電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程思政教學(xué)案例實(shí)踐與思考

海日 恩日 王偉 范曉姣 溫慧媛

摘?要：通過案例式教學(xué)，利用課程思政，以大國(guó)工匠精神、科技報(bào)國(guó)信念、工程倫理判斷、審美為導(dǎo)向產(chǎn)出深化培養(yǎng)方案，并給出了基于層次分析法的思政案例分析過程。

關(guān)鍵詞：課程思政；成果導(dǎo)向；電力系統(tǒng)繼電保護(hù)；層次分析法

中圖分類號(hào)：TB?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.10.089

0?引言

以“立德樹人”作為教育的根本任務(wù)，課程思政通過高教[2020]3號(hào)文件為各高等學(xué)校提供指導(dǎo)。文中明確要堅(jiān)持學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)，不斷提升學(xué)生的課程學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)習(xí)效果。并特別指明工學(xué)類專業(yè)課程，要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。各工學(xué)類學(xué)校及專業(yè)都積極探索強(qiáng)化思政元素的特色人才培養(yǎng)模式。以新工科為主線，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的課堂思政正有序開展，其中包括作為專業(yè)核心課程的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程。該課程以繼電保護(hù)技術(shù)為主線，有利于授課對(duì)象初步形成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)方案的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行全過程的工程思維，為解決復(fù)雜電力系統(tǒng)繼電保護(hù)問題奠定一定的基礎(chǔ)。本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)案例設(shè)計(jì)，研究將電氣工程專業(yè)知識(shí)與思政元素融合的教學(xué)模式。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程目前存在的問題：教學(xué)情境設(shè)計(jì)與實(shí)踐環(huán)節(jié)配合無(wú)法達(dá)到讓學(xué)生有效解決實(shí)際工程問題的目的。根本原因是學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，但是案例式教學(xué)手段可以深化教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。案例式教學(xué)方法是圍繞知識(shí)點(diǎn)精心設(shè)計(jì)特定案例，組織學(xué)生開展討論學(xué)習(xí)，形成反復(fù)的互動(dòng)，學(xué)生主動(dòng)研究案例，在自主學(xué)習(xí)過程中提升解決問題的能力。案例式教學(xué)方法需要充足的學(xué)時(shí)，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程中，全程采用案例式教學(xué)方法并不實(shí)際。但可以考慮與思政元素配合從而達(dá)到產(chǎn)出成果。本課程可以深入挖掘的思政案例豐富，下面通過理論（實(shí)踐）環(huán)節(jié)案例進(jìn)行闡述。

1?課程案例

1.1?新型電力系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新力

將國(guó)家重大目標(biāo)與課堂教學(xué)融合，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新力。力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和（簡(jiǎn)稱3060目標(biāo)）。我國(guó)持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展可再生能源，努力兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綠色轉(zhuǎn)型同步進(jìn)行。節(jié)約能源是實(shí)現(xiàn)3060目標(biāo)的關(guān)鍵手段。節(jié)約能源的同時(shí)，需要穩(wěn)步發(fā)展以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)的概念是身為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生必須熟悉的內(nèi)容。新型電力系統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)意味著洞悉電力行業(yè)發(fā)展與就業(yè)趨勢(shì)。

案例1

概念：在滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展電力需求的前提下，新型電力系統(tǒng)具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動(dòng)基本特征。源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)與多能互補(bǔ)推動(dòng)新技術(shù)、新理念、新產(chǎn)品的發(fā)展。

拓展：電力行業(yè)助力3060目標(biāo)，需要社會(huì)各界的同心協(xié)力發(fā)展新型電力系統(tǒng)；而新型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)將更加復(fù)雜。協(xié)調(diào)速動(dòng)性、選擇性、可靠性、靈敏性將是更加具有挑戰(zhàn)的一項(xiàng)工作。故障特征的變化對(duì)于電流保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、重合閘安全裝置的可靠性的影響較大。新型保護(hù)裝置尚處在開發(fā)應(yīng)用處于起步階段，需要大量的人才為之奮斗。

1.2?繼電保護(hù)的配合，培養(yǎng)同理心

將行業(yè)現(xiàn)狀與課堂教學(xué)融合，培養(yǎng)學(xué)生的同理心。理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配合是學(xué)生學(xué)習(xí)繼電保護(hù)原理的重點(diǎn)內(nèi)容。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配合最大限度地保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行不受影響，更是保證被保護(hù)電力系統(tǒng)主保護(hù)區(qū)域重疊“無(wú)死區(qū)”。而提高電力系統(tǒng)供電持續(xù)可靠性也需要電力工作人員24小時(shí)“無(wú)死區(qū)”輪換工作。學(xué)生可以從用戶的角度考慮24小時(shí)供電可靠的重要性，從而接受倒班制度，培養(yǎng)同理心，做好未來(lái)可能倒班工作的心理建設(shè)。

案例2

概念：保護(hù)區(qū)域間重疊的目的是使電力系統(tǒng)中的任何需要保護(hù)的區(qū)域有相應(yīng)的主保護(hù)存在。即電力系統(tǒng)繼電保護(hù)之間的配合。

素養(yǎng)拓展：根據(jù)單位工作的性質(zhì)，對(duì)工作時(shí)間給出的合理安排為“倒班制”。這種工作時(shí)間安排的制度電力行業(yè)常見的有“三班四倒”“三班三倒”“三班兩倒”。從人員角度看，主要相關(guān)因素有人員數(shù)量、自由支配時(shí)間、人員工作效率以及是否有機(jī)動(dòng)性。

1.3?生命之吻，感悟美

將世界名作與課堂教學(xué)融合，培養(yǎng)學(xué)生的審美。作為欣賞普利策新聞獎(jiǎng)作品，攝影師羅科·莫拉比托（Rocco?Morabito）拍攝的1968年獲獎(jiǎng)作品《生命之吻》，展示的是一位名電力工作人員，正為同事以口對(duì)口人工呼吸方式急救，因其同事誤觸了帶電電纜而失去意識(shí)。

案例3

知識(shí)：心肺復(fù)蘇法與安全繩（帶）的作用。

拓展：傷者觸電后休克，幸好有安全繩（帶）防止高空墜落。拯救者迅速捉住并且進(jìn)行人工呼吸。即使現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法施行心外壓，卻透過持續(xù)不斷把氣吹入傷者肺中，直至恢復(fù)輕微脈象，通過進(jìn)一步治療，最終傷者完全康復(fù)?！渡恰返牡锚?jiǎng)?wù)宫F(xiàn)了危急時(shí)刻人性的光輝。通過工程倫理學(xué)分析該事件的不同結(jié)果，對(duì)學(xué)會(huì)認(rèn)知、欣賞和感悟美。與課程知識(shí)點(diǎn)相似，每個(gè)案例都可以列出知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)及素養(yǎng)目標(biāo)。能力目標(biāo)依次分別是創(chuàng)新力、同理心、感悟美；而素養(yǎng)目標(biāo)則依次是責(zé)任感與愛國(guó)精神、職業(yè)素養(yǎng)、倫理素養(yǎng)。通過深化教學(xué)目的可以進(jìn)一步深化教學(xué)情境、增強(qiáng)臨場(chǎng)感。

通過案例式教學(xué)法，利用信息技術(shù)，學(xué)生自主地進(jìn)入討論和思辨的狀態(tài)，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課堂進(jìn)而取得了初步的效果。課程實(shí)現(xiàn)了知識(shí)、能力與素養(yǎng)有機(jī)融合，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。相比較與傳統(tǒng)課堂提高了全員參與度的同時(shí)，學(xué)生主動(dòng)地了解更多國(guó)家政策與電力行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，從而提高自驅(qū)型學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)來(lái)正面應(yīng)對(duì)就業(yè)緊迫感與壓力。

2?基于層次分析法的教學(xué)思考

層次分析法經(jīng)常用于進(jìn)行定性和定量分析的決策。結(jié)合思想政治元素，可以將教學(xué)案例通過目標(biāo)層、指標(biāo)層與方案層進(jìn)行分析導(dǎo)向成果產(chǎn)出。本文一級(jí)指標(biāo)由科技報(bào)國(guó)信念、工程倫理判斷、大國(guó)工匠精神組成。每個(gè)一級(jí)指標(biāo)下，可以對(duì)應(yīng)給出其二級(jí)指標(biāo)。以愛國(guó)主義為本質(zhì)要求的新時(shí)代科技報(bào)國(guó)情懷堅(jiān)持自主創(chuàng)新為核心要義、建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)為奮斗目標(biāo)。綜合考慮，科技報(bào)國(guó)信念對(duì)應(yīng)二級(jí)指標(biāo)創(chuàng)新力，專業(yè)知識(shí)，愛國(guó)情懷，責(zé)任擔(dān)當(dāng)指標(biāo)。根據(jù)工程倫理在全生命周期的內(nèi)涵，工程倫理判斷對(duì)應(yīng)二級(jí)指標(biāo)為同理心，倫理素養(yǎng)，工程基礎(chǔ)知識(shí)。值得一提的是處理好人與人、人與社會(huì)、人與自然離不開同理心。從提高職業(yè)品質(zhì)與道德品質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的角度探究人才培養(yǎng)方案重塑的重要問題，考慮到二級(jí)指標(biāo)不重復(fù)的原則，本文大國(guó)工匠精神則對(duì)應(yīng)二級(jí)指標(biāo)為意志力，自驅(qū)型學(xué)習(xí)能力，職業(yè)素養(yǎng)。結(jié)合1-9比例標(biāo)度，對(duì)兩兩因素進(jìn)行比較得出以下比較矩陣A1、A2、A3。比較矩陣A1、A2、A3分別對(duì)應(yīng)于一級(jí)指標(biāo)科技報(bào)國(guó)信念、工程倫理判斷、大國(guó)工匠精神。

A1=151/511/31/51/51/7355711/331（1）

A2=11/333151/31/51（2）

A3=1351/3131/51/31（3）

通過矩陣計(jì)算得到最大特征根λmax分別依次等于4.240、3.036、3.036。四階次比較矩陣取隨機(jī)一致性指標(biāo)RI為0.934；三階次比較矩陣取隨機(jī)一致性指標(biāo)RI為0.58。最后得到檢驗(yàn)系數(shù)CR分別等于0.085、0.031、0.031?？梢娖溆?jì)算值通過了一致性檢驗(yàn)（都小于0.1）。下面將上述內(nèi)容整理到表1中。

高等學(xué)校的類型大致可分為研究型高等學(xué)校與應(yīng)用型高等學(xué)校。任何類型高校工科類培養(yǎng)方案都離不開德育、智育、體育、美育、勞育目標(biāo)下的全面培養(yǎng)。由表中的二級(jí)指標(biāo)可以分析出，課堂思政就是德育、智育、體育、美育、勞育目標(biāo)的學(xué)科化深度挖掘?？萍紙?bào)國(guó)信念可看作是德與智的結(jié)合?！爸恰辈粌H是知識(shí)更是智慧，也包括運(yùn)用與創(chuàng)新。而愛國(guó)情懷、責(zé)任心、同理心及倫理素養(yǎng)更多要求德育，工程基礎(chǔ)知識(shí)則要求智育。大國(guó)工匠精神是體育與勞育的集中表現(xiàn)；因?yàn)轶w育最終目標(biāo)是健康體魄與意志力。勞育則表現(xiàn)為堅(jiān)持不懈地艱苦奮斗。大國(guó)工匠精神正是需要懷有堅(jiān)強(qiáng)意志力去艱苦奮斗。所以，文中的二級(jí)指標(biāo)綜合了德育、智育、體育、勞育。不難發(fā)現(xiàn)，審美教育的特點(diǎn)不夠突出。

對(duì)于工科學(xué)生來(lái)說(shuō)似乎培養(yǎng)審美教育只能借助于美術(shù)欣賞、音樂欣賞等選修課。但審美教育正是目前理工類學(xué)生比較薄弱的培養(yǎng)模塊。審美教育通過培養(yǎng)人們認(rèn)知美、體驗(yàn)美、感受美、欣賞美，最終嘗試創(chuàng)造美。本文中的案例3嘗試用著名作品培養(yǎng)學(xué)生的審美，通過借助“云班課”中的頭腦風(fēng)暴方式發(fā)現(xiàn)學(xué)生積極性有了很大的提高。本文將審美教育注入一級(jí)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)認(rèn)知力、感受力、創(chuàng)造力為二級(jí)指標(biāo)去完善課堂思政的指標(biāo)層，如表1所示。這里不再給出其比較矩陣。通過計(jì)算比較矩陣得到最大特征根λmax等于3.036。取隨機(jī)一致性指標(biāo)RI為0.58，計(jì)算得到檢驗(yàn)系數(shù)CR等于0.031。可見其數(shù)值通過一致性檢驗(yàn)。在認(rèn)為德育、智、體、美、勞育同樣重要的情況下，經(jīng)過討論研究，確定一級(jí)指標(biāo)科技報(bào)國(guó)信念、工程倫理判斷、大國(guó)工匠精神、審美的權(quán)重分別確定為0.2、0.2、0.4、0.2。也可以根據(jù)課程性質(zhì)與學(xué)時(shí)自行調(diào)整權(quán)重。在權(quán)重確定的情況下，可以算出對(duì)應(yīng)的百分比。由數(shù)據(jù)換算可知，責(zé)任心、意志力、倫理素養(yǎng)、感應(yīng)力的百分比較高。

3?結(jié)語(yǔ)

以創(chuàng)新力、同理心、感悟美為出發(fā)點(diǎn)給出相應(yīng)案例。利用層次分析法發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)責(zé)任心、意志力、倫理素養(yǎng)、感應(yīng)力對(duì)工科類學(xué)生十分關(guān)鍵。與此同時(shí)，工科類學(xué)生的審美教育待進(jìn)一步深化，并給出了相應(yīng)的指標(biāo)與權(quán)重。利用此權(quán)重可以選擇更加適合專業(yè)課程的課堂思政案例實(shí)施教學(xué)過程。

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