《高电压技术》课程教学改革的探索-2019年精选文档

《高电压技术》课程教学改革的探索一、“高电压技术”课程的特点及教学中存在的问题高电压技术的发展始于世纪初，至今已成为电工学科的一个重要分支。随着电力工业的发展，高电压、大功率、远距离输电极大地促进了高电压技术的发展。当今世界已进入了超高压乃至特高压输电的新时代。高电压技术在电力系统的发展壮大进程中发挥着重要作用。对于高职电气工程类专业的学生来说，在电力系统中工作必然会面对高电压工程方面的诸多生产实际问题，比如对电气设备绝缘的测试、诊断、维护及维修工作。对过电压设备的安装、维护、测试及管理工作，简单的高电压工程的设计与计算，等等。除此之外，高电压技术在其他领域中也得到广泛应用，如生态与环境保护，生物医学、静电工业、大功率脉冲技术，等等，显示出强大的发展活力。因此，掌握高电压技术的基础知识和基本技能，在众多领域中都是大有作为的。高电压技术课程以大学物理、电路分析、电力系统分析及电磁场等课程为基础背景，研究在高电压、高磁场下绝缘问题、高电压实验问题及过电压防护问题。学生通过该课程的学习，能系统地掌握电气设备绝缘的基本特征，并能比较系统地掌握波过程的基础理论，电力系统中雷电过电压和主要内部过电压产生机理及防护措施，正确理解电力系统绝缘配合的基本概念，掌握电力设备绝缘试验的原理和方法，能解决实际中的各种高电压技术问题。随着高压技术发展，传统的 “高电压技术”课程已不适应当前形势发展的需求，主要表现出以下问题：一是课程教学内容注重知识传授，强调理论的严谨性，却忽视了工程问题和相关的社会背景。二是教学方法上重分析、轻综合，忽视了各部分知识之间的联系、各课程之间的联系及在工程中的作用。三是教学组织上重课堂教学、轻实践教学，忽视了对学生学习兴趣的培养。为适应高电压技术发展对人才培养的新要求，提高 “高电压技术”课程教学质量，课程组对该课程在课程体系、教学内容与教学方法等多方面进行了建设与改革。四是传统的考试方法，学生只注重死记硬背，不注重对知识系统的理解、灵活的应用，考试完后大脑中还是一片空白，这种机械的学习方式并不能给学生留下深刻印象。二、改进教学方法和手段1/4为促进学生积极思考，培养学生的自主学习能力，激发学生的学习兴趣，就要灵活运用先进的教学方法和手段，有效调动学生的学习积极性。主要采取以下教学方法和手段。1.启发式教学，培养学生的主动性。在传授给学生知识的同时，注意提高学生的学习兴趣，发挥学习的主动性，注意引导学生思路，培养学生的独立思考能力及创新思维能力。从第一节课开始，通过大量图片，演示了高电压技术的发展及应用，包括电力工业领域、核能技术领域、环保领域等。通过这些生动的实例，学生明白高电压技术其实就在身边。这门课的内容不仅有很强的理论性，而且是与实际紧密结合的一门工程技术课程。在讲解电晕放电的限制措施时，为了说明电晕放电的几种限制措施，先给出高压导线表面场强和电压的经验公式，然后引导学生按照对公式的理解，自己说出相关的限制措施，并分析哪些限制措施起主要作用。这样学生不仅学到了有关知识，也学到了高电压领域分析和解决问题的方法，对提高学生独立思考和解决问题的能力非常有帮助。这些措施改变了以往学生被动接受的状态，学生对这门课的兴趣大大提高，学习主动性强。2.应用现代化的手段，强化教学效果。本课程教学中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，加深学生的记忆。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，以及电压波形，等等，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，不但可增加教学信息量，而且对插图和课程中的重点和难点可以反复地指点和回顾，便于理解和掌握课程内容，增强教学直观性，取得良好效果。在教学过程中，将 Matlab仿真软件和高电压技术有机结合，既降低了课程中一些内容的抽象性，增强了直观性，又让学生在课堂教学中轻松学会了使用编程工具。采用了相对易用的软件 Matlab/Simttlink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，在课堂上演示给学生看，还可以方便地修改电路的参数，对一些问题进行分析。2/43.课程考试改革。（1）半开卷模式。“半开卷”就是允许学生在考试时携带一张A4纸并允许手工记录自己认为重要的知识点或公式。考试结束后，这张纸连同考卷一起上交，并且这张纸上所记录的内容也将作为评分的一项参考。通过调查，该考试模式普遍受到学生欢迎，他们认为至少可以减轻许多心理压力，不用花时间死记硬背复杂的公式或论述（如波过程计算、雷击杆塔顶部过电压计算、雷击避雷线中央挡距过电压计算、避雷针保护范围计算、流注放电理论，等等），从而可以专心理解并体会知识点的来龙去脉。实际上，“半开卷”模式就是学生对知识进行自我总结和自我提炼的一个过程。2）学生自己拟定试卷。针对高职教育的特点，考试方式上可以做出一些改变，在临近期末时教师宣布学生出题的考试模式、考试范围、各知识点内容比重（这一过程保证了课程的重点与难点）。每个学生必须出一份试卷，并做好相应的试卷答案交给老师（这一过程保证了学生对知识点的复习功效，为了能出好卷，并提供正确答案，不得不把知识吃透）。为防止学生出的试卷相互抄袭，应要求学生定时定点集中起卷。为防止学生随意出卷应付考试的现象，应进行抽样考核，即自己考自己，如果不及格则一票否决。考试试卷的题目将在全班学生试卷中抽取，但教师要对学生试卷库作必要的修正。最后考核评分依据：50%以学生试卷的质量计，50%以统一卷考试成绩计。这种考试模式凸显了学生的学习自主性，调动了学习积极性，并增加了学生互相交流学习的机会。三、加强实验和实践环节1.强化实验教学。高电压实验能力的培养，是学习和掌握高电压技术的重要环节，必须加以强化。为在有限的学时数下，开出高质量的实验课，要做好以下两个方面。1）明确教学实验两个最主要的任务，一是巩固和加深理解课程中所学到的理论知识，二是学习掌握实际试验技能，包括学习了解工程实际中常用的试验方法，常用的仪器设备及仪器设备的基本操作使用方法，并借实验、训练培3/4养良好的试验能力和试验习惯，为将来从事各种实际试验工作打下一定基础。二者不可偏废。2）明确实验报告的重要性。实验报告不是实验过程的“流水账”，不应简单地把实验数据罗列起来了事，努力锻炼自己依据所学的专业知识，从实验数据中综合分析实验结果、寻求结论的能力。实验报告应该如实地反映本次实验的真实情况，包括实验内容、实验电路、实验数据和实验现象等。实验报告中的数据（包括图表中的数据）应说明清楚。（3）组织学生开展实验技能竞赛，通过开展一些试验性的综合实验，组织学生参加比赛，提高学生的学习积极性，并对优胜者给予一定奖励，给出评分细则，通过比赛，可以考查学生的综合能力，学生可以借此机会得到很好的锻炼。2.加强实践和创新能力的培养。为了进一步培养学生的实践和创新能力，开设若干综合性和设计性的选做实验，实验室平时对学生开放，由专任的教师指导。如高电压领域的最新技术之一的介质阻挡放电实验，这一内容并未在课堂上出现，让学生自行查找相关文献，了解其原理和产生方式，由学生自己经历设计实验方案、编写实验程序、实验室实践等一系列过程。通过这种方式，学生多方面的能力得到了培养。为适应新世纪对电气工程复合型人才培养的需要，结合校外实践教学基地，加强实践教学环节。学习本课程前，学生利用生产实习机会到发电厂、变电所和电力运行部门参观学习三周，全面了解发电、输电、变电和配电的过程，尤其是高压电力设备的运行方式、实