“高電壓技術”課程教學改革與實踐

楊友平+翁惠輝

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，因地制宜地對該課程進行一系列的教學改革與實踐，取得良好的教學效果，旨在為電氣工程類專業課程教學改革進行有益的探索。

關鍵詞： 高電壓技術 教學改革 教學手段 考核方式

“高電壓技術”是我校電氣工程及其自動化專業本科生的一門主要專業課程。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，是電氣工程技術人員必備的專業技能，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。

該課程總學時數為48學時。如何在有限學時內獲得最好的教學效果，讓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和創新能力，提高學生的學習興趣，是一個急需解決的問題。為此，筆者針對“高電壓技術”課程的內容特點和教學實際，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、教學方式和方法等開展一系列探索與實踐，取得較好的教學效果。

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，如：大學物理、電路分析、電力系統分析及電磁場等，同時所授專業內容十分龐雜。因此，要求對課堂教學內容必須加以優化整合，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”組織教學內容[1]。比如：電力系統與高電壓、高電壓的產生與測試技術、電力系統過電壓與防護、絕緣特性與試驗、絕緣配合及高電壓在其他領域中的應用等。通過課堂授課，尤其是第一次課，要向學生講明本課程的特色，和要解決的矛盾，理清課程主要內容及各部分之間的脈絡聯系，了解該課程的基本知識體系，做到心中有數，讓學生樹立必須學好高電壓技術的堅定信念。

在講授各章節具體內容時，要注意結合生產和生活實際，舉例加以闡述。比如講氣體放電和電介質極化時，告訴學生：家用廚房消毒柜就利用高電壓下空氣放電產生的臭氧滅菌消毒的；微波爐則是利用水分子在微波電場中的極化損耗加熱帶有水分的食物等，讓學生聽起來饒有興趣，感到“高電壓技術”并不遙遠。

二、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，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。現代多媒體教學具有生動、形象、直觀、靈活、信息量大的突出優點，但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[2]。筆者的體會是，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，以強化學生的記憶。而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及電壓波形等，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。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，既把雷電放電過程展示清楚，又激發學生的學習興趣。又如在講到電子崩的形成時，老師通過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，對知識理解透徹，記憶牢固。

在教學過程中，可將Matlab仿真軟件和高電壓技術有機結合起來，既降低課程中一些內容的抽象性，增強直觀性，又讓學生在課堂教學中輕松學會使用先進的編程工具。采用相對易用的軟件Matlab/Simulink中SimPowerSystem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，在課堂上給學生演示；還可以方便地修改電路的參數，對一些問題進行分析。

三、在教學過程中，應以學為主，以教為輔

高等教育應注重培養學生的創造性思維和創新能力。筆者認為在高等教學中，老師的作用應該只是輔助性的，重要的是通過一些教學方法和手段，激發學生的學習興趣，調動學生主動自學思考，讓學生在探究性學習中產生思維的火花。老師應盡可能地給學生創造更大的學習上的自由空間，讓學生體會到自主學習的樂趣，而老師的輔助作用，我認為應體現在這樣幾個方面：①注重對學生加以引導；②適時的解答學生的疑惑；③提綱挈領歸納總結。在這個過程中，老師的輔助手段可以多樣化，輔助方式要有針對性，既可結合課本加強理論指導，又可在實踐中加以點撥，如組織各種學習興趣小組，通過這些形式可以提高學生的學習興趣，鞏固所學專業知識，達到提高學生創新能力和動手能力的目的。

四、根據課程的特點，做到課前集中練習，加強與學生間的“互動”

“高電壓技術”課程的特點是“三新三多”，即新概念多、新名詞多和新物理現象多。不少概念是學生前所未聞的所謂“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[3]。新概念、新名詞在一定程度上可激起學生探究的好奇心，但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。在學習過程中，掌握一系列的新概念、新名詞已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？筆者采用課前集中練習，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至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，前后過程大約花費5至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，不經意間將上一次課的核心內容，在互動中被牢牢掌握。以這種方式堅持一個學期，就會收到意想不到的效果。

五、有計劃地安排學生進行配電網仿真實操訓練，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，利用現有的實驗室條件，為該課程專門安排3D配電網仿真實操訓練，利用3D虛擬仿真實操系統可以彌補實際現實的不足，并利用配電網仿真實操訓練中的考核平臺對學生的實際操作進行考核，同時每做完一次仿真實操訓練，都要作一次課堂教學總結。

六、采用多種形式的考核方式

考核的目的是檢查學生對該門課的掌握情況，它可以督促學生學習，鞏固這門課的有關知識，根據該課程的特點，筆者認為可以采用以下幾種形式進行考核。第一，文獻查閱。設有多個項目任務，先對學生進行分組，每個小組成員分任務查閱大量的相關資料，并且制定項目的可行性方案，成績占20%。第二，學生平時學習態度的考核，成績占20%。平時成績包括是否按時上課、是否按要求完成課外作業、實驗態度是否嚴謹等。第三，課前集中練習和小組答辯。在每一個項目完成后，教師隨機點派小組成員運用多媒體技術對項目完成情況進行匯報，匯報結束后，其他小組成員和教師可以對該項目組成員提出一些問題，可以點名讓某個學生回答，也可以由小組成員派代表回答，成績占25%。第四，項目文檔及試驗報告的制作。對每一個完成的項目及試驗，要求制作成文本文檔，書寫規范，以便于存檔，成績占25%。第五，其他。對于積極參加創新實驗、工程實踐、專題報告、調研的學生，進行適當加分，成績占10%。采用這樣的考核方式，可以極大地調動學生的學習積極性，培養學生的綜合素質，是課程考核方式改革的有益探索。

七、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教學方式和方法的改革與實踐，有效地激發學生的學習興趣，變被動學習為主動學習，使學生學出自信和成效，讓老師和學生共同分享到教學改革的樂趣和收獲，為電氣工程類專業課程的教學改革進行有益的探索。

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]楊澤斌，孫玉坤，譚倫農.電氣工程及其自動化專業實踐教學的探索與思考[J].南京：電氣電子教學學報，2007，29（1）：69-71.

[3]張鴻博.提高“高電壓技術”課程教學質量的方法探索[J].中國電力教育，2014（12）：41-42.