(山西农业大学信息学院,山西晋中030800)
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高电压技术作为电气工程及其自动化专业的一门重要专业课程,其教学质量的优劣会直接影响到电气类学生对后续课程的继续学习,因此提高本门课程的教学对学生的工程素质是非常重要的。文章对目前高电压技术课程传统教学的现状和学生特点进行了分析,从课程内容的合理设置、实践环节的开设以及加强工程实训等方面提出了本课程教学改革措施。这些改革方法和措施的实施对于电气类学生的工程实践素质的提高起着重要的作用,对今后高电压技术课程教学内容和实践环节的改进有一定的借鉴意义。
高电压技术;课程教学改革;措施;实践
“高电压技术”课程是全国高等院校电气类专业,特别是电气工程及其自动化专业的一门重要专业课程,它为“电力拖动”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”、“发电厂电气部分”等一系列的后续专业课程奠定了基础,对这些后续专业课程的继续学习起着举足轻重的作用。“高电压技术”课程中内容形式多样性,涉及知识面广泛,概念多、基本原理多、知识面涉及较广、与工程实际联系较紧密,教学难度较大,但往往课时分配的学时并不是很多。由于本课程的这些特点,在课程教学过程中,也是大多数学生感到比较头疼的一门课程,主要体现在学生学习时感到头绪多,概念性强,原理抽象,不易掌握,学习中会有畏难情绪,因而使他们这门课程的掌握与理解造成了一定影响。
造成这种现象究其原因主要有以下几个方面:首先,在电介质的极化、电导和损耗的讲授中均会涉及到物理的、电场的、电路基础等内容,将这些内容结合起来需要较强的综合能力,这是造成学生感到本课程难度大的最主要的原因;其次,本课程中的概念多、原理多、公式多,课程内容比较抽象而且与工程实际联系比较密切,这也是造成学生具有畏难情绪的原因之一。如何在有限的学时内保证教学质量,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,怎样让学生在一个学期有限的时间内对高电压技术试验的基本理论进行理解和把握,怎样适应现代科学技术对高电压技术课程提出的新要求,是一个值得研究和实践的问题[1]。
(一)课程理论方面
目前的高电压技术课程教学还是传统的教学模式,教师只是根据自己已有的教学经验或者以前的教学情况,制定教学内容、教学计划、教学要求,课程讲授内容的取舍选择、课程大纲的制定以及课后作业的布置等等,都是由教师决定和制定,学生也只是按照教师规定的内容听课、完成作业。这种传统的教学方式对学生因材施教的进行非常不利。
传统高电压技术课程所用教材厚、内容知识面广、学时较多,不太适合独立院校学生学习的特点。再者,传统的高电压技术课程主要要求学生对电介质的极化、电导和损耗进行理解和简单的计算;对输电线路的波过程及电晕对输送电能的影响要掌握并计算;对变电站和发电厂的雷电过电压,包括直击雷过电压和感应雷过电压采取相应的防护措施;对于雷电放电的机理要熟悉并会简单利用计算模型计算雷电放电的一些参数等[2]。在我国全面建设新型社会主义国家的进程中,对于培养新型时代社会主义事业接班人来讲,这是远远不够的。很大一部分学生在学完高电压技术这门课程后,对实际的过电压的情况还不能熟练的采取相应措施处理。这就需要构建高电压技术课程实践教学体系,指导课程实践教学,并积极开展教学研究来提高学生的工作实践能力。
(二)课程实践方面
在高电压技术课程实践环节中最基本的就是课程试验,大部分学校除了课堂的理论教学外,还会与课后验证性试验的教学相结合。试验中要完成绝缘电阻及吸收比的测量试验、泄露电流的测量试验、介质损耗角正切值得测量试验、局部放电测量试验、工频交流耐压试验、直流耐压试验、冲击耐压试验以及电力系统主要电气设备绝缘预防性试验等。在这些试验的基本操作过程中,往往以传统的高电压技术试验室作为试验的设置内容,学生们也习惯在试验指导书或者试验指导老师的指导下按部就班地进行试验步骤以及试验数据的记录等等。这些试验只是验证教材中的部分理论,要想较好地与工程实际应用联系起来还有一定差距。基于上述分析,无论从课程理论教学方面还是从课程实践方面,这些原有的教学方式已不能充分实现应用型人才的培养目标,也没有体现出学生应掌握的知识和应具备的能力,因此,对高电压技术课程教学改革势在必行。
把传统的高电压技术课程改为理论与实践应用课,并编写出相应的教学大纲和教学计划,增加实践教学内容,从而提高学生的实践动手能力和解决问题能力。
(一)课程理论教学改革
以培养学生的能力为目标,对课程内容进行重新整合和优化,在理论教学过程中恰当把握好内容的深、浅度,对某些繁琐复杂的公式推导进行简化甚至省略,不要盲目去追求基础理论的完整性和系统性[3]。
1.为提高教学效果,采用多种教学方法
采用讲授法、分组教学法、互动教学法、案例教学等各种方法相结合,其目的是能够最大限度地利用课堂教学时间,对学生的潜能进行全方位地挖掘和激发,使学生能够在有限的时间内获得更多的知识和技能。
讲授法体现在教师要精讲,学生要多练,使学生能够自主学习。精讲,即对高电压技术试验的基本原理、基础知识和重点内容精心讲授,引导学生建立内容的知识体系。同时,还要注意讲与练要有机结合,可以适当增加习题课,加强综合练习,培养学生的自主能动性,增强学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,摆脱学生过分依赖教师的现象。
在案例教学中,教师应课前把案例布置好,并且提出问题,以便学生在课前做好准备工作;在课堂上,由学生首先对案例进行讲解和分析,并由学生进行评价,然后教师进行总评。这样既注重了学生综合运用知识的能力,又使学生分析和解决问题的能力得到了提高。
在整个教学过程中还可以贯穿分组教学。在课程开始前将学生分为每组5-7人若干学习小组,在学习过程中小组内互相帮助、相互借鉴、互有竞争、共同提高。
在教学过程中互动教学模式也是很好的方法之一,能够有针对性地进行教学活动。
2.充分利用现代化教学手段
在实现了多媒体教学的基础上,由于高电压技术内容较抽象,学生对高电压技术试验的直观形象和基本原理的时-空概念性不强[4]。因此,学院可以制作一些实物模型,并录制成对高电压技术试验原理、结构以及制造过程的教学录像片,并安排具有高电压技术试验行业丰富工作的双师型教师进行讲授,这样既可以避开繁杂高深理论的推导,又可以使学生立足于工程实际掌握理论知识。
(二)课程实践教学改革
理论联系实际是高电压技术课程教学的主要目的之一,实现这一目的方法是开展现场实践教学,实践教学可以提高学生技术应用能力的培养,同时强化培养学生的工程实践能力[5]。学生除了参观生产现场,对高电压技术试验结构和生产工艺有更加直观的认识之外,在校还可以建立高电压技术试验实训基地,并在高电压技术课程教学中安排一定学时的实训,对高电压技术试验中的电力变压器、消弧线圈和油浸式电抗器试验、互感器试验、断路器试验、电力电缆和电力电容器试验、避雷器试验、发电机试验以及绝缘油与绝缘工具的耐压试验等,所有的高电压技术试验的进行,学生均可参与进来。在每个试验环节中,实行校企合作,由企业配备一线生产技术员工对学生实行一对一指导,让学生真正实际动手操作,使学生真正了解和熟悉高电压技术试验的操作步骤以及其过程,从而调动学生学习的兴趣、积极性和创造性。
为增强学生的动手实践能力,还要安排有实训环节,该环节主要对高电压产生和绝缘特性做一些基本了解,通过数字仿真和电气设备的维护来进行锻炼。在校电气工程及其自动化专业的试验室准备了电力系统将从涉及到的断路器、互感器、小容量变压器、电缆盒绝缘子等主要的电气设备,安排有一些常规高电压技术工程案例让学生学习了解,在增强其感性认识和理解能力的同时,也锻炼了实践动手能力,为以后从事相关的专业岗位工作打下了较好的实践基础。
在高电压技术课程理论教学方面,在通过多媒体教学的基础上,并利用讲授法、分组教学法、互动教学法、案例教学等多种方法相结合的教学方法,提高理论教学;在实践教学方面,通过学生观看高电压技术试验实训录像,并到现场参加实训,可以使学生直观了解高电压技术试验的操作步骤及其过程。其中课程设计也是本课程校验学生对所学课本知识及应用的一个重要手段,随着通信、计算机及其网络等各种新技术在现代化电力系统中的深入应用,以及电力系统对工程人才要求的提高,在课程内容及形式上应当有所改革和创新,让学生通过课程设计,运用书本上的知识去设计和解决工程实际问题。提高学生的学习热情,同时使学生的工程意识、操作技能、专业综合素质得到很大提高。
高电压技术属于一门理实一体化课程,文章从独立院校学生实际情况和现代社会需求出发,对高电压技术课程教学改革进行了探讨。在高电压技术的课程体系、教学方法、教学手段、实践教学等方面进行了适当的改革,使理论与实践齐头并进。这对今后高电压技术课程教学内容和实践环节的改进有一定的借鉴意义,同时为今后培养适应社会发展的高素质电气类工程师有一定的实践意义。
[1]艾青.“高电压技术”课程实践教学改革研究[J].科技世界,2014(35).
[2]孔斌,包毅.“高电压技术”课程教学改革的探索[J].中国科技信息,2014(13).
[3]闫群民.“高电压技术”课程试验教学改革的研究与实践[J].机械管理开发,2013(2).
[4]廖艳娥,毛哲.高电压技术教学的思考与探索[J].教育教学,2011(30).
[5]王伟炳,杨志超.“高电压技术”课程若干教学方法的研究[J].中国电力教育,2010(19).
独立院校“高电压技术”课程教学研究与实践
刘攀
High voltage technology as an important professional courses of electrical engineering and its automation.Its teaching quality can directly affect electrical students to continue learning the next class,therefore enhancing the course of teaching to student engineering quality is very important.Articles for traditional high voltage technique course teaching present situation analysis and student characteristics,from a reasonable set of curriculum content,practice opening and strengthening engineering training and other aspects of the course teaching reform measures. These reforms and the implementation of the measures for improving the quality of students of electrical engineering practice plays an important role for future high-voltage technology curriculum and practice of improving a certain degree of significance.
high-voltage technology;teaching reform;measures;practice
G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2016)18-0123-02
刘攀(1985,10-),女,汉族,河北省石家庄市人,工作单位:山西农业大学信息学院,助教,硕士学位,职务:教师,研究方向:电气工程及其自动化。