虛實結(jié)合的電氣類專業(yè)實驗教學(xué)體系構(gòu)建

許少倫， 徐青菁， 齊文娟， 梁克靖， 黃玉輝， 徐 真

（上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院，上海 200240）

0 引 言

實踐教學(xué)是理論教學(xué)的檢驗過程和有力支撐，是高校工科專業(yè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。實踐教學(xué)與工程實際結(jié)合非常緊密，是學(xué)生掌握專業(yè)知識和實踐技能的重要途徑，也是學(xué)生提高解決復(fù)雜工程實際問題能力的重要途徑［1］。當(dāng)前的工程教育中對學(xué)生的工程實踐能力的培養(yǎng)和鍛煉還不夠，部分實驗內(nèi)容偏離了相關(guān)產(chǎn)業(yè)對學(xué)生知識應(yīng)用與解決實際問題的能力需求，有些內(nèi)容甚至已經(jīng)過時。因此，豐富和提升實驗教學(xué)內(nèi)容和質(zhì)量、創(chuàng)新實驗教學(xué)方法、構(gòu)建以學(xué)生能力發(fā)展培養(yǎng)為中心的實驗教學(xué)體系成為當(dāng)前高校實驗教學(xué)改革的重要任務(wù)［2］。

電氣工程及其自動化是一門綜合性較強的學(xué)科，包含電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子與電力傳動、電機與電器、高電壓與絕緣技術(shù)、電工理論與新技術(shù)等多方面的內(nèi)容，其中強電類、高電壓類的實驗設(shè)備成本高，危險性高，對實驗場地有特殊的要求，使得臺套數(shù)有限，無法同時滿足大量學(xué)生實驗，影響實驗教學(xué)效果，甚至有些實驗受條件的限制無法開展［3-4］。將虛擬現(xiàn)實、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)引入到電氣類專業(yè)的實踐教學(xué)中，可以有效地解決上述問題［5］。

1 虛實結(jié)合的實驗教學(xué)理念

我校電氣工程實驗教學(xué)中心主要承擔(dān)電氣工程及其自動化專業(yè)本科生和研究生的實驗教學(xué)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計以及實踐創(chuàng)新等內(nèi)容，是學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)基地，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。中心堅持以培養(yǎng)具有工程設(shè)計意識，具備工程實踐能力，能解決復(fù)雜工程問題的學(xué)生為目標(biāo)，結(jié)合行業(yè)發(fā)展新形勢，不斷凝練實驗教學(xué)理念，將虛擬仿真實驗和實物實驗有效整合起來，構(gòu)建了電氣工程專業(yè)層次遞進、虛實結(jié)合的實踐教學(xué)體系和以學(xué)生為中心的工程教育生態(tài)，啟發(fā)學(xué)生進行自主性探究，創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，進一步提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和效率［6-7］。

圖1 實驗中心體系結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)的電氣工程專業(yè)實驗教學(xué)中，部分課程實驗內(nèi)容跟不上行業(yè)發(fā)展所提出的培養(yǎng)需求，實驗過程固定、實驗手段單一、學(xué)生僅需按照既定的實驗步驟操作，記錄實驗數(shù)據(jù)進行驗證分析，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容簡單、過程被動，難以達到較好的實踐效果；部分依托大型儀器設(shè)備開設(shè)的實驗由于設(shè)備昂貴、設(shè)備套數(shù)不足，導(dǎo)致學(xué)生動手機會較少，無法開展涉及新技術(shù)的綜合實驗項目。

虛擬仿真實驗教學(xué)綜合應(yīng)用虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)通信等多種技術(shù)，通過構(gòu)建一個可視化的實驗操作環(huán)境，使學(xué)生在開放、自主、交互的虛擬環(huán)境中開展實踐。虛擬仿真實驗項目拓展了實驗內(nèi)容的廣度與深度，將不具備真實實驗條件、涉及高危險性、高成本、高消耗、不可逆的操作引入實驗教學(xué)，豐富了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，是教育信息化的一個重要方向，也是新時期教育部推出的五類“金課”之一［8］。虛擬仿真實驗室的建設(shè)是實體實驗室的延伸和有效補充，可打破時間與空間的界限，突破傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式的束縛，很大程度上解決了儀器設(shè)備購置經(jīng)費不足、實驗場地限制等問題，同時可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和學(xué)習(xí)效率［9］。

雖然虛擬仿真實驗有很多優(yōu)點，但在硬件實驗中不能完全依賴虛擬仿真實驗，學(xué)生動手能力的培養(yǎng)離不開實物實驗的訓(xùn)練，實物實驗在工科類實驗教學(xué)中具有非常重要的地位。比如：真實實驗過程中學(xué)生的誤操作會引起實驗器件損壞、線路開短路等情況，可以培養(yǎng)學(xué)生處理故障及隨機問題的能力；綜合實驗通常比較復(fù)雜，需要多位學(xué)生協(xié)作完成，可以培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團隊合作意識等。因此，在實踐教學(xué)過程中，應(yīng)將虛擬實驗和實物實驗進行有機結(jié)合，優(yōu)勢互補。

實驗教學(xué)理念是構(gòu)建實驗教學(xué)體系的基礎(chǔ)和方向，對實驗平臺的建設(shè)和具體實驗教學(xué)活動的開展具有指導(dǎo)意義。在堅持人才質(zhì)量觀、注重培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的指導(dǎo)方針下，采用虛實結(jié)合的實踐教學(xué)理念，構(gòu)建適合本專業(yè)實際的實驗教學(xué)體系和實驗教學(xué)模式，可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索精神，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。

2 層次遞進、虛實結(jié)合的實驗教學(xué)體系構(gòu)建

實驗教學(xué)改革的關(guān)鍵是對實驗內(nèi)容進行改革，精選實驗內(nèi)容、減少驗證性實驗、加強綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗，都是培養(yǎng)符合行業(yè)發(fā)展需求的復(fù)合型人才的有力措施［10］。

根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，基于虛實結(jié)合、優(yōu)勢互補的實驗教學(xué)理念，電氣工程實驗教學(xué)中心緊跟行業(yè)發(fā)展，注重理論與實踐的有機結(jié)合以及各實踐環(huán)節(jié)的相互銜接，整合實驗室資源，融合原有實驗教學(xué)體系，經(jīng)過不斷補充完善，形成了“層次遞進、虛實結(jié)合”的實驗教學(xué)體系，如圖2 所示。

實驗教學(xué)體系分為基礎(chǔ)層次訓(xùn)練、專業(yè)基本素質(zhì)培養(yǎng)、專業(yè)綜合設(shè)計能力培養(yǎng)以及研創(chuàng)能力培養(yǎng)4 個層次。每個層次的內(nèi)容均包含實物實驗和虛擬仿真實驗。優(yōu)化后的實驗教學(xué)體系遵循循序漸進、逐層深化的原則，使學(xué)生在基礎(chǔ)工程、綜合實踐和創(chuàng)新研究等方面的能力得到全方位的培養(yǎng)［11］。

圖2 專業(yè)實驗教學(xué)體系

2.1 基礎(chǔ)層次訓(xùn)練

基礎(chǔ)層次主要是讓學(xué)生認知實驗環(huán)境、掌握基本實驗原理和方法、測試儀器操作以及測試數(shù)據(jù)分析等方面的能力，建立牢固的技術(shù)基礎(chǔ)知識和工程認知。

大一開設(shè)了大學(xué)化學(xué)實驗、大學(xué)物理實驗、基本電路實驗、工程學(xué)導(dǎo)論、工程實踐與科技創(chuàng)新I等基礎(chǔ)實踐類課程。大二開設(shè)了電子技術(shù)實驗、嵌入式系統(tǒng)與接口技術(shù)、電磁場等基礎(chǔ)課程，均包含針對性的實踐內(nèi)容訓(xùn)練。其中工程學(xué)導(dǎo)論是根據(jù)工程教育認證要求設(shè)置的一門通識課程，48 學(xué)時，其中實驗24 學(xué)時，主要是讓學(xué)生了解并認識工程與科學(xué)的關(guān)系，結(jié)合工程案例，認識工程師的職責(zé)與挑戰(zhàn)，培育學(xué)生的工程思維能力。

2.2 專業(yè)基本素質(zhì)培養(yǎng)

主要由專業(yè)方向必修課及選修課實驗組成，結(jié)合理論教學(xué)知識點和實驗室現(xiàn)有的設(shè)備條件，優(yōu)化驗證性實驗的內(nèi)容，使學(xué)生在專業(yè)知識學(xué)習(xí)過程中建立扎實的基礎(chǔ)知識。

大三開設(shè)了電氣工程基礎(chǔ)、電力電子技術(shù)、電機學(xué)、自動控制原理、電力系統(tǒng)自動化、電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、電氣與電子測量技術(shù)、電機控制技術(shù)等專業(yè)方向的必修課程和選修課程。針對課程知識點配套設(shè)計了實踐內(nèi)容，通過實驗理解基本概念和基本原理，實現(xiàn)夯實專業(yè)基礎(chǔ)知識的目的。

2.3 專業(yè)綜合設(shè)計能力培養(yǎng)

以鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)理論基礎(chǔ)知識、技術(shù)基礎(chǔ)知識的能力為目標(biāo)，重點建設(shè)綜合與設(shè)計性層次的實驗項目和內(nèi)容，充分鍛煉學(xué)生在專業(yè)知識學(xué)習(xí)后期，針對本專業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，利用所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，設(shè)計解決方案的綜合能力和工程素養(yǎng)。

（1）綜合實驗。綜合實驗分A組和B 組，其中A組在大三下學(xué)期開設(shè)，包括電力系統(tǒng)應(yīng)用、運動控制系統(tǒng)、微電網(wǎng)控制系統(tǒng)3 門課程；B 組在大四上學(xué)期開設(shè)，包括電氣系統(tǒng)、電氣設(shè)備、電氣控制3 門課程。每門課程64 學(xué)時，其中4 學(xué)時用于講解實驗相關(guān)理論知識，其余60 學(xué)時在實驗室進行。綜合實驗要求學(xué)生以團隊的形式，2 或3 人1 組，進行綜合性的系統(tǒng)構(gòu)建，目的是讓學(xué)生建立系統(tǒng)的概念、掌握系統(tǒng)模型的建立以及軟硬件的聯(lián)合調(diào)試方法，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識。

（2）課程設(shè)計。課程設(shè)計分A 組和B 組，其中A組在大三下學(xué)期開設(shè)，包括嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、智能儀表、電力電子3 門課程；B 組在大四上學(xué)期開設(shè)，包括高壓數(shù)字測量、變電站電氣部分、電機的DSP 控制、繼電保護4 門課程。每門課程64 學(xué)時，其中4 學(xué)時用于講解設(shè)計題目，介紹完成設(shè)計所需的知識體系結(jié)構(gòu)以及設(shè)計過程中的注意事項等內(nèi)容，其余60 學(xué)時在實驗室進行。課程設(shè)計作為系統(tǒng)性的設(shè)計實踐課程，采用任課教師引導(dǎo)、學(xué)生自由組建團隊來完成的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生對工程設(shè)計理念有深入的體會，形成明確的合理分工及相互協(xié)作的團隊意識，真正掌握設(shè)計過程中運用到的知識點。

（3）專業(yè)實習(xí)。專業(yè)實習(xí)是在大三下學(xué)期末開設(shè)的必修課，為學(xué)生提供與電氣相關(guān)企業(yè)學(xué)習(xí)與交流的機會。專業(yè)與上海電力公司、思源電氣有限公司、上海電機廠、新安江水電站、施耐德電氣等企業(yè)密切合作，建設(shè)了多個實踐實習(xí)基地。實習(xí)的形式多樣化，根據(jù)企業(yè)和專業(yè)對學(xué)生培養(yǎng)的要求進行定制，讓學(xué)生走進企業(yè)，親臨實地的了解電氣行業(yè)的運作流程及生產(chǎn)狀況，感受不同企業(yè)文化所構(gòu)建的工作氛圍，積累感性認識，培養(yǎng)工程意識，發(fā)現(xiàn)某些工程問題，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)。

（4）畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計選題結(jié)合本專業(yè)的工程實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、協(xié)作精神以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。課題類型主要包括設(shè)計類和工程實踐類，主要學(xué)習(xí)目標(biāo)包括：利用檢索工具全面掌握電氣工程的專業(yè)知識，熟悉電氣工程各方向的發(fā)展前沿；綜合運用電氣專業(yè)知識和現(xiàn)代工具去分析、解決復(fù)雜的電氣工程問題；針對畢業(yè)設(shè)計課題，采用理論分析、仿真研究、工程設(shè)計等形式開展研究，并體現(xiàn)一定的創(chuàng)新意識。

2.4 研創(chuàng)能力培養(yǎng)

主要由工程實踐與科技創(chuàng)新課程、大學(xué)生創(chuàng)新實踐計劃項目、學(xué)科競賽、本科生進實驗室等組成。通過該階段的實踐教學(xué)活動，能夠建立學(xué)生的科研思維，激發(fā)科研興趣，進而培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力。

（1）工程實踐與科技創(chuàng)新課程。工程實踐與科技創(chuàng)新是院系通識教育課程，貫穿本科4 年，分為I ～IV 4 個層次，每個層次必選1 門課，每門課2 學(xué)分、32 學(xué)時，共計8 學(xué)分。與電氣專業(yè)相關(guān)的課程如表1 所示。面向本專業(yè)領(lǐng)域近年來前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點，充分結(jié)合本專業(yè)方向研究團隊在智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、電力物聯(lián)網(wǎng)等方面取得的科研成果，設(shè)計探究性實驗內(nèi)容，將前沿技術(shù)的關(guān)鍵點與難點深入淺出地呈現(xiàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新和研究性實驗探索，激發(fā)其對本專業(yè)新興技術(shù)的研究興趣，鍛煉其創(chuàng)新設(shè)計思維和能力，為學(xué)生畢業(yè)從事電氣工程領(lǐng)域的研究、設(shè)計、開發(fā)等工作以及研究生階段的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)［12］。

表1 專業(yè)相關(guān)工程實踐與科技創(chuàng)新課程

（2）創(chuàng)新實踐計劃。本科生研究計劃（PRP）與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目是創(chuàng)新實踐計劃的重要組成部分，由學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一管理，通過立項審核的項目學(xué)校會給予一定的經(jīng)費支持。

實施PRP計劃的目的，是使本科生有組織、有計劃地參加科學(xué)研究工作，接受科學(xué)研究基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力與團隊精神，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和交流能力，提升創(chuàng)新精神和實踐能力，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。申報周期為每學(xué)期1 次，由教師申報，立項后由學(xué)生報名。

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃遵循“激發(fā)科研興趣、發(fā)揮科研潛質(zhì)、提倡創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐”的原則，支持品學(xué)兼優(yōu)且具有較強科研潛質(zhì)的在校學(xué)生開展自主選題科學(xué)研究工作，強調(diào)選題的科技前沿性、學(xué)科交叉性和學(xué)術(shù)創(chuàng)新性，重視對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。該計劃是學(xué)校立體化創(chuàng)新實踐教育體系中的重要一環(huán)，起到了聯(lián)接各級大學(xué)生創(chuàng)新活動的紐帶作用［13］。學(xué)生可以在PRP或院級科技創(chuàng)新項目的研究基礎(chǔ)上申報校級“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”繼續(xù)深入研究，同時學(xué)校將直接從校級“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”中選拔優(yōu)秀項目作為“上海大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”和“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”的備選項目。

（3）學(xué)科競賽。專業(yè)鼓勵學(xué)生積極參與各類競賽，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，并配備實力雄厚的教師團隊對學(xué)生進行科技競賽培訓(xùn)和指導(dǎo)。依托專業(yè)教學(xué)實驗室以及電力輸送與功率變換控制教育部重點實驗室、國家能源智能電網(wǎng)（上海）研發(fā)中心、國家能源海上風(fēng)力發(fā)電裝備研發(fā)中心、智能船舶綜合電力系統(tǒng)上海市工程技術(shù)研究中心等科研實驗室，為學(xué)生提供充足的場地、設(shè)備和技術(shù)指導(dǎo)。各類競賽包括：全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽、節(jié)能減排大賽、美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、ACM/ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、創(chuàng)青春全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新營銷大賽等。

（4）本科生進實驗室。專業(yè)為了支持學(xué)生的科技創(chuàng)新實踐活動，優(yōu)選了一批以科研為主型教師為主力、實驗室老師輔助的本科生科創(chuàng)導(dǎo)師團隊，開展本科生進實驗室的實踐活動，為本科生科創(chuàng)活動提供常態(tài)化、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的師資指導(dǎo)。學(xué)生可以盡早進入導(dǎo)師的實驗室參與科研工作，增進對專業(yè)的了解，提高對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的興趣。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下參加一系列的科技創(chuàng)新活動和競賽項目，提早進行畢業(yè)設(shè)計課題的規(guī)劃，以完成高水平的畢業(yè)設(shè)計和論文。成績優(yōu)秀的學(xué)生可以直接在導(dǎo)師的指導(dǎo)下繼續(xù)深造，攻讀碩士、博士學(xué)位。

3 虛實結(jié)合的教學(xué)模式與考評體系建設(shè)

3.1 教學(xué)模式改革

要保證實驗教學(xué)體系的實施效果，還要構(gòu)建與之相適應(yīng)的教學(xué)模式和考評體系。根據(jù)專業(yè)及課程特點，本著“虛實結(jié)合”的原則，整合教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法及手段，構(gòu)建集“實物模擬+數(shù)字仿真+半實物仿真+工程運行驗證”于一體的虛實結(jié)合、相互補充的實踐教學(xué)模式［14］。

在各層次的實驗中，根據(jù)課程的性質(zhì)和特點，除實物實驗外，分別采用了Multisim、LTSpice、Altium Designer、Proteus、Matlab/Simulink、ANSYS、PLECS、PowerWorld Simulator、RTDS等數(shù)字仿真平臺、xPC、NI、RT-LAB等半實物仿真平臺，設(shè)計開發(fā)了超高壓變電站運行及故障分析、基于EMTP 的電力系統(tǒng)綜合應(yīng)用等虛擬仿真實驗，并結(jié)合新能源發(fā)電、微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、電力物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化控制等與產(chǎn)業(yè)發(fā)展密切相關(guān)的工程案例進行運行驗證。比如：在微電網(wǎng)控制系統(tǒng)綜合實驗中，需要在學(xué)習(xí)微電網(wǎng)中變流器相關(guān)建模及控制策略的基礎(chǔ)上，采用PLECS仿真軟件進行單相及三相DC-AC變流器的并網(wǎng)控制、微電網(wǎng)孤島模式下的主從控制、下垂控制和分層控制等策略的仿真，然后結(jié)合自主研發(fā)的微電網(wǎng)硬件實驗裝置，進行電壓型變流器控制、電流型變流器控制、下垂及分層控制等實驗，先虛后實，虛實結(jié)合，實現(xiàn)對學(xué)生的綜合訓(xùn)練。

3.2 考評體系設(shè)計

實驗考評主要用于檢驗學(xué)生在虛、實兩種環(huán)境中解決問題的能力，完善的考評方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有著極大的促進作用。在考評中針對學(xué)生的設(shè)計、仿真、動手、調(diào)試等各個環(huán)節(jié)分別進行打分，作品類的實驗增加答辯環(huán)節(jié)和學(xué)生制作作品性能的評分，綜合多項評分完成學(xué)生的考評。其主要考核評價方法如表2 所示。通過多元考評方法使學(xué)生真正有效地參與到實驗的各個環(huán)節(jié)中，做到全面跟蹤學(xué)生實驗過程，確保公平公正地評價學(xué)生的工作［15］。

表2 各類課程的考核評價方法

4 實踐教學(xué)成效

近年來的應(yīng)用實踐表明，“層次遞進、虛實結(jié)合”的電氣類專業(yè)實驗教學(xué)體系和模式能夠體現(xiàn)以學(xué)生為中心，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)和實踐中的主體地位，更有利于其在大學(xué)專業(yè)知識學(xué)習(xí)不同階段的能力鍛煉和培養(yǎng)，對其將來的就業(yè)和深造都具有非常大的幫助。具體表現(xiàn)在：

（1）通過虛實結(jié)合的模式，將實驗課程涉及的理論知識與實踐操作有機融合，使學(xué)生的理論知識更加扎實，軟件仿真、儀器儀表及設(shè)備操作、制圖、焊接與調(diào)試等實踐能力大大增強。

（2）學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力、創(chuàng)新能力得到了提高，參加各類學(xué)科競賽取得優(yōu)異成績，以電子設(shè)計競賽為例：近年來獲得全國電子設(shè)計大賽國家一等獎5 項，上海市一等獎10 項，二等獎20 余項。

（3）任課老師的實驗教學(xué)水平明顯增強，榮獲校卓越獎勵計劃4 項，申請并立項上海市虛擬仿真實驗課程2 項，教育部協(xié)同育人項目8 項。

虛實結(jié)合的教學(xué)模式需要秉承工程教育的理念，持續(xù)改進，不斷完善［16］，比如，目前針對電力系統(tǒng)動態(tài)模擬相關(guān)的大型儀器類實驗，學(xué)生動手實踐機會少，實驗報告中實驗原理和操作步驟基本固定，需要開發(fā)設(shè)計虛擬仿真的實驗來充實現(xiàn)有內(nèi)容，并且要增加在線理論測試考核內(nèi)容，促進學(xué)生掌握課程內(nèi)容要點。

5 結(jié) 語

“層次遞進、虛實結(jié)合”的實驗教學(xué)體系遵循循序漸進、逐層深化的原則，既能充分發(fā)揮虛擬實驗的優(yōu)勢、彌補實物實驗的不足，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐熱情，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有效提高學(xué)生的實踐教學(xué)效果，全方位培養(yǎng)學(xué)生在基礎(chǔ)工程、綜合實踐和創(chuàng)新研究等方面的能力。該體系采用融合“實物模擬+數(shù)字仿真+半實物仿真+運行驗證”于一體的實驗教學(xué)模式以及多元考評方式，可擴展性強，對電氣工程類高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起到了積極的作用。