SPOC + BOPPPS 混合模式的教學改革與創新
--以電力系統繼電保護為例

崔曉，蘇康友，周寶玲，熊宇

（廣東白云學院 電氣與信息工程學院，廣東廣州 510450）

1 課程性質及學情分析

1.1 課程性質與目標

電力系統繼電保護是面向電氣工程及其自動化類專業開設的一門專業必修課[1]，一般在大三年級開設，是在學生已修完了電工、電子、電機等技術基礎課，對電力系統運行及電氣設備有一定的了解，掌握了電力系統故障分析的方法之后開設的理論和實踐并重的課程。

電力系統繼電保護課程根據廣東白云學院辦學定位和電氣工程及其自動化專業的人才培養目標要求，明確了課程目標，包括知識目標、能力目標和素養目標三方面要求：知識目標要求掌握常用電磁式繼電器結構、工作原理、性能、操作、選擇及校驗[2]，掌握線路保護的基本工作原理、接線方式、各保護方式動作整定值的計算，掌握自動裝置的原理和計算，掌握重要電氣設備的保護工作原理和相應計算；能力目標要求能夠完成常用繼電器選擇、檢測和應用，初步具備供電系統中二次設備的運行、維護、安裝及調試能力，具有一定的識圖能力，能看懂繼電保護設計的相關圖紙；素養目標是培養學生自主學習能力、觀察能力、團隊合作能力、專業技術交流的表達能力，在教學過程中密切聯系生產與生活實際，激發學生的求知欲，培養學生愛崗敬業、崇尚科學的精神。

1.2 學情分析

1.2.1 學生數學基礎較薄弱，學習興趣較低

電力系統繼電保護課程有比較多的整定值計算和校驗，需要進行大量的邏輯分析和計算，電力工程基礎、電機與電力拖動等課程反饋部分學生的數學基礎較差，邏輯思維能力不強。該課程在大三年級開設，學生面臨實習就業，精力多用于準備求職面試，對于該課程的學習興趣不高。

1.2.2 課程內容知識點多、計算復雜

電力系統繼電保護課程需要分析、繪制的圖紙多，具有計算公式多、理論知識多、與工程實際聯系緊密、內容抽象難懂、涉及知識面廣等特征，總體來說是一門難懂難學的課程[3]。大量的計算、分析也使得學生對以教師為中心、以教材為載體、依靠板書和PPT 的教學方式缺乏興趣。

1.2.3 學生擅長利用智能設備，喜歡實踐

對學生的問卷調查顯示：針對教改前的“以教材為載體”的面對面講授教學，大多數學生認為課程教學內容枯燥，課程與實際聯系不緊密，僅有少部分學生對課程學習感興趣；學生更喜歡動手實踐類課程的學習，注重知識的應用，擅長使用智能設備、移動網絡、應用軟件來獲取信息，喜歡得到正面激勵。

2 教學改革與創新

基于以上課程特點和對學生學情的分析，為有效提升學生學習的積極性，教學團隊對電力系統繼電保護課程的教學進行改革。采用任務驅動式模塊化教學，教師在教學過程中始終堅持“以學生為中心”的教學理念，構建了“線下教師為主導、線上學生自主學”的SPOC（Small Private Online Course）+ BOPPPS 混合式教學模式。

2.1 可反復進行線上學習

“SPOC=Classroom（課堂）+ MOOC（慕課）”，是一種通過MOOC 將開放課程的線上資源與傳統教學相融合的混合學習方式[4]。教師把課程中需要進行復雜計算、不易理解的重難點知識設置為線上任務點，方便學生反復觀看學習，理解并完全掌握相應知識。該課程總共64 學時，根據課程內容選取了16學時的理論課為線上學習內容，占總學時的25%，使用的線上學習平臺為超星學習通[5]。

線上學習任務包括學習指引、視頻任務點、多媒體演示PPT 及參考資料，教師在超星學習通平臺發布各線上任務點對應的主觀題和客觀題作業，檢驗學生對任務點的掌握程度；教師為線上作業設置及格分數線，學生只有達到及格分數才被認定為掌握該知識點，所以，為了達到目標，學生會多次觀看學習視頻。從超星學習通平臺的統計結果發現，有的視頻學生會反復觀看直至掌握該知識點內容，學生學習的主動性大幅提高。

2.2 開展BOPPPS 線下一體化教學

線下一體化教學共48 學時。

2.2.1 任務驅動，采用BOPPPS 教學模式

將課程內容總結歸納為4 個任務模塊：繼電保護基礎、線路的繼電保護裝置、自動裝置、電氣設備的繼電保護裝置。圖1 為以“任務1 繼電保護基礎”中的“任務1-1 認識繼電保護系統”為例的BOPPPS 教學模式。BOPPPS 教學模式以建構主義和交際法為理論依據，以有效教學設計著稱，是一個強調學生參與和反饋的閉環教學過程模型[6]。BOPPPS 模型將課堂教學過程規劃分為6 個階段：導入（Bridge-in）、目標（Objective）、預評價（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后評價（Post-assessment）、總結（Summary）[7]。

圖1 “任務1-1 認識繼電保護系統”課程內容安排

首先，課前學生利用超星學習通資源庫自主完成線上任務；其次，課中教師采用BOPPPS 教學模式，播放歷史上著名的停電事故視頻（B）、學習目標（O）、課中鞏固測試（P），發布虛擬仿真任務（做中學）（P），利用學習通平臺發布第二次課上測試（P）等，課堂結束前進行總結（知識譜圖）（S）；最后，課后教師發布智能電網保護視頻、智能電網討論題，與學生反饋討論題。整個授課過程循序漸進，任務驅動，讓學生在做中學，在虛擬仿真實踐中發現所需知識，實現以用促學、學以致用的教學目的[8]。

2.2.2 形成性考核

電力系統繼電保護課程理論與實踐并重，要求學生有較強的實踐能力[9-10]。在線下課程中，除了虛擬仿真部分外，還相應有16 學時的實驗操作內容，分4個項目完成，實驗操作部分由學院與廣州東芝白云菱機電力電子有限公司共同負責，共同指導、評價。

形成性考核是對學生學習過程的全面測評，是對學生課程學習成果的階段性考核，也是對學生學習目標的階段性測試，是課程考核的重要組成部分[11-12]。電力系統繼電保護課程采取形成性考核，構建了“校企協同”“過程+終結性考核”的考核形式（見表1）。過程考核以任務為目標，重在實現學生綜合素質的培養以及綜合能力的提高。考核分為學習參與類、階段性考核類和終結性考核類三種類型。

表1 形成性考核方案

學習參與類主要包含出勤（占比5%）、線上作業（占比10%）和任務點視頻學習（占比5%），主要考核學生學習的主動性；階段性考核類主要包含4 個實驗項目（占比20%），主要考核學生的動手操作、數據分析和團隊協作能力；終結性考核類主要考核學生對基礎知識的理解和對電力系統故障的分析與計算能力等綜合能力（占比60%）。形成性考核要求學生在聽講、記錄筆記的同時，還要學會動腦、動手及具有團隊協作意識[13]。電力系統繼電保護課程既注重理論學習，也注重學生的工程實踐鍛煉，學校與企業共同培養學生，共同完成實踐操作項目的教學與評價，讓學生盡早了解企業的用人要求。

3 教學創新成果及推廣

3.1 學生學習成績顯著提高

課程改革從2017 級開始實施，表2 為改革前的2015 級和2016 級電氣工程及其自動化2 班和改革后的2017-2019 級電氣工程及其自動化2 班的成績對比，通過表2 可以看出，改革后學生的課程學習成績顯著提高，表明學生對理論知識的掌握能力和綜合能力都明顯提高。

表2 歷年學生成績對比表

課程的教學改革也獲得了同行的認可。廣東白云學院結合督導評價分數、學生評教分數和問卷調查評分結果，按一定比例進行折算，得出線上線下混合式教學試點課程綜合評價結果。電力系統繼電保護課程被評為2021-2022 學年第二學期線上線下混合式教學典型案例，教學創新獲得了教學督導和學生的認可。

3.2 教師水平不斷提高

線上+線下混合式教學的開展，需要授課教師具有豐富的教學經驗，同時對課程內容十分熟悉，而且能夠熟練使用數字化工具進行教學設計，對教學過程有較強的掌控能力。因此，授課教師需要不斷提高教學能力和知識水平，同時也需要積極參與各種教研活動。由此，通過積極開展教學創新，教師也受益匪淺。

3.3 推廣應用

目前，SPOC + BOPPPS 教學模式已經在廣東白云學院全日制本科的電力系統繼電保護課程中得到了較好的應用。這種教學模式也可以在專升本的課程中進行推廣，以契合專升本學生求知欲強的特點，實現因材施教[14]。