《高電壓技術(shù)》課程教學(xué)改革探討及應(yīng)用

王艷玲 沈敏 雷騰飛 代文鵬

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，通過對(duì)教學(xué)現(xiàn)狀分析，利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，結(jié)合應(yīng)用型本科院校學(xué)情，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和考核方式，取得了較好的教學(xué)效果，為電氣工程類專業(yè)課程的課堂教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索及實(shí)踐。

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

引言

高電壓技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)初期，至今已成為電工學(xué)科的一個(gè)重要分支，“高電壓技術(shù)”課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起著舉足輕重的作用?！案唠妷杭夹g(shù)”課程主要研究高電壓下的各種電氣物理問題，課程知識(shí)面廣，涉及的概念和基本原理多，新理論、新技術(shù)層出不窮，與工程實(shí)際聯(lián)系密切，教學(xué)難度較大，在教學(xué)過程中，學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)困難，不易掌握，學(xué)生學(xué)習(xí)情況不容樂觀。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容，并最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，是教學(xué)過程中必須考慮的問題。為此，對(duì)“高電壓技術(shù)”課程進(jìn)行教學(xué)改革迫在眉睫。

一、“高電壓技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)狀

1.學(xué)生課堂參與度低，參與不均衡。

傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)接受理論知識(shí)，但是由于課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，部分內(nèi)容抽象晦澀，公式推導(dǎo)過程復(fù)雜，教學(xué)設(shè)計(jì)缺乏貼近實(shí)際的教學(xué)案例，師生互動(dòng)停留在淺層次，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。

2.考核方式單一，考核面窄。

“高電壓技術(shù)”課程采用傳統(tǒng)終結(jié)性考核，考試具有偶然性，難以客觀的反映學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)水平，且終結(jié)性考核內(nèi)容有一定的局限性，重記憶輕能力，缺少學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的考核，不能完全挖掘?qū)W生對(duì)知識(shí)的掌握程度，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.課下延伸不足，拓展不夠。

傳統(tǒng)課程教學(xué)重心在課堂上，課后輔導(dǎo)環(huán)節(jié)相對(duì)比較薄弱，沒有配套的課程資源，學(xué)生課后不知道如何進(jìn)行復(fù)習(xí)和思維擴(kuò)展，課程的價(jià)值和功能不能充分體現(xiàn)，不能拓寬學(xué)生視野，發(fā)展學(xué)生思維。

二、“高電壓技術(shù)”教學(xué)改革

1.優(yōu)化課程內(nèi)容

以工程應(yīng)用為背景，引入實(shí)際案例、將課程內(nèi)容整合優(yōu)化，以真實(shí)項(xiàng)目為案例把課程內(nèi)容重組，劃分為電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)、電力系統(tǒng)過電壓和絕緣配合三個(gè)模塊。

電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度模塊：設(shè)置電暈放電、濕閃與污閃現(xiàn)象、變壓器油的絕緣特性、組合絕緣的電氣強(qiáng)度4個(gè)項(xiàng)目。項(xiàng)目中分別融入不同電介質(zhì)的特性和擊穿條件等基本知識(shí)，將散亂的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)貫通，引導(dǎo)學(xué)生形成初步認(rèn)知、激發(fā)興趣、奠定應(yīng)用基礎(chǔ)。

電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)?zāi)K：設(shè)置電力變壓器的絕緣測(cè)試、斷路器的絕緣評(píng)估、電力電纜絕緣參數(shù)測(cè)量3個(gè)項(xiàng)目。將電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)和絕緣的高電壓實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容分解、揉和到項(xiàng)目中，重點(diǎn)培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力，初步掌握工程開發(fā)流程和方法。

電力系統(tǒng)過電壓和絕緣配合模塊：設(shè)置架空輸電線路的過電壓分析、變電所的防雷設(shè)計(jì)和過電壓防護(hù)、架空輸電線路的絕緣配合3個(gè)項(xiàng)目。將電力系統(tǒng)過電壓與絕緣配合問題，特別是特高壓交直流輸電系統(tǒng)中的過電壓及其防護(hù)問題融入到項(xiàng)目中，設(shè)置挑戰(zhàn)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生熟練開發(fā)技能，鍛煉實(shí)踐能力、養(yǎng)成創(chuàng)新思維。

2.改進(jìn)教學(xué)方法

根據(jù)高電壓技術(shù)課程特點(diǎn)，將課程內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)以“項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”方式組織，采取“情景導(dǎo)入-探究導(dǎo)學(xué)-實(shí)踐導(dǎo)練-驗(yàn)收評(píng)價(jià)-反饋導(dǎo)思”即“四導(dǎo)一評(píng)”的方式實(shí)施。

情景導(dǎo)入，探究導(dǎo)學(xué)：課前教師針對(duì)實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生開展課前預(yù)習(xí)和資料查閱。課堂上教師創(chuàng)設(shè)工程應(yīng)用情境，以“情景導(dǎo)入”任務(wù)，進(jìn)行重難點(diǎn)解析。開展“探究導(dǎo)學(xué)”，組織學(xué)生探究問題，教師引導(dǎo)小組學(xué)習(xí)討論，解決問題。

實(shí)踐導(dǎo)練，驗(yàn)收評(píng)價(jià)：布置項(xiàng)目任務(wù)，把設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)搬進(jìn)課堂，利用仿真軟件虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。組織設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)，引導(dǎo)對(duì)練和比賽。任務(wù)完成小組展示匯報(bào)，提問評(píng)價(jià)、互相學(xué)習(xí)。教師最后“以評(píng)代講”進(jìn)行綜合點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生提升個(gè)人能力。

反饋導(dǎo)思，持續(xù)改進(jìn)：項(xiàng)目結(jié)束教師進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考、拓展，課下創(chuàng)新。通過學(xué)生個(gè)人打分、小組打分、小組互評(píng)，培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生反思改進(jìn)、互相促進(jìn)。根據(jù)學(xué)生反饋、督導(dǎo)反饋，及時(shí)分析教學(xué)實(shí)施和改革效果，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化內(nèi)容，提升教學(xué)效果。

實(shí)戰(zhàn)演練，賽學(xué)結(jié)合：將項(xiàng)目設(shè)計(jì)拔高，拓展到課外，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，加入競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)。組織競(jìng)賽，引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)演練，以賽促學(xué)，加深應(yīng)用。

3.革新教學(xué)手段

改變傳統(tǒng)的板書授課方式，利用“雨課堂”現(xiàn)代教學(xué)工具，教師提前將帶有視頻、習(xí)題、圖片、動(dòng)畫的課前預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機(jī)，以便學(xué)生課前預(yù)習(xí);在教學(xué)中，利用“雨課堂”，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)答題、彈幕互動(dòng)，增強(qiáng)課堂的趣味性，提高學(xué)生的課堂參與度;課后，學(xué)生可以通過“與課堂”完成作業(yè)，并且能及時(shí)與教師溝通遇到的問題。此外，通過將MATLAB、PSACD等仿真軟件和虛擬仿真技術(shù)引入課堂，與高電壓技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過編程與仿真手段，借助仿真結(jié)果，使抽象的課程內(nèi)容更加直觀，便于學(xué)生對(duì)相關(guān)現(xiàn)象和知識(shí)的認(rèn)識(shí)、理解和掌握。

4.改革考核方式

過程考核多元參與，全面評(píng)定學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)方式及知識(shí)吸收與再創(chuàng)造能力，設(shè)置過程考核60%，期末考試40%。過程考核包括“作業(yè)”（20%）、“測(cè)驗(yàn)”（30%）、“項(xiàng)目”（40%）和“拓展”（10%）。

作業(yè)和測(cè)驗(yàn)考查學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解和掌握情況;項(xiàng)目考核采取組內(nèi)自評(píng)、小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)三級(jí)考核，重點(diǎn)考查學(xué)生完成任務(wù)后對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)和技能的掌握，以及綜合應(yīng)用能力情況;拓展考核，通過作品展示、總結(jié)匯報(bào)的形式進(jìn)行考查評(píng)估，考查學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。

三、“高電壓技術(shù)”教學(xué)改革成效

“高電壓技術(shù)”課程教學(xué)改革自2017年在我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)施以來(lái)，有效的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生良好的理論分析能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和工程應(yīng)用新能力均有了大幅度提高。學(xué)生參與教師項(xiàng)目和合作單位的科研項(xiàng)目的人數(shù)也越來(lái)越多，形成了良好的實(shí)踐創(chuàng)新氛圍。

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本論文系齊魯理工學(xué)院教學(xué)研究課題“高電壓技術(shù)課程教學(xué)改革的思考與實(shí)踐（JG201809）”階段性研究成果。

作者簡(jiǎn)介：

王艷玲（1982-），女，山東淄博人，碩士，副教授，研究方向：電氣控制。