《高電壓技術(shù)》課程教學改革的探索

范其麗+++馮艷平

摘 要： 高電壓技術(shù)是高職院校供用電技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課，并且隨著新技術(shù)的進步發(fā)展十分迅速，傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)不能適應當前形勢發(fā)展的需求，需要對高電壓技術(shù)課程的教學改革進行探索。本文根據(jù)高職學生教學的特點，以拓寬知識面和培養(yǎng)復合人才為目的，從課程特點、教學內(nèi)容、教學方法及手段和實驗實踐環(huán)節(jié)等方面對該課程的教學改革進行了探索。這些措施無論在培養(yǎng)學生的學習興趣及提高學習效率和實踐能力，還是在強化教學效果等方面都取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞： 高電壓技術(shù) 教學改革 教學方法

一、“高電壓技術(shù)”課程的特點及教學中存在的問題

高電壓技術(shù)的發(fā)展始于20世紀初，至今已成為電工學科的一個重要分支。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高電壓、大功率、遠距離輸電極大地促進了高電壓技術(shù)的發(fā)展。當今世界已進入了超高壓乃至特高壓輸電的新時代。高電壓技術(shù)在電力系統(tǒng)的發(fā)展壯大進程中發(fā)揮著重要作用。對于高職電氣工程類專業(yè)的學生來說，在電力系統(tǒng)中工作必然會面對高電壓工程方面的諸多生產(chǎn)實際問題，比如對電氣設備絕緣的測試、診斷、維護及維修工作。對過電壓設備的安裝、維護、測試及管理工作，簡單的高電壓工程的設計與計算，等等。除此之外，高電壓技術(shù)在其他領(lǐng)域中也得到廣泛應用，如生態(tài)與環(huán)境保護，生物醫(yī)學、靜電工業(yè)、大功率脈沖技術(shù)，等等，顯示出強大的發(fā)展活力。因此，掌握高電壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本技能，在眾多領(lǐng)域中都是大有作為的。

高電壓技術(shù)課程以大學物理、電路分析、電力系統(tǒng)分析及電磁場等課程為基礎(chǔ)背景，研究在高電壓、高磁場下絕緣問題、高電壓實驗問題及過電壓防護問題。學生通過該課程的學習，能系統(tǒng)地掌握電氣設備絕緣的基本特征，并能比較系統(tǒng)地掌握波過程的基礎(chǔ)理論，電力系統(tǒng)中雷電過電壓和主要內(nèi)部過電壓產(chǎn)生機理及防護措施，正確理解電力系統(tǒng)絕緣配合的基本概念，掌握電力設備絕緣試驗的原理和方法，能解決實際中的各種高電壓技術(shù)問題。

隨著高壓技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)的“高電壓技術(shù)”課程已不適應當前形勢發(fā)展的需求，主要表現(xiàn)出以下問題：一是課程教學內(nèi)容注重知識傳授，強調(diào)理論的嚴謹性，卻忽視了工程問題和相關(guān)的社會背景。二是教學方法上重分析、輕綜合，忽視了各部分知識之間的聯(lián)系、各課程之間的聯(lián)系及在工程中的作用。三是教學組織上重課堂教學、輕實踐教學，忽視了對學生學習興趣的培養(yǎng)。為適應高電壓技術(shù)發(fā)展對人才培養(yǎng)的新要求，提高“高電壓技術(shù)”課程教學質(zhì)量，課程組對該課程在課程體系、教學內(nèi)容與教學方法等多方面進行了建設與改革。四是傳統(tǒng)的考試方法，學生只注重死記硬背，不注重對知識系統(tǒng)的理解、靈活的應用，考試完后大腦中還是一片空白，這種機械的學習方式并不能給學生留下深刻印象。

二、改進教學方法和手段

為促進學生積極思考，培養(yǎng)學生的自主學習能力，激發(fā)學生的學習興趣，就要靈活運用先進的教學方法和手段，有效調(diào)動學生的學習積極性。主要采取以下教學方法和手段。

1.啟發(fā)式教學，培養(yǎng)學生的主動性。

在傳授給學生知識的同時，注意提高學生的學習興趣，發(fā)揮學習的主動性，注意引導學生思路，培養(yǎng)學生的獨立思考能力及創(chuàng)新思維能力。

從第一節(jié)課開始，通過大量圖片，演示了高電壓技術(shù)的發(fā)展及應用，包括電力工業(yè)領(lǐng)域、核能技術(shù)領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域等。通過這些生動的實例，學生明白高電壓技術(shù)其實就在身邊。這門課的內(nèi)容不僅有很強的理論性，而且是與實際緊密結(jié)合的一門工程技術(shù)課程。在講解電暈放電的限制措施時，為了說明電暈放電的幾種限制措施，先給出高壓導線表面場強和電壓的經(jīng)驗公式，然后引導學生按照對公式的理解，自己說出相關(guān)的限制措施，并分析哪些限制措施起主要作用。這樣學生不僅學到了有關(guān)知識，也學到了高電壓領(lǐng)域分析和解決問題的方法，對提高學生獨立思考和解決問題的能力非常有幫助。這些措施改變了以往學生被動接受的狀態(tài)，學生對這門課的興趣大大提高，學習主動性強。

2.應用現(xiàn)代化的手段，強化教學效果。

本課程教學中采用多媒體教學和板書教學結(jié)合的方法。對于一些重要的公式推導及原理性內(nèi)容等采用板書教學，加深學生的記憶。對于高電壓技術(shù)課程中有大量的電路圖或接線圖，設備實物及內(nèi)部結(jié)構(gòu)照片，以及電壓波形，等等，如果在黑板上畫圖要花費較多的時間且效果不好，則采用多媒體教學，不但可增加教學信息量，而且對插圖和課程中的重點和難點可以反復地指點和回顧，便于理解和掌握課程內(nèi)容，增強教學直觀性，取得良好效果。

在教學過程中，將Matlab仿真軟件和高電壓技術(shù)有機結(jié)合，既降低了課程中一些內(nèi)容的抽象性，增強了直觀性，又讓學生在課堂教學中輕松學會了使用編程工具。采用了相對易用的軟件Matlab/Simttlink中Sim Power System工具包，其中有各種器件，電源，變壓器，電抗。電容及示波器等測量和波形顯示元件等，可以搭建教材中的一些電路，輸出仿真結(jié)果，在課堂上演示給學生看，還可以方便地修改電路的參數(shù)，對一些問題進行分析。

3.課程考試改革。

（1）半開卷模式?！鞍腴_卷”就是允許學生在考試時攜帶一張A4紙并允許手工記錄自己認為重要的知識點或公式?？荚嚱Y(jié)束后，這張紙連同考卷一起上交，并且這張紙上所記錄的內(nèi)容也將作為評分的一項參考。通過調(diào)查，該考試模式普遍受到學生歡迎，他們認為至少可以減輕許多心理壓力，不用花時間死記硬背復雜的公式或論述（如波過程計算、雷擊桿塔頂部過電壓計算、雷擊避雷線中央擋距過電壓計算、避雷針保護范圍計算、流注放電理論，等等），從而可以專心理解并體會知識點的來龍去脈。實際上，“半開卷”模式就是學生對知識進行自我總結(jié)和自我提煉的一個過程。

（2）學生自己擬定試卷。針對高職教育的特點，考試方式上可以做出一些改變，在臨近期末時教師宣布學生出題的考試模式、考試范圍、各知識點內(nèi)容比重（這一過程保證了課程的重點與難點）。每個學生必須出一份試卷，并做好相應的試卷答案交給老師（這一過程保證了學生對知識點的復習功效，為了能出好卷，并提供正確答案，不得不把知識吃透）。為防止學生出的試卷相互抄襲，應要求學生定時定點集中起卷。為防止學生隨意出卷應付考試的現(xiàn)象，應進行抽樣考核，即自己考自己，如果不及格則一票否決?？荚囋嚲淼念}目將在全班學生試卷中抽取，但教師要對學生試卷庫作必要的修正。最后考核評分依據(jù)：50%以學生試卷的質(zhì)量計，50%以統(tǒng)一卷考試成績計。這種考試模式凸顯了學生的學習自主性，調(diào)動了學習積極性，并增加了學生互相交流學習的機會。endprint

三、加強實驗和實踐環(huán)節(jié)

1.強化實驗教學。

高電壓實驗能力的培養(yǎng)，是學習和掌握高電壓技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，必須加以強化。為在有限的學時數(shù)下，開出高質(zhì)量的實驗課，要做好以下兩個方面。

（1）明確教學實驗兩個最主要的任務，一是鞏固和加深理解課程中所學到的理論知識，二是學習掌握實際試驗技能，包括學習了解工程實際中常用的試驗方法，常用的儀器設備及儀器設備的基本操作使用方法，并借實驗、訓練培養(yǎng)良好的試驗能力和試驗習慣，為將來從事各種實際試驗工作打下一定基礎(chǔ)。二者不可偏廢。

（2）明確實驗報告的重要性。實驗報告不是實驗過程的“流水賬”，不應簡單地把實驗數(shù)據(jù)羅列起來了事，努力鍛煉自己依據(jù)所學的專業(yè)知識，從實驗數(shù)據(jù)中綜合分析實驗結(jié)果、尋求結(jié)論的能力。實驗報告應該如實地反映本次實驗的真實情況，包括實驗內(nèi)容、實驗電路、實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象等。實驗報告中的數(shù)據(jù)（包括圖表中的數(shù)據(jù)）應說明清楚。

（3）組織學生開展實驗技能競賽，通過開展一些試驗性的綜合實驗，組織學生參加比賽，提高學生的學習積極性，并對優(yōu)勝者給予一定獎勵，給出評分細則，通過比賽，可以考查學生的綜合能力，學生可以借此機會得到很好的鍛煉。

2.加強實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

為了進一步培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力，開設若干綜合性和設計性的選做實驗，實驗室平時對學生開放，由專任的教師指導。如高電壓領(lǐng)域的最新技術(shù)之一的介質(zhì)阻擋放電實驗，這一內(nèi)容并未在課堂上出現(xiàn)，讓學生自行查找相關(guān)文獻，了解其原理和產(chǎn)生方式，由學生自己經(jīng)歷設計實驗方案、編寫實驗程序、實驗室實踐等一系列過程。通過這種方式，學生多方面的能力得到了培養(yǎng)。

為適應新世紀對電氣工程復合型人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合校外實踐教學基地，加強實踐教學環(huán)節(jié)。學習本課程前，學生利用生產(chǎn)實習機會到發(fā)電廠、變電所和電力運行部門參觀學習三周，全面了解發(fā)電、輸電、變電和配電的過程，尤其是高壓電力設備的運行方式、實驗原則及實物對照等。讓學生帶著問題走進課堂，調(diào)動學習主動性。課程結(jié)束后，學生再利用畢業(yè)實習的機會到發(fā)電廠和變電站進行兩周的畢業(yè)實習，讓學生把理論帶進現(xiàn)場實踐。

五、結(jié)語

通過高壓電技術(shù)這門課的教學改革，教學效果顯著。高電壓技術(shù)的教學改革是一個不斷探索、不斷完善的過程，需要大家共同努力，最終實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)、復合型專業(yè)人才的目標。

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