高电压技术课程实践环节的理实一体化改革探索

［摘 要］文章基于科教融合的新型育人模式，以高电压技术课程为例，从授课计划和考核方式两方面入手，提出了针对实践环节的理实一体化改革思路。通过改革，增加了实践环节的比重，优化了考核方式，实现了课程的理实一体化教学，体现了科教融合的教学理念，显著提升了教学质量和学生的学习效果。

［关键词］实践教学；教学改革；理实一体化；科教融合；高电压技术课程

［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）12-0016-04

科教融合，即科学研究与教育教学的深度融合，是实现创新人才培养的有效途径[1]。高电压技术课程是电气工程及其自动化专业的一门重要课程，理论性与实践性强，且内容知识点多、主体对象抽象，因此授课难度较大[2]。目前这门课程处于教学与科研分离的状态，这种培养模式不符合社会发展需求，学生普遍需要在后续的研究生学习或工作实践中才能真正理解和掌握高电压技术的相关知识点[3]。

教学与科研分离的很大原因在于授课方式的不足，特别是课程实践与理论教学的脱节。在众多电气工程课程中，高电压技术课程具有特殊性，涉及材料、物理、化学、电工学等多门学科的交叉融合，学习的内容新颖抽象，如放电、过电压波、绝缘劣化等。高电压技术课程的实践环节通常安排在学期中后期，这种理论与实践分开的方式不利于学生对学习内容的直观理解和知识点的掌握。此外，由于实践环节未能穿插于理论课程中，导致理论课与实验课难以有效衔接，从而影响了整体的教学效果。

本文基于科教融合的新型育人模式，以高电压技术课程为例，探索理论课与实验课融合的教学模式，提出有针对性的改革方法，包括增加实践环节的比重和优化考核方式，旨在提升教学质量和学生的学习效果。

一、理实一体化的基本思路

理实一体化教学强调理论教学和实践教学的有机结合。众所周知，中学物理、化学教师都具备进行基本演示性实验的能力，在大学课堂上也常能看到教师一边演示实验现象一边授课。与这些课程不同的是，电力专业课程实验需要专用场地、电源及设备，无法在普通教室开展，因此需要配置专门实验室（如电路原理实验室、继电保护实验室等）和实验员[4]。此外，电路原理实验和继电保护实验注重实物接线、电气测量、方法验证，实验设备多且复杂，实验员必须对各个实验设备及其接线方式都了如指掌。

高电压技术课程实验的目的是观察现象、寻找规律、验证机理，强调对抽象事物的认知，是一种开放性质的实验，接线相对简单、实操性较弱，主要以演示、观察、对比为主[5-6]。任课教师应具备开展高压实验的能力，将课堂移至实验室，构建讲授、演示、讲解、实操的教学链，在优化教学环节的同时精简人员分工（见图1）。

任课教师通过开展实验、介绍实验现象、讲解课程知识点，激发学生的学习兴趣和主观能动性，引导学生深入思考和分析各种实验现象与结果，从而联系理论知识，实现融会贯通[7-8]。理论课堂以发现工程问题和掌握背景知识为驱动，通过前序知识回顾、媒体资料播放以及理论机制讲解达到教学目的[9-10]。实验课堂以现场实操和感官体验为驱动，通过复述工程问题、验证课程知识以及探索科学问题完成实验目的。两者独立并行，难以实现理实一体化。为此，通过交叉融合的方式，将理论教学引入实验室，把观摩实操融入课堂，才能实现理论与实践的同步呈现、问题与现象的同步印证、摸索与实测的同步深入，真正实现理实一体化。

二、课程教学改革方案

（一）优化授课计划

高电压技术课程改革前，授课计划涉及实验教学的课程包含8个理论课时和8个实验课时（见表1），两者在教学上相互独立，时间跨度大，而且实验项目的内容较为单一。

针对上述实践环节现状，本文提出“N+1”的理论课与实验课融合的教学模式（见表2），即将某一章节内容由原先独立的理论课课时和实验课课时，融合为N个理论课课时加1个实验课课时，采取理论教学和实验教学相结合的方式，将实验原理融入课堂，从而增强教学效果。同时，充分利用实验室中的多种设备，如雷电冲击测试系统、串级交流试验电压发生器、局部放电检测仪等，优化授课计划，帮助学生更好地掌握理论知识。

本课程教学改革方案采用了“N+1”理论课与实验课融合的教学模式，虽然实验教学课程的总学时数不变，但新增了工频交流耐压试验、直流耐压试验等5个演示实验，有利于学生更深入地理解和掌握专业知识。此外，针对液体与固体放电的授课内容，对原来的章节顺序进行了优化调整，将2个理论课课时细化为1个理论课课时和1个实验课课时。

在实施教学改革前，高电压技术课程共计40个理论课课时和8个实验课课时。改革后，课时调整为34个理论课课时和14个实验课课时。实验课课时增加了6个，实践环节所占比重增加了约13%。为了达成教学改革的目的、提升教学质量，教师需充分掌握和熟悉课程实验，积极走进实验室。

（二）优化考核方式

高电压技术课程实践环节的考核主要依据3份实验报告（气体电介质击穿、液体固体电介质击穿和绝缘预防性试验）。课题组经过多年的教学实践发现，实验报告的评阅工作繁重，且实验报告雷同、抄录讲义现象较为普遍，这既反映了学生的学习态度问题，也反映了以往课程与实验安排的不合理以及实验报告不够精简的问题。为了减轻教师的评阅负担并更准确地体现学生的学习成效，本文提出的课程教学改革方案对授课计划进行了调整，增加了新的实验内容，并考虑采取相应措施来简化实验报告的要求。

在理论课与实验课融合后，实验部分主要包括实操实测和演示观摩，将原来的实操实测部分精简化，增加演示环节。针对原先实验报告内容刻板、过度依赖讲义的问题，可以优化考核方式（见表3），简化报告形式，将原有的3份报告合并为2个主要部分：

一是实操实测部分。实操实测部分依旧以实验目的与意义、实验设备、实验对象及方法、实验结果、数据分析作为主要框架，将气体、固体、液体的击穿放电实验内容进行整合，使这三个实验可以在同一套实验平台上进行操作，不仅提高了实验设备的使用率，还使得实验报告内容更加简洁。

二是演示观摩部分。本次课程教学改革中，课题组引入了丰富的演示实验，包括绝缘电阻测试、泄漏电流测试、介损测试、局部放电测试、直流耐压试验、冲击耐压试验等，旨在鼓励学生动手实践。然而，由于演示实验的数据数量有限，难以形成实测性质的数据分析。为此，可以考虑在演示实验中增加开放性内容，如实验目的与意义、实验设备原理、实验接线图、实验感悟等，不仅能提升学生的实践操作能力，还能深化他们对实验原理的理解，并激发他们的创新思维。

三、实施建议

开展理实一体化课程教学对实验室的配置和任课教师的专业素养有着明确要求。实验室需配备足够的教学空间和必要的硬件设施，尤其是黑板和基本的实验介绍（见图2）。同时，任课教师应提前接受培训，确保能够熟练操作仪器设备，并配备助教协助进行实验。为了更稳妥地推行这一教学方法，建议先从1～2个班级开始试点。

在考核方面，优化后的报告新增了“实验感悟”这一开放性内容。为了确保考核效果，任课教师应重点关注开放性内容的质量，从学生的主观感受出发，深入分析理实一体化课程的实际效果，并据此提出改进措施。本文针对高电压技术课程提出了理实一体化教学改革思路，并精心设计了相应的改革方案。值得注意的是，由于不同高校对高电压技术课程的课时分配存在差异，其他高校可以参照本文提出的组合模式，灵活调整并开展理实一体化教学，以提升教学效果。此外，其他专业课程也可借鉴本文的“N+1”理论课与实验课融合的教学模式，推进理实一体化课程改革。

四、结语

针对高电压技术课程的特殊性，本文探讨了理论课与实验课融合的理实一体化改革模式，进一步优化了人才培养方式。本文提出的实践环节授课计划改革方案，在保持总课时不变的前提下，增加了6个实验课课时，使得实践环节所占比重增加约13%，这有助于提升学生的学习效果。同时，本文还针对课程实践环节的考核进行了改革，通过简化实验报告形式、合并实验内容以及增加主观性感悟等策略，旨在减轻教师的评阅负担，确保学生的学习达成度考核得到有效实施。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 顾明远. 学习和解读《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》[J].高等教育研究， 2010，31（7）：1-6.

[2] 李平，张宏亮，顾军，等.面向新工科人才培养的“高电压技术”课程教改与实践[J].喀什大学学报，2022，43（3）：99-102.

[3] 高旭冉.高校科研育人现实困境及优化路径研究[J].河北青年管理干部学院学报，2023，35（6）：93-96.

[4] 刘洪顺，刘路遥，张启昭，等.面向新工科的高电压试验教学体系与实践平台构建[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2022（2）：200-203.

[5] 李原，周凯，孟鹏飞，等.《高电压技术实验》课程案例式教学模式分析探讨[J].中国电力教育，2021（10）：61-62.

[6] 刘毅，贺恒鑫，李化，等.以学生为中心的高电压实验教学探讨[J].电气电子教学学报，2021，43（2）：135-138.

[7] 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[J].科技与创新，2020（13）：77-79.

[8] 江军，王凯，张潮海，等.新工科背景下电气专业“高电压技术+”课程群体系建设与探索[J].中国现代教育装备，2020（11）：61-63.

[9] 马琛.理论与实验高度融合的教学模式改革探索：以“材料科学与工程基础”课程为例[J].教育教学论坛，2022（19）：45-48.

[10] 石岩，魏钢，张海燕，等.案例式教学在高电压技术教学中的应用[J].科技资讯，2020，18（6）：153-154.

［责任编辑：梁金凤］