基于CBL《電力工程基礎(chǔ)》課程混合式教學(xué)改革探索

蔡新紅　岑紅蕾　王洪坤

[摘要]針對(duì)《電力工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)目前存在的主要問(wèn)題，將聯(lián)合應(yīng)用案例教學(xué)法（Case-based teaching method， CBL）與混合式教學(xué)方法相結(jié)合，構(gòu)建了一種新的教學(xué)模式。這一模式可以有效解決教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少的問(wèn)題，促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為工科相關(guān)課程的教學(xué)提供了一種新的途徑與方法，進(jìn)一步提高電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 案例教學(xué);混合教學(xué);案例設(shè)計(jì);教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)]? G642??????? ?? ??????? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A???????? ????????????? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2018）34-0108-02

一、引言

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是為電力相關(guān)企事業(yè)單位培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力突出、創(chuàng)新能力強(qiáng)的高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才。為滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的需要，石河子大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)根據(jù)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，于2017年進(jìn)行了本科人才培養(yǎng)方案的修訂。2017版人才培養(yǎng)方案對(duì)寬口徑的專業(yè)進(jìn)行了細(xì)化，設(shè)置了電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、電機(jī)與電力電子兩個(gè)模塊方向，將《電力工程基礎(chǔ)》課程設(shè)置為電機(jī)與電力電子方向的專業(yè)選修課程。

通過(guò)《電力工程基礎(chǔ)》課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生主要掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、發(fā)電廠電氣部分、配電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和高電壓技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，涵蓋了電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電的各個(gè)環(huán)節(jié)。《電力工程基礎(chǔ)》課程內(nèi)容涉及多門專業(yè)課，理論與實(shí)踐結(jié)合緊密，是電機(jī)與電力電子方向?qū)W生了解和掌握電力系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)的一個(gè)重要途徑，對(duì)于學(xué)生知識(shí)的開(kāi)拓和綜合能力的培養(yǎng)具有極其重要的作用。

二、CBL混合式教學(xué)的特點(diǎn)

《電力工程基礎(chǔ)》課程在教學(xué)實(shí)踐中存在內(nèi)容多、課時(shí)少、學(xué)生學(xué)習(xí)困難及興趣不高等諸多問(wèn)題。該課程教學(xué)內(nèi)容涉及電力系統(tǒng)的多門專業(yè)課程，但是作為專業(yè)選修課，只有32學(xué)時(shí)，很難把知識(shí)點(diǎn)做到面面俱到，只能點(diǎn)到為止，不能深入展開(kāi)，如何整合課程內(nèi)容，做到理論與實(shí)踐的有效結(jié)合成為本課程教學(xué)改革的重點(diǎn)。另外，學(xué)生面對(duì)繁雜的公式以及推導(dǎo)過(guò)程，感覺(jué)枯燥無(wú)趣，學(xué)習(xí)效果不理想，學(xué)習(xí)興趣和效率明顯不高。如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，由被動(dòng)變主動(dòng)是課程教學(xué)改革的關(guān)鍵。為了能夠有效解決教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少的矛盾，需要積極探求新的教學(xué)方法和教學(xué)手段。

案例教學(xué)法（Case-based Learning，CBL）是一種基于項(xiàng)目案例，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力和綜合分析解決實(shí)踐問(wèn)題能力，相互交流討論的教學(xué)方法。CBL教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生是實(shí)施過(guò)程的主體，教師需要提供案例的完整素材，學(xué)生針對(duì)案例自主學(xué)習(xí)討論，提出問(wèn)題并得出解決問(wèn)題的方案，而后進(jìn)行總結(jié)分析。通過(guò)這一系列的學(xué)習(xí)過(guò)程，完成整個(gè)教學(xué)過(guò)程。混合式教學(xué)模式是一種將網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的新的教學(xué)方法?；旌鲜浇虒W(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)，整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出實(shí)效，保證教學(xué)質(zhì)量。將CBL與混合式教學(xué)方法相結(jié)合，能夠有效解決《電力工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)中理論教學(xué)枯燥、脫離生產(chǎn)實(shí)際、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、實(shí)踐教學(xué)綜合性不足等問(wèn)題。

三、CBL混合式教學(xué)的實(shí)施

（一）《電力工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)案例設(shè)計(jì)

電力工程實(shí)踐中有著大量的生產(chǎn)案例，并且每一案例基本都具有真實(shí)性、客觀性、因素多樣性、復(fù)雜性等特點(diǎn)。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)案例時(shí)，要充分考慮學(xué)生對(duì)電力工程知識(shí)的掌握程度及案例的復(fù)雜程度，有針對(duì)性地將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的案例分層次、分步驟，層層深入，最終讓學(xué)生在案例中掌握基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用專業(yè)技能對(duì)案例進(jìn)行綜合分析。

電力工程教學(xué)案例可以分為工程設(shè)計(jì)、工程施工、電氣運(yùn)行、電氣事故等四類教學(xué)案例。每一類教學(xué)案例均需要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)和整理，使學(xué)生既能夠掌握專業(yè)理論知識(shí)，又能夠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的復(fù)雜情況進(jìn)行綜合分析，達(dá)到提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的目的。

（二）CBL與混合式教學(xué)方法結(jié)合

混合式教學(xué)是綜合運(yùn)用信息技術(shù)、多媒體技術(shù)，線上與線下相結(jié)合的一種新的教學(xué)模式。為更好地發(fā)揮混合式教學(xué)的特點(diǎn)，需要一個(gè)有效的媒介，將線上與線下有效聯(lián)系在一起，除了任課教師豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)外，案例教學(xué)是一個(gè)很好的途徑?！峨娏こ袒A(chǔ)》課程CBL與混合式教學(xué)模式如下圖所示。

學(xué)生通過(guò)線上的學(xué)習(xí)，主要掌握電力工程的基本知識(shí)，加深對(duì)電力工程的感性認(rèn)識(shí)。線下通過(guò)教師對(duì)理論知識(shí)的強(qiáng)化講解，掌握電力工程相關(guān)的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)計(jì)算過(guò)程和方法，電氣設(shè)備的選擇的依據(jù)，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理和整定原則，高電壓技術(shù)及試驗(yàn)方法。在線上和線下教學(xué)過(guò)程中，圍繞工程案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電力工程基礎(chǔ)知識(shí)、理論方法的鞏固，增強(qiáng)學(xué)生綜合分析、解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐工程問(wèn)題的能力，提升學(xué)生理論與實(shí)踐的綜合素質(zhì)。

（三）典型教學(xué)案例

本文以一個(gè)典型的教學(xué)案例設(shè)計(jì)，介紹基于CBL的混合式教學(xué)方法。教學(xué)內(nèi)容是“斷路器及隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備”，教學(xué)重點(diǎn)是學(xué)生應(yīng)掌握“斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的作用及選擇原則與方法”。下面是一個(gè)典型的事故教學(xué)案例的設(shè)計(jì)過(guò)程：

1.教學(xué)案例：某110kV變電所，10kV開(kāi)關(guān)柜操作過(guò)程中發(fā)生爆炸，繼而引起全站失壓的事故。

2.事故案例描述：某110kV變電所在某10kV線路檢修后，運(yùn)行人員進(jìn)行送電操作，開(kāi)關(guān)合閘未成功，繼電保護(hù)報(bào)“電流I段動(dòng)作跳閘”;檢修人員檢修維修線路后，未發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)，進(jìn)行第二次送電操作，仍未合閘成功，繼電保護(hù)報(bào)“電流I段動(dòng)作跳閘”;運(yùn)行人員進(jìn)行強(qiáng)送，造成開(kāi)關(guān)柜爆炸事故，全站失壓。

3.案例教學(xué)引導(dǎo)：將教學(xué)案例進(jìn)行線上發(fā)布，設(shè)置引導(dǎo)問(wèn)題“斷路器為什么會(huì)在第三次合閘時(shí)發(fā)生爆炸”，要求學(xué)生查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的構(gòu)成、原理;在線下的課堂教學(xué)過(guò)程中圍繞教學(xué)案例，講授斷路器的選擇、滅弧原理以及作用，引導(dǎo)學(xué)生回答“什么原因會(huì)引起斷路器爆炸事故”。

4.事故真相：揭示發(fā)生此次事故的真正原因是什么。除了設(shè)備的原因，還要引導(dǎo)學(xué)生討論調(diào)度、運(yùn)行、管理、指揮等各方面的綜合復(fù)雜因素。

5.案例延伸：本教學(xué)案例還可延伸高電壓技術(shù)以及繼電保護(hù)相關(guān)知識(shí)，可以作為后續(xù)章節(jié)的教學(xué)案例，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)理論角度綜合分析事故本質(zhì)。

通過(guò)這一案例教學(xué)，學(xué)生可以深入掌握斷路器的構(gòu)成、工作原理以及選擇計(jì)算的依據(jù)，并保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣，想知道后續(xù)如何分析這一事故。

四、結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合CBL與混合式教學(xué)方法，緊貼電力生產(chǎn)實(shí)際，改變枯燥的電力工程基礎(chǔ)理論教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)感興趣的生產(chǎn)案例，主動(dòng)進(jìn)行理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

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◎編輯 張 慧