基于微課的《繼電保護原理》課程翻轉課堂的建設與實施

湯亞芳

摘要：為解決《繼電保護原理》課程實踐教學中存在的問題，結合該門課程綜合性強、邏輯性強、實踐性強的特點，開展基于微課的翻轉課堂的建設與實施。建設了適合于學生自學的系列微課程視頻，利用該微課視頻開展以學生為中心的翻轉課堂教學方式，學生以項目組為單位自主完成《繼電保護原理》課程中重點知識點的學習。實踐教學證明了這種教學方式有效調動了學生的學習積極性，促進了學生對知識點的靈活掌握。

關鍵詞：繼電保護原理；微課；翻轉課堂

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）29-0143-02

翻轉課堂旨在促進學生對知識的主動獲得，目前其建設和實施成為我國高校教育改革的熱點。《繼電保護原理》作為理論性、系統性和工程性都較強的一門專業課，利用翻轉課堂來開展理論教學，可以幫助學生更好地理解理論難點，梳理課程的系統知識及接觸工程實際問題。本教改項目結合《繼電保護原理》課程的特點，對微課的系統性建設和翻轉課堂教學活動的設計進行了探討和實踐。

一、《繼電保護原理》課程特點及教學現狀分析

《繼電保護原理》主要面對電力系統及其自動化專業的本科生，是一門重要的專業必修課程。本課程的教學目的在于通過課堂教學及實驗課程使學生掌握繼電保護的基本概念、基本原理和基本分析方法，在此基礎上了解電力系統的各種繼電保護裝置的構成和實際應用。要求學生在學習過程中掌握一定的繼電保護的工程設計方法，培養他們解決繼電保護工程實際問題能力。

《繼電保護原理》課程具有顯著特點：（1）綜合性強：《繼電保護原理》涉及到電力系統的所有元件，初學者必須掌握電氣元件的結構、原理和分析計算才能開展相關內容的學習；（2）系統性強：《繼電保護原理》的理論體系具有嚴密邏輯性，整個課程均是介紹該套理論體現在不同對象上的應用；（3）工程實踐性強：《繼電保護原理》課程中介紹的方法和理論直接應用到電力生產的實際設備中，與實踐結合緊密。

該課程長期采用傳統的“先教后學”方式開展教學，即教師課堂講授，學生課后復習及完成作業。由于該門課程與實際工程聯系緊密，學生學習積極性較高，課堂氣氛活躍、作業的完成質量也較好。然而從最終的學習效果來看，學生對課程知識的掌握并不深入，也不能靈活應用，主要體現在學生在實踐環節應用能力較差，如實驗課程上很多學生不能利用繼電保護原理解釋實驗現象，不能獨立完成實驗；課程設計環節無法根據電網實際案例開展計算工作；實習過程中，不能正確解釋現場設備的基本工作原理。主要原因是“先教后學”的教學方式使得學生長期處于“被動學習”狀態，缺乏主動學習能力和應用能力，翻轉課堂是解決該問題的一個有效教學手段。

二、《繼電保護原理》微課程體系的建設

微課程是翻轉課堂教學過程中最為重要的一個教學工具。微課程，即對常規課程的微縮，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。優質的微課能幫助學生高效完成知識的學習、啟發學生思考，對后續課堂中知識的內化起著至關重要的作用。因此，如何設計高質量的微課，深入淺出地把知識點講透，是實施翻轉課堂的關鍵。

《繼電保護原理》課程知識點繁多，不可能針對每個知識點均建設微課程，需要結合其特點選擇微課程建設的內容和體系：

1.結合《繼電保護原理》綜合性強的特點，設計微課程闡述與《繼電保護原理》相關的基礎知識。在實踐教學中可以發現，很多學生對《繼電保護原理》知識不能正確理解是因為其專業基礎知識掌握得不牢靠。為幫助學生更好地將專業基礎課與本課程銜接起來，可以設計微課程來講述與《繼電保護原理》相關的基礎知識。例如：《電力系統分析》中的三相短路計算是《繼電保護原理》課程學習中必備的重要的專業基礎知識，應設計一個微課程簡單闡述三相短路計算基本流程、注意事項及在繼電保護中的應用場合。

2.結合《繼電保護原理》系統性強的特點，設計微課程闡述基本概念、原理及在典型保護上的應用。《繼電保護原理》介紹和分析了多種電力主設備的保護原理和構成。各種設備保護的基本原理均是遵循從故障分析到甄別故障，其計算分析及構成均按照四個基本要求來開展。因此在微視頻課程建設中可用3—4個微課程完成繼電保護最基本的概念和原理的介紹，包括繼電保護基本作用、繼電保護原理、繼電保護基本要求，學生通過學習這三個微課程可以建立起《繼電保護原理》總體學習思路；以階段式電流保護為例，建設2—3個微課程說明基本原理在典型的繼電保護裝置的應用。

3.結合《繼電保護原理》實踐性強的特點，設計兩節微課程闡述保護原理與工程實踐的結合。在實驗室環境下，以階段式電流保護或變壓器縱差動保護實際裝置為例錄制視頻，展現保護參數配置過程、演示在各種故障時裝置保護作用的實現。使學生將學到的理論知識與工程實踐結合，提升了學習興趣和探知欲。本教改項目按照上述微課程建立方法，錄制了10節微課程視頻，并將其上傳至網盤，與學生共享。

三、利用微課程開展《繼電保護原理》翻轉課堂

由于《繼電保護原理》課程內容多，學時少，為在有限的時間內盡可能多的傳授教學知識，傳統教學仍然是不能缺少的教學方式，而翻轉課堂主要是針對課程當中的難點和重點知識來開展。翻轉課堂應選擇《繼電保護原理中》涉及的基礎知識較多、理論分析有一定難度、同時對后續課程的學習起連貫作用的章節來開展翻轉課堂的教學。如繼電保護的基本要求、階段式電流保護的原理、阻抗繼電器的構成、距離保護的振蕩閉鎖、縱差動保護的原理及自動重合閘裝置等。

根據教學內容的不同，可采用課后翻轉和課內翻轉兩種形式。課后翻轉要求學生在課后通過觀看微視頻和學習相關資料，完成知識點內容的完全自學，而課堂上主要完成師生互動、反饋答疑；課內翻轉即在一個課時內，前半課時學生觀看視頻、觀看實驗或聽老師簡單講解，后半課時則是協作討論、展示交流。為有效開展翻轉課堂教學，應將學生分成學習小組，每組5人左右，開展課后的自主學習，通過集體協作和討論的方式，完成老師教給的學習任務；開拓學生思路，培養團體合作能力。

翻轉課堂教學方式的實施流程是：①教師提出問題、布置任務；②學生課后觀看微課視頻及參考資料；③學生課后分組討論及準備匯報PPT；④學生課堂PPT匯報；⑤教師點評，師生互動；⑥教師課堂提問和習題；⑦學生課堂分組討論；⑧學生反饋，教師答疑。

四、教學效果分析

基于微課的翻轉課堂的教學方式已連續在我校2013級及2014級電氣工程及其自動化專業《繼電保護原理》的課程教學環節上使用，應用效果顯著，主要體現在：學生通過觀看微課視頻，在學習課程之前就能建立起《繼電保護原理》課程的總體理論體系框架，在學習課程時能一直保持正確的學習方法和思路；學生通過觀看微課視頻，可以對《繼電保護原理》課程中的難點知識能盡快的梳理；通過翻轉課堂的方式，極大地提升了學生的學習主動性和積極性：由于在課堂上老師不再系統講解相關知識，學生必須依靠課后的自學來完成老師教給的任務，這種模式極大地調動了學生的主動性。同時學生翻轉課堂的表現將計入最終的學習成績，學生在準備匯報和回答問題的環節也表現非常積極；通過翻轉課堂的方式，學生對重點和難點知識掌握得更為深入：無論是課堂上難點知識的解答，還是課后工程計算題的求解，以及平時的測試和期末測試，學生的總體表現都不錯。橫向來看實施翻轉課堂的班級的最終期末考試的卷面平均成績高于同屆未實施翻轉課堂的班級。

參考文獻：

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