“高电压技术”课程教学改革与实践

杨友平+翁惠辉

摘 要： 针对电气工程及其自动化专业“高电压技术”课程的内容特点和教学实际，通过总结多年来的教学经验，充分利用学校现有教学资源，因地制宜地对该课程进行一系列的教学改革与实践，取得良好的教学效果，旨在为电气工程类专业课程教学改革进行有益的探索。

关键词： 高电压技术 教学改革 教学手段 考核方式

“高电压技术”是我校电气工程及其自动化专业本科生的一门主要专业课程。该课程内容涉及高电压技术领域中的一些基础理论知识、设计计算方法、高电压试验、绝缘测试技术及电力系统过电压等，内容十分丰富，是电气工程技术人员必备的专业技能，更是从事高电压输变电技术及高电压在其他领域应用的一门专业技术。

该课程总学时数为48学时。如何在有限学时内获得最好的教学效果，让学生较好地掌握课程内容，并最大限度地培养学生的工程实践能力和创新能力，提高学生的学习兴趣，是一个急需解决的问题。为此，笔者针对“高电压技术”课程的内容特点和教学实际，总结多年来的教学经验，充分利用学校现有的教学资源，对该课程的课堂教学模式、教学方式和方法等开展一系列探索与实践，取得较好的教学效果。

一、优化教学内容，突出课程特点

“高电压技术”课程由于其专业性较强，所涉及的学科门类较多，如：大学物理、电路分析、电力系统分析及电磁场等，同时所授专业内容十分庞杂。因此，要求对课堂教学内容必须加以优化整合，突出专业特色，让学生抓住主要矛盾，掌握课程的核心知识点。通过总结该课程多年来的教学经验，对课程内容进行认真梳理，将“高电压”作为该课程的主要特色，将“髙电压”与“绝缘”作为该课程要解决的主要矛盾，围绕“特点”和“矛盾”组织教学内容[1]。比如：电力系统与高电压、高电压的产生与测试技术、电力系统过电压与防护、绝缘特性与试验、绝缘配合及高电压在其他领域中的应用等。通过课堂授课，尤其是第一次课，要向学生讲明本课程的特色，和要解决的矛盾，理清课程主要内容及各部分之间的脉络联系，了解该课程的基本知识体系，做到心中有数，让学生树立必须学好高电压技术的坚定信念。

在讲授各章节具体内容时，要注意结合生产和生活实际，举例加以阐述。比如讲气体放电和电介质极化时，告诉学生：家用厨房消毒柜就利用高电压下空气放电产生的臭氧灭菌消毒的；微波炉则是利用水分子在微波电场中的极化损耗加热带有水分的食物等，让学生听起来饶有兴趣，感到“高电压技术”并不遥远。

二、运用各种教学手段和方法，做到优势互补，提高课堂教学质量

教学实践表明，运用各种教学手段和方法，可以做到优势互补，是提高课堂教学质量的有效途径。现代多媒体教学具有生动、形象、直观、灵活、信息量大的突出优点，但多媒体具有画面瞬息多变、一晃而过、翻页太快、往往来不及思考、概念印象模糊、记忆肤浅等弊端[2]。笔者的体会是，采用多媒体教学和板书教学结合的方法。对于一些重要的公式推导及原理性内容等采用板书教学，以强化学生的记忆。而对于高电压技术课程中有大量的电路图或接线图、设备实物及内部结构照片及电压波形等，如果在黑板上画图要花费较多的时间且效果不好，则采用多媒体教学。例如在讲到雷电放电时，插播十几秒钟的典型自然雷电放电视频录像，把平日里大家都熟悉的自然现象搬到课堂上，既把雷电放电过程展示清楚，又激发学生的学习兴趣。又如在讲到电子崩的形成时，老师通过一步一步地推导计算，让学生充分享受到“微分”与“积分”的乐趣。如此综合运用不同的教学手段和方法，使授课变得精彩，让学生始终紧扣教学内容，轻松愉快地步步跟进，对知识理解透彻，记忆牢固。

在教学过程中，可将Matlab仿真软件和高电压技术有机结合起来，既降低课程中一些内容的抽象性，增强直观性，又让学生在课堂教学中轻松学会使用先进的编程工具。采用相对易用的软件Matlab/Simulink中SimPowerSystem工具包，其中有各种器件、电源、变压器、电抗、电容及示波器等测量和波形显示元件等，可以搭建教材中的一些电路，输出仿真结果，在课堂上给学生演示；还可以方便地修改电路的参数，对一些问题进行分析。

三、在教学过程中，应以学为主，以教为辅

高等教育应注重培养学生的创造性思维和创新能力。笔者认为在高等教学中，老师的作用应该只是辅助性的，重要的是通过一些教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，调动学生主动自学思考，让学生在探究性学习中产生思维的火花。老师应尽可能地给学生创造更大的学习上的自由空间，让学生体会到自主学习的乐趣，而老师的辅助作用，我认为应体现在这样几个方面：①注重对学生加以引导；②适时的解答学生的疑惑；③提纲挈领归纳总结。在这个过程中，老师的辅助手段可以多样化，辅助方式要有针对性，既可结合课本加强理论指导，又可在实践中加以点拨，如组织各种学习兴趣小组，通过这些形式可以提高学生的学习兴趣，巩固所学专业知识，达到提高学生创新能力和动手能力的目的。

四、根据课程的特点，做到课前集中练习，加强与学生间的“互动”

“高电压技术”课程的特点是“三新三多”，即新概念多、新名词多和新物理现象多。不少概念是学生前所未闻的所谓“反常”概念，但在高电压技术领域中却是经常运用的基本概念[3]。新概念、新名词在一定程度上可激起学生探究的好奇心，但容易让部分学生因概念冷僻、难懂、难记而产生听觉疲劳并渐渐失去学习兴趣。在学习过程中，掌握一系列的新概念、新名词已成为学生在学习新课程时必须迈过去的一道坎。如何帮助学生迈过这道坎？笔者采用课前集中练习，所谓课前集中练习，其具体做法是每次上课，老师提前到达课堂，利用开课前几分钟的时间将前一次课所讲的基本概念、重要名词、定义和公式等整理成4至6个小题目，以最简洁的形式书写到黑板上，然后请同学上台作答，一人一题。做完后由学生自己请其他同学上台批改、补充、完善，最后由老师讲评，前后过程大约花费5至8分钟。通过这个环节的师生互动及学生间的互动，让每个人的注意力都集中在做题、批改和听讲评上，不经意间将上一次课的核心内容，在互动中被牢牢掌握。以这种方式坚持一个学期，就会收到意想不到的效果。

五、有计划地安排学生进行配电网仿真实操训练，现场做课程总结

针对“高电压技术”课程专业性强、实践性强的特点，利用现有的实验室条件，为该课程专门安排3D配电网仿真实操训练，利用3D虚拟仿真实操系统可以弥补实际现实的不足，并利用配电网仿真实操训练中的考核平台对学生的实际操作进行考核，同时每做完一次仿真实操训练，都要作一次课堂教学总结。

六、采用多种形式的考核方式

考核的目的是检查学生对该门课的掌握情况，它可以督促学生学习，巩固这门课的有关知识，根据该课程的特点，笔者认为可以采用以下几种形式进行考核。第一，文献查阅。设有多个项目任务，先对学生进行分组，每个小组成员分任务查阅大量的相关资料，并且制定项目的可行性方案，成绩占20%。第二，学生平时学习态度的考核，成绩占20%。平时成绩包括是否按时上课、是否按要求完成课外作业、实验态度是否严谨等。第三，课前集中练习和小组答辩。在每一个项目完成后，教师随机点派小组成员运用多媒体技术对项目完成情况进行汇报，汇报结束后，其他小组成员和教师可以对该项目组成员提出一些问题，可以点名让某个学生回答，也可以由小组成员派代表回答，成绩占25%。第四，项目文档及试验报告的制作。对每一个完成的项目及试验，要求制作成文本文档，书写规范，以便于存档，成绩占25%。第五，其他。对于积极参加创新实验、工程实践、专题报告、调研的学生，进行适当加分，成绩占10%。采用这样的考核方式，可以极大地调动学生的学习积极性，培养学生的综合素质，是课程考核方式改革的有益探索。

七、结语

针对“高电压技术”课程特点，结合学校的具体教学情况和实验室条件，因地制宜地开展该课程教学方式和方法的改革与实践，有效地激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，使学生学出自信和成效，让老师和学生共同分享到教学改革的乐趣和收获，为电气工程类专业课程的教学改革进行有益的探索。

参考文献：

[1]赵霞，陈永利，栗彦辉.提高“机电控制”课程授课质量的探索与实践[J].中国电力教育，2013，（9）：131-132.

[2]杨泽斌，孙玉坤，谭伦农.电气工程及其自动化专业实践教学的探索与思考[J].南京：电气电子教学学报，2007，29（1）：69-71.

[3]张鸿博.提高“高电压技术”课程教学质量的方法探索[J].中国电力教育，2014（12）：41-42.