面向卓越计划的高电压技术课程PBL教学模式研究

高金兰　陶国彬　付光杰　任爽　刘超　许爱华　李宏玉

【摘 要】 由于高电压技术课程内容工程实践性较强，传统教学方法存在理论知识难懂，枯燥乏味，学生主动学习的积极性不高等问题，本文通过将PBL教学法引入高电压技术课堂教学，以问题为主线，将课堂中抽象的概念转换成问题的形式，引导学生主动思考，使学生由被动接受转变为自主学习，提高了学习的积极性，培养了学生的解决问题能力，有助于实现卓越工程师人才培养目标。

【关键词】 卓越计划；PBL教学；高电压技术；教学改革

【Abstract】Due to the content of high voltage technology course has stronger engineering practicality， the traditional teaching methods existing that the theory knowledge is not easy understanding and boring， so the students learning activity is not high. This paper put PBL teaching method into the classroom teaching of high voltage technology， problems as the main line， the class abstract concept into the problems， guide the students to think actively， and from passive acceptance into autonomous learning， improve the learning enthusiasm， cultivate students' ability to solve problems， help to achieve excellent engineer personnel training objectives.

【Key Words】Excellent program； PBL teaching method； High voltage technology； Educational reform

【中图分类号】 G643.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-3089（2016）25-0-02

引言：

“卓越工程师教育培养计划”旨在面向工业界、面向世界、面向未来，培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势，增强我国的核心竞争力和综合国力。2013年我院电气工程及其自动化专业成为我校“卓越计划”试点专业之一，“卓越计划”的核心是创新能力，随着“卓越计划”在应用型本科院校的深入推广，传统教学模式只强调知识的灌输，忽视对学生能力培养的弊端日益凸显，不利于卓越工程师人才培养计划的实施1。

PBL（基于问题的学习）教学模式是“以学生为主体、以问题为中心”，在教师的整体把握和指导下，强调学生的主动参与，其精髓在于发挥问题对学习过程的指导作用，调动学生学习的主动性和积极性。PBL教学模式是顺应时代发展和教育改革潮流发展起来的一种注重理论和实际相结合的教学方法。通过PBL教学模式的展开，激发学生自主学习，培养学生具有批判性思维和创造性思维以及团结合作、解决实际问题的能力，使之成为具有创新能力和应用设计能力的跨世纪卓越工程师2。

一、卓越计划下高电压技术课程PBL教学的必要性

传统的教学方法不仅易导致学生产生畏难厌学情绪，更违背了培养卓越工程师人才的目标。另外随着高电压技术日新月异的发展，相关仪器设备的更新换代，迫切需要及时采取应对措施，更新教学内容，改进教学方法，因此，在高电压技术课程中应用PBL教学法十分必要。

1.高电压技术PBL教学法符合卓越计划的人才培养目标

从“卓越计划”的目标和我院的人才培养目标来看，以高电压技术为主的专业课教育应该得到重视，在该课程中采用PBL教学法能够提高学生的思维能力和创新能力，每个参与者都需要积极发挥他们的创造力和主动性，学习隐含于问题背后的科学知识，并形成自主学习的能力，培养具有国际竞争力的人才，适应经济社会发展的需要，实现卓越工程师人才培养目标。

2.高电压技术PBL教学法能激发学生的学习兴趣、增强学习动机

PBL教学法以问题为主线，将“高电压技术”课的抽象概念与问题的提出、分析、解决相结合，从而使学生由被动接受转变为自主学习，这一方面符合学生的认知结构3，另一方面也体现了以学生为主体，以教师为主导的先进教育理念，能起到最大限度调动学生学习兴趣的作用。

3.高电压技术PBL教学模式能够培养学生的参与精神和团队意识

在PBL教学模式下，学生以小组的形式积极参与到课堂讨论、设计和评价中，他们对学习目标都有较为明确的认识，长期训练之下学生必然能够提高课程的参与感和认同感。学生也不再是孤军奋战，从而能培养他们的团队合作意识，树立他们学好高电压技术课程的信心。

二、高电压技术课程PBL教学法的实施过程

1.课前设置任务，构建问题

PBL教学法的主要特征是以问题为核心，围绕问题来开展的教学方法。因此要精心设计问题，问题设计要多角度、多方式、多层次，高电压技术课程组的教师共同研究各课程的特点，凝练出一系列按照基础、拓宽与创新的学习规律呈螺旋上升趋势的“问题”，设置学习目标，在新章节开始，设计的问题具有普遍性，让学生从解答问题中明白本章节所要讲授的内容；而后设计的问题要具有一定的难度梯度，让学生从解决问题的过程中体会乐趣，从而达到激发学生学习积极性的目的。同时，教师将自己的科研课题成果、专业领域新知识、新技术融合到教学案例的设计中，以丰富学生的视野，达到最佳的学习效果。

2.课堂教学实施

首先在第一次课中将全班学生根据他们的兴趣、爱好自由组合，以5人为一组共分成6组。要求学生以团队合作的方式来完成课堂问题及课后作业，鼓励自主探究，激发和支持学生的主动思维，使学生在探索研究过程中能充分地进行讨论和交流。

每堂课开始都先由老师提出问题，再由各组学生解答问题，然后教师再对解答进行深入讲解，引出本堂课的教学重点和难点，从而完成本堂课的教学目的。在授课过程中，教师通过讲授原理和相关的实例，引导学生去思考和探究，自行发现并掌握相应的结论。以绝缘电阻的测量方法为例：首先，提出绝缘电阻的定义是什么？让学生思考回答，由此引出讲解测量电路的原理；其次，提出如何防止测量误差问题，由学生总结解决问题的方法。再如：在讲解电晕放电的限制措施时，首先提出什么是电晕？通过图片向学生介绍特高压输电工程中的电晕放电现象。为了说明电晕放电的几种限制措施，先给出场强和电压的经验公式，然后引导学生按照对公式的理解说出相关的电晕放电限制措施，并分析哪些限制措施起主要作用。给出问题：高压输电线为什么采用分裂导线？并将该问题作为课后思考题，让学生在课外自学完成，锻炼学生自己解决问题的能力。在学生提交答案之后，教师再组织讨论、作点评，使学生对知识的理解更加深入。

不仅如此，在一学期的学习当中，学生可以通过网络查阅和本课程有关的最新学术动态和国内外学术动态，开展3次以上专题讲座。每次讲座20分钟，每个同学都可以发表演讲，由学生来当教师，教师作为学生，每个“学生”都可以发出提问。经过实践证明，学生对老师介绍的学术动态都很感兴趣，而且课下都积极的查阅资料，主动发表演讲，受到了院系领导的一致表扬，改善了以往课堂教学枯燥、平庸的状态，收到了良好的教学效果。

在该课程结束时安排一次到高压户外试验变电站参观实习，结合变电站的设备，将该课程的重点内容逐一进行梳理和总结，给学生以系统的、直观性的理解和认识，从高电压的产生到试验设备，从绝缘理论到绝缘测试技术，从电力系统到过电压保护等等，理论联系实际让学生身临其境、大开眼界。

3.课后自主学习

由于“高电压技术”课程的学时少，内容多且深，仅靠课堂授课往往讲不深、讲不精，因此建立了“高电压技术”课程教学网站，包含了课程教学大纲、课堂教学PPT、作业点评、实验指导书、课程设计指导书、交流答疑、主题讨论、在线测试、问卷调查等栏目，充分利用网络教学资源，进行在线学习，传递参考资料，为教师与学生、学生与学生之间的互动、交流搭建了良好的沟通平台，提高了教学效率，增强了教学效果。

教师还可以充分利用学生感兴趣的qq、微信、飞信、博客等这些网络资源，和学生进行沟通，以激发学生学习的兴趣。

4.期末考核评价

为推进PBL教学模式的进行，实现卓越工程师培养目标，必须改革传统的期末考试考核方法，推行平时作业、期末试卷、实验能力、小组讨论表现、专题演讲、设计报告等多种考核方式相结合的考核制度，并加大课堂小组讨论表现的比重，对于学生的参与、交流、团队合作精神等方面，按深入程度分别评定为较差、不及格、及格、良好、优秀5个等级，形成教师对学生的考核条例。如：针对学生参与教学活动的态度，“偶尔参与，通常表现肤浅，看得出是兴趣有限”为不及格；“对讨论回答问题有一定贡献，学习态度端正，有一定兴趣”为合格；“经常参与讨论回答问题，对话题有较深理解，学习目的明确”为良好；“积极并富有建设性地参加讨论并回答问题，理解深刻，兴趣浓厚，热情高”为优秀4。因此，学生如果想在PBL教学中获得优秀，就必须要积极并富有建设性地参加讨论并回答问题，热情高；要有极好的交流技巧，能准确、清晰地解释要点和观点；具有优秀的团队精神。

三、反思

经过教学实践，作者发现PBL教学法在高电压技术课堂上是切实可行的，也受到了学生的欢迎，同时也存在一些问题，值得我们反思。

1.PBL教学模式对教师要求更高

大多数老师都习惯以课堂讲授为主，实践能力相对较弱。而PBL教学过程中，教师应该既是一个学科专家又是一个指导家5。这对教师知识层次、专业水平和课堂管理能力都有更大的要求。因此，需要指定教学水平高、教学、科研经验丰富的老师作为该门课程的负责人，制订科学合理的课程建设规划与实施方案，有计划有步骤地培养课程组教师的创新教育思想和教育教学理念。教师网络交流或者到国内成功实施PBL模式的高校进行实地考察，定期组织教学研讨和教学经验交流，借鉴成功经验，及时更新和修正教学方法和教学手段，建设一支知识渊博、工程能力强、教学水平高、能够胜任卓越工程师培养要求的教学团队。

2.PBL教学模式对学生要求更高

PBL教学模式要求学生需要自我激励、做独立的研究、将新建构的知识应用到复杂的问题解决之中，还要监控和反思解决问题的过程。这对学生的学习能力和自主性提出了更高的要求。在教学实践中作者发现，很多学生还是习惯于“接受式”的“被动”学习，因此，他们在查阅资料、小组讨论、成果汇报等学习阶段表现出对教师依赖性较强，在前期准备上的时间精力大大超过普通的课堂学习，与预期的教学效果和目标有一定差距。

四、结论

“卓越工程师教育培养计划”是工程教育的新理念。本文通过PBL教学法在高电压技术课堂教学的实施，学生的反映不错，该方法不仅更新了教师的教育理念，创新了教学模式，同时将学生的学习方式由被动转为主动，培养了学生的问题解决能力、知识获取能力与团队合作能力，有助于实现卓越工程师人才培养目标。但PBL教学法的实施过程与学生的积极配合密不可分，如何让更多的学生积极主动地响应PBL教学法，直接关系到PBL教学法的实施效果。因此，教师需要不断地提高自身的综合素质，充分发挥个人魅力，引导学生积极地参与高电压技术课堂的PBL教学，从而使PBL教学法取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]林健，卓越工程师创新能力的培养，高等工程教育研究，2012年第5期.

[2]张波，社会责任感驱动的PBL学习模式探索--卓越工程师计划与建筑师职业教育教学改革实践，University Education，February，2014.

[3]肖文娟，马永良，MOOC环境下PBL教学模式在大学英语教学中的应用，长春教育学院学报，2015年3月，第31卷，第1期.

[4]张允等，PBL教学法在“智能控制技术”课程教学中的应用，中国电力教育，2013年第34期.

[5]张海燕等，PBL教学法在模拟电子技术课堂教学中的应用，宁波工程学院学报，Jun.2014，Vol.26No.2.