業生涯規劃領域的認知是比較模糊的，體現在對職業就業情況的關注不多，對職業環境、職業素養等信息的敏感度較低，也對將去高校就讀的專業了解程度不夠。這樣的狀況難以滿足學生未來的發展需要，也無法滿足社會對人才的需求。高中教師在日常教學中，應當有意識地把職業規劃融入課堂教學中，引導學生有意識地關注職業的行業性、崗位性等特點，增加學生對相關職業的了解，增強學生學習的內驅力，幫助學生科學合理地規劃自己未來的職業。職業體驗式教學是一個途徑。職業體驗式教學通過創設職業情境，提出問題，讓學生以該職業從業人員的身份解決問題，激發學生的職業興趣，再通過職業就業技能介紹、大學專業課介紹及職業人物鏈接的形式提高學生的職業認知。

下面我以人教版《物理》選修3-2第5章“交變電流”的第五節“電能輸送”為例，通過職業體驗式學習的方式，把職業規劃教育融入課堂中，讓學生以電力工程師的身份參與到課堂中，體驗這一職業的相關工作內容，既培養學生獲取知識的能力，也幫助學生了解這個職業的性質，體驗職業素養和職業能力，引導學生樹立正確的職業理想觀。

一、教學目標

（一）通過知識目標融入職業認知和職業技能

1.了解從變電站到用戶的輸電過程，知道遠距離輸電時應用高壓輸電的道理。

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

3.引導學生積極主動探究，發現問題，解決問題，在學習知識的同時體驗相關職業，獲得一定的成就感。

（二）通過教學過程融入職業情感和職業責任

1.讓學生體驗理論探究遠距離高壓輸電的過程與方法;體會電力工程師認真、嚴謹、細致的職業態度，培養學生遇到問題要認真對待、全面分析及實事求是的科學態度。

2.培養學生閱讀、分析和綜合應用能力;激發學生求知欲望，提高學生學習物理的興趣。引導學生樹立學好物理，投身祖國建設、服務社會的人生觀;通過職業連接——觀看行業領軍人物的視頻介紹，感受電力工程師的職業精神，了解職業技能需求。

3.通過遠距離輸電原理分析、具體計算及實驗驗證的過程，使學生學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.教育學生節約用電，養成勤儉節約的好習慣。

二、教學設計思路

通過創設情境，讓學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容，體會在解決問題過程中又發現問題再解決問題的實踐過程，體驗職業技能的應用，感受他們嚴謹細致的工作態度，培養解決問題的能力;同時了解這一行業的職業特點，通過介紹行業領軍人物的形式樹立職業理想型。

三、教學過程

電與我們的生活息息相關，我們的生產生活都離不開電。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絡連接起來，這樣可以減小斷電的風險，調劑不同地區電力供需的平衡。在發電站地址的選取、發電機組的作業過程、輸電線路的設計以及后續的調度維護等工作都離不開電力工程師這一職業。電力工程師是從事勘測、規劃、設計、電力工程建筑、安裝、調試、技術開發、實驗研究、發供電運行、檢修、修造、電網調度、用電管理、電力環保、電力自動化、技術管理等工作的電力專業工程技術人員。

（一）以任務做驅動，創設職業情境體驗

師：假設同學們是電力工程師，你們會把發電站的地址選在哪里？

生：水資源、煤炭等資源豐富的地區。可以利用發電機把其他形式的能轉換成電能，然后輸送出去。電能通過輸電線就可以輸送到遠方，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：為可持續發展，減少因火力發電站中煤的燃燒對大氣的污染，需轉變能源發展方式，以電代煤，以電代油，實現電從遠方來，來的是清潔電。某水利工程中一水電站發電機組設計為：水以v1=3m/s速度流入水輪機后以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。水輪機效率為75%，發電機效率為80%。求發電機輸出的電功率。

生：由題知，t時間內水的質量為m=ρQt，釋放出的機械能為，通過水輪機轉換成的電能為E=75%×80%ΔE，可知發電機的輸出功率為P==624Kw。

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

生：根據P=UI，可知發電機輸送電流的大小是2600A。若把電能直接通過導線輸送到用戶端，根據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，減小輸電導線的電阻可以選用電阻率合適的金屬材料，適當增大橫截面積，架設合適的線路，減小輸送長度來實現;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。請大家根據用戶用電需求設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，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，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;U4和n4是降壓變壓器副線圈的電壓和匝數，I4是原線圈所在回路的電流。它們之間滿足：其中I2=I3。根據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比是1∶100，請你通過計算求出降壓電壓器的匝數比是多少？

生：根據知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：我國輸電過程中為了降低線路損耗，從可靠、保質、經濟的角度，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+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，相當于電流到每家之前，還串聯了一個大電阻。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：同學們，剛才我們以電力工程師的身份參與了勘測計算、電路輸送計算及設計方案的調整過程，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，嚴謹的治學態度，還需要現場經驗，這個行業必須要去現場，了解運行中的電力設備的安裝和維護，才能解決實際問題，保障電力供給。

實際上，在電網公司內部的崗位細分有：變電檢修、變電運檢、城區配電、城區營銷、電網調控運行、輸電運輸，鄉鎮及農村配電營業等，在大學涉及的專業有電路、模擬電路、數字電路、電磁學、電機學、電力電子學、電力系統分析、自動控制系統、微機原理及其接口技術等。

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

問題一：采用交流輸電有什么優點？

問題二：采用直流輸電有什么優點？

問題三：我國的輸電技術怎樣？

觀看我國特高壓輸電技術視頻介紹，體會特高壓輸電技術的先進與便利，展望電力行業未來的發展。

（三）職業生涯鏈接：觀看介紹我國國際電網領軍人物——沈煜的視頻。

沈煜，國網湖北電科院能源互聯網技術中心負責人，中電聯能源互聯網標委會委員、國際大電網會議（CIGRE）中國專家會委員，先后獲得國網公司專業領軍人才、中國電力優秀科技工作者、中國能源研究會優秀青年能源科技工作者、國網公司優秀共產黨員、國網公司勞動模范等榮譽。在特高壓輸電建設工程中，沈煜作為國網重點實驗室核心成員，他和團隊連續兩年近400天泡在現場和實驗室，攻克了特高壓設備現場試驗關鍵技術難題，以零差錯的優異成績完成世界上首臺特高壓變壓器現場試驗，使我國在該領域走在世界前列。他創新研究電力設備絕緣診斷新技術，多次準確發現設備隱患，入選國網典型案例。帶隊出具專業技術報告70余份，提出事關電網安全運行生產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的領軍人物，為我國電網建設和特高壓輸電工程做出了巨大的貢獻，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，學好本領參與國家建設，為我國“十四五”規劃建設添磚加瓦。

結束語

職業規劃教育的開展還可以以更多的方式進入課堂，如：講授式、案例學習指導法等。只要能起到喚醒學生職業意識的作用，教師都可以根據實際情況需求不斷嘗試新的教學方法。開展職業規劃教育是為了讓學生對職業有正確的認知，從而喚醒學生的職業規劃意識，幫助學生更好地了解自己，樹立正確的職業理想觀。開展職業規劃教育可以讓學生有意識地培養意向職業需要的知識能力、職業態度和職業素養。職業規劃教育是我國現代社會時勢所需，應結合我國實際情況大力推進發展。

參考文獻

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