提高“高電壓技術”課程教學質量的方法探索

摘要：介紹了“高電壓技術”課程的主要內容及特點，分析了教學過程中存在的難題，為提高“高電壓技術”課程教學質量，結合自身教學實踐，提出了引入啟發式教學法、合理利用多媒體輔助教學及結合仿真軟件輔助教學等方法，并提出了強化高電壓技術實驗教學的一些措施。

關鍵詞：高電壓技術；教學質量；啟發式；多媒體；仿真

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）12-0041-02

“高電壓技術”課程是電氣工程及其自動化專業的一門專業課，涉及知識面廣泛，內容形式多樣，教學難度較大，但通常分配的學時并不多，如何在有限的學時內保證教學質量，使學生較好地掌握課程內容，并最大限度地培養學生的工程實踐能力，是教學過程中必須考慮的問題。

一、“高電壓技術”課程的主要內容及特點

“高電壓技術”課程是電工學科的一個重要分支，主要研究高電壓（強電場下）的各種電氣物理問題，包括高電壓作用下各種絕緣介質的性能和不同類型的放電現象，高電壓試驗的設備及方法，電力系統的過電壓與防護技術。[1]其中電介質的電氣強度部分和物理學基本知識密切相關，內容比較抽象，理解較難，而輸電線路和繞組中的波過程部分，涉及很多公式推導。同時電氣設備絕緣試驗、過電壓和絕緣配合的內容又與工程實際密切相關，而學生往往缺乏工程實際的相關知識。總的來講，這門課程涉及知識面廣泛，內容形式多樣，講授起來難度較大，部分內容學生學習起來也很吃力，因此需要在教學方法及手段上加以改進，以達到理想的教學效果。

二、提高“高電壓技術”教學質量的方法

為提高“高電壓技術”課程教學質量，筆者在教學過程中進行了一些探索，取得了一些效果。下面結合自身教學實踐，談淡筆者在“高電壓技術”課程教學過程中的心得。

1.采用啟發式教學方法，調動學生學習積極性

啟發式教學是指教師在教學過程中以啟發學生的思維為核心，調動學生主動性和積極性，促使他們生動活潑地學習的一種教學指導思想。“高電壓技術”課程教學中采用啟發式教學方法，有利于促進學生獨立思考，發展學生的邏輯思維能力，培養學生獨立解決問題的能力。[2]啟發式教學的關鍵在于設置問題情境。問題應能起到啟動學生思維、引導學生思維發展的重要作用，為學生創造主動學習、樂于探究的氛圍。比如在講授泄露電流測量方法中，當微安表接在高壓側時，高壓連線對地的雜散電流會流過微安表，進而影響測量結果，這樣可以向學生提問：采取什么樣的措施來使泄露電流不流過微安表呢？然后鼓勵學生積極思考提出解決方法，并對提出的方案進行討論，經過一番思考和討論后給出加等電位屏蔽的方法。采取這樣的教學方式，學生對該問題的理解才會深入、深刻。

在“高電壓技術”課程的教學中，可以采用啟發式教學的知識點很多，充分利用啟發式教學，可讓學生積極開動腦筋思考。其中有的問題，學生不能作出正確回答，教師可以適當引導，直至學生領悟其中之道理。這樣，學生對知識的理解和印象會更加深刻，比起“填鴨式”的灌輸，這種啟發式教學方法所起到的教學效果會理想得多。

2.合理利用多媒體輔助教學，豐富課堂內容

“高電壓技術”課程內容形式多樣，比如有理論的推導，也有實際的應用，有文字的說明，也有圖片的展示，甚至還有一些動態過程的描述，單一的傳統教學方法難以滿足教學的需要，合理利用多媒體輔助教學，可以達到事半功倍的良好效果，[3]在“高電壓技術”課程教學中合理利用多媒體輔助教學，有以下優點：

（1）與傳統教學方法的教師講授、板書、掛圖相比，多媒體輔助教學以文字、圖像、動畫、聲音等多種方式顯示教學信息，形象直觀，更易于吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣及學習欲望。高電壓技術涉及較多絕緣介質的放電現象，單一的語言講授不僅不夠直觀，也難以引起學生的興趣，通過多媒體技術，則可以把這些放電現象直觀形象地表現出來，比如在介紹電暈放電的時候，可以把事先在實驗室中拍攝的電暈放電的錄像給學生們觀看，那么電暈放電所產生的暈光及發出的可聞噪聲會給學生們留下深刻印象，比簡單的文字介紹要好得多。

（2）圖片、動畫技術和視頻技術的利用使教學內容以多樣化的形式展示出來，使傳統教學方法不易解釋的知識變得形象直觀，通俗易懂。比如在講授行波折返射及行波穿過電感和旁過電容時，可以利用動畫技術將這些過程通過動畫展示出來，這樣學生不但會對這些波過程有直觀的形象認識，而且能更加深刻理解波過程。

（3）縮短了教學時間，擴大了教學規模，提高了課堂教學效率。在“高電壓技術”課程中有大量的電路圖、試驗接線圖和電力系統過電壓保護裝置結構圖等，如果在黑板上畫出這些圖形圖片需要花費課堂上許多寶貴的時間而且效果不好。而利用多媒體則可以方便清楚地介紹這些知識，而且提高了課堂教學效率，緩解了當前教學內容多與學時少的矛盾。不過應當注意，多媒體教學中的素材特別是圖片應盡量從生產現場實拍一些，因為教材中即使有圖片也是靜態的、呆板的，難以達到形象的效果。此外，由于學生缺乏現場經驗，對生產現場的設備及試驗過程等沒有初步的感性認識，這也增加了學生深入理解相關內容的難度。教師應根據“高電壓技術”課程內容，有針對性地實拍發電廠和變電站設備及試驗現場的圖片，這種來自現場的圖片，不但易于引起學生的興趣，也增加了學生對生產現場的感性認識。

多媒體輔助教學雖然有諸多優點，但在實際應用中也容易出現一些問題，比如教師與學生間缺乏互動，影響教學效果；教學內容密度大，教學進度快，學生難以同步接受等等，因此在使用多媒體輔助教學過程中，要注意和啟發式教學方法結合，[4]增加與學生之間的互動，控制好教學節奏，留給學生思考的時間。同時在教學過程中，要根據“高電壓技術”不同章節的內容特點，和傳統教學方法相結合，[5]比如一些邏輯性強的理論推導使用傳統教學方法會更好，只有這樣做到合理安排，取長補短，避免盲目使用，才能取得理想的教學效果。

3.利用仿真軟件，加深學生對知識的理解

“高電壓技術”課程中涉及了不少電路的原理及電路暫態過程分析的內容，在傳統的教學中，這些電路的分析常常以理論分析為主，一般都是一些繁瑣的公式推導，缺乏直觀性，更難對電路的參數進行分析或優化設計。學生在聽取理論課時，由于缺乏與實際的聯系，對理論理解困難，導致產生理論課“難學、抽象”的思想，久而久之就失去了學習興趣。隨著軟件技術的發展，越來越多的仿真軟件為“高電壓技術”的教學提供了新的工具，通過恰當引入仿真技術，便于將抽象的內容直觀化，也使課堂教學更生動，學生也容易把理論知識和實際情況結合起來。比如對于雙層介質吸收現象的解釋，可以利用PSpice軟件搭建雙層介質的仿真模型，并輸出仿真結果，在課堂上演示給學生，還可以方便地修改元件的參數，解釋絕緣狀態好壞對吸收現象的影響。這樣既降低了課程中一些內容的抽象性，增強了直觀性，又加深了學生對知識的理解。在“高電壓技術”課程中，可以使用仿真軟件教學的內容還有很多，比如西林電橋的原理、串級直流高壓發生器原理、懸式絕緣子串電壓分布特征、電力系統過電壓的產生機理等，合理使用仿真軟件，有利于將這些知識直觀形象地表達出來，也便于分析其中的一些規律，易于被學生理解和接受。

4.強化實驗環節，切實培養學生動手能力

“高電壓技術”課程是一門實踐性很強的課程，實驗教學對該課程非常重要，通過實驗教學，可以將教材上的理論與實際緊密聯系起來，進而培養學生解決實際問題的能力，達到鞏固理論知識、訓練實際技能的目的。但由于學生規模的擴大和實驗學時數量有限，達到良好的實驗教學效果并非易事，為此，筆者從以下幾個方面保證實驗教學的效果。

（1）實驗課前的動員與要求。由于一般課程中實驗課時比例偏少而且通常沒有嚴格的考核制度，因此許多大學生普遍存在重理論輕實驗的思想，這也是導致大學生動手能力差的一個重要原因。為了保證“高電壓技術”課程實驗教學的效果，在實驗課進行前就應該做好動員，糾正學生輕視實驗的思想，強調高電壓技術實驗教學不走過場，要求學生認真對待，同時告訴學生實驗成績在“高電壓技術”課程總成績中占有很大比重，且實驗成績的考核嚴格。另外要求學生在實驗之前做好預習，擬定實驗方案，熟悉實驗流程，掌握需要記錄的數據有哪些，并交給教師審閱，合格者方可進行正式實驗，這樣做不但培養了學生自學能力和查閱資料的能力，而且使學生在實驗前就有了一定的知識準備，有利于實驗的順利展開。

（2）實驗過程的監督與引導。在實驗過程中，可以對學生進行分組，不但培養了學生團結協作的能力，而且加快了實驗進度。由于高電壓技術實驗電壓高，具有一定的危險性，因此教師在實驗過程中一定要起到監督與引導的作用，監督學生親自動手，完成實驗，避免依賴別人，應付了事，還要注意監督學生在實驗過程中的操作，避免出錯，另一方面要注意適當引導，鼓勵學生動手，克服恐懼心理。實驗過程中應保證每個學生都有動手操作的機會，一個比較好的辦法是要求小組成員在實驗中變換角色，以擊穿實驗為例，小組成員有負責調整氣隙距離的，有負責調節電壓大小的，有負責讀取擊穿時電壓值的，每次擊穿實驗后要求成員變換角色再重做幾次，這樣使每個學生都有動手接觸不同實驗設備的機會，學生可以掌握更多的實驗技能。

（3）實驗報告與成績評定。實驗報告是對實驗的總結，也是實驗成績評定的依據之一，因此要求實驗報告要字跡工整，格式規范，數據要來自于實驗所得，禁止杜撰或抄襲，這些要求要向學生說明。對于實驗成績的評定，既要考慮實驗報告的質量，也要反應學生在實驗過程中的表現，這樣可以有效督促學生積極參與到實驗中，保證實驗教學質量。

三、結論

“高電壓技術”課程教學難度比較大，傳統的教學方法難以取得良好的效果。通過引入啟發式教學，充分調動學生學習積極性，并合理利用多媒體及仿真軟件輔助教學，同時強化實驗教學環節，提高學生動手能力，多種措施協調配合，可以提高教學質量，取得良好的教學效果。

參考文獻：

[1]趙智大.高電壓技術[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]郭小清.淺談高電壓技術課程教學改革[J].廣東工業大學學報（社會科學版），2003，（S1）.

[3]黃萍，梁小冰，韓昆侖.多媒體技術在“高電壓技術”課程教學中的應用[J].中國電力教育，2008，（7）.

[4]邵如平，方志，郝麗麗.“高電壓技術”教學改革的探索[J].中國電力教育，2008，（7）.

[5]孔斌，包毅.高電壓技術課程教學改革的探索[J].中國科技信息，2007，（1）.

（責任編輯：王意琴）