“高电压技术”课程改革与实践

摘要：为实现西电东送，新疆将建设运行高电压、大功率、远距离输电工程，培养适合当前形势的高电压技术人才。分析了目前新疆大学“高电压技术”课程存在的问题，提出了在课程体系、教学内容及教学手段方面进行改革的方法及实践。

关键词：高电压技术；课程体系；教学改革

作者简介：蔺红（1969-），女，山东莱芜人，新疆大学电气工程学院，副教授；晁勤（1959-），女，湖南宁乡人，新疆大学电气工程学院，教授，博士生导师。（新疆　乌鲁木齐　830047）

基金项目：本文系电气工程及其自动化部级特色专业、新疆大学21世纪高等教育教学改革工程项目的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0030-02

进入21世纪后，我国电力需求非常旺盛，电力系统得到了快速发展，电网规模不断扩大。由于我国能源分布与需求不平衡，需加快建设大容量、远距离输电的能源输送通道。新疆地域辽阔，煤、水、风、光发电资源极为丰富，2010年11月建成新疆与西北750kV联网工程，“十二五”期间，新疆规划建设了3条特高压直流输电外送工程，高电压、大功率、远距离输电使电气工程尤其是高电压技术面临前所未有的机遇和挑战。建设和运行超高压、特高压电网，对新疆大学培养高电压技术人才的实践能力和工程素质提出了新的要求，在实际的教学中发现新形势下高电压技术人才培养暴露出了一些问题，即教学内容脱离生产实际，为适应当前形势发展的需要，需对该课程体系进行改革，为达到培养创新人才的需求，本文探讨了“高电压技术”课程的教学体系、教学内容和教学方法的改革与实践。

一、“高电压技术”课程的特点及教学中存在的问题

高电压技术是20世纪初，为实现高压输电形成的一个电力工程分支学科，[1]“高电压技术”课程以“大学物理”、“电路分析”、“工程电磁场”及“电力系统分析”等课程为基础，研究在高电压、强磁场下，电力设备绝缘问题、高电压试验问题及过电压防护问题。通过对该课程的学习，使学生系统地掌握电气设备绝缘的基本特征、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，正确理解过电压与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，解决实际中遇到的各种高电压技术问题。该课程涉及面很广，知识集成度高，浓缩了电气工程自动化专业的知识精华，在专业课程体系中具有承上启下的作用。

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。[2]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”课程的教学质量，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。

二、课程改革和建设的总体思路

1.人才培养定位

新疆大学电气工程及其自动化专业主要面向电力系统等行业，为发电厂、电力运营及电力设备制造等单位输送大批高质量高级专门人才。“高电压技术”课程体系的建设是围绕这个核心展开的，它结合新疆大学的人才培养定位，依照培养适应电力行业需求的基础理论扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质过硬，具有一定复合知识、有开拓精神和研究潜力的高级专业技术人才的人才培养目标，以教、学、研相结合的教学理念，充分利用各种教学手段，提高学生的综合素质，提高新疆大学人才培养质量和水平。

2.课程体系建设和改革的总体思路

（1）课程体系建设。课程体系建设（课程体系构建的主线是目标定位、结构优化、内容整合[3]）是教学工作的核心问题，是人才培养目标得以实现的有力保障。应用型人才培养课程设置要紧跟行业发展的市场需求，既要重视理论教学，又要突出实践教学。[4]注重改革课程体系结构，使教学紧跟现代科技发展的步伐。

（2）教学内容及教学方法改革。“高电压技术”课程具有较强的工程实践性，只有运用多种不同的教学手段，改进教学方法，才能有效地提高该课程的教学效果和质量。在保留基本概念、基本理论的前提下，强调教学内容和课程体系的“更新、整合、重组、集成”，紧跟本学科技术前沿，将最新的科研成果及时引入课堂教学，优化课程体系结构，进行大胆的课程整合及专业外延的拓宽，随时更新教学内容，保证教学内容的先进性和科学性。

三、课程体系建设与实践

1.课程体系改革与实践

（1）形成“一个核心、多个重点”的多层次课程体系。新的课程体系既要反映21世纪本学科专业技术的发展，突出工程技术型人才培养的特点，又能强调培养学生较系统地掌握本专业必须的基础知识和基本理论，最终实现提高学生创新能力的目的，满足社会的人才需求。[5]

多年来“高电压技术”课程组成员一直进行教学改革的探讨，不断探索高电压技术教学的新理念，探讨高电压技术教学的新方法、新思路。基于新疆大学电气工程及其自动化一级学科的教学体系，通过深入调研高电压技术的最新发展趋势，结合国内外的现状，发挥课程组的课程组织与资源的综合利用的功能，优化设计高电压技术课程体系，以“高电压技术”课程为核心，建设与产业紧密结合的多层次课程，如“工程电磁场”、“电力测试技术”、“电气设备故障诊断技术”、“过电压及其防护”等课程，形成“一个核心、多个重点”的多层次课程体系。

（2）构建了“突出工程，强化实践”的实践教学体系。创新源于实践，创新能力的培养需要实践活动的有力支撑，[6]实践教学是“高电压技术”课程中的重要一环，实践教学是培养创新性人才的需要。实践教学主要包括课堂实验、生产实习、课程设计、毕业设计等环节。[7]

2009年电气工程学院从新疆大学北校区搬迁至新疆大学南校区，原已建成的高电压实验大厅拆除，在资金及场地受限的情况下，投资几十万建成了高电压技术教学实验系统、高电压试验及故障诊断虚拟实验平台，实现了对工程认知、物理模拟、数学仿真、工程实训等方面的全面支撑。

通过高电压技术教学实验系统，学生可以动手实际操作，锻炼实际操作能力，了解电介质绝缘特性，产生高电压的物理现象，建立清晰、直观的物理概念，同时掌握高电压试验的操作规范，建立安全意识。通过高电压试验及故障诊断虚拟实验平台，模拟实际运行的变电站中各电力设备高压实验，以交互的方式进行实验操作，使学生像在真实的环境中一样完成各项实验，最大限度地模拟真实实验的场景，并提供与实际实验操作方法相类似的实践体验。使学生不出校门就可达到现场教学的效果，降低实验室建设成本，达到培养学生实践能力的目的。

电气工程学院电力系统数字仿真实验室配备了多种电力系统仿真软件，高电压技术仿真利用PSCAD应用软件，模拟运行中的变电站遭受雷电冲击过电压、操作过电压冲击，各电力设备承受的过电压特性，研究过电压的防护措施及效果，有助于学生了解电力设备上产生的过电压，理解过电压及防护的相关知识，这一环节放在课程设计与毕业设计中进行。

通过构建“突出工程，强化实践”的实践教学体系，学生可以在真实的变电站环境中，对电力设备进行各种实验操作，实现从课堂到实验室再到准工程环境的体验，为提高学生实践能力和强化工程素质起到了积极的作用。

2.教学内容及教学方法改革

建立课程内容动态更新机制，用现代观念随时精炼传统内容，同时吸收现代科技的最新成果、前沿动态，增强课程内容的现时性、前瞻性。注重对课程内容的综合，打破传统课程之间各自为政的局面，推进课程内容重组、融合，最大限度体现知识的整体面貌，使学生形成独特的知识视野。

“高电压技术”课程具有较强的工程实践性，只有运用多种不同的教学手段，改进教学方法，才能有效地提高该课程的教学效果和质量。教学中要注重理论与实践紧密结合，将高电压技术的学术前沿和基础知识传授结合起来，采用PPT讲稿、现场图片、实验演示及现场实验仿真等多种方式，力争在课堂上做到既传授知识，又使学生了解高电压技术蓬勃发展的现状。

在教学中，采用课内外结合的方式，结合电力工业的迅速发展，结合高电压新技术的应用，设置科技论文训练内容，让学生利用课外时间完成。科技论文训练涉及的专题，在教科书上并无现成答案，需要学生查阅大量资料，通过自己的理解和探索，写出一篇论文来回答。教师首先教给学生查找文献的方法，就可通过科技论文训练这个环节，达到在有限的课时内大大拓宽课程范围，使学生接触到前沿知识，启发和培养了学生的探索和求知兴趣，培养了学生利用所学知识综合分析和解决问题的能力，同时培养了学生科技论文的总结和写作能力。在科技论文训练中，学生除了要完成科技论文写作外，还有部分学生需要在课堂上采用电子课件的方式进行口头报告，并展开课堂讨论和教师点评，这也很好地锻炼了学生的口头表达能力。通过科技论文训练，用少量的课时使学生学到了科研的方法，了解了高电压技术的前沿，培养了学生基本的科研能力，提高了学生的综合素质。

3.在教学科研实践中建设一支高水平教师队伍

任何好的教学思想和先进的教学理念都需要有高水平的教师队伍来实践才能取得教学改革的成效。[2]一方面可通过多种方式提高在职教师的学术水平：可通过继续读书深造，也可通过到其他对口支援的高校进修，参加各种学术活动加强与其他高校间的学术交流，教师申报或参与科研项目提高自身的学术水平。另一方面请有现场实际工作经验的工程师担任外聘教师，以建设一支稳定的结构合理的高水平的教师队伍。

四、结束语

新疆大学“高电压技术”课程一方面着力于培养学生坚实的“高电压技术”基本知识，高压实验操作技能和分析问题、解决问题的能力，另一方面注重强调教学内容和课程体系的“更新、整合、重组”，在课堂教学和实践教学环节中将学科的学术前沿和研究动态结合进来，结合科研论文训练，较好地利用学生课外时间，提高学生的综合素质，促进新疆大学人才培养质量和水平的提高。

参考文献：

[1]邱毓昌.对面向21世纪的高压技术课程的探讨[J].电气电子教学学报，2001，23（2）：11-12.

[2]穆钢，李国庆，蔡国伟，等.面向工程强化实践的“电力系统分析”课程改革与实践[J].电气电子教学学报，2010，（S1）：143-146.

[3]崔颖.高校课程体系的构建研究[J].高教探索，2009，（3）：88-90.

[4]刘烨.应用型本科院校电气工程及自动化人才培养模式的探索[J].齐齐哈尔工程学院学报，2011，（3）：37-39.

[5]刘学观，郭辉萍，李富华.电磁场与电磁波课程体系规划研究[J].电气电子教学学报，2006，28（6）：1-2.

[6]康重庆，董嘉佳，董鸿，等.电气工程学科本科拔尖创新人才培养的探索[J].高等工程教育研究，2010，（5）：132-137.

[7]兰生.高电压技术课程实践教学改革探讨[J].北方经贸，2008，（10）：