“高電壓技術”課程改革與實踐

摘要：為實現西電東送，新疆將建設運行高電壓、大功率、遠距離輸電工程，培養適合當前形勢的高電壓技術人才。分析了目前新疆大學“高電壓技術”課程存在的問題，提出了在課程體系、教學內容及教學手段方面進行改革的方法及實踐。

關鍵詞：高電壓技術；課程體系；教學改革

作者簡介：藺紅（1969-），女，山東萊蕪人，新疆大學電氣工程學院，副教授；晁勤（1959-），女，湖南寧鄉人，新疆大學電氣工程學院，教授，博士生導師。（新疆 烏魯木齊 830047）

基金項目：本文系電氣工程及其自動化國家級特色專業、新疆大學21世紀高等教育教學改革工程項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）33-0030-02

進入21世紀后，我國電力需求非常旺盛，電力系統得到了快速發展，電網規模不斷擴大。由于我國能源分布與需求不平衡，需加快建設大容量、遠距離輸電的能源輸送通道。新疆地域遼闊，煤、水、風、光發電資源極為豐富，2010年11月建成新疆與西北750kV聯網工程，“十二五”期間，新疆規劃建設了3條特高壓直流輸電外送工程，高電壓、大功率、遠距離輸電使電氣工程尤其是高電壓技術面臨前所未有的機遇和挑戰。建設和運行超高壓、特高壓電網，對新疆大學培養高電壓技術人才的實踐能力和工程素質提出了新的要求，在實際的教學中發現新形勢下高電壓技術人才培養暴露出了一些問題，即教學內容脫離生產實際，為適應當前形勢發展的需要，需對該課程體系進行改革，為達到培養創新人才的需求，本文探討了“高電壓技術”課程的教學體系、教學內容和教學方法的改革與實踐。

一、“高電壓技術”課程的特點及教學中存在的問題

高電壓技術是20世紀初，為實現高壓輸電形成的一個電力工程分支學科，[1]“高電壓技術”課程以“大學物理”、“電路分析”、“工程電磁場”及“電力系統分析”等課程為基礎，研究在高電壓、強磁場下，電力設備絕緣問題、高電壓試驗問題及過電壓防護問題。通過對該課程的學習，使學生系統地掌握電氣設備絕緣的基本特征、波過程的基礎理論、電力系統中雷電過電壓和主要內部過電壓產生機理及防護措施，正確理解過電壓與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，解決實際中遇到的各種高電壓技術問題。該課程涉及面很廣，知識集成度高，濃縮了電氣工程自動化專業的知識精華，在專業課程體系中具有承上啟下的作用。

隨著高壓技術發展，傳統的“高電壓技術”課程已不適應當前形勢發展的需求，主要表現出以下問題：一是課程教學內容注重知識傳授，強調理論的嚴謹性，卻忽視了工程問題和相關的社會背景。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系、各課程之間的聯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。[2]為適應高電壓技術發展對人才培養的新要求，提高“高電壓技術”課程的教學質量，課程組對該課程在課程體系、教學內容與教學方法等多方面進行了建設與改革。

二、課程改革和建設的總體思路

1.人才培養定位

新疆大學電氣工程及其自動化專業主要面向電力系統等行業，為發電廠、電力運營及電力設備制造等單位輸送大批高質量高級專門人才。“高電壓技術”課程體系的建設是圍繞這個核心展開的，它結合新疆大學的人才培養定位，依照培養適應電力行業需求的基礎理論扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質過硬，具有一定復合知識、有開拓精神和研究潛力的高級專業技術人才的人才培養目標，以教、學、研相結合的教學理念，充分利用各種教學手段，提高學生的綜合素質，提高新疆大學人才培養質量和水平。

2.課程體系建設和改革的總體思路

（1）課程體系建設。課程體系建設（課程體系構建的主線是目標定位、結構優化、內容整合[3]）是教學工作的核心問題，是人才培養目標得以實現的有力保障。應用型人才培養課程設置要緊跟行業發展的市場需求，既要重視理論教學，又要突出實踐教學。[4]注重改革課程體系結構，使教學緊跟現代科技發展的步伐。

（2）教學內容及教學方法改革。“高電壓技術”課程具有較強的工程實踐性，只有運用多種不同的教學手段，改進教學方法，才能有效地提高該課程的教學效果和質量。在保留基本概念、基本理論的前提下，強調教學內容和課程體系的“更新、整合、重組、集成”，緊跟本學科技術前沿，將最新的科研成果及時引入課堂教學，優化課程體系結構，進行大膽的課程整合及專業外延的拓寬，隨時更新教學內容，保證教學內容的先進性和科學性。

三、課程體系建設與實踐

1.課程體系改革與實踐

（1）形成“一個核心、多個重點”的多層次課程體系。新的課程體系既要反映21世紀本學科專業技術的發展，突出工程技術型人才培養的特點，又能強調培養學生較系統地掌握本專業必須的基礎知識和基本理論，最終實現提高學生創新能力的目的，滿足社會的人才需求。[5]

多年來“高電壓技術”課程組成員一直進行教學改革的探討，不斷探索高電壓技術教學的新理念，探討高電壓技術教學的新方法、新思路。基于新疆大學電氣工程及其自動化一級學科的教學體系，通過深入調研高電壓技術的最新發展趨勢，結合國內外的現狀，發揮課程組的課程組織與資源的綜合利用的功能，優化設計高電壓技術課程體系，以“高電壓技術”課程為核心，建設與產業緊密結合的多層次課程，如“工程電磁場”、“電力測試技術”、“電氣設備故障診斷技術”、“過電壓及其防護”等課程，形成“一個核心、多個重點”的多層次課程體系。

（2）構建了“突出工程，強化實踐”的實踐教學體系。創新源于實踐，創新能力的培養需要實踐活動的有力支撐，[6]實踐教學是“高電壓技術”課程中的重要一環，實踐教學是培養創新性人才的需要。實踐教學主要包括課堂實驗、生產實習、課程設計、畢業設計等環節。[7]

2009年電氣工程學院從新疆大學北校區搬遷至新疆大學南校區，原已建成的高電壓實驗大廳拆除，在資金及場地受限的情況下，投資幾十萬建成了高電壓技術教學實驗系統、高電壓試驗及故障診斷虛擬實驗平臺，實現了對工程認知、物理模擬、數學仿真、工程實訓等方面的全面支撐。

通過高電壓技術教學實驗系統，學生可以動手實際操作，鍛煉實際操作能力，了解電介質絕緣特性，產生高電壓的物理現象，建立清晰、直觀的物理概念，同時掌握高電壓試驗的操作規范，建立安全意識。通過高電壓試驗及故障診斷虛擬實驗平臺，模擬實際運行的變電站中各電力設備高壓實驗，以交互的方式進行實驗操作，使學生像在真實的環境中一樣完成各項實驗，最大限度地模擬真實實驗的場景，并提供與實際實驗操作方法相類似的實踐體驗。使學生不出校門就可達到現場教學的效果，降低實驗室建設成本，達到培養學生實踐能力的目的。

電氣工程學院電力系統數字仿真實驗室配備了多種電力系統仿真軟件，高電壓技術仿真利用PSCAD應用軟件，模擬運行中的變電站遭受雷電沖擊過電壓、操作過電壓沖擊，各電力設備承受的過電壓特性，研究過電壓的防護措施及效果，有助于學生了解電力設備上產生的過電壓，理解過電壓及防護的相關知識，這一環節放在課程設計與畢業設計中進行。

通過構建“突出工程，強化實踐”的實踐教學體系，學生可以在真實的變電站環境中，對電力設備進行各種實驗操作，實現從課堂到實驗室再到準工程環境的體驗，為提高學生實踐能力和強化工程素質起到了積極的作用。

2.教學內容及教學方法改革

建立課程內容動態更新機制，用現代觀念隨時精煉傳統內容，同時吸收現代科技的最新成果、前沿動態，增強課程內容的現時性、前瞻性。注重對課程內容的綜合，打破傳統課程之間各自為政的局面，推進課程內容重組、融合，最大限度體現知識的整體面貌，使學生形成獨特的知識視野。

“高電壓技術”課程具有較強的工程實踐性，只有運用多種不同的教學手段，改進教學方法，才能有效地提高該課程的教學效果和質量。教學中要注重理論與實踐緊密結合，將高電壓技術的學術前沿和基礎知識傳授結合起來，采用PPT講稿、現場圖片、實驗演示及現場實驗仿真等多種方式，力爭在課堂上做到既傳授知識，又使學生了解高電壓技術蓬勃發展的現狀。

在教學中，采用課內外結合的方式，結合電力工業的迅速發展，結合高電壓新技術的應用，設置科技論文訓練內容，讓學生利用課外時間完成。科技論文訓練涉及的專題，在教科書上并無現成答案，需要學生查閱大量資料，通過自己的理解和探索，寫出一篇論文來回答。教師首先教給學生查找文獻的方法，就可通過科技論文訓練這個環節，達到在有限的課時內大大拓寬課程范圍，使學生接觸到前沿知識，啟發和培養了學生的探索和求知興趣，培養了學生利用所學知識綜合分析和解決問題的能力，同時培養了學生科技論文的總結和寫作能力。在科技論文訓練中，學生除了要完成科技論文寫作外，還有部分學生需要在課堂上采用電子課件的方式進行口頭報告，并展開課堂討論和教師點評，這也很好地鍛煉了學生的口頭表達能力。通過科技論文訓練，用少量的課時使學生學到了科研的方法，了解了高電壓技術的前沿，培養了學生基本的科研能力，提高了學生的綜合素質。

3.在教學科研實踐中建設一支高水平教師隊伍

任何好的教學思想和先進的教學理念都需要有高水平的教師隊伍來實踐才能取得教學改革的成效。[2]一方面可通過多種方式提高在職教師的學術水平：可通過繼續讀書深造，也可通過到其他對口支援的高校進修，參加各種學術活動加強與其他高校間的學術交流，教師申報或參與科研項目提高自身的學術水平。另一方面請有現場實際工作經驗的工程師擔任外聘教師，以建設一支穩定的結構合理的高水平的教師隊伍。

四、結束語

新疆大學“高電壓技術”課程一方面著力于培養學生堅實的“高電壓技術”基本知識，高壓實驗操作技能和分析問題、解決問題的能力，另一方面注重強調教學內容和課程體系的“更新、整合、重組”，在課堂教學和實踐教學環節中將學科的學術前沿和研究動態結合進來，結合科研論文訓練，較好地利用學生課外時間，提高學生的綜合素質，促進新疆大學人才培養質量和水平的提高。

參考文獻：

[1]邱毓昌.對面向21世紀的高壓技術課程的探討[J].電氣電子教學學報，2001，23（2）：11-12.

[2]穆鋼，李國慶，蔡國偉，等.面向工程強化實踐的“電力系統分析”課程改革與實踐[J].電氣電子教學學報，2010，（S1）：143-146.

[3]崔穎.高校課程體系的構建研究[J].高教探索，2009，（3）：88-90.

[4]劉燁.應用型本科院校電氣工程及自動化人才培養模式的探索[J].齊齊哈爾工程學院學報，2011，（3）：37-39.

[5]劉學觀，郭輝萍，李富華.電磁場與電磁波課程體系規劃研究[J].電氣電子教學學報，2006，28（6）：1-2.

[6]康重慶，董嘉佳，董鴻，等.電氣工程學科本科拔尖創新人才培養的探索[J].高等工程教育研究，2010，（5）：132-137.

[7]蘭生.高電壓技術課程實踐教學改革探討[J].北方經貿，2008，（10）：

149-150.

（責任編輯：孫晴）