《高電壓技術》課程教學改革的探索

范其麗+++馮艷平

摘 要： 高電壓技術是高職院校供用電技術專業重要的專業課，并且隨著新技術的進步發展十分迅速，傳統的教學模式已經不能適應當前形勢發展的需求，需要對高電壓技術課程的教學改革進行探索。本文根據高職學生教學的特點，以拓寬知識面和培養復合人才為目的，從課程特點、教學內容、教學方法及手段和實驗實踐環節等方面對該課程的教學改革進行了探索。這些措施無論在培養學生的學習興趣及提高學習效率和實踐能力，還是在強化教學效果等方面都取得了較好的效果。

關鍵詞： 高電壓技術 教學改革 教學方法

一、“高電壓技術”課程的特點及教學中存在的問題

高電壓技術的發展始于20世紀初，至今已成為電工學科的一個重要分支。隨著電力工業的發展，高電壓、大功率、遠距離輸電極大地促進了高電壓技術的發展。當今世界已進入了超高壓乃至特高壓輸電的新時代。高電壓技術在電力系統的發展壯大進程中發揮著重要作用。對于高職電氣工程類專業的學生來說，在電力系統中工作必然會面對高電壓工程方面的諸多生產實際問題，比如對電氣設備絕緣的測試、診斷、維護及維修工作。對過電壓設備的安裝、維護、測試及管理工作，簡單的高電壓工程的設計與計算，等等。除此之外，高電壓技術在其他領域中也得到廣泛應用，如生態與環境保護，生物醫學、靜電工業、大功率脈沖技術，等等，顯示出強大的發展活力。因此，掌握高電壓技術的基礎知識和基本技能，在眾多領域中都是大有作為的。

高電壓技術課程以大學物理、電路分析、電力系統分析及電磁場等課程為基礎背景，研究在高電壓、高磁場下絕緣問題、高電壓實驗問題及過電壓防護問題。學生通過該課程的學習，能系統地掌握電氣設備絕緣的基本特征，并能比較系統地掌握波過程的基礎理論，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，正確理解電力系統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，能解決實際中的各種高電壓技術問題。

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。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。四是傳統的考試方法，學生只注重死記硬背，不注重對知識系統的理解、靈活的應用，考試完后大腦中還是一片空白，這種機械的學習方式并不能給學生留下深刻印象。

二、改進教學方法和手段

為促進學生積極思考，培養學生的自主學習能力，激發學生的學習興趣，就要靈活運用先進的教學方法和手段，有效調動學生的學習積極性。主要采取以下教學方法和手段。

1.啟發式教學，培養學生的主動性。

在傳授給學生知識的同時，注意提高學生的學習興趣，發揮學習的主動性，注意引導學生思路，培養學生的獨立思考能力及創新思維能力。

從第一節課開始，通過大量圖片，演示了高電壓技術的發展及應用，包括電力工業領域、核能技術領域、環保領域等。通過這些生動的實例，學生明白高電壓技術其實就在身邊。這門課的內容不僅有很強的理論性，而且是與實際緊密結合的一門工程技術課程。在講解電暈放電的限制措施時，為了說明電暈放電的幾種限制措施，先給出高壓導線表面場強和電壓的經驗公式，然后引導學生按照對公式的理解，自己說出相關的限制措施，并分析哪些限制措施起主要作用。這樣學生不僅學到了有關知識，也學到了高電壓領域分析和解決問題的方法，對提高學生獨立思考和解決問題的能力非常有幫助。這些措施改變了以往學生被動接受的狀態，學生對這門課的興趣大大提高，學習主動性強。

2.應用現代化的手段，強化教學效果。

本課程教學中采用多媒體教學和板書教學結合的方法。對于一些重要的公式推導及原理性內容等采用板書教學，加深學生的記憶。對于高電壓技術課程中有大量的電路圖或接線圖，設備實物及內部結構照片，以及電壓波形，等等，如果在黑板上畫圖要花費較多的時間且效果不好，則采用多媒體教學，不但可增加教學信息量，而且對插圖和課程中的重點和難點可以反復地指點和回顧，便于理解和掌握課程內容，增強教學直觀性，取得良好效果。

在教學過程中，將Matlab仿真軟件和高電壓技術有機結合，既降低了課程中一些內容的抽象性，增強了直觀性，又讓學生在課堂教學中輕松學會了使用編程工具。采用了相對易用的軟件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，輸出仿真結果，在課堂上演示給學生看，還可以方便地修改電路的參數，對一些問題進行分析。

3.課程考試改革。

（1）半開卷模式。“半開卷”就是允許學生在考試時攜帶一張A4紙并允許手工記錄自己認為重要的知識點或公式。考試結束后，這張紙連同考卷一起上交，并且這張紙上所記錄的內容也將作為評分的一項參考。通過調查，該考試模式普遍受到學生歡迎，他們認為至少可以減輕許多心理壓力，不用花時間死記硬背復雜的公式或論述（如波過程計算、雷擊桿塔頂部過電壓計算、雷擊避雷線中央擋距過電壓計算、避雷針保護范圍計算、流注放電理論，等等），從而可以專心理解并體會知識點的來龍去脈。實際上，“半開卷”模式就是學生對知識進行自我總結和自我提煉的一個過程。

（2）學生自己擬定試卷。針對高職教育的特點，考試方式上可以做出一些改變，在臨近期末時教師宣布學生出題的考試模式、考試范圍、各知識點內容比重（這一過程保證了課程的重點與難點）。每個學生必須出一份試卷，并做好相應的試卷答案交給老師（這一過程保證了學生對知識點的復習功效，為了能出好卷，并提供正確答案，不得不把知識吃透）。為防止學生出的試卷相互抄襲，應要求學生定時定點集中起卷。為防止學生隨意出卷應付考試的現象，應進行抽樣考核，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生試卷中抽取，但教師要對學生試卷庫作必要的修正。最后考核評分依據：50%以學生試卷的質量計，50%以統一卷考試成績計。這種考試模式凸顯了學生的學習自主性，調動了學習積極性，并增加了學生互相交流學習的機會。endprint

三、加強實驗和實踐環節

1.強化實驗教學。

高電壓實驗能力的培養，是學習和掌握高電壓技術的重要環節，必須加以強化。為在有限的學時數下，開出高質量的實驗課，要做好以下兩個方面。

（1）明確教學實驗兩個最主要的任務，一是鞏固和加深理解課程中所學到的理論知識，二是學習掌握實際試驗技能，包括學習了解工程實際中常用的試驗方法，常用的儀器設備及儀器設備的基本操作使用方法，并借實驗、訓練培養良好的試驗能力和試驗習慣，為將來從事各種實際試驗工作打下一定基礎。二者不可偏廢。

（2）明確實驗報告的重要性。實驗報告不是實驗過程的“流水賬”，不應簡單地把實驗數據羅列起來了事，努力鍛煉自己依據所學的專業知識，從實驗數據中綜合分析實驗結果、尋求結論的能力。實驗報告應該如實地反映本次實驗的真實情況，包括實驗內容、實驗電路、實驗數據和實驗現象等。實驗報告中的數據（包括圖表中的數據）應說明清楚。

（3）組織學生開展實驗技能競賽，通過開展一些試驗性的綜合實驗，組織學生參加比賽，提高學生的學習積極性，并對優勝者給予一定獎勵，給出評分細則，通過比賽，可以考查學生的綜合能力，學生可以借此機會得到很好的鍛煉。

2.加強實踐和創新能力的培養。

為了進一步培養學生的實踐和創新能力，開設若干綜合性和設計性的選做實驗，實驗室平時對學生開放，由專任的教師指導。如高電壓領域的最新技術之一的介質阻擋放電實驗，這一內容并未在課堂上出現，讓學生自行查找相關文獻，了解其原理和產生方式，由學生自己經歷設計實驗方案、編寫實驗程序、實驗室實踐等一系列過程。通過這種方式，學生多方面的能力得到了培養。

為適應新世紀對電氣工程復合型人才培養的需要，結合校外實踐教學基地，加強實踐教學環節。學習本課程前，學生利用生產實習機會到發電廠、變電所和電力運行部門參觀學習三周，全面了解發電、輸電、變電和配電的過程，尤其是高壓電力設備的運行方式、實驗原則及實物對照等。讓學生帶著問題走進課堂，調動學習主動性。課程結束后，學生再利用畢業實習的機會到發電廠和變電站進行兩周的畢業實習，讓學生把理論帶進現場實踐。

五、結語

通過高壓電技術這門課的教學改革，教學效果顯著。高電壓技術的教學改革是一個不斷探索、不斷完善的過程，需要大家共同努力，最終實現培養高素質、復合型專業人才的目標。

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