继电保护原理课程教学改革研究

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摘要：“继电保护原理”课程是电气工程及其自动化专业的核心课程。文章阐述了在工程教育专业认证背景下，以专业认证核心理念为导向，对“继电保护原理”课程教学目标、教学内容、教学方法、评价体系、课程思政等各个方面系统性的改革思路，旨在提高学生的学习热情，促进师生之间的互动，培养学生的工程意识，激发学生学习科学、追求科学的热情和使命感。

关键词：工程教育认证；继电保护原理；教学改革；课程思政

贵州大学电气工程及其自动化专业是国家级一流本科专业建设点，也是贵州省首批重点学科，其目标是培养从事现代电气工程技术领域，适应未来电气工程技术及社会经济发展需要的现代工程技术人才。自从中国正式成为《华盛顿协议》缔约国后，贵州大学电气工程及其自动化专业按照工程教育专业认证的指导标准对培养方案进行了深入改革，并认真贯彻于各项教学工作中。“继电保护原理”是贵州大学电气工程及其自动化专业的核心课程，主要向学生讲授有关线路、变压器、发电机等电力系统、元件设备的继电保护的基本知识、基本原理和整定计算等方面的内容。在工程教育专业认证背景下，“继电保护原理”课程教学团队紧紧围绕工程教育专业认证的核心理念，对课程的教学目标、教学内容、教学方法、评价体系、课程思政进行了相应的改革和创新，以适应我国工程教育国际化的要求。

一、教学目标的制定

贵州大学电气工程学院及时修订了电气工程及其自动化专业的培养方案，将“继电保护原理”课程的整体教学目标调整为使学生掌握继电保护的基本概念、基本原理和基本分析方法，并在此基础上了解电力系统各种继电保护的构成和实际应用，同时在学习过程中使学生掌握一定继电保护的工程设计方法，培养其解决继电保护工程实际问题能力，为毕业后从事电力系统及相关领域的设计指导、运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础[1]。笔者根据认证专业毕业要求指导规范和“继电保护原理”课程期望学生获得的知识和能力，制定了三个课程目标：（1）综合应用学科基础知识和工程科学的基本原理，分析电气工程领域复杂工程问题，并获得有效结论，对应毕业要求指标点2.2。（2）熟悉电力系统保护控制解决方案，能够选取体现创新意识的技术路径，具有实施复杂电气工程保护控制系统设计的能力，对应毕业要求指标点3.2。（3）能够根据研究对象，采用有效的科学方法搭建研究问题的理论模型与仿真实验系统，并进一步进行理论推演和仿真实验，对应毕业要求指标点5.2。

二、教学内容的更新

科学技术的不断进步有力推动了继电保护原理和应用的创新变革，部分传统的保护原理、技术和装置逐渐退出历史舞台，取而代之的是更先进、可靠性更高、体积更小、应用更加灵活的新型保护原理和技术。例如，贵州电网220kV及以上输电网已完全退出了高频载波保护，取而代之的是光纤纵联差动保护，大大提高了继电保护系统动作的正确性。然而，因一些客观原因导致继电保护原理教材知识结构的呈现与继电保护原理和技术的发展之间存在较大的时间差，继电保护教材仍包含很多已被淘汰的保护原理和技术[2]，例如高频载波保护和导引线保护等，这导致教材和实际应用之间的严重不匹配，不利于教学质量和学生实际工程应用能力的提升。此种背景下，“继电保护原理”课程教学团队在授课过程中，有选择性地摒弃部分教材内容的讲授，如仅简单介绍高频载波保护的基本原理和构成，不再介绍导引线保护等。并在摒弃部分教材内容的同时，适当增加教材外的知识点，例如分布式电源接入对继电保护的影响、人工智能在继电保护中的应用等。教学内容的更新可以更好地反映继电保护的应用现状，拓展学生的知识面，让他们了解继电保护的发展趋势，以便更好地适应实际工作的要求。

三、教学方法的改革

教学内容的有效讲授以合理的教学方法为保障。“以学生为中心”的核心理念要求任课教师不断创新教学方法，将传统以“教”为主的教师主导式教学模式转变为以“学”为主的学生参与式教学模式，最大程度激发学生的参与度和能动性。“继电保护原理”课程教学团队采取多项举措助力教学方法的改革：（1）课堂讲授：在课堂上从电力系统继电保护原理在电力系统中的应用需求和场合出发，深入浅出地讲述相关理论知识，强化基础，增加互动，充分调动学生的主动性。（2）BOPPPS：利用BOPPPS教学模型设计有效的教学模式，解决教师讲授与学生消化之间不一致、不同步的困境，体现“成果导向”的核心理念[3]。（3）翻转课堂：针对部分重点和难点知识，制作系列微课程视频，以学生为中心，通过课内翻转和课后翻转相结合的教学模式，最大程度激发学生的参与度和能动性。（4）作业：根据教学内容布置一定的作业，巩固和加深学生知识吸收和消化的能力。（5）答疑：教师定期给学生答疑，解答学生在学习过程中遇到的问题，并了解教学中存在的问题，增加“持续改进”核心理念的反馈通道。（6）对分易：充分利用对分易教学平台，快速实现课堂点名、作业布置、课堂分组、师生互动、作业批阅、教师反馈等各种教学功能，大幅提高教学效率。

四、评价体系的构建

教学改革成效的显著性以学生真正理解和掌握课程知识点与否为事实依据，而学生成绩的合理评价机制是保证这种事实依据的科学性准则。“以学生为中心”的核心理念强调学生的参与过程，因而其评价体系应该是一种过程型评价机制，而不是传统过于注重期末考试成绩的结果型评价机制。“继电保护原理”课程教学团队非常注重学生在整个教学过程中的参与互动程度，将课程总评成绩的构成设定为：总评成绩＝考勤（10%）+课堂表现（10%）+作业（20%）+期末考试成绩（60%）。（1）考勤：评价学生按时上下课的积极性。（2）课堂表现：评价学生在课堂上与教师之间的互动以及实时成效，包括课堂提问、讨论和课堂测试。（3）作业：由个人作业和小组作业共同构成。个人作业主要评价学生对知识点的掌握和整理、课外阅读的深度和广度以及学习意愿和学习态度。小组作业与翻转课堂结合，通过翻转课堂呈现的讲授与课后题目的效果进行打分来评价学生的团队协作能力、时间协调能力和人力资源处理调配等综合能力。“以学生为中心”评价体系的合理构建一方面可以有效反馈学生的学习成效，体现“成果导向”核心理念；另一方面可以有效反映各个评价组成部分的得分情况，让教师了解学生的薄弱环节以及当前教学模式存在的问题，并以此为依据不断地改革创新教学模式，达到“持续改进”的目的，从而不断提升课程的教学质量。

五、课程思政的挖掘与融入

“继电保护原理”课程是一门涉及概念多、应用内容广、理论与实际结合紧密的专业核心课程。教学团队在教学过程中非常注重课程的育人功能，并充分挖掘了课程蕴含的思政元素与教育资源，通过多种方法积极向学生传递正能量，激发他们学习科学、追求科学的热情和使命感。例如，通过典型案例介绍我国继电保护科学家为了攻克某些难题而表现出来的钻研奉献精神，强化思想引领，坚持价值导向，激发学生的工程意识，树立自我人生信念。另外，根据不同章节内容，结合日常生活中发生的事实现象和电力实际案例，通过现象阐述和案例分析引发思考，揭示其中蕴含的思政内涵。如在讲授自动重合闸的作用章节内容时，一方面，引入日常生活中打雷下雨时偶尔发生的电灯熄灭后又立刻点亮的现象，激发学生的兴趣，使他们带着思考进入下一步课程的学习，并通过本节课程知识学习能正确解释电灯的闪烁现象，培养其透过表象认清事实本质的唯物主义辩证观；另一方面，在讲授课程知识内容后，以2021年2月美国德州大停电事故为导出，介绍该事故的发生、发展过程及其后果，进一步拓展介绍自动重合闸装置对保证电力系统安全稳定运行的重要性，让学生意识到电力安全稳定运行是保障国计民生的重要支撑，教导学生端正学习和工作态度，增强其职业使命感和责任感。

六、结论

在工程教育专业认证背景下，贵州大学“继电保护原理”课程教学团队以“以学生为中心”“成果导向”和“持续改进”的核心理念为导向，对课程体系进行了全面创新改革，充分调动了学生学习的主观能动性，提高了其继电保护应用与分析的实践素养，培养出能与世界接轨且具有正确理想信念的电气工程师。

参考文献：

[1]汤亚芳.基于微课的《继电保护原理》课程翻转课堂的建设与实施[J].教育教学论坛,2018(29).

[2]黄景光,叶元,翁汉琍,等.继电保护课程教材教学内容改革与分析[J].高教学刊,2018(1).

[3]曹丹平,印兴耀.加拿大BOPPPS教学模式及其对高等教育改革的启示[J].实验室研究与探索,2016(2).

作者：熊国江 汤亚芳 袁旭峰 单位：贵州大学