電力系統(tǒng)繼電保護課程思政教學案例實踐與思考

海日 恩日 王偉 范曉姣 溫慧媛

摘?要：通過案例式教學，利用課程思政，以大國工匠精神、科技報國信念、工程倫理判斷、審美為導向產(chǎn)出深化培養(yǎng)方案，并給出了基于層次分析法的思政案例分析過程。

關鍵詞：課程思政；成果導向；電力系統(tǒng)繼電保護；層次分析法

中圖分類號：TB?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.10.089

0?引言

以“立德樹人”作為教育的根本任務，課程思政通過高教[2020]3號文件為各高等學校提供指導。文中明確要堅持學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進，不斷提升學生的課程學習體驗、學習效果。并特別指明工學類專業(yè)課程，要注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。各工學類學校及專業(yè)都積極探索強化思政元素的特色人才培養(yǎng)模式。以新工科為主線，電氣工程及其自動化專業(yè)的課堂思政正有序開展，其中包括作為專業(yè)核心課程的電力系統(tǒng)繼電保護課程。該課程以繼電保護技術為主線，有利于授課對象初步形成電力系統(tǒng)繼電保護方案的構思、設計、實現(xiàn)、運行全過程的工程思維，為解決復雜電力系統(tǒng)繼電保護問題奠定一定的基礎。本文結合實際教學案例設計，研究將電氣工程專業(yè)知識與思政元素融合的教學模式。

電力系統(tǒng)繼電保護課程目前存在的問題：教學情境設計與實踐環(huán)節(jié)配合無法達到讓學生有效解決實際工程問題的目的。根本原因是學生的學習動力不足，但是案例式教學手段可以深化教學情境，激發(fā)學生學習熱情。案例式教學方法是圍繞知識點精心設計特定案例，組織學生開展討論學習，形成反復的互動，學生主動研究案例，在自主學習過程中提升解決問題的能力。案例式教學方法需要充足的學時，在電力系統(tǒng)繼電保護課程中，全程采用案例式教學方法并不實際。但可以考慮與思政元素配合從而達到產(chǎn)出成果。本課程可以深入挖掘的思政案例豐富，下面通過理論（實踐）環(huán)節(jié)案例進行闡述。

1?課程案例

1.1?新型電力系統(tǒng)，驅動創(chuàng)新力

將國家重大目標與課堂教學融合，激發(fā)學生的創(chuàng)新力。力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和（簡稱3060目標）。我國持續(xù)推進產(chǎn)業(yè)結構和能源結構調整，大力發(fā)展可再生能源，努力兼顧經(jīng)濟發(fā)展和綠色轉型同步進行。節(jié)約能源是實現(xiàn)3060目標的關鍵手段。節(jié)約能源的同時，需要穩(wěn)步發(fā)展以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)的概念是身為電氣工程及其自動化專業(yè)學生必須熟悉的內容。新型電力系統(tǒng)的深度學習意味著洞悉電力行業(yè)發(fā)展與就業(yè)趨勢。

案例1

概念：在滿足經(jīng)濟社會發(fā)展電力需求的前提下，新型電力系統(tǒng)具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動基本特征。源網(wǎng)荷儲互動與多能互補推動新技術、新理念、新產(chǎn)品的發(fā)展。

拓展：電力行業(yè)助力3060目標，需要社會各界的同心協(xié)力發(fā)展新型電力系統(tǒng)；而新型電力系統(tǒng)繼電保護設計將更加復雜。協(xié)調速動性、選擇性、可靠性、靈敏性將是更加具有挑戰(zhàn)的一項工作。故障特征的變化對于電流保護、距離保護、縱聯(lián)差動保護、重合閘安全裝置的可靠性的影響較大。新型保護裝置尚處在開發(fā)應用處于起步階段，需要大量的人才為之奮斗。

1.2?繼電保護的配合，培養(yǎng)同理心

將行業(yè)現(xiàn)狀與課堂教學融合，培養(yǎng)學生的同理心。理解電力系統(tǒng)繼電保護的配合是學生學習繼電保護原理的重點內容。電力系統(tǒng)繼電保護的配合最大限度地保證電力系統(tǒng)正常運行不受影響，更是保證被保護電力系統(tǒng)主保護區(qū)域重疊“無死區(qū)”。而提高電力系統(tǒng)供電持續(xù)可靠性也需要電力工作人員24小時“無死區(qū)”輪換工作。學生可以從用戶的角度考慮24小時供電可靠的重要性，從而接受倒班制度，培養(yǎng)同理心，做好未來可能倒班工作的心理建設。

案例2

概念：保護區(qū)域間重疊的目的是使電力系統(tǒng)中的任何需要保護的區(qū)域有相應的主保護存在。即電力系統(tǒng)繼電保護之間的配合。

素養(yǎng)拓展：根據(jù)單位工作的性質，對工作時間給出的合理安排為“倒班制”。這種工作時間安排的制度電力行業(yè)常見的有“三班四倒”“三班三倒”“三班兩倒”。從人員角度看，主要相關因素有人員數(shù)量、自由支配時間、人員工作效率以及是否有機動性。

1.3?生命之吻，感悟美

將世界名作與課堂教學融合，培養(yǎng)學生的審美。作為欣賞普利策新聞獎作品，攝影師羅科·莫拉比托（Rocco?Morabito）拍攝的1968年獲獎作品《生命之吻》，展示的是一位名電力工作人員，正為同事以口對口人工呼吸方式急救，因其同事誤觸了帶電電纜而失去意識。

案例3

知識：心肺復蘇法與安全繩（帶）的作用。

拓展：傷者觸電后休克，幸好有安全繩（帶）防止高空墜落。拯救者迅速捉住并且進行人工呼吸。即使現(xiàn)場無法施行心外壓，卻透過持續(xù)不斷把氣吹入傷者肺中，直至恢復輕微脈象，通過進一步治療，最終傷者完全康復?！渡恰返牡锚務宫F(xiàn)了危急時刻人性的光輝。通過工程倫理學分析該事件的不同結果，對學會認知、欣賞和感悟美。與課程知識點相似，每個案例都可以列出知識目標、能力目標及素養(yǎng)目標。能力目標依次分別是創(chuàng)新力、同理心、感悟美；而素養(yǎng)目標則依次是責任感與愛國精神、職業(yè)素養(yǎng)、倫理素養(yǎng)。通過深化教學目的可以進一步深化教學情境、增強臨場感。

通過案例式教學法，利用信息技術，學生自主地進入討論和思辨的狀態(tài)，電力系統(tǒng)繼電保護課堂進而取得了初步的效果。課程實現(xiàn)了知識、能力與素養(yǎng)有機融合，符合學生的認知規(guī)律。相比較與傳統(tǒng)課堂提高了全員參與度的同時，學生主動地了解更多國家政策與電力行業(yè)發(fā)展趨勢，從而提高自驅型學習的動機來正面應對就業(yè)緊迫感與壓力。

2?基于層次分析法的教學思考

層次分析法經(jīng)常用于進行定性和定量分析的決策。結合思想政治元素，可以將教學案例通過目標層、指標層與方案層進行分析導向成果產(chǎn)出。本文一級指標由科技報國信念、工程倫理判斷、大國工匠精神組成。每個一級指標下，可以對應給出其二級指標。以愛國主義為本質要求的新時代科技報國情懷堅持自主創(chuàng)新為核心要義、建設科技強國為奮斗目標。綜合考慮，科技報國信念對應二級指標創(chuàng)新力，專業(yè)知識，愛國情懷，責任擔當指標。根據(jù)工程倫理在全生命周期的內涵，工程倫理判斷對應二級指標為同理心，倫理素養(yǎng)，工程基礎知識。值得一提的是處理好人與人、人與社會、人與自然離不開同理心。從提高職業(yè)品質與道德品質、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的角度探究人才培養(yǎng)方案重塑的重要問題，考慮到二級指標不重復的原則，本文大國工匠精神則對應二級指標為意志力，自驅型學習能力，職業(yè)素養(yǎng)。結合1-9比例標度，對兩兩因素進行比較得出以下比較矩陣A1、A2、A3。比較矩陣A1、A2、A3分別對應于一級指標科技報國信念、工程倫理判斷、大國工匠精神。

A1=151/511/31/51/51/7355711/331（1）

A2=11/333151/31/51（2）

A3=1351/3131/51/31（3）

通過矩陣計算得到最大特征根λmax分別依次等于4.240、3.036、3.036。四階次比較矩陣取隨機一致性指標RI為0.934；三階次比較矩陣取隨機一致性指標RI為0.58。最后得到檢驗系數(shù)CR分別等于0.085、0.031、0.031?？梢娖溆嬎阒低ㄟ^了一致性檢驗（都小于0.1）。下面將上述內容整理到表1中。

高等學校的類型大致可分為研究型高等學校與應用型高等學校。任何類型高校工科類培養(yǎng)方案都離不開德育、智育、體育、美育、勞育目標下的全面培養(yǎng)。由表中的二級指標可以分析出，課堂思政就是德育、智育、體育、美育、勞育目標的學科化深度挖掘。科技報國信念可看作是德與智的結合。“智”不僅是知識更是智慧，也包括運用與創(chuàng)新。而愛國情懷、責任心、同理心及倫理素養(yǎng)更多要求德育，工程基礎知識則要求智育。大國工匠精神是體育與勞育的集中表現(xiàn)；因為體育最終目標是健康體魄與意志力。勞育則表現(xiàn)為堅持不懈地艱苦奮斗。大國工匠精神正是需要懷有堅強意志力去艱苦奮斗。所以，文中的二級指標綜合了德育、智育、體育、勞育。不難發(fā)現(xiàn)，審美教育的特點不夠突出。

對于工科學生來說似乎培養(yǎng)審美教育只能借助于美術欣賞、音樂欣賞等選修課。但審美教育正是目前理工類學生比較薄弱的培養(yǎng)模塊。審美教育通過培養(yǎng)人們認知美、體驗美、感受美、欣賞美，最終嘗試創(chuàng)造美。本文中的案例3嘗試用著名作品培養(yǎng)學生的審美，通過借助“云班課”中的頭腦風暴方式發(fā)現(xiàn)學生積極性有了很大的提高。本文將審美教育注入一級指標，對應認知力、感受力、創(chuàng)造力為二級指標去完善課堂思政的指標層，如表1所示。這里不再給出其比較矩陣。通過計算比較矩陣得到最大特征根λmax等于3.036。取隨機一致性指標RI為0.58，計算得到檢驗系數(shù)CR等于0.031?？梢娖鋽?shù)值通過一致性檢驗。在認為德育、智、體、美、勞育同樣重要的情況下，經(jīng)過討論研究，確定一級指標科技報國信念、工程倫理判斷、大國工匠精神、審美的權重分別確定為0.2、0.2、0.4、0.2。也可以根據(jù)課程性質與學時自行調整權重。在權重確定的情況下，可以算出對應的百分比。由數(shù)據(jù)換算可知，責任心、意志力、倫理素養(yǎng)、感應力的百分比較高。

3?結語

以創(chuàng)新力、同理心、感悟美為出發(fā)點給出相應案例。利用層次分析法發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)責任心、意志力、倫理素養(yǎng)、感應力對工科類學生十分關鍵。與此同時，工科類學生的審美教育待進一步深化，并給出了相應的指標與權重。利用此權重可以選擇更加適合專業(yè)課程的課堂思政案例實施教學過程。

參考文獻

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