工程教育認證背景下高電壓技術(shù)課程教學改革探索

張達敏 林燕春 張強 曾漢超

摘要：基于電氣工程類專業(yè)必修課高電壓技術(shù)的教學現(xiàn)狀和存在的問題，結(jié)合工程教育認證的目標和要求，重新提煉高電壓技術(shù)課程的教學目標，擬定新的教學大綱，將復雜工程問題的分析和解決能力融入其中，改變陳舊的考核方式，力圖多維度、全面地衡量學生的學習效果，滿足電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)要求。

關(guān)鍵詞：工程教育認證;高電壓技術(shù);教學改革

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）22-0212-02

一、引言

工程教育在我國高等教育中占據(jù)舉足輕重的地位，工程教育專業(yè)認證是實現(xiàn)我國工程技術(shù)人才與世界接軌和參與國際就業(yè)時獲得公平待遇的橋梁[1]。同時，工程教育專業(yè)認證對我國高等教育發(fā)展具有現(xiàn)實的指導意義，可以更加客觀而準確地評判工程教育的質(zhì)量，也能夠更直觀地反映畢業(yè)生五年后在相應專業(yè)領域的預期成績等[2]。電氣工程及其自動化專業(yè)工程教育認證的目標是確認本專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求，進而評估高等院校培養(yǎng)電類專業(yè)人才的合格度。我國特高壓輸電工程建設如火如荼，需要大量具有高電壓技術(shù)背景的人才參與其中。

二、高電壓技術(shù)課程教學現(xiàn)狀

高電壓技術(shù)是研究電氣設備過電壓與絕緣問題的學科，是伴隨著輸電電壓等級的提高而發(fā)展起來的一門技術(shù)性課程，也是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程論述了電氣設備在高電壓作用下的絕緣性能和絕緣試驗技術(shù)、過電壓產(chǎn)生的物理過程及其防護措施、電力系統(tǒng)絕緣配合的基本理論等問題。課程在電氣工程及其自動化的知識體系中具有十分重要的地位，是為三年級電氣工程及其自動化專業(yè)學生開設的理論與應用相結(jié)合、實踐性較強的課程。廈門理工學院電氣工程及其自動化專業(yè)自2005年開始招生以來，一直將該課程作為專業(yè)必修課程，經(jīng)過多年的教學探索與實踐，雖然取得了一定的成績，但是對照工程認證要求，課程教學仍然存在一些問題。

1.課程目標設置與工程認證的畢業(yè)要求不匹配。工程教育專業(yè)認證通用標準有12項畢業(yè)要求，從專業(yè)知識與專業(yè)能力、社會責任與價值取向、綜合素質(zhì)與發(fā)展能力三個方面全面考查學生的學習成效。改革之前，高電壓技術(shù)的課程教學大綱雖然明確了課程性質(zhì)和教學目標，但沒有體現(xiàn)具體的畢業(yè)要求，教學內(nèi)容和學時分配部分也沒有體現(xiàn)畢業(yè)要求，學生通過該課程的學習后應具備的能力不明確。

2.教學模式、教學方法單一。目前，教師在教學過程中仍然采用傳統(tǒng)的教師主導型授課方式，教學方法比較單一。我校高電壓技術(shù)課程總共48學時，其中包括40個理論學時和8個操作實驗學時。理論教學偏向于知識傳授，忽視了該課程的工程屬性，在課堂教學中較少引入工程案例。另外，理論課涉及大量的物理知識，諸如氣體放電理論等內(nèi)容比較抽象，學生學習興趣不高。

3.考核方式難以體現(xiàn)工程認證的評價要求。高電壓技術(shù)作為專業(yè)必修課，仍然采用平時考核和期末閉卷考試相結(jié)合的考查模式，最終成績?yōu)槎叩募訖?quán)平均值。由于該課程的術(shù)語和專業(yè)名詞較多，需要推理和演繹的內(nèi)容較少，因此部分學生不注重平時的學習積累與理解，只在考前突擊背誦相關(guān)概念和術(shù)語，盡管沒有真正理解相關(guān)內(nèi)容，仍然可以獲得不錯的卷面成績。綜合上述分析，傳統(tǒng)的考核方式很難對學生的學習效果和工程實踐能力做出客觀的評價。

三、工程教育認證背景下高電壓技術(shù)的課程改革探索

工程教育專業(yè)認證的核心理念是以學生為中心，基于產(chǎn)出的教育，構(gòu)建符合學生學習需求的培養(yǎng)目標和課程體系，聚焦能力培養(yǎng)，達成學習效果，實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標，并強調(diào)持續(xù)改進[3]。基于工程教育專業(yè)認證理念，本課程的改革思路是以學生為主體，應用各種教學方法和手段，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。針對現(xiàn)階段該課程存在的問題，擬從課程內(nèi)容及目標、教學大綱、教學方法和考核方式等方面進行改革探討。

1.課程內(nèi)容及目標。高電壓技術(shù)的主要內(nèi)容包括電介質(zhì)（氣體、液體和固體）的放電特性、電氣設備的絕緣預防性試驗、電力系統(tǒng)的過電壓及防雷保護三部分。在有限的學時數(shù)量下，保證教學質(zhì)量和學習成效尤為重要，為此，在分析和調(diào)研當前國內(nèi)外電力工業(yè)發(fā)展狀況尤其是高壓輸電工程的基礎上，要通過精心遴選授課內(nèi)容、合理優(yōu)化授課方式和時序，將教學內(nèi)容的重心聚焦于學生工程應用能力的培養(yǎng)上。改革后，本課程重點講授基本的物理現(xiàn)象及其形成過程、絕緣預防性試驗的原理和方法，并適當簡化復雜的公式推導、試驗步驟和注意事項等內(nèi)容。

2.教學大綱。教學大綱規(guī)定了課程性質(zhì)、目的、內(nèi)容和教學要求等，是課程地位、作用和體系的重要體現(xiàn)，也是教學質(zhì)量評估的重要依據(jù)。作為電氣工程及其自動化專業(yè)的必修課程，高電壓技術(shù)的教學大綱應體現(xiàn)工程實踐能力培養(yǎng)的要求，因此，修訂后的教學大綱中增加了具體工程問題分析，旨在將晦澀抽象的理論知識與具體的工程案例相結(jié)合，以幫助學生的理解和吸收。同時，充分利用廈門理工學院電力電器檢測試驗平臺，優(yōu)化實驗項目和內(nèi)容，將常用的絕緣預防性試驗全部納入實驗項目中，安排學生分批分組完成實驗。實驗環(huán)節(jié)不僅加深了學生對相關(guān)內(nèi)容的理解，而且提高了他們的動手實踐能力，從而為完成復雜的工程問題設計打下基礎。

3.教學方法。采用啟發(fā)式教學方式，引導學生逐步提高學習主動性。理論授課一般以回顧上一次課主要內(nèi)容、提問、點評作業(yè)中存在的問題、回答學生提問開始，并對知識要點進行梳理。以學生學習成果產(chǎn)出、專業(yè)知識培養(yǎng)、學習能力培養(yǎng)為重點，通過大量的圖片和視頻等來演示高電壓技術(shù)的應用場合，并通過雷擊事故、電擊事故等真實案例引導學生思考如何駕馭高電壓并利用它為經(jīng)濟建設服務。此外，教學過程中還采用多媒體和板書相結(jié)合的教學方法，對于比較抽象的理論內(nèi)容和復雜的公式，一般先給予學生3～5分鐘的隨堂自學時間，然后再根據(jù)學生的自學效果進行針對性講解，鼓勵學生主動參與課堂而不是被動接收知識。對于一些復雜的圖片或電路原理圖等，則采用幻燈片、動畫等輔助手段使學生能知其所以然。

4.考核方式。傳統(tǒng)的考核方式側(cè)重于期末筆試，每個學生的平時得分區(qū)分度不高。為促進學生工程實踐能力的提升，以工程認證為契機，適當對該課程的考核方式進行調(diào)整和優(yōu)化，使考核目的更明確、考核方法更科學，更能全面地衡量學生的學習效果。課程總評成績?yōu)槌銮?、小作業(yè)、課堂討論、實驗、大作業(yè)和期末卷面分數(shù)五個方面的成績之和，為其中每個指標都賦予不同的考核分值和權(quán)重系數(shù)。其中大作業(yè)的主題比較寬泛，如MATLAB仿真分析、高電壓相關(guān)的文獻閱讀心得、文獻翻譯或者關(guān)于高電壓技術(shù)的研究綜述等。大作業(yè)能夠使學生跳出課本，主動接觸本課程最前沿的研究進展。

四、結(jié)束語

本文針對廈門理工學院電氣工程及其自動化專業(yè)必修課程高電壓技術(shù)，以工程教育專業(yè)認證為契機，以培養(yǎng)學生的工程實踐能力為目標，對該課程的內(nèi)容及目標、教學大綱、教學方法和考核方式進行改革探索，通過工程案例研討強化知識應用，培養(yǎng)學生的工程實踐能力，使其達到解決復雜工程問題能力的目標。

參考文獻：

[1]劉炎，張若青，徐宏海.工程教育專業(yè)認證視角下我國工科高等教育質(zhì)量提升研究[J].教育教學論壇，2018，（34）：16-17.

[2]徐祥征.基于工程教育認證的《高電壓技術(shù)》課程教學改革探索[J].開封教育學院學報，2018，38（12）：102-104.

[3]孟倩.工程認證標準下的應用型課程改革研究[J].課程教育研究，2019，（02）：53.

On the Teaching Reform of High Voltage Technology from the Perspective of Engineering

Education Professional Accreditation

ZHANG Da-min1， LIN Yan-chun2， ZHANG Qiang1， ZENG Han-chao1

（1. School of Electrical Engineering & Automation， Xiamen University of Technology， Xiamen， Fujian 361024， China;

2. School of Electronics & Electrical Engineering， Xiamen Institute of Technology， Xiamen， Fujian 361021， China）

Abstract： In view of current situation and existing problems encountered during the teaching process of the compulsory course of Electrical Engineering， the present study refines the teaching aims and demands of the High Voltage Technology course， and discusses the new syllabus based on the requirements of the Engineering Education Accreditation（EEA）， integrates students' analyzing and problem-solving abilities of "complex engineering problems" into the curriculum， changes the old assessment methods， and strives to measure the learning effects of students in multiple dimensions and in a comprehensive manner to meet the graduation requirements of electrical engineering and automation majors.

Key words： engineering education accreditation; High Voltage Technology; teaching innovation

收稿日期：2019-09-09

基金項目：2016年廈門理工學院電氣學院《高電壓技術(shù)》工程教育教學改革項目（編號：DQJG201609）

作者簡介：張達敏（1983-），男，江西上饒人，博士，副教授，研究方向：新能源發(fā)電技術(shù)。