基于《電工技術(shù)》課程實(shí)訓(xùn)輔助系統(tǒng)的建設(shè)

孫寧　張勇　錢琨

【摘要】電工實(shí)訓(xùn)課程處于面向?qū)崙?zhàn)化教學(xué)的探索期和建設(shè)期，如何切實(shí)分析“教”與“戰(zhàn)”之間聯(lián)系，讓學(xué)員能夠快速掌握電工基本技能，一直是電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】實(shí)訓(xùn)；輔助教學(xué)；系統(tǒng)建設(shè)

一、系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)

在現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)模式中，因一個(gè)實(shí)訓(xùn)室只有一名教員，實(shí)訓(xùn)時(shí)間較為緊湊等因素，對學(xué)員實(shí)訓(xùn)過程中出現(xiàn)的問題往往不能及時(shí)指導(dǎo)，導(dǎo)致問題有所積累。隨著電工實(shí)驗(yàn)室的進(jìn)一步開放，為學(xué)員提供了一個(gè)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主操作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也為“科技四小”的制作提供了很好的操作場地。在學(xué)員自主學(xué)習(xí)、科研學(xué)術(shù)研究的過程中，針對實(shí)驗(yàn)中存在的故障、檢測、維修等問題，以及“科技四小”項(xiàng)目制作遇到困難、未學(xué)過的知識(shí)結(jié)構(gòu)，教員很難到達(dá)及時(shí)的、一對一的針對性輔導(dǎo)。由于這些問題的存在，建立一套行之有效的實(shí)訓(xùn)輔助系統(tǒng)則顯的非常重要。本系統(tǒng)的主要目的：

（一）建立實(shí)訓(xùn)操作項(xiàng)目的視頻演示庫

由教員演示正確的實(shí)訓(xùn)操作的內(nèi)容并進(jìn)行錄制，該庫的建立，將為電類課程教學(xué)、機(jī)電類課程教學(xué)、科研提供非常有益的素材，對于相關(guān)專業(yè)系的裝備維修教學(xué)也有一定的參考作用。

（二）完善實(shí)訓(xùn)操作項(xiàng)目的故障檢測維修庫

教員搜集在實(shí)訓(xùn)課堂教學(xué)中容易出現(xiàn)的故障、結(jié)合學(xué)員在動(dòng)手操作中出現(xiàn)的問題，對錯(cuò)誤的實(shí)訓(xùn)操作、電路故障的檢測及維修、儀表的錯(cuò)誤使用等，通過視頻和動(dòng)畫的方進(jìn)行素材的歸納整理，便于學(xué)員自己對錯(cuò)誤實(shí)訓(xùn)進(jìn)行及時(shí)的糾正。

（三）建設(shè)電工實(shí)訓(xùn)的虛擬實(shí)驗(yàn)庫

仿真軟件輔助教學(xué)的應(yīng)用，能夠使抽象的問題形象化，枯燥無味的知識(shí)生動(dòng)化。在學(xué)生有興趣、又掌握相應(yīng)知識(shí)的前提下，也可引導(dǎo)學(xué)員做一些復(fù)雜的綜合性設(shè)計(jì)題目，發(fā)揮學(xué)員的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新能力。

（四）增強(qiáng)教員的創(chuàng)新意識(shí)和科研能力

我教研室主要承擔(dān)電工技術(shù)、電工電子技術(shù)、電工電子技能實(shí)訓(xùn)以及電工四門課程的授課任務(wù)，本項(xiàng)目須將教研室所授課程中各實(shí)訓(xùn)操作模塊內(nèi)容整合，對于提高教員的計(jì)算機(jī)編程能力、學(xué)科內(nèi)容整合能力有很大的幫助。

二、研究方案及可行性分析

（一）研究內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)

基于《電工技術(shù)》課程實(shí)訓(xùn)輔助系統(tǒng)主要可以分為四個(gè)模塊：實(shí)訓(xùn)操作模塊、故障檢測模塊、虛擬模塊、科研學(xué)術(shù)模塊，并實(shí)現(xiàn)以下功能：

1、實(shí)訓(xùn)操作模塊。運(yùn)用錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)輔助軟件錄制《電工技術(shù)》的五個(gè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，包含：簡單電路的連接及測量、基爾霍夫定律的驗(yàn)證、提高日光燈電路的功率因數(shù)、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路的搭建。

2、故障檢測模塊。利用視頻和動(dòng)畫設(shè)計(jì)《電工技術(shù)》實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的故障點(diǎn)，并講解電路和儀器設(shè)備故障檢測的方法，以及動(dòng)手維修的方法。學(xué)員通過搜索網(wǎng)站中相應(yīng)故障現(xiàn)象，自己動(dòng)手排除故障進(jìn)行維修。

3、虛擬模塊。仿真軟件提供了強(qiáng)大的圖形支持、豐富的元器件庫、齊全的虛擬儀器儀表，且不存在燒毀器件的問題，有助于學(xué)生大膽進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，在這樣的循環(huán)過程中自然而然的培養(yǎng)了學(xué)員研究問題和解決問題的能力。

4、科研學(xué)術(shù)模塊。通過“電工科技愛心日”、“科技四小”等一些面向范圍廣、時(shí)效性強(qiáng)的學(xué)員科技活動(dòng)，讓電工開放實(shí)驗(yàn)室，將電工實(shí)驗(yàn)室形成集發(fā)明創(chuàng)造、制作、開發(fā)及科普服務(wù)為一體的地方。

（二）擬采取的研究方案和技術(shù)路線

1、素材的收集。組織收集電工實(shí)訓(xùn)操作的過程比較常見的電路故障、實(shí)訓(xùn)臺(tái)故障點(diǎn)、儀表使用錯(cuò)誤、電路錯(cuò)誤鏈接的現(xiàn)象、儀器儀表的檢測方式等各種素材，為視頻的制作打好基礎(chǔ)。

2、視頻的制作。使用電子相冊制作軟件《數(shù)碼大師》、KK錄像機(jī)等視頻錄制軟件，錄制所學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、常見操作故障的現(xiàn)象，并在視頻中添加詳細(xì)的文字說明、注釋，旁白等。

3、虛擬實(shí)驗(yàn)的制作。通過仿真軟件設(shè)計(jì)已選定的知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)及制作，最終驗(yàn)證成功并制作成視頻應(yīng)用于理論和實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。

4、編程的制作。選擇合適的編程軟件等編程，學(xué)員通過實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等方式可以搜索出相對應(yīng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

（三）需解決的關(guān)鍵問題和技術(shù)難點(diǎn)

1、所有素材的搜集、整理及分類歸納；

2、視頻制作軟件、虛擬軟件、編程軟件的學(xué)習(xí)已經(jīng)應(yīng)用。

（四）項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處

1、實(shí)訓(xùn)視頻將復(fù)雜的實(shí)訓(xùn)操作內(nèi)容簡單化、直觀化、趣味化；節(jié)省了學(xué)員對故障檢測維修的時(shí)間，同時(shí)，所建立的視頻化的內(nèi)容為教學(xué)、科研、裝備維修提供了便利。

2、輔助系統(tǒng)直接將實(shí)訓(xùn)操作器件、電路實(shí)體化，比傳統(tǒng)的電路制作更加便捷、快速、省材，且對電路連接者不會(huì)造成觸電的損害，為改進(jìn)裝備保障模式提供了新思路。

（五）成果形式及考核目標(biāo)

1、三個(gè)視頻錄像：基爾霍夫定律的驗(yàn)證、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路的搭建。

2、三個(gè)虛擬實(shí)訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)演示：基爾霍夫定律的驗(yàn)證、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路的搭建。

3、五個(gè)實(shí)訓(xùn)操作步驟及注意事項(xiàng)：簡單直流電路的連接和測量、基爾霍夫定律的驗(yàn)證、提高日光燈電路的功率因數(shù)、三相交流電路的連接及測量、三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路的搭建。

基于《電工技術(shù)》課程實(shí)訓(xùn)輔助系統(tǒng)，是一種通過視頻、動(dòng)畫和網(wǎng)站等多種形式相結(jié)合，將在實(shí)訓(xùn)課程中實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、故障存在問題以及檢測維修的方法進(jìn)行歸納整理，便于學(xué)員通過輔助系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)。隨著學(xué)員研究的深入，提高《電工技術(shù)》課程實(shí)訓(xùn)在實(shí)戰(zhàn)化軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。