《水轮机》课程标准新.docx
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《水轮机》课程标准新
《水轮机》学习领域课程标准
本课程标准由《水轮机》课程组与漳河水电站、天堂抽水蓄能电厂等企业联合开发制定。
《水轮机》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”为着眼点来组织课程内容，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。
通过对水电站电力设备与管理专业的职业岗位所需能力分析，结合云南省水电行业的特点，制定了该专业课程体系。
本课程为水电站电力设备与管理专业的核心课程，课程以水轮机调速器为学习对象，在学习水轮机调速器基本知识的基础上，掌握水轮机调速器的运行管理、维护检修、安装调试等技能，满足企业对水电站运行维护人才的需求。
一、学习领域定位（思路）
1.本学习领域课程对应的职业典型工作任务
本学习领域对应于本专业中的第六个典型工作任务，即水力机械运行、检修及安装。
2.本学习领域在课程体系中的地位与作用
本课程是小型水电站及电力网专业的一门专业核心课程，它包括水电站与水轮机两部分内容，是水轮机安装工、水轮机检修工、水轮发电机组值班员等岗位所必备的一门专业技能课。
课程设计思路
1、课程设置的依据
水电站动力设备与管理专业毕业生主要就业岗位群之一为水力发电行业，从事机电设备的运行管理、维护检修、安装调试等工作（岗位〕。
而水轮机调速器是水电站机电设备的重要组成部分，承担着保证电站安全可靠生产及电能频率质量指标的任务。
为了保证学生水轮机调速器的运行管理、维护检修、安装调试等技能，胜任水力发电行业岗位的工作需求，特设置该门课程。
2、课程目标、内容制定的依据
课程目标、内容制定的依据来自企业生产一线的岗位能力调研。
机电设备运行与维护专业毕业生主要就业岗位群之一为水力发电行业，从事机电设备的运行管理、维护检修、安装调试等工作岗位、就职于水力发电站的有运行管理岗位和检修岗位，就职于水电施工企业的有安装检修调试岗位。
通过走访这些企业，可以了解企业对这些岗位员工的具体技能与态度要求，这些具体要求就是课程目标制定的依据。
课程目标制定后，再根据课程目标确定相应的教学内容。
3、课程目标实现的途径
首先进行必要的知识传授，使学生掌握机械液压型调速器和微机调速器工作原理、部件组成、作用；再引导学生采用模拟或实训手段，应用掌握的知识去完成施工企业的安装检修调试岗位、水力发电企业的运行管理与检修岗位的典型工作任务。
学习过程贯穿教室、实训室、发电厂生产或施工现场、学生顶岗实习具体岗位，按照掌握知识、应用知识、形成技能的路线实现课程目标。
《水轮机》课程与其他课程关系表
课程关
联类别
关联课程与关联点分析
顺序
关系
课程名称
关联点
公共基础课
机械工程CAD
工程图识图、制图的基本方法
前导
专业课
水电站电气设备
水力机械、电气设备为水电站的主要机电设备
平行
水轮机调节及辅助系统
调速器及油气水系统为水轮机服务
后续
电力系统自动装置
水电站开停机操作控制对象即为水力发电机组（水轮机）
后续
实践课
水力机组安装与检修
安装与检修的主要对象即为水力发电机组（水轮机）
后续
水电站运行实习
水轮机运行为水电站运行的重要内容之一
后续
二、学习（能力）目标
通过水轮机课程的学习，使学生掌握水电站的类型及枢纽建筑物的组成，掌握水轮机的基本类型、工作原理、工作特性等知识，能进行水轮机的运行管理、安装检修及水轮机选型设计的职业技能。
课程以“通史”与“通时”、“理论”与“实践”、“仿真”与“实际”的关系为主线，设计了以下目标：
1.掌握水轮机调节的基本原理知识；
2.掌握机械液压型调速器的基本知识；
3.掌握调节系统的特性及调速器的调整试验基本知识；
4.掌握微机调速器的基本知识；
5.掌握水电站调节保证计算的基本知识；
6.掌握调速器的运行、维护与故障分析处理的基本知识。
7.能够进行机械液压式调速器的运行操作、安装、调试、检修与维护；
8.能够进行调速器配套油压装置的进行运行操作、安装、调试、检修与维护：
9.能够进行微机调速器的进行运行操作，并微机控制系统故障进行简单判定，对机械液压系统进行安装、检修与维护；
10.能够根据调节对象特性确定调速器的运行参数并进行参数整定；
11.能够进行水电站调节保证计算，并据此确定水轮机导水机构的启闭时问；
12.能够胜任水电生产企业水轮机调速器的运行管理和维护检修、水电施工企业水轮机调速器的安装调试等岗位工作任务；
1．专业知识目标
（1）熟悉水能的开发和水电站基本类型、厂房的布置；
（2）理解水轮机的基本工作原理；
（3）掌握水轮机的基本结构、作用和组成；
（4）熟悉水轮机的选型内容、原则、主要参数的计算；
（5）掌握水轮机的运行特性曲线的绘制方法。
2．职业技能目标
（1）具有一定的识图和CAD绘图能力；
（2）能根据国家有关标准进行水电站机组安装及电气设备施工；
（3）熟悉水轮机的基本组成，能够进行机组安装、运行、调试、检修与维护；
（4）熟悉水轮机的选型方法，具备一定的选型设计能力；
（5）能根据模型综合特性曲线绘制水轮机运行特性曲线；
（6）具备基本资料收集、整编能力，并对工程资料进行归纳和分析能力；
（7）具有设计规范的使用能力和设计报告的编写能力。
3．综合素质目标
（1）具有良好的职业道德，正确的从业心态；
（2）具有积极上进的职业心理以及刻苦钻研的好学精神；
（3）具有良好的团队精神和协作能力，能与设计、施工、监理、业主监理保持良好且持久关系的能力。
三、学习（工作）内容
工作对象
工作题材
水轮机的运行、安装、故障处理及选型设计
工具
水轮机运行规程、水轮机组安装规范、水电站机电设计手册（水力机械）。
工作方法
填写运行日志及操作票、编制机组安装工艺书及安装流程、设计手册的使用。
劳动组织
以3-4人组建一个工作小组，以小组为单位，小组成员分工协作完成工作任务。
工作要求
依据规程规范，根据经济性、技术性要求确定安装检修方案；按要求填写操作票及检修任务单，完成机电设备的运行、安装、检修及选型设计。
四、学习领域设计
（一）学习领域设计
基于本学习领域对应的典型工作任务，本学习领域分为6大学习情境。
在每个学习情境中，以工作过程为导向，任务驱动，理实一体，以学生为主体，调动学生自主学习的积极性。
学习情境表
序号
学习情境
学时
教学方法
学期
1
水电站与水轮机认知
6
课堂讲授、分组讨论
多媒体演示、实物参观
3
2
水轮机的结构及部件拆装
14
课堂讲授、设问引导、分组讨论
多媒体演示、实物参观
3
3
水轮机的工作过程分析
10
课堂讲授、设问引导、分组讨论
多媒体演示、演绎法、图示法
3
4
水轮机的相似理论与模型试验
10
课堂讲授、设问引导、分组讨论
多媒体演示、模拟教学法
3
5
水轮机的运行及故障处理
10
课堂讲授、设问引导、分组讨论多媒体演示、现场实训
3
6
水轮机特性曲线与选型设计
10
课堂讲授、案例分析、设问引导
分组讨论、课程设计
3
合计
60
（二）学习情境设计
学习情境1
水电站与水轮机认知
学习时间
6学时
教学方法
课堂讲授、分组讨论、多媒体演示、实物参观
任务描述
1.水电站的分类及枢纽建筑物的组成；
2.水电的特点及水力发电基本原理；
3.水轮机的类型及工作参数。
学习目标
1.能够判别水电站的类型及枢纽建筑物。
2.了解水电的特点及水力发电原理。
3.理解水轮机的类型及主要工作参数。
学习内容
1.水电站的类别及枢纽建筑物的组成、功能。
2.水电的优缺点及水力发电的原理。
3.反击式、冲击式水轮机的分类及水头、流量等主要工作参数。
企业工作情境描述
到水电站结合水电专业认识实习进行现场教学；在校内实训室，结合水力发电机组模型及实物进行教学。
学习组织形式
以班级为单位安排认识实习，到水电站现场参观学习、讲解；以小组为单位到校内实训场所进行实训教学。
考核标准
1.要求叙述水电站枢纽建筑物的组成的功能（30%）；
2.要求叙述水电的特点、优缺点及水力发电原理（20%）；
3.水轮机的工作参数的定义及计算（50%）。
课程名称
开设专业
开设学年（学期）
学时：
63
理论
实践
水轮机调节
水动
第二学年
（第五学期）
53学时
10学时
前导课程
后续课程
《电工及电子技术》《电机学》《电气控制与PLC》《水轮机》《水力机组辅助设备》《机械制图》《机械设计基础》《水能利用》《工程流体力学》等
《水轮发电机组的安装与检修》《水电站自动装置》
《水电站继电保护》
《毕业设计》
教
学
目
标
知识
目标
1.掌握水轮机调节的基本原理知识；
2.掌握机械液压型调速器的基本知识；
3.掌握调节系统的特性及调速器的调整试验基本知识；
4.掌握微机调速器的基本知识；
5.掌握水电站调节保证计算的基本知识；
6.掌握调速器的运行、维护与故障分析处理的基本知识。
能力
目标
1.能够进行机械液压式调速器的运行操作、安装、调试、检修与维护；
2.能够进行调速器配套油压装置的进行运行操作、安装、调试、检修与维护：
3.能够进行微机调速器的进行运行操作，并微机控制系统故障进行简单判定，对机械液压系统进行安装、检修与维护；
4.能够根据调节对象特性确定调速器的运行参数并进行参数整定；
5.能够进行水电站调节保证计算，并据此确定水轮机导水机构的启闭时间；
6.能够胜任水电生产企业水轮机调速器的运行管理和维护检修、水电施工企业水轮机调速器的安装调试等岗位工作任务；
素质
目标
1.细心的工作态度：
运行操作、安装、调试、检修与维护工作要求的基本素质，操作前要做到心中有数，有备而动手，误操作将会造成电站和电网重大损失；
2.吃苦耐劳精神：
调速器的安装和检修比较辛苦，这就要求学生具备吃苦耐劳的素质；
3.善于分析问题和解决问题的认真态度：
水轮机调速器是水电站技术最复杂的设备之一，设备的安装调试、检修必须弄清其复杂的工作原理，在根据工作原理、设备表现的表象认真分析、试验，才可能完成安装调试和检修工作任务；
4.善于组织、计划的素质：
设备的维护需要工作人员根据有关规程，组织有关人员、制定维护保养计划。
教
学
内
容
水轮机调节的基本原理，机械液压型调速器，调节系统特性及调整试验，调节系统特性及调整试验，调节保证计算，调速器的运行、维护与故障分析处理。
教
学
方
法
与
手
段
教学
方法
分组讨论、启发引导、“实例+实战”教学法、“沟通+鼓励”教学法、“启发+互动”教学法、“项目驱动+情境体验”教学法。
教学
手段
有效使用黑板和课件教学、应用网络教学平台、实施学校和项目现场的静动态教学、应用多媒体及教学软件等教学手段。
考
核
方
法
过程
考核
过程考核（70%）：
主要围绕学习态度、出勤情况（灵活的考勤方式、记录与教师学生动态表），课堂发言、讨论情况（发言的主动性及回答质量），吸收信息能力（从搜集信息的数量及质量角度考核），课堂作业（平时布置的书面作业能否独立、按时、高质量完成，课堂训练要求完成的作业能否按时完成）和综合练习（分析、解决案例和项目实例的能力）等。
终结
考核
终结考核（30%）：
按期末成绩进行折算。
课
程
资
源
校内
实训
基地
校外
实训
基地
南方电网曲靖九龙发电公司天生坝电厂、罗平腊庄电厂
网络
课程
资源
教学团队：
介绍课程负责人、客座教授、专任教师、兼职教师以及教学队伍整体结构、教学改革与技术服务和师资培养等情况。
课程介绍：
课程历史沿革；课程特色教学内容：
课程教学大纲（含理论和实践教学大纲）；课程内容概述；授课教案；模块教学课件（PPT）；作业习题及答案；课程参考书目
教学录像：
实践教学：
实践教学大纲；实习实训内容；实训指导手册；实习实训基地建设；实习实训鉴定；实践教学成果
教学条件：
教材建设；校内外生产性实训基地；网络中心；图书馆建设
师生交流：
学生提问，教师答疑，师生交流空间
网站
资源
学习情境2
水轮机的结构及部件拆装
学习时间
14学时
教学方法
课堂讲授、设问引导、分组讨论、多媒体演示、实物参观
任务描述
1.准确描述水轮机的结构组成及作用；
2.水轮机的辅助部件的分类、作用；
3.水轮机的安装图的识读、水轮机的安装及检修。
学习目标
1.掌握各类水轮机的结构及各部件的作用。
2.掌握水轮机的辅助部件的作用。
3.能够看懂水轮机的结构装配图。
4.能够进行水轮机的安装和检修。
学习内容
1.混流式、轴流式水轮机的结构、组成及各部件的作用。
2.冲击式水轮机的结构、组成及各部件的作用。
3.水轮机的辅助部件的结构及功能。
企业工作情境描述
到水电站结合水力机组的安装实训，运行实训进行教学。
学习组织形式
采用工学交替等教学模式；应用图示法、类比法进行理论讲解；利用多媒体及动画进行教学。
考核标准
1.叙述水轮机的结构组成及各部件的作用（20%）；
2.叙述水轮机的辅助部件的功能（20%）；
3.水轮机的结构装配图的识读（20%）；
4.掌握水轮机安装检修的规范、步骤（40%）。
学习情境3
水轮机的工作过程分析
学习时间
10学时
教学方法
课堂讲授、设问引导、分组讨论、多媒体演示、演绎法、图示法
任务描述
1.水轮机效率的影响因素分析及提高措施。
2.水轮机的工况判断及运行条件分析。
3.水轮机运行工况的调整。
学习目标
1.理解水轮机的工作原理。
2.能够进行水轮机的效率分析。
3.能够判别水轮机的运行工况并能进行工况调整。
学习内容
1.水轮机的基本工作原理和基本方程。
2.水轮机的效率影响因素。
3.水轮机的运行工况及水流速度三角形。
企业工作情境描述
以漳河水电站水轮机为例，分析其效率和工况。
学习组织形式
1.用以班级为单位安排实习，到水电站现场参观学习、讲解。
2.应用图示法、类比法进行理论讲解；
3.利用多媒体及动画进行教学。
考核标准
1.叙述水轮机的基本工作原理（30%）；
2.叙述水轮机的效率影响因素及提高措施（30）；
3.叙述水轮机的最优工况的判别方法及工况调整方法（40%）。
学习情境4
水轮机的相似理论与模型试验
学习时间
10学时
教学方法
课堂讲授、设问引导、分组讨论、多媒体演示、模拟教学法
任务描述
1.水轮机的相似原理与单位参数的应用。
2.水轮机比转速的应用。
学习目标
1.理解水轮机的相似原理与单位参数。
2.理解水轮机系列、比转速的概念及含义。
3.掌握单位参数、比转速的应用。
学习内容
1.水轮机的相似原理、相似条件、相似率与单位参数。
2.水轮机系列、比转速的概念、水轮机的特性试验的方法及参数。
企业工作情境描述
到水轮机生产厂家参观水轮机的特性试验的步骤；结合水轮机设计手册，理解水轮机系列、单位参数、比转速的概念及应用。
学习组织形式
应用图示法、类比法进行理论讲解；利用多媒体及动画进行教学。
考核标准
1.准确叙述水轮机的相似原理、相似条件（20%）；
2.利用水轮机系列进行初步选型设计（40%）；
2.单位参数、比转速的计算及应用（40%）。
学习情境5
水轮机的运行及故障处理
学习时间
10学时
教学方法
课堂讲授、设问引导、分组讨论、多媒体演示、现场实训
任务描述
1.水轮机的气蚀分析及处理。
2.水轮机的泥沙磨损的分析及处理、水轮机的振动的分析及处理。
学习目标
1.掌握水轮机的气蚀机理、类型、危害及安装高程的计算。
2.掌握水轮机的气蚀的防止措施及处理方法。
3.掌握水轮机的泥沙磨损原理及处理方法。
4.掌握水轮机振动的原因及处理方法。
学习内容
1.水轮机的气蚀机理、类型、气蚀系数、安装高程。
2.水轮机的泥沙磨损概念、类型及防止措施。
3.水轮机振动的原因、分类、危害及消除措施。
企业工作情境描述
到水电站结合水力机组的安装实训，运行实训进行教学。
学习组织形式
采用工学交替、任务驱动、项目导向等教学模式；应用图示法、类比法进行理论讲解；利用多媒体及动画进行教学。
考核标准
1.叙述水轮机的气蚀机理、类型、危害（20%）；
2.各类水轮机安装高程的确定（20%）；
3.叙述水轮机的气蚀的防止措施及处理方法（30%）；
4.叙述水轮机的泥沙磨损原理及处理方法（15%）；
5.叙述水轮机振动的原因及处理方法（15%）。
学习情境6
水轮机特性曲线与选型设计
学习时间
10学时
教学方法
课堂讲授、案例分析、设问引导、分组讨论、课程设计
任务描述
1.水轮机特性曲线的识读与绘制。
2.水轮机特性曲线的应用。
3.水轮机的选型设计计算。
学习目标
1.掌握水轮机特性曲线的识读与绘制方法。
2.掌握水轮机特性曲线的作用及应用。
3.掌握水轮机的选型设计的内容及方法。
学习内容
1.水轮机的特性曲线的分类。
2.水轮机特性曲线的绘制步骤。
3.水轮机的选型设计的内容。
企业工作情境描述
到设计院进行现场教学；结合水轮机课程设计进行实训教学。
学习组织形式
采用工学交替、任务驱动、项目导向等教学模式；应用图示法、类比法进行理论讲解；利用多媒体及动画进行教学。
考核标准
1.水轮机特性曲线的识读（10%）；
2.水轮机综合特性曲线的绘制（30%）；
3.水轮机特性曲线的分析及应用（20%）；
4.水轮机的选型设计的内容及方法（40%）。
五、实施建议
1．教材及相关课程资源开发建议
教材：
课程开发组自编教材《水轮机》，教材内容组织采用项目驱动法和能力培养递进的方式进行编排。
参考资料：
梁建和等编《水轮机》，水利水电出版社；
史振声主编《水轮机》，水利电力出版社；
姚志民主编《水轮机原理及水力设计》，清华大学出版社。
。
课程资源：
制作多媒体课件及电子教案，建立网络教学平台，逐步完善教学资源库建设；收集实际工程资料，将其融入教学内容之中；引导学生利用校园数字图书馆，查阅相关资料与信息。
2.课程考核建议
考核分为过程考核和期末考核。
过程考核占总成绩的50%，分阶段进行考核，注重学生的专业能力、方法运用能力及社会能力的考查。
考核形式以课堂提问、平时作业、实训成果、创新意识、实训态度等方面对进行综合评价。
期末考核占总成绩的50%，采用开卷或闭卷考试。
考题内容包括客观题、主观题、综合分析题。
分别考查学生的专业基础知识、知识应用能力、分析归纳与创新能力。
3.师资配备建议
专职教师（1名）：
要求熟悉水轮机的结构原理、运行管理、安装检修及选型设计等业务知识，具备较强的理论及实践教学能力，具备一定的教研能力。
负责该课程的教学、改革与建设。
兼职教师（1名）：
水电企业一线技术人员，要求业务技术水平高、实践动手能力强，具有丰富的运行及安装检修经验。
负责指导学生的实习实训教学，参与课程开发与建设。
4.条件配备建议
进一步加强电力技术实训中心设备建设，完善漳河水电站实习配套设施。
六、说明
本课程标准适用小型水电站及电力网专业。
本课程标准负责人员：
余海明
本课程标准开发人员：
专任教师：
余海明、陈梦影、王春民、梁吟曦、向娈、漆学政
兼职教师：
杨学锋、周全、谭少华、余德江、张才军
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