打造“高电压技术”课程“金课”的思考——以应用型本科院校为例＊

户秀琼

打造“高电压技术”课程“金课”的思考——以应用型本科院校为例＊

户秀琼

（攀枝花学院 智能制造学院，四川 攀枝花 617000）

在阐述国家教育部对高校“金课”要求的基础上，说明了“高电压技术”课程在电气工程及其自动化专业学习中的重要性，并以应用型本科院校攀枝花学院为例，说明了目前“高电压技术”课程的教学所存在的问题。进而结合“金课”要求的标准，从理论教学、实践教学以及课程考核方面阐述了如何在应用型本科院校中打造高电压技术课程“金课”。

金课；“高电压技术”课程；应用型本科；教学改革

2018-08，教育部印发了《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》，提出“各高校要全面梳理各门课程的教学内容，要提升大学生的学业挑战度，合理增加课程难度，拓展课程深度，扩大课程的可选择性，淘汰‘水课’，打造具有高阶性、创新性和挑战度（两性一度）的‘金课’”[1]。

什么是“水课”？什么是“金课”？根据美国著名心理学家、教育家布鲁姆所定义的认知过程的6个层次——记忆、理解、应用、分析、评价和创造，前三个属于低阶层次的认知，掌握的是低阶知识，“水课”实际上就是停留在低阶层次的认知学习过程[2]。后三个属于高阶层次的认知，就是“金课”应该达到的目标。

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，属于电气工程与自动化专业的专业核心课。“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、高电压实验问题及过电压防护问题。特别是近年来，超特高压输电得到了大力发展，高电压技术知识在电力系统中的应用越来越广泛。作为电气工程及其自动化专业的学生，以后就业的大方向就是到电力系统中去。因此，必须要掌握好高电压技术的相关知识，为以后从事相关工作奠定基础。而要掌握好这门课程的知识，仅靠学生自己的学习是不够的。授课教师必须要积极打造“高电压技术”课程“金课”，让学生能真正对这门课程感兴趣，并学好这门课程。

目前，对于攀枝花学院而言，“高电压技术”课程的教学存在如下问题：①理论教学上的问题。随着转型的需要，通识课程和实践课程的学分不断增多，而专业课程的学分不断压缩，这就导致了“高电压技术”课程目前的理论学时由最初的56学时减少为32学时。而该门课程涵盖的内容又较多，包含了各种电介质的极化、电导和损耗，气体电介质的电气特性，液体和固体电介质的电气特性，绝缘特性实验和耐压实验，线路和绕组中的波过程，输电线路、发电厂和变电所的防雷保护，电力系统的内部过电压以及绝缘配合等内容。要想响应教育部关于打造“金课”的呼声，在仅有的32学时中把上述这些内容讲完而且要讲透讲懂，依靠现在的传统教学方法是远远不够的。同时，随着电力系统规模的扩大以及各种新型输电技术的发展，高电压技术在电力系统中的应用具有更多新颖的内容。而要打造“金课”，就必须让学生了解更多的高电压技术领域的知识并产生学习兴趣，仅仅只讲述教材上的陈旧的理论知识是不够的。②实验教学方面的问题。攀枝花学院没有相应的高电压技术实验室，难以完成教学计划中的16学时的高电压技术实验，这也是需要考虑的一个问题。

本文针对上述问题，就“高电压技术”课程“金课”的打造做一些思考。

1 理论教学方面的改革思考

如前所述，要打造“高电压技术”课程“金课”，理论教学方面必须做一些改革。主要包括两个方面：教学模式的改革、教学内容的改革。

1.1 教学模式改革

目前，攀枝花学院“高电压技术”课程的教学模式仍然以传统的讲授方式为主。传统授课存在两个弊端：①传统授课是授课教师不停地在讲，而知识内容又那么多，学时又比较少，这会使得老师讲得很累但课程知识还可能讲不完，讲不透；②上课过程中，学习认真的学生可以具有较高的知识接受量，而对那些学习不够自觉的学生，由于教学模式的陈旧，对该门课程没有丝毫兴趣，则可能在睡觉与看手机中度过上课时间。也就是说在上课过程中，学生即使得过且过，也不会影响期末的考核成绩，学生丝毫没有学习兴趣与学习压力，没有任何挑战性可言。因此，必须打破传统教学模式，尝试新的教学手段。

目前，通过借鉴各个高校“高电压技术”课程的各种授课模式，结合攀枝花学院实际情况，认为“线上线下的混合式教学”和“研讨式教学”比较适合。

1.1.1 线上线下的混合式教学

第一，线上教学。通过学校的“在线教育综合平台”，将“高电压技术”的视频（这个视频可以是别的院校的授课教师录制的视频，当然，最好是本校授课教师根据本专业的教学大纲录制的视频）上传上去。同时，将课程相关资料，包括授课教师的PPT、课前预习导学案、课后测试题等上传到网络平台。每一次线下课程之后，都给学生把线上需要学习的内容布置好，让学生在下次线下课程之前把相关内容的视频和PPT进行课前预习，完成课前预习导学案并提交，同时在网络上提出自己在预习过程中遇到的问题。每一次线下课程之后，要求学生在网络上完成课后测试并提交。

这种线上教学方式有三个方面的好处：①可以将课程中比较简单的内容留给学生自学，从而不需要占用本来就已经被压缩的理论学时，有更多的时间进行线下教学消化较难的内容；②可以通过预习导学案的完成情况以及学生总结的问题，了解学生在学习过程中哪些是难点，线下教学中可以重点针对这些问题和难点进行讲解；③可以提高学生的自学能力，实现“金课”要求中的高阶性和挑战度。

第二，线下教学。在线下教学中，主要针对课程内容中较难的部分以及学生在预习过程中存在疑难的部分进行讲解。在讲解的过程中，为避免少部分学生学习态度不认真，线下课程中提倡采用超星学习通APP或者雨课堂。讲完某一部分知识，就适当通过这两种方式给学生推送课堂上的测试题，考查学生线下学习的情况。这样一来，每个学生都会参与到课堂教学中来，避免了打瞌睡和玩手机的情况。

1.1.2 研讨式教学

如前所述，高电压技术知识在电力系统中应用越来越广泛，相应的新技术越来越多，特别是在特高压输电技术、交直流输电技术中，更是有不同于传统超高压交流输电中的高电压技术知识。因此，为了让学生毕业后能及时迎合科技发展的需要，必须要在课堂中让学生了解这些新技术。而这些新技术还有很多存在可继续深入挖掘的地方，因此，在学生已经学习了高电压技术成熟的基础知识的基础上，结合新型输电技术的要求，可以让学生通过查阅资料并进行课堂讨论的方式，提出自己的想法，从而达到“金课”要求中的“创新性”这个目标。

1.2 教学内容改革

教学内容要具有知识的“高阶性”，而现有的高电压技术的知识都是前人已经总结出来的比较陈旧的知识。这些知识一方面比较抽象，学生难以从根本上接受；另一方面，这些知识一般情况是可以对实际工程中出现的现象进行解释的，但一些特殊的情况则可能不适用，当然，对于如今出现的新型输电技术而言，这些知识的适用性更是受限。因此，在教学内容方面，在兼顾传统知识的基础上，要紧密联系工程实际中高电压技术的应用状况，同时要关注科技前沿的知识。这样一来，学生既可以通过工程实际来充分接受高电压技术知识，也可以了解到这些理论适用的范围，更可以对前沿的知识进行了解。

2 实验教学方面的改革思考

由于转型需要以及“高电压技术”课程性质的需要，高电压技术实验是必须要开展的。但攀枝花学院目前没有高电压技术实验室。针对这个问题，如实在无条件建立高电压技术实验室，可以采用如下两种方式来解决实验问题。

2.1 开发或者购置虚拟仿真实验平台

利用3D虚拟仿真技术实现逼真的虚拟仿真实验，能够很好地解决高电压技术课程的实验教学难题。虚拟仿真技术构建的虚拟教学场景能够突破实际场景限制，有助于学生直观理解抽象的教学内容。

就虚拟仿真实验项目的开发而言，北京润尼尔网络科技有限公司拥有丰富的电气类虚拟仿真实验项目建设经验，合作的院校主要包括清华大学、浙江大学、南京大学、天津大学、南京理工大学、北京理工大学、北京交通大学等。目前，该公司与各大高校开发出的高电压技术虚拟仿真实验项目主要是“空气间隙放电虚拟仿真实验”和“局部放电测量虚拟仿真实验”。因此，可以通过购买这些虚拟仿真实验平台的形式解决高电压技术实验问题。当然，更好的方式是寻求与该公司的合作，可以针对高电压技术的绝缘预防性实验和耐压实验开发出相应的虚拟仿真实验项目。

2.2 通过软件进行仿真实验

文献[3]就提出采用EMTP软件实现直流耐压实验中倍压整流回路的仿真。文献[4]提出在MATLAB/SIMULINK环境下，对局部放电实验以及切除空载长线路实验进行建模和仿真。文献[5]则提出利用MATLAB/SIMULINK的公共模块库和电力系统专业模块库，根据单气隙局部放电仿真物理模型，构造气隙局部放电仿真计算的电路。文献[6]通过PSCAD/EMTDC仿真雷击过程中绝缘子串电压的仿真波形。

因此，通过上述仿真软件进行仿真是完全可以实现高电压技术实验的。这样一来，不但可以实现实践环节的教学，同时还可以让学生在仿真实验过程中更为形象地接受理论教学中较为抽象的理论知识。

3 课程考核方式的改革

要达到“金课”的要求，在该门课程的考核环节中，规定期末卷面成绩占40%，实验成绩占30%，平时成绩占30%，目的是让学生在平时的理论教学中和实验过程中积极参与到课程中来，让学生意识到必须要通过长期的努力才能获得相应的学分。其中，平时成绩的考核方式主要包含如下几个方面：线下教学的出勤、线下教学过程中课堂测试结果、线下课堂讨论情况、线上教学中视频和PPT的学习情况、线上教学中预习导学案以及课后测试的完成情况。而实验成绩的考核则主要包含实验课程的出勤、实验过程中每个人的实验操作情况以及最后的实验报告整理情况。

4 结论

目前，攀枝花学院电气工程及其自动化专业的“高电压技术”课程已经被立项为“四川省首批地方普通本科高校应用型示范课程建设项目”。课程建设团队已经根据国际工程教育专业认证以及“金课”的要求，将课程的教学大纲进行了修订，并形成了授课教师自己的讲义、PPT以及试题库。后续的课程建设过程中，要进一步根据“金课”的要求，按照前述的几点思考，在理论教学、实践教学以及课程考核方面进行改革，并不断完善，力求让学生真正能学好这门课程，为以后从事相关实际工作奠定坚实的基础。

［1］吴岩.建设中国“金课”［J］.中国大学教学，2018（12）：4-9.

［2］马知辰.打造思政“金课”的路径探究——以民办高校《概论》课程为例［J］.中小企业管理与科技，2019（4）：114-115.

［3］徐志钮.EMTP和C++Builder在高电压试验技术课程教学中的应用［J］.学园，2015（7）：5-7.

［4］刘会家，胡汉梅，黄景光.Matlab/simulink在高电压技术课程教学中的应用［J］.中国电力教育，2007（9）：53-54.

［5］任成燕，成永红，陈小林，等.基于SIMULINK的气隙局部放电仿真技术研究［J］.西安交通大学学报，2004，38（8）：824-827.

［6］王小川，曾嵘，何金良，等.短尾波下空气间隙的放电特性实验及仿真［J］.高电压技术，2008，34（5）：925-929.

G712

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.13.029

2095－6835（2020）13－0077－03

四川省首批地方普通本科高校应用型示范课程建设项目（高电压技术）（编号：Syykc1904）

户秀琼（1980—），女，2013-06毕业于重庆大学电气工程专业（博士），副教授。

〔编辑：王霞〕