“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”微課程探討

摘要：微課程是面向?qū)W歷教育的本科教學(xué)工作的改革方向之一。從專(zhuān)業(yè)教育的角度，以“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程為例，從微課的設(shè)計(jì)定位、選題方向、制作方法等方面進(jìn)行了的初步探討。最后針對(duì)該門(mén)課程的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)即“對(duì)繼電保護(hù)的基本要求”，進(jìn)行具體的微課設(shè)計(jì)分析。對(duì)理工科專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)采用微課形式，有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：微課；專(zhuān)業(yè)教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）23-0023-02

微課程，即對(duì)常規(guī)課程的微縮，是基于“微學(xué)習(xí)”而建立的“微內(nèi)容”。具體地，就是用10～20分鐘的教學(xué)設(shè)計(jì)，將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講解通透，并以網(wǎng)絡(luò)媒體作為平臺(tái)展示給學(xué)習(xí)者。由于微課程具有“位微不卑”“課微不小”“步微不慢”“效微不薄”等優(yōu)勢(shì)，隨近幾年高等院校也掀起了微課程的研究之風(fēng)。[1，2]但是，目前高校的微課程研究多集中于基礎(chǔ)課程教學(xué)，而在專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)中應(yīng)用甚少。因此，本文探索了電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”專(zhuān)業(yè)課程的微課設(shè)計(jì)與實(shí)踐，取得了一些教學(xué)心得。

一、微課的設(shè)計(jì)定位

微課程作為網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)終端，服務(wù)于本校電氣專(zhuān)業(yè)或非電氣專(zhuān)業(yè)，甚至校外社會(huì)人群。既可以做電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生的校內(nèi)課程“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”[3]的有益補(bǔ)充，方便學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)等，也可為未修過(guò)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)者開(kāi)啟專(zhuān)業(yè)知識(shí)的大門(mén)。

此外，微課應(yīng)以學(xué)習(xí)者角度設(shè)計(jì)，而非教師角度，從而充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的潛力。[1]

二、微課的制作方法

微課程以網(wǎng)絡(luò)媒體為平臺(tái)，終端以視頻的形式呈獻(xiàn)給學(xué)習(xí)者，因此微課的制作有如下軟硬件的要求：

1.錄制微課的專(zhuān)業(yè)錄播教室

需要配備多機(jī)位的高清攝像機(jī)。按照筆者制作經(jīng)歷，至少需要一個(gè)針對(duì)主講教師的機(jī)位，一個(gè)針對(duì)聽(tīng)講學(xué)生的機(jī)位，如果有師生全景鏡頭，效果更佳。多機(jī)位的目的，是為了方便后期制作時(shí)鏡頭切換更加游刃有余。當(dāng)然，錄制風(fēng)格可以不拘一格，比如有些采用“畫(huà)中畫(huà)”的預(yù)期方式也是不錯(cuò)的選擇。但無(wú)論采用哪種形式，制作的效果應(yīng)該是提前考慮，做到心中有數(shù)。

2.編輯微課的后期制作平臺(tái)

來(lái)自各攝像機(jī)位以及PPT自動(dòng)播放的多路信號(hào)收集完畢后，需要進(jìn)行合理的剪輯。此外，需要增加字幕的輸出，以及制作必要的反應(yīng)微課內(nèi)容和教師信息等信息的片頭、片尾。

3.展示微課的網(wǎng)絡(luò)媒體平臺(tái)

微課制作完成以后，需要放在一定的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上展示，方便學(xué)習(xí)者使用，如本課程的微課便放在本校的BB教學(xué)平臺(tái)。[4]

三、微課的選題方向

由微課的定位出發(fā)考慮，選題應(yīng)偏重基本知識(shí)點(diǎn)。應(yīng)用到本課程，比如“對(duì)繼電保護(hù)的基本要求”“阻抗繼電器的動(dòng)作特性”等，都比較適合制作成微課形式。但是，如果是面向職業(yè)培訓(xùn)的微課，宜跳過(guò)基礎(chǔ)階段選擇面向工程的具體案例來(lái)強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)。[5]

本文以“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程為例，進(jìn)行一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的微課設(shè)計(jì)案例——“對(duì)繼電保護(hù)的基本要求”。

1.教學(xué)背景[6]

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”是電氣工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生的必修課，設(shè)置于第七學(xué)期。先修課程主要為“電力系統(tǒng)基礎(chǔ)”“供配電技術(shù)”等。

學(xué)生在學(xué)習(xí)本門(mén)課程之前，已經(jīng)對(duì)電力系統(tǒng)的一次設(shè)備、接線方式、運(yùn)行方式等有了基本的認(rèn)識(shí)，也已經(jīng)掌握了潮流計(jì)算、短路計(jì)算等計(jì)算方法?！半娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)”圍繞電力系統(tǒng)二次設(shè)備，對(duì)典型集中傳統(tǒng)保護(hù)原理進(jìn)行介紹。

本次微課內(nèi)容，是該課程第一章《緒論》中的第三小節(jié)，根據(jù)教學(xué)安排，是本門(mén)課程的第二次課。第一次課，學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)的基本任務(wù)有了一定的認(rèn)識(shí)。這次課，承接上堂課的內(nèi)容，繼續(xù)討論“對(duì)繼電保護(hù)的基本要求”。

從整個(gè)課程體系來(lái)看，本節(jié)內(nèi)容“對(duì)繼電保護(hù)的基本要求”是貫穿全課程的最重要基本線索，處于一個(gè)綱領(lǐng)性的地位。

2.教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)：掌握“對(duì)繼電保護(hù)的基本要求”，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。要求理解四項(xiàng)基本要求的含義，并能夠分別舉例說(shuō)明。其中選擇性和可靠性是難點(diǎn)，而選擇性又是重點(diǎn)。

3.教學(xué)方法

授課形式采用以多媒體教學(xué)為主，板書(shū)為輔。教學(xué)手段采用啟發(fā)式、案例式、類(lèi)比法、闡述法、比較法、列舉法等多種方法結(jié)合。

4.教學(xué)路線

在上課伊始，通過(guò)播放一個(gè)“變壓器故障”的視頻短片，讓學(xué)生復(fù)習(xí)“電力系統(tǒng)故障”的概念以及“故障的危害”。通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的沖擊，增加學(xué)生對(duì)以上知識(shí)點(diǎn)的感受。

由“啟發(fā)式”教學(xué)法，提出問(wèn)題：為了避免以上損失，故障能否及時(shí)從電網(wǎng)中切除？若可以，又由誰(shuí)來(lái)完成？通過(guò)上節(jié)課程可知，繼電保護(hù)可以扮演這樣的角色，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的三道防線之首。

再利用“啟發(fā)式”教學(xué)法深化問(wèn)題，進(jìn)一步提出：繼電保護(hù)如何能夠完成基本任務(wù)，即對(duì)繼電保護(hù)有何基本要求？從而自然而然地引出本節(jié)課的主要內(nèi)容。

利用多媒體課件的演示，在進(jìn)入正式內(nèi)容之前，聯(lián)系工程實(shí)際，補(bǔ)充了“幾個(gè)位置稱謂”。

同時(shí)，采用“類(lèi)比”法，類(lèi)比電力潮流的“上下游”的相對(duì)關(guān)系，明確“上下級(jí)”線路的關(guān)系。此時(shí)，板書(shū)演示電力潮流流向。

利用“闡述法”，介紹本節(jié)主要內(nèi)容“對(duì)繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本要求”，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。同時(shí)指出選擇性和可靠性是“難點(diǎn)”。

關(guān)于“選擇性”講解（難點(diǎn)之一）如下：先利用“闡述法”，介紹了“選擇性”的概念；再利用“啟發(fā)式”，引出進(jìn)一步的探討“什么樣的保護(hù)行為是具有選擇性的行為”，然后利用“案例法”借助多媒體演示（如圖1）解釋以上問(wèn)題。繼而聯(lián)系工程實(shí)際，進(jìn)一步考慮現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題導(dǎo)致主保護(hù)不能動(dòng)作，引出“后備保護(hù)的概念”。再利用“案例法”，借助多媒體演示，解釋“近后備保護(hù)”和“遠(yuǎn)后備保護(hù)”。利用“比較法”，比較遠(yuǎn)、近后備保護(hù)的差異，取決于安裝位置是異地還是本地。最后利用“類(lèi)比法”總結(jié)“選擇性”，用“自掃門(mén)前雪”的生活例子來(lái)類(lèi)比主保護(hù)、近后備保護(hù)、遠(yuǎn)后備保護(hù)的關(guān)系，深化對(duì)選擇性的認(rèn)識(shí)。

關(guān)于“速動(dòng)性”的講解設(shè)計(jì)如下：先利用“闡述法”，介紹了“速動(dòng)性”的概念；再利用“列舉法”，通過(guò)多媒體演示，介紹保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器的動(dòng)作時(shí)間的具體要求；然后聯(lián)系先修課程中關(guān)于“暫態(tài)穩(wěn)定”的知識(shí)點(diǎn)，利用“板書(shū)”畫(huà)出曲線（如圖2）解釋繼電保護(hù)要求速動(dòng)性的其中一個(gè)重要原因。

關(guān)于“靈敏性”講解如下：先利用“闡述法”，介紹了“靈敏性”的概念；再利用“案例法”，通過(guò)多媒體演示，解釋“什么叫做保護(hù)具有靈敏性”；最后提前說(shuō)明后續(xù)章節(jié)內(nèi)容與“靈敏度的計(jì)算”相關(guān)。

關(guān)于“可靠性”講解（難點(diǎn)之二）：首先利用“闡述法”，介紹了“可靠性”的概念以及“影響可靠性的因素”；然后利用“案例法”，指出可靠性中的兩個(gè)方面互有矛盾?！鞍鍟?shū)”演示聯(lián)系薄弱的系統(tǒng)和聯(lián)系緊密的系統(tǒng)，兩種情況下考慮可靠性的側(cè)重點(diǎn)分別是什么。

小結(jié)“四項(xiàng)基本要求”：利用“案例法”，舉例說(shuō)明“選擇性與速動(dòng)性是一對(duì)矛盾體”以及“靈敏性與可靠性是一對(duì)矛盾體”，然后分別用一句話小結(jié)四項(xiàng)基本要求，并指出用辯證統(tǒng)一和矛盾對(duì)立的眼光看待四者之間的關(guān)系。

最后總結(jié)：強(qiáng)調(diào)“四項(xiàng)基本要求不僅是評(píng)價(jià)已有保護(hù)原理的標(biāo)準(zhǔn)，也是設(shè)計(jì)新型保護(hù)原理的依據(jù)，因此四項(xiàng)基本要求將是貫穿整門(mén)課程的線索”。

四、微課設(shè)計(jì)總結(jié)

本節(jié)微課內(nèi)容圍繞“對(duì)繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求”，采用啟發(fā)式、案例式、類(lèi)比法、闡述法、比較法、列舉法等多種教學(xué)手段結(jié)合，以多媒體課件為主、板書(shū)和現(xiàn)場(chǎng)視頻為輔的教學(xué)形式，對(duì)教學(xué)路線進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)，將教學(xué)內(nèi)容深入淺出地傳達(dá)給學(xué)生，達(dá)到了較為理想的教學(xué)效果。

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”這門(mén)課程的特點(diǎn)是不僅理論性強(qiáng)，而且面向工程實(shí)際。因此，本節(jié)課程的設(shè)計(jì)不拘于原始教材，講解過(guò)程中適時(shí)引入工程實(shí)際的案例，理論聯(lián)系實(shí)際，以就業(yè)為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂效果更佳。

另外，本次微課的設(shè)計(jì)注意聯(lián)系先修課程中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)作為新內(nèi)容的支撐。而且，對(duì)本門(mén)課程后續(xù)內(nèi)容也適時(shí)引導(dǎo)，有助于幫助學(xué)生養(yǎng)成“溫故而知新“的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

本次微課內(nèi)容中，關(guān)于四項(xiàng)基本要求的辯證統(tǒng)一和矛盾對(duì)立的關(guān)系，也是一種哲學(xué)思想，可以啟迪學(xué)生的哲學(xué)思維，養(yǎng)成科學(xué)的世界觀、價(jià)值觀、人生觀。

綜上，本次微課的教學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)推動(dòng)教師對(duì)整門(mén)課程的深入思考，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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（責(zé)任編輯：王意琴）