基于CBL《電力工程基礎》課程混合式教學改革探索

蔡新紅　岑紅蕾　王洪坤

[摘要]針對《電力工程基礎》課程教學目前存在的主要問題，將聯合應用案例教學法（Case-based teaching method， CBL）與混合式教學方法相結合，構建了一種新的教學模式。這一模式可以有效解決教學內容多、課時少的問題，促進理論教學與實踐相結合，提高學生的學習興趣，為工科相關課程的教學提供了一種新的途徑與方法，進一步提高電氣工程及自動化專業學生的綜合素質和人才培養質量。

[關鍵詞] 案例教學;混合教學;案例設計;教學改革

[中圖分類號]? G642??????? ?? ??????? [文獻標志碼]? A???????? ????????????? [文章編號]? 2096-0603（2018）34-0108-02

一、引言

電氣工程及其自動化專業是為電力相關企事業單位培養理論基礎扎實、實踐能力突出、創新能力強的高素質專業技術人才。為滿足工程教育專業認證的需要，石河子大學電氣工程及自動化專業根據新疆生產建設兵團經濟社會發展需求，于2017年進行了本科人才培養方案的修訂。2017版人才培養方案對寬口徑的專業進行了細化，設置了電力系統及其自動化、電機與電力電子兩個模塊方向，將《電力工程基礎》課程設置為電機與電力電子方向的專業選修課程。

通過《電力工程基礎》課程的學習，學生主要掌握電力系統穩態分析、電力系統暫態分析、發電廠電氣部分、配電系統以及電力系統繼電保護和高電壓技術相關基礎知識，涵蓋了電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電的各個環節。《電力工程基礎》課程內容涉及多門專業課，理論與實踐結合緊密，是電機與電力電子方向學生了解和掌握電力系統專業知識的一個重要途徑，對于學生知識的開拓和綜合能力的培養具有極其重要的作用。

二、CBL混合式教學的特點

《電力工程基礎》課程在教學實踐中存在內容多、課時少、學生學習困難及興趣不高等諸多問題。該課程教學內容涉及電力系統的多門專業課程，但是作為專業選修課，只有32學時，很難把知識點做到面面俱到，只能點到為止，不能深入展開，如何整合課程內容，做到理論與實踐的有效結合成為本課程教學改革的重點。另外，學生面對繁雜的公式以及推導過程，感覺枯燥無趣，學習效果不理想，學習興趣和效率明顯不高。如何提高學生學習的興趣，由被動變主動是課程教學改革的關鍵。為了能夠有效解決教學內容多、課時少的矛盾，需要積極探求新的教學方法和教學手段。

案例教學法（Case-based Learning，CBL）是一種基于項目案例，培養學生自我學習能力和綜合分析解決實踐問題能力，相互交流討論的教學方法。CBL教學實施過程中，學生是實施過程的主體，教師需要提供案例的完整素材，學生針對案例自主學習討論，提出問題并得出解決問題的方案，而后進行總結分析。通過這一系列的學習過程，完成整個教學過程。混合式教學模式是一種將網絡學習與課堂教學相結合，運用現代化的教學手段，加強學生自主學習的新的教學方法。混合式教學能夠實現課堂翻轉，整合優化教學內容，突出實效，保證教學質量。將CBL與混合式教學方法相結合，能夠有效解決《電力工程基礎》課程教學中理論教學枯燥、脫離生產實際、學生學習興趣不高、實踐教學綜合性不足等問題。

三、CBL混合式教學的實施

（一）《電力工程基礎》課程教學案例設計

電力工程實踐中有著大量的生產案例，并且每一案例基本都具有真實性、客觀性、因素多樣性、復雜性等特點。教師在設計教學案例時，要充分考慮學生對電力工程知識的掌握程度及案例的復雜程度，有針對性地將生產現場的案例分層次、分步驟，層層深入，最終讓學生在案例中掌握基礎知識，學會運用專業技能對案例進行綜合分析。

電力工程教學案例可以分為工程設計、工程施工、電氣運行、電氣事故等四類教學案例。每一類教學案例均需要針對教學內容和現場實際進行設計和整理，使學生既能夠掌握專業理論知識，又能夠結合現場實踐的復雜情況進行綜合分析，達到提高學生專業素養的目的。

（二）CBL與混合式教學方法結合

混合式教學是綜合運用信息技術、多媒體技術，線上與線下相結合的一種新的教學模式。為更好地發揮混合式教學的特點，需要一個有效的媒介，將線上與線下有效聯系在一起，除了任課教師豐富的教學經驗外，案例教學是一個很好的途徑。《電力工程基礎》課程CBL與混合式教學模式如下圖所示。

學生通過線上的學習，主要掌握電力工程的基本知識，加深對電力工程的感性認識。線下通過教師對理論知識的強化講解，掌握電力工程相關的電力系統穩態和暫態計算過程和方法，電氣設備的選擇的依據，電力系統繼電保護的基本原理和整定原則，高電壓技術及試驗方法。在線上和線下教學過程中，圍繞工程案例教學，加強學生對電力工程基礎知識、理論方法的鞏固，增強學生綜合分析、解決現場實踐工程問題的能力，提升學生理論與實踐的綜合素質。

（三）典型教學案例

本文以一個典型的教學案例設計，介紹基于CBL的混合式教學方法。教學內容是“斷路器及隔離開關設備”，教學重點是學生應掌握“斷路器及隔離開關的作用及選擇原則與方法”。下面是一個典型的事故教學案例的設計過程：

1.教學案例：某110kV變電所，10kV開關柜操作過程中發生爆炸，繼而引起全站失壓的事故。

2.事故案例描述：某110kV變電所在某10kV線路檢修后，運行人員進行送電操作，開關合閘未成功，繼電保護報“電流I段動作跳閘”;檢修人員檢修維修線路后，未發現接地點，進行第二次送電操作，仍未合閘成功，繼電保護報“電流I段動作跳閘”;運行人員進行強送，造成開關柜爆炸事故，全站失壓。

3.案例教學引導：將教學案例進行線上發布，設置引導問題“斷路器為什么會在第三次合閘時發生爆炸”，要求學生查閱相關資料，學習斷路器、隔離開關的構成、原理;在線下的課堂教學過程中圍繞教學案例，講授斷路器的選擇、滅弧原理以及作用，引導學生回答“什么原因會引起斷路器爆炸事故”。

4.事故真相：揭示發生此次事故的真正原因是什么。除了設備的原因，還要引導學生討論調度、運行、管理、指揮等各方面的綜合復雜因素。

5.案例延伸：本教學案例還可延伸高電壓技術以及繼電保護相關知識，可以作為后續章節的教學案例，進一步引導學生從專業理論角度綜合分析事故本質。

通過這一案例教學，學生可以深入掌握斷路器的構成、工作原理以及選擇計算的依據，并保持濃厚的學習興趣，想知道后續如何分析這一事故。

四、結束語

結合CBL與混合式教學方法，緊貼電力生產實際，改變枯燥的電力工程基礎理論教學，使學生通過感興趣的生產案例，主動進行理論知識的深入學習，加強學生綜合分析問題和解決問題的能力，提高電氣工程專業人才培養的質量。

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◎編輯 張 慧