“高电压技术”课程实践教学改革研究
作者:艾 青 李绍武 杨永超 陈坤燚
来源:《科技视界》 2014年第28期
    艾青1,2 李绍武1 杨永超2 陈坤燚2
    (1.湖北民族学院科技学院,湖北 恩施 445000;2.湖北民族学院,湖北 恩施 445000)
陈坤资料
    【摘 要】本文以社会需求和学生就业为导向,以培养学生创新精神、实践动手能力为目标,改革高电压技术课程实践教学内容、方法和手段,完善强化课程实践教学体系,加强实践教学管理,落实和规范课程实践教学各个环节。对高电压技术课程的实践教学改革进行了有益的探索,使实践教学质量能够上一个新台阶。
    【关键词】高电压技术;实践教学;创新能力
    高电压技术是电气工程及其自动化专业的一门重要专业技术课程,由于高电压技术的发展迅速,应用领域十分广泛,如何提高高电压技术课程的教学质量,让本专业的学生更好适应社会发展需要显得越来越重要。根据本课程的特点及本科生教育目标的要求,很多教师从课程特点、教学内容、教学方法以及实
践环节等方面对该课程的教学进行了改革研究,一个主要的改革方向是强化实践教学,并注重理论教学体系设置与实践接轨,本文重点研究高电压技术课程的实践教学。[1-3]
    1 “高电压技术”课程的特点
    “高电压技术”课程涉及知识面广泛,内容形式多样,教学难度较大,但通常可分配的学时并不多。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。
    近年来,社会需求对电气工程及其自动化专业学生的要求越来越高,特别是对学生实践动手能力的要求越来越高,同时由于实习单位接纳学生的积极性不高,导致联系实习企业困难等诸多因素的影响,高电压技术课程的实践教学效果不甚理想。另外,由于高电压技术实验设备具有投资大、场地要求高、专业水准高等自身的特点,一些高电压实践教学过程难以在学校内完成。因此,结合我校电气工程及其自动化专业实际,有必要对这门课程的实践教学进行探讨,并积极开展教学研究来提高学生的工程实践能力。[4-5]
    我校电气工程及其自动化专业在2012年获得湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划本科项目支持,同时也是湖北高等学校”专业综合改革试点”项目专业,依据电气工程及其自动化专业“3+1”人才培养模式,以课程实践教学改革为切入点,构建高电压技术课程实践教学体系,指导课程
实践教学。将课程实验、生产实习、课程设计和科研相结合,加强实践教学管理,提高学生理论与工程转化能力。
    2 实践教学体系
    实践教学是当前社会对高等教育的基本要求,高质量的实践教学,对于提高学生的综合素质,培养学生的创新精神,以及提升实践动手能力等方面都有着理论教学所不可替代的特殊作用。实践教学的设计思想以学生为本,突出应用性和针对性,将基本动手能力和技术应用能力训练贯穿于实践教学的全过程。实践教学是培养创新性人才不可或缺的环节,主要包括课堂实验、生产实习、课程设计等环节。课程实验是实践教学的首要环节,生产实习是教学计划中一个重要的实践性教学环节,课程设计是对所学专业知识的一次考查,与科研项目结合起来。依托科研项目,把学生吸收到科研项目中,为学生创造良好的科研氛围,投入到以科研项目为依托的实践中,使学生不但巩固所学的课程基础知识,同时学习科学研究的基本方法。
    2.1 课堂实验
    “高电压技术”课程是一门实践性很强的课程,实验教学对该课程非常重要,通过课堂实验教学,可以将书本上的理论与工程实际紧密联系起来,进而培养学生解决实际问题的能力,达到巩固理论知识、训练实际技能的目的。但由于学生规模的扩大和实验学时数量有限,达到良好的实验教学效果并
非易事。经过几年的探索,从以下几个方面来保证实验教学的效果。
    (1)实验课前的准备与要求。理论课带的实验学时不多,高电压实验给学生感觉风险较高,因此许多学生对课堂实验重视不够,这也是导致大学生动手能力差的一个重要原因。为了保证“高电压技术”课程实验教学的效果,首先在实验课进行前就应该纠正学生轻视实验的思想,要求学生认真对待。另外要求学生在实验之前做好预习,拟定实验方案,熟悉实验流程,掌握需要记录的数据,并交给教师审阅合格之后方可进行实验,这样做不但培养学生自学能力和查阅资料的能力,而且使学生在实验前就有了一定的知识准备,有利于实验的顺利展开。
    (2)实验过程的监督与引导。在实验过程中,可以对学生进行分组,不但培养了学生团结协作的能力,而且加快了实验进度。由于高电压技术实验电压高,具有一定的危险性,因此教师在实验过程中一定要起到监督与引导的作用,监督学生亲自动手,完成实验,避免依赖别人,应付了事,还要注意监督学生在实验过程中的操作,避免出错,另一方面要注意适当引导,鼓励学生动手,克服恐惧心理。实验过程中应保证每个学生都有动手操作的机会,一个比较好的办法是要求小组成员在实验中变换角,以击穿实验为例,小组成员有负责调整气隙距离的,有负责调节电压大小的,有负责读取击穿时电压值的,每次击穿实验后要求成员变换角再重做几次,这样使每个学生都有动手接触不同实验设备的机会,学生可以掌握更多的实验技能。
    (3)实验答疑与成绩评定。实验报告是对实验的总结,也是实验成绩评定的依据之一,特别是实验数据必须是自己实验所得,禁止杜撰或抄袭。对于实验成绩的评定,既要考虑实验报告的质量,也要反应学生在实验过程中的表现,通过现场评定并与学时互动能达到较好的效果,这样可以有效督促学生积极参与到实验中,保证实验教学质量。
    2.2 生产见习与实训
    高电压技术是一门理论与工程实际联系紧密的课程,其工程性和实践性很强,所在教学过程中必须注意理论与工程实际结合。为了进一步增强学生的实践能力,与实际工程零距离接触,在制定教学计划时安排了见习环节作为现场教学内容,到学校附近的发电厂及变电站参观见习,增强其工程实践能力。为了使现场见习教学环节能达到较好的效果,避免学生在现场参观的盲目性,必须在参观前做好相应的准备工作,让学生带着问题、有目的地去见习,避免到现场走马观花。见习过程中邀请具有丰富工程实践经验的工程技术人员,为学生进行现场教学,让学生基本了解高电压技术课程相关知识在工程中的应用。最后,还要强调见习时的纪律及安全问题,做好安全防护措施。
    为了增强学生的动手实践能力,还安排有实训环节,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锻炼。我校电气工程专业的实验室准备了电力系统经常涉及到的断路器、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。
    2.3 课程设计
    课程设计是本课程检验学生对所学课本知识的综合运用的一个重要手段,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,在课程设计的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,从而真正提高其工程实践及专业知识的应用能力。在该教学环节的实施过程中,以学校所在地附近的水力发电厂或者变电站等实际工程项目为设计题目,并在此基础上更改相关的条件或者参数,引申出更多的课程设计题目,以此来提高学生分析和解决实际工程问题的能力。部分对高电压方向感兴趣的学生应鼓励其参加开放性实验,开放性实验是学生根据高电压实验室现有条件,自主设计实验,撰写实验设计报告(包括实验目的、原理、步骤等),获任课老师批准后,在实验指导老师的陪同下完成的实验。通过开放性实验设计,学生可以加深专业知识的认识,培养了初步的独立完成项目工作的能力。
    3 实践教学方法和手段
    研究“启发式”、“研讨式”等实践教学方法和手段,培养学生的独立思考能力及创新思维能力。“启发
式”教学是以活跃学生思维为标志的一种教学指导思想。它的本质特点是激发和调动学生思维的主动性及积极性,以学生自学为主要手段,以思维为教学活动的核心,以训练为教学主线,以活跃的情绪、和谐的发展为目标,培养学生的独立思考能力及创新思维能力。高电压技术课程内容来源于科学实践和生产第一线,该课程目的性强,在组织教学内容的过程中采用“启发式”的思路,能够调动学生学习的主动性,启发学生思维。
    “研讨式”教学就是给大家一个主题,在这个主题下,让班里的学生分成若干小组进行准备和讨论,在小组讨论的基础上,各小组选出发言人,代表全组陈述自己的观点。在一个小组代表陈述自己观点的同时,其他小组的成员可以向他提问,本小组成员可进行补充,通过这种方式让各小组之间形成一种竞争、竞赛,在这个主题下看哪个小组挖掘得更深、思维更开阔,讲得更深刻。采用“研讨式”教学可以充实教学过程,改变教师与学生的角,凸显了学生的主体地位,教师发挥主导作用,变“讲授式”教学为“研讨式”教学,学生更容易将课程的主要内容掌握得全面而透彻。同时,通过采用“研讨式”教学,学生的自学能力、思维能力、研究与创新能力、口头表达能力以及写作能力都得到很大提高,并且增进了师生间的沟通与交流。
    利用发达的数码电子设备,可以把课程实习内容进行拍照、录像,便于学生日后进行复习,同时,教师在上课时也可以作为多媒体教学参考资料。对具有较强的工程实践性课程,把多媒体技术引入到教学过程中往往能收到常规教学方法所达不到的效果,例如,在“气体放电”中的“电晕放电”一节的授课
时,在黑板上讲解电晕放电的产生机理和电晕放电产生的现象的同时,如果能够结合电晕放电图片,能达到很好的教学效果。
    4 小结
    针对高电压技术课程特点,结合学校的具体教学情况和实验条件,因地制宜地开展该课程课堂教学模式、教学方式和教学方法的改革与实践,有效调动学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习,使学生学出了自信和成效,让老师和学生共同分享到课堂教学改革的乐趣和收获,为高电压技术课程的实践教学改革进行了有益的探索。
    【参考文献】
    [1]张鸿博.提高“高电压技术”课程教学质量的方法探索[J].中国电力教育,2014(12):41-42.
    [2]关伟民,蓝磊.“高电压技术”课程课堂教学改革与实践[J].中国电力教育,2014(6):50-51.