《高電壓技術》課程教學改革探討及應用

王艷玲 沈敏 雷騰飛 代文鵬

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，通過對教學現狀分析，利用現代化教學手段，結合應用型本科院校學情，充分利用學校現有教學資源，優化教學內容，改革教學方法和考核方式，取得了較好的教學效果，為電氣工程類專業課程的課堂教學改革進行了有益的探索及實踐。

關鍵詞：高電壓技術;教學改革;教學手段

引言

高電壓技術的發展始于20世紀初期，至今已成為電工學科的一個重要分支，“高電壓技術”課程是電氣工程及其自動化專業的一門重要專業基礎課程，對后續課程的學習起著舉足輕重的作用。“高電壓技術”課程主要研究高電壓下的各種電氣物理問題，課程知識面廣，涉及的概念和基本原理多，新理論、新技術層出不窮，與工程實際聯系密切，教學難度較大，在教學過程中，學生普遍感覺學習困難，不易掌握，學生學習情況不容樂觀。如何在有限的學時內使學生更好地掌握課程內容，并最大限度地培養學生的工程實踐能力，是教學過程中必須考慮的問題。為此，對“高電壓技術”課程進行教學改革迫在眉睫。

一、“高電壓技術”教學現狀

1.學生課堂參與度低，參與不均衡。

傳統教學方法以教師講授為主，學生被動接受理論知識，但是由于課程內容理論性強，部分內容抽象晦澀，公式推導過程復雜，教學設計缺乏貼近實際的教學案例，師生互動停留在淺層次，學生學習積極性不高。

2.考核方式單一，考核面窄。

“高電壓技術”課程采用傳統終結性考核，考試具有偶然性，難以客觀的反映學生學習的真實水平，且終結性考核內容有一定的局限性，重記憶輕能力，缺少學生應用能力和創新能力的考核，不能完全挖掘學生對知識的掌握程度，不利于學生創新能力的培養。

3.課下延伸不足，拓展不夠。

傳統課程教學重心在課堂上，課后輔導環節相對比較薄弱，沒有配套的課程資源，學生課后不知道如何進行復習和思維擴展，課程的價值和功能不能充分體現，不能拓寬學生視野，發展學生思維。

二、“高電壓技術”教學改革

1.優化課程內容

以工程應用為背景，引入實際案例、將課程內容整合優化，以真實項目為案例把課程內容重組，劃分為電介質的電氣強度、電氣設備絕緣試驗、電力系統過電壓和絕緣配合三個模塊。

電介質的電氣強度模塊：設置電暈放電、濕閃與污閃現象、變壓器油的絕緣特性、組合絕緣的電氣強度4個項目。項目中分別融入不同電介質的特性和擊穿條件等基本知識，將散亂的知識點串聯貫通，引導學生形成初步認知、激發興趣、奠定應用基礎。

電氣設備絕緣試驗模塊：設置電力變壓器的絕緣測試、斷路器的絕緣評估、電力電纜絕緣參數測量3個項目。將電氣設備絕緣預防性試驗和絕緣的高電壓實驗的重點內容分解、揉和到項目中，重點培養綜合應用能力，初步掌握工程開發流程和方法。

電力系統過電壓和絕緣配合模塊：設置架空輸電線路的過電壓分析、變電所的防雷設計和過電壓防護、架空輸電線路的絕緣配合3個項目。將電力系統過電壓與絕緣配合問題，特別是特高壓交直流輸電系統中的過電壓及其防護問題融入到項目中，設置挑戰任務，引導學生熟練開發技能，鍛煉實踐能力、養成創新思維。

2.改進教學方法

根據高電壓技術課程特點，將課程內容和教學設計以“項目引領，任務驅動”方式組織，采取“情景導入-探究導學-實踐導練-驗收評價-反饋導思”即“四導一評”的方式實施。

情景導入，探究導學：課前教師針對實際項目設計任務，引導學生開展課前預習和資料查閱。課堂上教師創設工程應用情境，以“情景導入”任務，進行重難點解析。開展“探究導學”，組織學生探究問題，教師引導小組學習討論，解決問題。

實踐導練，驗收評價：布置項目任務，把設計環節搬進課堂，利用仿真軟件虛擬實驗平臺實現設計。組織設計實戰，引導對練和比賽。任務完成小組展示匯報，提問評價、互相學習。教師最后“以評代講”進行綜合點評，引導學生提升個人能力。

反饋導思，持續改進：項目結束教師進行項目實施總結，引導學生思考、拓展，課下創新。通過學生個人打分、小組打分、小組互評，培養競爭意識，引導學生反思改進、互相促進。根據學生反饋、督導反饋，及時分析教學實施和改革效果，持續改進教學方法、優化內容，提升教學效果。

實戰演練，賽學結合：將項目設計拔高，拓展到課外，鼓勵學生進入創新實驗室，加入競賽團隊。組織競賽，引導學生利用課余時間進行創新設計實戰演練，以賽促學，加深應用。

3.革新教學手段

改變傳統的板書授課方式，利用“雨課堂”現代教學工具，教師提前將帶有視頻、習題、圖片、動畫的課前預習課件推送到學生手機，以便學生課前預習;在教學中，利用“雨課堂”，學生可以實現實時答題、彈幕互動，增強課堂的趣味性，提高學生的課堂參與度;課后，學生可以通過“與課堂”完成作業，并且能及時與教師溝通遇到的問題。此外，通過將MATLAB、PSACD等仿真軟件和虛擬仿真技術引入課堂，與高電壓技術有機結合起來，通過編程與仿真手段，借助仿真結果，使抽象的課程內容更加直觀，便于學生對相關現象和知識的認識、理解和掌握。

4.改革考核方式

過程考核多元參與，全面評定學習過程、學習方式及知識吸收與再創造能力，設置過程考核60%，期末考試40%。過程考核包括“作業”（20%）、“測驗”（30%）、“項目”（40%）和“拓展”（10%）。

作業和測驗考查學生基礎理論知識的理解和掌握情況;項目考核采取組內自評、小組互評、教師評價三級考核，重點考查學生完成任務后對基本知識點和技能的掌握，以及綜合應用能力情況;拓展考核，通過作品展示、總結匯報的形式進行考查評估，考查學生設計能力和創新意識。

三、“高電壓技術”教學改革成效

“高電壓技術”課程教學改革自2017年在我校電氣工程及其自動化專業實施以來，有效的調動了學生的學習積極性，培養了學生良好的理論分析能力和實踐動手能力，學生的動手實踐能力和工程應用新能力均有了大幅度提高。學生參與教師項目和合作單位的科研項目的人數也越來越多，形成了良好的實踐創新氛圍。

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本論文系齊魯理工學院教學研究課題“高電壓技術課程教學改革的思考與實踐（JG201809）”階段性研究成果。

作者簡介：

王艷玲（1982-），女，山東淄博人，碩士，副教授，研究方向：電氣控制。