結(jié)合課程特點(diǎn)提高高電壓技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的方法研究

歐衛(wèi)斌 韓芝俠

摘 ?要 ?高電壓技術(shù)課時(shí)緊張、學(xué)生學(xué)習(xí)困難。結(jié)合課程特點(diǎn)，通過分析現(xiàn)實(shí)需求并結(jié)合課程思政加強(qiáng)思想教育，通過到電廠、供電公司實(shí)踐加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐認(rèn)識，改革考核方式減輕學(xué)生的考試壓力，采用合理的教學(xué)手段講授課程內(nèi)容并配套課外習(xí)題強(qiáng)化知識掌握等措施，以達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。從考核結(jié)果來看，收到了良好效果。

關(guān)鍵詞 ?高電壓技術(shù)；教學(xué)質(zhì)量；課程思政

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）05-0088-03

0 ?引言

高電壓技術(shù)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的核心課程，其內(nèi)容廣泛、實(shí)踐性強(qiáng)，對學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)和發(fā)展都很重要，同時(shí)專業(yè)所在學(xué)院培養(yǎng)計(jì)劃學(xué)時(shí)偏少，學(xué)生工程經(jīng)驗(yàn)欠缺，給課程講授和學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了困難。為提高教學(xué)質(zhì)量，筆者從分析高電壓技術(shù)的課程特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合學(xué)院現(xiàn)有條件，研究并采取了一系列措施以提高教學(xué)質(zhì)量，取得了較好的效果。

1 ?課程特點(diǎn)分析

本課程主要研究高電壓條件下的電氣及物理問題，包括絕緣介質(zhì)特性及其放電、高電壓測量與試驗(yàn)技術(shù)、電力系統(tǒng)過電壓及其防護(hù)等，課程內(nèi)容既緊密切合工程實(shí)際，又因理論性和抽象性強(qiáng)而難懂?？偨Y(jié)課程特點(diǎn)可以使提高教學(xué)質(zhì)量的措施有針對性，研究分析認(rèn)為課程講授及學(xué)習(xí)困難主要與課程以下特征相關(guān)：

1.1 ?課程介紹和總結(jié)了諸多放電規(guī)律，但放電規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)論因不同原因卻不具有推廣性

如液體、固體介質(zhì)電氣強(qiáng)度高，但存在“體積效應(yīng)”，即體積越大電氣強(qiáng)度越低；SF6電氣強(qiáng)度一般遠(yuǎn)高于空氣，但特定條件下又是低于空氣的；長氣隙操作沖擊擊穿場強(qiáng)會(huì)低于工頻擊穿場強(qiáng)。

1.2 ?課程所研究的問題覆蓋電力系統(tǒng)，各問題對應(yīng)的工況和條件千差萬別，歸類總結(jié)受限

如間隙擊穿取決于電場均勻性，電場均勻性受間隙長度影響，同時(shí)擊穿還受濕度、氣體密度、電極表面缺陷、導(dǎo)電微粒、雜質(zhì)成分、外施電壓類型等因素影響。

1.3 ?諸多放電現(xiàn)象和介質(zhì)失效是電壓長期作用的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)、試驗(yàn)研究既煩瑣又困難

如污閃是交流電壓長期作用下的熱過程，試驗(yàn)中污閃電壓難估計(jì)，對每級試驗(yàn)電壓長期施加后也不一定導(dǎo)致污閃；運(yùn)行狀態(tài)的介質(zhì)可能長期存在局放，但較難直接觀測，局放中活性氣體的腐蝕作用和帶電粒子的撞擊作用也只能做定性分析。

1.4 ?課程注重實(shí)踐，但實(shí)驗(yàn)設(shè)備特殊、設(shè)備種類多、實(shí)驗(yàn)室空間需求大、設(shè)備價(jià)格高等因素限制了一般院校高電壓實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)模，給實(shí)踐教學(xué)造成困難

實(shí)驗(yàn)過程中存在高電壓，實(shí)驗(yàn)操作要求嚴(yán)格，需多配備實(shí)驗(yàn)人員以保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利、安全推進(jìn)，但一般院校普遍存在人員配備不足問題，這也給實(shí)踐教學(xué)造成一定影響[1]。

2 ?提高高電壓技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的主要措施

2.1 ?把高質(zhì)量就業(yè)、穩(wěn)定立足社會(huì)、服務(wù)社會(huì)、建功立業(yè)、實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值等現(xiàn)實(shí)目標(biāo)和學(xué)好高電壓技術(shù)結(jié)合起來開展思想教育，使學(xué)生在思想上高度重視本課程學(xué)習(xí)，增強(qiáng)自我成才意識

2.1.1 ?面對激烈的就業(yè)競爭形勢，引導(dǎo)學(xué)生重視和積極參與電力行業(yè)校招，是學(xué)院指導(dǎo)電氣專業(yè)畢業(yè)生高質(zhì)量就業(yè)的重要舉措

因行業(yè)發(fā)展和人員更新需求，近年來國網(wǎng)公司等行業(yè)單位加大了校招力度。這類就業(yè)崗位頗具吸引力，但也對應(yīng)聘者要求高且逢進(jìn)必考，許多學(xué)生要么望而卻步不敢報(bào)考，要么在招考中鎩羽而歸，主要原因是對自身專業(yè)學(xué)習(xí)缺乏自信，或者是備考準(zhǔn)備不足。針對此種情況，我們在開課之前及開課初期就開展一系列輔導(dǎo)交流活動(dòng)，分別從電廠、供電公司邀請專家就電力行業(yè)發(fā)展情況、就業(yè)優(yōu)勢、招聘要求、報(bào)考與應(yīng)聘注意事項(xiàng)等給學(xué)生作專題報(bào)告，邀請大四學(xué)生作經(jīng)驗(yàn)分享。學(xué)院還會(huì)對近年學(xué)院電氣專業(yè)應(yīng)聘國網(wǎng)公司等行業(yè)單位的情況對大三學(xué)生作通報(bào)研析。這些舉措既能從思想上激發(fā)學(xué)生應(yīng)聘國網(wǎng)的動(dòng)力，也能使學(xué)生端正對高電壓課程的學(xué)習(xí)態(tài)度[2]。

2.1.2 ?與時(shí)俱進(jìn)地在本課程教學(xué)中開展課程思政教育，使學(xué)生建立在校學(xué)有所成，在崗有所擔(dān)當(dāng)?shù)恼J(rèn)識

高電壓技術(shù)是筆者所在學(xué)校首批課程思政示范課程。獲批以來我們逐一按既定規(guī)劃落實(shí)課程思政工作，以人物事跡、時(shí)政要聞、工程案例、人文素質(zhì)等貫穿授課過程，通過介紹我國高電壓技術(shù)領(lǐng)域著名人物，講述他們的奉獻(xiàn)精神、創(chuàng)新思想和感人事跡，激發(fā)學(xué)生學(xué)知識練本領(lǐng)的成才意識。通過我國高電壓領(lǐng)域工程案例，結(jié)合當(dāng)前國際時(shí)政，激發(fā)學(xué)生的歷史責(zé)任感和使命感，培養(yǎng)學(xué)生的民族自信心和自主創(chuàng)新精神。教學(xué)中還通過討論與專業(yè)相關(guān)的社會(huì)發(fā)展、環(huán)境、國家安全等問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)素養(yǎng)。

2.2 ?多種途徑增加感性認(rèn)識，使“設(shè)備”與“現(xiàn)象”在學(xué)生頭腦中落地生根，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

從以上分析發(fā)現(xiàn)，課程所研究問題雖來源于工程，但許多問題并未研究透徹和完整，結(jié)論和認(rèn)識僅限于一事一議；試驗(yàn)設(shè)備多而特殊，實(shí)驗(yàn)室難以全部滿足。因此，提高該課程教學(xué)質(zhì)量首先要解決學(xué)生的“認(rèn)識”問題，消除學(xué)生對“設(shè)備”“現(xiàn)象”的距離感，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。增加學(xué)生感性認(rèn)識的措施有以下方面。

2.2.1 ?借助互聯(lián)網(wǎng)平臺收集整理各種與高電壓技術(shù)內(nèi)容相關(guān)的視頻及圖片，用于課程教學(xué)，使學(xué)生對某些操作及現(xiàn)象建立感性認(rèn)識，降低學(xué)生對某些設(shè)備和現(xiàn)象的距離感和陌生感，解決課程涉及設(shè)備和現(xiàn)象是“什么樣”的問題

收集的視頻主要有雷擊線路、帶電水清洗絕緣子污穢、絕緣子串污閃試驗(yàn)、更換絕緣子、線路接地短路、電力變壓器爆炸、特高壓線路帶電作業(yè)、GIS檢修視頻、國內(nèi)首次363 kV同頻同相耐壓試驗(yàn)、特斯拉線圈人工閃電、高壓線路開合閘放電等；收集的圖片資料主要有：局部放電造成的電樹枝現(xiàn)象、瓷絕緣子及絕緣子串柱、氧化鋅避雷器、均壓環(huán)、戶外電容分壓器、戶外沖擊電壓發(fā)生器、高電壓等級測壓球等。這些視頻和圖片所涉及的設(shè)備特殊，日常難以見到，視頻內(nèi)容典型且在實(shí)驗(yàn)室難以模擬，能很好補(bǔ)充教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的不足。

2.2.2 ?帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)習(xí)基地，如本地電廠、供電公司參觀實(shí)習(xí)，使學(xué)生獲得面對面的感性體驗(yàn)和認(rèn)識，再通過與課本知識聯(lián)系，進(jìn)一步加深對課程知識點(diǎn)的理解和掌握

在寶雞地區(qū)的發(fā)電廠、供電公司和變電站參觀實(shí)習(xí)全面直觀，是有關(guān)電力系統(tǒng)相關(guān)課程的全方位現(xiàn)場實(shí)踐。和高電壓技術(shù)相關(guān)的項(xiàng)目有：絕緣油的氣相色譜分析儀認(rèn)識、電纜接頭制作認(rèn)識、高壓出線端子認(rèn)識、避雷器避雷針避雷線安裝位置認(rèn)識、作業(yè)防護(hù)用具日常高壓試驗(yàn)認(rèn)識、變壓器在線監(jiān)測認(rèn)識、各種形式的均壓環(huán)（器）的認(rèn)識、接地電阻測量認(rèn)識等。在實(shí)習(xí)基地的實(shí)習(xí)使學(xué)生的課本知識快速落地，實(shí)現(xiàn)了“所學(xué)”與“所見”的結(jié)合對應(yīng)，增強(qiáng)了學(xué)生對課本知識的掌握程度。例如電纜分階絕緣是為了調(diào)整電纜電場分布增強(qiáng)絕緣層的電氣強(qiáng)度，這一知識點(diǎn)在電纜接頭制作認(rèn)識中得到體驗(yàn)；變壓器油的氣相特征和故障原因相關(guān)聯(lián)，實(shí)習(xí)中學(xué)生認(rèn)識到運(yùn)行部門就是用氣相色譜分析儀來分析絕緣油的氣相特征及判斷變壓器故障的。

2.2.3 ?利用虛擬仿真設(shè)備增加體驗(yàn)

為強(qiáng)化高電壓技術(shù)實(shí)踐教學(xué)，學(xué)院2020年底購置了一套高電壓技術(shù)VR體驗(yàn)仿真設(shè)備，該設(shè)備能逼真模擬高電壓作業(yè)場景及作業(yè)流程，包含交流高壓試驗(yàn)和直流高壓試驗(yàn)諸多VR體驗(yàn)項(xiàng)目，還能通過手柄震動(dòng)、聲光報(bào)警模擬錯(cuò)誤操作造成的觸電和故障反應(yīng)，尤其觸電事故在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室條件下是不允許出現(xiàn)的。高電壓VR仿真設(shè)備很好補(bǔ)充了實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐內(nèi)容，而且體驗(yàn)形式與時(shí)俱進(jìn)，對學(xué)生參與實(shí)踐具有很大吸引力。

通過視頻與圖片展示、到實(shí)習(xí)基地認(rèn)識參觀、VR仿真體驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生對高電壓技術(shù)內(nèi)容廣泛涉及，對很難見到的電氣設(shè)備、放電現(xiàn)象、作業(yè)流程、高壓試驗(yàn)等有了較好的拓展認(rèn)識，為學(xué)好本課程起到了良好的輔助作用[3]。

2.3 ?采用合理有效的授課及考核方式，學(xué)、練、看結(jié)合，理論與實(shí)際聯(lián)系，課堂與現(xiàn)場聯(lián)系，以增強(qiáng)授課效果

課程的內(nèi)容主要通過課堂講授來完成，結(jié)合課程進(jìn)行中穿插的以上各種感性認(rèn)識，采用合理有效的方式開展授課是保證教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)。

2.3.1 ?啟發(fā)與討論相結(jié)合，采用多媒體輔助手段開展課堂教學(xué)，高效完成授課任務(wù)

高電壓技術(shù)內(nèi)容多、跨度大，授課任務(wù)重，多媒體輔助教學(xué)可以增加課容量，把前面整理的視頻與圖片穿插進(jìn)授課過程中，可以直觀呈現(xiàn)放電設(shè)備、操作流程、試驗(yàn)設(shè)備，大量電路、圖線、公式也無需手繪書寫。為避免在多媒體輔助下的授課趨向“填鴨”式灌輸，在授課中將課程內(nèi)容適當(dāng)與視頻圖片、認(rèn)識參觀、VR仿真體驗(yàn)，以及課程思政教育中所介紹的人物事跡、技術(shù)成果等聯(lián)系，展開課堂討論，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，在互動(dòng)中調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。

2.3.2 ?教學(xué)課件上作了多次研究和改進(jìn)，總體以簡潔清晰、條理分明為特征，單頁內(nèi)容量適度并配以適當(dāng)動(dòng)畫

多年的授課中我們多次邀請教學(xué)督導(dǎo)聽課并提出寶貴意見，也和學(xué)生座談交流了解他們的學(xué)習(xí)心得和意見。為彌補(bǔ)課時(shí)不足，我們積極借助MOOC等網(wǎng)絡(luò)平臺開展線上學(xué)習(xí)和交流，其中利用“雨課堂”進(jìn)行階段性知識測驗(yàn)獲得良好效果，一方面，給教師節(jié)省了大量批改和分析試卷的時(shí)間，考核結(jié)果分析詳細(xì)科學(xué)；另一方面，考核結(jié)果長期保存，方便教師和學(xué)生查看。

2.3.3 ?寬嚴(yán)相濟(jì)，強(qiáng)化引導(dǎo)和鼓勵(lì)，緩解考試壓力，讓學(xué)生全身心投入學(xué)習(xí)

為緩解學(xué)生考試壓力，將期末考試成績在總評中的比例由70%降到40%；學(xué)期內(nèi)在線測試（根據(jù)各班情況和具體學(xué)時(shí)，2～4次）占10%，作業(yè)及實(shí)踐占30%，平時(shí)表現(xiàn)和出勤占20%；強(qiáng)調(diào)試題來自平時(shí)訓(xùn)練題、課后題等，以緩解學(xué)生考試壓力；嚴(yán)格要求參與總評的各項(xiàng)內(nèi)容，評定注意區(qū)分度與適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)并舉。教學(xué)中將課程內(nèi)容和國網(wǎng)考試、運(yùn)行生產(chǎn)相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生注重日常學(xué)習(xí)[4]。

2.3.4 ?編制習(xí)題強(qiáng)化訓(xùn)練，讓學(xué)生扎實(shí)掌握課程內(nèi)容

做習(xí)題是知識應(yīng)用的良好方式，為此，針對各章節(jié)內(nèi)容我們編制了豐富的補(bǔ)充習(xí)題，通過科學(xué)全面的習(xí)題以強(qiáng)化知識掌握深度，保證教學(xué)效果。多年教學(xué)過程中，章節(jié)習(xí)題不斷動(dòng)態(tài)補(bǔ)充、淘汰和優(yōu)化，使教學(xué)資料逐漸豐富完善，重點(diǎn)內(nèi)容和知識點(diǎn)一般有不同形式的習(xí)題，難點(diǎn)內(nèi)容一般配套分解組合習(xí)題。在習(xí)題編制中，我們緊密結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生反饋，使習(xí)題資料成為提高教學(xué)質(zhì)量的有益資源。

3 ?結(jié)束語

教學(xué)是涉及教師、學(xué)生雙方的活動(dòng)，學(xué)生沒有主動(dòng)性及不發(fā)揮能動(dòng)性就無法實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。我們提高高電壓技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的措施主要圍繞學(xué)生制訂，包括：通過國網(wǎng)招考相關(guān)講座、課程思政建設(shè)解決思想問題，使學(xué)生重視課程學(xué)習(xí)、端正學(xué)習(xí)態(tài)度；通過電廠、供電公司實(shí)踐，視頻、圖片解決學(xué)生認(rèn)識問題，減少理論與實(shí)踐距離感；通過改革考核方式把學(xué)生的注意力從考試過關(guān)引向?qū)W習(xí)知識；通過合理豐富的教學(xué)手段講授課程內(nèi)容；增加課外習(xí)題強(qiáng)化知識掌握。從近年教學(xué)效果觀察，高電壓技術(shù)授課學(xué)生出勤率和學(xué)習(xí)自覺性高，考核結(jié)果理想，國網(wǎng)招進(jìn)人數(shù)多年位居全省高校前十。

4 ?參考文獻(xiàn)

[1] 吳淑群，陳玉秀，張潮海.“高電壓技術(shù)”課程線上線

下混合式教學(xué)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2021，43（3）：45-

48.

[2] 郭曉君，林亞君，陳學(xué)軍.“高電壓技術(shù)”課程混合式

教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技視界，2021（6）：76-78.

[3] 江進(jìn)波，邱立，李振華.基于SPOC的混合教學(xué)模式在

《高電壓技術(shù)》課程中的應(yīng)用研究[J].教育現(xiàn)代化，

2020，7（24）：96-98.

[4] 劉晶.基于工程能力培養(yǎng)的《高電壓技術(shù)》課程改革探

索[J].山西農(nóng)經(jīng)，2017（17）：100，102.