电力系统继电保护多媒体教学课件的开发

《电力系统继电保护》多媒体教学课件的开发项目研究报告项目主持人：陈金鹏目录第1章项目研究背景 ............................................................... - 2 - 第2章同类课题研究现状 ....................................................... - 3 - 第3章研究方法 ....................................................................... - 5 - 第4章研究的主要内容 ........................................................... - 6 - 第5章主要成果及创新点 ....................................................... - 7 - 第6章成果应用及评价 ........................................................... - 8 -第1章项目研究背景《电力系统继电保护》是面向电力系统自动化技术的一门的专业必修课，是由五门理论课（电路、电机学、电力系统分析、计算机基础、计算机语言等）和一门实验课（继电保护实验）组成，是学生参加电力系统工作的主要向导和桥梁。

随着电力系统学科的快速发展，该门课程教学方法已不能适应现代工程教育发展潮流。

面临的主要问题有（1）必修的理论偏多，内容重叠，缺乏系统性，课内学时达80 学时，学生负担过重；（2）教学内容处于90 年代初水平，没有充分体现近十年来本学科的最新进展；（3）教学手段和方式单一，没有多媒体等现代化教学手段，学生兴趣不高。

继电保护专业课程的教学中,最大的困难在于如何将一些设备,如发电机、变压器、断路器等的内部结构,继电器、继电保护原理接线及装置的动作过程讲解清楚。

课本中的素材不足,内容相对滞后于实际生产的发展,另外,课本的图片和说明基本上是静态的、呆板的,所以,要正确、准确、精确地讲解比较困难。

继电保护课程中所涉及的设备是复杂设备,只凭教师语言难以描述,学生深入理解存在困难。

并且,由于继电保护课程是针对具体设备的,内容较多,学生学习压力相对较大。

如果利用继电保护多媒体教学课件等辅助教学资料,可以达到事半功倍的教学效果。

因此，为了适应现代工程教育模式，有必要对《电力系统继电保护》的教学手段进行改革。

第2章同类课题研究现状计算机辅助教学系统（ＣＡＩ）既是一项重要的教育技术，又代表着一个十分广阔的计算机应用领域，最早开发的计算机辅助教学系统是1958年美国ＩＢＭ公司的沃斯顿研究所研制的。

从诞生至今，ＣＡＩ经历了几个不同阶段的发展。

进入90年代后，随着一个网络化和多媒体化的时代的到来，特别是“信息化教育”的提出（最早由美国提出，核心是发展以Internet为核心的综合化信息服务体系和推进ＩＴ在社会各领域的广泛应用，特别是把ＩＴ在教育中的应用作为实施面向21世纪教育的重要途径的），ＣＡＩ的概念和技术有了很大的发展。

其基本特点是“整合”，就是综合应用各方面的研究与实践成果，从而产生符合信息化教育要求的新的ＣＡＩ系统。

我国的ＣＡＩ起步较晚，直到上个世纪80年代才被引入，但发展迅速。

到了90年代，计算机已处于具有各种资料库、工具平台的背景状态，进入了整合阶段。

人们开始思考在教育中如何利用计算机优化课堂教学，即教育与技术的整合。

90年代中期以后，在人本主义学习理论和素质教育理论的影响下，随着超文本技术的广泛应用，教学课件由特定的、线性的、封闭结构特征转向非特定、非线性、开放结构的特征，人们努力寻求一种灵活的、可分可合的教学软件。

在教育理论方面，以情景创作、协作、会话和意义建构四大要素为核心的建构主义，被广大教师接受。

学科教学中，计算机网络辅助教学较早的应用于语言、数学、物理等，在生物学中的应用较晚。

这主要是由于相应的教学软件没有跟上。

自从Windows95的Powerpoint应用，Photoshop、Authorware、Flash等软件的出现，使人们有更多的机会利用多媒体进行教学。

从80 年代中期, 一些国外的学者就进行了把CAI应用于电力系统继电保护教学的尝试并且取得了较好的效果。

在国内把CAI引入电力系统继电保护教学中是近几年的事情。

在国内，由清华大学首先将其使用在《电力系统继电保护》的讲授中。

随后，山东大学、华北电力大学、上海交通大学、武汉水利水电大学、四川大学、东北电力大学等也开发出了具有各自特点的多媒体课件。

其中，上海交通大学应用Java语言开发出了基于Web的交互式电力系统继电保护原理CAI，效果非常良好。

在同层次的高职高专院校中，福建电力职业技术学院、重庆电力高等专科学校、广西电力职业技术学院、四川电力职业技术学院等都相继开发了符合本学校教学要求的《电力系统继电保护》多媒体课件。

然而，总体来看，本科院校该门课程的多媒体课件理论深，内容多，对高职高专院校学生相对难度较大。

同层次的高职高专院校的多媒体课件相对来说实用性强，但内容以各自的教学大纲为依据，内容多有删减，没有普适性。

第3章研究方法本课题研究的主要方法是：从多媒体软件制作的素材建设入手，在资料收集上运用文章检索、测试等方法，通过在实践中具体应用，总结归纳出多媒体课件制作中关于文字、图形图象、视频、音频、动画等素材的所有文件格式，并找出文件格式之间的转换工具，以达到对素材的全面认识的目的。

总体来说，使用了如下步骤：（1）花大力气研究高职高专《继电保护》课程的教学大纲，之后认真钻研本课程的知识点、重点、难点。

研究简化问题的方法，以使学生能够容易、乐于接受；（2）选择合适的开发平台。

经过对比各种软件，我们决定采用国际和国内课件制作、远程教育和网络培训领域中的标准开发工具Authorware,并于Flash结合。

Authorware使用面广，且打包后可以单独运行，使用起来非常方便；（3）学习Authorware和Flash软件的使用方法，深入挖掘其功能；（4）收集相应素材和资料，进行归类和整理。

并加以精选；（5）进行相关文字的整理，录入工作。

要做到言简意赅、字斟句酌，甚至于咬文嚼字。

尽量少长句，多短句；（6）整体布局，通盘考虑。

从文字与图形的布置、相互关系着手，做到图文相得益彰；（7）完成多媒体课件的制作；（8）使用于实际教学过程，找出不足，并加以改进和完善。

第4章研究的主要内容（1）按照高职高专《电力系统继电保护》课程所要求的教学内容和我校电力系统自动化技术专业《电力系统继电保护》课程的教学大纲的要求而开发。

在内容上，完全按照高职高专通用教材的内容进行构建，完整体现了本课程所必需的内容，按照“必需够用”的原则，简化了涉及理论较多的部分；在文字上，力求字斟句酌，言简意赅，尽量少长句，多短句；在图形的处理上，尽量精细化、规范化、程式化。

对于学生不易掌握的继电保护动作的过程尽量利用flash进行演示。

（2）利用多媒体制作工具Authorware和Flash，对重点教学内容和学生不易掌握的继电保护动作过程进行演示。

对于正常情况和故障情况进行对比。

演示过程中，利用醒目的图形，便于学生观察正常和故障情况时的电流的流向和电压的变化，并对开关配以声音，从而给学习者留下深刻的印象。

继电保护动作的演示时间适当，动作过程清晰，学习者能够有足够的时间进行辨别和思考。

进而加强学习效果，加深理解。

（3）在课件中，把学习内容、学习要点、习题与思考嵌为一体，三者之间可以自由流畅的进行切换。

在学习时，根据个人的学习方法和学习习惯，可以先预览学习要点，再学习课程内容，然后对照习题与思考自我检查掌握情况。

也可以先学习课程内容，对照习题与思考自我检查后，再根据学习要点进行强化。

在学习过程中，可以自由地从节退入章目录，再退入总目录，切换流畅自由，无任何不便和妨碍。

（4）系统开放。

每个学习者都可以根据自己的学习习惯和学习方法，对该系统进行适合自身的个性化修改和完善。

对于我们使用Authorware开发的《电力系统继电保护》课件，不进行打包，从而可以让学习者不断进行改进，使之日臻完善。

第5章主要成果及创新点（1）课程内容的针对性按照高职高专《电力系统继电保护》课程所要求的教学内容和我校电力系统自动化技术专业《电力系统继电保护》课程的教学大纲的要求而开发。

在内容上覆盖了高职高专所需全部内容，即使一般规定的选学内容也无一遗漏。

尽量做到普适、全面；（2）动作过程的演示性利用多媒体制作工具Authorware和Flash强大的动画演示功能，对继电保护动作的原因、过程，信号流动、电流方向，开关动作的过程进行仿真演示。

将艰涩难懂，枯燥乏味的理论化作动态直观的形象化描述，使学生学习起来轻松自如，提高了学习效率，激发了学习《电力系统继电保护》的兴趣；（3）学习体系的完整性把学习内容、学习要点、习题与思考嵌为一体，三者之间可以自由流畅的进行切换。

在学习时，根据个人的学习方法和学习习惯，可以先预览学习要点，再学习课程内容，然后对照习题与思考自我检查掌握情况。

也可以先学习课程内容，对照习题与思考自我检查后，再根据学习要点进行强化。

在学习过程中，可以自由地从节退入章目录，再退入总目录，切换流畅自由，无任何不便和妨碍；（4）教学课件的开放性每个学习者都可以根据自己的学习习惯和学习方法，对该系统进行适合自身的个性化修改和完善。

对于我们使用Authorware开发的《电力系统继电保护》课件，不进行打包，从而可以让学习者不断进行改进，使之日臻完善。

第6章成果应用及评价在我校电力02－1/2、电力03的《电力系统继电保护》教学过程中，部分内容采用了该课件。

采用的部分基本上全是教师教学过程中需要配以动画演示以加强教学效果的内容。

使用该课件后，明显受到了以下效果：（1）教师授课的强度减小通过继电保护动作的演示以及习题与思考题的训练，教师更容易使学生掌握比较复杂的理论和动作过程，更容易接受新知识，提高了学习兴趣，降低了学习难度；（2）学生接受的知识的深度和广度增强由于教学时数的限制，教师在教授该门课程过程中不能过多对教学内容进行扩展和引深，使用该课件后，由于节省了大量的板书时间，故教师可以对教学内容在纵向和横向扩展，学生接受的知识量加大；（3）学生学习效率大幅提高通过电力01（未使用课件）和电力02－1/2及电力03该门课程教学过程及教学效果的比较，可以看到：学生的疑问明显减少，补考率明显降低。

继电保护多媒体教学的发展潜力及方向继电保护多媒体教学不仅可以应用在正规的学校教学中,而且可以通过互联网络,使远程地区的学员也对专业知识及新信息有所了解和接触。