電氣智能綜合一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置的研發(fā)

高瑞麗 林媚 吳帆

（濱州職業(yè)學(xué)院 山東省濱州市 256603）

電工實(shí)訓(xùn)裝置是培養(yǎng)具有實(shí)踐工作能力的高素質(zhì)電工的必備工具。作為人才培養(yǎng)主陣地的職業(yè)院校、廠礦企業(yè)和社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，目前用于技能培訓(xùn)的電工實(shí)訓(xùn)裝置主要從教儀廠家成套購(gòu)進(jìn)，該類實(shí)訓(xùn)裝置培訓(xùn)重點(diǎn)側(cè)重于新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，以及接近生產(chǎn)的實(shí)景操作，使學(xué)生的專業(yè)技術(shù)更快的學(xué)以致用。這類實(shí)訓(xùn)裝置更適合具備一定專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)生校內(nèi)綜合實(shí)訓(xùn)或員工技能提升培訓(xùn)，是必不可少的。但對(duì)于初學(xué)者使用，卻存在很多弊端。例如，對(duì)于電氣控制電路的配盤技能實(shí)訓(xùn)，初學(xué)者的難點(diǎn)在于怎樣把圖紙上的電路連接關(guān)系變?yōu)閷?shí)際電器之間的導(dǎo)線連接，這個(gè)技術(shù)需要通過多種不同電氣控制電路的反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生才不至于把電路接錯(cuò)，使接線技術(shù)更加熟練。實(shí)景實(shí)訓(xùn)是在配電板上完成對(duì)導(dǎo)線的一系列操作：套線號(hào)、剝絕緣、做線鼻子、走線槽、壓接。這樣整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程被接線工藝占用過多時(shí)間，有限的學(xué)時(shí)內(nèi)不能完成更多項(xiàng)目的訓(xùn)練，接線技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)不熟練，而且電器損壞嚴(yán)重，實(shí)訓(xùn)耗材多，增大了教學(xué)的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本，實(shí)訓(xùn)效率低，教學(xué)效果差。再如，對(duì)萬用表的使用、電子元器件的性能檢測(cè)、品種繁多的電子元器件及低壓電器的認(rèn)知等基礎(chǔ)性技術(shù)的學(xué)習(xí)，一般實(shí)訓(xùn)裝置較少涉及，基礎(chǔ)性技術(shù)實(shí)訓(xùn)缺乏專門的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)或涉及較少，學(xué)生得不到系統(tǒng)的訓(xùn)練，專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)不扎實(shí)，在一定程度上制約了學(xué)生實(shí)踐操作能力的后續(xù)提升。工欲善其事，必先利其器。對(duì)于初學(xué)者，更需要強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)性技術(shù)訓(xùn)練的實(shí)訓(xùn)裝置，下一個(gè)階段再配合實(shí)景操作的綜合實(shí)訓(xùn)或崗前實(shí)訓(xùn)，對(duì)學(xué)員電工技術(shù)的培養(yǎng)會(huì)有事半功倍的效果。

1 總體研究思路

1.1 研究目標(biāo)

以電工技術(shù)初學(xué)者為重點(diǎn)使用對(duì)象，為夯實(shí)電工專業(yè)基礎(chǔ)性技術(shù)為目的，本文研發(fā)了一款電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)考核裝置，具體研究目標(biāo)：通過插接式電路連接，提高電路接線速度；借助于平臺(tái)的信息化智能手段加強(qiáng)對(duì)設(shè)備和操作者的管理，使實(shí)訓(xùn)和考核快速化，達(dá)到提高教學(xué)時(shí)效性，提升教學(xué)效果的目的；提高電子、電氣元器件的直觀教學(xué)的可視化程度；圍繞同一技能點(diǎn)集成豐富的學(xué)習(xí)資源，方便學(xué)生多維度自主學(xué)習(xí)；開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書和考核評(píng)分細(xì)則，促進(jìn)電工技術(shù)教學(xué)做一體化的實(shí)施，提高電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)時(shí)的占比；減少實(shí)訓(xùn)耗材和電器的損毀，降低教學(xué)成本；提高平臺(tái)技術(shù)集成度，降低實(shí)訓(xùn)裝置對(duì)實(shí)驗(yàn)室空間占有率和自身成本。

1.2 研究?jī)?nèi)容

研究?jī)?nèi)容包括兩大部分。

第一部分包括裝置的軟、硬件設(shè)計(jì)方案。硬件設(shè)計(jì)主要包括臺(tái)架的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；各實(shí)訓(xùn)模塊電器選型設(shè)計(jì)及測(cè)試電路的設(shè)計(jì)；電器布置設(shè)計(jì)；主要功能電器結(jié)構(gòu)展示單元設(shè)計(jì)；香蕉插座固定單元的設(shè)計(jì)；電源模塊設(shè)計(jì)；觸控一體機(jī)的導(dǎo)軌式固定方式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用觸屏工控一體機(jī)作為智能控制單元的硬件，裝置的軟件設(shè)計(jì)主要包括智控單元的控制功能設(shè)計(jì)；觸控一體機(jī)控制程序設(shè)計(jì)；教師機(jī)對(duì)學(xué)生機(jī)管理的編程和通信設(shè)計(jì)；實(shí)訓(xùn)模塊中所有二維碼（承載核心技術(shù)技能的微課或短視頻）掃碼后在觸控一體機(jī)上顯示功能的程序編制和通信設(shè)計(jì)。

第二部分主要是教學(xué)資源的開發(fā)，最終導(dǎo)入觸控一體機(jī)，協(xié)助學(xué)生項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、技能考核和拓展學(xué)習(xí)。

（1）開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目配套的實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)操作進(jìn)行細(xì)化分解，形成標(biāo)準(zhǔn)化的操作步驟，指導(dǎo)師生的教與學(xué)，標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)訓(xùn)操作讓即使缺少教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)老師也能完成內(nèi)容豐富的實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)。

（2）開發(fā)關(guān)鍵核心技術(shù)的可掃碼微視頻或微課制作等自主學(xué)習(xí)資源。將重點(diǎn)核心技術(shù)錄制成微課、短視頻或圖表文字等不同形式學(xué)習(xí)內(nèi)容，并關(guān)聯(lián)到平臺(tái)的二維碼，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程需要獲取相關(guān)知識(shí)和技術(shù)支持時(shí)，方便自主掃碼學(xué)習(xí)，完成知識(shí)學(xué)習(xí)和技術(shù)應(yīng)用的瞬時(shí)對(duì)接。

（3）開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目關(guān)聯(lián)的拓展知識(shí)，導(dǎo)入觸控一體機(jī)，點(diǎn)擊打開學(xué)習(xí)，方便師生實(shí)現(xiàn)無紙化教與學(xué)，使學(xué)生拓展關(guān)聯(lián)技術(shù)的視野。

（4）開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目考核評(píng)分細(xì)則。主要用于技能考核，也作為項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)操作要點(diǎn)的導(dǎo)引。

（5）開發(fā)項(xiàng)目關(guān)聯(lián)的測(cè)試題庫(kù)。用于自主學(xué)習(xí)和技能考核。

2 裝置硬件組成和功能

本電氣智能綜合一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置采用四面方形集成設(shè)計(jì)，主要硬件由臺(tái)架、實(shí)訓(xùn)考核模塊、電源模塊和智能管理模塊組成。實(shí)訓(xùn)考核模塊是裝置的核心，安裝在臺(tái)架桌面上部的四面操作屏上，可以進(jìn)行四類不同電工技術(shù)的實(shí)訓(xùn)和考核。智能管理模塊，參與裝置所有項(xiàng)目的人機(jī)交互智能化管理，采用導(dǎo)軌和伸縮支架固定，方便將觸控一體機(jī)拉近到各個(gè)工位。

2.1 臺(tái)架組成和功能

實(shí)訓(xùn)臺(tái)架采用兩張背對(duì)背放置的實(shí)訓(xùn)桌，桌面下采用30mm×60mm的鋁合金型材作為實(shí)訓(xùn)臺(tái)支撐，每張桌面下兩側(cè)方形鋁合金邊框圍成的空間兼做儲(chǔ)物柜。桌面材料采用電氣類實(shí)訓(xùn)臺(tái)通用的理化板臺(tái)面。在桌面上部四面安裝鋁合金型材邊框，邊框內(nèi)固定以網(wǎng)孔版為主的配電板，形成四面方形結(jié)構(gòu)的實(shí)訓(xùn)臺(tái)架。如圖1所示。

圖1：實(shí)訓(xùn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 實(shí)訓(xùn)考核模塊組成和功能

該模塊共四個(gè)，分別是電子元器件智能檢測(cè)模塊、插接式電氣配盤模塊、電動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)及拖動(dòng)模塊、低壓電器示教模塊，是裝置的主體部分。研究?jī)?nèi)容包括各模塊電器選型設(shè)計(jì)（種類、型號(hào)、參數(shù)的確定）；測(cè)試電路的設(shè)計(jì)；電器布置設(shè)計(jì)；主要功能電器結(jié)構(gòu)展示單元設(shè)計(jì)；香蕉插座固定單元的設(shè)計(jì)；電器的安裝和接線等。

2.2.1 電子元器件智能檢測(cè)模塊

該模塊設(shè)計(jì)了六種技術(shù)檢測(cè)區(qū)：電阻質(zhì)量判別和阻值測(cè)量、二極管質(zhì)量和引腳判別、三極管質(zhì)量和引腳及管型判別、電容器質(zhì)量判別、直流電壓測(cè)量、交流電壓測(cè)量。模塊可以進(jìn)行電子元器件和萬用表使用相關(guān)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)及技能考核。每個(gè)檢測(cè)區(qū)單獨(dú)一個(gè)電子掛箱。針對(duì)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)技術(shù)要求，可以拓展設(shè)計(jì)更多的電子掛箱，供各種實(shí)用電工電子技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)使用。電子掛箱存放于臺(tái)面下兩側(cè)的儲(chǔ)物柜中，根據(jù)實(shí)訓(xùn)需要，取出固定在操作屏上。本模塊幾個(gè)檢測(cè)區(qū)功能大同小異，現(xiàn)以電阻質(zhì)量判別和阻值測(cè)量檢測(cè)區(qū)為例，說明本模塊的功能。

電阻質(zhì)量判別和阻值測(cè)量檢測(cè)區(qū)分成兩部分，檢測(cè)區(qū)和器件展示區(qū)。檢測(cè)區(qū)有10只待測(cè)電阻，阻值從幾十歐姆到幾百千歐姆不等，其中設(shè)置有短路和斷路的電阻。點(diǎn)擊智能管理模塊觸控一體機(jī)的電子元器件智能檢測(cè)模塊功能能區(qū)，電阻檢測(cè)模式有實(shí)訓(xùn)和考核兩種。實(shí)訓(xùn)模式：測(cè)量完阻值，將實(shí)際阻值錄入智能管理系統(tǒng)，能顯示正確答案，學(xué)生能明確測(cè)量結(jié)果對(duì)與否；考核模式：能自由組卷，通過教師機(jī)組卷或教師機(jī)授權(quán)學(xué)生自己組卷練習(xí)，測(cè)量電阻的個(gè)數(shù)可自由選擇，當(dāng)測(cè)量完成后，將測(cè)量結(jié)果錄入智能管理系統(tǒng)，能自動(dòng)產(chǎn)生分?jǐn)?shù)并上傳給教師機(jī)，教師機(jī)能生成本次課的班級(jí)成績(jī)。10只待測(cè)電阻方便更新，更換待測(cè)電阻的同時(shí)更新智能管理模塊的對(duì)應(yīng)電阻的記錄阻值。器件展示區(qū)安裝有不同型號(hào)和不同用途的電阻，給初學(xué)者對(duì)各種電阻的外型、引腳、色環(huán)等有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。電阻測(cè)試區(qū)有一個(gè)可掃描的二維碼，用掃碼槍掃碼后，在智能管理觸控一體機(jī)上即出現(xiàn)幾分鐘的微視頻，展示電阻的測(cè)量方法、測(cè)量注意事項(xiàng)、參數(shù)意義及器件選用、色環(huán)意義、主要用途等簡(jiǎn)介。點(diǎn)擊智能管理工控機(jī)，還有更多關(guān)于電阻及測(cè)量的學(xué)習(xí)資源，有實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)分細(xì)則、電阻相關(guān)知識(shí)拓展、應(yīng)用案例、試題庫(kù)等。對(duì)于試題庫(kù)，教師組卷時(shí)，可以作為考核的一項(xiàng)組到本模塊或其他模塊的考核卷中。本實(shí)訓(xùn)模塊的其他檢測(cè)區(qū)的功能類似。

2.2.2 插接式電氣配盤模塊

插接式電氣配盤模塊的硬件選用網(wǎng)孔板作為配電板，用來安裝低壓電器，低壓電器的所有接線端子均擴(kuò)展到香蕉插座上，配電板上安裝有線槽，通過兩端帶香蕉插頭的導(dǎo)線根據(jù)圖紙的接線關(guān)系，用插接的方式完成電路的電氣連接，所有插接的導(dǎo)線全部從線槽中走線，導(dǎo)線兩端配置有重復(fù)使用的開合式線號(hào)。這樣與實(shí)際的控制電盤的接線相比，導(dǎo)線的連接由壓接改為插接，省去了接線工藝（套線號(hào)、剝絕緣、做線鼻子、壓接導(dǎo)線）占用的時(shí)間，大大提高了接線配盤速度，而線槽走線、套線號(hào)等配盤工藝要求與實(shí)景配電盤相似。

點(diǎn)擊智能管理模塊觸控一體機(jī)的插接式電氣配盤模塊功能能區(qū)，有實(shí)訓(xùn)、考核、理論測(cè)試、學(xué)習(xí)資源等子模式。實(shí)訓(xùn)和考核已鏈接30個(gè)典型控制項(xiàng)目的電氣圖紙，在實(shí)施接線操作時(shí)可以點(diǎn)擊打開對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的圖紙。在實(shí)訓(xùn)模式下，觸控一體機(jī)還顯示操作步驟、主、控電路導(dǎo)線數(shù)量、接線難點(diǎn)提示、電路的檢測(cè)方法等多項(xiàng)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)內(nèi)容，指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)操作一步步進(jìn)行。考核模式有組卷和考核兩個(gè)子模式。組卷模式下允許項(xiàng)目技能操作和試題測(cè)試組在同一個(gè)試卷中。試題測(cè)試分為單項(xiàng)和綜合，單項(xiàng)測(cè)試題庫(kù)側(cè)重于項(xiàng)目配盤相關(guān)的理論和實(shí)踐問題，和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一一對(duì)應(yīng)，適于隨堂測(cè)試；綜合測(cè)試題庫(kù)不是針對(duì)某一具體圖紙，適于課程測(cè)試。在考核模式下，觸控一體機(jī)顯示圖紙和考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將各項(xiàng)考核結(jié)果按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)錄入系統(tǒng)，能自動(dòng)生成分?jǐn)?shù)，并上傳教師機(jī)。網(wǎng)孔配電板上有多個(gè)二維碼，掃碼槍掃碼后可以在智能管理模塊的觸屏上顯示有關(guān)控制電路及配盤的相關(guān)微課短視頻，主要內(nèi)容包括：控制電路的保護(hù)作用及相關(guān)電器；電器參數(shù)和導(dǎo)線的選用；接線技術(shù)分析；接線工藝分析等。在觸控一體機(jī)內(nèi)欲增加更多項(xiàng)目的控制圖紙、實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)、及其他學(xué)習(xí)資源或二維碼微課短視頻資源等，可以很方便的將相關(guān)資料導(dǎo)入到智能管理模塊，以豐富教學(xué)資源。

2.2.3 電動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)及拖動(dòng)模塊

本模塊硬件采用網(wǎng)孔板固定電器，分兩個(gè)區(qū)，電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)區(qū)和電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)展示區(qū)。檢測(cè)區(qū)安裝有儀表、低壓電器、香蕉插座和線槽，主要用于以三相交流籠型異步電動(dòng)機(jī)為主的基本性能檢測(cè)和電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)方法實(shí)訓(xùn)及參數(shù)測(cè)試，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)方法實(shí)訓(xùn)等帶電操作的接線采用快捷的插接式接線。展示區(qū)主要展示拆開的小型籠型三相交流異步電動(dòng)機(jī)、線繞式電動(dòng)機(jī)、電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)等電機(jī)的構(gòu)成配件，不同電機(jī)安裝于不同的電機(jī)掛箱內(nèi)，電機(jī)掛箱只有一塊安裝在本模塊實(shí)訓(xùn)操作屏上，其余放置在實(shí)訓(xùn)臺(tái)面下的框架儲(chǔ)物柜內(nèi)。本模塊適于電機(jī)及拖動(dòng)技術(shù)的教學(xué)做一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和性能的認(rèn)識(shí)和電力拖動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的理解。

智能管理觸控一體機(jī)在電動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)及拖動(dòng)模式下，有實(shí)訓(xùn)、考核、理論測(cè)試、學(xué)習(xí)資源、掃碼微課幾個(gè)子模式。有17個(gè)電動(dòng)機(jī)的性能檢測(cè)項(xiàng)目導(dǎo)入智能管理系統(tǒng)內(nèi)。實(shí)訓(xùn)和考核模式具有與插接式電氣配盤模塊同樣的功能。工控機(jī)上有詳細(xì)的實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)和考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)項(xiàng)目操作并將相關(guān)數(shù)據(jù)錄入到智能管理系統(tǒng)，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn)、考核以及自主學(xué)習(xí)。配電屏上有多個(gè)二維碼，二維碼對(duì)應(yīng)微課短視頻對(duì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、性能檢測(cè)或拖動(dòng)方法進(jìn)一步展示講解。

2.2.4 低壓電器示教模塊

本模塊主要由多塊網(wǎng)孔板電器掛箱組成，每個(gè)掛箱網(wǎng)孔板上安裝有同類型而不同品種的低壓電器。采用多塊的目的是方便不同電器的示教學(xué)習(xí)更換對(duì)應(yīng)的電器掛箱。配電板上的低壓電器主要包括：開關(guān)類、漏電保護(hù)器類、繼電器類、熔斷器類、變壓器類、接觸器類、開關(guān)電源類、信號(hào)燈類、電磁鐵及電磁閥類、指令電器類、電子開關(guān)類、端子排類、導(dǎo)線和電纜類等。可以根據(jù)需要制作與專業(yè)特色相匹配的更多種類的電器掛箱。盡可能展示每類低壓電器的各種不同型號(hào)及不同用途的單品，插接式電氣配盤模塊和電動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)及拖動(dòng)模塊已有的單品，盡量不再重復(fù)展示。借助于智能管理模塊的實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)、考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)試題和二維碼微課短視頻，使學(xué)生能學(xué)會(huì)各種電器及相關(guān)裝置的性能作用、工作原理、圖紙中的電氣符號(hào)、參數(shù)及選用、安裝接線等相關(guān)技能。

本平臺(tái)的考核模式可以任意組卷，既可以對(duì)某一項(xiàng)目的某一操作或單項(xiàng)測(cè)試題進(jìn)行組卷，也可以對(duì)本平臺(tái)的同一個(gè)或不同的實(shí)訓(xùn)模塊中的多個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行自由組卷。既方便隨堂考核，也可以進(jìn)行課程考核或綜合電工技術(shù)考核或電工技術(shù)技能鑒定。根據(jù)智能管理模塊的引導(dǎo)，按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)將操作結(jié)果錄入系統(tǒng)，能快速自動(dòng)生成分?jǐn)?shù)，并上傳教師機(jī)。

2.3 電源模塊

該模塊主要為四個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊提供三相交流電源，采用三相五線制交流380伏電源供電，同時(shí)具有短路保護(hù)、漏電保護(hù)、欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)功能。電源模塊與插接式電氣配盤模塊合用同一個(gè)網(wǎng)孔板配電屏，并安裝在配電屏的下部。通過航空插頭將三相電源引到各實(shí)訓(xùn)模塊的電源總開關(guān)。

2.4 人機(jī)交互智能管理模塊

選用觸控一體機(jī)作為人機(jī)交互智能管理模塊。負(fù)責(zé)對(duì)四個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊的實(shí)訓(xùn)、考核和自主學(xué)習(xí)的數(shù)字化管理。具備指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)、自由組卷、考核成績(jī)歸檔、掃碼視頻播放、增刪學(xué)習(xí)資源、學(xué)生和設(shè)備管理等多種功能。

3 裝置特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 裝置的特點(diǎn)

（1）操作快，出分快，調(diào)取學(xué)習(xí)資源快，提高了教與學(xué)的效率，提升了教學(xué)效果。采用插接式接線，操作速度快；考核結(jié)果錄入智能管理系統(tǒng)后自行生成成績(jī)并上傳歸檔，考核出分快；掃碼視頻自學(xué)、學(xué)習(xí)資源點(diǎn)觸打開、試題自測(cè)自學(xué)、器件及結(jié)構(gòu)直觀展示等環(huán)節(jié)都能體現(xiàn)一個(gè)“快”字，讓師生在教與學(xué)上時(shí)盡其效。

（2）提高了實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)中的比例，增大了實(shí)訓(xùn)課程容量。本裝置可以對(duì)接電氣類專業(yè)多種技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，讓更多的教學(xué)內(nèi)容由教室轉(zhuǎn)移到實(shí)訓(xùn)室，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)做一體化授課。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目完成速度快，可以在不變的學(xué)時(shí)內(nèi)完成更多項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，大大提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)時(shí)比例和教學(xué)容量。

（3）降低了設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。整個(gè)裝置在實(shí)訓(xùn)、考核、自學(xué)、鑒定過程實(shí)現(xiàn)零消耗，無設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。

（4）技能點(diǎn)多而細(xì)，技術(shù)綜合性強(qiáng)，相對(duì)占用實(shí)訓(xùn)室少，性價(jià)比高。實(shí)訓(xùn)臺(tái)架主體是兩個(gè)背對(duì)背的實(shí)訓(xùn)桌，除去在兩個(gè)實(shí)訓(xùn)桌正面安裝實(shí)訓(xùn)操作屏，在實(shí)訓(xùn)桌的兩個(gè)端部各安裝一個(gè)操作屏，實(shí)現(xiàn)四面方形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，四個(gè)不同的實(shí)訓(xùn)模塊共用一套臺(tái)架，既節(jié)約成本，又節(jié)約實(shí)訓(xùn)室空間，實(shí)訓(xùn)技術(shù)集成度高。

（5）實(shí)訓(xùn)、考核及其他學(xué)習(xí)資源，可以根據(jù)需要，方便導(dǎo)入智能管理系統(tǒng)，滿足教學(xué)的差異化要求，提高了實(shí)訓(xùn)臺(tái)使用的靈活性。

3.2 裝置的創(chuàng)新點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：采用四面方形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，四面為操作屏，完成四類不同的實(shí)訓(xùn)、考核及學(xué)習(xí)目標(biāo)。兩張實(shí)訓(xùn)桌下面兩側(cè)臺(tái)架為儲(chǔ)物柜，儲(chǔ)存電器元器件檢測(cè)模塊電子掛箱、低壓電器示教模塊電器掛箱、各種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)展示掛箱。低壓電器示教模塊由三部分構(gòu)成，中間部分帶滾輪，能自由打開，方便進(jìn)入裝置背面進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)維修。電動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)模塊下面臺(tái)面，兩端借理化板實(shí)訓(xùn)臺(tái)桌面端部，中間設(shè)計(jì)了鋁合金型材為桌面，在電動(dòng)機(jī)等較重電器設(shè)備的使用時(shí)更耐磨損和磕碰。觸控一體機(jī)導(dǎo)軌式可伸縮設(shè)計(jì)，在四個(gè)模塊的不同工位方便調(diào)整距離有利于實(shí)訓(xùn)操作。

（2）技術(shù)組合創(chuàng)新：一是裝置打包集成了多種電工應(yīng)用技術(shù)用于教學(xué)，對(duì)接多門課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。二是裝置功能的實(shí)現(xiàn)是多種技術(shù)的共同參與完成的。選用以觸控一體機(jī)為載體的智能管理模塊的參與，圖文顯示、視頻播放及管理控制多功能于一身，學(xué)習(xí)形式多樣化，避免了實(shí)訓(xùn)的盲目性，使考核能快速出分，讓老師在同一場(chǎng)次實(shí)現(xiàn)對(duì)多人快速考核成為可能。采用掃碼自學(xué)功能，突出了重點(diǎn)難點(diǎn)技術(shù)，更方便了學(xué)生在最想了解電氣技能和技術(shù)的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，自主掃碼自學(xué)，大大提升了教學(xué)效果。插接式接線技術(shù)的應(yīng)用，不但節(jié)省了大量時(shí)間，還實(shí)現(xiàn)了裝置實(shí)訓(xùn)操作的零消耗。

（3）學(xué)習(xí)維度創(chuàng)新：平臺(tái)具有電器示教展示、核心重點(diǎn)難點(diǎn)電氣技術(shù)的掃碼視頻自學(xué)、精準(zhǔn)細(xì)化的引導(dǎo)式項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)操作，分?jǐn)?shù)自動(dòng)生成的項(xiàng)目考核，理論題測(cè)試，項(xiàng)目關(guān)聯(lián)拓展知識(shí)，典型案例應(yīng)用等資源形成了靶向技術(shù)技能多維度立體式培訓(xùn)學(xué)習(xí)，大大提升了教學(xué)效果和教與學(xué)的效率。

4 結(jié)論

本裝置的研發(fā)過程為相關(guān)設(shè)計(jì)工作提供了一種設(shè)計(jì)思路，在設(shè)計(jì)裝置結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)其性能上，重點(diǎn)考慮了以下因素。

（1）實(shí)訓(xùn)裝置細(xì)分的操作對(duì)象和預(yù)期的教學(xué)效果，決定了裝置實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目類型，支撐實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施設(shè)計(jì)裝置主要構(gòu)成電器。本實(shí)訓(xùn)考核裝置的操作對(duì)象是電工技術(shù)的初學(xué)者，使初學(xué)者認(rèn)識(shí)更多電子電器的實(shí)物原型來提高感性認(rèn)識(shí)，夯實(shí)基礎(chǔ)性電工技術(shù)，提高實(shí)訓(xùn)操作速度，提高考核出分速度等主要教學(xué)效果。設(shè)計(jì)了四類基礎(chǔ)性電工技術(shù)，并展示大量電子元器件、電動(dòng)機(jī)和各種低壓電器等實(shí)物原形。電路接線采用導(dǎo)線的插接，來提高操作速度。借助于觸控一體機(jī)作為智能管理模塊，實(shí)現(xiàn)快速出分和成績(jī)歸檔。

（2）減少實(shí)訓(xùn)材料消耗。因工程類專業(yè)的實(shí)訓(xùn)耗材費(fèi)用占用教學(xué)成本不小的比例，在不犧牲教學(xué)效果的前提下，降低實(shí)訓(xùn)耗材，則降低教學(xué)成本。本裝置所有電氣配盤實(shí)訓(xùn)均設(shè)計(jì)成能反復(fù)使用的插接式導(dǎo)線連接方式，實(shí)現(xiàn)了零耗材實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

（3）降低實(shí)訓(xùn)裝置成本，提高性價(jià)比。本裝置使用兩張實(shí)訓(xùn)桌作為公共基礎(chǔ)臺(tái)架，集成四類電工技術(shù)于一體，設(shè)計(jì)了四面方形結(jié)構(gòu)的實(shí)訓(xùn)臺(tái)，共用一套智能管理模塊（觸控一體機(jī)），共用一套電源系統(tǒng)，利用實(shí)訓(xùn)桌下面兩側(cè)的支撐臺(tái)架兼做儲(chǔ)物柜，采用集成共享的設(shè)計(jì)理念，降低了裝置的成本。

（4）減少實(shí)訓(xùn)設(shè)備對(duì)實(shí)訓(xùn)室的空間占有率。由于教學(xué)場(chǎng)所的基建建設(shè)面積有限，甚至受到教育資金投入的限制，理想的實(shí)訓(xùn)裝置是用盡可能小的實(shí)訓(xùn)室占有率完成盡可能多的技術(shù)實(shí)訓(xùn)。本裝置在方形結(jié)構(gòu)四面集成了四種技術(shù)模塊，與四種技術(shù)分立的實(shí)訓(xùn)裝置相比，大大節(jié)省了空間。

（5）利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)賦能，提高裝置的性能。本裝置選用觸控一體機(jī)作為所有實(shí)訓(xùn)模塊的智能管理單元，在拓展教學(xué)資源、學(xué)生和設(shè)備管理、輔助實(shí)訓(xùn)和考核等功能上發(fā)揮了極大的作用，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)訓(xùn)考核裝置的賦能。