“電力系統繼電保護原理”微課程探討

摘要：微課程是面向學歷教育的本科教學工作的改革方向之一。從專業教育的角度，以“電力系統繼電保護原理”課程為例，從微課的設計定位、選題方向、制作方法等方面進行了的初步探討。最后針對該門課程的一個知識點即“對繼電保護的基本要求”，進行具體的微課設計分析。對理工科專業課程教學采用微課形式，有一定的參考意義。

關鍵詞：微課；專業教學；教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0023-02

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。由于微課程具有“位微不卑”“課微不小”“步微不慢”“效微不薄”等優勢，隨近幾年高等院校也掀起了微課程的研究之風。[1，2]但是，目前高校的微課程研究多集中于基礎課程教學，而在專業課程的教學中應用甚少。因此，本文探索了電氣工程及其自動化專業的“電力系統繼電保護原理”專業課程的微課設計與實踐，取得了一些教學心得。

一、微課的設計定位

微課程作為網絡遠程教學終端，服務于本校電氣專業或非電氣專業，甚至校外社會人群。既可以做電氣工程及其自動化專業本科學生的校內課程“電力系統繼電保護原理”[3]的有益補充，方便學生的課前預習、課后復習等，也可為未修過該門課程的學習者開啟專業知識的大門。

此外，微課應以學習者角度設計，而非教師角度，從而充分發揮學習者自主學習的潛力。[1]

二、微課的制作方法

微課程以網絡媒體為平臺，終端以視頻的形式呈獻給學習者，因此微課的制作有如下軟硬件的要求：

1.錄制微課的專業錄播教室

需要配備多機位的高清攝像機。按照筆者制作經歷，至少需要一個針對主講教師的機位，一個針對聽講學生的機位，如果有師生全景鏡頭，效果更佳。多機位的目的，是為了方便后期制作時鏡頭切換更加游刃有余。當然，錄制風格可以不拘一格，比如有些采用“畫中畫”的預期方式也是不錯的選擇。但無論采用哪種形式，制作的效果應該是提前考慮，做到心中有數。

2.編輯微課的后期制作平臺

來自各攝像機位以及PPT自動播放的多路信號收集完畢后，需要進行合理的剪輯。此外，需要增加字幕的輸出，以及制作必要的反應微課內容和教師信息等信息的片頭、片尾。

3.展示微課的網絡媒體平臺

微課制作完成以后，需要放在一定的網絡平臺上展示，方便學習者使用，如本課程的微課便放在本校的BB教學平臺。[4]

三、微課的選題方向

由微課的定位出發考慮，選題應偏重基本知識點。應用到本課程，比如“對繼電保護的基本要求”“阻抗繼電器的動作特性”等，都比較適合制作成微課形式。但是，如果是面向職業培訓的微課，宜跳過基礎階段選擇面向工程的具體案例來強化知識點。[5]

本文以“電力系統繼電保護原理”課程為例，進行一個知識點的微課設計案例——“對繼電保護的基本要求”。

1.教學背景[6]

“電力系統繼電保護”是電氣工程專業本科學生的必修課，設置于第七學期。先修課程主要為“電力系統基礎”“供配電技術”等。

學生在學習本門課程之前，已經對電力系統的一次設備、接線方式、運行方式等有了基本的認識，也已經掌握了潮流計算、短路計算等計算方法。“電力系統繼電保護”圍繞電力系統二次設備，對典型集中傳統保護原理進行介紹。

本次微課內容，是該課程第一章《緒論》中的第三小節，根據教學安排，是本門課程的第二次課。第一次課，學生對繼電保護的基本任務有了一定的認識。這次課，承接上堂課的內容，繼續討論“對繼電保護的基本要求”。

從整個課程體系來看，本節內容“對繼電保護的基本要求”是貫穿全課程的最重要基本線索，處于一個綱領性的地位。

2.教學目標

本節課的教學目標：掌握“對繼電保護的基本要求”，即選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。要求理解四項基本要求的含義，并能夠分別舉例說明。其中選擇性和可靠性是難點，而選擇性又是重點。

3.教學方法

授課形式采用以多媒體教學為主，板書為輔。教學手段采用啟發式、案例式、類比法、闡述法、比較法、列舉法等多種方法結合。

4.教學路線

在上課伊始，通過播放一個“變壓器故障”的視頻短片，讓學生復習“電力系統故障”的概念以及“故障的危害”。通過視覺和聽覺的沖擊，增加學生對以上知識點的感受。

由“啟發式”教學法，提出問題：為了避免以上損失，故障能否及時從電網中切除？若可以，又由誰來完成？通過上節課程可知，繼電保護可以扮演這樣的角色，繼電保護是電力系統安全運行的三道防線之首。

再利用“啟發式”教學法深化問題，進一步提出：繼電保護如何能夠完成基本任務，即對繼電保護有何基本要求？從而自然而然地引出本節課的主要內容。

利用多媒體課件的演示，在進入正式內容之前，聯系工程實際，補充了“幾個位置稱謂”。

同時，采用“類比”法，類比電力潮流的“上下游”的相對關系，明確“上下級”線路的關系。此時，板書演示電力潮流流向。

利用“闡述法”，介紹本節主要內容“對繼電保護的四項基本要求”，即選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。同時指出選擇性和可靠性是“難點”。

關于“選擇性”講解（難點之一）如下：先利用“闡述法”，介紹了“選擇性”的概念；再利用“啟發式”，引出進一步的探討“什么樣的保護行為是具有選擇性的行為”，然后利用“案例法”借助多媒體演示（如圖1）解釋以上問題。繼而聯系工程實際，進一步考慮現場會出現的各種問題導致主保護不能動作，引出“后備保護的概念”。再利用“案例法”，借助多媒體演示，解釋“近后備保護”和“遠后備保護”。利用“比較法”，比較遠、近后備保護的差異，取決于安裝位置是異地還是本地。最后利用“類比法”總結“選擇性”，用“自掃門前雪”的生活例子來類比主保護、近后備保護、遠后備保護的關系，深化對選擇性的認識。

關于“速動性”的講解設計如下：先利用“闡述法”，介紹了“速動性”的概念；再利用“列舉法”，通過多媒體演示，介紹保護動作時間和斷路器的動作時間的具體要求；然后聯系先修課程中關于“暫態穩定”的知識點，利用“板書”畫出曲線（如圖2）解釋繼電保護要求速動性的其中一個重要原因。

關于“靈敏性”講解如下：先利用“闡述法”，介紹了“靈敏性”的概念；再利用“案例法”，通過多媒體演示，解釋“什么叫做保護具有靈敏性”；最后提前說明后續章節內容與“靈敏度的計算”相關。

關于“可靠性”講解（難點之二）：首先利用“闡述法”，介紹了“可靠性”的概念以及“影響可靠性的因素”；然后利用“案例法”，指出可靠性中的兩個方面互有矛盾。“板書”演示聯系薄弱的系統和聯系緊密的系統，兩種情況下考慮可靠性的側重點分別是什么。

小結“四項基本要求”：利用“案例法”，舉例說明“選擇性與速動性是一對矛盾體”以及“靈敏性與可靠性是一對矛盾體”，然后分別用一句話小結四項基本要求，并指出用辯證統一和矛盾對立的眼光看待四者之間的關系。

最后總結：強調“四項基本要求不僅是評價已有保護原理的標準，也是設計新型保護原理的依據，因此四項基本要求將是貫穿整門課程的線索”。

四、微課設計總結

本節微課內容圍繞“對繼電保護的四個基本要求”，采用啟發式、案例式、類比法、闡述法、比較法、列舉法等多種教學手段結合，以多媒體課件為主、板書和現場視頻為輔的教學形式，對教學路線進行了精心的設計，將教學內容深入淺出地傳達給學生，達到了較為理想的教學效果。

“電力系統繼電保護”這門課程的特點是不僅理論性強，而且面向工程實際。因此，本節課程的設計不拘于原始教材，講解過程中適時引入工程實際的案例，理論聯系實際，以就業為導向，激發學生的學習興趣，課堂效果更佳。

另外，本次微課的設計注意聯系先修課程中的相關知識點作為新內容的支撐。而且，對本門課程后續內容也適時引導，有助于幫助學生養成“溫故而知新“的學習習慣。

本次微課內容中，關于四項基本要求的辯證統一和矛盾對立的關系，也是一種哲學思想，可以啟迪學生的哲學思維，養成科學的世界觀、價值觀、人生觀。

綜上，本次微課的教學設計會推動教師對整門課程的深入思考，具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]張一春.微課建設研究與思考[J].中國教育網絡，2013，（10）.

[2]梁樂明.微課程設計模式研究[J].開放教育研究，2013，（19）.

[3]張保會，尹項根.電力系統繼電保護[M].北京：中國電力出版社，

2009.

[4]王穎.我校電力系統類課程教學實踐的思考[J].電氣電子教學學報，2012，（34）.

[5]程嵐.微課教學設計思路探討[J].江西電力職業技術學院學報，

2013，（26）.

[6]王穎.“電力系統繼電保護原理”教學實踐與思考[J].中國電力教育，2013，（12）.

（責任編輯：王意琴）