任務驅動教學法在“變電站自動化”課程中的應用

摘要：由于課程的性質不同，在任務驅動教學法中任務的設計和實施方法也有各自的特點。變電站自動化課程是一門理論性很強的專業課程，該課程在教學改革中引入了以學生為主體的任務驅動教學方法。文分析了任務驅動教學法的特點和基本要求，本文對此教學方法在變電站自動化課程中應用的具體要求和特點進行了探討和分析。

關鍵詞：任務驅動；教學法；自動化；教學目標

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0037-02

變電站自動化課程現在已經被國內許多高校的電氣工程及自動化專業列為專業必修課程，該課程是隨著現代計算機技術和網絡通訊技術的發展而發展起來的一門專業性很強的課程。這門新興專業課程的教學目標是培養學生的電氣專業技術素養、提高電氣實踐操作技能。而該課程的教學還一直沿用傳統的教學方法，進行簡單、機械的授課和實驗，使該課程教學目標的實現受到了極大的限制。為了有效的提高課程的有趣性，將課程的難點和重點變得通俗易懂，讓學生將理論知識的掌握和實踐技能的形成二者有機的統一起來。探究出一種適合這門課程的新的教學模式，來激發學生進行有內在興趣的主動探究性的學習，在掌握理論知識的同時進行具有知識建構性的實踐操作，從而拓展學生的專業實踐技術能力，促進學生綜合能力的提高，更好的實現變電站自動化課程的教學目標。本文就任務驅動教學法在該課程中的應用進行了分析與探討，以期起到拋磚引玉的作用。

一、任務驅動教學的基本特點

所謂任務驅動教學就是把與教學內容緊密結合的任務作為教師向學生傳授知識的載體，將隱含課程相關理論知識的一個或幾個任務布置給學生，教師對每一個環節提出基本要求，學生在教師的指導下對所提出的任務進行分析、討論，繼而明確完成任務所需的理論知識，然后學生自主進行信息收集和查閱參考文獻，并根據基本要求獨立自主的進行方案設計、方案實施、成果評定。任務驅動教學法的基本特點是以任務為主線，以教師為主導，以學生為主體。以任務為主線就是把將要學習的新知識隱含在一個或幾個任務之中，在完成任務的過程中充分調動起學生解決問題的思維，激發起學生的求知欲和探索欲，提升他們的想象力，提高學生的技術素養和創造潛能，培養學生的實踐能力。以教師為主導則是教師不再簡單的充當講授者的角色，而是根據教學目標的要求，將教學內容進行歸納整理，根據新學習的知識點來設計和安排任務，并對完成任務的各個環節提出具體要求，及時了解學生在完成任務過程中遇到的問題，并引導學生分析問題和解決問題，保證任務實施的順暢性，教師成為學生學習過程中的引導者和監督者。在完成任務的過程中，學生是主體，學生利用自己的創造性思維提出解決問題的方法，從方案的設計到方案的實施，再到最終結果的評價都由學生自主完成。

二、基于任務驅動教學法的變電站自動化課程教學實踐

任務驅動教學法是通過任務設計和任務實施兩個階段來完成的，其核心是任務設計，任務設計的好壞直接決定著教學效果。由于變電站自動化技術課程內容涉及到計算機硬件、軟件、通信、網絡、信號處理、控制和繼電保護等多方面的理論知識，既要求任務緊密的與這些理論知識聯系起來，又要使任務切實可行，所以在任務驅動教學中進行了一些嘗試。

1.任務的設計

在任務驅動教學法中任務的設計是關鍵。教師在進行任務設計時應著重考慮以下幾點：其一，任務設計要有層次，由于每位學生的能力存在差異，所以任務的設計采用循序漸進的原則，從部分到整體，再由整體到難度較高的部分，任務的組成要難易結合。其二，任務的設計要能給學生留有足夠的想象空間，任務的目標是明確的，但完成任務的方法和手段是多種多樣的，設計任務時不應讓任務的條件制約解決問題的方法，能夠使學生通過獨立的思考去開拓自我探索空間，培養學生探究問題和解決問題的能力，在學生的學習階段，往往探究問題的能力比解決問題的能力更為重要。其三，任務的設計要與生產實踐緊密的結合起來，變電站自動化課程的實踐性很強，所以在任務設計時緊緊圍繞變電站生產第一線的具體工作展開，可以將電氣工作的監盤抄表，事故處理，設備監測，參數越線處理，倒閘操作，事故分析，保護的投退，定值修改等現場工作設計為各個任務，使抽象的理論通過具體操作體現出來，增強任務對學生的吸引力，引起學生的興趣，促使學生積極主動的去完成任務。其四，任務設計要有綜合性，使任務既要承載新知識，新理論，又要有意識的將舊知識包含進來，使學生溫故而知新。其五，任務要有一定的創新性，鼓勵學生提出解決問題的非常規方法，打破學生的思維定式，開闊思路，使學生根據邏輯推理進行大膽的猜想，盡管有些方法不盡合理，但最后通過學生對完成任務結果所做的自我分析，使學生更能深刻的領悟正確方法的理論依據所在。

2.任務的實施

（1）分析任務。教師提出任務后，先不要急于講解，第一步，先讓學生對任務的內容進行分析。分析任務原始資料里給出的條件和參數，初步確定原始的條件和參數與完成任務之間的相關性；第二步，教師向學生講解搜集那類資料及查閱資料的方法和技巧。學生往往在這個階段很少會獨立自主的查閱資料，如果教師不及時正確的引導，大批的學生會在這個階段變得盲目，失去方向性。實踐證明，在這個教學階段，70%以上的同學不能有效的找到相關的資料，所以這時教師的引導是十分必要的。

（2）討論任務。在前期所查閱資料的幫助下，每個同學對任務的性質會有新的定位和理解，然后學生提出自己的任務解決方案，在教師的參與下共同進行討論，分析其合理性與可行性，在相互交流過程中不斷對各自的方案進行改進和完善。

（3）完成任務。任務的完成者可以是個人，也可以由小組完成，根據變電站自動化課程的特點，這門課的任務是由2-3名同學采取協作的方式來共同完成的，完成過程中有操作人和監護人，同時監護人兼做記錄人，負責記錄任務的進展情況，實施方案的過程中遇到問題和困難時，小組成員共同協商解決，必要時教師給予指導。

3.成果評價

準確及時地對任務完成的效果進行評價不僅可以激發學生學習的積極性，而且還可以避免認知缺陷的積累。成果評價應以學生自評、互評為主，評價的內容包括操作的實踐技能、學習方式、學習方法和思維方式等。評價應客觀、具體，讓學生及時掌握自己的學習情況。同時使學生掌握一些自評和互評的方法和技巧，樹立正確的價值觀與情感態度。最后由教師進行開放的、多解的、多元的綜合評價，切忌簡單機械的宣讀答案。

4.教學示例

以下是以變電站自動化課程中的一個任務為例來闡述任務驅動教學法的具體實施過程：

（1）設計任務：某10kV饋電線路發生A相接地短路（現象），（任務）要求判斷出變電站的監控主機上哪些電氣參數要發生變化，如果你作為一名現場的電氣值班人員，提出你的現場處理措施。

（2）分析任務：學生拿到任務之后，首先對任務進行分析，任務要求熟悉綜合自動化變電站監控主機的監控界面，還要對以前專業課中學習的舊專業知識進行回顧。如10KV線路通常采用的是中性點不接地的運行方式，發生單相接地短路后，輸電線路的線電壓保持不變，線電壓要升高。比如有的同學雖然知道輸電線路的電壓會升高，但升高到什么值？是什么情況下能升高為線電壓？學生對一些模糊不清的概念就需要查閱資料。發生了單相接地短路后斷路器是不是要立即跳閘？帶著這些疑問去查閱已經學過的專業課本和相關文獻。

（3）討論任務：大家查文獻的結果都知道了發生單相接地短路后，斷路器不會立即跳閘，因為大家查到了相關的電氣運行規程，規程中規定中性點不接地的系統發生單相接地短路后系統可以繼續運行兩個小時，這樣又有一個疑問擺到大家面前，既然不跳閘，那么遇到這樣的情況，現場的電氣運行人員該如何處置呢？經過老師的引導，綜合自動化變電站中的一個自動裝置“小接地電流選線裝置”進入了同學們的視野，同學們又開始查找這個裝置的相關文獻，去研究和探討它的工作原理。

（4）任務實施：學生帶著任務的分析結果來到變電站綜合自動化實驗室，在操作屏上模擬出單相接地的故障，在監控主機的操作界面里調出相關的參數，觀察參數的變化情況，并通過小電流接地選線裝置確定出短路點的位置，驗證大家的分析是否正確。

（5）效果評價：同學們首先進行自評和互評，對各組為完成本任務所參考的文獻情況，對監控主機所監視參數的熟悉程度，及任務結果正確性進行評判，最后老師對各組進行了綜合評判，老師在評判的過程中所遵循的一個原則是不以結果的唯一正確性作為標準，注重任務完成的過程性和發展性。

三、結論

任務驅動教學法是一種開放的、動態的教學方法，在對完成一個任務尋找多個解決方法的過程中，培養了學生的創造性思維，提高了學生解決實際問題的能力，加強了理論知識的掌握。將所學的理論知識應用到了生產的實際問題中，提高了學生的學習興趣。由于每位同學都有具體要完成的任務，所以學生在思想上就有了一種需要完成任務的緊迫感，在教學過程中，學生不再是被動地接受，而是主動地查找資料和互相交流，尋找解決問題的方法，從而大大提高了學習的主動性，使教學取得了良好的效果。另外在變電站自動化課程的任務教學中采用的是小組合作的形式，在完成任務的過程中需要發揮團隊精神，這樣促進了學生之間的溝通與合作，培養了學生互相尊重、互相理解、聆聽他人意見的能力，為學生的全面發展奠定了基礎。

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（責任編輯：劉翠枝）