王海軍 姚紹漢

南京鐵道職業(yè)技術學院 江蘇南京 210031

高等職業(yè)教育作為主要培養(yǎng)服務類技術技能人才的教育模式，在整個教育行業(yè)中舉足輕重。2021年4月13日，習近平總書記對職業(yè)教育工作作出重要指示：在全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程中，職業(yè)教育前途廣闊、大有可為，要深化產(chǎn)教融合、校企合作，深入推進育人方式、辦學模式、管理體制、保障機制改革，加快構建現(xiàn)代職業(yè)教育體系。因此，通過課程改革的方式辦好職業(yè)教育非常重要。

隨著科技的發(fā)展，中國高鐵和特高壓電網(wǎng)成為我國對外的科技名片，為了能夠配合我國“一帶一路”政策，與之相關的高等職業(yè)教育也需要進行育人方式的改革，繼電保護課程作為鐵道供電、電氣工程相關專業(yè)的重要專業(yè)課程，需要逐漸從傳統(tǒng)的教學方式向數(shù)字化、信息化教育教學方式進行過渡，因此，需要提前做好相關課程信息化改革，才能更加符合實際的發(fā)展。

一、現(xiàn)階段繼電保護課程授課現(xiàn)狀分析

繼電保護是對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進行檢測，從而發(fā)出報警信號或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施，對于整個電力系統(tǒng)至關重要，是電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行的保障。因此，繼電保護技術是供用電技術、鐵道供電等專業(yè)和核心課程之一?，F(xiàn)階段繼電保護課程授課的主要問題有如下幾個方面。

(一)理論教學時長較短，合理的專業(yè)教學體系安排難度大

高職教育一般只有三年，其中第五、六學期一般為實訓、實習等環(huán)節(jié)，無法開設理論課程，而第一至第二學期一般安排基礎課程，因此，只有第三至第四學期開設專業(yè)課程，專業(yè)知識學習較少。其次，體系也不太合理，以供用電技術、鐵道供電技術等專業(yè)來說，一般在第一學期同時設置電工基礎和高等數(shù)學。很多同學沒有高等數(shù)學的基礎，對于電路、電工中的動態(tài)電路的理解較難，給后期專業(yè)課程的學習增加了難度，尤其是專業(yè)核心課程之一的繼電保護技術課程，該課程涉及前期課程電工基礎、電力系統(tǒng)理論、電機學、變電所一次系統(tǒng)等眾多課程知識，由于前期基礎不足，教學和學習難度可想而知，給教師教學和學生學習的帶來了極大的不便。

(二)授課內容偏重理論，學習的這部分理論與實際運行在繼電保護裝置的控制原理有差距

雖然課時不多，考慮到學生的入門知識的重要性，為了使學生理解繼電保護的基本原理，教師授課過程中一般會偏重理論，選用的教材涵蓋了繼電保護的各種理論，但是所選知識大多比較陳舊，只是體現(xiàn)了大而全，很多理論在實際的繼電保護中幾乎淘汰，使用的原理與實際運行相脫節(jié)。學生在后期的實習實踐中無法對接，學習技能的高職學生不能很好地掌握現(xiàn)場的設備運轉特性。

(三)實訓實踐設備的可操作性與現(xiàn)場設備的高科技性相矛盾

為了使學生更好地理解繼電保護的知識，開設了實訓實踐教學內容?？紤]到學生基礎知識較少，實踐內容采用的設備主要以早期使用的繼電器組合邏輯裝置為主，該裝置可以很好地讓學生了解繼電保護的原理，但是隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)場的繼電保護裝置采用的是微機保護，和繼電器組合邏輯裝置完全不在一個科技時代，且微機保護涉及的科目非常多，學生學習完全掌握不到實際運行設備的實作條件，所以高等職業(yè)技術的學生實踐意義不大。

(四)上課過程中主要以傳統(tǒng)講解為主，信息化的手段和資源較少

現(xiàn)在教學過程中主要以課堂授課為主，雖然老師在備課、授課過程中使用了部分電子信息的手段，授課內容中也加入了豐富的實踐案例，但是由于信息化的手段有限，信息化的資源較少，學生動手的機會較少，一旦課堂教學結束，學生很難復現(xiàn)上課的內容，使學生的理解難度加大。

二、繼電保護課程教學改革建議與設計

根據(jù)以上的分析，繼電保護課程現(xiàn)階段存在一定的教學改革要求，在信息技術快速發(fā)展的今天，在實習實訓期間開展一定時間的網(wǎng)絡課程或者線上課程，既可以滿足實習實訓的要求，又可以通過信息化手段深入實作的過程，為學生考慮安全用電和培養(yǎng)學生的工作習慣奠定一定的基礎。因此，對于繼電保護課程教學改革建議主要如下。

(一)適當考慮課程的銜接，合理規(guī)劃專業(yè)教學體系

現(xiàn)階段的教學計劃主要將第五、六學期設置為校內實訓和校外實習，考慮職業(yè)教育實習的問題，學生外出實習階段中，由于在校外實習，部分企業(yè)管理松懈，同時由于學生沒有工傷保險、社保以及職業(yè)資格證明，因此繼電保護相關的學生進入到單位后很少有動手操作的機會。鑒于此，可以在信息化背景下適當調整課程體系，縮短校外實習的規(guī)定實踐，加大校企合作、雙元育人的力度，充分結合行業(yè)標準進行實習，將實習時間在教學過程中體現(xiàn)。如第五學期整體在校內學習，將實訓的內容分解到相關課程中，既保證了課程銜接，也考慮了學生的學習內容；第六學期根據(jù)學生獲取職業(yè)資格的情況，可以設置部分時間在校內實訓，部分時間在校外實習。

(二)開拓校企合作，高質量完善教學教材

積極探索校企混編教學團隊的建設，引進企業(yè)的力量，根據(jù)企業(yè)實際生產(chǎn)過程中的運行設備，總結新設備的理論和操作方法，開發(fā)適用于專業(yè)發(fā)展的高質量教材，同時依據(jù)設備運行原理安排相關的基礎理論，這樣將極大提高高職學生在后期實習實踐中對現(xiàn)場設備的適應能力，達到培養(yǎng)“技能大師”的目的。

建設新教材時，可以充分發(fā)揮信息化手段，建設基于電子信息技術的活頁式教材，這將為后期專業(yè)的信息化建設提供有力的支撐。尤其在信息技術發(fā)達的現(xiàn)在，學生教材如果不能通過信息化體現(xiàn)，那么學生就很難接觸部分繼電保護的最新知識，同時采用信息化電子版教材和在線手段，讓學生更加及時地學習相關內容。

同時可以充分借鑒“1+X”證書、企業(yè)或行業(yè)職業(yè)體系鑒定有關的材料，或者與企業(yè)專家共建，讓學生更加及時地學習當前的最新知識、最新操作規(guī)程，為其后期與企業(yè)的對接奠定基礎。

(三)信息化實訓設備的開發(fā)

由于繼電保護設備專業(yè)性比較強，學生理論學習和實際運行設備差距較大，因此為了更好地培養(yǎng)學生理解專業(yè)知識，對繼電保護原理和設備采用基于信息化的實訓設備開發(fā)，利用虛擬仿真技術、VR、AR等信息化手段，改善學生實訓的條件，吸引學生的學習興趣。

由于繼電保護技術實訓過程中面對的實際電壓較高、電流較大，因此除了在實訓設備本身設置各種安全保護裝置外，還需要教師的參與、指導。而虛擬仿真技術具有可重復性和安全性，學生學習后可以自行加以訓練，不僅極大地調動了學生學習繼電保護專業(yè)的主動性，而且也給學生學習信息化技術提供了環(huán)境。同時也可以設置簡單的問題，讓學生采用自己的想法進行鉆研，提高學生的科研思考能力和解決問題的能力。

如圖1為開發(fā)的基于Matlab的線路保護，通過信息化的知識，學生可以快速掌握相關的知識。

圖1 Matlab仿真線路三段保護

如圖1，通過Matlab開發(fā)的仿真線路三段保護在教學系統(tǒng)中得到了應用。系統(tǒng)正常運行時，第一段線路末端在0.3秒后三相短路，系統(tǒng)延遲0.5秒后保護動作，得到的系統(tǒng)三相電流的運行圖如下圖2。

圖2 在運行0.3s后發(fā)生短路的電流圖

該圖形象直觀地反應了電力系統(tǒng)各相電流的變化，同時可以觀察保護動作的時間、電壓的變化等參數(shù)，由于可以不在實驗室實驗，不涉及高電壓和大電流，學生可以在自行訓練過程中，根據(jù)不同的電壓等級、故障電阻的大小進行多次訓練，形象生動，方便理解電流電壓的關系。同時通過以上的聯(lián)系增強相關課程的理解，起到相互促進的作用，在實作訓練前大大提高了學生的認知程度，起到了良好的課程先導作用。

(四)加大信息化資源庫建設

在正常上課時，學生收獲的知識是教師在課堂授課完成的，一旦下課后想繼續(xù)了解相關知識，只能通過回憶教師課堂的講課、自學、同學相互研究或者請教教師完成，學習的途徑非常單一。

通過建設信息化資源庫以及微課、在線開放課程、優(yōu)質課等各種視頻資源教程，引入各類信息化的助學資源，極大方便了學生的學習。一旦信息化資源庫建成并完善，學生不僅可以在課堂中獲取新知識，而且可以通過資源庫反復學習，對于不太清楚的、難度加大的內容反復學習，直到弄通弄懂為止，極大挖掘學習效率，充分利用了學習時間，為學生對于整個專業(yè)的理解奠定基礎。

在信息化的背景下，教師通過互聯(lián)網(wǎng)手段進行授課，為了最大限度地將最新的知識傳遞給學生，同時也便于學生實時資訊問題，信息化資源庫的建設就非常重要。

三、總結

繼電保護是鐵道供電、供用電技術等專業(yè)的核心專業(yè)課，隨著科技的發(fā)展，原先的傳統(tǒng)教學已經(jīng)不足以滿足專業(yè)發(fā)展的要求，因此信息化引入后的課程改革勢在必行，可以通過對教學大綱、課程體系等的試探性改革，對教材、實訓設備和信息化資源的建設，尤其是在信息化快速發(fā)展的背景下，基于信息化的課程改革，形成以學生為主導的教學模式，讓學生從課程改革的浪潮中學到一技之長，對于學生的學習和專業(yè)綜合能力的提高有很大的意義。