基于“工程項(xiàng)目”的高電壓技術(shù)課程改革①

張琰++魏曉艷++李秋

摘 要：《高電壓技術(shù)》課程是電氣工程專業(yè)重要的專業(yè)課程。該文通過《高電壓技術(shù)》課程的教學(xué)實(shí)踐，提出以“工程項(xiàng)目”——電氣試驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的教學(xué)改革思路，將工程項(xiàng)目引入課堂理論教學(xué)，設(shè)計(jì)理論教學(xué)，在理論教學(xué)中進(jìn)行工程實(shí)踐技能的訓(xùn)練，倡導(dǎo)理實(shí)一體化教學(xué)，以促進(jìn)工程實(shí)踐能力的提高。通過課程改革，課程的教學(xué)效果明顯提高，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn) 工程項(xiàng)目 課程改革

中圖分類號(hào)：G462 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（c）-0191-03

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的應(yīng)用型本科教學(xué)旨在構(gòu)建以“知識(shí)的適時(shí)性、理論的實(shí)用性、能力的針對(duì)性、技術(shù)的先進(jìn)性和思維的創(chuàng)新型”為主體的教學(xué)體系。為突出能力的針對(duì)性，即按照電氣工程師的基本素質(zhì)要求，在大學(xué)四年完成電氣工程師的基本技能和素養(yǎng)的培訓(xùn)[3]，在專業(yè)課程的建設(shè)中尤其是專業(yè)核心課程的建設(shè)中引入“工程項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)”，圍繞工程項(xiàng)目展開課程的理論教學(xué)，拓展以工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，凸顯應(yīng)用型本科教學(xué)的特色。

《高電壓技術(shù)》課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課，也是專業(yè)核心課程。課程主要介紹了電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行中遇到的高壓、絕緣和過電壓方面一系列問題。通過學(xué)習(xí)該專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握高電壓技術(shù)的基本原理、高壓設(shè)備、高壓試驗(yàn)和測試方法。課程建設(shè)的硬件條件——電氣試驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，主要以電力變壓器為核心設(shè)備，圍繞電力變壓器展開相關(guān)電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，從而達(dá)到對(duì)電氣工程專業(yè)學(xué)生的電氣設(shè)備試驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的訓(xùn)練要求。電氣設(shè)備無論是出廠還是在現(xiàn)場安裝，電氣試驗(yàn)是設(shè)備必須完成的項(xiàng)目。2016年西安思源學(xué)院將《高電壓技術(shù)》課程列為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的優(yōu)秀課程建設(shè)項(xiàng)目，課題組成員從“電氣試驗(yàn)”和“電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)”工程項(xiàng)目入手，突破原有的專業(yè)課程授課模式，將具體的工程項(xiàng)目——“電氣設(shè)備試驗(yàn)”和“防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)”引入《高電壓技術(shù)》的課程教學(xué)中，以各種“電氣試驗(yàn)”和“發(fā)電廠、變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程教學(xué)過程，實(shí)踐理實(shí)一體化的教學(xué)方法，在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)能力在針對(duì)性實(shí)踐訓(xùn)練和理論知識(shí)的使用性學(xué)習(xí)的培養(yǎng)。

1 工程項(xiàng)目的課程化設(shè)計(jì)

基于高電壓技術(shù)的工程項(xiàng)目大體分兩大類，電氣試驗(yàn)項(xiàng)目和防雷接地設(shè)計(jì)項(xiàng)目。電氣設(shè)備試驗(yàn)一般可分為出廠試驗(yàn)、交接驗(yàn)收試驗(yàn)、大修試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)等。而按照試驗(yàn)的性質(zhì)和要求，電氣試驗(yàn)分為絕緣試驗(yàn)和特性試驗(yàn)兩大類[1]。防雷接地設(shè)計(jì)項(xiàng)目是發(fā)電廠和變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。因此，在教學(xué)實(shí)踐過程中，通過工程案例課程化設(shè)計(jì)（工程項(xiàng)目與理論教學(xué)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示），采用“工程項(xiàng)目”糅合理論教學(xué)這一“理實(shí)一體化”教學(xué)手段，進(jìn)而推進(jìn)了《高電壓技術(shù)》課程的優(yōu)質(zhì)化建設(shè)。

工程項(xiàng)目的課程化設(shè)計(jì)是指以實(shí)際的工程案例為藍(lán)本，將教學(xué)任務(wù)、教學(xué)知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)學(xué)時(shí)分配融入工程項(xiàng)目中，凸顯理論教學(xué)的應(yīng)用性，使學(xué)生掌握理論知識(shí)的應(yīng)用性、理論知識(shí)的適用性和理論知識(shí)的工程性，進(jìn)而推進(jìn)“理實(shí)一體化”的教學(xué)改革。

2 課程設(shè)計(jì)實(shí)施分析

以變壓器出廠試驗(yàn)這一電氣試驗(yàn)項(xiàng)目為例，分析基于“工程項(xiàng)目”的《高電壓技術(shù)》課程設(shè)計(jì)的實(shí)施。

2.1 教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)

變壓器出廠試驗(yàn)是電氣試驗(yàn)項(xiàng)目中非常重要的工程試驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目所涉及的理論知識(shí)點(diǎn)是《高電壓技術(shù)》課程中[2]的液體和固體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)。依托變壓器出廠試驗(yàn)這一工程試驗(yàn)項(xiàng)目，理論聯(lián)系實(shí)際講授液體和固體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度 、電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，可增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)，鍛煉學(xué)生的電氣試驗(yàn)操作能力。

要求學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)：液體的絕緣強(qiáng)度特性、固體介質(zhì)絕緣強(qiáng)度特性、局部放電試驗(yàn)、絕緣電阻測量試驗(yàn)、感應(yīng)耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)等。

要求學(xué)生掌握的試驗(yàn)技能：（1）參數(shù)測量；（2）繞組電阻測量；（3）絕緣特性測量；（3）電壓比及聯(lián)結(jié)組測量；（4）空載試驗(yàn)；（5）負(fù)載試驗(yàn)；（6）感應(yīng)耐壓試驗(yàn)；（7）外施耐用試驗(yàn)。

2.2 教學(xué)課時(shí)設(shè)計(jì)

該教學(xué)項(xiàng)目需要學(xué)時(shí)分配為：液體和固體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度4學(xué)時(shí)、電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)8學(xué)時(shí)、變壓器出廠試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施4學(xué)時(shí)。

2.3 課程實(shí)施過程

教學(xué)中首先給定實(shí)際電氣試驗(yàn)項(xiàng)目：S7-30/6電力變壓器出廠試驗(yàn)。從電氣試驗(yàn)項(xiàng)目入手，確定教學(xué)任務(wù)——掌握電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)理論知識(shí)和實(shí)踐操作。對(duì)應(yīng)于教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)是《高電壓技術(shù)》課程的第三章中電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容：絕緣電阻試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)。圖2展示了以“S7-30/6電力變壓器出廠試驗(yàn)”具體工程項(xiàng)目為例的課程教學(xué)過程設(shè)計(jì)。

2.4 教學(xué)效果

通過個(gè)案的“工程項(xiàng)目”課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，取得的教學(xué)效果有：（1）以“工程項(xiàng)目”為藍(lán)本，增強(qiáng)教學(xué)的應(yīng)用真實(shí)性。以往的教學(xué)過程中，講完理論知識(shí)，學(xué)生不知道如何來用，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)又脫離了理論知識(shí)。而以“工程項(xiàng)目”為藍(lán)本的課程教學(xué)過程中，直接給出工程實(shí)例——“S7-30/6電力變壓器出廠試驗(yàn)”，直接增強(qiáng)了教學(xué)的應(yīng)用性，不再讓理論和實(shí)踐成為互不相容的關(guān)系。（2）以“工程項(xiàng)目”推進(jìn)理論教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)操能力。“工程項(xiàng)目”與理論教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)，通過項(xiàng)目講理論，通過項(xiàng)目練技能，通過項(xiàng)目提高應(yīng)用?！半姎庠囼?yàn)”工程項(xiàng)目的教學(xué)適合在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，體現(xiàn)“理實(shí)一體化”教學(xué)。通過實(shí)際的電力變壓器一邊理論教學(xué)，一邊按工程試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，學(xué)生在完成理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，還掌握了電氣設(shè)備試驗(yàn)的基本技能。一堂課，“雙豐收”。

3 結(jié)語

工程能力的培養(yǎng)是電氣工程師基本技能培訓(xùn)之一。通過“工程項(xiàng)目”進(jìn)課堂這一理實(shí)一體化化教學(xué)手段的推進(jìn)，使學(xué)生既學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，又親身經(jīng)歷了項(xiàng)目案例實(shí)施的全過程，在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中把一個(gè)復(fù)雜的電氣試驗(yàn)項(xiàng)目，通過分解成小型試驗(yàn)項(xiàng)目模塊，將理論知識(shí)點(diǎn)融入具體的工程項(xiàng)目中，結(jié)合具體試驗(yàn)項(xiàng)目的理論教學(xué)，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又降低了課程教學(xué)的復(fù)雜難易程度；既按照教學(xué)大綱完成了理論教學(xué)，又提升了學(xué)生工程訓(xùn)練技能，體現(xiàn)出應(yīng)用型本科教學(xué)的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃永駒.高壓試壓[M].黃河水利出版社，2012.

[2] 馬永翔，張永宜.高電壓技術(shù)[M].2版.北京大學(xué)出版社，2016.

[3] 張琰.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)“工程路線圖”實(shí)踐教學(xué)的研究[J].陜西教育：高教版，2014（z1）：113-114.