基于OBE理念的《高電壓技術(shù)》課程教學(xué)改革探索

周鋒 蘇鋼 郭文明 于佳琪

摘 要：針對(duì)《高電壓技術(shù)》課程傳統(tǒng)教學(xué)模式下遇到的教學(xué)效果欠佳的問(wèn)題，本文對(duì)該課程進(jìn)行了教學(xué)改革研究。基于OBE理念，并對(duì)教學(xué)大綱的要求進(jìn)行分解，設(shè)計(jì)了高電壓技術(shù)教學(xué)改革的具體內(nèi)容。該方案通過(guò)個(gè)案的工程項(xiàng)目，靈活運(yùn)用教學(xué)方法，增強(qiáng)教學(xué)的應(yīng)用真實(shí)性，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，以期最大限度的提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：高電壓技術(shù);OBE理念;教學(xué)改革研究

基金項(xiàng)目：湖南省自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：2020JJ5622）。

1 《高電壓技術(shù)》課程的特點(diǎn)和現(xiàn)狀

《高電壓技術(shù)》是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)必修課。該課程以大學(xué)物理、電路原理、電力系統(tǒng)分析以及供配電技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，主要研究高電壓（強(qiáng)電場(chǎng)）下的各種電氣物理問(wèn)題。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度特性，掌握電氣絕緣與高電壓試驗(yàn)的原理和方法，掌握電力系統(tǒng)過(guò)電壓產(chǎn)生的原因和防護(hù)措施，掌握電力系統(tǒng)絕緣配合的原理和方法，最終達(dá)到能解決實(shí)際中遇到的各種高電壓技術(shù)問(wèn)題的目的。《高電壓技術(shù)》涉及的知識(shí)面很廣，既有湯遜理論、介質(zhì)放電原理、波的傳播過(guò)程等復(fù)雜理論，又有電氣絕緣高電壓試驗(yàn)、絕緣配合等工程實(shí)際問(wèn)題。該課程集成了電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的多個(gè)分支學(xué)科，在本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的課程體系中起到了承上啟下的作用。課程的課時(shí)量較大，涉及的知識(shí)點(diǎn)繁多，學(xué)生普遍反映難以理解。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，我們總結(jié)了該課程教學(xué)所面臨的主要問(wèn)題：

1.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式下課堂教學(xué)的效率不高

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，注重知識(shí)的講授，而高電壓技術(shù)課程理論性強(qiáng)，很多公式推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)要求很高。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，高電壓技術(shù)課程教學(xué)氛圍沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，學(xué)習(xí)效果低下。此外，課程理論的教學(xué)過(guò)程中，因過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論的完整性，往往忽略了知識(shí)點(diǎn)涉及的工程問(wèn)題和相關(guān)的社會(huì)背景。造成學(xué)生普遍產(chǎn)生了該門(mén)課程實(shí)際應(yīng)用不廣的錯(cuò)誤觀念，進(jìn)一步影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣。

1.2 過(guò)分重視課堂教學(xué)，忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)

高電壓技術(shù)是一門(mén)理論和實(shí)踐密切聯(lián)系的課程，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是課程教學(xué)目標(biāo)的重要一環(huán)。但目前，該課程普遍存在過(guò)分注重課堂理論的教學(xué)，而忽視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的情況。

1.3 傳統(tǒng)的考核方式單一，難以全面評(píng)價(jià)學(xué)生

傳統(tǒng)的考核方式過(guò)分重視理論考試的成績(jī)，這也直接導(dǎo)致了學(xué)生過(guò)分重視理論學(xué)習(xí)，將大部分時(shí)間投入到理論知識(shí)的學(xué)習(xí)上，而輕視實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，甚至產(chǎn)生了卷面成績(jī)最重要，實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)不重要的錯(cuò)誤認(rèn)知。

伴隨著高電壓技術(shù)的不斷發(fā)展，以及目前新工科建設(shè)的背景下，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已無(wú)法滿足對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)要求。因此，必須對(duì)當(dāng)前高電壓技術(shù)課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革。

2 基于OBE理念的課程教學(xué)改革思路

OBE （Outcomes-based Education） 是著名學(xué)者派迪懷特最先提出的一種教育模式。它是以“預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果”來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)教育體系的模式，與傳統(tǒng)教學(xué)模式更加注重教育過(guò)程不同，該教育模式強(qiáng)調(diào)的是教育的結(jié)果和教育的產(chǎn)出，教育的結(jié)果體現(xiàn)的主體是學(xué)生，而不是學(xué)習(xí)工具或其他。該教育模式更注重學(xué)生的理解，期望在教育過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生良好的分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐內(nèi)容的遷移能力。本文基于OBE的理念，并根據(jù)本校最新的電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案和高電壓技術(shù)課程教學(xué)大綱，對(duì)這門(mén)課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革探索，從教學(xué)方法、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、考核評(píng)價(jià)三個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，該課程具體的改革方案框架如圖1所示。

本校最新版的高電壓技術(shù)課程教學(xué)大綱要求培養(yǎng)學(xué)生具有以下能力：1）能夠應(yīng)用電介質(zhì)基本理論分析電力設(shè)備絕緣材料電氣特性，理解電氣試驗(yàn)的測(cè)試原理和方法;2）能夠考慮電力設(shè)備絕緣狀態(tài)考核要求，選擇和設(shè)計(jì)電氣試驗(yàn)方案;3）能夠結(jié)合電力系統(tǒng)及電力設(shè)備的特點(diǎn)，進(jìn)行電力系統(tǒng)過(guò)電壓防護(hù)方案設(shè)計(jì)和選擇;4）在上述學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠理解工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。本文基于OBE理念對(duì)教學(xué)大綱的知識(shí)點(diǎn)要求和能力要求進(jìn)行分解，并結(jié)合實(shí)際使用教材吳廣寧版《高電壓技術(shù)》的具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)高電壓技術(shù)一級(jí)項(xiàng)目3個(gè)。在各一級(jí)項(xiàng)目下繼續(xù)分解2-3個(gè)二級(jí)項(xiàng)目，各二級(jí)項(xiàng)目下落實(shí)到具體的任務(wù)點(diǎn)2-3項(xiàng)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程中通過(guò)個(gè)案的工程項(xiàng)目，靈活運(yùn)用教學(xué)方法，增強(qiáng)教學(xué)的應(yīng)用真實(shí)性，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生在完成理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，還掌握了電氣設(shè)備試驗(yàn)的基本技能，最大限度的提升教學(xué)效果。

3 基于OBE理念的課程教學(xué)改革具體實(shí)施內(nèi)容

本文設(shè)計(jì)的高電壓技術(shù)3個(gè)一級(jí)項(xiàng)目為：1）電介質(zhì)絕緣特性試驗(yàn);2）電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn);3）電力系統(tǒng)過(guò)電壓試驗(yàn)。電介質(zhì)絕緣特性試驗(yàn)分別由氣體放電試驗(yàn)和固體放電試驗(yàn)組成;電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)分別由電力變壓器特性試驗(yàn)、高壓電纜特性試驗(yàn)和避雷針特性試驗(yàn)組成;電力系統(tǒng)過(guò)電壓試驗(yàn)分別由輸電線路防雷保護(hù)試驗(yàn)和變電站防雷保護(hù)試驗(yàn)組成。為了避免學(xué)生直接參與二級(jí)項(xiàng)目跨越性大，難度較大的問(wèn)題，本文對(duì)二級(jí)項(xiàng)目進(jìn)行了任務(wù)點(diǎn)分解，設(shè)計(jì)了難度較小、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)明確的三級(jí)項(xiàng)目。本文基于OBE理念的高電壓技術(shù)教學(xué)改革具體實(shí)施內(nèi)容如表1所示。

為了避免傳統(tǒng)教學(xué)填鴨式教學(xué)方法的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，在高電壓技術(shù)這門(mén)課程具體的知識(shí)教授過(guò)程中，老師應(yīng)靈活采用基于項(xiàng)目的教學(xué)方法、基于探究式的研討教學(xué)方法等。始終貫徹“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教學(xué)原則，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)和執(zhí)行各個(gè)子項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力等。

目前，高電壓技術(shù)課程的考核仍然是以：考試成績(jī)+平時(shí)表現(xiàn)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)的方式，這種評(píng)價(jià)體系并不能全面的體現(xiàn)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。OBE理念中，對(duì)學(xué)生成績(jī)的考核是一個(gè)立體的過(guò)程，研究符合具體課程性質(zhì)的評(píng)價(jià)體系也是課程改革的任務(wù)和目標(biāo)之一。本文針對(duì)高電壓技術(shù)的課程特點(diǎn)，擬采用包括：教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)和基于項(xiàng)目的評(píng)價(jià)三個(gè)方面對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種基于OBE理念的《高電壓技術(shù)》課程教學(xué)改革實(shí)施方案。該實(shí)施方案通過(guò)對(duì)教學(xué)大綱中知識(shí)點(diǎn)要求和能力要求的分解，設(shè)計(jì)了以三級(jí)項(xiàng)目為載體的教學(xué)改革具體內(nèi)容。教學(xué)實(shí)施過(guò)程中通過(guò)以各具體工程項(xiàng)目為載體，靈活運(yùn)用教學(xué)方法和考核評(píng)價(jià)方法，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生在完成理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，還掌握了電氣設(shè)備試驗(yàn)的基本技能，最大限度的提升了教學(xué)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介

周鋒（1987-），男，講師，主要從事復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)的建模、優(yōu)化和魯棒控制方面研究。