基于理念的高电压技术课程教学改革探索

1 《高电压技术》课程的特点和现状

《高电压技术》是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业必修课。该课程以大学物理、电路原理、电力系统分析以及供配电技术等课程为基础，主要研究高电压（强电场）下的各种电气物理问题。通过该课程的学习，学生应掌握电介质的电气强度特性，掌握电气绝缘与高电压试验的原理和方法，掌握电力系统过电压产生的原因和防护措施，掌握电力系统绝缘配合的原理和方法，最终达到能解决实际中遇到的各种高电压技术问题的目的。《高电压技术》涉及的知识面很广，既有汤逊理论、介质放电原理、波的传播过程等复杂理论，又有电气绝缘高电压试验、绝缘配合等工程实际问题。该课程集成了电气工程及其自动化专业的多个分支学科，在本专业培养方案的课程体系中起到了承上启下的作用。课程的课时量较大，涉及的知识点繁多，学生普遍反映难以理解。在实际的教学过程中，我们总结了该课程教学所面临的主要问题：

1.1 传统教学模式下课堂教学的效率不高

传统的教学模式，注重知识的讲授，而高电压技术课程理论性强，很多公式推导过程复杂，对学生的基础知识要求很高。在实际的教学过程中我们发现，高电压技术课程教学氛围沉闷，学生学习热情不高，学习效果低下。此外，课程理论的教学过程中，因过分强调理论的完整性，往往忽略了知识点涉及的工程问题和相关的社会背景。造成学生普遍产生了该门课程实际应用不广的错误观念，进一步影响了学生的学习动机和学习兴趣。

1.2 过分重视课堂教学，忽视实践能力的培养

高电压技术是一门理论和实践密切联系的课程，学生实践能力的培养是课程教学目标的重要一环。但目前，该课程普遍存在过分注重课堂理论的教学，而忽视实践教学环节的情况。

1.3 传统的考核方式单一，难以全面评价学生

传统的考核方式过分重视理论考试的成绩，这也直接导致了学生过分重视理论学习，将大部分时间投入到理论知识的学习上，而轻视实践能力的培养和训练，甚至产生了卷面成绩最重要，实践环节成绩不重要的错误认知。

伴随着高电压技术的不断发展，以及目前新工科建设的背景下，传统的教学模式已无法满足对学生综合能力的培养要求。因此，必须对当前高电压技术课程的教学模式进行改革。

2 基于OBE理念的课程教学改革思路

OBE (Outcomes-based Education) 是著名学者派迪怀特最先提出的一种教育模式。它是以“预期学习结果”来驱动整个教育体系的模式，与传统教学模式更加注重教育过程不同，该教育模式强调的是教育的结果和教育的产出，教育的结果体现的主体是学生，而不是学习工具或其他。该教育模式更注重学生的理解，期望在教育过程中培养学生良好的分析问题，解决问题的能力，将理论知识转化为实践内容的迁移能力。本文基于OBE的理念，并根据本校最新的电气工程及其自动化专业培养方案和高电压技术课程教学大纲，对这门课程的教学方法进行改革探索，从教学方法、项目设计、考核评价三个方面进行创新设计，该课程具体的改革方案框架如图1所示。

图1 高电压技术课程教学改革方案框架图

本校最新版的高电压技术课程教学大纲要求培养学生具有以下能力：1）能够应用电介质基本理论分析电力设备绝缘材料电气特性，理解电气试验的测试原理和方法；2）能够考虑电力设备绝缘状态考核要求，选择和设计电气试验方案；3）能够结合电力系统及电力设备的特点，进行电力系统过电压防护方案设计和选择；4）在上述学习过程中能够理解工程实践对环境、社会可持续发展的影响。本文基于OBE理念对教学大纲的知识点要求和能力要求进行分解，并结合实际使用教材吴广宁版《高电压技术》的具体结构，设计高电压技术一级项目3个。在各一级项目下继续分解2-3个二级项目，各二级项目下落实到具体的任务点2-3项。教学实施过程中通过个案的工程项目，灵活运用教学方法，增强教学的应用真实性，激发学生的自主学习热情和分析问题解决问题的能力，努力实现学生在完成理论知识学习的同时，还掌握了电气设备试验的基本技能，最大限度的提升教学效果。

3 基于OBE理念的课程教学改革具体实施内容

本文设计的高电压技术3个一级项目为：1）电介质绝缘特性试验；2）电气设备预防性试验；3）电力系统过电压试验。电介质绝缘特性试验分别由气体放电试验和固体放电试验组成；电气设备预防性试验分别由电力变压器特性试验、高压电缆特性试验和避雷针特性试验组成；电力系统过电压试验分别由输电线路防雷保护试验和变电站防雷保护试验组成。为了避免学生直接参与二级项目跨越性大，难度较大的问题，本文对二级项目进行了任务点分解，设计了难度较小、试验目标明确的三级项目。本文基于OBE理念的高电压技术教学改革具体实施内容如表1所示。

文章来源：《高电压技术》 网址: http://www.gdyjszzs.cn/qikandaodu/2021/0712/664.html