基于虛擬仿真技術(shù)的高職電力技術(shù)專業(yè)群實訓體系重構(gòu)探究

趙樹宗

摘要：電力作為我國支柱產(chǎn)業(yè)之一，在新時代背景下，對“雙高”人才的需求量與日俱增，而構(gòu)建基于虛擬仿真技術(shù)的高職電力技術(shù)專業(yè)群實訓體系能夠更好地滿足當前的人才培養(yǎng)要求。虛擬仿真技術(shù)在電力技術(shù)專業(yè)群及實訓體系的應(yīng)用過程中，應(yīng)精準對接電力產(chǎn)業(yè)核心崗位集群，注重真實工作場景的實際需求和應(yīng)用，面向行業(yè)需求并以行業(yè)需求為導(dǎo)向，將虛擬仿真技術(shù)融入到基礎(chǔ)實訓、專業(yè)實訓以及綜合實訓三個層次，整合校企實訓教學資源，建立“三場合一”實踐教學基地，提升教學質(zhì)量，重視教師隊伍持續(xù)建設(shè)，并全面評估體系優(yōu)缺點。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；電力技術(shù)；專業(yè)群；實訓體系；重構(gòu)

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）07-0017-04

電力技術(shù)專業(yè)群在能源行業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的地位，對確保能源供應(yīng)和推動經(jīng)濟發(fā)展起著不可忽視的作用。隨著科技的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)逐漸成為實訓教育的重要手段，它不僅能顯著提高實訓的效率和質(zhì)量，而且能降低真實設(shè)備操作過程中可能遇到的風險以及實訓成本。因此，應(yīng)借助虛擬仿真技術(shù)，對現(xiàn)有的高職電力技術(shù)專業(yè)群實訓體系進行重構(gòu)和完善，以增強學生的創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)。

一、虛擬仿真技術(shù)與電子技術(shù)專業(yè)群概述

1.虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)是指為研究解決某一實際決策問題，先建立該問題的同態(tài)模型，并對模型進行動態(tài)運行試驗，按其運行結(jié)果進行評價和優(yōu)選的決策技術(shù)。其通過結(jié)合計算機軟件和硬件技術(shù)，可以將虛擬環(huán)境變得栩栩如生。用戶可以在這個虛擬環(huán)境中與事物或現(xiàn)象進行交互式操作，就像在真實世界中一樣。這種技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，并在不同領(lǐng)域都取得了卓越的成果[1]。在電力技術(shù)教育領(lǐng)域，虛擬仿真技術(shù)無疑開啟了一個全新的學習篇章。這種教育方式，不僅打破了傳統(tǒng)教育模式的時間與空間限制，更通過提供一個獨特的學習平臺，使廣大學子能夠隨時隨地進行深入學習。虛擬仿真技術(shù)可以將復(fù)雜的電力設(shè)備、工作原理以及操作流程等抽象概念轉(zhuǎn)化為直觀的視覺體驗，使學生們能夠更加輕松地理解和掌握這些知識。對于教師而言，虛擬仿真技術(shù)也是一個極好的教學工具。它可以模擬出各種實際操作的場景，使教師能夠在虛擬環(huán)境中教授學生正確的操作方法。這樣不僅降低了真實操作中可能出現(xiàn)的安全風險，也使教學更加直觀、生動。另外，在電力技術(shù)教育中，實驗和實訓是非常重要的一部分。然而，受設(shè)備限制，很多實驗和實訓項目無法經(jīng)常進行。這時，虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢就顯而易見了。通過模擬實驗和實訓環(huán)境，學生們可以在進行實際操作之前就對整個流程有深入的了解，這樣在實際操作時就可以更加得心應(yīng)手，減少操作失誤的可能性。

2.電力技術(shù)專業(yè)群概述

電力技術(shù)專業(yè)群是一個以電力為紐帶，集合了多個專業(yè)和學科的交叉性學術(shù)群體，主要涵蓋發(fā)電、輸電、配電和用電等電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，涉及能源、電力、信息、自動化、環(huán)保等多個領(lǐng)域的知識和技術(shù)[2]。這個專業(yè)群是由多個學科交叉形成的，包括能源工程、電力工程、信息工程、自動化工程、環(huán)境工程等。而在這個專業(yè)群中，學生可以學習到電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子技術(shù)、智能電網(wǎng)、新能源技術(shù)等多個方面的知識和技能。通過電力技術(shù)專業(yè)群的學習和實踐，學生可以掌握電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子技術(shù)、智能電網(wǎng)、新能源技術(shù)等多個方面的知識和技能，成為電力行業(yè)的高級專門人才。這些高級專門人才可以在電力行業(yè)從事各種工作，如發(fā)電廠運行、輸配電線路設(shè)計、電力系統(tǒng)調(diào)度、電力市場運營等，也可以在能源、信息、自動化和環(huán)保等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。

二、重構(gòu)思路：對接電力產(chǎn)業(yè)核心崗位集群

在重構(gòu)電力技術(shù)專業(yè)群的實訓體系時，高校必須以真實工作場景的實際需求和應(yīng)用為導(dǎo)向，精準對接電力產(chǎn)業(yè)核心崗位集群[3]。這不僅需要高校密切關(guān)注電力行業(yè)的最新動態(tài)，及時更新實訓內(nèi)容，還需要緊跟電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流，確保培養(yǎng)的人才能夠適應(yīng)未來電力工程領(lǐng)域不斷提高的技術(shù)要求。此外，高校還應(yīng)當注重實訓項目的整體規(guī)劃，構(gòu)建科學合理的實訓課程體系，使學生能夠在實踐中掌握專業(yè)知識和技能，提高實際操作能力。通過這種方式，學生不僅能夠更加深入地了解電力技術(shù)的相關(guān)知識，還能夠增強自身的職業(yè)素養(yǎng)和綜合能力，為未來的職業(yè)發(fā)展做好準備。

在此基礎(chǔ)上，電力技術(shù)專業(yè)群的實訓體系需要進行全面改革和創(chuàng)新，應(yīng)注重學生實踐能力的培養(yǎng)，并充分發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢。在教學組織方面，高校應(yīng)結(jié)合電力行業(yè)企業(yè)的實際需求，引入先進的實踐教學方法，提升學生的實踐技能水平。同時，評價體系也應(yīng)以實踐能力為重點，鼓勵學生積極參與實踐活動，提高其專業(yè)素養(yǎng)。此外，高校應(yīng)積極與電力行業(yè)企業(yè)合作，共同推進電力技術(shù)專業(yè)群的建設(shè)和發(fā)展，實現(xiàn)產(chǎn)教融合的深度推進。

在電力技術(shù)專業(yè)群的核心崗位引領(lǐng)下，高校應(yīng)制訂具有明確目標的實訓計劃，確保實訓內(nèi)容能夠幫助學生掌握實際工作中的基本技能。為了達到更好的教學效果，高校應(yīng)合理利用虛擬仿真技術(shù)，將電力技術(shù)專業(yè)群的核心知識進行有機整合，形成系統(tǒng)、全面的實訓課程。這不僅可以讓學生更好地掌握電力技術(shù)專業(yè)群的基本知識和技能，而且能培養(yǎng)學生的實踐能力和團隊協(xié)作精神，為他們?nèi)蘸蟮穆殬I(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。此外，高校應(yīng)注重培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作和溝通能力，以應(yīng)對電力產(chǎn)業(yè)中復(fù)雜多變的現(xiàn)實工作場景。為此，高校應(yīng)設(shè)計出多樣化的實訓項目，讓學生在團隊中相互協(xié)作，共同解決問題，從而培養(yǎng)學生的溝通能力和團隊協(xié)作精神。

三、重構(gòu)實踐：落實“兩面向、三層次”實訓體系

1.兩面向

高校在電力技術(shù)專業(yè)群的實訓體系重構(gòu)實踐中，應(yīng)借助虛擬仿真技術(shù)，搭建“兩面向、三層次”的總體框架。其中，“兩面向”是指國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的緊密結(jié)合，為未來和行業(yè)的需要培養(yǎng)具備創(chuàng)新意識和可持續(xù)發(fā)展能力的優(yōu)秀人才。一方面，為了適應(yīng)未來發(fā)展的需要，實訓課程需要密切關(guān)注電力行業(yè)的發(fā)展趨勢，鼓勵學生主動思考、勇于創(chuàng)新，提高學生獨立思考和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和可持續(xù)發(fā)展能力。通過這種方式，學生不僅能夠更好地適應(yīng)不斷變化的市場需求，還能夠在未來的職業(yè)生涯中不斷進步，成為電力行業(yè)的中堅力量。另一方面，實訓體系還需要以行業(yè)需求為導(dǎo)向，結(jié)合多種人才培養(yǎng)模式，如產(chǎn)教融合、工學結(jié)合等，增強學生的實際操作能力和崗位適應(yīng)能力。具體來說，高?？梢耘c企業(yè)合作，共同制定人才培養(yǎng)方案，體現(xiàn)教學內(nèi)容與實際工作的匹配性，并讓學生在學習期間更好地了解自己的興趣和特長，為他們今后的職業(yè)道路做好準備[4]。

2.三層次

“三層次”是將實訓體系劃分為基礎(chǔ)實訓、專業(yè)實訓和綜合實訓三個層次，從基礎(chǔ)到綜合、從簡單到復(fù)雜、從局部到全局，實訓內(nèi)容逐步升級，提高學生的實踐能力和綜合素質(zhì)。

首先，基礎(chǔ)實訓層次是高等教育中至關(guān)重要的一環(huán)，它主要關(guān)注的是學生對專業(yè)基礎(chǔ)知識、基本技能和基本素質(zhì)的掌握。在基礎(chǔ)實訓層次的教學過程中，教師可利用各種虛擬仿真技術(shù)，如模擬軟件、硬件實驗平臺等，來模擬真實的工作環(huán)境，幫助學生理解和掌握專業(yè)知識。這種教學方式具有很高的互動性和趣味性，能夠激發(fā)學生的學習興趣，使學生可以在實驗環(huán)節(jié)中驗證所學的理論知識，加深對專業(yè)知識的理解，并幫助學生熟悉各種實際情況，提高他們應(yīng)對復(fù)雜問題的能力。在這個過程中，學生不僅建立了扎實的知識基礎(chǔ)，而且鍛煉了實踐能力。

其次，專業(yè)實訓在高等教育中扮演著重要的角色。這種實踐教學手段以培養(yǎng)核心專業(yè)技能為目標，將理論知識與實際應(yīng)用緊密相連，為學生未來的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。在電力行業(yè)中，專業(yè)實訓涵蓋了許多方面，包括電力系統(tǒng)規(guī)劃、電力設(shè)備安裝與維護、電力市場運營等。教師可以利用虛擬仿真技術(shù)模擬電力系統(tǒng)的設(shè)計和規(guī)劃過程，讓學生綜合考慮各種因素，如電力需求、能源來源、系統(tǒng)穩(wěn)定性等，制定出最優(yōu)的電力系統(tǒng)方案。這一過程能讓學生更好地理解電力系統(tǒng)規(guī)劃的復(fù)雜性和必要性，并培養(yǎng)他們在面對實際工程問題時的分析和解決問題的能力。電力設(shè)備安裝與維護的實踐學習則注重讓學生掌握電力設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護和故障排除等技能。通過虛擬仿真技術(shù)，學生可以在模擬的真實環(huán)境中進行操作，更好地理解電力設(shè)備的工作原理，并熟悉和掌握各種維護工具和設(shè)備的使用方法。通過虛擬仿真技術(shù)實踐教學，學生可以更好地理解和掌握電力行業(yè)的專業(yè)知識和技能，提高就業(yè)競爭力，成為高素質(zhì)專業(yè)人才。

最后，綜合實訓是一種高度綜合性的實踐教學環(huán)節(jié)，其主要目標是提高學生的實踐能力和綜合素質(zhì)。通過利用虛擬仿真技術(shù)，綜合實訓可以為學生提供一個高度仿真的環(huán)境，使學生可以在類似于真實的環(huán)境中進行實踐操作，從而更好地理解和掌握專業(yè)知識。在這個仿真的環(huán)境中，學生可以親身體驗到實際工作中可能遇到的各種問題，并學習如何解決這些問題。這種實訓方式突破了傳統(tǒng)單一的實驗或?qū)嵙暷Ｊ?，更注重學生全面發(fā)展，通過工程項目的實施、實際生產(chǎn)的模擬甚至包括團隊協(xié)作等多元化的實踐形式，培養(yǎng)其獨立解決問題和創(chuàng)新的能力。

四、重構(gòu)保障：強化基礎(chǔ)設(shè)施與教師隊伍建設(shè)

首先，為了提高實踐教學的效果和質(zhì)量，高校需要采取一系列措施來整合校企實訓教學資源。其中，建立“實習現(xiàn)場就是培訓現(xiàn)場、培訓現(xiàn)場就是生產(chǎn)現(xiàn)場”的“三場合一”實踐教學基地是重要的一環(huán)。這種實踐教學基地能夠支撐學生實訓教學、企業(yè)員工培訓、1+X證書培訓考核以及高端技能人才培養(yǎng)，具有非常重要的作用[5]。同時，在建設(shè)實踐教學基地時，需要融入企業(yè)實訓基地管理理念，建立專業(yè)群基地建設(shè)管理機制，以實現(xiàn)企業(yè)與專業(yè)群內(nèi)資源共享。在實訓文化建設(shè)方面，要營造濃郁的電力技術(shù)文化氛圍。具體來說，可以通過張貼電力行業(yè)名人名言、設(shè)置電力行業(yè)歷史墻、建立電力行業(yè)文化展示區(qū)等方式來營造電力文化氛圍。這些措施不僅可以讓學生更好地了解電力行業(yè)文化，還可以增強他們對電力行業(yè)的歸屬感和自豪感，使其更好地投入到實踐學習中。

其次，高校要構(gòu)建一套完整的虛擬仿真平臺系統(tǒng)，該平臺系統(tǒng)應(yīng)包括硬件和軟件兩大部分。從硬件方面來說，一套高性能的計算機系統(tǒng)和各種傳感器等設(shè)備是虛擬仿真技術(shù)的基石。這是因為虛擬仿真技術(shù)對計算能力和實時反應(yīng)要求極高，只有足夠先進的硬件設(shè)備才能提供穩(wěn)定、流暢的虛擬仿真環(huán)境。例如，為了模擬復(fù)雜的電力技術(shù)環(huán)境，可能需要使用具備多核心、多線程的高性能計算機，以便在處理大量數(shù)據(jù)時保證運算的準確性和速度。此外，各種傳感器如攝像頭、紅外線傳感器、力傳感器等也需要被集成到硬件系統(tǒng)中，以便獲取更真實、更豐富的模擬反饋，支持虛擬仿真技術(shù)的實現(xiàn)。從軟件方面來說，開發(fā)各種電力技術(shù)仿真實訓軟件是構(gòu)建虛擬仿真平臺的核心任務(wù)。這些軟件需要能模擬各種電力技術(shù)的實際操作環(huán)境，還要能滿足不同課程的不同需求。這意味著軟件的設(shè)計和開發(fā)必須具有極高的靈活性和可擴展性，以便能根據(jù)不同的課程需求進行定制和擴展。此外，仿真實訓軟件還需要擁有強大的交互功能，讓學生能夠進行互動，以增強學習的沉浸感和趣味性。

最后，為了確保教學質(zhì)量的穩(wěn)步提升，高校必須重視教師隊伍的建設(shè)，尤其要提升他們在虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用方面的能力。高?？梢酝ㄟ^提供專業(yè)培訓課程，讓教師全面了解和掌握虛擬仿真技術(shù)，從而更好地將其融入日常教學中，為學生提供更加生動、形象的教學體驗。此外，建立教師交流平臺是十分必要的，有利于教師互相學習、分享經(jīng)驗，從而持續(xù)提升他們在虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用方面的能力。同時，高校應(yīng)鼓勵教師參與虛擬仿真技術(shù)的實踐，使教師在實際操作中不斷積累經(jīng)驗，提升應(yīng)用能力。對于在虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用方面有突出貢獻的教師，高校應(yīng)給予適當?shù)莫剟?，以激勵更多教師積極投入這項工作。

五、效果評估：分析實訓體系優(yōu)缺點

在建立基于虛擬仿真技術(shù)的電力技術(shù)專業(yè)群實訓體系之后，高校必須對其進行全面的實踐與效果評估。這有助于深入了解該實訓體系在培養(yǎng)學生實踐操作能力方面的實際效果，也有利于檢驗該體系是否能夠提高就業(yè)率以及提高教師教學質(zhì)量。除此之外，還能夠發(fā)現(xiàn)實踐過程中存在的問題，為進一步優(yōu)化實訓體系提供客觀依據(jù)。

在實踐環(huán)節(jié)，為了更好地了解該實訓體系的實際效果，高校需要進行廣泛組織和動員，讓學生和教師積極參與。在這個過程中，高?？梢圆捎脝柧碚{(diào)查和訪談的方式，收集使用者的反饋與意見。這些反饋和意見應(yīng)涵蓋該體系的各個方面，如使用感受、操作流程、交互設(shè)計等。通過分析這些反饋和意見，高?？梢陨钊肓私馐褂谜叩氖褂皿w驗。調(diào)查分析表明，學生和教師普遍認為該體系能夠有效地提高實踐操作能力，并且對電力技術(shù)專業(yè)知識的掌握也具有一定的推動作用。然而，從使用者的反饋中也暴露出該體系的一些問題和不足。例如操作流程和交互設(shè)計方面仍存在一些短板，需要進一步完善和優(yōu)化，讓操作更加便捷、高效。針對這些情況，高校應(yīng)該積極開展研究和探討，尋找更加科學合理的設(shè)計方案和操作方法。

在評估環(huán)節(jié)，高校需要對該體系的效果進行全面評估。評估不僅應(yīng)涉及學生的技能掌握、就業(yè)情況，而且應(yīng)涉及教師教學質(zhì)量的評價。通過比對實驗組與對照組的差異，發(fā)現(xiàn)采用該實訓體系的學生展現(xiàn)出更高的技能水平和更好的就業(yè)前景，教師教學質(zhì)量也有顯著提升。然而，實訓體系在實施過程中并非完美無缺，如評估標準的制定和數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析等方面還有待改進。在今后的實踐中，應(yīng)持續(xù)優(yōu)化與完善這個實訓體系，使其更好地服務(wù)于廣大學生和教師，為電力技術(shù)專業(yè)的教學水平提升貢獻力量。

六、結(jié)語

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)能夠在很大程度上解決傳統(tǒng)實訓方式所存在的問題，從而提高實訓的效果和質(zhì)量。然而，值得注意的是，虛擬仿真技術(shù)并不能完全替代現(xiàn)場操作，因此需要進一步完善和發(fā)展這項技術(shù)，同時加強教師隊伍的培訓和管理，以滿足不斷提高的實訓需求。只有通過不斷的優(yōu)化與創(chuàng)新，才能夠不斷改善虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電力技術(shù)專業(yè)群實訓體系中的應(yīng)用效果，最終滿足培養(yǎng)更多的電力技術(shù)人才的產(chǎn)業(yè)需求。

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Exploration of the Reconstruction of the Practical Training System for Higher Vocational Electric Power Technology Majors Based on Virtual Simulation Technology

Zhao Shuzong

（Guangxi Electric Power Vocational and Technical College， Guangxi Province， Nanning 530299， China）

Abstract： As one of the pillar industries in China， the demand for "dual high" talents in the power is also increasing in the new era. Building a vocational power technology professional group training system based on virtual simulation technology can better meet the current talent training requirements. In the application process of virtual simulation technology in the professional group and training system of power technology， it is necessary to accurately connect with the core job cluster of the power industry， pay attention to the actual needs and applications of real work scenarios， face industry needs and be guided by industry needs， integrate virtual simulation technology into basic training， professional training， and comprehensive training at three levels， integrate school enterprise training teaching resources， and establish a "three occasions and one" practical teaching base， Improve teaching quality， attach importance to the continuous construction of the teaching staff， and comprehensively evaluate the advantages and disadvantages of the system.

Key words： virtualsimulation technology； powertechnology； professionalgroup；practicaltrainingsystem；reconfiguration