電氣專業(yè)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)分析

范存艷

摘 要：電力行業(yè)對(duì)于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高有著積極的促進(jìn)作用，在新時(shí)代的背景下，電力企業(yè)對(duì)就業(yè)人才的綜合素質(zhì)能力有著越來越高的要求，不僅要求其掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，同時(shí)還要有較強(qiáng)的實(shí)踐能力。電力設(shè)備的占地面積較大且價(jià)格較為高昂，在操作的過程中還存在一定的危險(xiǎn)性，因此各大開設(shè)自動(dòng)化專業(yè)的高校都很難建立系統(tǒng)完善的電力實(shí)踐平臺(tái)，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生的綜合素質(zhì)能力無法得到有效提高。VR技術(shù)的出現(xiàn)能有效解決上述問題，高校在發(fā)展過程中積極利用VR技術(shù)，可以在虛擬環(huán)境中讓學(xué)生對(duì)發(fā)電、變電、輸電的各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行操作，通過這樣的方式既能讓學(xué)生高效的掌握理論知識(shí)，同時(shí)還能提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，這對(duì)于學(xué)生日后的成長(zhǎng)發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：電氣專業(yè)；VR虛擬技術(shù)；仿真實(shí)踐平臺(tái)；結(jié)構(gòu)分析

1 電氣專業(yè)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)教學(xué)體系建設(shè)分析

在對(duì)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)的教學(xué)體系進(jìn)行建設(shè)的過程中，應(yīng)該從多個(gè)方面入手，要將多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，首先可以利用手機(jī)二維碼等比較常見且操作性較高的設(shè)備來讓學(xué)生對(duì)相關(guān)的電力設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了解，讓學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)的方式對(duì)電力系統(tǒng)的組成概念以及相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)，這樣能夠?yàn)楹罄m(xù)開展高效的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

其次，在開展教學(xué)工作時(shí)，教師需要利用虛擬技術(shù)和LED多媒體技術(shù)，讓學(xué)生置身于虛擬環(huán)境中，教師可以為學(xué)生講解設(shè)備的原理，并且采用演示的方式來對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行拆分，通過這樣的方式讓學(xué)生對(duì)電氣設(shè)備的組成有全面的認(rèn)知。

在完成教學(xué)演示工作之后，可以讓學(xué)生利用VR技術(shù)開展沉浸式體驗(yàn)學(xué)習(xí)。學(xué)生可以以教師的共享視角來對(duì)電力系統(tǒng)的配電、輸電、變電等進(jìn)行了解。VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠營(yíng)造一個(gè)十分真實(shí)的虛擬場(chǎng)景[1]，在沉浸式的教學(xué)過程中，學(xué)生可以更加清晰地看到電力設(shè)備操作的各個(gè)環(huán)節(jié)及過程，這能夠?yàn)閷W(xué)生后續(xù)親自進(jìn)行操作奠定良好的基礎(chǔ)。

最后，學(xué)生可以利用PC，VR頭盔和手柄來進(jìn)行實(shí)踐操作。在最后的操作環(huán)節(jié)，學(xué)生可以完全獨(dú)立地進(jìn)行操作，因?yàn)槭翘摂M環(huán)境，不具備危險(xiǎn)性，學(xué)生在操作的過程中相關(guān)軟件會(huì)對(duì)學(xué)生的整體操作過程進(jìn)行打分。學(xué)生可以根據(jù)評(píng)判打分情況來進(jìn)行多次反復(fù)的實(shí)踐操作，這種方式能夠有效提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2 電氣專業(yè)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)軟件體系建設(shè)分析

在對(duì)電氣專業(yè)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)軟件體系進(jìn)行建設(shè)的過程中，首先需要根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需求對(duì)相關(guān)網(wǎng)站進(jìn)行建設(shè)，網(wǎng)站的主要內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的相關(guān)信息、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)課件資料以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)團(tuán)隊(duì)等等。網(wǎng)站的建立還需要提供一些信息展示功能，管理人員需要定期對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的信息進(jìn)行維護(hù)和管理[2]。在網(wǎng)站上展示實(shí)驗(yàn)圖片、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)原理以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求。通過這樣的方式能夠保證整個(gè)網(wǎng)站建立的完善性。

在對(duì)軟件體系進(jìn)行建設(shè)的過程中，必須要保證軟件系統(tǒng)有相應(yīng)的功能，首先最基礎(chǔ)的一項(xiàng)功能是要提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境寬帶提醒服務(wù)，該功能的主要作用是當(dāng)實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)寬帶小于實(shí)驗(yàn)所需的最小寬帶時(shí)，需要對(duì)用戶提出相應(yīng)的提醒[3]。其次還要具備提供實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)的功能，用戶在使用的過程中，可以對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。除了要對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以外，還要有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，對(duì)訪問平臺(tái)用戶的情況以及資源的使用情況進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，并且要將統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行匯總分析，這樣才能進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與完善。最后一個(gè)功能則是要有相應(yīng)的效果評(píng)價(jià)功能，用戶在完成實(shí)驗(yàn)以后，可以對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)包括星級(jí)評(píng)價(jià)和點(diǎn)贊功能，通過這樣的方式更有利于對(duì)平臺(tái)的相關(guān)功能和資源進(jìn)行整合和優(yōu)化，從而提供更好的實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)感。

3 電氣專業(yè)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)的功能分析

電氣專業(yè)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)需要具備實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理功能，能夠?qū)μ摂M實(shí)驗(yàn)的資源信息進(jìn)行有效的維護(hù)和管理[4]，同時(shí)還要對(duì)學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行批改，對(duì)成績(jī)進(jìn)行管理，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告進(jìn)行導(dǎo)出時(shí)還要具備查看導(dǎo)出功能。

教師在開展教學(xué)工作的過程中，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的實(shí)際內(nèi)容對(duì)系統(tǒng)預(yù)加的課程進(jìn)行引用，在引用完成以后，可以在“我的實(shí)驗(yàn)庫”中對(duì)實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行查看修改和刪除。然后根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，將相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程安排給學(xué)生，提前設(shè)置好開始和截止的時(shí)間，對(duì)于實(shí)驗(yàn)成績(jī)的權(quán)重進(jìn)行科學(xué)有效的設(shè)計(jì)，保證報(bào)告成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)有科學(xué)的比例。教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際操作情況對(duì)學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)比和打分，所建設(shè)的實(shí)踐平臺(tái)需要能夠同時(shí)支持虛擬實(shí)驗(yàn)、鏈接實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)等多種不同的實(shí)驗(yàn)。為了能夠提高學(xué)生的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，該平臺(tái)在建設(shè)的過程中必須要含有實(shí)驗(yàn)前理論學(xué)習(xí)功能，讓學(xué)生通過練習(xí)和自測(cè)的方式對(duì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)理論進(jìn)行掌握和學(xué)習(xí)。學(xué)生完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作以后，需要完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，而平臺(tái)則需要提供相應(yīng)的報(bào)告管理功能，允許學(xué)生可以在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師可以在線對(duì)學(xué)生的報(bào)告進(jìn)行批改，讓學(xué)生以導(dǎo)出報(bào)告的方式來查看自己的整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作情況。平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能是對(duì)學(xué)生的課程成績(jī)以及實(shí)踐操作成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，可以通過搜索的方式查詢單個(gè)學(xué)生的成績(jī)。同時(shí)還能對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)圖的匯總，在線分析學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況。為了能夠更好地幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，平臺(tái)還需要設(shè)置實(shí)時(shí)答疑功能，讓學(xué)生和老師能夠在線進(jìn)行溝通和交流。為了提高答疑效率，教師可以在前期將相應(yīng)的問題和答案錄入到題庫中，學(xué)生可以通過搜索關(guān)鍵字的方式對(duì)問題的答案進(jìn)行查詢。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于電氣專業(yè)的學(xué)生來說，想要參與到真實(shí)的實(shí)踐操作中顯得較為困難，因?yàn)殡姎庠O(shè)備具有一定的危險(xiǎn)性，同時(shí)許多院校也不具備購進(jìn)專業(yè)電氣設(shè)備的能力，為了更好地提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，要對(duì)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，最大程度地節(jié)省院校的投入成本，達(dá)到高效教學(xué)的目的。學(xué)生在操作的過程中動(dòng)手實(shí)踐能力能夠得到極大的提高，更有利于推進(jìn)院校向現(xiàn)代化的教育方向轉(zhuǎn)變。在VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)的幫助之下，學(xué)生的專業(yè)能力能夠得到極大提高，助力學(xué)生日后更好的投入工作。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王穎杰，劉海媛.虛擬仿真軟件在電氣專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J].科教導(dǎo)刊，2020（33）：37-38.

[2]胡海林，汪濤.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)助力電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)本科教學(xué)[J].中國(guó)多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)報(bào)，2020（10）：7-9.

[3]尚麗莎，賈亞娟.論虛擬仿真技術(shù)在電氣類專業(yè)教學(xué)中的重要性[J].中外企業(yè)家，2020（15）：204.

[4]冷雪敏，高陽，許傲然，等.電氣專業(yè)VR虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)探索[J].教育教學(xué)論壇，2020（19）：313-315.

（編輯 何 琳）

Analysis of construction of virtual simulation practice platform VR electrical specialty

Fan Cunyan

（Shenyang Xinsong Virtual Reality Industry Technology Research Institute， Shenyang 110000， China）

Abstract：With the continuous development of the times， China’s social economy in rapid progress， all walks of life have been 10 points of rapid development， the power industry has a positive role in promoting the improvement of China’s social and economic level， in the context of the new era， power enterprises have higher and higher requirements for the comprehensive quality and ability of employment talents， not only require talents to master solid theoretical knowledge technology， but also have a strong practical ability， because the power equipment covers a large area and the price is relatively high， there are still some dangers in the process of operation， so it is very difficult to establish a system in colleges and universities which set up automation major. Because of the lack of perfect power practice platform， the comprehensive quality and ability of students can not be improved effectively improve. But the emergence of VR technology， can effectively solve the above problems， colleges and universities in the development process of active use of VR technology， can let students in the virtual environment of power generation， transformation and transmission of various experimental links to operate， through this way of skills， let students effectively master the theoretical knowledge， but also can improve students’ practical ability. This has a positive role in promoting the growth and development of students in the future.

Key words：electrical specialty； VR virtual technology； simulation practice platform； construction analysis