SPOC + BOPPPS 混合模式的教學(xué)改革與創(chuàng)新
--以電力系統(tǒng)繼電保護為例

崔曉，蘇康友，周寶玲，熊宇

（廣東白云學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院，廣東廣州 510450）

1 課程性質(zhì)及學(xué)情分析

1.1 課程性質(zhì)與目標

電力系統(tǒng)繼電保護是面向電氣工程及其自動化類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)必修課[1]，一般在大三年級開設(shè)，是在學(xué)生已修完了電工、電子、電機等技術(shù)基礎(chǔ)課，對電力系統(tǒng)運行及電氣設(shè)備有一定的了解，掌握了電力系統(tǒng)故障分析的方法之后開設(shè)的理論和實踐并重的課程。

電力系統(tǒng)繼電保護課程根據(jù)廣東白云學(xué)院辦學(xué)定位和電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標要求，明確了課程目標，包括知識目標、能力目標和素養(yǎng)目標三方面要求：知識目標要求掌握常用電磁式繼電器結(jié)構(gòu)、工作原理、性能、操作、選擇及校驗[2]，掌握線路保護的基本工作原理、接線方式、各保護方式動作整定值的計算，掌握自動裝置的原理和計算，掌握重要電氣設(shè)備的保護工作原理和相應(yīng)計算；能力目標要求能夠完成常用繼電器選擇、檢測和應(yīng)用，初步具備供電系統(tǒng)中二次設(shè)備的運行、維護、安裝及調(diào)試能力，具有一定的識圖能力，能看懂繼電保護設(shè)計的相關(guān)圖紙；素養(yǎng)目標是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、觀察能力、團隊合作能力、專業(yè)技術(shù)交流的表達能力，在教學(xué)過程中密切聯(lián)系生產(chǎn)與生活實際，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、崇尚科學(xué)的精神。

1.2 學(xué)情分析

1.2.1 學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)興趣較低

電力系統(tǒng)繼電保護課程有比較多的整定值計算和校驗，需要進行大量的邏輯分析和計算，電力工程基礎(chǔ)、電機與電力拖動等課程反饋部分學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，邏輯思維能力不強。該課程在大三年級開設(shè)，學(xué)生面臨實習(xí)就業(yè)，精力多用于準備求職面試，對于該課程的學(xué)習(xí)興趣不高。

1.2.2 課程內(nèi)容知識點多、計算復(fù)雜

電力系統(tǒng)繼電保護課程需要分析、繪制的圖紙多，具有計算公式多、理論知識多、與工程實際聯(lián)系緊密、內(nèi)容抽象難懂、涉及知識面廣等特征，總體來說是一門難懂難學(xué)的課程[3]。大量的計算、分析也使得學(xué)生對以教師為中心、以教材為載體、依靠板書和PPT 的教學(xué)方式缺乏興趣。

1.2.3 學(xué)生擅長利用智能設(shè)備，喜歡實踐

對學(xué)生的問卷調(diào)查顯示：針對教改前的“以教材為載體”的面對面講授教學(xué)，大多數(shù)學(xué)生認為課程教學(xué)內(nèi)容枯燥，課程與實際聯(lián)系不緊密，僅有少部分學(xué)生對課程學(xué)習(xí)感興趣；學(xué)生更喜歡動手實踐類課程的學(xué)習(xí)，注重知識的應(yīng)用，擅長使用智能設(shè)備、移動網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件來獲取信息，喜歡得到正面激勵。

2 教學(xué)改革與創(chuàng)新

基于以上課程特點和對學(xué)生學(xué)情的分析，為有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)團隊對電力系統(tǒng)繼電保護課程的教學(xué)進行改革。采用任務(wù)驅(qū)動式模塊化教學(xué)，教師在教學(xué)過程中始終堅持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，構(gòu)建了“線下教師為主導(dǎo)、線上學(xué)生自主學(xué)”的SPOC（Small Private Online Course）+ BOPPPS 混合式教學(xué)模式。

2.1 可反復(fù)進行線上學(xué)習(xí)

“SPOC=Classroom（課堂）+ MOOC（慕課）”，是一種通過MOOC 將開放課程的線上資源與傳統(tǒng)教學(xué)相融合的混合學(xué)習(xí)方式[4]。教師把課程中需要進行復(fù)雜計算、不易理解的重難點知識設(shè)置為線上任務(wù)點，方便學(xué)生反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，理解并完全掌握相應(yīng)知識。該課程總共64 學(xué)時，根據(jù)課程內(nèi)容選取了16學(xué)時的理論課為線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，占總學(xué)時的25%，使用的線上學(xué)習(xí)平臺為超星學(xué)習(xí)通[5]。

線上學(xué)習(xí)任務(wù)包括學(xué)習(xí)指引、視頻任務(wù)點、多媒體演示PPT 及參考資料，教師在超星學(xué)習(xí)通平臺發(fā)布各線上任務(wù)點對應(yīng)的主觀題和客觀題作業(yè)，檢驗學(xué)生對任務(wù)點的掌握程度；教師為線上作業(yè)設(shè)置及格分數(shù)線，學(xué)生只有達到及格分數(shù)才被認定為掌握該知識點，所以，為了達到目標，學(xué)生會多次觀看學(xué)習(xí)視頻。從超星學(xué)習(xí)通平臺的統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有的視頻學(xué)生會反復(fù)觀看直至掌握該知識點內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性大幅提高。

2.2 開展BOPPPS 線下一體化教學(xué)

線下一體化教學(xué)共48 學(xué)時。

2.2.1 任務(wù)驅(qū)動，采用BOPPPS 教學(xué)模式

將課程內(nèi)容總結(jié)歸納為4 個任務(wù)模塊：繼電保護基礎(chǔ)、線路的繼電保護裝置、自動裝置、電氣設(shè)備的繼電保護裝置。圖1 為以“任務(wù)1 繼電保護基礎(chǔ)”中的“任務(wù)1-1 認識繼電保護系統(tǒng)”為例的BOPPPS 教學(xué)模式。BOPPPS 教學(xué)模式以建構(gòu)主義和交際法為理論依據(jù)，以有效教學(xué)設(shè)計著稱，是一個強調(diào)學(xué)生參與和反饋的閉環(huán)教學(xué)過程模型[6]。BOPPPS 模型將課堂教學(xué)過程規(guī)劃分為6 個階段：導(dǎo)入（Bridge-in）、目標（Objective）、預(yù)評價（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、后評價（Post-assessment）、總結(jié)（Summary）[7]。

圖1 “任務(wù)1-1 認識繼電保護系統(tǒng)”課程內(nèi)容安排

首先，課前學(xué)生利用超星學(xué)習(xí)通資源庫自主完成線上任務(wù)；其次，課中教師采用BOPPPS 教學(xué)模式，播放歷史上著名的停電事故視頻（B）、學(xué)習(xí)目標（O）、課中鞏固測試（P），發(fā)布虛擬仿真任務(wù)（做中學(xué)）（P），利用學(xué)習(xí)通平臺發(fā)布第二次課上測試（P）等，課堂結(jié)束前進行總結(jié)（知識譜圖）（S）；最后，課后教師發(fā)布智能電網(wǎng)保護視頻、智能電網(wǎng)討論題，與學(xué)生反饋討論題。整個授課過程循序漸進，任務(wù)驅(qū)動，讓學(xué)生在做中學(xué)，在虛擬仿真實踐中發(fā)現(xiàn)所需知識，實現(xiàn)以用促學(xué)、學(xué)以致用的教學(xué)目的[8]。

2.2.2 形成性考核

電力系統(tǒng)繼電保護課程理論與實踐并重，要求學(xué)生有較強的實踐能力[9-10]。在線下課程中，除了虛擬仿真部分外，還相應(yīng)有16 學(xué)時的實驗操作內(nèi)容，分4個項目完成，實驗操作部分由學(xué)院與廣州東芝白云菱機電力電子有限公司共同負責(zé)，共同指導(dǎo)、評價。

形成性考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全面測評，是對學(xué)生課程學(xué)習(xí)成果的階段性考核，也是對學(xué)生學(xué)習(xí)目標的階段性測試，是課程考核的重要組成部分[11-12]。電力系統(tǒng)繼電保護課程采取形成性考核，構(gòu)建了“校企協(xié)同”“過程+終結(jié)性考核”的考核形式（見表1）。過程考核以任務(wù)為目標，重在實現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)以及綜合能力的提高?？己朔譃閷W(xué)習(xí)參與類、階段性考核類和終結(jié)性考核類三種類型。

表1 形成性考核方案

學(xué)習(xí)參與類主要包含出勤（占比5%）、線上作業(yè)（占比10%）和任務(wù)點視頻學(xué)習(xí)（占比5%），主要考核學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性；階段性考核類主要包含4 個實驗項目（占比20%），主要考核學(xué)生的動手操作、數(shù)據(jù)分析和團隊協(xié)作能力；終結(jié)性考核類主要考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和對電力系統(tǒng)故障的分析與計算能力等綜合能力（占比60%）。形成性考核要求學(xué)生在聽講、記錄筆記的同時，還要學(xué)會動腦、動手及具有團隊協(xié)作意識[13]。電力系統(tǒng)繼電保護課程既注重理論學(xué)習(xí)，也注重學(xué)生的工程實踐鍛煉，學(xué)校與企業(yè)共同培養(yǎng)學(xué)生，共同完成實踐操作項目的教學(xué)與評價，讓學(xué)生盡早了解企業(yè)的用人要求。

3 教學(xué)創(chuàng)新成果及推廣

3.1 學(xué)生學(xué)習(xí)成績顯著提高

課程改革從2017 級開始實施，表2 為改革前的2015 級和2016 級電氣工程及其自動化2 班和改革后的2017-2019 級電氣工程及其自動化2 班的成績對比，通過表2 可以看出，改革后學(xué)生的課程學(xué)習(xí)成績顯著提高，表明學(xué)生對理論知識的掌握能力和綜合能力都明顯提高。

表2 歷年學(xué)生成績對比表

課程的教學(xué)改革也獲得了同行的認可。廣東白云學(xué)院結(jié)合督導(dǎo)評價分數(shù)、學(xué)生評教分數(shù)和問卷調(diào)查評分結(jié)果，按一定比例進行折算，得出線上線下混合式教學(xué)試點課程綜合評價結(jié)果。電力系統(tǒng)繼電保護課程被評為2021-2022 學(xué)年第二學(xué)期線上線下混合式教學(xué)典型案例，教學(xué)創(chuàng)新獲得了教學(xué)督導(dǎo)和學(xué)生的認可。

3.2 教師水平不斷提高

線上+線下混合式教學(xué)的開展，需要授課教師具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗，同時對課程內(nèi)容十分熟悉，而且能夠熟練使用數(shù)字化工具進行教學(xué)設(shè)計，對教學(xué)過程有較強的掌控能力。因此，授課教師需要不斷提高教學(xué)能力和知識水平，同時也需要積極參與各種教研活動。由此，通過積極開展教學(xué)創(chuàng)新，教師也受益匪淺。

3.3 推廣應(yīng)用

目前，SPOC + BOPPPS 教學(xué)模式已經(jīng)在廣東白云學(xué)院全日制本科的電力系統(tǒng)繼電保護課程中得到了較好的應(yīng)用。這種教學(xué)模式也可以在專升本的課程中進行推廣，以契合專升本學(xué)生求知欲強的特點，實現(xiàn)因材施教[14]。