《高電壓技術(shù)》課程教學(xué)改革的探索

范其麗+++馮艷平

摘 要： 高電壓技術(shù)是高職院校供用電技術(shù)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)課，并且隨著新技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展十分迅速，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)發(fā)展的需求，需要對(duì)高電壓技術(shù)課程的教學(xué)改革進(jìn)行探索。本文根據(jù)高職學(xué)生教學(xué)的特點(diǎn)，以拓寬知識(shí)面和培養(yǎng)復(fù)合人才為目的，從課程特點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及手段和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索。這些措施無(wú)論在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及提高學(xué)習(xí)效率和實(shí)踐能力，還是在強(qiáng)化教學(xué)效果等方面都取得了較好的效果。

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

一、“高電壓技術(shù)”課程的特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問(wèn)題

高電壓技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)初，至今已成為電工學(xué)科的一個(gè)重要分支。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高電壓、大功率、遠(yuǎn)距離輸電極大地促進(jìn)了高電壓技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)今世界已進(jìn)入了超高壓乃至特高壓輸電的新時(shí)代。高電壓技術(shù)在電力系統(tǒng)的發(fā)展壯大進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用。對(duì)于高職電氣工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在電力系統(tǒng)中工作必然會(huì)面對(duì)高電壓工程方面的諸多生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，比如對(duì)電氣設(shè)備絕緣的測(cè)試、診斷、維護(hù)及維修工作。對(duì)過(guò)電壓設(shè)備的安裝、維護(hù)、測(cè)試及管理工作，簡(jiǎn)單的高電壓工程的設(shè)計(jì)與計(jì)算，等等。除此之外，高電壓技術(shù)在其他領(lǐng)域中也得到廣泛應(yīng)用，如生態(tài)與環(huán)境保護(hù)，生物醫(yī)學(xué)、靜電工業(yè)、大功率脈沖技術(shù)，等等，顯示出強(qiáng)大的發(fā)展活力。因此，掌握高電壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，在眾多領(lǐng)域中都是大有作為的。

高電壓技術(shù)課程以大學(xué)物理、電路分析、電力系統(tǒng)分析及電磁場(chǎng)等課程為基礎(chǔ)背景，研究在高電壓、高磁場(chǎng)下絕緣問(wèn)題、高電壓實(shí)驗(yàn)問(wèn)題及過(guò)電壓防護(hù)問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能系統(tǒng)地掌握電氣設(shè)備絕緣的基本特征，并能比較系統(tǒng)地掌握波過(guò)程的基礎(chǔ)理論，電力系統(tǒng)中雷電過(guò)電壓和主要內(nèi)部過(guò)電壓產(chǎn)生機(jī)理及防護(hù)措施，正確理解電力系統(tǒng)絕緣配合的基本概念，掌握電力設(shè)備絕緣試驗(yàn)的原理和方法，能解決實(shí)際中的各種高電壓技術(shù)問(wèn)題。

隨著高壓技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)的“高電壓技術(shù)”課程已不適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)發(fā)展的需求，主要表現(xiàn)出以下問(wèn)題：一是課程教學(xué)內(nèi)容注重知識(shí)傳授，強(qiáng)調(diào)理論的嚴(yán)謹(jǐn)性，卻忽視了工程問(wèn)題和相關(guān)的社會(huì)背景。二是教學(xué)方法上重分析、輕綜合，忽視了各部分知識(shí)之間的聯(lián)系、各課程之間的聯(lián)系及在工程中的作用。三是教學(xué)組織上重課堂教學(xué)、輕實(shí)踐教學(xué)，忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。為適應(yīng)高電壓技術(shù)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的新要求，提高“高電壓技術(shù)”課程教學(xué)質(zhì)量，課程組對(duì)該課程在課程體系、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法等多方面進(jìn)行了建設(shè)與改革。四是傳統(tǒng)的考試方法，學(xué)生只注重死記硬背，不注重對(duì)知識(shí)系統(tǒng)的理解、靈活的應(yīng)用，考試完后大腦中還是一片空白，這種機(jī)械的學(xué)習(xí)方式并不能給學(xué)生留下深刻印象。

二、改進(jìn)教學(xué)方法和手段

為促進(jìn)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就要靈活運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。主要采取以下教學(xué)方法和手段。

1.啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性。

在傳授給學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，注意提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，注意引導(dǎo)學(xué)生思路，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力及創(chuàng)新思維能力。

從第一節(jié)課開(kāi)始，通過(guò)大量圖片，演示了高電壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，包括電力工業(yè)領(lǐng)域、核能技術(shù)領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域等。通過(guò)這些生動(dòng)的實(shí)例，學(xué)生明白高電壓技術(shù)其實(shí)就在身邊。這門(mén)課的內(nèi)容不僅有很強(qiáng)的理論性，而且是與實(shí)際緊密結(jié)合的一門(mén)工程技術(shù)課程。在講解電暈放電的限制措施時(shí)，為了說(shuō)明電暈放電的幾種限制措施，先給出高壓導(dǎo)線(xiàn)表面場(chǎng)強(qiáng)和電壓的經(jīng)驗(yàn)公式，然后引導(dǎo)學(xué)生按照對(duì)公式的理解，自己說(shuō)出相關(guān)的限制措施，并分析哪些限制措施起主要作用。這樣學(xué)生不僅學(xué)到了有關(guān)知識(shí)，也學(xué)到了高電壓領(lǐng)域分析和解決問(wèn)題的方法，對(duì)提高學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力非常有幫助。這些措施改變了以往學(xué)生被動(dòng)接受的狀態(tài)，學(xué)生對(duì)這門(mén)課的興趣大大提高，學(xué)習(xí)主動(dòng)性強(qiáng)。

2.應(yīng)用現(xiàn)代化的手段，強(qiáng)化教學(xué)效果。

本課程教學(xué)中采用多媒體教學(xué)和板書(shū)教學(xué)結(jié)合的方法。對(duì)于一些重要的公式推導(dǎo)及原理性?xún)?nèi)容等采用板書(shū)教學(xué)，加深學(xué)生的記憶。對(duì)于高電壓技術(shù)課程中有大量的電路圖或接線(xiàn)圖，設(shè)備實(shí)物及內(nèi)部結(jié)構(gòu)照片，以及電壓波形，等等，如果在黑板上畫(huà)圖要花費(fèi)較多的時(shí)間且效果不好，則采用多媒體教學(xué)，不但可增加教學(xué)信息量，而且對(duì)插圖和課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)可以反復(fù)地指點(diǎn)和回顧，便于理解和掌握課程內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)直觀(guān)性，取得良好效果。

在教學(xué)過(guò)程中，將Matlab仿真軟件和高電壓技術(shù)有機(jī)結(jié)合，既降低了課程中一些內(nèi)容的抽象性，增強(qiáng)了直觀(guān)性，又讓學(xué)生在課堂教學(xué)中輕松學(xué)會(huì)了使用編程工具。采用了相對(duì)易用的軟件Matlab/Simttlink中Sim Power System工具包，其中有各種器件，電源，變壓器，電抗。電容及示波器等測(cè)量和波形顯示元件等，可以搭建教材中的一些電路，輸出仿真結(jié)果，在課堂上演示給學(xué)生看，還可以方便地修改電路的參數(shù)，對(duì)一些問(wèn)題進(jìn)行分析。

3.課程考試改革。

（1）半開(kāi)卷模式。“半開(kāi)卷”就是允許學(xué)生在考試時(shí)攜帶一張A4紙并允許手工記錄自己認(rèn)為重要的知識(shí)點(diǎn)或公式。考試結(jié)束后，這張紙連同考卷一起上交，并且這張紙上所記錄的內(nèi)容也將作為評(píng)分的一項(xiàng)參考。通過(guò)調(diào)查，該考試模式普遍受到學(xué)生歡迎，他們認(rèn)為至少可以減輕許多心理壓力，不用花時(shí)間死記硬背復(fù)雜的公式或論述（如波過(guò)程計(jì)算、雷擊桿塔頂部過(guò)電壓計(jì)算、雷擊避雷線(xiàn)中央擋距過(guò)電壓計(jì)算、避雷針保護(hù)范圍計(jì)算、流注放電理論，等等），從而可以專(zhuān)心理解并體會(huì)知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈。實(shí)際上，“半開(kāi)卷”模式就是學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行自我總結(jié)和自我提煉的一個(gè)過(guò)程。

（2）學(xué)生自己擬定試卷。針對(duì)高職教育的特點(diǎn)，考試方式上可以做出一些改變，在臨近期末時(shí)教師宣布學(xué)生出題的考試模式、考試范圍、各知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容比重（這一過(guò)程保證了課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)）。每個(gè)學(xué)生必須出一份試卷，并做好相應(yīng)的試卷答案交給老師（這一過(guò)程保證了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)功效，為了能出好卷，并提供正確答案，不得不把知識(shí)吃透）。為防止學(xué)生出的試卷相互抄襲，應(yīng)要求學(xué)生定時(shí)定點(diǎn)集中起卷。為防止學(xué)生隨意出卷應(yīng)付考試的現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行抽樣考核，即自己考自己，如果不及格則一票否決。考試試卷的題目將在全班學(xué)生試卷中抽取，但教師要對(duì)學(xué)生試卷庫(kù)作必要的修正。最后考核評(píng)分依據(jù)：50%以學(xué)生試卷的質(zhì)量計(jì)，50%以統(tǒng)一卷考試成績(jī)計(jì)。這種考試模式凸顯了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，并增加了學(xué)生互相交流學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。endprint

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)

1.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

高電壓實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，是學(xué)習(xí)和掌握高電壓技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，必須加以強(qiáng)化。為在有限的學(xué)時(shí)數(shù)下，開(kāi)出高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)課，要做好以下兩個(gè)方面。

（1）明確教學(xué)實(shí)驗(yàn)兩個(gè)最主要的任務(wù)，一是鞏固和加深理解課程中所學(xué)到的理論知識(shí)，二是學(xué)習(xí)掌握實(shí)際試驗(yàn)技能，包括學(xué)習(xí)了解工程實(shí)際中常用的試驗(yàn)方法，常用的儀器設(shè)備及儀器設(shè)備的基本操作使用方法，并借實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練培養(yǎng)良好的試驗(yàn)?zāi)芰驮囼?yàn)習(xí)慣，為將來(lái)從事各種實(shí)際試驗(yàn)工作打下一定基礎(chǔ)。二者不可偏廢。

（2）明確實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重要性。實(shí)驗(yàn)報(bào)告不是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的“流水賬”，不應(yīng)簡(jiǎn)單地把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)羅列起來(lái)了事，努力鍛煉自己依據(jù)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、尋求結(jié)論的能力。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該如實(shí)地反映本次實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的數(shù)據(jù)（包括圖表中的數(shù)據(jù)）應(yīng)說(shuō)明清楚。

（3）組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽，通過(guò)開(kāi)展一些試驗(yàn)性的綜合實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生參加比賽，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并對(duì)優(yōu)勝者給予一定獎(jiǎng)勵(lì)，給出評(píng)分細(xì)則，通過(guò)比賽，可以考查學(xué)生的綜合能力，學(xué)生可以借此機(jī)會(huì)得到很好的鍛煉。

2.加強(qiáng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，開(kāi)設(shè)若干綜合性和設(shè)計(jì)性的選做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室平時(shí)對(duì)學(xué)生開(kāi)放，由專(zhuān)任的教師指導(dǎo)。如高電壓領(lǐng)域的最新技術(shù)之一的介質(zhì)阻擋放電實(shí)驗(yàn)，這一內(nèi)容并未在課堂上出現(xiàn)，讓學(xué)生自行查找相關(guān)文獻(xiàn)，了解其原理和產(chǎn)生方式，由學(xué)生自己經(jīng)歷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐等一系列過(guò)程。通過(guò)這種方式，學(xué)生多方面的能力得到了培養(yǎng)。

為適應(yīng)新世紀(jì)對(duì)電氣工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合校外實(shí)踐教學(xué)基地，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)本課程前，學(xué)生利用生產(chǎn)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)到發(fā)電廠(chǎng)、變電所和電力運(yùn)行部門(mén)參觀(guān)學(xué)習(xí)三周，全面了解發(fā)電、輸電、變電和配電的過(guò)程，尤其是高壓電力設(shè)備的運(yùn)行方式、實(shí)驗(yàn)原則及實(shí)物對(duì)照等。讓學(xué)生帶著問(wèn)題走進(jìn)課堂，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。課程結(jié)束后，學(xué)生再利用畢業(yè)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)到發(fā)電廠(chǎng)和變電站進(jìn)行兩周的畢業(yè)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生把理論帶進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)高壓電技術(shù)這門(mén)課的教學(xué)改革，教學(xué)效果顯著。高電壓技術(shù)的教學(xué)改革是一個(gè)不斷探索、不斷完善的過(guò)程，需要大家共同努力，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才的目標(biāo)。

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