結合課程特點提高高電壓技術教學質量的方法研究

歐衛斌 韓芝俠

摘 ?要 ?高電壓技術課時緊張、學生學習困難。結合課程特點，通過分析現實需求并結合課程思政加強思想教育，通過到電廠、供電公司實踐加強學生實踐認識，改革考核方式減輕學生的考試壓力，采用合理的教學手段講授課程內容并配套課外習題強化知識掌握等措施，以達到提高教學質量的目的。從考核結果來看，收到了良好效果。

關鍵詞 ?高電壓技術；教學質量；課程思政

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）05-0088-03

0 ?引言

高電壓技術是電氣工程及其自動化專業的核心課程，其內容廣泛、實踐性強，對學生后續課程學習和發展都很重要，同時專業所在學院培養計劃學時偏少，學生工程經驗欠缺，給課程講授和學生學習帶來了困難。為提高教學質量，筆者從分析高電壓技術的課程特點出發，結合學院現有條件，研究并采取了一系列措施以提高教學質量，取得了較好的效果。

1 ?課程特點分析

本課程主要研究高電壓條件下的電氣及物理問題，包括絕緣介質特性及其放電、高電壓測量與試驗技術、電力系統過電壓及其防護等，課程內容既緊密切合工程實際，又因理論性和抽象性強而難懂。總結課程特點可以使提高教學質量的措施有針對性，研究分析認為課程講授及學習困難主要與課程以下特征相關：

1.1 ?課程介紹和總結了諸多放電規律，但放電規律和實驗結論因不同原因卻不具有推廣性

如液體、固體介質電氣強度高，但存在“體積效應”，即體積越大電氣強度越低；SF6電氣強度一般遠高于空氣，但特定條件下又是低于空氣的；長氣隙操作沖擊擊穿場強會低于工頻擊穿場強。

1.2 ?課程所研究的問題覆蓋電力系統，各問題對應的工況和條件千差萬別，歸類總結受限

如間隙擊穿取決于電場均勻性，電場均勻性受間隙長度影響，同時擊穿還受濕度、氣體密度、電極表面缺陷、導電微粒、雜質成分、外施電壓類型等因素影響。

1.3 ?諸多放電現象和介質失效是電壓長期作用的結果，實驗復現、試驗研究既煩瑣又困難

如污閃是交流電壓長期作用下的熱過程，試驗中污閃電壓難估計，對每級試驗電壓長期施加后也不一定導致污閃；運行狀態的介質可能長期存在局放，但較難直接觀測，局放中活性氣體的腐蝕作用和帶電粒子的撞擊作用也只能做定性分析。

1.4 ?課程注重實踐，但實驗設備特殊、設備種類多、實驗室空間需求大、設備價格高等因素限制了一般院校高電壓實驗室的建設規模，給實踐教學造成困難

實驗過程中存在高電壓，實驗操作要求嚴格，需多配備實驗人員以保證實驗準備和實驗教學順利、安全推進，但一般院校普遍存在人員配備不足問題，這也給實踐教學造成一定影響[1]。

2 ?提高高電壓技術教學質量的主要措施

2.1 ?把高質量就業、穩定立足社會、服務社會、建功立業、實現人生價值等現實目標和學好高電壓技術結合起來開展思想教育，使學生在思想上高度重視本課程學習，增強自我成才意識

2.1.1 ?面對激烈的就業競爭形勢，引導學生重視和積極參與電力行業校招，是學院指導電氣專業畢業生高質量就業的重要舉措

因行業發展和人員更新需求，近年來國網公司等行業單位加大了校招力度。這類就業崗位頗具吸引力，但也對應聘者要求高且逢進必考，許多學生要么望而卻步不敢報考，要么在招考中鎩羽而歸，主要原因是對自身專業學習缺乏自信，或者是備考準備不足。針對此種情況，我們在開課之前及開課初期就開展一系列輔導交流活動，分別從電廠、供電公司邀請專家就電力行業發展情況、就業優勢、招聘要求、報考與應聘注意事項等給學生作專題報告，邀請大四學生作經驗分享。學院還會對近年學院電氣專業應聘國網公司等行業單位的情況對大三學生作通報研析。這些舉措既能從思想上激發學生應聘國網的動力，也能使學生端正對高電壓課程的學習態度[2]。

2.1.2 ?與時俱進地在本課程教學中開展課程思政教育，使學生建立在校學有所成，在崗有所擔當的認識

高電壓技術是筆者所在學校首批課程思政示范課程。獲批以來我們逐一按既定規劃落實課程思政工作，以人物事跡、時政要聞、工程案例、人文素質等貫穿授課過程，通過介紹我國高電壓技術領域著名人物，講述他們的奉獻精神、創新思想和感人事跡，激發學生學知識練本領的成才意識。通過我國高電壓領域工程案例，結合當前國際時政，激發學生的歷史責任感和使命感，培養學生的民族自信心和自主創新精神。教學中還通過討論與專業相關的社會發展、環境、國家安全等問題，引導學生進行思考，以培養學生的社會責任感和職業素養。

2.2 ?多種途徑增加感性認識，使“設備”與“現象”在學生頭腦中落地生根，以增強學生學習興趣

從以上分析發現，課程所研究問題雖來源于工程，但許多問題并未研究透徹和完整，結論和認識僅限于一事一議；試驗設備多而特殊，實驗室難以全部滿足。因此，提高該課程教學質量首先要解決學生的“認識”問題，消除學生對“設備”“現象”的距離感，增強學生的學習興趣。增加學生感性認識的措施有以下方面。

2.2.1 ?借助互聯網平臺收集整理各種與高電壓技術內容相關的視頻及圖片，用于課程教學，使學生對某些操作及現象建立感性認識，降低學生對某些設備和現象的距離感和陌生感，解決課程涉及設備和現象是“什么樣”的問題

收集的視頻主要有雷擊線路、帶電水清洗絕緣子污穢、絕緣子串污閃試驗、更換絕緣子、線路接地短路、電力變壓器爆炸、特高壓線路帶電作業、GIS檢修視頻、國內首次363 kV同頻同相耐壓試驗、特斯拉線圈人工閃電、高壓線路開合閘放電等；收集的圖片資料主要有：局部放電造成的電樹枝現象、瓷絕緣子及絕緣子串柱、氧化鋅避雷器、均壓環、戶外電容分壓器、戶外沖擊電壓發生器、高電壓等級測壓球等。這些視頻和圖片所涉及的設備特殊，日常難以見到，視頻內容典型且在實驗室難以模擬，能很好補充教材內容和實驗室設備的不足。

2.2.2 ?帶領學生到實習基地，如本地電廠、供電公司參觀實習，使學生獲得面對面的感性體驗和認識，再通過與課本知識聯系，進一步加深對課程知識點的理解和掌握

在寶雞地區的發電廠、供電公司和變電站參觀實習全面直觀，是有關電力系統相關課程的全方位現場實踐。和高電壓技術相關的項目有：絕緣油的氣相色譜分析儀認識、電纜接頭制作認識、高壓出線端子認識、避雷器避雷針避雷線安裝位置認識、作業防護用具日常高壓試驗認識、變壓器在線監測認識、各種形式的均壓環（器）的認識、接地電阻測量認識等。在實習基地的實習使學生的課本知識快速落地，實現了“所學”與“所見”的結合對應，增強了學生對課本知識的掌握程度。例如電纜分階絕緣是為了調整電纜電場分布增強絕緣層的電氣強度，這一知識點在電纜接頭制作認識中得到體驗；變壓器油的氣相特征和故障原因相關聯，實習中學生認識到運行部門就是用氣相色譜分析儀來分析絕緣油的氣相特征及判斷變壓器故障的。

2.2.3 ?利用虛擬仿真設備增加體驗

為強化高電壓技術實踐教學，學院2020年底購置了一套高電壓技術VR體驗仿真設備，該設備能逼真模擬高電壓作業場景及作業流程，包含交流高壓試驗和直流高壓試驗諸多VR體驗項目，還能通過手柄震動、聲光報警模擬錯誤操作造成的觸電和故障反應，尤其觸電事故在真實實驗室條件下是不允許出現的。高電壓VR仿真設備很好補充了實驗室實踐內容，而且體驗形式與時俱進，對學生參與實踐具有很大吸引力。

通過視頻與圖片展示、到實習基地認識參觀、VR仿真體驗三個環節，使學生對高電壓技術內容廣泛涉及，對很難見到的電氣設備、放電現象、作業流程、高壓試驗等有了較好的拓展認識，為學好本課程起到了良好的輔助作用[3]。

2.3 ?采用合理有效的授課及考核方式，學、練、看結合，理論與實際聯系，課堂與現場聯系，以增強授課效果

課程的內容主要通過課堂講授來完成，結合課程進行中穿插的以上各種感性認識，采用合理有效的方式開展授課是保證教學效果的重要環節。

2.3.1 ?啟發與討論相結合，采用多媒體輔助手段開展課堂教學，高效完成授課任務

高電壓技術內容多、跨度大，授課任務重，多媒體輔助教學可以增加課容量，把前面整理的視頻與圖片穿插進授課過程中，可以直觀呈現放電設備、操作流程、試驗設備，大量電路、圖線、公式也無需手繪書寫。為避免在多媒體輔助下的授課趨向“填鴨”式灌輸，在授課中將課程內容適當與視頻圖片、認識參觀、VR仿真體驗，以及課程思政教育中所介紹的人物事跡、技術成果等聯系，展開課堂討論，進行啟發式教學，在互動中調動學生的能動性和學習興趣。

2.3.2 ?教學課件上作了多次研究和改進，總體以簡潔清晰、條理分明為特征，單頁內容量適度并配以適當動畫

多年的授課中我們多次邀請教學督導聽課并提出寶貴意見，也和學生座談交流了解他們的學習心得和意見。為彌補課時不足，我們積極借助MOOC等網絡平臺開展線上學習和交流，其中利用“雨課堂”進行階段性知識測驗獲得良好效果，一方面，給教師節省了大量批改和分析試卷的時間，考核結果分析詳細科學；另一方面，考核結果長期保存，方便教師和學生查看。

2.3.3 ?寬嚴相濟，強化引導和鼓勵，緩解考試壓力，讓學生全身心投入學習

為緩解學生考試壓力，將期末考試成績在總評中的比例由70%降到40%；學期內在線測試（根據各班情況和具體學時，2～4次）占10%，作業及實踐占30%，平時表現和出勤占20%；強調試題來自平時訓練題、課后題等，以緩解學生考試壓力；嚴格要求參與總評的各項內容，評定注意區分度與適當獎勵并舉。教學中將課程內容和國網考試、運行生產相聯系，引導學生注重日常學習[4]。

2.3.4 ?編制習題強化訓練，讓學生扎實掌握課程內容

做習題是知識應用的良好方式，為此，針對各章節內容我們編制了豐富的補充習題，通過科學全面的習題以強化知識掌握深度，保證教學效果。多年教學過程中，章節習題不斷動態補充、淘汰和優化，使教學資料逐漸豐富完善，重點內容和知識點一般有不同形式的習題，難點內容一般配套分解組合習題。在習題編制中，我們緊密結合自身教學實踐和學生反饋，使習題資料成為提高教學質量的有益資源。

3 ?結束語

教學是涉及教師、學生雙方的活動，學生沒有主動性及不發揮能動性就無法實現提高教學質量的目標。我們提高高電壓技術教學質量的措施主要圍繞學生制訂，包括：通過國網招考相關講座、課程思政建設解決思想問題，使學生重視課程學習、端正學習態度；通過電廠、供電公司實踐，視頻、圖片解決學生認識問題，減少理論與實踐距離感；通過改革考核方式把學生的注意力從考試過關引向學習知識；通過合理豐富的教學手段講授課程內容；增加課外習題強化知識掌握。從近年教學效果觀察，高電壓技術授課學生出勤率和學習自覺性高，考核結果理想，國網招進人數多年位居全省高校前十。

4 ?參考文獻

[1] 吳淑群，陳玉秀，張潮海.“高電壓技術”課程線上線

下混合式教學[J].電氣電子教學學報，2021，43（3）：45-

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[2] 郭曉君，林亞君，陳學軍.“高電壓技術”課程混合式

教學改革與實踐[J].科技視界，2021（6）：76-78.

[3] 江進波，邱立，李振華.基于SPOC的混合教學模式在

《高電壓技術》課程中的應用研究[J].教育現代化，

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[4] 劉晶.基于工程能力培養的《高電壓技術》課程改革探

索[J].山西農經，2017（17）：100，102.