基于CBL《电力工程基础》课程混合式教学改革探索

蔡新红　岑红蕾　王洪坤

[摘要]针对《电力工程基础》课程教学目前存在的主要问题，将联合应用案例教学法（Case-based teaching method， CBL）与混合式教学方法相结合，构建了一种新的教学模式。这一模式可以有效解决教学内容多、课时少的问题，促进理论教学与实践相结合，提高学生的学习兴趣，为工科相关课程的教学提供了一种新的途径与方法，进一步提高电气工程及自动化专业学生的综合素质和人才培养质量。

[关键词] 案例教学;混合教学;案例设计;教学改革

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                       [文章编号]  2096-0603（2018）34-0108-02

一、引言

电气工程及其自动化专业是为电力相关企事业单位培养理论基础扎实、实践能力突出、创新能力强的高素质专业技术人才。为满足工程教育专业认证的需要，石河子大学电气工程及自动化专业根据新疆生产建设兵团经济社会发展需求，于2017年进行了本科人才培养方案的修订。2017版人才培养方案对宽口径的专业进行了细化，设置了电力系统及其自动化、电机与电力电子两个模块方向，将《电力工程基础》课程设置为电机与电力電子方向的专业选修课程。

通过《电力工程基础》课程的学习，学生主要掌握电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、发电厂电气部分、配电系统以及电力系统继电保护和高电压技术相关基础知识，涵盖了电力系统的发电、输电、变电、配电、用电的各个环节。《电力工程基础》课程内容涉及多门专业课，理论与实践结合紧密，是电机与电力电子方向学生了解和掌握电力系统专业知识的一个重要途径，对于学生知识的开拓和综合能力的培养具有极其重要的作用。

二、CBL混合式教学的特点

《电力工程基础》课程在教学实践中存在内容多、课时少、学生学习困难及兴趣不高等诸多问题。该课程教学内容涉及电力系统的多门专业课程，但是作为专业选修课，只有32学时，很难把知识点做到面面俱到，只能点到为止，不能深入展开，如何整合课程内容，做到理论与实践的有效结合成为本课程教学改革的重点。另外，学生面对繁杂的公式以及推导过程，感觉枯燥无趣，学习效果不理想，学习兴趣和效率明显不高。如何提高学生学习的兴趣，由被动变主动是课程教学改革的关键。为了能够有效解决教学内容多、课时少的矛盾，需要积极探求新的教学方法和教学手段。

案例教学法（Case-based Learning，CBL）是一种基于项目案例，培养学生自我学习能力和综合分析解决实践问题能力，相互交流讨论的教学方法。CBL教学实施过程中，学生是实施过程的主体，教师需要提供案例的完整素材，学生针对案例自主学习讨论，提出问题并得出解决问题的方案，而后进行总结分析。通过这一系列的学习过程，完成整个教学过程。混合式教学模式是一种将网络学习与课堂教学相结合，运用现代化的教学手段，加强学生自主学习的新的教学方法。混合式教学能够实现课堂翻转，整合优化教学内容，突出实效，保证教学质量。将CBL与混合式教学方法相结合，能够有效解决《电力工程基础》课程教学中理论教学枯燥、脱离生产实际、学生学习兴趣不高、实践教学综合性不足等问题。

三、CBL混合式教学的实施

（一）《电力工程基础》课程教学案例设计

电力工程实践中有着大量的生产案例，并且每一案例基本都具有真实性、客观性、因素多样性、复杂性等特点。教师在设计教学案例时，要充分考虑学生对电力工程知识的掌握程度及案例的复杂程度，有针对性地将生产现场的案例分层次、分步骤，层层深入，最终让学生在案例中掌握基础知识，学会运用专业技能对案例进行综合分析。

电力工程教学案例可以分为工程设计、工程施工、电气运行、电气事故等四类教学案例。每一类教学案例均需要针对教学内容和现场实际进行设计和整理，使学生既能够掌握专业理论知识，又能够结合现场实践的复杂情况进行综合分析，达到提高学生专业素养的目的。

（二）CBL与混合式教学方法结合

混合式教学是综合运用信息技术、多媒体技术，线上与线下相结合的一种新的教学模式。为更好地发挥混合式教学的特点，需要一个有效的媒介，将线上与线下有效联系在一起，除了任课教师丰富的教学经验外，案例教学是一个很好的途径。《电力工程基础》课程CBL与混合式教学模式如下图所示。

学生通过线上的学习，主要掌握电力工程的基本知识，加深对电力工程的感性认识。线下通过教师对理论知识的强化讲解，掌握电力工程相关的电力系统稳态和暂态计算过程和方法，电气设备的选择的依据，电力系统继电保护的基本原理和整定原则，高电压技术及试验方法。在线上和线下教学过程中，围绕工程案例教学，加强学生对电力工程基础知识、理论方法的巩固，增强学生综合分析、解决现场实践工程问题的能力，提升学生理论与实践的综合素质。

（三）典型教学案例

本文以一个典型的教学案例设计，介绍基于CBL的混合式教学方法。教学内容是“断路器及隔离开关设备”，教学重点是学生应掌握“断路器及隔离开关的作用及选择原则与方法”。下面是一个典型的事故教学案例的设计过程：

1.教学案例：某110kV变电所，10kV开关柜操作过程中发生爆炸，继而引起全站失压的事故。

2.事故案例描述：某110kV变电所在某10kV线路检修后，运行人员进行送电操作，开关合闸未成功，继电保护报“电流I段动作跳闸”;检修人员检修维修线路后，未发现接地点，进行第二次送电操作，仍未合闸成功，继电保护报“电流I段动作跳闸”;运行人员进行强送，造成开关柜爆炸事故，全站失压。

3.案例教学引导：将教学案例进行线上发布，设置引导问题“断路器为什么会在第三次合闸时发生爆炸”，要求学生查阅相关资料，学习断路器、隔离开关的构成、原理;在线下的课堂教学过程中围绕教学案例，讲授断路器的选择、灭弧原理以及作用，引导学生回答“什么原因会引起断路器爆炸事故”。

4.事故真相：揭示发生此次事故的真正原因是什么。除了设备的原因，还要引导学生讨论调度、运行、管理、指挥等各方面的综合复杂因素。

5.案例延伸：本教学案例还可延伸高电压技术以及继电保护相关知识，可以作为后续章节的教学案例，进一步引导学生从专业理论角度综合分析事故本质。

通过这一案例教学，学生可以深入掌握断路器的构成、工作原理以及选择计算的依据，并保持浓厚的学习兴趣，想知道后续如何分析这一事故。

四、结束语

结合CBL与混合式教学方法，紧贴电力生产实际，改变枯燥的电力工程基础理论教学，使学生通过感兴趣的生产案例，主动进行理论知识的深入学习，加强学生综合分析问题和解决问题的能力，提高电气工程专业人才培养的质量。

参考文献：

[1]王大伟，王潘绣，王艳.O2O教学模式高校专业课“互联网+”教学改革[J].课程教育研究，2018（4）.

[2]易水晶，马洁稚，肖松舒，等.CBL联合TBL在妇产科临床见习教学中的应用分析[J].中国继续医学教育，2018（1）：19-21.

[3]蔡永伟，许俊强，全学军，等.案例式教学法在化工安全概论课程中的实践[J].化工高等教育，2014，31（2）：85-88.

[4]张文娟，张志刚.以结果为导向的电气工程专业教学改革探索[J].中国电力教育，2018（3）.

[5]马艺玮，唐贤伦，朴昌浩，等.地方高校电气工程特色专业课程教学改革与探索[J].教育教学论坛，2018（2）：134-135.

[6]王洪坤，馬玉荣.操作隔离开关引起开关柜爆炸事故[J].农村电气化，2006（8）：28-29.

◎编辑 张 慧