基于現(xiàn)場(chǎng)工作全過(guò)程的“直流輸電技術(shù)”課程教學(xué)改革研究

牟 黎，宋志明，馬彥飛，邢鳳民，王 婧

（1.國(guó)家電網(wǎng)有限公司技術(shù)學(xué)院分公司，山東 濟(jì)南 250002；2.國(guó)網(wǎng)濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250002）

0 引言

隨著我國(guó)特高壓直流輸電和柔性直流輸電的快速發(fā)展，對(duì)直流輸電技術(shù)專業(yè)技能型人才的需求不斷增大?！爸绷鬏旊娂夹g(shù)”作為專業(yè)選修課程，學(xué)生對(duì)其重視程度不足?！爸绷鬏旊娂夹g(shù)”課程涉及知識(shí)面廣，實(shí)踐性、操作性較強(qiáng)，單純的理論講授或者單一的授課模式很難使學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識(shí)。因此需進(jìn)行基于現(xiàn)場(chǎng)工作全過(guò)程的“直流輸電技術(shù)”課程混合教學(xué)模式改革，以提高課程教學(xué)質(zhì)量。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生[1]。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)包括前段任務(wù)活動(dòng)階段（介紹主題和任務(wù)）、任務(wù)周期（完成任務(wù)準(zhǔn)備報(bào)告計(jì)劃）和語(yǔ)言聚焦（分析和再練習(xí)）[2?3]。講授法可幫助學(xué)生全面、深刻、準(zhǔn)確地掌握教材，提高課堂教學(xué)效果和效率的同時(shí)能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用[4?5]。單純的講授、翻轉(zhuǎn)課堂和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式都存在一定的局限性，本文根據(jù)“直流輸電技術(shù)”課程的內(nèi)容特點(diǎn)，豐富課程內(nèi)容，探索新的教學(xué)模式，以提高課程教學(xué)質(zhì)量。

1 “直流輸電技術(shù)”課程分析

1）課程教學(xué)內(nèi)容豐富且涉及面廣，學(xué)生掌握起來(lái)比較困難。課程涉及的學(xué)科范圍廣，課程知識(shí)點(diǎn)繁多，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之前需學(xué)習(xí)電力電子、電力系統(tǒng)、電氣設(shè)備、直流控制與保護(hù)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)環(huán)環(huán)相扣，如果基礎(chǔ)不牢固，很難掌握本課程。

2）課程教材內(nèi)容與學(xué)生接受能力、生產(chǎn)實(shí)際不匹配。現(xiàn)有的“直流輸電技術(shù)”課程教材分為兩種：一種教材以實(shí)際工程為例編寫(xiě)，所涉及的工程和現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容較多，以學(xué)生的實(shí)際能力水平，其難以理解教材內(nèi)容；另一種教材全部為直流輸電技術(shù)的理論知識(shí)，若僅講授理論知識(shí)，則課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不夠緊密。

3）教學(xué)方法重理論輕實(shí)踐，教學(xué)模式單一。該課程專業(yè)性和實(shí)踐性強(qiáng)，目前主要采用傳統(tǒng)的講授法進(jìn)行授課，未能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4）缺少有效考核機(jī)制，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性較差。部分院校將“直流輸電技術(shù)”課程列為選修課程，學(xué)生對(duì)課程的重視度不高，學(xué)習(xí)興趣不濃。由于考核形式單一，學(xué)生對(duì)知識(shí)多采用死記硬背的方式，未深入理解直流輸電技術(shù)有關(guān)知識(shí)，遇到問(wèn)題主動(dòng)解決的積極性不高，學(xué)習(xí)能動(dòng)性較差。

2 “直流輸電技術(shù)”課程改革思路

2.1 總體思路

通過(guò)進(jìn)行研究與實(shí)踐，“直流輸電技術(shù)”課程最終采用線上+線下、虛擬+現(xiàn)實(shí)、講授+實(shí)訓(xùn)、學(xué)校+企業(yè)相結(jié)合的多種混合式教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)密切相關(guān)，服務(wù)企業(yè)，精準(zhǔn)教學(xué)；提高教學(xué)效率，幫助學(xué)生順利地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；提升教師科研水平，將企業(yè)崗位需求與實(shí)際教學(xué)內(nèi)容相匹配。

根據(jù)梳理的課程能力模型，以及現(xiàn)場(chǎng)直流換流站崗位的能力要求，對(duì)“直流輸電技術(shù)”課程的內(nèi)容進(jìn)行任務(wù)分解，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)換流站實(shí)際的工作過(guò)程和工作案例，利用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、電力企業(yè)培訓(xùn)基地和網(wǎng)絡(luò)大學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行線上+線下、虛擬+現(xiàn)實(shí)、講授+實(shí)訓(xùn)、學(xué)校+企業(yè)相結(jié)合的教學(xué)模式改革，通過(guò)對(duì)學(xué)生的過(guò)程考核、技能考評(píng)和企業(yè)考核，檢驗(yàn)最終的學(xué)習(xí)成果，課程現(xiàn)狀與課程改革理念如圖1所示。

圖1 課程現(xiàn)狀與課程改革理念

在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，針對(duì)每一個(gè)任務(wù)，要求學(xué)生將任務(wù)名稱、任務(wù)具體步驟和現(xiàn)象進(jìn)行圖文說(shuō)明，根據(jù)學(xué)生的完成情況匯集圖文，將操作正確的任務(wù)形成任務(wù)集，將操作錯(cuò)誤的任務(wù)形成錯(cuò)誤案例集，豐富教學(xué)和研討資源。

2.2 教學(xué)內(nèi)容重組

1）課程原教材包括直流輸電的穩(wěn)態(tài)特性、直流輸電的控制與保護(hù)、直流輸電的諧波特性、高壓直流輸電換流站、直流輸電接地極及其線路等內(nèi)容，全部為理論講授。為使“直流輸電技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作相適應(yīng)，進(jìn)一步分析直流換流站崗位的能力要求，進(jìn)行崗位能力模型重建，細(xì)化初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)能力，明確知識(shí)、能力、素質(zhì)目標(biāo)，結(jié)合能力模型和現(xiàn)場(chǎng)需求對(duì)課程進(jìn)行任務(wù)模塊化分解，任務(wù)由簡(jiǎn)入繁、由單任務(wù)到多任務(wù)，重新確定教學(xué)內(nèi)容模塊。

2）教學(xué)內(nèi)容重組為四部分，分別為線下理論部分、線下實(shí)訓(xùn)部分、線上部分、現(xiàn)場(chǎng)研學(xué)部分，如圖2所示。線下理論部分包括直流輸電系統(tǒng)概述、換流站一次設(shè)備、換流站二次系統(tǒng)、換流站運(yùn)行操作、直流系統(tǒng)故障分析及事故處理。線下實(shí)訓(xùn)部分包括換流站主要設(shè)備巡視、雙極直流系統(tǒng)啟動(dòng)操作、雙極直流系統(tǒng)停運(yùn)操作、單極直流系統(tǒng)功率升降操作、單極直流系統(tǒng)降壓與全壓運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換操作、單極直流系統(tǒng)大地回線與金屬回線轉(zhuǎn)為運(yùn)行操作、單極直流系統(tǒng)OLT試驗(yàn)操作、交流濾波器狀態(tài)轉(zhuǎn)換操作、典型異常及故障處理。線上部分包括《走進(jìn)直流的世界》《換流站運(yùn)維運(yùn)行管理》《換流站運(yùn)維崗位職責(zé)》《換流站巡視管理》等網(wǎng)絡(luò)課件?，F(xiàn)場(chǎng)研學(xué)部分包括換流站一次及二次設(shè)備認(rèn)知、換流站值班模式、換流站典型操作、現(xiàn)場(chǎng)交流答疑等。

圖2 教學(xué)內(nèi)容重組圖

2.3 “直流輸電技術(shù)”課程模式改革

2.3.1 教學(xué)模式改革方案

教學(xué)模式改革方案如圖3所示。

圖3 教學(xué)模式改革方案

1）通過(guò)制作微課視頻等，實(shí)現(xiàn)線上+線下的混合式教學(xué)。制作直流輸電技術(shù)相關(guān)的概念、管理、標(biāo)準(zhǔn)等微課，利用網(wǎng)絡(luò)大學(xué)、騰訊課堂等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，幫助學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)及答疑，形成預(yù)習(xí)、上課、答疑、復(fù)習(xí)的閉環(huán)學(xué)習(xí)模式。

2）線下理論部分除了概念等理論教學(xué)內(nèi)容外，還增加了視頻、圖片、事故通報(bào)等形式的現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)案例，以幫助學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)。線下理論教學(xué)時(shí)，采用講授、分組討論、分組對(duì)抗等靈活多樣的教學(xué)方法進(jìn)行授課。

3）線下實(shí)訓(xùn)時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)操作任務(wù)編制具體操作步驟，利用仿真培訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行任務(wù)操作及事故處理。根據(jù)重新規(guī)劃的課程內(nèi)容進(jìn)行講授，對(duì)于難理解、現(xiàn)場(chǎng)感較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容采用實(shí)訓(xùn)的形式還原現(xiàn)場(chǎng)工作過(guò)程，授課中增加交流研討，實(shí)現(xiàn)講授+實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的混合式教學(xué)。

4）現(xiàn)場(chǎng)研學(xué)。通過(guò)與換流站相關(guān)負(fù)責(zé)人溝通，為學(xué)生提供實(shí)地參觀機(jī)會(huì)，使其對(duì)直流設(shè)備及操作流程有感性認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)虛擬+現(xiàn)實(shí)、學(xué)校+企業(yè)相結(jié)合的混合式教學(xué)。

2.3.2 教學(xué)資源平臺(tái)和仿真實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

1）直流輸電仿真實(shí)訓(xùn)室建設(shè)。建設(shè)直流輸電工程的混合仿真實(shí)訓(xùn)室和數(shù)字仿真實(shí)訓(xùn)室，開(kāi)發(fā)與現(xiàn)場(chǎng)高度一致的仿真系統(tǒng)，包括一次直流設(shè)備實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、二次控制及保護(hù)設(shè)備仿真系統(tǒng)、交流場(chǎng)設(shè)備及環(huán)境仿真系統(tǒng)、通信仿真系統(tǒng)、運(yùn)行人員控制仿真系統(tǒng)、數(shù)字3D仿真系統(tǒng)等。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的案例和操作任務(wù)，開(kāi)展課程線下實(shí)訓(xùn)部分的授課。

2）產(chǎn)學(xué)研基地建設(shè)。加強(qiáng)與電力生產(chǎn)單位交流合作，實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合，建立校企聯(lián)合培養(yǎng)基地，師資互通，培養(yǎng)雙方的“雙師”能力，資源互享，定期進(jìn)行教材開(kāi)發(fā)與修訂、操作任務(wù)更新、現(xiàn)場(chǎng)案例歸集，及時(shí)對(duì)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)研學(xué)活動(dòng)進(jìn)行反饋，定期進(jìn)行雙方的合作交流。

3）相關(guān)教學(xué)資料建設(shè)。在實(shí)訓(xùn)課程中，針對(duì)每個(gè)操作任務(wù)，要求學(xué)生將任務(wù)名稱、具體步驟、每一步的現(xiàn)象進(jìn)行解釋，配備相應(yīng)的截圖并說(shuō)明。根據(jù)學(xué)生的完成情況，將正確的任務(wù)操作資料整理形成任務(wù)集，將錯(cuò)誤的任務(wù)操作資料整理形成錯(cuò)誤案例集，不斷豐富教學(xué)和研討資源。

2.3.3 學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方法改革

1）完善考評(píng)制度，實(shí)現(xiàn)過(guò)程考核、技能考評(píng)、理論考評(píng)和企業(yè)考核的綜合評(píng)定。過(guò)程考核是對(duì)每節(jié)課、每章或每類操作任務(wù)進(jìn)行階段性考核，最終成績(jī)?nèi)∷须A段性考核成績(jī)的平均值。其中，每節(jié)課后利用問(wèn)卷星提前設(shè)置重點(diǎn)及難點(diǎn)問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)掃描二維碼進(jìn)行考核，考核內(nèi)容以本節(jié)課的基礎(chǔ)概念為主；每章學(xué)完后利用一節(jié)課的時(shí)間對(duì)其進(jìn)行理論考核，題目以客觀題為主；每類操作任務(wù)考核是從操作任務(wù)中隨機(jī)選擇一項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行考核，以現(xiàn)場(chǎng)操作票和操作要求為主要考核點(diǎn)。技能考評(píng)是課程結(jié)束后針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的操作類考核。理論考評(píng)是對(duì)課程講授及實(shí)際操作注意事項(xiàng)等相關(guān)理論進(jìn)行考核。企業(yè)考核是學(xué)生到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行研學(xué)過(guò)程中，由現(xiàn)場(chǎng)專家進(jìn)行的考核，且現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行安全一票否決。

2）優(yōu)化測(cè)評(píng)反饋系統(tǒng)。通過(guò)問(wèn)卷星收集學(xué)生的反饋，以不斷改進(jìn)教學(xué)模式。測(cè)評(píng)問(wèn)卷對(duì)教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課件設(shè)計(jì)、課堂管理、教師素質(zhì)、學(xué)生吸收度等進(jìn)行測(cè)評(píng)，以促進(jìn)教師不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，為課程改革提供參考。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)采用基于現(xiàn)場(chǎng)工作全過(guò)程的教學(xué)改革方案進(jìn)行了詳細(xì)分析，闡述了目前“直流輸電技術(shù)”教學(xué)存在的問(wèn)題與不足，并在此基礎(chǔ)上提出改革方案，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、精煉，教學(xué)模式更加多樣、完善，以促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。