試論中等院校電氣實訓教學中虛擬實驗室的應用

王雪梅 焦作市技師學院

實訓教學在中等職業院校課程教學中具有十分重要的作用，在電氣工程等專業的教學中，為了提高實訓教學的安全性與有效性，采用虛擬實驗室進行實訓教學是十分有必要的，在電氣工程課程實訓教學中具有不可替代的作用，能夠直接影響著學生的后續學習興趣。

一、中等院校電氣實訓教學存在問題

學生通過虛擬實驗室進行實踐操作，能夠發現自己在實驗過程中存在的問題，然后通過交流討論，直到解決問題，而電氣工程實訓本身是比較抽象與復雜的，學生只是通過一次簡單的實訓是不能掌握實踐操作技能的，只有利用虛擬實驗室讓學生進行反復的練習與操作，不斷的鞏固學習過的知識，才能有效提高學生的電氣工程實訓操作技能。但是，在實際教學過程中，中等學校的電氣實訓教學還存在諸多問題。

1.現有的實訓器材不能滿足學生的實訓學習需求。由于電氣類專業實訓設備價格昂貴，一些中等院校由于經費的限制，難以購買大規模裝備與設施，而且電氣實訓的耗材消耗巨大，學校也缺乏相應耗材資源，這就嚴重制約電氣專業實訓教學的開展，在實訓教學過程中，本該開展實踐操作技能的訓練的內容，由教師采用理論講授的形式進行，或者由教師帶領學生參觀實訓設備，講解實訓設備的使用，而學生在參觀的過程中，只是聽教師的講解，缺乏實踐操作的機會，從而也影響著中等院校電氣工程專業學生職業技能的提升。

2.現有的教學資源不能滿足電氣實訓教學的要求。由于電氣工程專業的發展十分迅速，新的電氣設備不斷的出現，而中等院校不能及時購買新的實訓設備，現有的傳統實訓設備升級潛力有限，與市場上一些新的電氣設備不相匹配，這就導致中等院校電氣實訓課程不能滿足實訓教學改革的需求，有些學校雖然開展電氣實訓教學，但也只是在一些老、舊設備上進行實訓，獲得的實踐操作能力明顯的不能適應市場的要求，缺乏對新設備的操作能力，這在很大程度上影響學生專業實踐技能的提升，降低了學生的社會適應能力，也進一步會影響中等院校電氣工程專業的發展。

3.電氣實訓的安全性問題也影響著學生的實踐技能的提升。由于很多電氣設備要求在高壓電的環境中進行工作，使得電氣實訓有一定危險性，在實訓的過程中，如果存在操作不慎，就會損壞電氣實訓設備、設施，或者出現人身安全事故，而且中等院?，F有的傳統實訓設備難以提供完善的安全保護功能與措施，也不具備有效的保護措施，使得教師的學生在實訓時因為安全問題而放不開手腳，進行大規模的實踐實訓操作，也不能全方位的對學生進行實踐實訓，這就使得中等院校電氣工程的專業實訓效果大打折扣，進而也會影響學生專業實踐技能的提升。

4.傳統電氣實訓設備局限性較大。導致中等院校的實訓教學方法不能滿足學生全面學習的要求，而且學?，F有的設備也難以開發新的實訓類型與新的實訓教學方法，也影響著中等院校電氣實訓教學的改革，現有的虛擬化實訓機械設備的人機界面不友好，操作比較困難，互動性比較差，不能充分發揮學生的能動性和創造力，這在很大程度上導致中等院校電氣工程專業培養的學生質量不高，不能滿足市場上對應用型、技能型專業人才的需求。

二、虛擬實驗室在中等院校電氣實訓教學中的應用

虛擬實驗室主要是采用虛擬現實技術來建立電氣設備實訓操作過程，充分的運用計算機技術建設虛擬實訓環境，為學生提供可操作的虛擬實訓儀器，將真實的電氣實訓環境采用計算機虛擬技術模擬出來，使得學生在實訓操作的過程中，能夠完善沉浸于虛擬實驗室創建的實訓操作環境中，提升學生的實踐技能。

1.模擬電氣實訓的實踐操作。虛擬實驗室在中等院校的電氣實訓中應用，能夠為學生提供接近真實的實訓環境，使得學生能夠沉浸在虛擬的環境中進行實訓操作，學生可以利用虛擬的設備，完成整個實訓過程，譬如電氣設備內部構成、通電后才能的變化等都能利用虛擬設備展示出來，并在每一個操作環節能夠詳細的說明操作技巧、需要注意的問題等，使得學生在實訓的過程中，不能能夠提高自己的技能，還能了解每一個實訓環節需要注意的問題。

2.用虛擬實驗室能夠節約寶貴的實訓經費和課時。利用虛擬實驗室對學生進行實訓操作，不僅有利于中等院校進行實踐實訓教學的改革，創新實訓教學方法，在市場上出現新的電氣設備時，只需要開發出新的虛擬化設備實訓操作系統，就可以實現對新設備的實訓操作，更新中等院校實訓操作的內容，豐富學校實踐實訓的教學資源，這樣不能能夠提高中等院校實訓設備的更新效率，還能夠減少學校實訓耗材的損耗，在提高學生實訓技能的同時，還能夠增強中等院校實訓的效率，在達到實踐實訓目的的同時，還能夠節省教師的時間與學校的經費。

3.虛擬實驗室進行實訓教學安全性高。采用虛擬實驗室進行電氣實訓操作，在為學生提供接近真實的操作環境的同時，還能夠有效的避免學生在真實實訓操作中可能遇到的各種危險，不僅能夠減少電氣設備的損壞，還能避免人身安全事故的發生，采用大規模的虛擬化沉浸式的實訓操作，使得學生在真正的實訓過程中獲得更多的感性知識，操作電氣實訓的操作技能，學生可以大膽的操作一些危險性比較高的實訓，如高壓操作與實訓、對人體容易造成傷害的實訓等，同時也能夠防止學生操作不當而造成的設備損壞等情況，進而能夠徹底消除學生因為害怕而不敢操作的情況。

結束語：虛擬實驗室在中等院校電氣實訓中應用，提高了電氣實訓操作的效率，能夠為學生提供接近真實的實踐操作環境，不僅能夠提高學生的實踐操作能力，還有利于中等院校進行實訓教學改革，創新電氣實訓的教學方法。