基于“工程項目”的高電壓技術課程改革①

張琰++魏曉艷++李秋

摘 要：《高電壓技術》課程是電氣工程專業重要的專業課程。該文通過《高電壓技術》課程的教學實踐，提出以“工程項目”——電氣試驗和工程設計為基礎的教學改革思路，將工程項目引入課堂理論教學，設計理論教學，在理論教學中進行工程實踐技能的訓練，倡導理實一體化教學，以促進工程實踐能力的提高。通過課程改革，課程的教學效果明顯提高，同時激發了學生的學習興趣。

關鍵詞：電氣試驗 工程項目 課程改革

中圖分類號：G462 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（c）-0191-03

電氣工程及其自動化專業的應用型本科教學旨在構建以“知識的適時性、理論的實用性、能力的針對性、技術的先進性和思維的創新型”為主體的教學體系。為突出能力的針對性，即按照電氣工程師的基本素質要求，在大學四年完成電氣工程師的基本技能和素養的培訓[3]，在專業課程的建設中尤其是專業核心課程的建設中引入“工程項目課程設計”，圍繞工程項目展開課程的理論教學，拓展以工程項目為基礎的實踐環節，凸顯應用型本科教學的特色。

《高電壓技術》課程是電氣工程及其自動化專業的專業課，也是專業核心課程。課程主要介紹了電力系統在設計、安裝、調試、運行中遇到的高壓、絕緣和過電壓方面一系列問題。通過學習該專業課程的學習，使學生掌握高電壓技術的基本原理、高壓設備、高壓試驗和測試方法。課程建設的硬件條件——電氣試驗技術實驗室，主要以電力變壓器為核心設備，圍繞電力變壓器展開相關電氣設備的絕緣預防性試驗，從而達到對電氣工程專業學生的電氣設備試驗項目的實驗、實訓的訓練要求。電氣設備無論是出廠還是在現場安裝，電氣試驗是設備必須完成的項目。2016年西安思源學院將《高電壓技術》課程列為電氣工程及其自動化專業的優秀課程建設項目，課題組成員從“電氣試驗”和“電氣系統設計”工程項目入手，突破原有的專業課程授課模式，將具體的工程項目——“電氣設備試驗”和“防雷接地系統設計”引入《高電壓技術》的課程教學中，以各種“電氣試驗”和“發電廠、變電所電氣一次系統設計”的工程項目為基礎設計課程教學過程，實踐理實一體化的教學方法，在教學中實現能力在針對性實踐訓練和理論知識的使用性學習的培養。

1 工程項目的課程化設計

基于高電壓技術的工程項目大體分兩大類，電氣試驗項目和防雷接地設計項目。電氣設備試驗一般可分為出廠試驗、交接驗收試驗、大修試驗和預防性試驗等。而按照試驗的性質和要求，電氣試驗分為絕緣試驗和特性試驗兩大類[1]。防雷接地設計項目是發電廠和變電所電氣一次系統設計的重要組成部分。因此，在教學實踐過程中，通過工程案例課程化設計（工程項目與理論教學結構圖如圖1所示），采用“工程項目”糅合理論教學這一“理實一體化”教學手段，進而推進了《高電壓技術》課程的優質化建設。

工程項目的課程化設計是指以實際的工程案例為藍本，將教學任務、教學知識點、教學學時分配融入工程項目中，凸顯理論教學的應用性，使學生掌握理論知識的應用性、理論知識的適用性和理論知識的工程性，進而推進“理實一體化”的教學改革。

2 課程設計實施分析

以變壓器出廠試驗這一電氣試驗項目為例，分析基于“工程項目”的《高電壓技術》課程設計的實施。

2.1 教學任務設計

變壓器出廠試驗是電氣試驗項目中非常重要的工程試驗項目，該項試驗項目所涉及的理論知識點是《高電壓技術》課程中[2]的液體和固體介質的絕緣強度、電氣設備絕緣試驗。依托變壓器出廠試驗這一工程試驗項目，理論聯系實際講授液體和固體介質的絕緣強度 、電氣設備絕緣試驗等知識點，可增強學生的工程實踐意識，鍛煉學生的電氣試驗操作能力。

要求學生掌握的知識點：液體的絕緣強度特性、固體介質絕緣強度特性、局部放電試驗、絕緣電阻測量試驗、感應耐壓試驗、直流耐壓試驗等。

要求學生掌握的試驗技能：（1）參數測量；（2）繞組電阻測量；（3）絕緣特性測量；（3）電壓比及聯結組測量；（4）空載試驗；（5）負載試驗；（6）感應耐壓試驗；（7）外施耐用試驗。

2.2 教學課時設計

該教學項目需要學時分配為：液體和固體介質的絕緣強度4學時、電氣設備的絕緣試驗8學時、變壓器出廠試驗項目實施4學時。

2.3 課程實施過程

教學中首先給定實際電氣試驗項目：S7-30/6電力變壓器出廠試驗。從電氣試驗項目入手，確定教學任務——掌握電氣設備的絕緣試驗理論知識和實踐操作。對應于教學的知識點是《高電壓技術》課程的第三章中電氣設備的絕緣試驗的相關內容：絕緣電阻試驗、交流耐壓試驗。圖2展示了以“S7-30/6電力變壓器出廠試驗”具體工程項目為例的課程教學過程設計。

2.4 教學效果

通過個案的“工程項目”課程設計教學實踐，取得的教學效果有：（1）以“工程項目”為藍本，增強教學的應用真實性。以往的教學過程中，講完理論知識，學生不知道如何來用，在進行實驗室實驗時又脫離了理論知識。而以“工程項目”為藍本的課程教學過程中，直接給出工程實例——“S7-30/6電力變壓器出廠試驗”，直接增強了教學的應用性，不再讓理論和實踐成為互不相容的關系。（2）以“工程項目”推進理論教學，增強學生實操能力。“工程項目”與理論教學內容相對應，通過項目講理論，通過項目練技能，通過項目提高應用。“電氣試驗”工程項目的教學適合在實驗室進行，體現“理實一體化”教學。通過實際的電力變壓器一邊理論教學，一邊按工程試驗項目進行相關試驗，學生在完成理論知識學習的同時，還掌握了電氣設備試驗的基本技能。一堂課，“雙豐收”。

3 結語

工程能力的培養是電氣工程師基本技能培訓之一。通過“工程項目”進課堂這一理實一體化化教學手段的推進，使學生既學習了專業知識，又親身經歷了項目案例實施的全過程，在教學設計過程中把一個復雜的電氣試驗項目，通過分解成小型試驗項目模塊，將理論知識點融入具體的工程項目中，結合具體試驗項目的理論教學，增強了學生的學習興趣，又降低了課程教學的復雜難易程度；既按照教學大綱完成了理論教學，又提升了學生工程訓練技能，體現出應用型本科教學的特點。

參考文獻

[1] 黃永駒.高壓試壓[M].黃河水利出版社，2012.

[2] 馬永翔，張永宜.高電壓技術[M].2版.北京大學出版社，2016.

[3] 張琰.電氣工程及其自動化專業“工程路線圖”實踐教學的研究[J].陜西教育：高教版，2014（z1）：113-114.