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电气工程的基本概念

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电气工程的基本概念

电气工程的基本概念范文第1篇

关键词 电气工程基础 教学改革 人才培养

中图分类号:G424 文献标识码:A

The Practice and Exploration on "Electrical Engineering

Foundations" Curriculum Reform

YANG Caixia[1], YANG Lei[1], YU Yu[2], MAO Zhe[1]

([1] School of Electrical and Electronic Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan, Hubei 430024)

[2] School of Electrical and Electronic Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan, Hubei 430068)

Abstract According to the personnel training characteristics of electrical engineering and its automation specialty, we explore methods and means about the theoretical and experimental teaching as well as the teaching content of the electrical engineering foundations course. Combined with the professional situation and student's learning level of the two universities, teaching methods and practice were united to attain good reform effect.

Key words foundations of electrical engineering; teaching reform; personnel training

电气工程基础是本校电气自动化专业必修核心课之一,内容涉及面广,每一章节的内容都可以作为一门单独的专业课,很多一类大学已经将该课程作为考研课程。改课程在该专业课学习中起到承上启下的作用,教学质量的好坏,会直接影响到以后在该专业领域的学习研究,因此对该课程进行教学改革具有十分重要的意义。①②

1 教学改革的目的

实施教学改革是为了提高学生的学习兴趣,培养基础知识扎实、适应能力强、具有创新能力、实践能力强的高素质综合人才。电气工程基础是一门内容广的专业基础平台课,涉及电力系统分析、继电保护、远距离输电技术、高电压技术、配电网自动化等专业课的相关内容,如果对这门课实行教学改革探讨,可以为今后其它后续课程的学习打下良好的基础。

2 教学改革的思路

为了提高学生的综合素质,在原有教学质量的基础上,对电气工程基础原有课程设置的内容及课程设计环节进行多方面改革,主要思路为:合理安排理论教学内容,加强实验环节的教学,利用计算机辅助功能,强化理论教学的实际应用;在教学手段方面,首先在调动学生积极性上采取措施,其次采用板书和多媒体相结合的手段;在教学方法上,采用启发讨论式教学,增加课外设计内容,让学生学会讨论、总结和归纳。

2.1 教学内容的改革

合理安排理论教学内容,由于课程的总学时数为56学时,其中实验8个学时,相对电气工程基础课程的内容而言,48个理论学时偏少,所以在教学中,以本科生的学习难度挑选内容,突出基本概念和基本原理。

2.2 实验教学方法的整合

实验环节往往是不被学生重视的,很多同学认为实验就是互相抄抄实验报告,所以在实验的开始就要告诉学生实验的重要性。在实验环节中,尽量将本课程与计算机辅助设计相结合,因为学习本课程的最终目的是理论应用到实际当中去,在理解概念的同时,能将原理在计算机上编写程序实现,内容由浅入深,慢慢引导学生跟上步伐。由于实验只有8个学时,要做两个完整的综合实验时间比较紧凑,为了实验能够顺利进行,尽早把要上机操作的题目通知学生,让学生在平时就开始思考,上机过程,做到一一指导,有问必答,并且在每次上机课结束后当场查看实验结果,并予以打分,迫使每个学生都必须参与到实验中来。在改革之前,要求学生最后交一份实验报告即可,抄袭现象相当严重,改革之后,大部分同学的实验报告都是自己写的。通过综合实验,提高了学生对电气工程基础这门课程核心内容的理解,为学生毕业以后读研或者工作建立了良好的专业基础背景。

2.3 教学模式的改革

2.3.1 学习积极性的调动

在本课程的开始,要做的第一件重要的事情是调动学生学习本课程的积极性。虽然本课程是在大三学习,但还是有一部分学生没有进入学习状态,特别是在合班上课的时候,课堂秩序较差。如果第一堂课不能调动学生的积极性,有可能一部分学生一个学期都对这门课提不起兴趣。所以第一堂课很重要,比如在介绍各类发电厂的核电厂时,可以引入最近发生的日本核泄露来勾起同学们的兴趣;在介绍到电力系统运行可靠性时,可以提到寒冷地区高空电缆除冰技术,一步步引导同学们对这门课产生浓厚的兴趣。

2.3.2 板书和多媒体课件相结合

在改革之前,由于多媒体教室不够用,本课程采用板书教学,板书教学优缺点很明显。③最大的优点就是同学们对所讲的知识掌握得较好,最大的缺点的教学速度慢,影响了教学进度。近两年,学校在教学设备上投入了更多,大部分教室也都安装了多媒体。为了弥补之前板书教学的不足,本课程改革之后开始采用板书和多媒体相结合的教学模式。根据不同章节的不同知识内容采用不同的教学方法,对于电力系统潮流计算、导线截面选择、短路电流计算等内容,仍采用传统的板书教学方法,在课堂上讲授好重点知识,学生通过课后习题、作业等对知识点进行加深理解和拓展。对电力工程基础,继电保护的基本概念,输电线路的继电保护,远距离输电技术等可以采用多媒体教学,引导和帮助学生产生学习兴趣,充分发挥现代化教学设备的功效。

2.4 教学方法的改革

2.4.1 增加综述整理环节

通过综述整理环节,可以让学生学会在网上搜索资料,能够独立从期刊网,万方数据库等下载相关文献并阅读,丰富自己的知识。例如,在课程的第一章提到的电能质量问题,从课本上学到的内容非常有限,如果同学们能从期刊网上下载到一些有关的优秀毕业论文阅读,将受益匪浅,对电能质量问题也有更全面的理解。这种教学方法激发了学生的学习研究兴趣,学生学会了讨论、总结和归纳。

2.4.2 采用启发讨论式教学

在教学的过程中,尽量适当地提出一些问题让学生思考,如“电力系统中为何要采用标幺值计算?”“为何国家要大力推进高压直流输电?”等,以此来提高学生学习的主动性,发挥学生的积极性、创造性,将学生的思维集中到课堂上来。同时,学生也可以提出问题,让老师和其他同学一起参与讨论,注重老师和学生的双向交流,通过这样的教学,引导学生对本课程产生浓厚的兴趣。

2.4.3 鼓励自学法

由于学时有限,很多内容在课堂上无法详细讲解,只能鼓励学生课后自学,在自学部分章节之后安排一次辅导,这样既节省了上课时间,又提高了学生的自学能力。

3 总结

通过在教学内容、实验教学方法、教学模式和教学方法等方面进行了改革实践,证明电气工程基础课程的建设经过多年的改革与实践,已经取得了一定成果。实践证明,只有在实践中不断探索课程教学的新方法,新思路,才能有效地提高教学效果。

注释

① 刘介才.工厂供电[M].北京:机械工业出版社,2010:1-7.

电气工程的基本概念范文第2篇

关键词: 电工理论 基础课程 教学水平

电工理论基础是电气工程专业学生主要基础课程之一,提高电气工程专业电工理论基础课程教学水平迫在眉睫,根据本人长期从事电工理论基础课程教学的实践,以下是我就如何提高电工理论基础课程教学水平的几点思考。

1.电工类基础课程的设置

首先,从电工理论基础知识原本的内在规律上,电与磁是不分家的。

电路理论体现了解决工程问题需要牢固树立的思想和方法,尤其是其中的线性电路理论部分,使人们可把若干同类因素作用下发生在电工装置、电工设备中的过程,看做是在同样物理状态下,这些因素单独作用的结果之和(叠加原理),运用这个原理,可把由简单过程得出的结果,推广到对较为复杂过程的分析和研究上去,还能将复杂问题分解成若干较为简单问题。

但是,电工方面的很多问题不可能完全用线性理论来分析,而只能用电磁场理论的相应分析方法来解决。所以,既要讲授《电路理论》,又要讲授《电磁场理论》,不如此设置课程是不合适的。一则有悖电工理论基础知识的内在规律,二则不易给学生传授全面的知识结构和概念,而容易造成学生知识结构的缺失和不完整。

不少工业大国和发达国家高等电气工程人才教育教学的多年经验表明,把电路和电磁场作为一门课程、作为一类知识整体地加以讲授,或者既讲授《电路理论》又讲授《电磁场理论》的做法也是很成功的,是受到后续专业课程教师欢迎的,且能为之后学生进一步深造、攻读研究生,或从事科学研究工作等打下很好的知识基础。

2.《电工理论基础》课程教师的岗位职责

正像前面所介绍的,《电工理论基础》(包括《电路原理》和《电磁场理论》),《电工理论基础》课程的建立源于20世纪整个工业的发展,以及电磁场能量的大规模生产、转换、输送及其应用方面的不断拓展,这就要求任课教师要真正理解并体会《电工理论基础》课程的功能定位,使学生学会并习惯于去探索所研究系统和装置中所发生的物理现象的实质,从而更有意识地、自觉地、主动地在讲授电工的基本原理和基本方法时,尽可能多地选用典型的实际装置、仪器的模型供学生去分析、思考理论基础与实际电工电器装置设备之间的关系,也就是理论与工程实际的关系。

《电工理论基础》课程的教学目标定位,要靠所有承担《电工理论基础》课程讲授任务的教师,以课程教学大纲为指导,以课程讲义为基础,以课程教学为载体,以最适宜的教学方法为手段,以典型、生动的装置、设备案例为依据,以令人信服的讲述、论证及解释作保障,去实现它,达到它,完成它。按我的体会和理解,这就是我们从事相关课程教学(包括《电路原理》和《电磁场理论》)的教师的岗位职责。

3.如何讲授《电工理论基础》课程

(1)要以物理学为基础。电路理论和电磁场理论是物理学原理和概念应用于以电路和磁路表征电工电器装置中所发生过程、所具有特性的学问和知识,是物理学的实用化、工程化学术表征。电工理论基础(包括《路》和《场》)要能实现“为全面认识实际电工装置和设备中所发生过程提供研究分析方法和实验指导原则”这样的目标,就要以物理学为基础。

(2)要很好地掌握电工理论基础(包括《路》和《场》)课程知识。以电、磁不分家为基本原则,力争做到能从电磁场理论基础知识的角度,对相关问题,尤其是对电路理论中的基本概念问题,给出科学、合理、精确、有说服力的解释和证明,提供合理有效的测量方法。

(3)要积极探索《电工理论基础》(包括《路》和《场》)等课程教育教学的改革和发展。电气工程领域的技术发展和进步从未间断,且近些年来更为迅猛,许多电工装置和设备甚至可以说是完全变了模样。《电工理论基础》(包括《路》和《场》)等课程是20世纪在重大电气工程、电力系统和电工科技的发展下催生、形成的,仍要在新的电气工程进步和发展的积极推动下有新的理论和方法诞生。

(4)力争把课程目标体现在每一堂课当中。要为每堂课的内容多准备若干个有关电工装置、设备及仪器的典型例子,要么适时地穿插在讲课的内容当中去;要么在提前讲授完预定内容,但还未到下课时间时“抛给”学生去开眼界;或留作思考题,让学生自己课下去完成。

(5)要把《电工理论基础》(包括《路》和《场》)写得更“工程”。现在为了评职称,谁都要出自己的教材,但一些《电工理论基础》(包括《路》和《场》)的教材写成了“数学工程”,很精准,不论什么问题,都精确到小数点后2位甚至更多位;全都是理想元件,找不着电场、磁场,看不见实际装置和实际器件的影子,甚至连磁路也都从教材中删去了。不少教材的序言中都看不到作者的思想,不知道为什么要出这样一本新教材。这些都是怪现象,偏离了《电工理论基础》(包括《路》和《场》)等课程目标定位。

电气工程的基本概念范文第3篇

一、基本概念    

所谓的电气自动化技术,主要指的是相关的技术人员可以通过合理运用一些科学技术来实现电气自动化的相关操作,就目前而言,人们己经能够将科技和电气自动化技术融为一体,发展成一种非常先进的技术供相关人员在电气工程施工中所使用。这种技术可以有效地提高电气工程中一些相关原件的生产效率,同时还可以在一定程度上降低整个电气工程的成本支出,有效地降低操作人员沉重的工作量,这也正是我们所期望看到的。    

二、具体应用      

(一)设计优化    

在较为传统的电气工程中,相关的设计人员在进行电气工程设计等相关项目时,都需要每一位参与设计的人员精通电气学、电路学以及磁力学等相关领域的知识,除此之外还需要有非常丰富的相关电气工程实际操作经验,这对电气工程设计人员的要求非常高,所以导致了电气工程设计的效率一直很低,而且一旦后续施工中出现问题,也很难进行二次修改。电气自动化技术就有效地避免了这种情况的发生,它在进行设计时可以显著地缩短设计所需时间,并且大幅度提升了设计方案的质量,可以有效地优化整个设计方案,对电气工程有着重要的意义。      

(二)判断故障    

在电气工程的施工过程中,不可避免地会出现一些相关电气设备可能出现的机械故障,而电气自动化技术就可以有效地判断出这些电气设备的机械故障,并且做出相应的应对措施,从而保证整个电气工程的顺利运行。例如,在电气工程施工过程中,我们常见的一种电气设备是变压器,在其实际使用过程中,经常会因为泄露等事故的发生而造成一些有害气体的释放,从而影响到整个电气工程的施工安全性。电气自动化技术可以综合全面的对变压器进行检测,快速准确地判断出变压器发生故障的具置及产生故障的原因,从而在一定程度上排除了电气工程一些设备中潜在的安全隐患,提高整体工程的安全性。      

(三)人工智能    

电气工程施工过程中,必不可少的需要定期对各种电气设备进行检测和维修,工程量的巨大会使用过多的人力、物力以及财力,但是电气设备又是保障电气工程施工安全的第一要素,又是无法避免的。随着这种情况的普遍出现,人们也逐渐意识到了需要采取科学技术来进行改革和创新,于是电气自动化技术便被应用到了电气工程的建设施工过程中,它可以科学地对各种电气设备进行检测,实现电气工程的人工智能化,并且其检测的准确率和实际效率都远远超过了人工检测,所以是非常值得我们所肯定的一种自动化技术      

(四)变电站    

电气自动化技术在变电站的实际应用也是非常广泛,具体来说,其主要的工作原理是将电气工程的具体施工进度及内容等相关事宜呈现在多媒体屏幕上,这样不仅可以有助于相关人员对整个电气工程的各项任务进度的掌控,更是可以对工程施工中所遇到的一些相关问题进行及时处理,变电站在进行电气自动化技术的应用之后,不仅大大降低了相关工作人员的任务量,还实现了人工对变电站全方位的智能控制,保证变电站相关工作的顺利运行「3]      

(五)电网调度    

就目前市场实际情况来看,电气自动化技术在电网调度方面所做出的贡献是非常大的,主要体现在以下几个方面:第一,电气自动化技术可以通过其特有的渠道根据电气工程的相关数据信息,实现对电网调度的实时监测,以保证其运行的稳定性;第二,电气自动化技术可以准备地评估出电网运行过程中一些相关的电力荷载是否己经超出其所能承受的范围;第三,我国电网在运行过程中,无可避免的会出现一些特殊的情况,仅靠人力是无法做到将所有的安全故障都能顺利地找出并且及时做出相应的对策,以免情况更加恶化,造成进一步的损失,而电气自动化技术就可以满足这些人力完成不了的事情,并且加强对国家电网调度的自动化管理,尽量减少国家电网调度所可能会出现的一些相关的技术问题   

电气工程的基本概念范文第4篇

[关键词]电力工程;课程群;优化方案

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)04-0063-02

电气工程及其自动化专业作为传统的工程学科,已有上百年的发展历史。为适应新时期社会对电气工程人才的不同需求,国内外高校不断推动电气工程教育的发展与改革,教育理念也随着时代的发展而变化,从原来的“重理论轻实践”,逐步发展为“厚基础、宽口径、重能力”。[1][2]

电力工程作为电气工程及其自动化本科生培养的主干课程,是电气工程本科生人才培养的重点课程,也是整个电气工程专业的基础课程。[3]可见,如何提高电力工程课程的教学水平,这对于提高本科生的教育水平及毕业质量有着重要的意义。电力工程作为一门整合工厂供电及电力系统分析两门课程的综合性课程,对构建本科生电力系统知识体系具有举足轻重的作用。课程内容的丰富性造成了学时紧张、讲课内容泛而不精的情况。为解决该问题,可以从宏观层面出发,将若干电力工程相关课程内容统一整合,从而优化学时,突出重点,推动电力工程课程群建设,使学生对电力系统的整体设备运行、调度、保护及设计有一个完整的了解,最终让学生构建完整的电力工程知识体系,满足电力工业对人才发展的需求。这样,加紧推进电力工程课程群建设与实践,就成为了电气工程本科生教育改革的首要任务。

一、课程群建设理念简介

20世纪90年代,北京理工大学在题为《在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标》的教育改革项目中,首先提出了课程群建设的总体思路,继而逐渐发展成为学科教育改革的新兴理念,为国内众多高校教育改革提供了参考。课程群的主要内涵为[4]:整合三门及三门以上学科相关课程,相互传承,相互B透,相互补充,从而整合课程授课内容,使课程结构合理,层次清晰,进一步挖掘课程的整体优势,从而建立起学科优势。课程群不仅能使学生能够在较短的学时内掌握重点、有效的知识,构建坚实的知识体系,也能使教师在授课过程中将有限的知识点讲透讲精。课程群的整体是全面而严谨的,这就避免了原来单一课程为求知识全面而进行“蜻蜓点水”般的讲课模式。

二、电力工程课程群建设方案

建立电力工程课程群,首先应分析原有课程授课模式的不足,然后参考课程群的内涵,选择合理的相关课程,建立对应的课程群,这样才能提出合理的优化整合方案。

(一)原有授课模式的不足

电力工程课程是整合工厂供电及电力系统分析相关课程的一门综合性课程,主要讲授电力系统的基本组成和运行原理,电力系统的元件参数计算、稳定运行分析和故障分析的基本方法,电力系统电气主接线设计、主要电器设备选择的原则和方法、继电保护等内容。由于囊括了工厂供电及电力系统分析两门课程的内容,其课程内容丰富且繁重。在有限的学时中讲授如此多的内容在给教师带来极大授课压力的同时,也会让学生渐渐失去学习热情,并最终影响其对整个电力系统知识体系的构建。

(二)课程群课程的选择

电力工程课程群建设,须秉承学科相近的原则,对知识点有重复或传承的课程进行整合优化,从而建立起合理有效的课程群,使教师能轻松地传播知识,学生能有效地学习知识。为此,结合我校电气工程教育的特色与传统,我们挑选出了电力系统继电保护原理、电气控制技术及电力系统调度自动化等三门课程,结合电力工程课程来建设电力工程课程群。

电力系统继电保护原理主要讲授继电保护的基本概念、输电线路的电流保护、接地保护、距离保护、纵联保护的基本原理,变压器保护的基本配置及主要保护的基本原理,自动重合闸、发电机保护、母线保护等内容。电气控制技术则主要讨论异步电动机拖动系统和直流电动机调速系统的起动和调速控制技术,以及电气线路的分析和设计,常用电磁式低压电器的作用与分类、结构与工作原理,可编程控制器的基本工作原理等。电力系统调度自动化则以电力系统“四遥”为主线,主要讲述电力系统调度自动化的有关理论,性能和运行特性,涉及电力系统稳态运行的相关基础理论。

从上述三门课程讲授的内容可以看出,其与电力工程的课程内容互有传承,相互渗透,并有较多的重复。电力工程主要讲授电力系统分析的基础内容,继电保护则是在其基础上的升华。因为系统的稳定运行离不开保护装置的调节与动作,而保护装置的调节与动作又离不开电气控制设备的判断与运行,而这一切设备的自动化管理都离不开“四遥”技术的调度与管理。因此,从内容上可以较为清晰地看出,这四门课程存在明显的传承关系,因而在授课过程中存在较多知识重复的问题。建立电力工程课程群,就是以电力系统稳定运行为基点,逐步提升知识的难度与高度,使知识结构紧密,易于学生掌握。为建立结构合理、层次清晰的电力工程课程群,就要对教学内容及课时进行整体优化。

(三)电力工程课程群整体优化方案

可以从三个角度来优化电力工程课程群,分别为课程优化、实验优化以及考核优化。课程及实验优化主要以教师为主体,即明确“教什么”,而考核优化则主要以学生为主体,即明确“学什么”。

1.课程优化

针对四门课程授课内容的特点,可以首先将电力工程课程中的继电保护一节的内容移到电力系统继电保护课程专门讲授,而电力系统监测与控制的内容并入电力系统调度自动化课程中讲授,与开关电器电弧、灭弧相关的原理及相应保护设备,则并入电气控制技术的高低压电器一节讲授。此外,电力系统继电保护的微机保护一节与电力系统调度自动化课程内容有较大的重复,特别是硬件部分有许多相同之处,因此可以考虑将其并入电力调度自动化课程中讲授。由此,通过重新制订教学大纲,根据教学内容重新安排学时,可以使每一门课程的学时数得到合理安排。

2.实验优化

以往为促进学生理论与实践相结合的能力,每一门课程都配以相应的实验。该类实验的特点是与教材内容结合较为紧密,但主要以验证性及演示性实验为主,实验时间分散,实验内容缺乏系统化。学生通过实验只能片面地了解一部分课程内容,且只能了解部分设备的运行情况,缺乏对整个电力系统运行的深入理解。因此,有必要整合实验内容,将单一分散的实验课时整合为持续时间较长的整体的课程设计。

以上述四门课程为例,可以强调四门课程综合的课程设计,如要求学生设计某厂矿的变电所,从而考核学生电气设备选择、电气主接线设计、负荷计算等方面的知识。同时,还可以在此基础上增加继电保护装置的要求,并要求学生绘出遥信遥感的结构图,从而考查学生综合运用知识的能力,使学生能够通过课程设计,达到整体了解变电所设计运行的基本方法以及注意点,从而提高学生系统学习能力的目的。此外,还可以安排学生到临近变电站进行参观实习,让学生了解相关电气设备具体的作用,增强学生的感官认识。相较于以往效率较低的课程实验,这样可以极大地提高W生的学习效率,并促进学生知识的整体消化吸收。

3.考核优化

课程内容的优化必然带来考核内容的优化。以往由于课程知识点繁杂,学生在期末复习时需要记忆许多与本门课程内容关联度不高的知识点,而课程的核心知识点却由于复习时间紧而未能有效地掌握,从而影响了学生的成绩。因此,通过课程群内容的整体优化,每一门课程都有相应的重点内容,这使得学生能够在复习时能紧紧围绕课程的核心知识点展开,而将关联度并不高的内容放入课程群的其他课程中进行复习,从而提高每一门课程的学习和复习效率。这样既能够提高学生的学习成绩,也能使学生掌握合理有效的学习方法。

课程优化、实验优化以及考核优化有效地改善了教师与学生的教学及学习情况,使得教师讲授最优化,学生学习最优化,使学生在有效的时间内牢固掌握核心知识成为可能,从而实现了课程群建设的目标与意义。

三、结束语

本文针对建设的电力工程课程群,分析了课程群内不同课程的特点,从课程、实验、考核三个方面提出了具体的优化方案,为进一步推动电气工程本科生教育改革提供了参考。当然,相关优化方案还需在后续教学过程中根据实际教学效果不断地完善改进,这样才能使教学方法紧跟时展的脚步,使培养的学生能够符合社会对人才发展的要求。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 丁守成, 张爱华, 黄瑞,等.电工电子实验系列课程体系建设[J].电气电子教学学报,2015(6):98-100,104.

[2] 张涛,吴谨,熊庆国,等.电子电气类工程教育的探索与实践[J].大学教育,2013(5):30-31.

电气工程的基本概念范文第5篇

关键词: 高电压技术 教学改革 教学手段 考核方式

“高电压技术”是我校电气工程及其自动化专业本科生的一门主要专业课程。该课程内容涉及高电压技术领域中的一些基础理论知识、设计计算方法、高电压试验、绝缘测试技术及电力系统过电压等,内容十分丰富,是电气工程技术人员必备的专业技能,更是从事高电压输变电技术及高电压在其他领域应用的一门专业技术。

该课程总学时数为48学时。如何在有限学时内获得最好的教学效果,让学生较好地掌握课程内容,并最大限度地培养学生的工程实践能力和创新能力,提高学生的学习兴趣,是一个急需解决的问题。为此,笔者针对“高电压技术”课程的内容特点和教学实际,总结多年来的教学经验,充分利用学校现有的教学资源,对该课程的课堂教学模式、教学方式和方法等开展一系列探索与实践,取得较好的教学效果。

一、优化教学内容,突出课程特点

“高电压技术”课程由于其专业性较强,所涉及的学科门类较多,如:大学物理、电路分析、电力系统分析及电磁场等,同时所授专业内容十分庞杂。因此,要求对课堂教学内容必须加以优化整合,突出专业特色,让学生抓住主要矛盾,掌握课程的核心知识点。通过总结该课程多年来的教学经验,对课程内容进行认真梳理,将“高电压”作为该课程的主要特色,将“{电压”与“绝缘”作为该课程要解决的主要矛盾,围绕“特点”和“矛盾”组织教学内容[1]。比如:电力系统与高电压、高电压的产生与测试技术、电力系统过电压与防护、绝缘特性与试验、绝缘配合及高电压在其他领域中的应用等。通过课堂授课,尤其是第一次课,要向学生讲明本课程的特色,和要解决的矛盾,理清课程主要内容及各部分之间的脉络联系,了解该课程的基本知识体系,做到心中有数,让学生树立必须学好高电压技术的坚定信念。

在讲授各章节具体内容时,要注意结合生产和生活实际,举例加以阐述。比如讲气体放电和电介质极化时,告诉学生:家用厨房消毒柜就利用高电压下空气放电产生的臭氧灭菌消毒的;微波炉则是利用水分子在微波电场中的极化损耗加热带有水分的食物等,让学生听起来饶有兴趣,感到“高电压技术”并不遥远。

二、运用各种教学手段和方法,做到优势互补,提高课堂教学质量

教学实践表明,运用各种教学手段和方法,可以做到优势互补,是提高课堂教学质量的有效途径。现代多媒体教学具有生动、形象、直观、灵活、信息量大的突出优点,但多媒体具有画面瞬息多变、一晃而过、翻页太快、往往来不及思考、概念印象模糊、记忆肤浅等弊端[2]。笔者的体会是,采用多媒体教学和板书教学结合的方法。对于一些重要的公式推导及原理性内容等采用板书教学,以强化学生的记忆。而对于高电压技术课程中有大量的电路图或接线图、设备实物及内部结构照片及电压波形等,如果在黑板上画图要花费较多的时间且效果不好,则采用多媒体教学。例如在讲到雷电放电时,插播十几秒钟的典型自然雷电放电视频录像,把平日里大家都熟悉的自然现象搬到课堂上,既把雷电放电过程展示清楚,又激发学生的学习兴趣。又如在讲到电子崩的形成时,老师通过一步一步地推导计算,让学生充分享受到“微分”与“积分”的乐趣。如此综合运用不同的教学手段和方法,使授课变得精彩,让学生始终紧扣教学内容,轻松愉快地步步跟进,对知识理解透彻,记忆牢固。

在教学过程中,可将Matlab仿真软件和高电压技术有机结合起来,既降低课程中一些内容的抽象性,增强直观性,又让学生在课堂教学中轻松学会使用先进的编程工具。采用相对易用的软件Matlab/Simulink中SimPowerSystem工具包,其中有各种器件、电源、变压器、电抗、电容及示波器等测量和波形显示元件等,可以搭建教材中的一些电路,输出仿真结果,在课堂上给学生演示;还可以方便地修改电路的参数,对一些问题进行分析。

三、在教学过程中,应以学为主,以教为辅

高等教育应注重培养学生的创造性思维和创新能力。笔者认为在高等教学中,老师的作用应该只是辅的,重要的是通过一些教学方法和手段,激发学生的学习兴趣,调动学生主动自学思考,让学生在探究性学习中产生思维的火花。老师应尽可能地给学生创造更大的学习上的自由空间,让学生体会到自主学习的乐趣,而老师的辅助作用,我认为应体现在这样几个方面:①注重对学生加以引导;②适时的解答学生的疑惑;③提纲挈领归纳总结。在这个过程中,老师的辅助手段可以多样化,辅助方式要有针对性,既可结合课本加强理论指导,又可在实践中加以点拨,如组织各种学习兴趣小组,通过这些形式可以提高学生的学习兴趣,巩固所学专业知识,达到提高学生创新能力和动手能力的目的。

四、根据课程的特点,做到课前集中练习,加强与学生间的“互动”

“高电压技术”课程的特点是“三新三多”,即新概念多、新名词多和新物理现象多。不少概念是学生前所未闻的所谓“反常”概念,但在高电压技术领域中却是经常运用的基本概念[3]。新概念、新名词在一定程度上可激起学生探究的好奇心,但容易让部分学生因概念冷僻、难懂、难记而产生听觉疲劳并渐渐失去学习兴趣。在学习过程中,掌握一系列的新概念、新名词已成为学生在学习新课程时必须迈过去的一道坎。如何帮助学生迈过这道坎?笔者采用课前集中练习,所谓课前集中练习,其具体做法是每次上课,老师提前到达课堂,利用开课前几分钟的时间将前一次课所讲的基本概念、重要名词、定义和公式等整理成4至6个小题目,以最简洁的形式书写到黑板上,然后请同学上台作答,一人一题。做完后由学生自己请其他同学上台批改、补充、完善,最后由老师讲评,前后过程大约花费5至8分钟。通过这个环节的师生互动及学生间的互动,让每个人的注意力都集中在做题、批改和听讲评上,不经意间将上一次课的核心内容,在互动中被牢牢掌握。以这种方式坚持一个学期,就会收到意想不到的效果。

五、有计划地安排学生进行配电网仿真实操训练,现场做课程总结

针对“高电压技术”课程专业性强、实践性强的特点,利用现有的实验室条件,为该课程专门安排3D配电网仿真实操训练,利用3D虚拟仿真实操系统可以弥补实际现实的不足,并利用配电网仿真实操训练中的考核平台对学生的实际操作进行考核,同时每做完一次仿真实操训练,都要作一次课堂教学总结。

六、采用多种形式的考核方式

考核的目的是检查学生对该门课的掌握情况,它可以督促学生学习,巩固这门课的有关知识,根据该课程的特点,笔者认为可以采用以下几种形式进行考核。第一,文献查阅。设有多个项目任务,先对学生进行分组,每个小组成员分任务查阅大量的相关资料,并且制定项目的可行性方案,成绩占20%。第二,学生平时学习态度的考核,成绩占20%。平时成绩包括是否按时上课、是否按要求完成课外作业、实验态度是否严谨等。第三,课前集中练习和小组答辩。在每一个项目完成后,教师随机点派小组成员运用多媒体技术对项目完成情况进行汇报,汇报结束后,其他小组成员和教师可以对该项目组成员提出一些问题,可以点名让某个学生回答,也可以由小组成员派代表回答,成绩占25%。第四,项目文档及试验报告的制作。对每一个完成的项目及试验,要求制作成文本文档,书写规范,以便于存档,成绩占25%。第五,其他。对于积极参加创新实验、工程实践、专题报告、调研的学生,进行适当加分,成绩占10%。采用这样的考核方式,可以极大地调动学生的学习积极性,培养学生的综合素质,是课程考核方式改革的有益探索。

七、结语

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室条件,因地制宜地开展该课程教学方式和方法的改革与实践,有效地激发学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习,使学生学出自信和成效,让老师和学生共同分享到教学改革的乐趣和收获,为电气工程类专业课程的教学改革进行有益的探索。

参考文献:

[1]赵霞,陈永利,栗彦辉.提高“机电控制”课程授课质量的探索与实践[J].中国电力教育,2013,(9):131-132.