周麗榮

（吉林化工學(xué)院，吉林吉林，132022）

虛擬仿真技術(shù)在電氣工程類專業(yè)中的應(yīng)用

周麗榮

（吉林化工學(xué)院，吉林吉林，132022）

電氣工程類專業(yè)是我國高等教育體系中一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，具有設(shè)備種類多、規(guī)模龐大、接線復(fù)雜、電流大、電壓高等諸多特點(diǎn)。虛擬仿真技術(shù)可以給學(xué)生的學(xué)習(xí)提供一個(gè)安全健康的環(huán)境，還能優(yōu)化電氣工程教學(xué)效果。

虛擬仿真技術(shù)；電氣工程類專業(yè)；應(yīng)用

0 引言

在電氣工程類專業(yè)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，不僅可以讓學(xué)生全面詳細(xì)了解電力工程的運(yùn)行以及相關(guān)的專業(yè)知識，同時(shí)還能保證師生的安全[1]。筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，就虛擬仿真技術(shù)在電氣工程類專業(yè)中的應(yīng)用談一談自己的看法。

1 虛擬仿真技術(shù)在電氣工程類專業(yè)中應(yīng)用的重要意義

1.1 實(shí)現(xiàn)資源的有效共享

虛擬仿真技術(shù)是一項(xiàng)基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的信息技術(shù)，在電氣工程類專業(yè)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，可以為學(xué)生在任何地點(diǎn)和任何時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提供相應(yīng)的條件。與此同時(shí)，在電氣工程類專業(yè)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，還可以開放優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，給社區(qū)、企業(yè)以及兄弟院校等提供教學(xué)服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)資源的有效共享。

1.2 實(shí)現(xiàn)不可逆以及不可及過程

電氣工程類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨著強(qiáng)電的威脅，很多實(shí)驗(yàn)必須要在極端或者高危的環(huán)境下才能完成，操作過程也是不可及或者不可逆的，對學(xué)生相關(guān)技能的訓(xùn)練需要高消耗和高成本，不僅危險(xiǎn)而且能夠被學(xué)生掌握和吸收的知識和技能少之又少。但是如果在電氣類專業(yè)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，就可以有效改觀這一局面，虛擬仿真技術(shù)可以為電氣工程類專業(yè)教學(xué)提供經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的實(shí)驗(yàn)手段，既能消除強(qiáng)電威脅，又能促進(jìn)學(xué)生把握和吸收相關(guān)專業(yè)知識。譬如，在高電壓虛擬仿真實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生可以近距離觀察高壓放電的情景，還可以反復(fù)觀看[2]。

1.3 教學(xué)環(huán)節(jié)更加靈活

在電氣工程類專業(yè)教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)需求靈活選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)，學(xué)生還可以隨著學(xué)習(xí)進(jìn)度的變化回顧以前的學(xué)習(xí)內(nèi)容，或者跨越教學(xué)層次進(jìn)行提升。在這種虛擬化的教學(xué)情境之中，學(xué)生真正掌握了學(xué)習(xí)的自主權(quán)，不僅得到更多創(chuàng)新實(shí)踐和接觸專業(yè)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性也得到有效的提升。教學(xué)環(huán)節(jié)更具有靈活性，學(xué)生可以充分展現(xiàn)自己的才華。

2 虛擬仿真技術(shù)在電氣工程類專業(yè)中應(yīng)用策略

2.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)思想，建立科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)

電氣工程類專業(yè)教師還要在此基礎(chǔ)上建立科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，科學(xué)合理的教學(xué)目標(biāo)能夠讓教學(xué)取得事半功倍的效果[3]。由于學(xué)生在興趣愛好、學(xué)習(xí)進(jìn)度以及專業(yè)方向上等各個(gè)方面存在一定的差異，所以在學(xué)習(xí)過程中就需要不同的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)，這些平臺(tái)之間必須要有較強(qiáng)的聯(lián)系。尤其當(dāng)教學(xué)資源出現(xiàn)學(xué)科交叉的時(shí)候，老師要按照系統(tǒng)構(gòu)建、綜合設(shè)計(jì)、理論應(yīng)用三個(gè)層次構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，將虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。例如，電氣工程類專業(yè)老師可以從基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)練習(xí)這三個(gè)方面制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合培養(yǎng)計(jì)劃?；A(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)主要包括專業(yè)的課程實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)訓(xùn)練；綜合實(shí)驗(yàn)主要包括課程設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練；生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要有畢業(yè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)訓(xùn)練。

2.2 構(gòu)建互通互融教學(xué)理念，完善課程教學(xué)體系

在電氣工程類專業(yè)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，可以給老師的教學(xué)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)提供安全的環(huán)境和可靠的保障。其課程教學(xué)體系可以細(xì)分為專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)。其中，專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)還可以細(xì)分為專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)可以細(xì)分為綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。老師需要根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)要求設(shè)計(jì)教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)資源，在資源當(dāng)中有效貫穿課程內(nèi)容。同時(shí)，要以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為目標(biāo)建立教學(xué)層次，利用橫向連接的方式將不同平臺(tái)的教學(xué)資源有效結(jié)合起來。在注重因材施教、專業(yè)培養(yǎng)的同時(shí)要保證教學(xué)平臺(tái)之間互通互融，同時(shí)還要保證教學(xué)層次之間呈現(xiàn)出一個(gè)相互補(bǔ)充的狀態(tài)。在當(dāng)前的教育形勢下，電氣工程類專業(yè)的老師要敢于打破學(xué)科專業(yè)的界限，建立一體化的教學(xué)理念，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源的有效共享和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2.3 以教學(xué)環(huán)節(jié)為導(dǎo)向，創(chuàng)建合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

第一，創(chuàng)新與實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)。針對電氣工程類專業(yè)的教學(xué)特色，利用虛擬仿真技術(shù)結(jié)合“新型傳感器”、“工業(yè)自動(dòng)化”、“機(jī)器人”、“航空航天”、“智能電網(wǎng)”等專業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)建立虛擬化的仿真系統(tǒng)，從而加強(qiáng)學(xué)生對有關(guān)學(xué)科先進(jìn)成果以及專業(yè)知識的理解。

第二，專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括工程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等集中的教學(xué)環(huán)節(jié)。利用虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，一切的不可能都會(huì)變成可能。虛擬仿真技術(shù)可以給學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)近似真實(shí)的虛擬環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)踐技能的訓(xùn)練，也能有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室的無縫對接。

第三，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。創(chuàng)建該平臺(tái)主要是為了進(jìn)行基礎(chǔ)知識教學(xué)，通過仿真技術(shù)對一些技術(shù)原理以及基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證，讓學(xué)生能夠全面掌握基礎(chǔ)知識和相關(guān)技能。除此之外，虛擬仿真技術(shù)能夠打破時(shí)間和空間的限制，學(xué)生可以隨時(shí)隨地開展實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和獨(dú)立思考的能力。

3 結(jié)論

在電氣工程類專業(yè)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)資源的有效共享，讓教學(xué)環(huán)節(jié)變得更加靈活，同時(shí)還能讓一些不可能的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。電氣工程類專業(yè)教師要重視虛擬仿真技術(shù)，首先要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)思想，建立科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，其次要構(gòu)建互通互融教學(xué)理念，完善課程教學(xué)體系，最后要以教學(xué)環(huán)節(jié)為導(dǎo)向，創(chuàng)建合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，將虛擬仿真技術(shù)的價(jià)值和功能最大限度發(fā)揮出來。

[1]黃文力,苗滿香.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系的改革[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版).2011(04)：32-33.

[2]程思寧,耿強(qiáng),姜文波,占永寧.虛擬仿真技術(shù)在電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.2013(07)：54-55.

The Application of Virtual Simulation Technology in Electrical Engineering

Zhou Lirong
（Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin Jilin,132022）

Electrical engineering in higher education system in our country is a vital part of teaching,have huge variety, scale, complex wiring equipment, large current and high voltage characteristics. Virtual simulation technology could provide students with a safe and healthy environment, and also can optimize the effect of electrical engineering teaching

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