2022-01-02 23:14

伴我步上高校讲台的课程“解析几何”
      我生于1933年3月，是一个普通的高校教师。我的教学生涯始于1953年。那年我已满20岁，刚从清华大学电机系毕业，作为师资研究生分配到哈工大（哈尔滨工业大学）。因为要师从苏联专家，学校安排我们这一批研究生和刚入学的大学本科生一起在预科作为期一年的俄语强化训练。为了使学习不过于单调，学校决定从研究生班中抽调一些学员为本科生讲授基础数学。我被选中，要求讲授“立体解析几何”。由此我开始被学生称作“陈老师”。在和我交流时还时不时听到“您老”的称呼。我很不习惯。因为当时东北的学生入学较晚，班上有不少学生和我同龄，还有比我略长些的。光阴荏苒，历经六十余载，“陈老师”的称呼已伴随了我一生，成为我最熟悉最习惯听到的称呼了。

伴随我最长久的课程“高压电器”
      按照苏联的高等院校办学体制哈工大电机系设立有发电厂电力系统专业（简称发电专业）、电机电器专业、动力经济与企业组织专业（简称动经专业）等电力工程类专业。高压专门化隶属于发电专业，电器专门化隶属于电机电器专业。相应地成立有高电压技术教研室、电器教研室。最初我被分配到动经专业，后因家庭出身问题改派到电机电器专业的电器专门化学科。师从由莫斯科动力学院派来的专家耶·里·里沃夫（技术科学副博士、副教授）从事“高压电器”（包括断路器、负荷开关、隔离开关、互感器等）的研究。1956年毕业后留在电器教研室任教，开始为电器专门化和高压专门化的学生开设“高压电器”课程，自此和高压专业结下了不解之缘。“高压电器”也就成为伴随我教学生涯最长久的课程。为使教学能结合我国的生产实际，我曾多次下到相关工厂熟悉产品的设计和制造过程。指导哈工大电器专业学生作与断路器相关的课程设计和毕业设计。
      1961年暑期我随高压专业转入北京电力学院，正式成为高压教研室的一员，开始为高压专业的学生编写《高压电器》讲义（一种由学校打字油印成册的教材）。1965年随高压专业转入武汉水利电力学院后，该教材在修改后再次打印。
      1973年，在文化大革命中，我曾为武汉变电工区开办过有关高压断路器的短训班，编写了《高压断路器》讲义（该讲义曾被湖南省机电工程局、江苏中试等单位翻印，还曾被华中工学院“七·二一”工大用作教材）。后又为工农兵学员编写了《高压互感器》和《高压避雷器》讲义。这些讲义也成为恢复高考后我院高压专业“高压电器”课程的教材。结合“高压电器”课程的讲授，我多次带领学生赴西安电工城进行生产实习。
      1983年应全国高校电力类教材编审委员会的要求开始为高压专业本科生编写《高压电器》教材（和西安交大马志瀛老师合编由我统稿）该教材于1985年底脱稿，1987年6月由水利电力出版社出版，1992年获能源部优秀教材二等奖。

“避雷器”带领我进入“电力系统过电压”领域
      “避雷器”是电力系统过电压保护不可或缺的器件，隶属于高电压学科。早期的阀式避雷器由非线性电阻（阀片）和串联的火花间隙组成。火花间隙要熄灭电弧，和开关电器有共性，检验火花间隙熄弧能力的试验装置—振荡回路又隶属于电器学科。因此在解广润1957年编著，1958年由水利电力出版社出版的《过电压及其保护》一书中也就有了我编写的“避雷器”一章。
      1958年，我国开始开展三峡水利工程的前期科研工作，为三峡工程试制避雷器的协议书下达到哈工大。在“教学与生产劳动相结合”的办学方针指导下，高压教研室办起了避雷器厂。为了提高避雷器的熄弧能力，高压教研室联合电器教研室开始了磁吹避雷器的研制。我受电器教研室委派，和高压教研室的胡世雄老师一起带领学生搭建起振荡回路装置，试制成30kV磁吹避雷器（1958年10月17日解放日报曾有报导，被誉为“三峡水利枢纽工程的重要科研成果之一”），并在变电站进行了现场试验。以此为基础，1959年9月我再和胡世雄老师带领学生赴西安，联合西安高压电器研究所共同参与了“330kV输变电技术”项目中的“330kV磁吹避雷器”的研究。1960年制成了330kV磁吹避雷器。该项目于1978年获全国科学大会奖。
       1970年日本开始把原来用于低电压电子设备稳压和保护的压敏电阻应用到高电压的电力工业，制成了电力工业用的无间隙氧化锌避雷器，发展迅速。研制氧化锌避雷器成为我国电力部门的迫切需求。
       1974年结合由解广润领衔，我和江日洪老师参加的“电缆护层过电压的研究”，我院和武汉压敏电阻厂共同研制出我国最早的氧化锌电缆护层保护器，为降低电缆护层的绝缘水平、提高电缆的安全运行作出了贡献。以此为基础，1978年由我和胡世雄老师参与的高压教研室避雷器小组会同武汉高压研究所和武汉压敏电阻厂，采用与部分阀片并联间隙以降低避雷器残压的方法，开发出10kV保护旋转电机用的新型氧化锌避雷器，这在国内还是比较早的。
      “电缆护层过电压的研究”和“氧化锌避雷器的研制”使我对电力系统过电压的产生机理和防护措施有了进一步的了解。在解广润为工农兵学员编写，于1977年出版的《过电压保护》教材中编写了避雷器和护层保护的章节。因此恢复高考后，解广润在为“电力系统过电压”课程编写教材时，要我撰写理论基础部分（记得这部分书稿是我在美国当访问学者时完成后，托人带回国的）。该教材于1985年6月出版，1987年获水利电力部全国电力类优秀教材一等奖。在解广润离世后的2018年8月出版的“电力系统过电压（第二版）”获2020年中国电力教育协会颁发的“高校电气类专业精品教材”荣誉证书。
      我于1985年开始为高压专业的本科生讲授“电力系统过电压”，教过的班级有8251、8451、8551、88551和88552班等。1991年“电力系统过电压”课程获能源部部级一类课程称号。2000年我曾为国家电力公司委托我院举办的网省局调度局长、总工学习班讲授了“过电压保护保护原理与运行技术”并编写出版了教材。
      1985年曾受上海电瓷厂的委托，和解广润一起带领学生开发了氧化锌避雷器优化设计所需的计算软件。1987年受水电部科技司和黑龙江省电业局委托。承担了“氧化锌避雷器操作过电压动作负载试验方法验证”的研究课题（参加的人员还有胡世雄、程启武、蔡细楚等）。
      1979~1989年间我曾在氧化锌避雷器领域内发表论文7篇，其中“氧化锌避雷器在保护无功补偿用电容器组时工作条件的理论分析与电算”一文被评为中国电机工程学会1986年优秀论文。1989年受聘为第二届电瓷避雷器分专委委员。1990年受聘为全国避雷器标准化技术委员，参加了1997年发布的《进口交流无间隙避雷器技术规范》的起草工作。

“接地技术”的研究
      为适应我国电力工业的发展需要，1972年水利电力部以（72）水电电字55号文指示北京电力工业局主持修订水电部1959年颁布的包括《电气设备接地装置规程》、《过电压保护规程》在内的九本电气设计技术规程。
      解广润1958年在哈尔滨工业大学工作期间编写出版了《过电压及其保护》教材，1964年在北京电力学院指导的三个研究生中又有一个进行过“伸长接地体的研究”。因此1972年8月，结束一年半下放生涯回校不久的解广润被水利电力部借调到“过电压及接地规程联合小组”参加规程修订的工作。联合小组于1972年8月10日由北京出发到全国各地约20个省市开展了为期99天的调查研究，收集了不少运行经验，也发现了不少问题。1972年6月结束调研回北京后又收集和翻阅了相关的国外标准和规程，在此基础上写出了规程的“讨论稿”。
      1973年4月水电部组织电气设计技术规程汇报讨论会听取调查汇报，在对讨论稿作了修改审定后，形成了“征求意见稿”，于1973年7月发向全国征求意见。汇报讨论会还决定委托武汉水利电力学院在高压实验室进行地网的模拟实验。主要研究关系到发、变电所工作人员和设备安全的发、变电所地网的接触电势和跨步电势以及接地电阻的测量。
      1973年6月解广润会同规程组的王之琢师傅由北京回武汉，在我院高压实验室8.1m × 2.84m × 0.81m（长×宽×深）的水池中进行地网的模拟试验。参加实验工作的有胡世雄、杨宪章等高压和电工教研室的老师以及高压专业7151班进行毕业实践的学员，开启了我院电力系统接地技术研究的先河。我因正全力负责高压7251班的教学工作而未能参加。
      1973年12月国家建委在苏州召开电力设计技术规范的终审会议。大会通过了包括《电气设备接地设计技术规程》、《电力设备过电压保护设计技术规程》在内的14本规范的送审稿。我院的4项研究成果为规程采用。至此解广润结束了规程组的工作返回学校。
      在解广润接地研究的基础上，70年代我曾和湖南省水利电力勘测设计院、湖南省电力中心试验所一起在湖南花木桥水电站进行过工频和冲击接地电阻测量的现场试验。我对电力系统接地技术的系统性研究始于1981~1983年在美作访问学者的时期。80年代初美国的大学已拥有配有上百个终端的大型计算机设施，24小时开放，而且愈晚收费愈低，给教学和科研带来很大的方便。
      我于1981年9月赴美，先后在纽约州伦斯罗工业大学（R.P.I.-Rensselaer Polytechnic
Institute）和俄亥俄州立大学（OSU-Ohio State University）作为期两年的学术访问。在R.P.I.访问期间我按Nelson教授的要求搭建起激光干涉试验所需的试验装置，借助激光干涉测试法对液体介质中的放电机制作探索性研究（在该项探索试验中我否定了Nelson教授的“激光干涉图案是加压后自电极固体介质跳入液体中的电子所形成的空间电荷造成”的设想，提出了“加压后电极固体介质发热在液体介质中形成温度场，从而产生激光干涉图案”的概念，并用实验作了验证，Nelson教授曾在IEEE 1983年的年度报告文章中对我的奉献表示感谢）。与此同时，我利用一切空余时间熟悉计算机的使用，编写出一些进行静电场和电流场计算的程序，被同居的美国室友戏谑为“与计算机搏斗（Fight with computer）”。根据这些程序，我回国后在解广润1987年编写出版的《高压静电场（修订版）》一书中，编写了“静电场的数值计算”一章。
      以此为基础，我开始涉足接地计算的领域，编写出均匀土壤中接地电阻计算的程序，得到R.P.I.电力中心主任Greenwood教授的赏识，认为有助于他们的教学。与此同时，通过同期在OSU访问的贺景亮老师处得知该校有和接地相关的研究课题。通过贺老师的沟通，我受邀于1982年12月1日改赴OSU访问。在OSU期间我协助Kasten教授完成他所承担的美国电力科学院（EPRI）“接地模拟试验研究”课题，并开发出接地计算的通用程序，提出了计算电力系统杆塔和变电站接地电阻和跨步电势的新公式。1983年回国前夕在该校电机系举办了由我主讲的与接地计算相关的座谈讨论会。相关的三篇论文陆续在美国的“Electric Power System Research” 杂志上发表。
      1983年回国后和解广润一起在我院建设了接地模拟实验室，包括直径1.5m的半球形电解槽、10m×5m×2.5m（长×宽×深）的大型电解槽以及自动采集及处理数据的微机装置。结合接地研究的方向培养了11名研究生，他们分别是:文习山（85年）、薛  云（86年）、潘文霞（87年）、鲁志伟（87年）、周小平（88年)、 林志伟（88年）、夏长征（89年）、李爱民（89年）、刘卫东（92年）、彭向阳（92年）、 赵  灵（94年）。我还参与了解广润承接的《电力系统接地技术》教材的编写，给高压专业的学生开设了“接地技术”课程。
      1990年，我在国内外发布的和接地技术相关的系列论文获能源部科技进步二等奖。所得评语为:陈慈萱同志采用计算机计算技术，对国内外关心的问题进行研究，取得的成果不仅有较大的经济效益，并且具有较高的学术水平，在国内具有领先地位，达到了国际水平。
      1996年，由解广润和我共同编写的《电力系统接地》教材获电力部优秀教材二等奖。
      在这一阶段研究的主要课题有北京电科院委托的“葛洲坝至华东直流输电工程的海水和大地作回路及接地装置的研究（主要参加者:解广润、陈慈萱、王杏卿)”、中南电力设计院委托的“葛洲坝换流站接地网的设计与计算分析（主要参加者:陈慈萱、方瑜、解广润、张元芳)”。
      1996~1998年在华中理工大学取得博士学位的阮江军进入我院博士后流动站，研究的题目是“直流接地极电磁场、温度场的数值分析”。
      2004年由我们培养，现已是学科带头人的文习山教授领衔参与的“三峡枢纽接地技术研究”的课题获湖北省科技进步一等奖。欣喜我院接地技术的研究后继有人。

理论与实际的结合
      在苏联专家的带领下，哈工大很注重实践在教学中的作用，在本科五年的教学计划中安排有三次实习：认识实习（三年级后的暑假）、生产实习（四年级后的暑假）、毕业实习（毕业设计前的寒假）。在研究生学习阶段，为完成与《高压电器》领域相关的课题，熟悉产品的设计、制作和检验过程，我也曾下到相关工厂的生产车间实习。从教后又带领学生进行生产实习让学生从生产劳动中学到相关知识。“磁吹避雷器”的研制，进一步加强了我和生产实际的联系，积累了一定的电气装置安装和调试的经验。记得1965年刚从北京电力学院调到武汉水利电力学院时，我就曾受仇启琴主任的委托和张兴昌师傅一起为落成不久的三教学楼进行10kV配电装置的安装与调试，改善了三教学楼的供电。
      在文革期间我多次带领学生进行生产实习。我记忆中的文革就是从1966年我带领62级的学生在上海华通开关厂实习时被学校提前召回开始的。1969年上半年驻校的工人和毛泽东思想宣传队（工宣队）承接了由省革命委员会交办的钟祥1500kW火力发电厂从基建到发电的建设任务。结合“复课闹革命”的要求，工宣队安排当时还在校的发电厂电力网及电力系统三个班的学生参加建设，边劳动、边上课。当然这还需要有老师带领。工宣队起用了我，要我和发电教研室的林开荣老师、章贤老师、何永泰老师一起去钟祥。当时我感到很欣慰，因为这间接说明了我家那位因“白、专”正遭批判的解广润老师没有太大的问题。于是我丢下了还未满三岁的小女儿去了钟祥。记得参加电厂建设的还有金工教研室的丁沃圻老师以及机械厂的工人师傅们。1970年春节前夕基建基本完成，大队人马撤回，学生毕业离校。春节后应省革委会要求章贤和我以及部分机械厂的工人师傅重返电厂善后，直至当年7月发电交付运行。也正是在这一期间，我向当地的电工师傅学会了用两个踩板交替着爬上水泥杆的技能。
      1970年11月我们全家下放京山县农村插队落户（属我系的还有段希健、陈昆薇、张文勤、谭乐崧、张哲、徐树铨、潘仲立、蓝世源、黄齐嵩、蒋德福、杨宪章、罗九儒、戚秉彝、王杏卿等）。在此期间，我带着四岁多的小女儿和张哲、徐树铨参与了京山县35kV变电站的建设，使京山县由靠柴油机发电转变为电网供电，得到了“京山人民不会忘记你们”的口碑。随着工农兵学员入学的需要，下放教师在1972年4月和11月分两批回校。回校后的1974年我还曾和和胡世雄老师一起带领7251班的工农兵学员到我校在钟祥的知青点帮助那里的公社建设孙庙电灌站。由于当时的工农兵学员有些在入学前就是电工，给了我们不少帮助。
      工农兵学员进校后，我几乎每年暑期都要带学生出去实习，少则一月，多达两月。去得最多的地方是西安的电工城，那里有开关厂、变压器厂、电瓷避雷器厂等。老师自带行李，和同学朝夕相处，同吃、同住（住的是暑假期间当地小学空闲的教室，以拼接的课桌为床）、同生产劳动，建立起深厚的感情。记得1975年我带7351班的学生在西安实习时，不慎摔伤，左手克雷氏骨折，打了石膏。班上的女同学在生活起居上给了我很大的帮助。我也就吊着左臂一直坚持到实习结束和他们一起返校。
      我想正是得益于这些实践经历，使我在访美期间能比较顺利地按Nelson教授的要求搭建起我并不熟悉的激光干涉试验装置并完成了试验。

知识面的拓展
      从以上的叙述可知文革前我的教学活动主要局限在“高压电器”和“避雷器”的范畴。除了1963年在北京电力学院时，曾为四年级的学生讲授过“高压静电场”外，只讲授“高压电器”。文化大革命的到来彻底改变了这一局面。1968年我被要求为当时尚在校的高压专业的本科生讲授历来由“发配电教研室”承接的“短路电流”课程。钟祥火力发电厂和京山变电站的建设，进一步拉近了我和“发电厂电力网电力系统”专业的距离。
       1972年自京山返校后我迎来了1972年入学的7251班工农兵学员，带领和陪同他们走过三年的求学生涯，而后又接来7551班。由于文革中教师的流失，再加学员的文化基础参差不齐，作为带领他们学习的教师要做到“一专多能”。我曾协助数学老师辅导过他们的“高等数学”，协助电工老师辅导过他们的“电工基础”。与此同时我还被要求为发配电专业的工农兵学员讲授过“高压工程”，为高压专业的工农兵学员讲授过“高压概论”、“气体放电”以及原来由发配电教研室老师讲授的“电力工程”。相应地编写出适合工农兵学员学习的讲义作教材。其中《高压工程》讲义曾于1979年重印并为当时的华中工学院借用。
      1978年恢复研究生招生后，要求我们这些还留在教学战线上的教师，在自我不断提高的基础上开设新的课程。那时候我曾经和李鹤龄老师一起为研究生开设过“网络理论”课程，由我讲授“近代理论”部分。文革阶段虽然艰苦，但对我后续的教学生涯以及退休后所承接的《电气工程基础》教材的编写不无裨益。
      《电气工程基础》课程是教学改革中为培养宽口径“电气工程及其自动化”专业技术人才而设定的一门专业平台课。课程的设置是由当时电气工程学院的院长陈允平教授提出的，这也是我曾经有过的意向。这一门课程覆盖了电气工程学院各门专业课的基础知识，涉及面很广。我受院长委托组织《电气工程基础》教材的编写。教材共计85万字，分成上下两册，参加编写的有10人，要我统稿，当主编。时为2001年，我已退休。根据多年来编写教材的经历，我深知对这样一套知识面宽，参与编写人员又多的教材的统稿工作是非常不容易的。但多年来教学工作的实践又告诉我一本好的教材对课程建设和教学质量的重要性。为了却在岗时的教改心愿，我义无反顾地承担起这一任务。
      在教材主编过程中我不敢掉以轻心。曾多次召集编写人员会议，讨论教改后这一课程在教学计划中的位置，明确了该课程的先行和后续课程，详细制定了编写大纲。但终因编写人员较多，教材的统稿工作仍然十分繁重。从名词、符号和用语习惯的统一，到重复内容的删减，每一章、每一节都需要认真推敲，反复修改。经过一年多的奋战，该教材的上、下册分别在2003年9月和2004年4月由中国电力出版社出版。那时我已年达七十，自认为身体还可以，但在2004年体检时，检出得了青光眼病，好心的同事劝我说：“陈老师，您这病都是编书累出来的，以后不能让身体再这样透支了”，但我认为这是一种慢性病，泰然处之，坚持用药而已。
       由于当时这本书没有列入出版社的出版计划，第一次印刷的4000册书要由编写单位自行销售，至今我还记得在电气工程学院的一间屋子里堆满书的场景。值得高兴的是该书出版后得到国内高校相关专业使用者的认可，出版社很快就进行了第二次印刷。更令人高兴的是在与电气工程学院毕业生的交谈中得知，在他们选择毕业时要携带的书籍时，《电气工程基础》教材是他们的首选，而且这一本教材也成为与电气工程相关的技术人员案头的书籍。
      教材的出版为学院《电气工程基础》课程的建设创造了条件。为开设《电气工程基础》这一新课程，学院专门组成了《电气工程基础》课程教学小组，课程教学小组中大部分是青年教师，他们年青、有热情，更重要的是他们没有传统观念的框框束缚，很快就成为了这门课程改革的生力军。教材第一次使用时，我还是学院督导组的组长。考虑到《电气工程基础》课程建设是学院教学改革进程中的重大举措，为帮助青年教师吃透教材内容，使教改落到实处，我组织督导组成员开展了青年教师的试讲活动，试讲时课程小组全体成员参加，针对性地进行讨论和点评，上课时督导组指派成员全程实地听课，较快地提高了青年教师的讲课水平。在《电气工程基础》课程教学小组的努力下，《电气工程基础》课程于2008年获批为国家精品课程。
      随着电力工业的发展，《电气工程基础》教材需要作一些修改和知识更新。应出版社和广大读者的要求，教材的修订工作于2011年开始启动。当时的电气工程学院院长仍委托我出任主编。虽然深知工作的繁重，也有编写第一版时得了眼病的教训，出于对电气工程学院教改工作的支持，为了不辜广大读者的厚爱，我还是勉为其难地承担了主编的工作。只是要求出版社放宽了交稿日期。毕竟岁月不饶人，当时我已年近八十，在第二版上册书稿交付出版社后，我终因身体不适住院，经诊断心脏装了三个支架。好在有惊无险，身体恢复较快，没有太耽误教材的编写。第二版教材的上、下册分别于2012年和2013年出版，入选“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。更值得欣慰的是教材的编写和修订促使我学会了在电脑上对文稿进行编排、批注和修改，学会了公式编辑器的使用、图形的简单修改以及表格和PPT的简单制作，虽然速度不快，毕竟是跟上了时代的潮流。
      2016年出版了再次修订后的第三版，获2020年中国电力教育协会颁发的“高校电器类专业精品教材”荣誉证书。在第三版的修订过程中，我有意识地安排了熟悉这门课程的青年教师协助统稿，让他们能接替我的工作。
      目前参加这本教材编写、并且正在用这本教材进行教学的青年教师们正在酝酿结合现代电力工业的发展再次对教材进行修订，相信教材的“第四版”就可以以他们为主编出版了。欣喜教材的编写后继有人。