“高電壓技術”課程課堂教學改革與實踐

關偉民 藍磊

摘要：針對電氣工程及其自動化專業“高電壓技術”課程的內容特點和教學實際，通過總結多年來的教學經驗，充分利用學校現有教學資源，因地制宜地對其課堂教學模式、教學方式和教學方法進行一系列改革與實踐，取得了良好的教學效果，為電氣工程類專業課程的課堂教學改革進行了有益的探索。

關鍵詞：高電壓技術；課堂教學；教學改革

作者簡介：關偉民（1978-），男，湖北武漢人，武漢大學電氣工程學院，副教授；藍磊（1969-），女，四川自貢人，武漢大學電氣工程學院，教授，博士生導師。（湖北 武漢 430072）

基金項目：本文系武漢大學教改基金項目（項目編號：JG2013037）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）06-0050-01

“高電壓技術”是武漢大學電氣工程學院電氣工程及其自動化專業本科學生的一門專業課程，在2013年學院制訂的“電氣工程及其自動化專業本科培養方案”中將其列為電氣工程核心課程中的必修課程。該課程內容涉及高電壓技術領域中的一些基礎理論知識、設計計算方法、高電壓試驗、絕緣測試技術及電力系統過電壓等，內容十分豐富，是電氣工程技術人才必備的專業技能，更是從事高電壓輸變電技術及高電壓在其他領域應用的一門專業技術。

然而，根據原國家教委提出的《面向21世紀高等教育教學內容與課程體系改革計劃》及教育部《關于提高高等教育質量的若干意見》（教高[2012]4號），為加強學生的專業基礎和工程綜合素質培養，拓寬專業知識，改善課程設置和優化教學內容的要求，各學校普遍增開了通識教育課和大量的選修課，大大壓縮了各專業課授課學時。“高電壓技術”課程則由原來的54學時壓縮為36學時，整整壓縮了三分之一。在大幅減少授課學時的情況下，如何高質量地完成該課程的授課任務則是任課老師必須面對的現實問題。為此，筆者針對“高電壓技術”課程的內容特點和教學實際，通過總結多年來的教學經驗，充分利用學校現有的教學資源，對該課程的課堂教學模式、教學方式和具體的教學方法等開展了一系列探索與實踐，取得了良好的教學效果。

一、優化教學內容，突出課程特點

“高電壓技術”課程由于其專業性較強，所涉及的學科門類較多，比如：數學、物理學、化學、電工學及電子學等，所授專業內容也十分龐雜。因此，要求對課堂教學內容必須進行整合優化，突出專業特色，讓學生抓住主要矛盾，掌握課程的核心知識點。通過總結該課程多年來的教學經驗，對課程內容進行認真科學梳理，將“高電壓”作為該課程的主要特色，將“髙電壓”與“絕緣”作為該課程要解決的主要矛盾，圍繞“特點”和“矛盾”來組織教學內容和由此演繹出一系列高電壓技術中的各種研究課題。比如：電力系統與高電壓、高電壓的產生與測試技術、電力系統過電壓及其防護、絕緣特性及試驗、絕緣配合以及高電壓在其他領域中的應用等。通過課堂授課，特別是第一次課，就要全面地向學生講明課程特色，突出要解決的矛盾，理清課程主要內容及各部分之間的脈絡聯系，讓學生樹立起“我將來要當電氣工程師，現在就必須學好高電壓技術”的堅定信念，以及了解該課程的基本知識體系，做到心中有數。

在講授后續各章節的具體內容時，要特別強調結合生產和生活實際以及電力系統實際，舉例闡述相關內容。比如講氣體放電和電介質極化時，就告訴學生：家用廚房消毒柜就是利用高電壓下空氣放電產生的臭氧來滅菌消毒的；微波爐則是利用水分子在微波電場中的極化損耗來加熱帶有水分的食物等等，讓學生聽起來饒有興趣，感到“高電壓技術”并不遙遠。

二、綜合運用各種教學手段和方法，做到優勢互補，提高課堂教學質量

教學實踐表明，綜合運用各種教學手段和方法，可以做到優勢互補，是提高課堂教學質量的有效途徑。眾所周知，現代多媒體教學是一種創新，它將信息技術與課程教學相結合，具有生動、形象、直觀、靈活、信息量大的突出優點。[1]因此，為提高課堂教學質量和講課效率，必須設計和建立一套完善的多媒體課件教學系統。但是，在實際教學過程中也暴露出僅用多媒體教學的不足之處。據學生反映，多媒體具有畫面瞬息多變、一晃而過、翻頁太快、往往來不及思考、概念印象模糊、記憶膚淺等弊端，因此必須恰當使用多媒體課件。筆者的體會是，使用多媒體但決不能依賴多媒體，而是將使用多媒體課件與傳統講課方法有機結合，實現優勢互補，獲得最佳授課效果。這就要求多媒體課件不能是書本的拷貝，更不能對著多媒體課件照本宣科，而是要求課件制作必須精良，使用要恰到好處，如一些復雜的圖表、曲線、結構、動畫，以及某些視頻則必須用多媒體表現。例如，在講到雷電放電時，插播十幾秒鐘的典型自然雷電放電視頻錄像，把平日里大家都熟悉的自然現象搬到課堂上，不僅充分展現出了大自然中雷電的神奇與威力，而且使學生感到震撼并由此激發出一種強烈的求知欲望，想盡快地了解那讓人生畏的“打雷”到底是怎樣產生的？應該如何防止其危害？然而，對一些公式推導及基本概念的講解則用傳統的講課方式并在黑極上板書的教學方式則會更好些，它能讓學生跟著老師的思路一步一步聽下去。在講述時應注意要有語速快慢變化，聲調要有抑揚頓挫的節奏感，板書要簡潔、清楚和流暢，才能充分彰顯講課的藝術之美。比如在講到電子崩的電子數目時，通過老師一步一步地推導計算，讓學生充分享受到“微分”與“積分”的樂趣。如此綜合運用不同的教學手段和方法，使授課變得精彩，讓學生始終緊扣教學內容，輕松愉快地步步跟進，對知識理解深透，記憶牢固。

三、課前集中練習，讓“互動”落到實處

“高電壓技術”對電氣工程及其自動化專業的學生而言，是一門全新的專業課程，其特點就是“三新三多”，即新概念多、新名詞多和新物理現象多。不少概念是同學們前所未聞的所謂“反常”概念，但在高電壓技術領域中卻是經常運用的基本概念。新概念、新名詞在一定程度上可激起學生探究的好奇心，這是對學習有利的一面，但同時也容易讓部分學生因概念冷僻、難懂、難記而產生聽覺疲勞并漸漸失去學習興趣，這又是對學習不利的一面。在學習過程中，有不少學生正是在接觸新課程不久便開始厭學的。這些學生往往對學習新課程缺乏充分的心理準備，新鮮勁一過，新概念卻仍在一個接著一個襲來，越聽越煩，越來越聽不進去，似懂非懂，思想便容易開小差，久而久之，積重難返，以致最后掉進補考或重修的泥潭。因此，掌握一系列的新概念、新名詞成為學生在學習新課程時必須邁過去的一道坎。如何幫助學生邁過這道坎？有人建議采用課堂互動的教學模式，圍繞一個核心概念，以概念測試題組織教學。[2]筆者的做法是在課前設計了一個5～8分鐘的集中練習環節，使師生互動，學生互動，大大活躍了課堂氣氛，提高學生的學習興趣，加深對新概念的理解并強化記憶。小小的一個教學方法改革嘗試卻收到了意想不到的效果。

所謂課前集中練習，其具體做法是每次上課，老師提前到達課堂，利用開課前幾分鐘的時間將前一次課所講的基本概念、重要名詞、定義和公式等整理成4～6個小題目，以最簡潔的形式書寫到黑板上，然后請同學上臺作答，一人一題。做完后由學生自己請其他同學上臺批改、補充、完善，最后由老師講評，前后過程大約化費5～8分鐘。通過這個環節的師生互動及學生間的互動，讓每個人的注意力都集中在做題、批改和聽講評上，不經意間上一次課的核心內容在互動中被牢牢掌握了。

由于集中練習的題目均系上一次課的核心內容，系知識點所在。試想，一次課就只有那么幾個新概念，那么幾個知識點，通過這樣一邊學，一邊互動，一邊記憶，一個學期堅持下來，其教學效果自然也就可想而知了。

四、組織好參觀實習，現場做課程總結

針對“高電壓技術”課程專業性強、實踐性強的特點，利用實驗室條件為該課程專門設計了一個參觀實習，并在參觀實習中做課程總結來結束其課堂教學。

武漢大學高電壓與絕緣技術實驗室是一個部級重點實驗室，條件十分優越。在該課程結束時安排一次到實驗室參觀實習，重點參觀高電壓試驗大廳和220kV高壓戶外試驗變電站。結合高壓大廳和變電站的設備，將該課程的重點內容逐一進行梳理和總結，給學生以系統的、直觀性的理解和認識，從高電壓的產生到試驗設備，從絕緣理論到絕緣測試技術，從電力系統到過電壓保護等等，理論聯系實際讓學生身臨其境大開眼界。有不少學生通過該課程的學習立志從事高電壓技術的研究，也有人日后真的成了高電壓與絕緣技術學科的研究生，繼續在高電壓技術領域深造。

五、結語

針對“高電壓技術”課程特點，結合學校的具體教學情況和實驗室條件，因地制宜地開展該課程課堂教學模式、教學方式和教學方法的改革與實踐，有效地調動了學生的學習興趣，變被動學習為主動學習，使學生學出了自信和成效，讓老師和學生共同分享到課堂教學改革的樂趣和收獲，為電氣工程類專業課程的課堂教學改革進行了有益的探索。

參考文獻：

[1]趙霞，陳永利，栗彥輝.提高“機電控制”課程授課質量的探索與實踐[J].中國電力教育，2013，（9）：131-132.

[2]張萍，涂清云，周靜，等.大學物理課堂互動教學模式的研究[J].中國大學教學，2011，（7）：21-23.

（責任編輯：王意琴）