摘" 要:在“雙高建設”背景下,智能電網的大趨勢下,文章針對“繼電保護及二次回路”課程傳統教學中存在的問題進行了分析,通過調研崗位需求,結合崗位能力的要求進行了系列改革。從重構教學內容,教學手段信息化,重構實訓項目,重構考核評價方式等方面設計教學改革方案。通過教學改革實踐,提高了學生的學習積極性和主動性,教學改革效果明顯。針對教學改革過程中存在的問題進行了探討,從而為繼電保護相關課程教學改革的持續改進提供一定參考。
關鍵詞:繼電保護及二次回路;課程改革;高職院校
“繼電保護及二次回路”是電力系統自動化技術、供用電技術專業重要的職業技術核心課程之一,是一門兼具理論性和實踐性的電力類專業必修課程。在“雙高建設”背景下,在智能電網的大趨勢下,傳統的教學模式已經無法滿足相關崗位能力的需求,教學改革勢在必行。在智能電網環境中,繼電保護技術雖然得到了廣泛的應用,但也給繼電保護的學習提出了更高的要求。
一、傳統教學過程中存在的問題
昆明工業職業技術學院繼電保護課程體系“繼電保護及二次回路”課程教學開課專業為“供配電應用技術”“電力系統自動化技術”“電氣自動化技術”。目前課程教學主要存在以下問題。
(一)繼電保護教學理念不強
內容以章節式的方式進行,連貫性、系統性不強,與“電力系統自動裝置”“變電站運行與管理”等其他相關聯的專業課聯系不緊密,缺乏知識的連貫性,使學生不能對完整的繼電保護系統有一個全面的認識。
(二)教學手段比較單一
課堂教學主要還是以教師講授為主,學生在課堂上學習積極性不高,不會思考主動提出問題,參與度較低,課堂氛圍不活躍,學生動腦思考的意識不強。
(三)理論教學占比較重,重理論,輕實踐
實訓課時過少,只占總課時的20%。實踐教學環節比較薄弱,有針對性的實訓較少。涉及的實訓主要以整定值的計算為主,簡單的驗證性實訓為主,不利于培養學生動手能力及創新能力。
(四)考核方法不靈活
課程的考核方式采用期末閉卷考試形式,卷面成績比例占總成績70%。學生平時成績及學期的過程考核成績基本體現不出來,缺乏對學生學習主動性和積極性的引導,不利于學生的全面發展。
二、教學改革實踐“四個重構”的方案
(一)課程教學內容重組
教材既要符合專業培養目標和教學原則、闡述本門課程的基本知識和理論及其應用,又要適應現代化科學技術的水平、反映最新科學成果。為了很好適應教學大綱的要求,選用反映了當前繼電保護技術在智能電網發展趨勢的沈詩佳主編的《電力系統繼電保護及二次回路》。將傳統的課程內容進行合理拆分,整合智能電網相關知識,重構為多個兼具理論教學與操作性的項目進行教學。
(二)教學手段多元化
進一步運用信息化教學手段,建立課程資源。使用“雨課堂”完成線上教學與線下輔導答疑練習相結合,通過“情景”教學,角色扮演等方式,激發學生積極性,讓學生在學習的過程中體驗崗位工作要求,培養職業素養及學習行業規范。
(三)實訓項目重構
以往的課程理論教學占比較重,實訓課時過少。實踐教學環節比較薄弱,有針對性的實訓較少,涉及的實訓主要以整定值的計算為主。所以在繼電保護課程中的實訓部分根據學校的實際及現有的實訓資源,改變傳統繼電保護整定值計算、裝置驗證實訓教學,結合智能電網新技術的要求加強實際運用方面的實訓,重構四個實訓項目。[1]
(四)考核方法重構
將以往理論卷面考試作為考核的最終方式進行調整,劃分為“理論考試40%+項目實訓考試30%+平時成績30%”的“433考核”方式。以加強本課程的過程考核評價。
三、教學改革實施過程
(一)結合崗位工作要求,重構教學模式,踐行項目教學
從實際學情出發,以切實提升學生職業技能為目標,以學會繼電保護護系統知識為導向,結合《高等職業學校專業教學標準》,以及繼電保護安裝、調試、維護的實際工作要求,對接智能電網下新型電力系統相關技術,重構“繼電保護及二次回路”課程內容,實施項目化教學改革。[2]
以學生為主、技能為本的教學理念,通過校企深度融合共建校內外教學環境,實現知識與技能的無縫對接。依托雨課堂、超星學習平臺,基于真實的工作任務,運用任務驅動、實訓教學的方法,結合國家規劃教材、虛擬仿真實訓室等資源,通過線上、線下混合式教學模式,培養學生自主學習、規范操作以及精益求精的職業精神。[3]
課程以電氣設備常見的繼電保護為研究對象,采用線上線下混合式教學的方法,將理論教學內容與實訓內容組合成輸電線路常見保護、變壓器常見保護、母線常見保護、斷路器二次控制回路4個項目,12個工作任務,共48學時。教學過程根據學情,以輸電線路、變壓器、母線等設備作為對象,按照繼電保護裝置安裝、繼電保護整定與調試和繼電保護裝置維護來開展任務。結合崗位工作內容,以線上線下混合式教學方式完成教學實施過程。[4]
(二)結合“探—學—思—練—評—拓”教學環節,促多樣化教學手段
在教學過程中,采用“三階段五步六環節”的教學模式,即課前導學—課中督學—課后促學三個階段;明確任務—分析任務—實施任務—評價任務—拓展任務五步;在授課過程中為改進學生學習習慣,提高學習主動性,將“具體工作任務的實施”結合“探—學—思—練—評—拓”六個環節進行教學。根據授課內容提前利用學習通發布學習任務,小組討論進行任務準備。將學習目標明確化、具體化,用任務驅動組織學生去學習。在實訓教學環節中將學生分成學習小組,采用小組學習的方式讓學生學會團隊合作,在互相協作的過程中完成工作任務。采用“做中學、學中做”的方式提高學生的學習工作能力、知識拓展能力和創新能力。
教學過程中教師首先給學生講清楚要完成的工作任務、內容、條件和目標,通過任務的提示,調動學生完成任務的積極性。[5]然后,學生分組討論完成任務的方法,期間教師進行巡回指導,根據學生提出的問題,啟發、引導學生通過查閱教材和資料獲取知識,尋求完成任務的方法,對較難理解的知識,教師采取集中講解、演示的方式,使學生獲得知識、理解知識、應用知識。最后,引導學生將獲取的知識與任務聯系起來,通過分析和討論,完成任務。
1. 課前明確任務,按目標準備,提出問題
要使學生主動學習,首先要讓學生明確學習的目標和任務。堅持任務導向、問題導向,帶著問題去做任務準備,教師通過學習平臺發布工作任務,在平臺上共享相關的線上學習資料,引導學生找到完成任務的方向、方法和步驟,培養學生形成自主完成任務準備的習慣。教師通過學生反饋的課前任務完成情況,突出重難點,明確本節課的任務內容。
2. 課中實施任務,按內容實施,解決問題
實施專職教師和兼職教師共同授課的“雙導師”授課模式,根據學情將學生進行合理分組,課堂上進行小組工作和學習,根據任務準備情況進行重難點講解,通過課堂任務的實施,在工作中掌握知識要點和技能,每個任務的實施均按六環節展開。
(1)探需求、明任務:通過學習探究本任務的要求并完成課前測試,做好任務準備;(2)學原理、懂結構:講本任務的理論知識點和實操要求,教師示范;(3)思方法、記要點:分析知識要點,掌握操作方法;(4)練技能、會操作:實練技能完成發布對應的操作內容;(5)評過程、提素養:進行查缺補漏,完成過程評價;(6)拓視野、增知識:課后在線測試和相關知識拓展,雨課堂完成任務單驗收。
3. 課后驗收任務,展成果小結,探究問題
展示任務成果和小結(實操成績25%,成果展示5%),針對相互聯系而又容易混淆的知識,引導學生進行對比探究,在比較對比分析中加深理解,在理解基礎上轉化為應用并進行知識拓展,在平臺上完成任務單驗收。
(三)夯實實踐技能、校企深度融合,重構實訓項目
堅持以學生為主、技能為本的教學理念,通過校企深度融合共建校內外教學環境,實現知識與技能的無縫對接。結合國家規劃教材、虛擬仿真實訓室等資源,重構4個實訓項目,分別是線路三段式過流保護接線與調試、變壓器差動保護接線與調試、母線備用電源自投保護、斷路器控制回路接線及故障處理。
校企深度融合,構建專兼職雙導師,線上線下雙教學資源。本課程教師團隊由4名教師組成,其中校內專任教師3名,為100%雙師型,年齡結構老中青,有副教授1名,正高級工程師1名,高級工程師1名,校外企業高級工程師1名,形成專兼結合的雙導師團隊,提高教學實施效果。
通過實踐環節(包括課程實驗、課程設計、畢業設計等)使學生加深理解。針對打算從事繼電保護工作或對繼電保護有濃厚學習興趣的學生,開設專題講座,如高壓電網保護、電力設備主保護、繼電保護崗位技能等專題。讓其對繼電保護的發展前景及其在企業中應用有所了解。
(四)以成果為導向,注重過程考核,重構教學評價體系
教學評價注重對學生職業素質養成及基本職業技能的培養融入整個教學過程,貫穿于課前、課中及課后。采取自我評價、小組評價、教師評價等方式,加強過程考核評價,達到以評促教的效果。[6]
從整體的評價方式上,采取“三位一體”的過程性考核,即“課程總成績=理論考試40%+項目實訓考試30%(實訓完成過程評價25%+成果展示5%)+平時成績30%(線上學習評價10%+職業素養評價10%+考勤10%)”的“433考核”方式。過程評價成績包括學習紀律、學習態度、平時訓練操作的規范性、學生小組的自評成績等。結果評價著重考查學生對任務理論的掌握情況和實踐操作能力。評價重點在于考核學生的學習過程和學生學習效果的評估,考查學生在完成項目過程中的分析問題、解決問題和團隊協作能力。
四、教學改革實施效果
(一)德技雙修,學習目標有效達成
依托基于真實崗位設計的項目任務和工作內容,在任務實施過程,激發學生的學習興趣,明確學習工作目標,結合視頻觀看、實操演示、模擬仿真等豐富的教學方法,工作準備、現場參觀、小組討論等多樣化的教學活動,大大提高了學生的學習積極性和學習質量,職業能力得到明顯提高,教學目標有效達成。100%的學生達成學習目標,52%的學生穩中有進,知識、能力、素質均達標。
(二)學習興趣提升,技能過硬,大賽嶄頭角
教學以任務驅動,小組分工協作,引導學生主動參與,將學習任務中的理論和實踐知識轉化為崗位能力,提高了學生學習的主動性和學習興趣,學生的動手實踐能力也得到了較大提高。近年來,在校內組織變配電運維校級技能競賽中學生整體專業知識水平及操作技能明顯提高。2023年學生參加“新型電力系統技術與應用”省級技能大賽獲二等獎。
五、反思與改進措施
(一)特色創新
1. 以工作流程為導向,構“三階段五步六環節”教學模式
在教學過程中,采用“三階段五步六環節”的教學模式,即課前導學—課中督學—課后促學三個階段;明確任務—分析任務—實施任務—評價任務—拓展任務五步,課中“探—學—思—練—評—拓”六個環節,進行全流程教學,把多元化、過程化評價機制融入其中,激發學生自主探究的熱情和不斷探索的精神。
2. 結合行業特點,巧融思政元素,提升學生綜合素養
結合課程理實交替的特點,將“愛崗敬業、敢于擔當”的電力人精神融入課程教學中,樹立工匠精神,培養團結協作的意識,培養學生的崗位責任心,讓學生在工作過程中以電力工匠、全國勞模為榜樣,體驗、感悟愛崗敬業、精益求精的精神,樹立安全供電、規范操作的職業意識。
(二)反思改進措施
1. 存在的不足
首先,在教學手段上雖然加入了情景教學模式,以企業崗位劃分小組進行小組學習,但小組學習的氛圍也沒達到預期。其次,在考核評價上雖然增加了過程考核成績的比重,注重對學生學習過程的評價。但在實踐過程中,由于體現過程評價的環節較多,有些成績涉及小組共同協作完成,評分的標準不完善。
2. 改進措施
調動學生學習的積極性,讓學生在“情景”中領悟工作崗位的實際工作要求及技能操作方法,融入企業班組管理方法,體現團隊配合的重要性,提高學生學習氛圍。優化考核評價體系,在學習過程中通過逐層評價,螺旋遞進關注學生學習過程性變化,及時給予糾正。在今后的教學中需要不斷摸索總結經驗,制訂實用度高的評分標準。
六、結語
通過對“繼電保護及二次回路”課程的教學內容進行了優化整合,改革了教學方法和教學手段,將傳統的章節式教學通過內容強化了合理拆分,重構為四個兼具理論教學與操作性的項目進行教學,實現案例與技術內容的融合。依托基于真實崗位設計的項目任務和工作內容,在任務實施過程,激發了學生的學習興趣,明確了學習工作目標。利用線上教學資料及信息化教學手段,結合視頻觀看、實操演示、模擬仿真等豐富的教學方法,工作準備、現場參觀、小組討論等多樣化的教學活動,提高了學生的學習積極性和學習質量,職業能力得到明顯提高,教學目標有效達成。對實訓項目進行重構,改變傳統繼電保護整定值計算、裝置驗證實訓教學,將調試部分內容與實際運用相關實訓項目相結合。通過理實交替的項目化教學使學生對理論知識的學習更加系統化,豐富的教學手段使課堂氛圍更加活躍,教學改革效果明顯。
參考文獻:
[1] 宋麗群,韓笑,楊志超. “電力系統繼電保護”課程教學改革探討[J]. 中國電力教育,2012(24):44-45.
[2] 李耀旭. 智能電網環境下電力系統的繼電保護探討[M]. 現代信息科技,2017:16-17+19.
[3] 任艷杰,柴玉華,馬文川. “電力系統繼電保護”課程教學改革的思考[J]. 東北農業大學學報(社會科學版),2012,10(03):108- 110.
[4] 柴黎,李紅,夏成蹊. 線上線下混合式教學模式實施方案設計——以《電路分析》課程為例[J]. 電子元器件與信息技術,2021,5(07):154-157.
[5] 楊蘭,楊廷方. 繼電保護教學方法研究[J]. 中國電力教育,2013(08):24+40.
[6] 杜兆文,姚福強. 《電力系統繼電保護課程設計》教學改革與實踐[J]. 大學教育,2014(05):108-109.
(薦稿人:何超,昆明工業職業技術學院電氣學院教研室主任,副教授)
(責任編輯:邵秋露)
基金項目:2023年云南省教育廳科學研究基金項目“‘雙高’背景下高職院校教學改革探索——以《繼電保護及二次回路》為例”(項目編號:2023J1653)。
作者簡介:婁攀(1980—),女,學士,昆明工業職業技術學院電氣學院專職教師,高級工程師,研究方向為電氣工程及其自動化。