李林琳 邢順濤

長春工程學院，吉林 長春 130012

從2017年2月教育部高等教育司發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，首次提出新工科概念，到2019年10月的《高教22條》，以“四新”引領高校專業(yè)建設，新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科正逐步改變中國高等教育的面貌。全面深化新工科建設，主要是從理論研究、專業(yè)建設、課程改革、教育結(jié)構(gòu)、產(chǎn)教融合等幾個方面。高校是新工科實施的主體，專業(yè)是人才培養(yǎng)的基本單元，課程是人才培養(yǎng)的核心要素。為建設新工科，要求對現(xiàn)有專業(yè)培養(yǎng)方案、課程培養(yǎng)模式進行改革，力爭培養(yǎng)引領社會發(fā)展的新型工程人才［1］。

《電力系統(tǒng)繼電保護》主要講授繼電保護基本理論與技術(shù)，包括電網(wǎng)的階段式電流保護、距離保護；輸電線路的縱聯(lián)保護；自動重合閘；電力變壓器保護；發(fā)電機保護；母線保護等。在“新工科”建設背景下，為提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)，增加教育中的工程性、實踐性及創(chuàng)新性，對課程體系、教學大綱、教學設計、教學方法、實踐教學等進行改革，切實提高課程的教學質(zhì)量。

一、課程改革的必要性

新工科背景下，對照OBE理念，《電力系統(tǒng)繼電保護》課程教學過程中存在的問題：

（一）教學理念陳舊，繼電保護課程的教學基本是教師講授教材知識；

（二）在課程內(nèi)容選擇上，如何推陳出新，如何結(jié)合新技術(shù)、新標準和新規(guī)程是需要解決的問題；

（三）如何提高學生“解決復雜工程問題”的能力；如何加強學生工程實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，是新工科人才培養(yǎng)亟待解決的問題；

（四）教學方法單一，課堂上以教師為中心，學生缺乏主動性；

（五）課程考核方式過于簡單。

二、教學目標的制定

依據(jù)電氣專業(yè)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合畢業(yè)要求指標點，確定了《電力系統(tǒng)繼電保護》課程目標及能力要求如下：

課程目標1：能夠運用電力元件故障特征，發(fā)現(xiàn)并正確利用不同運行狀態(tài)下可測參量的差異，構(gòu)成繼電保護的基本原理。支撐畢業(yè)要求指標點2.1能運用電氣工程相關(guān)科學原理，識別和判斷復雜電氣工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、參數(shù)，并結(jié)合專業(yè)知識進行有效分解、分析。主要教學內(nèi)容包括線路保護、變壓器保護、發(fā)電機保護、母線保護的基本概念、原理及構(gòu)成。

課程目標2：能夠建立電力網(wǎng)絡繼電保護整定計算的數(shù)學模型，結(jié)合國家、行業(yè)設計標準，對電力元件進行繼電保護整定計算及評價。支撐畢業(yè)要求指標點2.2能夠基于電氣工程專業(yè)知識和數(shù)學模型的方法，對復雜電氣工程問題各個環(huán)節(jié)（或電路）進行表達和建模，并保證模型滿足模擬和工程計算要求。主要教學內(nèi)容包括各保護元件的動作方程；電網(wǎng)的電流保護、距離保護整定計算；縱聯(lián)電流差動保護整定計算；變壓器縱差動保護整定計算。

課程目標3：能夠運用繼電保護的基礎理論和方法，分析影響保護正確工作的因素，并給出相應解決措施。支撐畢業(yè)要求指標點2.4能運用電氣工程的基本理論和基本方法，借助文獻研究，分析過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。課程目標3主要體現(xiàn)繼電保護在實際運行中遇到的問題及影響保護正確動作的因素，給出相應解決措施。主要教學內(nèi)容包括方向性電流保護的應用特點；影響距離保護的因素；影響縱聯(lián)保護正確工作的因素；自動重合閘與繼電保護的配合；變壓器勵磁涌流及鑒別方法等。

三、探索培養(yǎng)“新工科”人才的教學方法

教學改革主要目的是為培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、工程科技能力的高素質(zhì)人才。理論教學是教學改革的基礎，學生只有建立扎實的理論基礎，才能有效指導實踐，才能培養(yǎng)出高素質(zhì)人才［2］。

（一）提倡線上與線下混合式教學

教師在講授新知識之前，可以通過學習通網(wǎng)絡課程發(fā)布任務，通過觀看電力系統(tǒng)運行操作視頻，通過現(xiàn)象提出問題；也可以閱讀相關(guān)文獻或者電力企業(yè)典型案例，引入課程相關(guān)知識體系。這需要教師對教學內(nèi)容有設計，把相應知識點分單元，按照內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)整合授課內(nèi)容。課堂教學與網(wǎng)絡教學相結(jié)合，促進教學模式多元化發(fā)展。利用學習通、MOOC等優(yōu)質(zhì)在線教育資源，學生可以自主利用碎片時間學習，教師可以不斷推送任務，每次活動不斷遞進程度加深。學生能夠主動參與學習，任務上交后，教師通過學習通及時批注或者生生互評，不斷給予學生肯定，學生的獲得感就會越強，激發(fā)學生學習熱情，最終形成從“以教為主”轉(zhuǎn)變成“以學為主”，從“以課堂為主”轉(zhuǎn)變成“線上與線下相結(jié)合”的教學模式，可以提高學生學習的“向驅(qū)力”。線上與線下混合式教學可以為學生營造開放式課堂、專題教學、案例教學、翻轉(zhuǎn)課堂等?；诨旌鲜浇虒W理念，利用超星學習通，直接生成動態(tài)、即時的教學過程數(shù)據(jù)，記錄“課前—課上—課后”全過程教學與學習過程，教師根據(jù)學生學習行為及數(shù)據(jù)，適時調(diào)整教學策略和教學方法，基于學生的學習行為數(shù)據(jù)評價課堂教學效果，從而提高教學質(zhì)量。

在教學過程中雙主體互動，強調(diào)學生作為學習的主體，教師作為教學的主導，由被動灌輸?shù)膶W習模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾骰ブ奶骄渴綄W習模式。課堂里還邀請企業(yè)專家通過在線直播等方式介紹電力企業(yè)新業(yè)態(tài)和新技術(shù)，夯實學生專業(yè)素養(yǎng)、工程倫理、職業(yè)道德、開闊學生科技視野。

（二）應用討論式教學法

根據(jù)課程內(nèi)容，選擇適當章節(jié)采用討論式教學。課前學生分好組，按組布置《繼電保護XX任務卡》，要求學生利用課余時間查閱、學習下發(fā)的活動內(nèi)容，課上需要分小組討論，學生不得不去學習這些內(nèi)容，增加了學生學習的參與度。引用討論式教學法，教師講授的內(nèi)容可能是不完整的、不連續(xù)的，主要目的是激發(fā)學生學習興趣、幫助學生提高自學能力。這種教學方法，對教師的能力要求比較高，不僅掌握本門課程的知識體系，還要了解電氣專業(yè)相關(guān)課程的內(nèi)容及當今電力行業(yè)發(fā)展狀況、新技術(shù)、新知識。在討論中，教師應能對學生討論的問題和觀點給予建設性意見，并引導學生圍繞相關(guān)知識點進行討論，促使學生在討論和自學中獲得系統(tǒng)性、完整性和連貫性的知識，結(jié)合實際工程案例，得到有效結(jié)論。

高等教育工程專業(yè)認證有三個核心內(nèi)容：以學生為中心；成果導向；持續(xù)改進。討論式教學法是完成這三個內(nèi)容的有效方法。要展開有效的討論，必須對學生有足夠的了解，在分組、問題設計和討論的全過程中始終關(guān)注學生；在討論中，完成畢業(yè)要求的各種能力的訓練和培養(yǎng)；每一次討論都有評價和反思并用于改進。

（三）實現(xiàn)教學閉環(huán)

階段性測驗和作業(yè)是另一種有效的教學形式。測驗的目的是驗收學習成果，越是有階段性的測驗，學生的獲得感就會越強，學習積極性越高。具體做法是利用學習通，在學生參與式學習之后，通過回答問題、小測驗、習題、討論等方式檢驗學生課程內(nèi)容的掌握情況，是否達成了學習目標，教學效果如何。課后作業(yè)也可以讓學生延伸學習，鞏固所學內(nèi)容。測驗和作業(yè)之后的有效反饋是教學活動的生命線，可以提高學生分析問題、解決問題的能力，從而實現(xiàn)教學閉環(huán)。

（四）將課程思政融入繼電保護課堂

教師在教學過程中，全方位融入思政元素。在課堂講授、教學設計、專業(yè)實踐、考核評價等各環(huán)節(jié)，顯性或隱性地融入課程思政的理念和元素，進一步加深學生愛國情懷的教育；激發(fā)學生科技報國的使命擔當；把馬克思主義與科學精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學生正確認識問題、分析問題、解決問題的能力［3］。

大力開展線上線下混合式教學模式，在教學內(nèi)容中利用豐富的教學資源，設計富含家國情懷、大國工匠精神等的課程思政內(nèi)容，實現(xiàn)價值引領、能力培養(yǎng)和知識傳授“三位一體”的教學目標。根據(jù)授課內(nèi)容，挖掘繼電保護基本要求部分思政元素，引導學生把個人命運緊緊與社會、國家聯(lián)系在一起，做到個人服從整體，局部服從全局；挖掘突變量保護部分思政元素，微機保護的出現(xiàn)使得我國繼電保護在全球的地位不斷上升，自主知識產(chǎn)權(quán)的保護使得我國繼電保護始終處于世界的前列，培養(yǎng)青年大學生成為改革創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的生力軍；挖掘縱聯(lián)保護部分思政元素，要想實現(xiàn)夢想，就要依托團隊的力量、依靠國家電網(wǎng)的不斷強大，通過集體的精誠合作，一定會取得更偉大的成就。

四、構(gòu)建以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標的評價考核體系

《電力系統(tǒng)繼電保護》課程教學大綱對考核的形式、內(nèi)容和標準作了明確規(guī)定，對平時成績和期末試卷作了具體要求，從而規(guī)范了課程的考核評價辦法。按照教學大綱規(guī)定的課程目標達成情況分析方法，結(jié)合學生的學習表現(xiàn)，分析學生學習的長處和短板，指出學習過程存在的問題，持續(xù)改進課程體系及課程教學措施，以符合畢業(yè)要求?；谡n程質(zhì)量評價，分析畢業(yè)要求及各指標點的達成情況［4］，考核分為“過程性考核”和“終結(jié)性考核”兩種方式，權(quán)重分別為0.3和0.7，其中“過程性考核”包括作業(yè)和測驗。各項考核目標分值及達成度計算公式見表1。表中字母A、B、C分別表示作業(yè)成績、測驗成績和期末成績的實際平均得分。

表1 《電力系統(tǒng)繼電保護》課程目標達成度評價表

按教學大綱的要求，每輪授課結(jié)束后任課教師要編寫課程目標達成度評價表、課程評價數(shù)據(jù)合理性分析、課程目標達成情況評價分析報告等工作，通過各個課程目標達成度計算情況，分析教學過程的存在的問題，進行持續(xù)改進。通過兩輪數(shù)據(jù)的對比，例如2017級、2018級課程目標達成度數(shù)據(jù)，分析持續(xù)改進措施的有效落實情況、課程目標達成度是否有提高，進一步針對課程目標達成度情況及存在的主要問題，提出持續(xù)改進措施。針對平時考核，授課教師利用學習通及時匯總統(tǒng)計學生平時成績考核的各項內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整，增加對相關(guān)知識點的研討等措施實施改進。針對期末考核，對期末試卷進行分析，統(tǒng)計各指標點試題得分情況，結(jié)合學生試卷出現(xiàn)的問題，對出現(xiàn)問題的相關(guān)知識點和能力點在下一輪授課時持續(xù)改進。課程評價考核方案能否科學準確反映課程目標達成度情況，對課程教學持續(xù)改進具有重大意義。

五、總結(jié)

針對新工科建設的要求和人才培養(yǎng)目標按電氣專業(yè)認證人才培養(yǎng)方案組織教學活動，在教學過程中根據(jù)課程目標設計教學模式，重構(gòu)課程體系，利用超星學習通與學生互動，應用討論式教學法，使學生加深對理論知識的理解、增強工程實踐和設計創(chuàng)新能力的方法，構(gòu)建學生工程意識，使學生順利完成學業(yè)，達到畢業(yè)要求，培養(yǎng)能服務國家新工科建設、滿足社會需求的電氣工程人才。