电力系统继电保护课程思政教学案例实践与思考

海日 恩日 王伟 范晓姣 温慧媛

摘 要：通过案例式教学，利用课程思政，以大国工匠精神、科技报国信念、工程伦理判断、审美为导向产出深化培养方案，并给出了基于层次分析法的思政案例分析过程。

关键词：课程思政；成果导向；电力系统继电保护；层次分析法

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.10.089

0 引言

以“立德树人”作为教育的根本任务，课程思政通过高教[2020]3号文件为各高等学校提供指导。文中明确要坚持学生中心、产出导向、持续改进，不断提升学生的课程学习体验、学习效果。并特别指明工学类专业课程，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。各工学类学校及专业都积极探索强化思政元素的特色人才培养模式。以新工科为主线，电气工程及其自动化专业的课堂思政正有序开展，其中包括作为专业核心课程的电力系统继电保护课程。该课程以继电保护技术为主线，有利于授课对象初步形成电力系统继电保护方案的构思、设计、实现、运行全过程的工程思维，为解决复杂电力系统继电保护问题奠定一定的基础。本文结合实际教学案例设计，研究将电气工程专业知识与思政元素融合的教学模式。

电力系统继电保护课程目前存在的问题：教学情境设计与实践环节配合无法达到让学生有效解决实际工程问题的目的。根本原因是学生的学习动力不足，但是案例式教学手段可以深化教学情境，激发学生学习热情。案例式教学方法是围绕知识点精心设计特定案例，组织学生开展讨论学习，形成反复的互动，学生主动研究案例，在自主学习过程中提升解决问题的能力。案例式教学方法需要充足的学时，在电力系统继电保护课程中，全程采用案例式教学方法并不实际。但可以考虑与思政元素配合从而达到产出成果。本课程可以深入挖掘的思政案例丰富，下面通过理论（实践）环节案例进行阐述。

1 课程案例

1.1 新型电力系统，驱动创新力

将国家重大目标与课堂教学融合，激发学生的创新力。力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和（简称3060目标）。我国持续推进产业结构和能源结构调整，大力发展可再生能源，努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行。节约能源是实现3060目标的关键手段。节约能源的同时，需要稳步发展以新能源为主体的新型电力系统。新型电力系统的概念是身为电气工程及其自动化专业学生必须熟悉的内容。新型电力系统的深度学习意味着洞悉电力行业发展与就业趋势。

案例1

概念：在满足经济社会发展电力需求的前提下，新型电力系统具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征。源网荷储互动与多能互补推动新技术、新理念、新产品的发展。

拓展：电力行业助力3060目标，需要社会各界的同心协力发展新型电力系统；而新型电力系统继电保护设计将更加复杂。协调速动性、选择性、可靠性、灵敏性将是更加具有挑战的一项工作。故障特征的变化对于电流保护、距离保护、纵联差动保护、重合闸安全装置的可靠性的影响较大。新型保护装置尚处在开发应用处于起步阶段，需要大量的人才为之奋斗。

1.2 继电保护的配合，培养同理心

将行业现状与课堂教学融合，培养学生的同理心。理解电力系统继电保护的配合是学生学习继电保护原理的重点内容。电力系统继电保护的配合最大限度地保证电力系统正常运行不受影响，更是保证被保护电力系统主保护区域重叠“无死区”。而提高电力系统供电持续可靠性也需要电力工作人员24小时“无死区”轮换工作。学生可以从用户的角度考虑24小时供电可靠的重要性，从而接受倒班制度，培养同理心，做好未来可能倒班工作的心理建设。

案例2

概念：保护区域间重叠的目的是使电力系统中的任何需要保护的区域有相应的主保护存在。即电力系统继电保护之间的配合。

素养拓展：根据单位工作的性质，对工作时间给出的合理安排为“倒班制”。这种工作时间安排的制度电力行业常见的有“三班四倒”“三班三倒”“三班两倒”。从人员角度看，主要相关因素有人员数量、自由支配时间、人员工作效率以及是否有机动性。

1.3 生命之吻，感悟美

将世界名作与课堂教学融合，培养学生的审美。作为欣赏普利策新闻奖作品，摄影师罗科·莫拉比托（Rocco Morabito）拍摄的1968年获奖作品《生命之吻》，展示的是一位名电力工作人员，正为同事以口对口人工呼吸方式急救，因其同事误触了带电电缆而失去意识。

案例3

知识：心肺复苏法与安全绳（带）的作用。

拓展：伤者触电后休克，幸好有安全绳（带）防止高空坠落。拯救者迅速捉住并且进行人工呼吸。即使现场无法施行心外压，却透过持续不断把气吹入伤者肺中，直至恢复轻微脉象，通过进一步治疗，最终伤者完全康复。《生命之吻》的得奖展现了危急时刻人性的光辉。通过工程伦理学分析该事件的不同结果，对学会认知、欣赏和感悟美。与课程知识点相似，每个案例都可以列出知识目标、能力目标及素养目标。能力目标依次分别是创新力、同理心、感悟美；而素养目标则依次是责任感与爱国精神、职业素养、伦理素养。通过深化教学目的可以进一步深化教学情境、增强临场感。

通过案例式教学法，利用信息技术，学生自主地进入讨论和思辨的状态，电力系统继电保护课堂进而取得了初步的效果。课程实现了知识、能力与素养有机融合，符合学生的认知规律。相比较与传统课堂提高了全员参与度的同时，学生主动地了解更多国家政策与电力行业发展趋势，从而提高自驱型学习的動机来正面应对就业紧迫感与压力。

2 基于层次分析法的教学思考

层次分析法经常用于进行定性和定量分析的决策。结合思想政治元素，可以将教学案例通过目标层、指标层与方案层进行分析导向成果产出。本文一级指标由科技报国信念、工程伦理判断、大国工匠精神组成。每个一级指标下，可以对应给出其二级指标。以爱国主义为本质要求的新时代科技报国情怀坚持自主创新为核心要义、建设科技强国为奋斗目标。综合考虑，科技报国信念对应二级指标创新力，专业知识，爱国情怀，责任担当指标。根据工程伦理在全生命周期的内涵，工程伦理判断对应二级指标为同理心，伦理素养，工程基础知识。值得一提的是处理好人与人、人与社会、人与自然离不开同理心。从提高职业品质与道德品质、培养创新人才的角度探究人才培养方案重塑的重要问题，考虑到二级指标不重复的原则，本文大国工匠精神则对应二级指标为意志力，自驱型学习能力，职业素养。结合1-9比例标度，对两两因素进行比较得出以下比较矩阵A1、A2、A3。比较矩阵A1、A2、A3分别对应于一级指标科技报国信念、工程伦理判断、大国工匠精神。

A1=151/511/31/51/51/7355711/331（1）

A2=11/333151/31/51（2）

A3=1351/3131/51/31（3）

通过矩阵计算得到最大特征根λmax分别依次等于4.240、3.036、3.036。四阶次比较矩阵取随机一致性指标RI为0.934；三阶次比较矩阵取随机一致性指标RI为0.58。最后得到检验系数CR分别等于0.085、0.031、0.031。可见其计算值通过了一致性检验（都小于0.1）。下面将上述内容整理到表1中。

高等学校的类型大致可分为研究型高等学校与应用型高等学校。任何类型高校工科类培养方案都离不开德育、智育、体育、美育、劳育目标下的全面培养。由表中的二级指标可以分析出，课堂思政就是德育、智育、体育、美育、劳育目标的学科化深度挖掘。科技报国信念可看作是德与智的结合。“智”不仅是知识更是智慧，也包括运用与创新。而爱国情怀、责任心、同理心及伦理素养更多要求德育，工程基础知识则要求智育。大国工匠精神是体育与劳育的集中表现；因为体育最终目标是健康体魄与意志力。劳育则表现为坚持不懈地艰苦奋斗。大国工匠精神正是需要怀有坚强意志力去艰苦奋斗。所以，文中的二级指标综合了德育、智育、体育、劳育。不难发现，审美教育的特点不够突出。

对于工科学生来说似乎培养审美教育只能借助于美术欣赏、音乐欣赏等选修课。但审美教育正是目前理工类学生比较薄弱的培养模块。审美教育通过培养人们认知美、体验美、感受美、欣赏美，最终尝试创造美。本文中的案例3尝试用著名作品培养学生的审美，通过借助“云班课”中的头脑风暴方式发现学生积极性有了很大的提高。本文将审美教育注入一级指标，对应认知力、感受力、创造力为二级指标去完善课堂思政的指标层，如表1所示。这里不再给出其比较矩阵。通过计算比较矩阵得到最大特征根λmax等于3.036。取随机一致性指标RI为0.58，计算得到检验系数CR等于0.031。可见其数值通过一致性检验。在认为德育、智、体、美、劳育同样重要的情况下，经过讨论研究，确定一级指标科技报国信念、工程伦理判断、大国工匠精神、审美的权重分别确定为0.2、0.2、0.4、0.2。也可以根据课程性质与学时自行调整权重。在权重确定的情况下，可以算出对应的百分比。由数据换算可知，责任心、意志力、伦理素养、感应力的百分比较高。

3 结语

以创新力、同理心、感悟美为出发点给出相应案例。利用层次分析法发现，培养责任心、意志力、伦理素养、感应力对工科类学生十分關键。与此同时，工科类学生的审美教育待进一步深化，并给出了相应的指标与权重。利用此权重可以选择更加适合专业课程的课堂思政案例实施教学过程。

参考文献

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