“電力系統(tǒng)繼電保護原理”微課程探討

摘要：微課程是面向學歷教育的本科教學工作的改革方向之一。從專業(yè)教育的角度，以“電力系統(tǒng)繼電保護原理”課程為例，從微課的設計定位、選題方向、制作方法等方面進行了的初步探討。最后針對該門課程的一個知識點即“對繼電保護的基本要求”，進行具體的微課設計分析。對理工科專業(yè)課程教學采用微課形式，有一定的參考意義。

關鍵詞：微課；專業(yè)教學；教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0023-02

微課程，即對常規(guī)課程的微縮，是基于“微學習”而建立的“微內容”。具體地，就是用10～20分鐘的教學設計，將一個知識點講解通透，并以網絡媒體作為平臺展示給學習者。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，隨近幾年高等院校也掀起了微課程的研究之風。[1，2]但是，目前高校的微課程研究多集中于基礎課程教學，而在專業(yè)課程的教學中應用甚少。因此，本文探索了電氣工程及其自動化專業(yè)的“電力系統(tǒng)繼電保護原理”專業(yè)課程的微課設計與實踐，取得了一些教學心得。

一、微課的設計定位

微課程作為網絡遠程教學終端，服務于本校電氣專業(yè)或非電氣專業(yè)，甚至校外社會人群。既可以做電氣工程及其自動化專業(yè)本科學生的校內課程“電力系統(tǒng)繼電保護原理”[3]的有益補充，方便學生的課前預習、課后復習等，也可為未修過該門課程的學習者開啟專業(yè)知識的大門。

此外，微課應以學習者角度設計，而非教師角度，從而充分發(fā)揮學習者自主學習的潛力。[1]

二、微課的制作方法

微課程以網絡媒體為平臺，終端以視頻的形式呈獻給學習者，因此微課的制作有如下軟硬件的要求：

1.錄制微課的專業(yè)錄播教室

需要配備多機位的高清攝像機。按照筆者制作經歷，至少需要一個針對主講教師的機位，一個針對聽講學生的機位，如果有師生全景鏡頭，效果更佳。多機位的目的，是為了方便后期制作時鏡頭切換更加游刃有余。當然，錄制風格可以不拘一格，比如有些采用“畫中畫”的預期方式也是不錯的選擇。但無論采用哪種形式，制作的效果應該是提前考慮，做到心中有數(shù)。

2.編輯微課的后期制作平臺

來自各攝像機位以及PPT自動播放的多路信號收集完畢后，需要進行合理的剪輯。此外，需要增加字幕的輸出，以及制作必要的反應微課內容和教師信息等信息的片頭、片尾。

3.展示微課的網絡媒體平臺

微課制作完成以后，需要放在一定的網絡平臺上展示，方便學習者使用，如本課程的微課便放在本校的BB教學平臺。[4]

三、微課的選題方向

由微課的定位出發(fā)考慮，選題應偏重基本知識點。應用到本課程，比如“對繼電保護的基本要求”“阻抗繼電器的動作特性”等，都比較適合制作成微課形式。但是，如果是面向職業(yè)培訓的微課，宜跳過基礎階段選擇面向工程的具體案例來強化知識點。[5]

本文以“電力系統(tǒng)繼電保護原理”課程為例，進行一個知識點的微課設計案例——“對繼電保護的基本要求”。

1.教學背景[6]

“電力系統(tǒng)繼電保護”是電氣工程專業(yè)本科學生的必修課，設置于第七學期。先修課程主要為“電力系統(tǒng)基礎”“供配電技術”等。

學生在學習本門課程之前，已經對電力系統(tǒng)的一次設備、接線方式、運行方式等有了基本的認識，也已經掌握了潮流計算、短路計算等計算方法。“電力系統(tǒng)繼電保護”圍繞電力系統(tǒng)二次設備，對典型集中傳統(tǒng)保護原理進行介紹。

本次微課內容，是該課程第一章《緒論》中的第三小節(jié)，根據教學安排，是本門課程的第二次課。第一次課，學生對繼電保護的基本任務有了一定的認識。這次課，承接上堂課的內容，繼續(xù)討論“對繼電保護的基本要求”。

從整個課程體系來看，本節(jié)內容“對繼電保護的基本要求”是貫穿全課程的最重要基本線索，處于一個綱領性的地位。

2.教學目標

本節(jié)課的教學目標：掌握“對繼電保護的基本要求”，即選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。要求理解四項基本要求的含義，并能夠分別舉例說明。其中選擇性和可靠性是難點，而選擇性又是重點。

3.教學方法

授課形式采用以多媒體教學為主，板書為輔。教學手段采用啟發(fā)式、案例式、類比法、闡述法、比較法、列舉法等多種方法結合。

4.教學路線

在上課伊始，通過播放一個“變壓器故障”的視頻短片，讓學生復習“電力系統(tǒng)故障”的概念以及“故障的危害”。通過視覺和聽覺的沖擊，增加學生對以上知識點的感受。

由“啟發(fā)式”教學法，提出問題：為了避免以上損失，故障能否及時從電網中切除？若可以，又由誰來完成？通過上節(jié)課程可知，繼電保護可以扮演這樣的角色，繼電保護是電力系統(tǒng)安全運行的三道防線之首。

再利用“啟發(fā)式”教學法深化問題，進一步提出：繼電保護如何能夠完成基本任務，即對繼電保護有何基本要求？從而自然而然地引出本節(jié)課的主要內容。

利用多媒體課件的演示，在進入正式內容之前，聯(lián)系工程實際，補充了“幾個位置稱謂”。

同時，采用“類比”法，類比電力潮流的“上下游”的相對關系，明確“上下級”線路的關系。此時，板書演示電力潮流流向。

利用“闡述法”，介紹本節(jié)主要內容“對繼電保護的四項基本要求”，即選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。同時指出選擇性和可靠性是“難點”。

關于“選擇性”講解（難點之一）如下：先利用“闡述法”，介紹了“選擇性”的概念；再利用“啟發(fā)式”，引出進一步的探討“什么樣的保護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）解釋以上問題。繼而聯(lián)系工程實際，進一步考慮現(xiàn)場會出現(xiàn)的各種問題導致主保護不能動作，引出“后備保護的概念”。再利用“案例法”，借助多媒體演示，解釋“近后備保護”和“遠后備保護”。利用“比較法”，比較遠、近后備保護的差異，取決于安裝位置是異地還是本地。最后利用“類比法”總結“選擇性”，用“自掃門前雪”的生活例子來類比主保護、近后備保護、遠后備保護的關系，深化對選擇性的認識。

關于“速動性”的講解設計如下：先利用“闡述法”，介紹了“速動性”的概念；再利用“列舉法”，通過多媒體演示，介紹保護動作時間和斷路器的動作時間的具體要求；然后聯(lián)系先修課程中關于“暫態(tài)穩(wěn)定”的知識點，利用“板書”畫出曲線（如圖2）解釋繼電保護要求速動性的其中一個重要原因。

關于“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”，通過多媒體演示，解釋“什么叫做保護具有靈敏性”；最后提前說明后續(xù)章節(jié)內容與“靈敏度的計算”相關。

關于“可靠性”講解（難點之二）：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方面互有矛盾。“板書”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重點分別是什么。

小結“四項基本要求”：利用“案例法”，舉例說明“選擇性與速動性是一對矛盾體”以及“靈敏性與可靠性是一對矛盾體”，然后分別用一句話小結四項基本要求，并指出用辯證統(tǒng)一和矛盾對立的眼光看待四者之間的關系。

最后總結：強調“四項基本要求不僅是評價已有保護原理的標準，也是設計新型保護原理的依據，因此四項基本要求將是貫穿整門課程的線索”。

四、微課設計總結

本節(jié)微課內容圍繞“對繼電保護的四個基本要求”，采用啟發(fā)式、案例式、類比法、闡述法、比較法、列舉法等多種教學手段結合，以多媒體課件為主、板書和現(xiàn)場視頻為輔的教學形式，對教學路線進行了精心的設計，將教學內容深入淺出地傳達給學生，達到了較為理想的教學效果。

“電力系統(tǒng)繼電保護”這門課程的特點是不僅理論性強，而且面向工程實際。因此，本節(jié)課程的設計不拘于原始教材，講解過程中適時引入工程實際的案例，理論聯(lián)系實際，以就業(yè)為導向，激發(fā)學生的學習興趣，課堂效果更佳。

另外，本次微課的設計注意聯(lián)系先修課程中的相關知識點作為新內容的支撐。而且，對本門課程后續(xù)內容也適時引導，有助于幫助學生養(yǎng)成“溫故而知新“的學習習慣。

本次微課內容中，關于四項基本要求的辯證統(tǒng)一和矛盾對立的關系，也是一種哲學思想，可以啟迪學生的哲學思維，養(yǎng)成科學的世界觀、價值觀、人生觀。

綜上，本次微課的教學設計會推動教師對整門課程的深入思考，具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]張一春.微課建設研究與思考[J].中國教育網絡，2013，（10）.

[2]梁樂明.微課程設計模式研究[J].開放教育研究，2013，（19）.

[3]張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京：中國電力出版社，

2009.

[4]王穎.我校電力系統(tǒng)類課程教學實踐的思考[J].電氣電子教學學報，2012，（34）.

[5]程嵐.微課教學設計思路探討[J].江西電力職業(yè)技術學院學報，

2013，（26）.

[6]王穎.“電力系統(tǒng)繼電保護原理”教學實踐與思考[J].中國電力教育，2013，（12）.

（責任編輯：王意琴）