《高电压技术》课程教学改革探讨及应用

王艳玲 沈敏 雷腾飞 代文鹏

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，通过对教学现状分析，利用现代化教学手段，结合应用型本科院校学情，充分利用学校现有教学资源，优化教学内容，改革教学方法和考核方式，取得了较好的教学效果，为电气工程类专业课程的课堂教学改革进行了有益的探索及实践。

关键词：高电压技术;教学改革;教学手段

引言

高电压技术的发展始于20世纪初期，至今已成为电工学科的一个重要分支，“高电压技术”课程是电气工程及其自动化专业的一门重要专业基础课程，对后续课程的学习起着举足轻重的作用。“高电压技术”课程主要研究高电压下的各种电气物理问题，课程知识面广，涉及的概念和基本原理多，新理论、新技术层出不穷，与工程实际联系密切，教学难度较大，在教学过程中，学生普遍感觉学习困难，不易掌握，学生学习情况不容乐观。如何在有限的学时内使学生更好地掌握课程内容，并最大限度地培养学生的工程实践能力，是教学过程中必须考虑的问题。为此，对“高电压技术”课程进行教学改革迫在眉睫。

一、“高电压技术”教学现状

1.学生课堂参与度低，参与不均衡。

传统教学方法以教师讲授为主，学生被动接受理论知识，但是由于课程内容理论性强，部分内容抽象晦涩，公式推导过程复杂，教学设计缺乏贴近实际的教学案例，师生互动停留在浅层次，学生学习积极性不高。

2.考核方式单一，考核面窄。

“高电压技术”课程采用传统终结性考核，考试具有偶然性，难以客观的反映学生学习的真实水平，且终结性考核内容有一定的局限性，重记忆轻能力，缺少学生应用能力和创新能力的考核，不能完全挖掘学生对知识的掌握程度，不利于学生创新能力的培养。

3.课下延伸不足，拓展不够。

传统课程教学重心在课堂上，课后辅导环节相对比较薄弱，没有配套的课程资源，学生课后不知道如何进行复习和思维扩展，课程的价值和功能不能充分体现，不能拓宽学生视野，发展学生思维。

二、“高电压技术”教学改革

1.优化课程内容

以工程应用为背景，引入实际案例、将课程内容整合优化，以真实项目为案例把课程内容重组，划分为电介质的电气强度、电气设备绝缘试验、电力系统过电压和绝缘配合三个模块。

电介质的电气强度模块：设置电晕放电、湿闪与污闪现象、变压器油的绝缘特性、组合绝缘的电气强度4个项目。项目中分别融入不同电介质的特性和击穿条件等基本知识，将散乱的知识点串联贯通，引导学生形成初步认知、激发兴趣、奠定应用基础。

电气设备绝缘试验模块：设置电力变压器的绝缘测试、断路器的绝缘评估、电力电缆绝缘参数测量3个项目。将电气设备绝缘预防性试验和绝缘的高电压实验的重点内容分解、揉和到项目中，重点培养综合应用能力，初步掌握工程开发流程和方法。

电力系统过电压和绝缘配合模块：设置架空输电线路的过电压分析、变电所的防雷设计和过电压防护、架空输电线路的绝缘配合3个项目。将电力系统过电压与绝缘配合问题，特别是特高压交直流输电系统中的过电压及其防护问题融入到项目中，设置挑战任务，引导学生熟练开发技能，锻炼实践能力、养成创新思维。

2.改进教学方法

根据高电压技术课程特点，将课程内容和教学设计以“项目引领，任务驱动”方式组织，采取“情景导入-探究导学-实践导练-验收评价-反馈导思”即“四导一评”的方式实施。

情景导入，探究导学：课前教师针对实际项目设计任务，引导学生开展课前预习和资料查阅。课堂上教师创设工程应用情境，以“情景导入”任务，进行重难点解析。开展“探究导学”，组织学生探究问题，教师引导小组学习讨论，解决问题。

实践导练，验收评价：布置项目任务，把设计环节搬进课堂，利用仿真软件虚拟实验平台实现设计。组织设计实战，引导对练和比赛。任务完成小组展示汇报，提问评价、互相学习。教师最后“以评代讲”进行综合点评，引导学生提升个人能力。

反馈导思，持续改进：项目结束教师进行项目实施总结，引导学生思考、拓展，课下创新。通过学生个人打分、小组打分、小组互评，培养竞争意识，引导学生反思改进、互相促进。根据学生反馈、督导反馈，及时分析教学实施和改革效果，持续改进教学方法、优化内容，提升教学效果。

实战演练，赛学结合：将项目设计拔高，拓展到课外，鼓励学生进入创新实验室，加入竞赛团队。组织竞赛，引导学生利用课余时间进行创新设计实战演练，以赛促学，加深应用。

3.革新教学手段

改变传统的板书授课方式，利用“雨课堂”现代教学工具，教师提前将带有视频、习题、图片、动画的课前预习课件推送到学生手机，以便学生课前预习;在教学中，利用“雨课堂”，学生可以实现实时答题、弹幕互动，增强课堂的趣味性，提高学生的课堂参与度;课后，学生可以通过“与课堂”完成作业，并且能及时与教师沟通遇到的问题。此外，通过将MATLAB、PSACD等仿真软件和虚拟仿真技术引入课堂，与高电压技术有机结合起来，通过编程与仿真手段，借助仿真结果，使抽象的课程内容更加直观，便于学生对相关现象和知识的认识、理解和掌握。

4.改革考核方式

过程考核多元参与，全面评定学习过程、学习方式及知识吸收与再创造能力，设置过程考核60%，期末考试40%。过程考核包括“作业”（20%）、“测验”（30%）、“项目”（40%）和“拓展”（10%）。

作业和测验考查学生基础理论知识的理解和掌握情况;项目考核采取组内自评、小组互评、教师评价三级考核，重点考查学生完成任务后对基本知识点和技能的掌握，以及综合应用能力情况;拓展考核，通过作品展示、总结汇报的形式进行考查评估，考查学生设计能力和创新意识。

三、“高电压技术”教学改革成效

“高电压技术”课程教学改革自2017年在我校电气工程及其自动化专业实施以来，有效的调动了学生的学习积极性，培养了学生良好的理论分析能力和实践动手能力，学生的动手实践能力和工程应用新能力均有了大幅度提高。学生参与教师项目和合作单位的科研项目的人数也越来越多，形成了良好的实践创新氛围。

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本论文系齐鲁理工学院教学研究课题“高电压技术课程教学改革的思考与实践（JG201809）”阶段性研究成果。

作者简介：

王艳玲（1982-），女，山东淄博人，硕士，副教授，研究方向：电气控制。