结合课程特点提高高电压技术教学质量的方法研究

欧卫斌 韩芝侠

摘  要  高电压技术课时紧张、学生学习困难。结合课程特点，通过分析现实需求并结合课程思政加强思想教育，通过到电厂、供电公司实践加强学生实践认识，改革考核方式减轻学生的考试压力，采用合理的教学手段讲授课程内容并配套课外习题强化知识掌握等措施，以达到提高教学质量的目的。从考核结果来看，收到了良好效果。

关键词  高电压技术；教学质量；课程思政

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）05-0088-03

0  引言

高电压技术是电气工程及其自动化专业的核心课程，其内容广泛、实践性强，对学生后续课程学习和发展都很重要，同时专业所在学院培养计划学时偏少，学生工程经验欠缺，给课程讲授和学生学习带来了困难。为提高教学质量，笔者从分析高电压技术的课程特点出发，结合学院现有条件，研究并采取了一系列措施以提高教学质量，取得了较好的效果。

1  课程特点分析

本课程主要研究高电压条件下的电气及物理问题，包括绝缘介质特性及其放电、高电压测量与试验技术、电力系统过电压及其防护等，课程内容既紧密切合工程实际，又因理论性和抽象性强而难懂。总结课程特点可以使提高教学质量的措施有针对性，研究分析认为课程讲授及学习困难主要与课程以下特征相关：

1.1  课程介绍和总结了诸多放电规律，但放电规律和实验结论因不同原因却不具有推广性

如液体、固体介质电气强度高，但存在“体积效应”，即体积越大电气强度越低；SF6电气强度一般远高于空气，但特定条件下又是低于空气的；长气隙操作冲击击穿场强会低于工频击穿场强。

1.2  课程所研究的问题覆蓋电力系统，各问题对应的工况和条件千差万别，归类总结受限

如间隙击穿取决于电场均匀性，电场均匀性受间隙长度影响，同时击穿还受湿度、气体密度、电极表面缺陷、导电微粒、杂质成分、外施电压类型等因素影响。

1.3  诸多放电现象和介质失效是电压长期作用的结果，实验复现、试验研究既烦琐又困难

如污闪是交流电压长期作用下的热过程，试验中污闪电压难估计，对每级试验电压长期施加后也不一定导致污闪；运行状态的介质可能长期存在局放，但较难直接观测，局放中活性气体的腐蚀作用和带电粒子的撞击作用也只能做定性分析。

1.4  课程注重实践，但实验设备特殊、设备种类多、实验室空间需求大、设备价格高等因素限制了一般院校高电压实验室的建设规模，给实践教学造成困难

实验过程中存在高电压，实验操作要求严格，需多配备实验人员以保证实验准备和实验教学顺利、安全推进，但一般院校普遍存在人员配备不足问题，这也给实践教学造成一定影响[1]。

2  提高高电压技术教学质量的主要措施

2.1  把高质量就业、稳定立足社会、服务社会、建功立业、实现人生价值等现实目标和学好高电压技术结合起来开展思想教育，使学生在思想上高度重视本课程学习，增强自我成才意识

2.1.1  面对激烈的就业竞争形势，引导学生重视和积极参与电力行业校招，是学院指导电气专业毕业生高质量就业的重要举措

因行业发展和人员更新需求，近年来国网公司等行业单位加大了校招力度。这类就业岗位颇具吸引力，但也对应聘者要求高且逢进必考，许多学生要么望而却步不敢报考，要么在招考中铩羽而归，主要原因是对自身专业学习缺乏自信，或者是备考准备不足。针对此种情况，我们在开课之前及开课初期就开展一系列辅导交流活动，分别从电厂、供电公司邀请专家就电力行业发展情况、就业优势、招聘要求、报考与应聘注意事项等给学生作专题报告，邀请大四学生作经验分享。学院还会对近年学院电气专业应聘国网公司等行业单位的情况对大三学生作通报研析。这些举措既能从思想上激发学生应聘国网的动力，也能使学生端正对高电压课程的学习态度[2]。

2.1.2  与时俱进地在本课程教学中开展课程思政教育，使学生建立在校学有所成，在岗有所担当的认识

高电压技术是笔者所在学校首批课程思政示范课程。获批以来我们逐一按既定规划落实课程思政工作，以人物事迹、时政要闻、工程案例、人文素质等贯穿授课过程，通过介绍我国高电压技术领域著名人物，讲述他们的奉献精神、创新思想和感人事迹，激发学生学知识练本领的成才意识。通过我国高电压领域工程案例，结合当前国际时政，激发学生的历史责任感和使命感，培养学生的民族自信心和自主创新精神。教学中还通过讨论与专业相关的社会发展、环境、国家安全等问题，引导学生进行思考，以培养学生的社会责任感和职业素养。

2.2  多种途径增加感性认识，使“设备”与“现象”在学生头脑中落地生根，以增强学生学习兴趣

从以上分析发现，课程所研究问题虽来源于工程，但许多问题并未研究透彻和完整，结论和认识仅限于一事一议；试验设备多而特殊，实验室难以全部满足。因此，提高该课程教学质量首先要解决学生的“认识”问题，消除学生对“设备”“现象”的距离感，增强学生的学习兴趣。增加学生感性认识的措施有以下方面。

2.2.1  借助互联网平台收集整理各种与高电压技术内容相关的视频及图片，用于课程教学，使学生对某些操作及现象建立感性认识，降低学生对某些设备和现象的距离感和陌生感，解决课程涉及设备和现象是“什么样”的问题

收集的视频主要有雷击线路、带电水清洗绝缘子污秽、绝缘子串污闪试验、更换绝缘子、线路接地短路、电力变压器爆炸、特高压线路带电作业、GIS检修视频、国内首次363 kV同频同相耐压试验、特斯拉线圈人工闪电、高压线路开合闸放电等；收集的图片资料主要有：局部放电造成的电树枝现象、瓷绝缘子及绝缘子串柱、氧化锌避雷器、均压环、户外电容分压器、户外冲击电压发生器、高电压等级测压球等。这些视频和图片所涉及的设备特殊，日常难以见到，视频内容典型且在实验室难以模拟，能很好补充教材内容和实验室设备的不足。

2.2.2  带领学生到实习基地，如本地电厂、供电公司参观实习，使学生获得面对面的感性体验和认识，再通过与课本知识联系，进一步加深对课程知识点的理解和掌握

在宝鸡地区的发电厂、供电公司和变电站参观实习全面直观，是有关电力系统相关课程的全方位现场实践。和高电压技术相关的项目有：绝缘油的气相色谱分析仪认识、电缆接头制作认识、高压出线端子认识、避雷器避雷针避雷线安装位置认识、作业防护用具日常高压试验认识、变压器在线监测认识、各种形式的均压环（器）的认识、接地电阻测量认识等。在实习基地的实习使学生的课本知识快速落地，实现了“所学”与“所见”的结合对应，增强了学生对课本知识的掌握程度。例如电缆分阶绝缘是为了调整电缆电场分布增强绝缘层的电气强度，这一知识点在电缆接头制作认识中得到体验；变压器油的气相特征和故障原因相关联，实习中学生认识到运行部门就是用气相色谱分析仪来分析绝缘油的气相特征及判断变压器故障的。

2.2.3  利用虚拟仿真设备增加体验

为强化高电压技术实践教学，学院2020年底购置了一套高电压技术VR体验仿真设备，该设备能逼真模拟高电压作业场景及作业流程，包含交流高压试验和直流高压试验诸多VR体验项目，还能通过手柄震动、声光报警模拟错误操作造成的触电和故障反应，尤其触电事故在真实实验室条件下是不允许出现的。高电压VR仿真设备很好补充了实验室实践内容，而且体验形式与时俱进，对学生参与实践具有很大吸引力。

通过视频与图片展示、到实习基地认识参观、VR仿真体验三个环节，使学生对高电压技术内容广泛涉及，对很难见到的电气设备、放电现象、作业流程、高压试验等有了较好的拓展认识，为学好本课程起到了良好的辅助作用[3]。

2.3  采用合理有效的授课及考核方式，学、练、看结合，理论与实际联系，课堂与现场联系，以增强授课效果

课程的内容主要通过课堂讲授来完成，结合课程进行中穿插的以上各种感性认识，采用合理有效的方式开展授课是保证教学效果的重要环节。

2.3.1  启发与讨论相结合，采用多媒体辅助手段开展课堂教学，高效完成授课任务

高电压技术内容多、跨度大，授课任务重，多媒体辅助教学可以增加课容量，把前面整理的视频与图片穿插进授课过程中，可以直观呈现放电设备、操作流程、试验设备，大量电路、图线、公式也无需手绘书写。为避免在多媒体辅助下的授课趋向“填鸭”式灌输，在授课中将课程内容适当与视频图片、认识参观、VR仿真体验，以及课程思政教育中所介绍的人物事迹、技术成果等联系，展开课堂讨论，进行启发式教学，在互动中调动学生的能动性和学习兴趣。

2.3.2  教学课件上作了多次研究和改进，总体以简洁清晰、条理分明为特征，单页内容量适度并配以适当动画

多年的授课中我们多次邀请教学督导听课并提出宝贵意见，也和学生座谈交流了解他们的学习心得和意见。为弥补课时不足，我们积极借助MOOC等网络平台开展线上学习和交流，其中利用“雨课堂”进行阶段性知识测验获得良好效果，一方面，给教师节省了大量批改和分析试卷的时间，考核结果分析详细科学；另一方面，考核结果长期保存，方便教师和学生查看。

2.3.3  宽严相济，强化引导和鼓励，缓解考试压力，让学生全身心投入学习

为缓解学生考试压力，将期末考试成绩在总评中的比例由70%降到40%；学期内在线测试（根据各班情况和具体学时，2～4次）占10%，作业及实践占30%，平时表现和出勤占20%；强调试题来自平时训练题、课后题等，以缓解学生考试压力；严格要求参与总评的各项内容，评定注意区分度与适当奖励并举。教学中将课程内容和国网考试、运行生产相联系，引导学生注重日常学习[4]。

2.3.4  编制习题强化训练，让学生扎实掌握课程内容

做习题是知识应用的良好方式，为此，针对各章节内容我们编制了丰富的补充习题，通过科学全面的习题以强化知识掌握深度，保证教学效果。多年教学过程中，章节习题不断动态补充、淘汰和优化，使教学资料逐渐丰富完善，重点内容和知识点一般有不同形式的习题，难点内容一般配套分解组合习题。在习题编制中，我们紧密结合自身教学实践和学生反馈，使习题资料成为提高教学质量的有益资源。

3  结束语

教学是涉及教师、学生双方的活动，学生没有主动性及不发挥能动性就无法实现提高教学质量的目标。我们提高高电压技术教学质量的措施主要围绕学生制订，包括：通过国网招考相关讲座、课程思政建设解决思想问题，使学生重视课程学习、端正学习态度；通过电厂、供电公司实践，视频、图片解决学生认识问题，减少理论与实践距离感；通过改革考核方式把学生的注意力从考试过关引向学习知识；通过合理丰富的教学手段讲授课程内容；增加课外习题强化知识掌握。从近年教学效果观察，高电压技术授课学生出勤率和学习自觉性高，考核结果理想，国网招进人数多年位居全省高校前十。

4  参考文献

[1] 吴淑群，陈玉秀，张潮海.“高电压技术”课程线上线

下混合式教学[J].电气电子教学学报，2021，43（3）：45-

48.

[2] 郭晓君，林亚君，陈学军.“高电压技术”课程混合式

教学改革与实践[J].科技视界，2021（6）：76-78.

[3] 江进波，邱立，李振华.基于SPOC的混合教学模式在

《高電压技术》课程中的应用研究[J].教育现代化，

2020，7（24）：96-98.

[4] 刘晶.基于工程能力培养的《高电压技术》课程改革探

索[J].山西农经，2017（17）：100，102.