“高電壓技術(shù)”課程課堂教學(xué)改革與實(shí)踐

關(guān)偉民 藍(lán)磊

摘要：針對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)“高電壓技術(shù)”課程的內(nèi)容特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)際，通過總結(jié)多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，充分利用學(xué)校現(xiàn)有教學(xué)資源，因地制宜地對(duì)其課堂教學(xué)模式、教學(xué)方式和教學(xué)方法進(jìn)行一系列改革與實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果，為電氣工程類專業(yè)課程的課堂教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。

關(guān)鍵詞：高電壓技術(shù)；課堂教學(xué)；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：關(guān)偉民（1978-），男，湖北武漢人，武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，副教授；藍(lán)磊（1969-），女，四川自貢人，武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，教授，博士生導(dǎo)師。（湖北 武漢 430072）

基金項(xiàng)目：本文系武漢大學(xué)教改基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG2013037）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）06-0050-01

“高電壓技術(shù)”是武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生的一門專業(yè)課程，在2013年學(xué)院制訂的“電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科培養(yǎng)方案”中將其列為電氣工程核心課程中的必修課程。該課程內(nèi)容涉及高電壓技術(shù)領(lǐng)域中的一些基礎(chǔ)理論知識(shí)、設(shè)計(jì)計(jì)算方法、高電壓試驗(yàn)、絕緣測(cè)試技術(shù)及電力系統(tǒng)過電壓等，內(nèi)容十分豐富，是電氣工程技術(shù)人才必備的專業(yè)技能，更是從事高電壓輸變電技術(shù)及高電壓在其他領(lǐng)域應(yīng)用的一門專業(yè)技術(shù)。

然而，根據(jù)原國(guó)家教委提出的《面向21世紀(jì)高等教育教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革計(jì)劃》及教育部《關(guān)于提高高等教育質(zhì)量的若干意見》（教高[2012]4號(hào)），為加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和工程綜合素質(zhì)培養(yǎng)，拓寬專業(yè)知識(shí)，改善課程設(shè)置和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的要求，各學(xué)校普遍增開了通識(shí)教育課和大量的選修課，大大壓縮了各專業(yè)課授課學(xué)時(shí)?！案唠妷杭夹g(shù)”課程則由原來的54學(xué)時(shí)壓縮為36學(xué)時(shí)，整整壓縮了三分之一。在大幅減少授課學(xué)時(shí)的情況下，如何高質(zhì)量地完成該課程的授課任務(wù)則是任課老師必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題。為此，筆者針對(duì)“高電壓技術(shù)”課程的內(nèi)容特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)際，通過總結(jié)多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源，對(duì)該課程的課堂教學(xué)模式、教學(xué)方式和具體的教學(xué)方法等開展了一系列探索與實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出課程特點(diǎn)

“高電壓技術(shù)”課程由于其專業(yè)性較強(qiáng)，所涉及的學(xué)科門類較多，比如：數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、電工學(xué)及電子學(xué)等，所授專業(yè)內(nèi)容也十分龐雜。因此，要求對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容必須進(jìn)行整合優(yōu)化，突出專業(yè)特色，讓學(xué)生抓住主要矛盾，掌握課程的核心知識(shí)點(diǎn)。通過總結(jié)該課程多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真科學(xué)梳理，將“高電壓”作為該課程的主要特色，將“髙電壓”與“絕緣”作為該課程要解決的主要矛盾，圍繞“特點(diǎn)”和“矛盾”來組織教學(xué)內(nèi)容和由此演繹出一系列高電壓技術(shù)中的各種研究課題。比如：電力系統(tǒng)與高電壓、高電壓的產(chǎn)生與測(cè)試技術(shù)、電力系統(tǒng)過電壓及其防護(hù)、絕緣特性及試驗(yàn)、絕緣配合以及高電壓在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用等。通過課堂授課，特別是第一次課，就要全面地向?qū)W生講明課程特色，突出要解決的矛盾，理清課程主要內(nèi)容及各部分之間的脈絡(luò)聯(lián)系，讓學(xué)生樹立起“我將來要當(dāng)電氣工程師，現(xiàn)在就必須學(xué)好高電壓技術(shù)”的堅(jiān)定信念，以及了解該課程的基本知識(shí)體系，做到心中有數(shù)。

在講授后續(xù)各章節(jié)的具體內(nèi)容時(shí)，要特別強(qiáng)調(diào)結(jié)合生產(chǎn)和生活實(shí)際以及電力系統(tǒng)實(shí)際，舉例闡述相關(guān)內(nèi)容。比如講氣體放電和電介質(zhì)極化時(shí)，就告訴學(xué)生：家用廚房消毒柜就是利用高電壓下空氣放電產(chǎn)生的臭氧來滅菌消毒的；微波爐則是利用水分子在微波電場(chǎng)中的極化損耗來加熱帶有水分的食物等等，讓學(xué)生聽起來饒有興趣，感到“高電壓技術(shù)”并不遙遠(yuǎn)。

二、綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)實(shí)踐表明，綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，可以做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。眾所周知，現(xiàn)代多媒體教學(xué)是一種創(chuàng)新，它將信息技術(shù)與課程教學(xué)相結(jié)合，具有生動(dòng)、形象、直觀、靈活、信息量大的突出優(yōu)點(diǎn)。[1]因此，為提高課堂教學(xué)質(zhì)量和講課效率，必須設(shè)計(jì)和建立一套完善的多媒體課件教學(xué)系統(tǒng)。但是，在實(shí)際教學(xué)過程中也暴露出僅用多媒體教學(xué)的不足之處。據(jù)學(xué)生反映，多媒體具有畫面瞬息多變、一晃而過、翻頁太快、往往來不及思考、概念印象模糊、記憶膚淺等弊端，因此必須恰當(dāng)使用多媒體課件。筆者的體會(huì)是，使用多媒體但決不能依賴多媒體，而是將使用多媒體課件與傳統(tǒng)講課方法有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，獲得最佳授課效果。這就要求多媒體課件不能是書本的拷貝，更不能對(duì)著多媒體課件照本宣科，而是要求課件制作必須精良，使用要恰到好處，如一些復(fù)雜的圖表、曲線、結(jié)構(gòu)、動(dòng)畫，以及某些視頻則必須用多媒體表現(xiàn)。例如，在講到雷電放電時(shí)，插播十幾秒鐘的典型自然雷電放電視頻錄像，把平日里大家都熟悉的自然現(xiàn)象搬到課堂上，不僅充分展現(xiàn)出了大自然中雷電的神奇與威力，而且使學(xué)生感到震撼并由此激發(fā)出一種強(qiáng)烈的求知欲望，想盡快地了解那讓人生畏的“打雷”到底是怎樣產(chǎn)生的？應(yīng)該如何防止其危害？然而，對(duì)一些公式推導(dǎo)及基本概念的講解則用傳統(tǒng)的講課方式并在黑極上板書的教學(xué)方式則會(huì)更好些，它能讓學(xué)生跟著老師的思路一步一步聽下去。在講述時(shí)應(yīng)注意要有語速快慢變化，聲調(diào)要有抑揚(yáng)頓挫的節(jié)奏感，板書要簡(jiǎn)潔、清楚和流暢，才能充分彰顯講課的藝術(shù)之美。比如在講到電子崩的電子數(shù)目時(shí)，通過老師一步一步地推導(dǎo)計(jì)算，讓學(xué)生充分享受到“微分”與“積分”的樂趣。如此綜合運(yùn)用不同的教學(xué)手段和方法，使授課變得精彩，讓學(xué)生始終緊扣教學(xué)內(nèi)容，輕松愉快地步步跟進(jìn)，對(duì)知識(shí)理解深透，記憶牢固。

三、課前集中練習(xí)，讓“互動(dòng)”落到實(shí)處

“高電壓技術(shù)”對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生而言，是一門全新的專業(yè)課程，其特點(diǎn)就是“三新三多”，即新概念多、新名詞多和新物理現(xiàn)象多。不少概念是同學(xué)們前所未聞的所謂“反?！备拍睿诟唠妷杭夹g(shù)領(lǐng)域中卻是經(jīng)常運(yùn)用的基本概念。新概念、新名詞在一定程度上可激起學(xué)生探究的好奇心，這是對(duì)學(xué)習(xí)有利的一面，但同時(shí)也容易讓部分學(xué)生因概念冷僻、難懂、難記而產(chǎn)生聽覺疲勞并漸漸失去學(xué)習(xí)興趣，這又是對(duì)學(xué)習(xí)不利的一面。在學(xué)習(xí)過程中，有不少學(xué)生正是在接觸新課程不久便開始厭學(xué)的。這些學(xué)生往往對(duì)學(xué)習(xí)新課程缺乏充分的心理準(zhǔn)備，新鮮勁一過，新概念卻仍在一個(gè)接著一個(gè)襲來，越聽越煩，越來越聽不進(jìn)去，似懂非懂，思想便容易開小差，久而久之，積重難返，以致最后掉進(jìn)補(bǔ)考或重修的泥潭。因此，掌握一系列的新概念、新名詞成為學(xué)生在學(xué)習(xí)新課程時(shí)必須邁過去的一道坎。如何幫助學(xué)生邁過這道坎？有人建議采用課堂互動(dòng)的教學(xué)模式，圍繞一個(gè)核心概念，以概念測(cè)試題組織教學(xué)。[2]筆者的做法是在課前設(shè)計(jì)了一個(gè)5～8分鐘的集中練習(xí)環(huán)節(jié)，使師生互動(dòng)，學(xué)生互動(dòng)，大大活躍了課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)新概念的理解并強(qiáng)化記憶。小小的一個(gè)教學(xué)方法改革嘗試卻收到了意想不到的效果。

所謂課前集中練習(xí)，其具體做法是每次上課，老師提前到達(dá)課堂，利用開課前幾分鐘的時(shí)間將前一次課所講的基本概念、重要名詞、定義和公式等整理成4～6個(gè)小題目，以最簡(jiǎn)潔的形式書寫到黑板上，然后請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)作答，一人一題。做完后由學(xué)生自己請(qǐng)其他同學(xué)上臺(tái)批改、補(bǔ)充、完善，最后由老師講評(píng)，前后過程大約化費(fèi)5～8分鐘。通過這個(gè)環(huán)節(jié)的師生互動(dòng)及學(xué)生間的互動(dòng)，讓每個(gè)人的注意力都集中在做題、批改和聽講評(píng)上，不經(jīng)意間上一次課的核心內(nèi)容在互動(dòng)中被牢牢掌握了。

由于集中練習(xí)的題目均系上一次課的核心內(nèi)容，系知識(shí)點(diǎn)所在。試想，一次課就只有那么幾個(gè)新概念，那么幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過這樣一邊學(xué)，一邊互動(dòng)，一邊記憶，一個(gè)學(xué)期堅(jiān)持下來，其教學(xué)效果自然也就可想而知了。

四、組織好參觀實(shí)習(xí)，現(xiàn)場(chǎng)做課程總結(jié)

針對(duì)“高電壓技術(shù)”課程專業(yè)性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，利用實(shí)驗(yàn)室條件為該課程專門設(shè)計(jì)了一個(gè)參觀實(shí)習(xí)，并在參觀實(shí)習(xí)中做課程總結(jié)來結(jié)束其課堂教學(xué)。

武漢大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，條件十分優(yōu)越。在該課程結(jié)束時(shí)安排一次到實(shí)驗(yàn)室參觀實(shí)習(xí)，重點(diǎn)參觀高電壓試驗(yàn)大廳和220kV高壓戶外試驗(yàn)變電站。結(jié)合高壓大廳和變電站的設(shè)備，將該課程的重點(diǎn)內(nèi)容逐一進(jìn)行梳理和總結(jié)，給學(xué)生以系統(tǒng)的、直觀性的理解和認(rèn)識(shí)，從高電壓的產(chǎn)生到試驗(yàn)設(shè)備，從絕緣理論到絕緣測(cè)試技術(shù)，從電力系統(tǒng)到過電壓保護(hù)等等，理論聯(lián)系實(shí)際讓學(xué)生身臨其境大開眼界。有不少學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)立志從事高電壓技術(shù)的研究，也有人日后真的成了高電壓與絕緣技術(shù)學(xué)科的研究生，繼續(xù)在高電壓技術(shù)領(lǐng)域深造。

五、結(jié)語

針對(duì)“高電壓技術(shù)”課程特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校的具體教學(xué)情況和實(shí)驗(yàn)室條件，因地制宜地開展該課程課堂教學(xué)模式、教學(xué)方式和教學(xué)方法的改革與實(shí)踐，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)出了自信和成效，讓老師和學(xué)生共同分享到課堂教學(xué)改革的樂趣和收獲，為電氣工程類專業(yè)課程的課堂教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙霞，陳永利，栗彥輝.提高“機(jī)電控制”課程授課質(zhì)量的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013，（9）：131-132.

[2]張萍，涂清云，周靜，等.大學(xué)物理課堂互動(dòng)教學(xué)模式的研究[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011，（7）：21-23.

（責(zé)任編輯：王意琴）